石灰石石膏法烟气脱硫系统n n湿式石灰石石膏法脱硫工艺发展历程n n石灰石脱硫工艺的化学原理n n石灰石脱硫系统构成n n湿式烟气脱硫工艺设计参数湿式石灰石石膏法脱硫工艺发展历程n n湿式脱硫工艺的发展史n n石灰石石膏湿法脱硫发展的几个阶段n n目前比较先进的几种石灰石石膏湿法脱硫工艺n n石灰石石膏法烟气脱硫在我国的发展湿式脱硫工艺发展史n n1930 1930 第一台湿式第一台湿式FGD(FGD(全尺寸全尺寸) )在英国在英国Batter SeaBatter Sea电厂投运电厂投运n n1953 1953 美国美国TVATVA进行了小规模试验研究进行了小规模试验研究n n1964 1964 前苏联在一个冶炼厂的尾部安装了一套湿式洗涤装置前苏联在一个冶炼厂的尾部安装了一套湿式洗涤装置n n1965-1966 1965-1966 日本先后在日本先后在3 3个电厂安装了石灰个电厂安装了石灰/ /石灰石洗涤装置石灰石洗涤装置n n1965 1965 美国对石灰石洗涤工艺进行了中试美国对石灰石洗涤工艺进行了中试n n1971 1971 美国美国TVA/EPATVA/EPA在在ShawneeShawnee电厂进行了现场工业性试验电厂进行了现场工业性试验n n1975 1975 中国上海闸北电厂首次进行了现场中间试验中国上海闸北电厂首次进行了现场中间试验n n8080年代中期，年代中期， 原西德在吸收日本和美国的试验研究和运行经验的基原西德在吸收日本和美国的试验研究和运行经验的基础上，结合国情进行了深入的研究，积累了经验。现已形成了自己独础上，结合国情进行了深入的研究，积累了经验。现已形成了自己独特的商业装置特的商业装置n n9090年代，湿法年代，湿法FGDFGD工艺在发达工业国家的燃煤电厂得到了广泛应用工艺在发达工业国家的燃煤电厂得到了广泛应用 石灰石脱硫工艺的化学原理n n在水中，气相在水中，气相SOSO2 2被吸收并经过下列反应离解被吸收并经过下列反应离解l lSOSO2 2（气）（气）+H+H2 2O SOO SO2 2( (液）液）H H2 2OOl lSOSO2 2( (液）液）H H2 2O HO H+ +HSO+HSO3 3- - 2 H 2 H+ +SO+SO3 32-2-n n由于由于H H+ +被被OHOH- -中和生成水使得这一平衡向右进行。中和生成水使得这一平衡向右进行。 OHOH- -离子离子是由水中融解的石灰石生成的，且鼓入的空气可将生成的是由水中融解的石灰石生成的，且鼓入的空气可将生成的COCO2 2带走。带走。n nCaCOCaCO3 3 Ca Ca2 2+CO+CO3 32 2n nCOCO3 32 2+H2O +H2O OHOH- - H HCOCO3 32 2 2 OH- +CO2(2 OH- +CO2(液）液）n n鼓入的空气也可用来氧化鼓入的空气也可用来氧化HSOHSO3 3- -和和SOSO3 32-2-离子，最后生成石膏离子，最后生成石膏沉淀物。沉淀物。HSOHSO3 3- - +1/2O2 +1/2O2 SOSO4 42-2- H H+ +SOSO3 32-2- 1/2O2 1/2O2 SOSO4 42- 2- Ca+Ca+ SOSO4 42- 2- CaSOCaSO4 4典型的工艺流程系统构成（一）n n石灰石制备系统：由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量站构成。n n吸收塔：由洗涤循环系统除雾器和氧化工序组成的吸收塔。n n烟气再热系统（可选）n n脱硫风机n n石膏脱水装置：由水力旋流分离器、真空皮带过滤机和储存系统组成。系统构成（二）：石灰石制备系统n n细度要求：细度要求：9090通过通过325325目筛（目筛（4444微米）或微米）或250250目目筛（筛（6363微米）。微米）。n n纯度要求：石灰石含量大于纯度要求：石灰石含量大于9090。n n可磨性也有一定的要求。可磨性也有一定的要求。n n简介：将石灰石粉由罐车运到料仓储存，然后通简介：将石灰石粉由罐车运到料仓储存，然后通过给料机、输粉机将石灰石粉输入浆池，加水制过给料机、输粉机将石灰石粉输入浆池，加水制备成固体含量分数为备成固体含量分数为10105050的浆液。的浆液。 系统构成（三）：吸收氧化系统n n吸收塔 吸收塔是烟气脱硫的核心装置，要求气液接触面积大、气体的吸收反应良好，压力损失小。并且适用于大容量烟气处理。吸收塔的主要有喷淋塔、填料塔、双回路塔和喷射鼓泡塔、复合塔等类型。系统构成（三）：吸收氧化系统n n喷淋塔 是湿法脱硫的主流塔型，多采用逆流方式布置，烟气流速为3m/s左右，液气比与煤的含硫量和脱硫率关系较大，一般在825L/m之间。优点是:内部部件少，故结垢的可能性小，压力损失也小。逆流运行有利于烟气与吸收液充分接触，但阻力损失比顺流大。系统构成（三）：吸收氧化系统n n填料塔 填料塔是由日本三菱重工开发，采用塑料隔栅作填料，相对延长了气液两相的接触时间，从而保证较高的脱硫率。隔栅填料塔为顺流或逆流，顺流时的空塔气速约45米/秒，与逆流塔相比结构紧凑。压降因隔栅填充高度而异。系统构成（三）：吸收氧化系统n n双回路塔双回路塔最早由美国最早由美国Reserch-ConttrellReserch-Conttrell公司开发，又称公司开发，又称Noell-Noell-KRCKRC工艺，在美国和德国应用较多。双回路塔被工艺，在美国和德国应用较多。双回路塔被一个集液斗分成两个回路：下段作为预冷却区，一个集液斗分成两个回路：下段作为预冷却区，并进行一级脱硫，并进行一级脱硫，pHpH控制在控制在4.04.05.05.0，有利于氧，有利于氧化和石灰石的溶解，防止结垢和提高石灰石的利化和石灰石的溶解，防止结垢和提高石灰石的利用率；上段为吸收区，其排水经集液斗引入另设用率；上段为吸收区，其排水经集液斗引入另设的加料槽，在此加入新鲜的石灰石，维持较高的的加料槽，在此加入新鲜的石灰石，维持较高的pHpH（6.06.0左右），以获得较高的脱硫率。左右），以获得较高的脱硫率。系统构成（三）：吸收氧化系统n n喷射鼓泡塔喷射鼓泡塔由千代田公司开发研制，又称由千代田公司开发研制，又称CT-121CT-121，烟气通过喷，烟气通过喷射分配器以一定的压力进入吸收液，形成一定高射分配器以一定的压力进入吸收液，形成一定高度的喷射气泡层，可省去再循环泵和喷林装置。度的喷射气泡层，可省去再循环泵和喷林装置。净化后的烟气经上升管进入混合室，除雾后排放。净化后的烟气经上升管进入混合室，除雾后排放。特点是：可在低特点是：可在低pHpH下运行，一般为下运行，一般为3.53.54.54.5，生，生成的石膏晶体颗粒大，易于脱水；脱硫率的高低成的石膏晶体颗粒大，易于脱水；脱硫率的高低与系统的压降有关，可通过增大喷射管的浸没深与系统的压降有关，可通过增大喷射管的浸没深度来提高压降，提高脱硫率。度来提高压降，提高脱硫率。系统构成（四）：吸收氧化系统n n除雾器除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。除雾器设置冲洗水，间歇冲洗冲洗除雾器。湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。系统构成（四）：吸收氧化系统n n折流板除雾器折流板除雾器是利用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集的，气体通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。通常，折流板除雾器中两板之间的距离为20-30mm，对于垂直安置，气体平均流速为23m/s；对于水平放置，气体流速一般为610m/s。气体流速过高会引起二次夹带。系统构成（四）：吸收氧化系统n n旋流板除雾器气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流，其中的液滴在惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，达到除雾的目的，除雾率可达9099。系统构成（五）：吸收氧化系统n n氧化槽氧化槽氧化槽的功能是接收和储存石灰石，溶解石灰石，氧化槽的功能是接收和储存石灰石，溶解石灰石，鼓风氧化鼓风氧化CaSO3CaSO3，结晶生成石膏。早期的湿法脱，结晶生成石膏。早期的湿法脱硫几乎都是在脱硫塔外另设氧化塔，由脱硫塔排硫几乎都是在脱硫塔外另设氧化塔，由脱硫塔排出的浆液再被引入专门的压力氧化槽中，并添加出的浆液再被引入专门的压力氧化槽中，并添加硫酸，在硫酸，在pHpH为为3 34 4的条件下被鼓风氧化。这种工的条件下被鼓风氧化。这种工艺易发生结垢和阻塞问题。随着工艺的发展，将艺易发生结垢和阻塞问题。随着工艺的发展，将氧化系统组合在塔底的浆池内，利用大容积浆液氧化系统组合在塔底的浆池内，利用大容积浆液完成石膏的结晶过程，就地氧化。循环的石灰石完成石膏的结晶过程，就地氧化。循环的石灰石在氧化槽内设计停留时间一般为在氧化槽内设计停留时间一般为4 48min8min，与石，与石灰石的反应性能有关。灰石的反应性能有关。系统构成（六）：吸收氧化系统n n雾化喷嘴雾化喷嘴的功能是将大量的石灰石浆液转化为能够提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟气中二氧化硫。湿法脱硫采用的喷嘴一般为离心压力雾化喷嘴，可粗略分为旋转型和离心型。常用的有空心锥切线型、实心锥切线型、双空心锥切线型、实心锥型、螺旋型等5种。系统构成（六）：吸收氧化系统n n空心锥切线型空心锥切线型采用这种设计的喷嘴，石灰石浆从切线方向进入喷采用这种设计的喷嘴，石灰石浆从切线方向进入喷嘴的涡旋腔内，然后从与入口方向成直角的喷孔嘴的涡旋腔内，然后从与入口方向成直角的喷孔喷出，可允许自由通过的颗粒尺寸大约是喷孔尺喷出，可允许自由通过的颗粒尺寸大约是喷孔尺寸的寸的8080100100，喷嘴无内部分离部件。传统，喷嘴无内部分离部件。传统的用于的用于FGDFGD的喷嘴是采用炭化硅材料铸造的空心的喷嘴是采用炭化硅材料铸造的空心锥形旋流切线型喷嘴（如美国锥形旋流切线型喷嘴（如美国BETEBETE公司的公司的THTH系列）系列）通常在通常在0.1-0.2MPa0.1-0.2MPa压力下工作，旋流切线形与相压力下工作，旋流切线形与相似的传统实心锥形旋流喷嘴相比，前者比后者畅似的传统实心锥形旋流喷嘴相比，前者比后者畅通直径大很多，尤其是在喷射循环使用的石灰石通直径大很多，尤其是在喷射循环使用的石灰石浆时更实用。浆时更实用。系统构成（六）：吸收氧化系统n n实心锥切线型实心锥切线型这种喷嘴的设计思路与空心锥切线喷嘴近似，所不这种喷嘴的设计思路与空心锥切线喷嘴近似，所不同的是在涡旋腔封闭端的顶部使部分液体转向喷同的是在涡旋腔封闭端的顶部使部分液体转向喷入喷雾区的中央，以此来实现实心锥形喷雾的效入喷雾区的中央，以此来实现实心锥形喷雾的效果，这种可允许自由通过的颗粒尺寸大约是喷孔果，这种可允许自由通过的颗粒尺寸大约是喷孔尺寸的尺寸的8080100100，这种喷嘴喷射的液滴平均，这种喷嘴喷射的液滴平均粒径比相同尺寸的空心锥形喷嘴的大粒径比相同尺寸的空心锥形喷嘴的大30305050，BETEBETE的的TSCTSC系列就是这种喷嘴，在吸收塔中应用系列就是这种喷嘴，在吸收塔中应用时它可以采用氮连接炭化硅陶瓷材料（时它可以采用氮连接炭化硅陶瓷材料（SNBSC).SNBSC).系统构成（六）：吸收氧化系统n n双空心锥切线形这种喷嘴就是在一个空心锥切线腔体上设计两个喷孔，在吸收塔中，一个喷孔向上喷，另一个向下喷，这种喷嘴允许通过的颗粒尺寸为喷孔直径的80100。BETE的DTH系列为双空心锥切线设计的喷嘴，DTH系列喷嘴也可以采用氮连接炭化硅陶瓷材料制造。系统构成（六）：吸收氧化系统n n实心锥（一）实心锥（一）这种喷嘴通过内部的叶片使石灰石浆形成旋流，然后以入口这种喷嘴通过内部的叶片使石灰石浆形成旋流，然后以入口的轴线为轴从喷孔喷出，根据不同的设计，这种喷嘴允许的轴线为轴从喷孔喷出，根据不同的设计，这种喷嘴允许通过的最大颗粒直径为喷孔直径的通过的最大颗粒直径为喷孔直径的2525100100不等，在不等，在同等条件下，这种喷嘴所能提供的雾化粒径相当于相同尺同等条件下，这种喷嘴所能提供的雾化粒径相当于相同尺寸的空心锥切线形喷嘴的寸的空心锥切线形喷嘴的60607070。BETEBETE的最大自由的最大自由通道通道MPMP系列就是专门设计开发出来的可以提供自由畅通系列就是专门设计开发出来的可以提供自由畅通直径大，同时又兼顾了旋流切线设计所拥有的良好的实直径大，同时又兼顾了旋流切线设计所拥有的良好的实心锥形喷雾雾化特点的喷嘴。在相同流量和压力条件下，心锥形喷雾雾化特点的喷嘴。在相同流量和压力条件下，BETEBETE的的MPMP系列喷嘴可提供的平均雾化粒径要比采用切线系列喷嘴可提供的平均雾化粒径要比采用切线内部旋流设计的喷嘴小内部旋流设计的喷嘴小3030。系统构成（六）：吸收氧化系统n n实心锥（二）实心锥（二）n n在喷射循环利用的石灰石浆时，在喷射循环利用的石灰石浆时，BETEBETE的的MPMP系列在系列在保证均匀的喷雾分布的同时又提供了大的自由通保证均匀的喷雾分布的同时又提供了大的自由通道以保证最佳的防堵塞效果。道以保证最佳的防堵塞效果。MPMP系列喷嘴内部两系列喷嘴内部两个独特的个独特的S S形内部叶片使得它可以允许很大直径的形内部叶片使得它可以允许很大直径的颗粒物质通过，所以颗粒物质通过，所以MPMP系列喷嘴可以用来输送污系列喷嘴可以用来输送污浊的、粗糙的以及含纤维物质的混合液体。它高浊的、粗糙的以及含纤维物质的混合液体。它高工作效率的设计意味着采用这种喷嘴可以有效地工作效率的设计意味着采用这种喷嘴可以有效地减少泵地压力及运行费用。减少泵地压力及运行费用。系统构成（六）：吸收氧化系统n n螺旋型（一）螺旋型（一）n n在这种喷嘴设计中，随着连续变小的螺旋线体，在这种喷嘴设计中，随着连续变小的螺旋线体，石灰石浆不断经螺旋线相切后改变方向成片状喷石灰石浆不断经螺旋线相切后改变方向成片状喷射成同心轴状锥体。这一喷嘴设计无分离部件，射成同心轴状锥体。这一喷嘴设计无分离部件，自由畅通直径等同与喷孔直径的自由畅通直径等同与喷孔直径的3030100100，在平均粒径相当于相同尺寸的空心锥切线形喷嘴在平均粒径相当于相同尺寸的空心锥切线形喷嘴的的50506060。在很低的压力下，螺旋型喷嘴设。在很低的压力下，螺旋型喷嘴设计也可提供很强的吸收效率，所以这种喷嘴推出计也可提供很强的吸收效率，所以这种喷嘴推出后迅速获得脱硫系统的认可，典型的操作压力为后迅速获得脱硫系统的认可，典型的操作压力为0.05-0.1MPa0.05-0.1MPa。系统构成（六）：吸收氧化系统n n螺旋型（二）螺旋型（二）n n在相同压力下，在相同压力下，BETEBETE的的STST系列螺旋喷嘴提供的喷雾主要系列螺旋喷嘴提供的喷雾主要由比由比THTH系列小系列小30%30%5050的液滴做成，这就意味着有效的液滴做成，这就意味着有效的降低操作压力的条件下，的降低操作压力的条件下，STST系列任可提供与较高压力时系列任可提供与较高压力时的空心锥形喷嘴等效的甚至更小的雾化液滴。的空心锥形喷嘴等效的甚至更小的雾化液滴。n nBETEBETE的的STST系列喷嘴最典型的应用就是系列喷嘴最典型的应用就是FGDFGD系统，这种喷嘴系统，这种喷嘴结实、小巧、整体设计，无内部盘片。这种设计提供的雾结实、小巧、整体设计，无内部盘片。这种设计提供的雾化区域成同心轴状，外环流量大，液滴直径也大，内环空化区域成同心轴状，外环流量大，液滴直径也大，内环空间充满了大量细密的雾化液滴，这一结构有利于微小的液间充满了大量细密的雾化液滴，这一结构有利于微小的液滴卷入到气流中，增大了化学反应所需的表面积。最典型滴卷入到气流中，增大了化学反应所需的表面积。最典型是由是由RBSCRBSC陶瓷活耐腐蚀的钴合金陶瓷活耐腐蚀的钴合金6 6材料制造，它有较长的材料制造，它有较长的寿命。寿命。系统构成（六）：吸收氧化系统n n大通道螺旋型大通道螺旋型这种喷嘴是在螺旋型喷嘴的基础上变形后得到的。这种喷嘴是在螺旋型喷嘴的基础上变形后得到的。比如比如BETEBETE的的STXPSTXP系列就是通过增大螺旋体之间的系列就是通过增大螺旋体之间的距离后设计出来的，距离后设计出来的，STXPSTXP设计允许通过的固体颗设计允许通过的固体颗粒直径与喷孔直径相同，最大可达到粒直径与喷孔直径相同，最大可达到38mm38mm。在。在尺寸相同、螺旋匝数相同的条件下，尺寸相同、螺旋匝数相同的条件下，STXPSTXP的雾滴的雾滴平均直径与平均直径与STST系列相近，若系列相近，若STST的螺旋匝数比的螺旋匝数比STXPSTXP多一匝，则多一匝，则STXPSTXP的的D32D32比比STST约约3030。系统构成（七）：烟气再热系统n n烟气再热系统烟气再热系统烟气经过湿法烟气经过湿法FGDFGD系统洗涤后，温度降到系统洗涤后，温度降到50506060，低于露，低于露点，为了增加烟囱排放烟气的能力，减少可见烟团的出现，点，为了增加烟囱排放烟气的能力，减少可见烟团的出现，许多国家规定了烟囱出口的最低排烟温度，如德国。不同许多国家规定了烟囱出口的最低排烟温度，如德国。不同的火电厂有不同的方法再热处理烟气。最简单的方法是使的火电厂有不同的方法再热处理烟气。最简单的方法是使用燃烧天然气或是低硫油的后燃器。与旋转式气气热交用燃烧天然气或是低硫油的后燃器。与旋转式气气热交换器和多管气气热交换器相比，这种方法要消耗大量的换器和多管气气热交换器相比，这种方法要消耗大量的能量，此外燃料燃烧又是另外一个污染源。另一种是采用能量，此外燃料燃烧又是另外一个污染源。另一种是采用蒸汽烟气再热器，使用工艺蒸汽或锅炉产生的热量。蒸蒸汽烟气再热器，使用工艺蒸汽或锅炉产生的热量。蒸汽烟气再热器的基本投资比蓄热式气气热交换器低，汽烟气再热器的基本投资比蓄热式气气热交换器低，但运行费用高。此外还必须注意高温蒸汽在管道烟气侧结但运行费用高。此外还必须注意高温蒸汽在管道烟气侧结垢。安装蒸汽烟气再热器主要是空间限制造成的。垢。安装蒸汽烟气再热器主要是空间限制造成的。系统构成（七）：烟气再热系统n n蓄热式气气热交换器（蓄热式气气热交换器（GGHGGH）（一）（一）烟气再热器有蓄热式和非蓄热式两种。蓄热式工艺烟气再热器有蓄热式和非蓄热式两种。蓄热式工艺利用未脱硫的热烟气加热冷烟气，简称利用未脱硫的热烟气加热冷烟气，简称GGHGGH。蓄。蓄热式又分回转式换热器、介质循环换热器和管式热式又分回转式换热器、介质循环换热器和管式换热器，均通过载热体或载热介质将烟气的热量换热器，均通过载热体或载热介质将烟气的热量传递给冷烟气。旋转式换热器与电厂用的旋转式传递给冷烟气。旋转式换热器与电厂用的旋转式空气预热器的工作原理相同，是通过平滑的或带空气预热器的工作原理相同，是通过平滑的或带波纹的金属薄片或载热体将烟气的热量传递给净波纹的金属薄片或载热体将烟气的热量传递给净化后的冷烟气。旋转式在化后的冷烟气。旋转式在150150运行中遇到的问题运行中遇到的问题是热烟气会泄漏到冷烟气中，占总流量的是热烟气会泄漏到冷烟气中，占总流量的3 35 5。系统构成（七）：烟气再热系统n n蓄热式气气热交换器（蓄热式气气热交换器（GGHGGH）（二）（二）当烟气中二氧化硫浓度很高或要求的脱硫率非常高当烟气中二氧化硫浓度很高或要求的脱硫率非常高时，需要使用无泄漏的再热器。这种气气热交时，需要使用无泄漏的再热器。这种气气热交换器是吸热器和再热器的组合，由电除尘器来的换器是吸热器和再热器的组合，由电除尘器来的烟气被多管吸热器从烟气被多管吸热器从130130冷却到冷却到9797，FGDFGD净化净化后的烟气被再热器从后的烟气被再热器从4848加热到加热到8080以上。无泄以上。无泄漏的气气热交换器的投资明显高于旋转式的投漏的气气热交换器的投资明显高于旋转式的投资。不过可以由泄漏率的降低和占空间更小的设资。不过可以由泄漏率的降低和占空间更小的设备布置（对旋转式，烟道必须平行布置），来补备布置（对旋转式，烟道必须平行布置），来补偿。偿。系统构成（七）：烟气再热系统n n蓄热式气气热交换器（蓄热式气气热交换器（GGHGGH）（三）（三）另一种新型热交换器是热管，不需要泵。管内的水另一种新型热交换器是热管，不需要泵。管内的水在吸热段蒸发，蒸汽沿管上升至烟气加热区，然在吸热段蒸发，蒸汽沿管上升至烟气加热区，然后冷凝放热加热低温烟气。未防止腐蚀，离开除后冷凝放热加热低温烟气。未防止腐蚀，离开除雾器的低温烟气首先在用耐腐蚀材料制造的蒸汽雾器的低温烟气首先在用耐腐蚀材料制造的蒸汽烟气加热器中升温，然后再被热管加热。低温烟气加热器中升温，然后再被热管加热。低温区热管用耐腐蚀材料制造，而高温区用低炭钢制区热管用耐腐蚀材料制造，而高温区用低炭钢制造。系统采用高效除雾器。造。系统采用高效除雾器。系统构成（七）：烟气再热系统烟气再热器型式的选择（一烟气再热器型式的选择（一) )n n 目前大量在目前大量在FGDFGD系统中使用的烟气再热器有二种：回转式系统中使用的烟气再热器有二种：回转式GGHGGH和管式和管式WMHWMH（水媒体（水媒体加热器）。这两种烟气再热器各有优缺点。加热器）。这两种烟气再热器各有优缺点。漏风漏风n n管式加热器是通过焊接进行密封的，没有漏风；回转式则有漏风。一般在不采用低泄管式加热器是通过焊接进行密封的，没有漏风；回转式则有漏风。一般在不采用低泄漏装置的漏装置的GGHGGH中，漏风量在中，漏风量在1.51.53 3，而采用低泄漏密封装置后，漏风量在，而采用低泄漏密封装置后，漏风量在0.50.5左左右，目前国内外右，目前国内外FGDFGD系统一般要求在系统一般要求在1 1左右。左右。n n漏风的产生，要求脱硫塔的脱硫效率相应提高，以保证整个漏风的产生，要求脱硫塔的脱硫效率相应提高，以保证整个FGDFGD系统的脱硫效率满足要系统的脱硫效率满足要求。求。n n回转式烟气加热器的漏风是绝对的，但管式加热器的不漏却是相对有时段的。在运行回转式烟气加热器的漏风是绝对的，但管式加热器的不漏却是相对有时段的。在运行一段时间后，由于焊缝的裂缝和冷端的腐蚀，也会产生漏管，而且一旦漏风发生，很一段时间后，由于焊缝的裂缝和冷端的腐蚀，也会产生漏管，而且一旦漏风发生，很难消除，只能堵管或换管。难消除，只能堵管或换管。占地和重量占地和重量n n对小型机组来讲，二者差不多，但对大型机组而言，回转式烟气加热器比管式烟气加对小型机组来讲，二者差不多，但对大型机组而言，回转式烟气加热器比管式烟气加热器重量要小很多，占地也小，这样，对于加热器的基础和支撑结构，也有较大差别热器重量要小很多，占地也小，这样，对于加热器的基础和支撑结构，也有较大差别n n一般而言，管式加热器分为二部分，加热部分和放热部分，媒体走管侧，烟气走壳侧，一般而言，管式加热器分为二部分，加热部分和放热部分，媒体走管侧，烟气走壳侧，由于烟气流速和加热器阻力的限制，一般体积较为庞大。加热部分和放热部分都较大，由于烟气流速和加热器阻力的限制，一般体积较为庞大。加热部分和放热部分都较大，占地约为回转式的占地约为回转式的2 2倍以上。倍以上。系统构成（七）：烟气再热系统n n烟气再热器型式的选择（二烟气再热器型式的选择（二) )n n阻力阻力n n一般而言，管式换热气的阻力大于回转式换热气。一般而言，管式换热气的阻力大于回转式换热气。n n回转式换热器可以通过选择一大尺寸换热器来达到进一步降低阻力的目的。而管式换回转式换热器可以通过选择一大尺寸换热器来达到进一步降低阻力的目的。而管式换热气本身的尺寸就已经远大于回转式换热器，进一步降低阻力的成本会非常之高。管热气本身的尺寸就已经远大于回转式换热器，进一步降低阻力的成本会非常之高。管式换热气的烟气内部流通方式也比回转式换热器要复杂的多。式换热气的烟气内部流通方式也比回转式换热器要复杂的多。n n清洗清洗n n相对回转式换热器而言，管式换热器一旦发生冷端堵灰或腐蚀很难处理。除非进行拆相对回转式换热器而言，管式换热器一旦发生冷端堵灰或腐蚀很难处理。除非进行拆除更换。除更换。n n对回转式换热器而言，可通过配备有效的吹灰器进行压缩空气吹灰及水冲洗。即使发对回转式换热器而言，可通过配备有效的吹灰器进行压缩空气吹灰及水冲洗。即使发生冷端堵灰或腐蚀，可通过更换冷端换热面进行消除。回转式换热器还可通过其它方生冷端堵灰或腐蚀，可通过更换冷端换热面进行消除。回转式换热器还可通过其它方式解决上述问题。式解决上述问题。n n安装与维修安装与维修n n管式加热器工厂化程度较高，现场安装工作量较小，回转式加热器虽然是模块式计，管式加热器工厂化程度较高，现场安装工作量较小，回转式加热器虽然是模块式计，结构紧凑，但现场安装工作量较大，时间较长。结构紧凑，但现场安装工作量较大，时间较长。n n在正常维修方面，管式加热器维修量较回转式小。但如果管式加热器一旦出现堵灰堵在正常维修方面，管式加热器维修量较回转式小。但如果管式加热器一旦出现堵灰堵灰或腐蚀漏管，则维修工作量较大。灰或腐蚀漏管，则维修工作量较大。系统构成（七）：烟气再热系统n n烟气再热器型式的选择（三烟气再热器型式的选择（三) )n n对于脱硫装置对于脱硫装置n n在脱硫装置中，由于烟气的温度低于露点温度，而且含有在脱硫装置中，由于烟气的温度低于露点温度，而且含有大量的水分，防止低温腐蚀就非常关键。大量的水分，防止低温腐蚀就非常关键。n n由于本身特点的限制，管式换热器存在低温死角，其发生由于本身特点的限制，管式换热器存在低温死角，其发生低温腐蚀的可能性和速度大于回转式换热器。低温腐蚀的可能性和速度大于回转式换热器。n n材料材料n n由于管式换热器全部为焊接结构，其材料的选择有很大的由于管式换热器全部为焊接结构，其材料的选择有很大的限制性，管子一般选择耐腐蚀钢材，增加了成本。而回转限制性，管子一般选择耐腐蚀钢材，增加了成本。而回转式换热器则可在较大范围内选择更为有效的防腐材料，如式换热器则可在较大范围内选择更为有效的防腐材料，如传热元件采用镀搪瓷技术等。传热元件采用镀搪瓷技术等。n n所以，推荐使用回转式烟气加热器。所以，推荐使用回转式烟气加热器。系统构成（七）：烟气再热系统n n冷却塔排放烟气冷却塔排放烟气与常规做法不同，烟气不通过烟囱排放，而被送至自然通风冷却塔，在与常规做法不同，烟气不通过烟囱排放，而被送至自然通风冷却塔，在塔内，烟气从配水装置上方均匀排放，与冷却水不接触。由于烟气温塔内，烟气从配水装置上方均匀排放，与冷却水不接触。由于烟气温度约度约5050，高于塔内湿空气温度，发生混合换热现象，混合的结果改，高于塔内湿空气温度，发生混合换热现象，混合的结果改变塔内气体流动工况。塔内气体向上流动的原动力为湿空气产生的热变塔内气体流动工况。塔内气体向上流动的原动力为湿空气产生的热浮力，热浮力克服流动阻力而使气体流动。一般情况下，进入冷却塔浮力，热浮力克服流动阻力而使气体流动。一般情况下，进入冷却塔的烟气密度低于塔内气体的密度，对冷却塔的热浮力产生正面影响。的烟气密度低于塔内气体的密度，对冷却塔的热浮力产生正面影响。而且，进入塔内的烟气占塔内气体的容积份额一般不会超过而且，进入塔内的烟气占塔内气体的容积份额一般不会超过1010，因，因为所占容积份额小，对塔内气体流速影响甚微。此外，冷却塔的阻力为所占容积份额小，对塔内气体流速影响甚微。此外，冷却塔的阻力系数主要决定于配水装置，而烟气在配水装置以上进入，对配水装置系数主要决定于配水装置，而烟气在配水装置以上进入，对配水装置区间段阻力不产生影响。因此，对总阻力的影响甚微，在工程上亦可区间段阻力不产生影响。因此，对总阻力的影响甚微，在工程上亦可忽略不计。忽略不计。系统构成（七）：烟气再热系统n n旁路烟气法n n对于不太严格的二氧化硫排放，允许一部分烟气不经过吸收塔与处理后的烟气进行混合，这样可以取消再热器。旁路烟气法可用于低硫煤的锅炉。系统构成（八）：脱硫风机n n脱硫风机装设烟气脱硫装置后，整个脱硫系统的烟气阻力约为2940Pa，单靠原有锅炉引风机（IDF）需设助推风机，或称脱硫风机（BUF),脱硫风机有四种布置方案，四种布置方案比较见下表。系统构成（八）：脱硫风机风机位置风机位置A AB BC CD D烟气温度烟气温度/ /100-150100-150 70-11070-11045-5545-5570-10070-100磨损磨损少少少少无无无无腐蚀腐蚀无无有有有有少少沾污沾污少少少少有有无无漏风率漏风率/ /3.03.00.30.30.30.33.03.0能耗能耗100100909082829595系统构成（八）：脱硫风机n n升压风机的选择（一）升压风机的选择（一）在目前国内在目前国内200MW600MW200MW600MW机组大型锅炉上，离心机组大型锅炉上，离心风机、动调轴流风机和静调轴流风机均占有较大风机、动调轴流风机和静调轴流风机均占有较大比例。用于烟气系统，离心风机由于叶片型式多比例。用于烟气系统，离心风机由于叶片型式多样，有前弯型、后弯型、板式等，使得其抗磨损样，有前弯型、后弯型、板式等，使得其抗磨损性能好；另外，离心风机在设计工况点的效率最性能好；另外，离心风机在设计工况点的效率最高。但离心风机的最大缺点一是叶片直径大，占高。但离心风机的最大缺点一是叶片直径大，占地和检修都不易解决，二是变负荷调节性能差，地和检修都不易解决，二是变负荷调节性能差，随着风机参数的变化，效率下降很快。随着风机参数的变化，效率下降很快。系统构成（八）：脱硫风机n n动叶可调式轴流风机动叶可调轴流风机具有调节性能高的优点，能很好的适应变工况负荷运行，它主要的缺点一是耐磨性差，在烟气系统中，叶片的磨损甚至剃光头的事，在国内时有发生；二是液压调节系统较复杂，给维修及运行费用上造成一定困难。系统构成（八）：脱硫风机n n静叶可调式轴流风机静叶可调式轴流风机静叶可调轴流风机的优缺点均介于动调和离心之间，它的变静叶可调轴流风机的优缺点均介于动调和离心之间，它的变负荷调节性能比离心机好，但比动调稍差。与动调相比，负荷调节性能比离心机好，但比动调稍差。与动调相比，静调在静调在BMCRBMCR和和ECRECR工况点的效率差别在工况点的效率差别在1%1%左右，在半负左右，在半负荷工况下差别约为荷工况下差别约为56%56%；但由于其空气动力性能的优越，；但由于其空气动力性能的优越，使其耐磨性能较好。另外，它的调节系统采用简单的电动使其耐磨性能较好。另外，它的调节系统采用简单的电动执行机构调节，可靠性较高，系统简单，维修也方便。早执行机构调节，可靠性较高，系统简单，维修也方便。早期的静调风机主要是在拆缺转子时，要连带拆下中空轴，期的静调风机主要是在拆缺转子时，要连带拆下中空轴，比较麻烦，现在在二者之间采用短轴连接，使转子能简便比较麻烦，现在在二者之间采用短轴连接，使转子能简便拆卸。随着检修条件和性能的改善，静调轴流风机日益普拆卸。随着检修条件和性能的改善，静调轴流风机日益普遍用于大型电站锅炉，同时，在遍用于大型电站锅炉，同时，在FGDFGD系统中亦被广泛采用。系统中亦被广泛采用。系统构成（八）：脱硫风机n n风机选型（二）风机选型（二） 随着机组容量的大型化，风机的介质流量较大，离心风机随着机组容量的大型化，风机的介质流量较大，离心风机体积大、占地大，检修起吊困难的弊端，使其较少被采用，体积大、占地大，检修起吊困难的弊端，使其较少被采用，轴流风机则得到广泛的使用。轴流风机则得到广泛的使用。n n一次性投资一次性投资 静叶可调轴流风机比较便宜，大概是动调价格的静叶可调轴流风机比较便宜，大概是动调价格的7080%7080%左右，并且由于其转速低，设备基础的费用也略低。左右，并且由于其转速低，设备基础的费用也略低。 n n维修费用维修费用n n风机的维修费用主要考虑的是叶片的更换。动调风机的叶风机的维修费用主要考虑的是叶片的更换。动调风机的叶片是靠堆焊和喷涂耐磨材料来提高磨损寿命，其寿命较静片是靠堆焊和喷涂耐磨材料来提高磨损寿命，其寿命较静调短，但叶片更换费用高；另外，其液压系统结构虽精密，调短，但叶片更换费用高；另外，其液压系统结构虽精密，但也易出现漏油、卡涩，现场维修量也大。但也易出现漏油、卡涩，现场维修量也大。系统构成（八）：脱硫风机n n风机选型（三）风机选型（三） 静调风机主要是靠改善风机的气体流动特性设计叶型和轮静调风机主要是靠改善风机的气体流动特性设计叶型和轮毂，使含尘气体避免冲刷叶片根部而冲刷叶尖部和后导叶，毂，使含尘气体避免冲刷叶片根部而冲刷叶尖部和后导叶，另外，同样要求下，静调的转速比动调低一至二档。同时另外，同样要求下，静调的转速比动调低一至二档。同时在叶片和后导叶上喷涂耐磨材料，寿命相对长一些，叶片在叶片和后导叶上喷涂耐磨材料，寿命相对长一些，叶片更换费用也较低。更换费用也较低。n n 备品备件的费用备品备件的费用n n静调风机以焊接结构件为主，风机轴承采用无油系统的油静调风机以焊接结构件为主，风机轴承采用无油系统的油脂润滑；动调风机加工件多，又有调节油站和润滑油站。脂润滑；动调风机加工件多，又有调节油站和润滑油站。因而动调的备品备件和专用工具也较多，这也会产生一定因而动调的备品备件和专用工具也较多，这也会产生一定的费用。的费用。系统构成（八）：脱硫风机n n风机选型（四）风机选型（四）n n可靠性可靠性n n动调和静调轴流风机的可靠性指标均为动调和静调轴流风机的可靠性指标均为99%99%，但由于动、，但由于动、静调各自的结构特点，在高温含尘烟气的工作条件下，动静调各自的结构特点，在高温含尘烟气的工作条件下，动调叶片磨损的潜在风险较静调高。调叶片磨损的潜在风险较静调高。n n结论结论n n从运行经济性分析，虽然动调的运行效率略高于静调，但从运行经济性分析，虽然动调的运行效率略高于静调，但考虑维护、检修费用、一次性投资，静调的经济性要略强考虑维护、检修费用、一次性投资，静调的经济性要略强于动调；于动调；n n从安全可靠性、安装维护方面，静调为优。从安全可靠性、安装维护方面，静调为优。n n综合指标：在烟气系统中，静叶可调轴流风机优于动叶可综合指标：在烟气系统中，静叶可调轴流风机优于动叶可调轴流风机调轴流风机 。系统构成（九）：石膏脱水系统n n石膏脱水系统石膏脱水系统n n来自吸收塔底槽的石膏浆先在一台水力旋流分离来自吸收塔底槽的石膏浆先在一台水力旋流分离器中稠化大到其固体含量约器中稠化大到其固体含量约40406060，同时按，同时按其粒度分级。然后将稠化的石膏浆用真空皮带过其粒度分级。然后将稠化的石膏浆用真空皮带过滤器脱水到所需的残留湿度滤器脱水到所需的残留湿度1010。用离心机脱水。用离心机脱水可使石膏含水量降到可使石膏含水量降到5 5，但运行费用高。为了使，但运行费用高。为了使氯含量减少到不影响石膏使用的程度，同时必须氯含量减少到不影响石膏使用的程度，同时必须在过滤皮带上对其进行洗涤。在过滤皮带上对其进行洗涤。系统构成（十）：石膏储存系统n n石膏储存系统n n湿石膏的储存方法取决于发电厂烟气脱硫系统石膏的产量、用户的需求量、运输手段以及石膏中间储仓的大小。对于容量为300700m3的中间储仓，石膏在其中的存放时间不应超过一个月。因此，推荐采用带有底部卸料的一次型储仓。系统构成（十一）：废水处理系统n n为了防止烟气中为了防止烟气中可溶部分氯气浓度超过规定值和保证石膏的质量，必须从系统中排出一定量的废水。排放的废水或者是水力旋流器分离的溢流水，或者是皮带过滤器第一段的过滤水，这部分水需要通过废水处理装置。废水处理装置与氯离子含量有关，一般控制氯离子质量浓度小于20000mg/l。系统构成（十二）：连续监测系统主要监测内容：主要监测内容：n n颗粒物浓度、排放量和烟气组份浓度、排放量；颗粒物浓度、排放量和烟气组份浓度、排放量；颗粒物浓度、排放量和烟气组份浓度、排放量；颗粒物浓度、排放量和烟气组份浓度、排放量；n n为计算标态排量还需要监测烟气温度、流速、为计算标态排量还需要监测烟气温度、流速、为计算标态排量还需要监测烟气温度、流速、为计算标态排量还需要监测烟气温度、流速、烟气压力、含水量、含氧量等辅助参数。烟气压力、含水量、含氧量等辅助参数。烟气压力、含水量、含氧量等辅助参数。烟气压力、含水量、含氧量等辅助参数。目的和作用：目的和作用：n n实现污染物排放总量控制；实现污染物排放总量控制；实现污染物排放总量控制；实现污染物排放总量控制；n n实现排污在线计量和收费；实现排污在线计量和收费；实现排污在线计量和收费；实现排污在线计量和收费；n n推展企业排污交易制度；推展企业排污交易制度；推展企业排污交易制度；推展企业排污交易制度；n n指导调节锅炉燃烧工况。指导调节锅炉燃烧工况。指导调节锅炉燃烧工况。指导调节锅炉燃烧工况。系统构成（十二）：连续监测系统依据及标准依据及标准锅炉大气污染物排放标准锅炉大气污染物排放标准（GWPB3-1999GWPB3-1999）中规定新建成使用（含扩建、改造）单台容量中规定新建成使用（含扩建、改造）单台容量1414MWMW（20t/h20t/h）的锅炉，必须安装固定的连的锅炉，必须安装固定的连续监测烟气中烟尘、续监测烟气中烟尘、SOSO2 2 2 2排放浓度的仪器。排放浓度的仪器。火电厂烟气连续监测技术规范（火电厂烟气连续监测技术规范（HJ/T75-HJ/T75-20012001）和固定污染源排放烟气连续监测系统和固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求与检测方法规范（技术要求与检测方法规范（HJ/T76-2001HJ/T76-2001）对系统性能参数、技术指标、在线标定和数据对系统性能参数、技术指标、在线标定和数据采集处理系统提出了具体要求。采集处理系统提出了具体要求。系统构成（十二）：连续监测系统环保局计算机环保局计算机企业计算机企业计算机TR中心分析单元中心分析单元信号线信号线电话线电话线信号线信号线伴热抽取管线伴热抽取管线激光探头单元激光探头单元综合信号单元综合信号单元烟气抽取单元烟气抽取单元烟道烟道系统构成（十二）：连续监测系统烟尘测试方法烟尘测试方法常见的烟尘测试方法主要有激光透射法、常见的烟尘测试方法主要有激光透射法、激光反散射法、电荷感应法等。激光反散射法、电荷感应法等。常见烟尘监测方法比较常见烟尘监测方法比较项目项目激光透射法激光透射法激光反散射法激光反散射法电荷感应法电荷感应法测量原理测量原理不透明度不透明度不透明度不透明度运动感应电荷运动感应电荷与与国国家家标标准准方方法法相关性相关性好好好好一般一般测量准确度测量准确度高高较高较高低低设备复杂性设备复杂性复杂复杂复杂复杂简易简易主要影响因素主要影响因素烟尘颜色烟尘颜色烟尘颜色、污染烟尘颜色、污染烟尘流速、水烟尘流速、水一次性投入一次性投入高高高高低低运行费用运行费用低低高高高高关键部件寿命关键部件寿命长长短短短短系统构成（十二）：连续监测系统n n常见的烟气测试方法常见的烟气测试方法n n完全抽取非色散红外分析法完全抽取非色散红外分析法n n稀释抽取稀释抽取+ +环境分析仪器环境分析仪器n n非抽取样品分析法非抽取样品分析法 （直接测量法）（直接测量法）（直接测量法）（直接测量法）n n直接抽取电化学分析法直接抽取电化学分析法常见烟气监测方法比较常见烟气监测方法比较项目项目完全抽取法完全抽取法稀释抽取法稀释抽取法非抽取测量法非抽取测量法光学分析法光学分析法干干基基测测量量。伴伴热热传传输输，组组分分无无损损失失，测测量量准准确确、稳稳定定。单单机机能能同同时时完完成成多多组组分分测测量，包括氧气。量，包括氧气。需需要要采采用用稀稀释释探探头头，测测量量准准确确度度受受稀稀释释比比准准确确度度影影响响，探探头头易易堵堵，。测测量量结结果果受受水水分分变变化化影影响响。需需多台仪器完成。多台仪器完成。有有器器件件直直接接放放在在烟烟道道中中，容容易易污污染染，结结构构相相对对简简单单，一一次次性性投投入入适适中中，运运行行费费用用高。高。电化学分析法电化学分析法在在便便携携式式烟烟气气分分析析仪仪中中普普遍遍使使用用，其其传传感感器器有有一一定定记记忆忆（衰衰变变）效效应应，连连续续监监测测准准确确度度低低，需需要要定定期期更更换换传传感感器器，结结构构简简易易，一一次次性性投投入入低低，运运行行成本高。成本高。多数监测系统现在的主要问题l传感器污染和腐蚀，影响寿命，增加成本。传感器污染和腐蚀，影响寿命，增加成本。l烟尘测量：电荷法和激光反散射法比较严重；烟尘测量：电荷法和激光反散射法比较严重；l烟气测量：直接测量法和电化学法比较严重。烟气测量：直接测量法和电化学法比较严重。l条件变化引起漂移，影响测量准确度。条件变化引起漂移，影响测量准确度。l各种测量方法中普遍存在。各种测量方法中普遍存在。l水气存在，影响烟气测量结果。水气存在，影响烟气测量结果。l稀释法、电化学法都直接受水分影响。稀释法、电化学法都直接受水分影响。l完全抽取法在测量前以去除水分。完全抽取法在测量前以去除水分。l复杂的烟道环境，影响设备正常工作。复杂的烟道环境，影响设备正常工作。l稀释探头容易堵塞，稀释比精确度差。水浓度变化影响结果稀释探头容易堵塞，稀释比精确度差。水浓度变化影响结果l直接相关法时，烟道内部件容易被粘污，无法测量。直接相关法时，烟道内部件容易被粘污，无法测量。l流速分布不均匀，导致流速测量不准确。流速分布不均匀，导致流速测量不准确。l国外设备面对国内具体工况如何作针对性设计。国外设备面对国内具体工况如何作针对性设计。监测系统现在的主要问题的对策l采用激光透射法测量烟尘，配合高效的自动清洁和反吹系统，防止污染，延长维护周期。l采用直接抽取红外分析方法测量烟气组份，适合国内高排放浓度气体现状。l采用激光透射法和直接抽取红外分析方法，受高湿、高尘和煤焦油影响最小。多组分测量时维护量少。l整套系统从前端传感器输出数字串行信号，避免现场电磁干扰对测量结果的影响。监测系统日常维护工作监测系统日常维护工作n n按设备维护手册定期检查设备运行情况和按设备维护手册定期检查设备运行情况和监测数据正常性；定期校准。监测数据正常性；定期校准。n n定期更换或配合供方更换过滤器等损耗品；定期更换或配合供方更换过滤器等损耗品；n n每年检查或更换配套标准气体（每年检查或更换配套标准气体（SO2 2、NO、O2 2、N2 2），），保证在有效期内；保证在有效期内；n n配合当地管理部门完成数据联网工作。配合当地管理部门完成数据联网工作。烟气脱硫装置防腐蚀技术n n静态设备防腐蚀静态设备防腐蚀吸收塔、除雾器、再热器的客体及内支撑，是静态吸收塔、除雾器、再热器的客体及内支撑，是静态设备防腐蚀的主体部分。对该部分的防腐蚀设计设备防腐蚀的主体部分。对该部分的防腐蚀设计主要从两个方面考虑，一是炭钢本体内衬有机材主要从两个方面考虑，一是炭钢本体内衬有机材料防腐层（简称内衬防腐）；二是利用耐腐蚀的料防腐层（简称内衬防腐）；二是利用耐腐蚀的金属材料制造。从科学性、适用性、经济性综合金属材料制造。从科学性、适用性、经济性综合考虑，玻璃鳞片树脂内衬技术（简称鳞片衬里）考虑，玻璃鳞片树脂内衬技术（简称鳞片衬里）和橡胶衬里是烟气脱硫装置可行有效的内衬防腐和橡胶衬里是烟气脱硫装置可行有效的内衬防腐技术。技术。烟气脱硫装置防腐蚀技术n n鳞片衬里n n鳞片衬里是目前防腐蚀的首选技术。