[科普中國]-石灰石一石膏煙氣脫硫

石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)安裝于燃燒鍋爐煙道的末端、除塵系統(tǒng)之后，用石灰石(CaCO3)漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)由石灰石漿制備系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、煙氣再熱系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等組成。1

工藝流程圖1（1-鍋爐；2-電力除塵器；3-待凈化煙氣；4-凈化煙氣；5-氣-氣換熱器；6-吸收塔；7-持液槽；8-除霧器；9-氧化用空氣；10-工藝過程用水；11-粉狀石灰石；12-工藝過程用水；13-粉狀石灰石儲(chǔ)倉；14-石灰石中和劑儲(chǔ)箱；15-水力旋流分離器；16-皮帶過濾機(jī)；17-中間儲(chǔ)箱；18-溢流儲(chǔ)箱；19-維修用塔槽儲(chǔ)箱；20-石膏儲(chǔ)倉；21-溢流廢水；22-石膏）為某電廠石灰石一石膏煙氣脫硫裝置流程圖。1

由鍋爐引風(fēng)機(jī)來的熱煙氣經(jīng)脫硫風(fēng)機(jī)升壓后，進(jìn)入噴淋吸收塔進(jìn)行脫硫。在吸收塔內(nèi)，煙氣與石灰石漿液逆流接觸，煙氣中的SO2和SO3與漿液中的石灰石反應(yīng)，形成亞硫酸鈣和硫酸鈣，煙氣中的HCl、HF也與漿液中的石灰石反應(yīng)而被吸收。脫硫后的飽和煙氣經(jīng)吸收塔頂部除霧器除去夾帶的霧滴后排入煙囪。氧化空氣風(fēng)機(jī)將空氣鼓入吸收塔漿池(持液槽)，將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，過飽和的硫酸鈣溶液結(jié)晶生成石膏(CaS04·2H2O)。產(chǎn)生的石膏漿液通過石膏漿液排出泵連續(xù)抽出，視吸收塔漿池的液位高低決定將石膏漿液送至石膏水力旋流器進(jìn)行脫水或?qū){液送回吸收塔。1

系統(tǒng)組成石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)由石灰石漿制備系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、煙氣再熱系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等組成。1

1．石灰石漿制備系統(tǒng)石灰石漿制備系統(tǒng)的任務(wù)是向吸收塔提供合格的石灰石漿液，主要由石灰石粉儲(chǔ)倉、石灰石粉計(jì)量器和輸送裝置、帶攪拌的漿液罐、漿液泵等組成。如圖2所示。石灰石粉由罐車運(yùn)到料倉存儲(chǔ)，然后通過給料機(jī)、計(jì)量器和輸粉機(jī)送入漿液罐，與循環(huán)水配制成濃度為10%～15%的漿液，用灰漿泵送至吸收塔底槽。1

2．吸收系統(tǒng)吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備是吸收塔，它是煙氣脫硫設(shè)備的核心裝置，系統(tǒng)在塔中完成對(duì)SO2(包括SO3)等有害氣體的吸收。目前噴淋塔是石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導(dǎo)塔型，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。1

噴淋層設(shè)在吸收塔的中上部，每個(gè)噴淋層都是由一系列噴嘴組成，其作用是將循環(huán)漿液進(jìn)行細(xì)化噴霧。漿液循環(huán)泵將塔內(nèi)的漿液循環(huán)打入噴淋層，為防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞，循環(huán)泵前都裝有網(wǎng)格狀不銹鋼濾網(wǎng)(塔內(nèi))。1

氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)重要部分，其功能是氧化空氣把脫硫反應(yīng)中生成的半水亞硫酸鈣(CaSO3·1/2H2O)氧化為硫酸鈣并結(jié)晶生成石膏(CaSO4·2H20)。氧化空氣通過氧化風(fēng)機(jī)送入吸收塔。吸收系統(tǒng)還包括除霧器及沖洗設(shè)備。吸收塔內(nèi)最上面的噴淋層上部設(shè)有除霧器，它主要用于分離由煙氣攜帶的液滴。1

3．煙氣再熱系統(tǒng)煙氣通過煙氣脫硫系統(tǒng)洗滌后，溫度降至50～60℃，已低于露點(diǎn)，為了增加煙囪排出煙氣的擴(kuò)散能力，減少可見煙團(tuán)的出現(xiàn)，應(yīng)對(duì)洗滌后的煙氣進(jìn)行再熱。1

煙氣再加熱器通常有蓄熱式和非蓄熱式兩種形式。蓄熱式是利用未脫硫的熱煙氣加熱已脫硫的冷煙氣，統(tǒng)稱GGH。蓄熱式換熱器又可分為回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器、板式換熱器和管式換熱器，均通過載熱體或熱介質(zhì)將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣。回轉(zhuǎn)式換熱器與電廠用的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的工作原理相同。板式換熱器中，熱煙氣與冷煙氣逆流或交叉流動(dòng)，熱交換通過薄板進(jìn)行。管式加熱器是通過中間載體水將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣，用于年滿負(fù)荷運(yùn)行在4000～6500h的脫硫裝置。1

非蓄熱式換熱器通過蒸汽、天然氣等將冷煙氣重新加熱，又分為直接加熱和間接加熱。直接加熱是燃燒加熱部分冷煙氣，然后冷熱煙氣混合達(dá)到所需溫度；間接加熱是用低壓蒸汽(p≥2×10Pa)通過熱交換器加熱冷煙氣。這種加熱方式投資省，但能耗大，使用于脫硫裝置年運(yùn)行時(shí)間4000～6500h的脫硫裝置。1

4．石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)包括水力旋流器和真空皮帶過濾等關(guān)鍵設(shè)備。水力旋流器為石膏漿液的一級(jí)脫水設(shè)備，漿液切向進(jìn)入水力旋流器的入口，使其產(chǎn)生環(huán)形運(yùn)動(dòng)。粗大顆粒匯集在水力旋流器的周邊，而細(xì)小顆粒則匯集在中心。已澄清的液體從上部區(qū)域溢出(溢流)；而增稠漿液則在底部流出(底流)。真空過濾機(jī)是將經(jīng)一級(jí)脫水后的石膏漿液進(jìn)一步脫水至含固率達(dá)到90%以上。脫水后的石膏儲(chǔ)存在石膏庫內(nèi)，可作為制造墻板或水泥的材料而出售。1

5．廢水處理系統(tǒng)對(duì)于廢水的處理，不同的電廠有不同的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)是，先在廢水中加入石灰沉積氟化物，然后加氫氧化鈉在高pH值下除去重金屬。過濾沉淀物和固體懸浮物，在進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)后排出處理后的水。1

特點(diǎn)(1)脫硫效率高達(dá)95%以上，有利于地區(qū)和電廠實(shí)行總量控制。

(2)技術(shù)成熟，設(shè)備運(yùn)行可靠性高(系統(tǒng)可利用率達(dá)98%以上)。

(3)單塔處理煙氣量大，SO2脫除量大。

(4)適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫。

(5)對(duì)鍋爐負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)(30%～100%額定蒸發(fā)量)。 ．

(6)設(shè)備布置緊湊，減少了場(chǎng)地需求。

(7)處理后的煙氣含塵量大大減少。

(8)吸收劑(石灰石)資源豐富，價(jià)廉易得。

(9)脫硫副產(chǎn)物(石膏)便于綜合利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄭國忠 - 副教授 - 華北電力大學(xué)