烟气脱硫除尘器

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    图示-(烟气脱硫除尘器)图片

      烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器系统描述

      本烟气脱硫系统包括SO2吸收系统、烟气系统、脱硫剂供给系统、脱硫副产物处理系统、工艺水系统和电气控制系统。

      1 SO2吸收系统

      在吸收塔内,经雾化的脱硫剂与从烟气中捕获的SO2、SO3等发生化学反应,生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠等物质。脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。

      SO2吸收系统包括以下内容:吸收塔、吸收塔浆液循环、脱硫液排出、烟气除雾等几个部分,还包括辅助的放空、排空设施。

      (1)烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器吸收塔

      吸收塔内所有部件能够承受最大入口气流及最高进口烟气温度的冲击,高温烟气不会对任何系统和设备造成损害。

      吸收塔选用的材料适合工艺过程的特性,并且能承受烟气飞灰和脱硫工艺固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部结构设计考虑腐蚀余度。脱硫塔材质为优质Q235-A钢板卷制圆柱形塔,塔体内壁衬25~30mm玻璃鳞片,中间用耐酸胶泥粘结、灌浆,能适应-20~180℃的温度,耐酸碱腐蚀、耐磨损、抗剥离强度高、使用寿命在10年以上。

      在吸收塔内安装脱硫设备,即喷雾系统、除雾器、反冲洗装置及其它辅助设施(除雾器采用PP或其它材料制作,除雾器效率99%)。

      塔上安装维修人孔、供水管道及维修平台及爬梯等。

      2)烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器喷雾系统:

      包括管线、喷嘴、支撑、加强件和配件等。浆液喷淋系统的设计使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率,使吸收溶液与烟气充分接触,从而保证在适当的液/气比(L/G)下可靠地实现所要求的脱硫效率。

      喷淋吸收塔内部碱液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,喷淋系统的设计能够合理分布要求的喷淋量,使烟气流向均匀,并确保碱液与烟气充分接触和反应。

      浆液喷淋系统采用PP或316L不锈钢。

      所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞,喷嘴选用优质螺旋型喷嘴,材料采用316L不锈钢或陶瓷制作。

      喷嘴与管道的设计便于检修,冲洗和更换。

      喷淋区域布置设计和安装图如下图所示:

      烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器喷淋区域设计

      (2)脱硫吸收塔优点

      1)技术要求

      通过合理的设计控制脱硫吸收液pH值、烟气流速、脱硫吸收液雾化状态、液滴停留时间、合理的液气比等重要因素,达到理想的吸收效果,保证烟气中的SO2达标排放。脱硫处理后的烟气夹带的液滴由脱硫吸收塔上的除雾器进行收集、凝聚及去除。

      为确保防腐、耐磨的需要,塔内件采用特种玻璃钢或PP材料制作。吸收塔内安装塔清洗装置和组合除雾装置等,塔体上设有检修人孔,操作平台等附属设施。

      2)脱硫吸收塔

      烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器采用的高效雾化喷淋塔是我公司科技人员在消化国外同类设备的基础上并结合双碱法脱硫工艺的特点,开发的一种高效雾化喷淋脱硫塔,优化了吸收塔内喷淋层和喷嘴的布置、除雾器、烟气入口和烟气出口的位置,优化了pH值、液气比、烟气流速等性能参数。

      喷淋组件之间的距离是根据所喷液滴的有效喷射轨迹及滞留时间而确定的,液滴在此处与烟气接触,SO2通过液滴的表面被吸收。

      进气口的布置是精心设计的,以保持朝向吸收塔有一定的向下倾斜坡度,从而保证烟气的停留时间和均匀分布。

      高效雾化喷淋塔由烟气进口、喷淋系统、除雾器、烟气出口等几个部分组成。

      该脱硫吸收塔具有压降低、气液分布好、适应负荷变化范围大、传热传质推动力大及脱硫效率高的特点;

      在吸收过程中,自上而下的浆液在高温和高速流动的烟气的作用下,浆液表面形成了复杂的物理和化学反应,一方面,浆液表面的水吸收烟气中的SO2,并在浆液颗粒内产生由外向内的扩散过程,在浆液颗粒内,有一个SO2的浓度梯度;另一方面,浆液表面的水份逐渐蒸发,表面水份逐渐变少,水份从浆液内部向表面扩散。在浆液液滴的吸收――蒸发过程中,表面的水份逐渐减少,表面SO2的浓度逐渐变高,因此,液滴在下降过程中,浆液液滴在蒸发和吸收的过程中逐步饱和,吸收过程趋于停止。且液滴在下降过程中,液滴的相互碰撞,使小液滴变为大液滴,减少了吸收剂的表面积。这几个过程的综合结果是在液滴离开喷头的下落过程中,吸收速度逐渐变慢。

      我公司通过对烟气入口处烟气流场的科学分析,并对烟道入口结构进行优化设计,减少烟气入塔产生的旋涡,提高了脱硫率。

      工艺技术成熟,装置运行可靠性高。在几十套的工程设计、施工和运行过程中,对出现的问题进行分析、改进、丰富、完善,技术的成熟性和运行可靠性得到进一步的提高,发展成为自身有竞争优势的脱硫工艺,几十套大小FDG装置从未发生过因脱硫技术而影响锅炉正常运行的情况。

      (3)除雾器

      除雾器用于分离烟气携带的液滴,其系统组成:二级除雾器,配备冲洗水系统和喷淋系统(包括管道、阀门和喷嘴等)。除雾器系统包括一台安装在下部的粗除雾器和一台安装在上部的细除雾器。

      位于下面的第一级除雾器是一个大液滴分离器,叶片间隙稍大,用来分离上升烟气所携带的较大液滴。上方的第二级除雾器是一个细液滴分离器,叶片距离较小,用来分离上升烟气中的微小浆液液滴和除雾器冲洗水滴。烟气流经除雾器时,液滴由于惯性作用,留在挡板上。由于被滞留的液滴也含有固态物,因此存在挡板上结垢的危险,同时为保证烟气通过除雾器时产生的压降不超过设定值,需定期进行在线清洗。为此,设置了定期运行的清洁设备,包括喷嘴系统。冲洗介质为工业水。一级除雾器的上下面和二级除雾器的下面设有冲洗喷嘴,正常运行时下层除雾器的底面和顶面,上层除雾器的底面冲洗水电动蝶阀轮流清洗各区域。

      冲洗水由工艺水箱用除雾器冲洗水泵提供,冲洗水还用于补充吸收塔中的水分蒸发损失。

      2.5.2 烟气系统

      (1)引风机

      特点是:在脱硫塔前增设风机,属于正压操作,可以避免风机的腐蚀问题。由于新增脱硫系统需增加约1200~1400pa的阻力(其中脱硫塔900~1000 pa,烟风道300~400pa),现有引风机全压不足以客服新增系统的阻力,需更换。

      (2)烟道

      烟道的设计尽量减小烟道系统的压降,其布置、形状均进行优化设计。

      根据可能发生的最差运行条件(温度、压力、流量、污染物含量等)进行烟道设计。

      烟道设计能够承受如下负荷:烟道自重、风荷载、雪荷载、地震荷载、灰尘积聚、内衬和保温的重量等。

      钢烟道最小壁厚按5mm设计,并考虑一定的腐蚀余量,烟道内烟气流速不超过15m/s;

      所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道,用碳钢制作。所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道,采用碳钢防腐制作。

      钢烟道的布置能确保冷凝液的排放,不会有水或冷凝液的聚积;地下式混凝土烟道均设有低点自动排水装置及检修井,根据烟气特性,对其采取耐高温、防腐等措施。

      在脱硫装置停运期间,烟道将采取适当的措施避免腐蚀;

      烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不影响运行,在烟道必要的地方设置清除粉尘的装置。对烟道中粉尘的聚积,要考虑附加的积灰荷重。

      在原烟道和净烟道上预留仪表测量接口和取样接口的设置要能满足整个烟道的测量和取样要求。

      (3)烟道挡板门

      设计烟气挡板门应满足以下技术要求:

      烟气挡板门能够在最大的压差下操作,并且关闭严密,不会有变形或卡涩现象,而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配,烟道挡板的结构设计和布置可使挡板内积灰减至最小。

      为保证锅炉安全运行,脱硫吸收塔进口设置进口及脱硫吸收塔出口烟道挡板,并设置风机故障与挡板门的连锁功能,并设有旁路挡板门,一旦主烟道发生故障,可立即由旁路排烟。分散故障风险,系统可靠性要高。

      净化系统运行时,关闭旁路挡板门,打开净化系统进出口挡板门,启动引风机。烟气进入除尘器进行除尘及脱硫吸收塔,在塔内经多级雾化吸收装置和化学吸收反应后脱硫。在脱硫吸收塔上部出口处设有除雾器,以除去烟气夹带的细小液滴,净化烟气进入原烟囱排放。

      (4)防腐处理

      经热量衡算,烟气经脱硫吸收塔后,温度降低到55~60℃左右,经过烟道和烟囱后会产生部分冷凝液,对吸收塔后的烟道和烟囱将产生轻微的酸露点腐蚀。本工程设计施工方案要对脱硫塔出口至烟囱烟道进行防腐处理。

      3 烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器脱硫剂制备及供给系统

      (1)石灰浆制备系统

      人工根据工艺需要定量将生石灰送入熟化池内,同时按一定比例加水并搅拌配制成15~20%浓度的(Ca(OH)2)浆液,通过石灰浆液泵输送至再生池。

      (2)碱液制备系统

      人工根据工艺需要定量将纯碱或片碱送入碱液罐内,同时按一定比例加水并搅拌配制成浓度满足工艺要求的碱液储存起来,通过钠碱加料泵输送至循环池。

      4 烟气脱硫除尘器,脱硫塔,湿式脱硫除尘器,锅炉脱硫除尘器脱硫液供给系统

      (1)吸收塔再循环系统

      吸收塔再循环系统包括循环泵、管道阀门及喷淋组件及喷嘴。

      吸收液循环泵符合对“泵”的基本要求外,并满足循环泵及驱动电机适应户外露天布置的要求。

      吸收塔再循环系统的设计要求是使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率,使吸收溶液与烟气充分接触,从而保证在适当的液/气比(L/G)下可靠地实现所要求的脱硫效率。

      3)管道

      设计原则

      管道设计时充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损。

      按设计标准,合理确定各管道系统的设计参数(如压力、流量、流速等)。

      介质流速的选择既要考虑避免浆液沉淀,同时又要考虑管道的磨损和压力损失尽可能小。

      技术要求

      管道系统的布置设计能承受各种荷载和压力。计算所有主要管道的热膨胀位移和应力,并且确保管道作用在设备上的力和力矩在规定的范围内。

      无内衬管道焊接连接,内衬管道用法兰连接。以下不同介质的管道材料,作为供设计选择的最低要求。

      A.脱硫剂液:超高分子量PPR管

      B.脱硫液循环管:厚壁PP管

      C.工艺水管:超高分子量PPR管

      D.脱硫废液:厚壁PP管

      提供管道支吊架组装图及支吊架生根所需的土建埋件的技术要求。

      循环管道防止腐蚀与磨损。

      配备排水系统。在装置关闭和停运期间,对管道系统的各个设施进行排放。

      吸收液输送管道的布置尽可能短,尽量减少弯头数量。

      4)阀门

      所有阀门设计选型适合于介质特性和使用条件。系统的阀门考虑介质的磨损和腐蚀。

      功能相同、运行条件相同的阀门能够互换,阀门的规格尽量统一,尽量减少阀门的种类和厂家数量。

      (2)脱硫液系统

      首先将碱液管中的碱液(~30%)放入循环池中,配成一定浓度的NaOH或者 Na2CO3溶液,经过循环泵,从脱硫塔的上部喷下,以雾状液滴与烟气中的SO2充分反应,脱硫液通过喷淋系统在脱硫塔内与SO2充分接触、反应后,落入塔底,流至循环池,脱硫液由循环泵进入脱硫塔循环使用,在正常运行过程中,向循环池加入碱液是通过PH计测定PH值后定量加入,循环液保持脱硫工艺所设定的PH值。

      5 工艺水系统

      为了避免除雾器发生积灰现象,设计了除雾器冲洗装置,冲洗采用电动碟阀(或电磁阀)实现自动控制。除此之外,系统中化灰及管道、罐体冲洗均需要用工艺水,本系统工艺水直接采用厂区工艺水,由进入脱硫系统工艺水总管分出支路进入脱硫系统各用水点。所有水系统用材为国标无缝管道、碳钢阀门,泵类使用耐腐、耐磨材质。

      6 脱硫液再生及副产物处理系统

      落入塔底循环液部分由再生泵打入再生池,与从石灰浆液罐来的石灰浆液(Ca(OH)2)进行再生反应,生成CaSO3浆液。向再生池中加Ca(OH)2是通过PH计测定PH值后确定加入量,达到脱硫工艺要求的PH值。在再生池中充分反应的浆液溢流入高效沉淀池,钙盐在沉淀池快速沉淀,上清液流回循环池,沉淀池底部脱硫渣人工采用抓斗定期清理至堆渣场。