镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

关键词： 湿法 烟气 技术 脱硫

镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨（精选10篇）

篇1：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

文章介绍了镁法烟气脱硫技术在国内外的应用情况及发展趋势,阐述了镁法烟气脱硫装置的.设计工艺和pH、氧化程度、浆液制备等因素对脱硫运行的影响,最后将镁法烟气脱硫与石灰/石灰石脱硫进行了比较.

作 者：许瑶 张立娟 望西萍 丛元元 XuYao Zhang Lijuan Wang Xiping Cong Yuanyuan 作者单位：中钢集团天澄环保科技有限公司,湖北,武汉,430079刊 名：广东化工英文刊名：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：200936(6)分类号：X5关键词：炳气脱硫 氧化镁法 发展趋势 镁法脱硫工艺 影响脱硫运行的若干因素

篇2：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

循环流化床烟气脱硫技术在燃煤机组脱硫工程中的应用

摘要：通过研究烟气循环流化床脱硫工艺的技术特点,并经过实际应用,证明该干法脱硫技术具有占地面积小、脱硫效率较高、投资较低、耗水量小等特点,该方法解决了石灰石-石膏法占地面积大、投资高、耗水量大、烟道腐蚀、资金回收期长等难点,特别适用于现役燃煤机组脱硫.作 者：薛艳龙 李大伟 魏征 作者单位：承德市环境保护局,河北,承德,067000期 刊：承德石油高等专科学校学报 Journal：JOURNAL OF CHENGDE PETROLEUM COLLEGE年，卷(期)：,12(1)分类号：X701.3关键词：循环流化床 烟气脱硫 燃煤机组

篇3：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

1 湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术概述

脱硫后的烟气经除雾器除去烟气中的雾滴, 再经GGH提高烟气温度后经烟囱排至大气。

湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术的特点主要有:占地面积较小、适用于各种高中低硫燃料电厂、单塔处理烟气能力强、脱硫效率高 (≥95%) 、吸收剂廉价易得、技术较为成熟、高速气流可增强物质传递能力以减轻运行成本、吸收塔液体再分配装置可以预防烟气爬壁以提高系统运行经济性[1]。

2 湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术在电厂烟气脱硫中的应用

2.1 工艺设计

在湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术应用中, 其系统组成包括烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏预脱水系统、石灰石制备系统、排放系统以及废水处理系统。对于湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术的工艺设计, 在设计前, 需要先做好基本资料的收集, 包括电厂位置、交通状况、环境条件以及烟气参数等, 然后再选择合适的石灰石与工艺水, 以实现脱硫效果的最大化。

其中, 烟气系统主要组成设备包括增压风机、烟道、烟囱, 承担脱硫功能的是吸收塔, 在应用中, 需要做好系统温度、压力、烟气流量等参数的设计。

吸收系统的主要组成设备有吸收塔本体、浆液循环泵、浆液排出泵以及喷淋层, 在FGD中, 应用最多的是喷淋塔;吸收塔包括多个功能区, 分别是浆液池、洗涤区与气体区, 通过浆液池溶解石灰石得到硫酸钙、石膏晶体, 排出泵的脱水处理可以将石膏分离出来。在应用中, 吸收系统需要控制的设备参数有吸收塔氧化空气压力以及吸收塔液位、石膏浆液密度、石膏浆液PH值等。

石膏预脱水系统, 即脱水处理吸收塔石膏浆液的系统, 主要由排出泵、旋流站、脱水机以及溢流箱泵等设备组成。在应用中, 石膏预脱水系统设计参数包括石膏排水泵压力、流量以及石膏浆液PH值、密度等。

石灰石制备系统是以大块石灰石为原料, 通过湿式球磨机的处理, 得到石灰石浆, 并将其分离出来, 通过专用泵, 转移到吸收塔中。在应用中, 石灰石制备系统需要做好磨机压力、液位、流量以及浆液箱浆液密度等参数控制[2]。

2.2 应用问题

在电厂烟气脱硫中应用湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术, 常见的问题有:

一是当煤硫含量偏高时, 技术的脱硫效率、能耗不理想, 在电厂实际运行中, 使用的煤种并不符合原设计要求, 片面重视热值、挥发分, 对于硫含量重视不足, 许多燃煤硫含量偏高, 增大烟气脱硫系统负荷, 增大能耗;浆液PH值下降过快, 石膏脱水系统运行受阻, 整个吸收塔反应失去平衡, 降低脱硫效率。

二是脱硫装置结垢问题, 造成能耗增加、脱硫效率降低, 结垢容易发生的位置有接触石灰石浆液、石膏浆液的管道。设备部件, 例如吸收塔进口、喷淋层、内壁以及支撑结构等, 管道内径减小直至阻塞、腐蚀, 系统运行效率受到影响, 也会使能耗增加。

三是脱硫烟气换热器 (GGH) 结垢, 造成压损和系统阻力增加, 风机能耗增大等, GGH结垢原因是多方面的, 包括浆液从GGH通过后黏附在元件上, 在烟气冷热交替过程中, 会蒸发其水汽, 黏附物形成固体, 并逐渐加厚, 直至将GGH堵塞;烟气中粉尘粘附在潮湿的GGH元件表面, 或者粉尘中活性物质、烟气三氧化硫与塔内浆液出现化学反应产生硅酸盐, 逐渐积累成结垢, 引发堵塞;设计不当, 比如GGH布置型式、换热片类型或间距、吹灰器数量等, 都可能导致GGH出现积灰、结垢。

解决措施:

首先, 针对煤硫含量偏高导致的问题, 其解决措施有:1) 做好燃煤掺配比控制, 根据入厂煤的实际情况, 将硫含量高、低的煤以合适比例掺混使用, 确保煤炉烟气中硫含量接近设计值;在高、低负荷状态, 分别应用低硫煤、高硫煤, 禁止长时间持续使用超标的高硫煤;2) 调整运行参数, 通过将石灰浆液供应量适当增大、吸收浆液p H值适当降低、吸收塔液位适当提高等措施, 使烟气脱硫系统与烟气硫含量情况更好地协调, 保证系统运行状态良好;3) 使用合适的添加剂, 比如氨盐、钠盐以及镁盐等, 提高对烟气中二氧化硫的吸收能力。

其次, 针对脱硫装置结垢问题, 解决措施有:1) 做好吸收塔浆液参数控制, 确保其在实际范围内运行, 密度和PH值都要合理, 预防出现PH值骤变情况, 从而防止石膏大量析出或者亚硫酸盐析出产生结垢;2) 对电除尘器进行调整, 提高其除尘效率、可靠性, 降低FGD入口烟尘浓度;3) 做好设备维护与检查, 定期对与浆液有接触的设备、管道进行检查, 制定合适的停运、清洗计划, 避免长时间运行累积形成结垢[3]。

再次, 针对GGH结垢问题, 解决措施有:1) 定期对GGH进行吹灰处理, 应当做到每班至少一次, 吹灰可以使用蒸汽或者压缩空气, 当出现压差增大情况时, 可以适当提高吹灰频率;2) 采取在线高压水冲洗技术, 当GGH出现高于正常值1.5倍压差时, 使用在线高压冲水技术来对运行的GGH进行冲洗, 将其上堆积物质冲洗干净;如果冲洗效果不理想, 应当将脱硫系统停运, 改用人工高压冲水的方式, 将换热片积灰彻底清除, 减轻系统运行阻力;3) 做好脱硫装置检修, 建立相应的检修台账, 在条件允许下, 需将GGH纳入检查范围, 对于出现结垢的情况, 可以将换热元件取出, 使用酸碱进行清洗。

3 结论

综上所述, 在现代社会中, 环保是社会发展的主流趋势, 火电厂作为大气污染的主要来源, 做好烟气脱硫工作, 是提高火电厂社会效益、保证火电厂长远发展的基本要求。因此, 加强对湿式石灰石-石膏烟气脱硫技术的研究, 将其更好地应用于实际中, 有重要现实意义。

参考文献

[1]韩新奎, 张斌.湿式石灰石—石膏烟气脱硫技术在电厂应用中探讨[J].广州化工, 2010 (4) :205-206, 218.

[2]姜正雄, 魏宇.燃煤电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术概述[J].装备机械, 2012 (2) :60-65.

篇4：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

关键词：自动化；输配电工程；用电工程；实际应用

中图分类号： U665.12 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-152-2

0 引言

城市居民生活对电力的需求量越来越大，居民的衣食住行每一样都离不开电源，电源是我们生活的基础保障，如果现代居民生活没有电，那么，那将不是日出而作日落而息的悠然惬意，而是人们无法正常生活的噩耗，所以，电力的存在不仅仅是保证了人们最基本的生活状态，更重要的是人们可以有机会过上更加丰富多彩的生活。

1 输配电及用电工程现状

随着人们生活水平的提高，居民每日用电量也在不断增加，同时这就对城市输配电及用电工程带来不小的挑战。由于我国电力行业发展起步较晚，相关技术还很不成熟，与西方国家相比，还处于相对劣势地位。很多高科技技术都没有成功应用到用电工程中，这也在一定程度上制约着我国电力行业的发展速度，具体表现如下。

我国电力行业起步较晚，在早期经济体制落后的情境下，无法提供相应的财政资金，为我国电力行业的未来发展提供有力的经济保证。国家大力发展重工业，也就在一定的程度上忽略了对电力行业的发展进程。为了能够得到显而易见的经济回报，对于低收益、低功效的电力行业自然没有大力的财政资金作为建设的基础。另外，我国相关技术人才十分匮乏，没有在电力行业技术水平过硬的技术人员作为技术发展的支撑，也就制约着我国电力行业的发展。没有发展资金，没有专业人才，同时，使用的相关设备也是十分落后，这些都是严重制约我国电力发展的重要因素。再加上相关管理者的管理水平不高，使得在电力输配电过程中，有很多电力资源没有发挥其应有的效用，存在不同程度的浪费。

2 自动化运行技术应用概况

伴随着信息技术的不断发展，我国电力行业也在此推动下，得到了一定程度的发展，但是在实际应用过程中，由于对信息技术应用范围在相关技术领域要求较高，这也对我国电力行业未来发展提出了更大的挑战。有了相关技术，如果不能将其发挥最大效用，那也只能是纸上谈兵，先进技术最终的收益就是能够使人们切身感受到技术带来的便捷，尤其是在城市用电如此紧张的情境下，积极推进自动化运行技术的应用，将会收到很大的裨益。

2.1 提高自动化运行技术的使用范围

由于我国城市人口数量不断增加，那么对于城市用电量如何得到充分的保证，在日常生活中，不会因为，一边洗衣服做饭，一边开空调听音乐就会出现跳闸的情况。很多现代化设备的发明给人们的生活带来了很大乐趣，同时，为了能够很好地使用这些现代化工具，电源就是给予他们动力的源泉。如果离开了电源，恐怕再智能的家用电器也只能是一个摆设毫无意义。所以，为了解决这一个个难题，就需要适时地引进自动化运行技术。

通过自动化运行技术，可以减轻工作人员的劳动力，解放工作人员的双手，一旦发生跳闸等突发情况，自动化运行技术就可以开启自身的重启机制，增加多路输配电线路，为跳闸的线路及时输送电力，保证此路输配电能够得到加倍的电力输送。以应对高负荷的用电量需求。而不是像以往一样，需要由电力工作人员手动完成拉闸合闸工作，同时还要关闭一些居民用户大功率电器的使用。通过自动化运行技术，可以简便地完成这一工作，同时可以保证用电高峰时段居民对用电量的需求。

2.2 积极培养高新复合型技术人才

随着城市居民人口的增多，城市用电量的不断增加，国家电网等相关部门也逐渐认识到，要积极保证居民用电量，不能因为城市人口增加而不提高输配电的供给。所以，国家有关部门也就加大力度，充分保证电力供给。但是，随着自动化运行技术的不断引入，能够胜任该任务的技术人才却出现了极大的缺口。虽然，我国华北电力大学等专业培养电力学方面人才的学校，每年都会向电力企业输送大批人才，但是由于电力行业对于人才的要求比较高，只有相关电力学理论背景知识显得微不足道，而没有实际应用实践经验，难免会制约电力行业相关技术的实际应用。

在人才培养方面，不能只是注重理论知识的培养，更重要的是重视实践能力的培养，正所谓：实践出真知。为了培养复合型高新技术人才，要加强校企合作机制，给予在校生积极实践的机会。这样一来，自动化运行技术就能够在我国各个地区得到稳步发展，而不会出现，局部发展过快，而三四线城市用电量仍然无法保证的局面。

2.3 合理采取有效的高温应急预案

电力行业是一个危险系数较高的行业，虽然电力给人们的生产生活带来了很大的便利，但是，每年由于不合理用电甚至超负荷用电，而引发的触电甚至火灾事故也屡见不鲜。因此，国家电网倡导居民合理用电，同时注意用电安全，具备相关用电安全知识。虽然，自动化运行技术为输配电及电力工程带来了福音，可以增加电力输送效率，节约能耗。但是过度使用，也会给电缆带来极大的损害，缩短使用寿命。无法达到电力工程任务书中预计使用年限。

为了合理用电，将自动化运行技术发挥到极致，对于南方持续高温天气也要提前做好应急预案，避免高峰用电时，电缆负荷过大。采用自动化运行技术将城市电缆及时切换，当日常电缆工作达到八个小时后就要切换至备用电缆上继续完成输配电工作，并且不会影响居民的正常生活。采用关键的技术是解决问题的有效途径，同时提高居民合理用电，节约能源的意识也十分重要。

3 自动化运行技术发展的重要性

我国电力行业发展虽然起步晚，但是发展速度一直持续平稳向前，通过引入自动化运行技术，可以便捷地实现电力故障及时消除，节约人力，同时提高输配电效率。居民更是可以足不出户就能知晓自家用电量的实际情况，可以自行调节开关，控制哪些电器可以上电，哪些不需要的电器就可以不上电不工作。通过自动化运行技术，电力部门就可以实现全区域的远程管控，最终实现合理调配，进而提高电力运行的可靠性。通过远程终端控制每个居民区的电力配比，更能从全区角度考虑，统筹兼顾，合理调配，提高工作效率。这一过程可以在一定程度上也能够节约能源，减少能源输送过程中不必要的损失。保证电力得到充分应用，同时增加电力企业的经济效益，为电力行业未来发展提供有力保证。

4 结束语

虽然电的存在改善了人们的生活，但是随着城市人口的不断增加，居民用电量不断增加，这就给电力部门带来了更新的挑战，如何满足人们日常用电量的需求，如何尽量少地使用能源，如何将有限的能源充分利用，发挥能源的极致，这些都是电力部门需要解决的问题。庆幸的是，科学技术的进步，为电力工作者带来了福音，各种现代化技术手段得以运用将使得电力供给不再成为难题。

参 考 文 献

[1] 方海波.浅析输配电和用电工程自动化运行[J].科学中国人，2016（24）.

[2] 肖晶.供电局输配电自动化运行分析[J].科技促进发展，2013（S1）.

[3] 自清富.配电机构与线路自动化运行方式探索[J].广东科技，2014（02）.

[4] 王可.浅谈500KV变电所自动化运行[J].科技与企业，2012（20）.

[5] 黄涛.配电机构与线路自动化运行方式解析[J].产业与科技论坛，2012（13）.

篇5：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

20世纪80年代, 当德国的鲁奇 (Lurgi) 公司首次将循环流态化技术用于烟气脱硫而开发出循环流化床烟气脱硫工艺 (CFB-FGD) 时, 该工艺以其独特的优势[3,4,5,6,7]立即受到各国研究者的关注:① 脱硫剂利用率高, 在较低的Ca/S (摩尔比) 下可达到与湿法相当的脱硫效率;② 工程投资少, 运行费用和脱硫成本较低;③ 无脱硫废水排放, 且脱硫副产品呈干态, 不会造成二次污染;④ 工艺流程简单, 系统设备少, 控制简单, 占地面积小;⑤ 系统 (包括设备和管道等) 基本不存在腐蚀问题, 可用碳钢制造;⑥ 对煤种适应性强, 既可处理燃烧低、中硫煤的烟气, 又可处理燃烧高硫煤的烟气;⑦ 在脱硫剂中加入少量的铁基催化剂, 可脱除60%～90%的氮氧化物, 具有脱硫、脱氮一体化的发展潜力。

1 CFB-FGD的各种形式

迄今为止, 各国研究者对循环流化床烟气脱硫工艺进行了改进和提高。图1为典型的烟气循环流化床脱硫装置CFB-FGD工艺流程。依据流态化原理设计的烟气循环流化床脱硫装置包括流化床主体、气固分离系统、吸收剂制备与加料系统等[8]。循环流化床主体 (又称反应器或吸收反应塔) 是脱硫装置的核心, 可设置成内循环和外循环两种方式。气固分离系统的作用是回收脱硫产物, 可采用旋风除尘器、静电除尘器或布袋除尘器。脱硫塔可采用两种给料方式:一是将水直接喷入脱硫反应系统, 润湿脱硫剂, 使脱硫反应转化为离子反应, 该法称为分添式给料法;二是将脱硫剂在反应前润湿, 制成浆液后再送入反应器, 称为浆液式给料法。

1.1 分添式给料工艺

20世纪80年代, 德国Lurgi公司开发了炉内喷钙循环流化床反应器脱硫技术。该技术首先在炉膛适当部位喷入石灰石, 通过固硫作用脱除部分硫化物。在尾部烟道电除尘器前装设循环流化床反应器, 炉内未反应的CaO随着飞灰输送到反应器内, 经增湿活化后进行脱硫。该工艺无需设置石灰烧制系统, 可减少运行设备及烧制石灰带来的环境污染, 但该工艺对锅炉燃烧效率有一定的影响, 并且还可能对尾部烟道过热器、省煤器、空气预热器造成损坏, 例如, 下关电厂在采用此工艺时, 锅炉效率下降了0.66%[9]。

在此基础上, 美国EEC和德国Lurgi公司进一步合作开发了一种新型烟气脱硫工艺, 称为烟气循环流化床脱硫工艺 (CFB) , 其流程见图2。在该工艺中, 将脱硫剂和水分别喷入循环流化床反应器内, 以此代替了炉内喷钙。该工艺所需的脱硫剂一般为Ca (OH) 2, 工艺流程简单, 脱硫效率可达95%以上, 造价较低, 运行费用相对不高, 是一种较有前途的脱硫工艺。

德国Wulff公司在Lurgi的CFB技术基础上开发了一种回流式烟气循环流化床脱硫工艺 (RCFB) , 如图3所示。在Lurgi公司的CFB工艺中, 物料主要是通过外循环的方式进入反应器, 而在RCFB中, 通过增设内构件并对脱硫塔流场进行独特的设计, 增强了循环物料的内循环, 从而减少外循环装置的负担, 通过内外循环的方式, 在保证塔内较高颗粒浓度的前提下, 减少脱硫塔出口粉尘浓度, 这样就保证了脱硫效率, 同时会减轻后续静电除尘器或布袋除尘器的负担, 简化了下游除尘器的设计[4,5,6]。但是, 这种工艺的缺点也很明显, 它会增加整个反应塔的压力降, 从而使整个系统的能耗增加。该工艺所用的吸收剂为干态消石灰粉或石灰浆液, 从反应塔底部喷入, 属于分添式给料工艺或浆液式给料工艺。

1—锅炉;2—锅炉除尘器;3—消石灰仓;4—反应塔;5—石灰浆槽;6—增湿水箱;7—脱硫除尘器;8—中间灰仓;9—集灰库;10—烟囱

1.2 浆液式给料工艺

在分添式给料工艺中, 由于新鲜石灰和水分别喷入, 当烟气通过反应器时, 新鲜石灰和水就会被大大稀释, 其碰撞活化效率降低[10], 于是研究者们就采用浆液式给料, 这时脱硫剂和水就会完全接触, 但由于石灰在水中的溶解度低, 须制成石灰乳浊浆液, 其浆液制备系统复杂且庞大。

1.2.1 气体悬浮吸收烟气脱硫工艺 (GSA)

气体悬浮吸收烟气脱硫工艺 (GSA) 是由丹麦F.L.Smith公司开发的循环流化床脱硫技术, 流程如图4所示。GSA脱硫装置与Lurgi装置相似, 只是该装置用氢氧化钙浆液喷射代替了氢氧化钙粉和水的分别喷射。该工艺中首先将Ca (OH) 2和水混合, 石灰乳雾化后喷入循环吸收塔内, 在喷水增湿的条件下进行脱硫。由于增加了制浆系统, 结构较复杂, 喷枪喷嘴易结垢、堵塞, 磨损严重, 而且若喷入位置不当, 易造成脱硫灰的团聚和粘壁。另外, 该技术必须使用纯度和活性较高的石灰浆Ca (OH) 2[11]。

1.2.2 NID (New Integrated Desulfurization System) 工艺

在传统的CFB工艺中, 因其回流或双流喷嘴埋在流态不稳定、湿度不均匀的反应灰堆中, 很难产生中位径约80 μm的小液滴, 不可避免地出现浆滴的团聚, 产生湿灰团及浆团, 易造成喷嘴及吸收塔渐扩段粘堵, 装置不能长期稳定运行。同时受浆滴干燥的影响, CFB塔内的操作温度稍高, 脱硫塔的高度也较高。针对这些问题, 瑞典ALSTOM公司研制了一种集除尘和脱硫于一体的综合工艺NID, 如图5所示。

在NID工艺中, 脱硫剂与循环物料在混合增湿器中充分混合并增湿后注入反应器, 从而除去烟气中的酸性物, 净化烟气。该装置由矩形反应器、消化器、增湿混合器及出灰系统组成, 其中增湿混合器是关键设备, 属于专利产品。在一体化的增湿器中加水使脱硫灰的水分由2%增加到5%, 增强了循环灰的流动性, 克服了传统CFB工艺出现的粘壁问题。同时该装置能与除尘器组合为一体, 占地面积很小。但是NID工艺也有其局限性。因为这种工艺只能在反应器内完成70%的脱硫反应, 余下的反应需在布袋除尘器内完成[6], 是与布袋除尘结合的一体化除尘脱硫工艺, 由于我国的滤布质量较差, 火电厂采用布袋除尘器的极少, 所以目前推广潜力不大[12]。

2 CFB-FGD的脱硫机理

无论是分添式给料工艺还是浆液式给料工艺, 其脱硫机理基本相似, 其中循环流化床反应器的应用、水分的加入和脱硫剂物料的循环是CFB-FGD脱硫的主要特点。

2.1 循环流化床反应器的应用

在循环流化床中气体与固体颗粒间会发生强烈混合和接触, 烟气与脱硫剂基本处于热平衡状态[13], 这样既有利于喷入水分、烟气与吸收剂的接触, 也有利于水分的蒸发。并且在循环流化床中不存在鼓泡床中的定形气泡, 沿整个横截面床层密度分布均匀, 气相返混小或不返混, 并且气—固接触良好, 因此可较好的控制脱硫反应时间, 是快速反应过程中较理想的操作状态[14]。

另外, 用于循环流化床操作的固体颗粒一般粒度较细, 平均粒径在100 μm以下, 所以颗粒的比表面积大, 可以大大加速气—固间的传热、传质和反应过程[14,15]。

2.2 水分的加入

大量的研究表明[16,17,18,19], 水分的存在是脱硫反应能快速进行的主要原因。根据喷入反应器水滴或浆滴蒸发的特点, 脱硫塔内SO2的吸收过程大致可分为恒速干燥阶段和减速干燥阶段[20]。当液滴喷入反应器后, 水分在热烟气的作用下开始蒸发。起始阶段, 蒸发与脱硫反应进行得都比较快, 但单位液滴表面的蒸发速率却保持不变, 因此蒸发速率大小取决于表面水分的汽化速率, 这一阶段称为恒速干燥阶段。在这一阶段, 石灰浆液或含湿颗粒中的Ca (OH) 2与SO2的反应是快速的液相离子反应, 反应程度剧烈。化学反应如下:

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随着反应的进行, 液滴表面逐渐形成一层生成物, 它一方面阻碍了液滴内部水分的蒸发, 另一方面也增大了SO2气体向液滴内部的传质阻力, 脱硫的液相离子反应速度开始降低, 这一阶段被称为降速干燥阶段。当脱硫剂表面剩余的结合水分少于一个或几个分子层, 即达到了临界水分[16]时, 不能维持整个颗粒内的离子反应, 脱硫反应由液相离子反应变成了分子反应:

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研究表明[16,17,18,19,20,21,22], 分子反应的脱硫效率很低, 因此起主要脱硫作用的反应是液相离子反应。

2.3 脱硫剂物料的循环

影响循环流化床工艺脱硫效率的另一个重要因素是脱硫剂物料的循环。物料的循环增加了反应器内脱硫剂的浓度, 据统计, 循环流化床内脱硫剂的浓度为普通反应器的50～200倍。脱硫反应可以理解为基元反应[22], 根据化学反应碰撞理论, 有效碰撞的几率与反应器中反应物的有效浓度成正相关。因此, 脱硫剂浓度升高, 大大提高了脱硫反应的速率r, 缩短了反应时间。

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另一方面, 通过循环, 新鲜脱硫剂在反应器内的停留时间累积可达30 min以上, 并且反应器内强烈的湍流状态以及较高的物料浓度提供了连续的颗粒接触, 物料之间的碰撞使得脱硫剂表面的反应产物不断的磨损剥落, 避免了孔堵塞造成脱硫剂活性下降的问题。新的石灰表面连续暴露在气体中, 强化了床内的传质和传热, 从而使脱硫剂的利用率大大提高, 降低了钙硫比。

另外, 在浆液式给料时, 喷入反应器中液浆的直径为20～100 μm, 而循环固体颗粒的直径为20～200 μm, 循环物料上会粘附着一定数量的浆滴, 为脱硫反应提供场所, 同时增大了反应的比表面积。当液浆蒸发完后, 脱硫产物CaSO3和未反应的脱硫剂就会沉积在循环物料上。随着物料继续循环, 其表面就会有一层或几层CaSO3和未反应的脱硫剂, 直到循环物料被排出反应器或发生碰撞破碎为止。

3 国内循环流化床脱硫工艺的发展情况

早在20世纪90年代, CFB-FGD工艺就已经在国外进行了工业化运行, 并积累了丰富的经验, 而我国在这方面起步较晚, 技术不成熟, 还没有进行工业化工程的经验, 因此早期我国主要以引进国外的技术或装置为主。例如武汉凯迪电力引进德国Wulff公司回流式烟气循环流化床技术, 浙江菲达机电从Alstom公司引进了NID半干法烟气脱硫技术, 龙净环保引进德国鲁奇的循环流化床烟气脱硫技术等。

引进国外的技术工艺成熟, 但需要给外国公司交纳昂贵的技术费用, 大大增加了投资成本。近几年来, 随着人们对环境保护的日益重视, 我国加快了对新的脱硫工艺的研究。在国外先进经验的基础上, 我国东南大学、浙江大学、清华大学、山东大学、哈尔滨工业大学、中国科学院过程工程研究所等单位都对CFB-FGD技术进行了大量的试验研究。表1列举了国内自主研制并应用的CFB-FGD装置。表2列举了国内引进CFB-FGD装置的部分企业。

4 国内循环流化床脱硫工艺的缺点和急待解决的问题

(1) 压力降问题。循环流化床的压力降由循环流化床的结构、气体流速和床内固体颗粒物的质量浓度三部分决定。由于工艺的需要, 其压力降一般很高 (1 500～2 500 Pa) 。一般现有电厂引风机的压头余量难以克服如此大的压降, 需要增加新的脱硫风机。高的压力损失还使得运行费用有所增加;另外, 由于反应塔内大量物料不断湍动, 反应塔压力降有较大波动。

(2) 需要高品位的石灰作为脱硫剂。由于发达国家石灰工业发达, 易得到高质量的商品石灰, 因此, 以石灰作为脱硫剂不会有任何供应上的问题。但我国石灰的供应尚存在品位低、质量不稳定、供应量不足、供应源分布不均、价格过高等缺陷[4]。

(3) 由于约99%的脱硫剂都参与了循环, 使脱硫塔内的浓度大大增加, 从而使塔出口烟尘浓度过高, 加重了除尘器负荷。

(4) 脱硫副产品的利用途径单一, 需要开发新的利用途径。

5 今后发展的建议

(1) 深入研究循环流化床脱硫塔内气—固运动规律, 了解塔内气体的流体模型, 这对循环流化床的设计和改造、减少塔体阻力、防止湿壁结垢现象的产生有重要的指导意义。

(2) 进一步研究开发价廉、高效的脱硫剂及其制备方法, 例如采用工业废弃物如粉煤灰、电石渣、硼泥以及废石灰膏等作为钙基脱硫剂, 以废治废。

(3) 拓宽脱硫副产物的利用途径。在欧洲, 脱硫副产物已被广泛地应用在水泥、墙体建材、粘合剂、植物肥料等领域, 并有丰富的经验, 在此基础上, 应结合我国国情, 发展脱硫副产品综合利用技术。

篇6：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

摘要：石灰石-石膏湿法脱硫技术由于其技术成熟、运行可靠性高、脱硫效率高、适用煤种范围广等优点被广泛应用在大型火力发电厂中，但是也存在一些问题，本文详细介绍了其运行中存在的问题和改进措施，有其优化运行提供了一定的参考。

关键词：石灰石-石膏；结垢；腐蚀；磨损

一、石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术概述

1 脱硫原理

石灰石的主要成分为CaCO3，属弱酸强碱盐，难溶于水。石灰石作为脱硫剂的循环浆液与含SO2的烟气充分接触，SO2等酸性气体被水吸收，并溶解于水，产生的H+促进难溶于水的石灰石溶解，产生Ca2+和CO2，，CO2在酸性条件下逸出，Ca2+与生成的SO32-结合生成难溶于水的CaSO3·1/2H2O。CaSO3·1/2H2O属于中间产品，不稳定，不宜露天堆放，须对其强制氧化，使之转化为稳定的CaSO4·2H20，从而达到脱硫的目的。

2 工艺流程

石灰石-石膏湿法烟气脱硫的工艺流程见图1-1。

火力发電机组锅炉排放的高温烟气经除尘器后，进入脱硫系统。经烟气加热器（GGH）净化的湿烟气冷却后，进入吸收塔，与含有CaCO3的循环浆液逆流接触充分反应，烟气中的绝大部分S02溶解于循环浆液并被吸收，同时烟气中的灰尘也被洗涤，进入循环液中。烟气经吸收塔上部的气液分离器后出吸收塔，经烟气加热器加热后，从烟囱排出。

循环浆液中的水溶解吸收S02后，产生H+、HSO3-和SO32-，PH值下降，促使其中的CaCO3离解，生成Ca2+ 和CO32-。在酸性条件下，CO32-将转化为HCO3-，随着H+浓度的增加，HCO3-进一步转化为H2CO3，H2CO3不稳定，分解产生CO2气体逸出。Ca2+与HSO3-及SO32-生成不稳定的亚硫酸氢盐和亚硫酸盐。由于烟气中含有O2，部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，但氧化率很小，而且容易在设备、喷咀及管道内表面结垢，因此，为避免二次污染和结垢的发生，必须将其强制氧化，将不稳定的亚硫酸盐转变为稳定的硫酸盐。

二 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术运行中存在的问题

1.结垢和沉积。结垢主要有3种形式：一是灰垢，主要集中在吸收塔入口干/湿交界处，原因是高温烟气中的灰分在遇到喷淋液的阻力后，与喷淋的石膏浆液一起堆积在入口，且越积越多；二是石膏垢，当吸收塔的石膏浆液中的CaSO4过饱和度大于或等于1.4时，溶液中的CaSO4就会在吸收塔内各组件表面析出结晶形成石膏垢；三是当浆液中CaSO3浓度偏高时就会与CaSO4同时结晶析出，形成混合结晶Ca（SO3）x·（SO4）·1/2H2O，即CCS垢。结垢和沉积将使管道堵塞、磨损、腐蚀，以及系统阻力增加，从而使烟气的流通面积减小，流速增大，烟气与浆液的接触几率减小，导致脱硫效率降低。

2.设备磨损。由于流体（烟气和石灰石浆液）中含有固体颗粒，流速高，当流体流过脱硫设备及管道时对相关部位产生切向切削和法向冲击而造成磨损，特别是当流体中含有剥落的垢块时磨损更加严重。磨损使浆泵等脱硫设备及管道的运行不稳定，从而降低脱硫效率。

3.设备腐蚀。腐蚀主要发生在热交换器、烟道和吸收塔等处。为满足吸收塔的进口烟温要求，流经热交换器的烟气温度可能会降至酸露点，烟气中的硫酸蒸汽凝结并附着于受热面，从而产生低温腐蚀，并会引起受热面粘结烟尘，导致堵塞加重。腐蚀使换热设备的运行可靠性降低，可用率下降，直接影响脱硫系统的运行效果。

三 改进措施

1 防止结垢和堵塞措施

①型式合适。目前用于湿法烟气脱硫系统的典型吸收塔有喷淋塔、填料塔、多孔板塔、液柱塔等，使用最为广泛的是喷淋洗涤塔（塔内无复杂的结构部件）。

②结构简单。内部结构不能复杂，一般采用无浆液停滞的塔结构。如重庆珞璜电厂就选用中空的液柱塔，塔内设置上百个陶瓷喷嘴，喷嘴喷出约6m高的液柱，烟气与脱硫浆液逆流接触，从而使塔内结垢大大减少。

③液气比要适当。注意选用适当的液汽比，设计合适的循环液量、吸收塔液室容量，以控制石膏的饱和度，并确保石膏晶种的生成。

④选择合理的工艺。如在吸收塔入口烟道增加冲洗水喷嘴，定期冲洗结尘，以减少结垢。

2 防止磨损

①设计时设备采用耐磨材料，并加内衬（如泵采用衬胶技术）或涂敷耐磨损材料；磨损严重部位（如管道的弯头、三通以及变径管等），可采取特殊防护措施，其备件应采用防磨材料制造，以便维修和更换。

②运行时采用合理的流速（金属磨损与流速的3～3.5次方成正比关系）；并控制流体中的固体颗粒含量（撞击次数越多磨损越多），如对进入吸收塔前的烟气进行高效除尘（静电除尘）；还要加强运行监控，以减少进入泵内的空气量，调整好吸入侧护板与叶轮之间的间隙，以减少气蚀磨损。

③检修时应加强对磨损严重部位的检测和修复。

3 防止腐蚀

①优化设计 根据流体的组成、温度和浓度等使用耐腐材料，并考虑防腐内衬的施工。如重庆珞璜电厂二期脱硫系统热交换器采用ND钢，并设计成光管式，减小壁厚，加大肋片厚度，增加肋片间距；吸收塔采用内衬玻璃鳞片树脂技术，不但基本解决了低腐问题，减少了维护费用，而且提高了运行的可靠性。又如连州电厂采用不锈钢、氯丁基橡胶、玻璃鳞片涂层和玻璃钢等防腐材料，有效地解决了腐蚀问题。

②加强运行监测和维护 如pH值范围的监测，因为控制pH值对脱硫效率和防止氧化皮有重大作用，但不适当地降低pH值也会导致加速腐蚀。因此，运行时要及时清理沉积物和氧化皮，否则会增加点蚀和缝隙腐蚀。

四 结束语：石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术鉴于其技术成熟、运行可靠性高、脱硫效率高等优点被广泛应用在火力发电厂的烟气脱硫，本文从实际运行中存在的问题作了深刻的阐述和分析，总结和提炼了对应的防止措施，可供有关单位参考也借鉴。

参考文献

[1]贾立军，刘炳光.我国烟气脱硫技术综述.盐业与化工.2006，35.

[2]王富勇.湿式石灰石-石膏法脱硫技术及分析.上海电力学院学报.2005，21.

[3]黄松荣，王刚.燃煤脱硫技术.工业安全与环保.2005，31.

[4]许红，刘尧祥.燃煤电厂烟气脱硫现状及其工艺.中国煤炭.2006，32.

篇7：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

贵州遵义烟叶有限责任公司地处贵州省黔北遵义市, 是一个为卷烟工业提供优质片烟的复烤加工企业, 锅炉使用燃煤的含硫量普遍偏高, 平均在4%-6%之间, 要实现国家烟草专卖局制定的排放标准, 所面临的困难和挑战是可想而知。为了解决锅炉烟气的排放, 贵州遵义烟叶有限责任公司进行了充分的调研, 决定采用新型的脱硫技术――涡轮增压湍流脱硫除尘技术来替代较为传统的水沫脱硫除尘技术, 处理锅炉烟气, 实现国家烟草专卖局提出的排放要求。

1 原脱硫除尘器状况

公司原脱硫除尘系统是麻石水沫除尘系统, 10吨锅炉和20吨锅炉各自拥有一套烟气处理系统, 但脱硫除尘的效率较低。遵义属于国家二类地区, 排放标准为烟尘≤250mg/m3, SO2≤1200mg/m3, 经过处理后的烟气基本能够达到国家排放标准。但随着行业的发展, 国家烟草专卖局提出了新的锅炉烟气排放要求:烟尘≤120mg/m3, SO2≤400mg/m3, 这一新标准的出台, 给公司的烟气排放带来了严峻的挑战。公司对原水沫除尘进行检查、维护之后, 烟气的最好排放也达不到这一要求, 二氧化硫的排放浓度基本维持在1100mg/m3, 这一数据和国家局提出的排放要求还有相当的差距。

2 新型脱硫技术方案设计

2.1 前期工作:

对原有烟气处理设施进行测试, 掌握实际运行中的基础数据, 同时收集国内外各类先进的脱硫除尘技术, 找到适合我公司实际情况的脱硫除尘技术。

2.2 方案设计:

建立粗处理和精处理的理念, 采用对烟气进行逐级处理的方法, 确定由高效率的涡轮增压湍流脱硫除尘器来完成最终的精处理过程, 同时将10吨和20吨锅炉的烟气处理系统合二为一, 降低项目投资成本。

2.3 烟气处理流程图:

2.4 涡轮增压脱硫技术概述

涡轮增压湍流传质塔除尘脱硫的原理:涡轮增压湍流传质是一种有别于现有FGD湿法分离机理的崭新概念———建立了湍流传质场, 在湍流传质场中, 参与传质的各相都处于分散状态。即多相物料在湍流传质场中, 实现多相都处于分散状态, 多相分散的基元互相撞击、凝并, 实现基元细化, 大大提高相间的接触面积———气、液、固比表面积, 同时, 基元间实现着高速的表面更新, 保持稳定高速的传质, 特别是在传质场中, 存在化学反应时, 相间远离平衡, 传质始终保持高速, 这就大大提高了设备的分离、反应效率。

涡轮湍流传质场是利用气流本身的能量, 通过改变流道的大小和方向, 加速 (矢量加速) 气流速度和增强气流的扩散, 形成超强湍流场, 液体进入超强湍流场, 被撞击分散, 气体本身在撞击液体时也伴随分散。要建立湍流场, 气流速度一般都要选在8 m/s以上, 甚至高达30 m/s, 因而传质塔可建得很小, 水量也用得很少。在湍流场中, 液体的比表面积比起喷淋塔、填料塔、板式塔的液体比表面积成数十倍的增加。

涡轮增压湍流传质除尘脱硫技术和设备具有以下突出特点:

(1) 涡轮增压湍流传质除尘脱硫技术原理与现有湿法技术根本不同, 它利用涡轮增压湍流传质场强化传质的机理, 提高了液体的比表面积, 从而大大提高了除尘、脱硫效率。

(2) 除尘脱硫设备一体, 同时除尘、脱硫, 适应能力强。

(3) 该塔体不设喷头, 设备不堵塞, 不结垢, 水气比小, 占地面积小, 水循环使用, 没有二次污染。

(4) 设备耐腐蚀、耐磨, 主体设备使用寿命10年以上。

3 实验过程

2008年5月, 贵州遵义烟叶有限责任公司与成都联碳化工科技有限责任公司通过项目合作, 根据公司烟气处理的实际情况, 制定出一套适合贵州遵义烟叶有限责任公司锅炉烟气处理的处理方案, 并于同年9月安装调试结束。

4 效果检查

设备调试安装结束后进行实验, 实验时原煤为遵义县无烟煤, 原煤低位发热量为4752cal/g, 含硫量为5.85%, 挥发分为32.5%, 批次总量为500吨。烟气检测方式为锅炉连续运行一个周, 每天做一次检测。

5 结论

贵州遵义市属于遵义属于国家二类地区, 燃煤含硫量普遍较高, 采用涡轮增压湍流脱硫技术对锅炉烟气的治理效果明显, 二氧化硫的排放浓度基本控制在200毫克/立方米左右, 完全满足国家烟草专卖局提出的“二氧化硫排放不高于400毫克/立方米”的要求。

参考文献

[1]李峰, 等.石灰湿式洗涤法脱硫的应用研究[J].环境污染治理技术与设备, 2001 (3) :73-75.

[2]刘天齐, 等.三废处理工程技术手册 (废气卷) [M].北京:化学工业出版社, 1999:216-223.

篇8：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

关键词:DCS;GSCA;工艺系统

0.引言

我国是一个以火电发电为主的国家,发电所排放的烟气对大气造成的污染十分严重,SO2的大量排放使很多城市出现酸雨、农作物减产甚至危及人类健康。减少发电厂有毒气体和灰尘的排放量,为人民创造一个清洁健康的生活环境早已成为政府关心的重要问题之一。烟气脱硫系统作为吉林油田热电厂主要的改造项目,采用的是盛尼克能源环保技术重庆有限公司的气、固再循环半干式烟气脱硫工艺(GSCA),经过设计、安装、调试以及试运行,至今运行状态良好。

1.系统介绍

气、固再循环烟气脱硫工艺(GSCA)是盛尼克能源环保公司的专有技术。GSCA工艺以循环流化床气悬浮吸收为基础,是一种以生石灰(CaO)为吸收剂的半干法烟气脱硫技术。烟气与雾化的石灰浆液充分接触以脱除二氧化硫等烟气中的酸性成分,反应副产品为亚硫酸钙和硫酸钙以及灰份和其他杂质。GSCA工艺的特点是靠自身设备实现大量覆盖着新鲜石灰浆液的干灰的高倍率再循环,这些干灰作为烟气净化反应的载体,其传热、传质特性优于其它的半干法工艺,同时,净化烟气的再循环大大改善了脱硫系统的适应性和灵活性。

在GSCA系统反应器内烟尘和脱硫剂处于流化状态,固粒从气流中分离后返回吸收塔,使反应器流化床的固粒平均浓度为传统的喷雾干燥法的100倍以上,大大提高了反应器的传热、传质和化学反应强度。由于脱硫剂反复循环使用,得到最大程度的利用,从而以较短的停留时间,较低的钙/硫比达到更高的脱硫效率,并降低了造价。GSCA工艺由吸收剂制备、吸收反应塔、吸收剂再循环系统、除尘器以及控制系统几个部分组成。锅炉出口的烟气自吸收塔下部进入,自下而上流动。在喉部装有烟气净化剂喷嘴。烟气净化吸收剂以浆液状喷入,依靠气流在喉部的加速使烟气净化剂、水滴与烟气良好混合。在反应塔中,烟气被喷水(浆液)降温,而浆液则被干燥,同时,烟气净化剂吸收酸性气体,进行中和反应。由反应塔排出的含固粒烟气包括飞灰、反应产物和未反应的烟气净化剂,经自带的旋风筒分离后经专用回料机送还回吸收塔,使流经吸收塔的烟气中含高浓度固粒,形成强烈的紊流,加强了气一固一液三相之间的传热、传质和吸收反应过程。未反应的吸收剂的循环使用,提高了吸收剂利用效率。净化后的部份烟气从风机出口可以再循环,以调节经吸收塔的烟气总量。由于固粒的回流是经机械输送,安全、可靠,便于控制。烟气的再循环也可以在锅炉负荷变化时自动满足吸收塔内的流动工况要求[1]。

GSCA的脱硫原理如下:

熟化:CaO + H2O → Ca(OH)2

吸收:Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O

氧化:CaSO3 +1/2O2 → CaSO4

吉林油田热电厂烟气脱硫项目DCS系统采用的是北京和利时系统工程股份有限公司的MACSV系统,MACSⅤ系统是和利时公司在原有MACS和Smartpro系统的基础上开发的综合控制系统。它具有以下特征:MACSⅤ系统是DCS与FCS相结合的控制系统;具有OPC和ODBC接口,容易与ERP、CRM、SCM等系统连接,实现企业信息化;采用Profibus-DP现场总线,能够方便地将第三方Profibus-DP设备(如PLC、智能仪表等)集成到系统中。吸取了MACSⅡ系统和Smartpro系统两者的优势,继承了MACSⅡ系统强大的数据处理、日志和管理功能、完善而丰富的离线组态功能和Smartpro系统控制器软件的高执行效率。MACSV系统具有统一的中央实时数据库,因此无论从系统的哪一台操作站查询到的报警信息、日志信息、趋势曲线数据是完全一致的。系统所有操作员站、控制站的时钟通过服务器进行周期自动校时。并且服务器具有连接GPS系统进行校时的能力。MACS控制系统网络由上到下分管理网(即MNET网)、系统网(即SNET网)、和控制网(即CNET网)三个层次,管理网络实现操作员站、工程师站与系统服务器的互连,系统网络实现系统服务器与现场控制站的互连,控制网实现主控单元和过程I/O单元的通讯,为Profidus-DP现场总线[2]。三层网络如图1所示:

图1 DCS系统三层网络图

气、固循环烟气净化系统的主要设备包括:吸收剂制备系统,循环吸收反应塔,除尘器,固粒返回装置,引风机及烟气再循环以及仪控、电气系统。

(1)吸收剂制备系统。烟气净化剂采用钙基的石灰(CaO),石灰来源丰富,成本低。浆液制备主要通过石灰给料机将石灰输送到熟化器内,给料的同时将工艺水给入,通过搅拌机的搅拌生成合格的浆液。浆液通过除砂器除去粗的杂质颗粒后进入浆液罐,继而通过浆泵输送到就地的各个浆液罐。

(2)吸收反应塔。反应塔为钢制容器。烟气自下部进入喉部,其中装有浆液喷嘴。喷嘴有特殊的设计便于装卸、检查。反应塔装有再循环烟气和固粒的进入接口,底部有排灰口。喷嘴将浆液、压缩空气、水三种工作介质喷入反应塔内,雾化的浆液与烟气中的酸性成分反应。

(3)除尘器。选用滤袋除尘器或电除尘器将反应塔反应后的烟气进一步除尘,减少烟气粉尘量,达到减排目的。

(4)固粒返回装置。本系统采用机械方式强制送粉返回吸收塔,运行可靠,便于控制循环灰循环比率。通过回料装置使脱硫剂反复循环使用,得到最大程度的利用。

(5)引风机及烟气再循环装置。在除尘器出口安装有引风机。由于排出已高度净化的干烟气,风机不会有带水、结垢,磨损和腐蚀等湿法系统常见的问题。再循环烟气引自风机出口烟道,再循环烟气量可以自动控制。系统主要流程图2所示。

图2 系统流程图

2. DCS系统配置

根据脱硫工艺系统的特点以及I/O点数,将DCS系统分情况配如表1所示:

表1 DCS分配表

柜号控制系统I/O点数

#10I/O柜浆液制备系统、#1反应塔系统、#2反应塔系统492点

#11I/O柜#3反应塔系统、#4反应塔系统362点

#12I/O柜除尘系统、#5反应塔系统、#6反应塔系统514点

整套脱硫系统采用集中监控方式,操作人员在集中控制室通过LCD及键盘和鼠标对系统进行监视和控制操作,共配备操作员站2台(兼做服务器),工程师站1台。所有的主机控制柜、I/O柜以及电源柜等等都位于脱硫装置区电控楼内,用于完成对脱硫系统的就地数据采集、自动调节以及连锁保护等等。系统设备分配如图3所示:

图3 系统设备分配图

3. DCS系统主要功能

DCS系统在本套脱硫系统中的功能包括:数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)。

(1)数据采集系统(DAS)。数据采集系统是整套脱硫系统在启动、停止、正常运行以及事故工况下的主要监视手段。主要功能有:报警处理;数据记录、统计、显示、打印;历史数据存储和检索。

(2)模拟量控制系统(MCS)。模拟量控制系统是重要的控制系统之一,本烟气脱硫工程的主要模拟量控制回路包括:○1烟气回流电动风闸控制。系统设计要求反应塔正常工况下烟气流量必须达到280000以上,如果烟气流量不能达到定值,可以通过控制烟气回流风闸的开度来弥补。为了优化反应塔的工作效率,将烟气流量作为被调信号引入到控制回路中以适应锅炉负荷变动控制。○2浆液泵转速控制。脱硫系统中出口烟气SO2在线分析值为重要的参数之一,可以通过调节浆液泵的转速来控制喷入反应塔的浆液量继而控制反应塔的出口SO2浓度。引入出口烟气SO2在线分析值进行PID调节,用以控制浆液泵的转速来快速响应GSCA负荷变化,将SO2值控制在允许范围之内。○3水泵转速控制。GSCA系统设计要求反应塔出口烟气温度维持在80℃左右以保证最高的脱硫效率,温度高于定制,可以加大水泵转速喷入更多的水来降温,低于定值,可以减小水泵转速来提高温度。引入出口烟气温度进行PID调节,用以控制水泵的转速来快速响应GSCA温度变化,将出口烟气温度值控制在80℃左右。○4回料螺旋输送器转速控制。GSCA系统反应塔正常差压值应维持在-1000Pa左右,差压值过高,反应不完全,差压值过低,容易造成粉尘瞬间砸下将反应塔入口堵死形成事故。可以通过改变回料螺旋输送器转速控制进入反应塔的粉尘量,将反应塔差压值作为PID调节量进行回路控制。○5浆液浓度调节。生石灰通过给料机和工艺水按照设定恒定量连续的进入熟化器,通过浆液密度测量,控制给料机转速来调节浆液浓度。

(3)顺序控制系统(SCS)。顺序控制系统是脱硫系统的主要控制系统之一,其任务是按照各设备的启停运行要求及运行状态,经逻辑判断发出操作指令。运行人员通过操作员站即可实现对辅机的启停或开关操作。本脱硫系统的顺序控制包括浆液制备系统中各个转机的启停和电动阀门的开关和反应塔系统的启动和停止等等。设备连锁保护有:○1浆液罐低/高液位报警开/关浆液罐入口电动阀。○2水罐低/高液位报警开/关水罐入口电动阀。○3浆液罐低液位报警停止搅拌器,非低液位报警启动搅拌器。○4浆液泵/水泵出口压力低停浆液泵/水泵○5浆液罐低液位报警停止搅拌器,非低液位报警启动搅拌器。○6回料箱高料位报警启动溢流疏灰机。

4. 结束语

目前我国对环保事业日益重视,电力行业的脱硫系统都将陆续投入建设,本文简要的介绍了DCS系统在吉林油田热电厂烟气脱硫项目的应用,希望对同类脱硫工程有一定的参考作用。

参考文献

[1]脱硫工程培训大纲盛尼克能源环保技术重庆有限公司

篇9：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

随着我国经济的迅猛发展, 燃煤量在逐年增加, 由此产生的二氧化硫的排放增加也非常快, 据相关机构的统计, 在上个世纪90年代我国的煤炭消耗量是10.52亿吨, 在短短的5年内我国的煤炭消耗量就增至12.9亿吨, 燃煤量的剧增带来的是二氧化硫排放量的剧增, 已经达到了2370万吨, 超过了欧美等国, 居于世界首位。根据国家环保局检测的数据的分析, 我国环境空气中二氧化硫超标的城市在逐年增加, 这对于人民的身体健康的威胁是很大的, 国家为了控制因为燃煤导致的二氧化硫的排放, 减少酸雨等情况的发生, 使得城市空气污染得到控制, 使人们的健康得到保护, 国家出台了相关规定, 对二氧化硫的允许排放量和排放浓度进行了规定。鉴于国家规定的要求, 我们可以采用石灰石-石膏湿法工艺并结合分散控制控制系统, 来实现烟气脱硫自动化系统的技术改造, 这样可以达到非常理想效果。

2 石灰石-石膏湿法工艺烟气脱硫工艺的原理和特点以及工作程序

2.1 石灰石-石膏湿法工艺烟气脱硫工艺的原理

当今, 世界上技术最成熟、使用范围最广的脱硫工艺就是石灰石-石膏湿法工艺, 任何含硫量的煤种的烟气脱硫都可以使用这种工艺, 而且石灰石-石膏湿法工艺的脱硫效率能够达到90%以上。石灰石-石膏湿法工艺采用的脱硫吸收剂是石灰石或者石灰, 其价格便宜而且容易得到, 我们首先需要将石灰石进行破碎并磨细, 当成粉状后再和水进行混合, 然后搅拌成吸收浆液。再吸收塔内烟气和吸收浆液进行混合, 因为吸收浆液中含有碳酸钙, 烟气中含有二氧化硫, 再加上我们使用鼓汽机鼓入的氧化空气, 这三种物质可以进行反映使二氧化硫被脱除, 生成反应产物石膏。

2.2 石灰石-石膏湿法工艺的特点

石灰石-石膏湿法工艺有以下几个特点: (1) 脱硫效率非常高, 这种方法的脱硫效率可达到90%以上, 能够将烟气中大部分的二氧化硫脱除, 而且还可以降低烟气中的含尘量。 (2) 技术比较成熟, 有较高的运行可靠性。石灰石-石膏湿法工艺具有很长的发展历史, 在长时间的发展过程中, 总结了许多运行的经验, 不会出现因脱硫设备而影响锅炉运行情况的发生, 使用这种工艺的脱硫装置的投运率可以达到95%以上。 (3) 对于煤种的变化有较强的适应性, 不仅可以适应含硫量大于3%的高硫煤, 还适应含硫量低于1%的低硫煤。 (4) 这种工艺使用的吸收剂价廉容易得到, 而且在脱硫后产生的副产物能够被综合利用。这种工艺产生的脱硫副产物是二水石膏, 二水石膏可以作为缓冲剂在建材产品和水泥的生产过程中使用, 将二水石膏进行综合的利用, 有利于电厂效益的增加, 在一定程度上降低运行的成本, 还可以降低堆放脱硫副产物的处置费用。 (5) 湿法脱硫装置有着很高的效率, 可以适应与未来更严格的环保要求。

2.3 工作程序

在采用石灰石-石膏湿法工艺作为脱硫的技术, 其使用的系统配置是一炉一塔, 分为俩套脱硫的系统, 还包含着俩炉共用的部分系统, 比如石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、废水处理系统、抽空及浆液抛弃系统、工艺水系统等。烟气通过锅炉引风机后的总烟道被引出, 在进入吸收塔的过程中需要增压风机升压辅助的作用, 然后烟气在吸收塔内被脱硫净化, 在水雾被除雾器去除后, 通过烟囱排入到大气中, 烟囱是接入在主体发电过程中, 在烟道上要设置旁路挡板门, 在出现锅炉启动和装置故障停运的时候, 烟气会有旁路挡板经过烟囱排放, 如果烟囱处于防腐施工的期间, 烟气会通过临时的烟囱排放, 石灰石粉作为脱硫剂, 在将石灰石制成吸收浆液后补充到吸收塔内, 完成对烟气的脱硫。在经过脱硫后产生的副产品石膏浆液会从吸收塔浆液池中泵出, 再次进行俩级脱水的过程后, 就会得到石膏, 其含水量低于10%, 我们将石膏进行储存, 在达到一定数量后用卡车运至厂外, 进行综合的利用。

3 分散控制系统的特点

分散控制系统比传统的控制系统具有以下的特点:

3.1 运算的速度快

因为分散控制系统采用的是独立架构的设计, 而且其使用的处理芯片也非常强大, 这样使这个系统的控制周期可以非常快, 有可能达到50ms, 脉冲的输出量也很快, 可能达到10ms。而常规系统的控制器一般都没有这么快, 只能达到250ms。

3.2 操作响应速度快

分散控制系统的操作响应周期短, 控制网络高达100Mbps, 所以其具有非常快的操作响应速度。

3.3 可靠性高

在分散控制系统内, 每个机架都有着冗余的CPU的存在, 所以其比传统的控制系统有着更分散的功能, 其可靠性更高, 将分散控制系统应用在烟气脱硫自动化工程中, 可以使系统芯片的发热量降低, 而且其对运行环境的要求是很低的, 这样其可靠性就大大增加。

4 控制回路

整个系统装置正常运行的控制回路, 如果系统内所有的设备都可以正常的进行运行并被控制, 那么整个系统就能自动运行, 下面我们对各个控制回路以及控制要求进行介绍。

4.1 烟气控制回路

为了使增压风机的压力和吸收塔、烟道的阻力时刻的保持平衡, 要求增压风机的控制回路对增压风机的叶片角度进行调节, 保持原烟气的压力恒定是其主要控制点。

4.2 除雾器

将吸收塔出口的烟气中的液滴进行去除是除雾器的只要功能, 因为液滴中含有着石膏, 如果我们不对除雾器进行连续的冲洗, 就会造成除雾器被石膏堵塞的情况出席, 因此在除雾器控制回路中, 上层除雾器的冲洗强度低于下层除雾器。保持吸收塔的液位是除雾器的第二个功能。

4.3 吸收塔内浆液密度

吸收塔内浆液密度是由吸收塔控制回路的功能来保持的, 因为在水力的旋流器内会使石膏浓缩, 然后被送至水平带式过滤机上, 如果吸收塔内的浆液浓度很高, 就会造成旋流器低流流向带式过滤机的情况出现, 如果吸收塔内浆液的浓度很低, 就会造成旋流器底流返流回吸收塔情况的出现。

4.4 石灰石浆液供浆

为了维持塔内浆液的p H值是石灰石浆液供浆控制的目的, 如果仅有一个塔内浆液p H参数来控制供浆量, 因为浆液在吸收塔内的体积很大, 会造成控制调节很慢, 所以我们要加强前馈调节, 先测好烟气入口的参数, 根据这一参数计算石灰石浆液的加入量。塔内浆液的PH作为修正, 修正量为±20%。

4.5 滤液箱

带式过滤机的滤液送到吸收塔或者制浆系统的过程是由滤液泵完成的, 滤液泵启动的条件是滤液分离器液位为“高”。

5 结束语

当前控制二氧化硫排放最为有效的技术手段就是烟气脱硫技术, 所以研究分散控制系统在烟气脱硫自动化工程中的应用对于脱硫技术的发展是非常重要的, 本文通过对石灰石-石膏湿法工艺烟气脱硫工艺的原理和特点以及工作程序、分散控制系统的特点、控制回路进行了详细的介绍, 希望可以对我国脱硫技术的发展提供一些帮助。

参考文献

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篇10：镁法烟气脱硫技术在工程中的应用及运行中若干问题的探讨

关键词：循环流化床脱硫工艺；烧结烟气净化；应用

我国经济得到了飞速发展，人民的生活水平得到了日益提高，但是随之而来一个不容忽视的问题是环境污染现象日益严重。环境污染主要包括固体污染、水污染以及大气污染三个方面。其中，因为空气循环流动的特点，大气污染的受灾面更为广泛，而后果也更为严重。我国刚刚由工业社会转向信息社会，前几年的粗放型工业生产，对大气的污染极为严重。

我国针对这种现象，提出工业的集约型发展，并大力地打击了废弃排放严重的重型工厂。虽然我国已经步入了信息化社会，但是我国的国民经济中，仍然有工业的很大一个分量。在大气污染中，SO2污染是比较严重的一种，而钢铁工业进行烧结时，极易产生SO2气体。为了降低SO2气体的排放量，应该在工业中实施脱硫工艺。

1 脱硫工艺的发展简述

钢铁烧结过程中产生的烟气中SO2的含量比较波动、含水量比较大，同时烟气中有许多具有强腐蚀性的气体，例如HF。这种特点对脱硫技术的要求比较高。20世纪70年代，日本出现了第一套烧结烟气脱硫装置，之后世界各国进行了引入与改进。如今，主要使用的脱硫技术有硫酸铵法、旋转喷雾干法以及循环流化床法等。我国的脱硫技术水平比较低，所采用的烧结烟气脱硫装置，有许多问题的出现，例如运转成本高、维护工作多、故障发生频繁等。基于这个背景，本文对循环流化床脱硫工艺做了一些介绍。

2 循环流化床脱硫工艺的运行原理

循环流化床脱硫工艺是在电场脱硫的基础上进行改进而得的。

这套工艺的主要流程为：

第一步，将生石灰制成消石灰，涉及到的化学反应方程式为CaO+H2O=Ca（OH）2。

第二步，利用Ca（OH）2即消石灰，将以SO2以及SO3为主要成分的烟气进行吸收。

第三步，烟气在装置中进行循环吸收。第二步和第三步主要涉及到的化学反应方程式为：

2Ca（OH）2+2SO2=（CaSO3）2·H2O+H2O；

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O；

2Ca（OH）2+2SO3=（CaSO4）2·H2O+H2O；

（CaSO3）2·H2O+O2=（CaSO4）2·H2O；

2HF+Ca（OH）2=2H2O+CaF2；

当温度大于120 ℃，一般会有这个反应发生：

2HCl+2Ca（OH）2=CaCl2·Ca（OH）2·2H2O。

3 循环流化床脱硫工艺的系统构成

一个典型的脱硫系统包括了烟道系统（含脱硫引风机、进出口风挡及清洁烟气循环系统）、脱硫塔系统（吸收塔系统）、布袋除尘器系统、工艺水系统、吸收剂系统（消石灰制备系统与消石灰加入系统）、物料循环及外排系统（气力输送系统与脱硫灰库系统）、流化风、压缩空气系统、控制系统，如图1所示。

3.1 烟道系统

这个系统由四部分组成，分别是进口、出口、循环烟气烟道，还有相对应的风挡，还包括增压风机。当工艺系统正常运行时，进口以及出口的烟气风挡都要设置为开启状态，烟气通过进口烟气烟道进入到吸收塔之中，然后在吸收塔之内发生上文中所提到的各种化学反应；之后，烟气经过后端的除尘器后通过烟囱排放。当烧结的风量处于稳定状态时，应该将烟气的循环烟道风挡进行关闭；而所处的状态极不稳定时，则应该将循环烟道风挡适度打开，保持烟气的流量，以防止烟气量不足致使“塌床”等严重后果，对整个工艺系统造成破坏。脱硫增压风机主要是对脱硫除尘系统引起的阻力损失进行补偿。脱硫增压风机一般采用离心风机，其压力和流量主要通过入口调节风挡的开度进行调节，能在脱硫除尘系统正常运行可能发生的最大流量、最大压力、最高温度下正常运行，且无过量的振动和波动。

3.2 吸收塔系统

该系统是SO2与SO3气体的主要反应场所，主要是将气体进行脱硫。吸收塔内部为空塔，下部为文丘里孔，一般文丘里的流速控制在30～50 m/s（以防塌床）。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里以上的塔内进行第二步的充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O，此外还有与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca（OH）2·2H2O等。吸收塔的结构应该要设置简单，并能够很方便地对它进行操作与维修，同时应该控制制作成本。另外，吸收塔的内部必须要保持空阔，对反应后沉积的物料应该做到及时清理，以防止吸收塔空间被占用，影响到吸收效率。

3.3 脱硫后除尘系统

烟气中不仅含有有害气体，而且存在着大量的粉尘，吸收塔出口烟气粉尘浓度高达5 00～1 000 g/Nm3，当烟气经过脱硫之后，有害气体得到了有效的吸收，但是，烟气中的粉尘并没有被吸收掉，如果直接排除，也会对大气造成污染。因此在吸收塔后面，设置了除尘器，将粉尘进行有效吸收。一般来讲，除尘系统应设置为布袋式。布袋除尘具有较大的优势，经布袋除尘后的烟气粉尘浓度可降到≤30 mg/Nm3。

3.4 工艺水系统

一般有工艺水箱、水泵以及喷枪等设备。利用工艺水系统，在吸收塔文丘里孔上方喷入水，将烟气温度保持到烟气露点温度以上约15 ℃，从而使得SO2与Ca（OH）2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。使烟气中的SO2与消石灰充分反应而脱除。

3.5 吸收剂制备系统

该系统的主要功能是对Ca（OH）2即消石灰的吸收剂的制备，并将制备好的吸收剂传输到吸收塔中。

3.6 物料循环及外排系统

在吸收塔的各种反应后，因为设备烟气吸收率的限制以及反应时间等的影响，吸收剂会有很大一部分残留，如果直接排出，会对物料造成极大的浪费。因此，通过该系统，将未反应完全的物料通过除尘器进行收集，并重新反送到吸收塔之中。这样会对脱硫效率以及物料的利用率进行提高，但循环量受烟气量限制。

3.7 控制系统

主要是对设备的用电、照明以及物料等进行控制，过程中采用的测量仪器主要有料位计以及压力计等。

4 循环流化床脱硫工艺的应用特点

①工艺的整个流程比较简单，设备的占地面积也比较小，系统的布局比较合理，有助于对工艺进行集中的操控、管理以及维护，增加系统运行的效率，增加企业的经济效益。

②脱硫系统可以采用一机一塔，增加脱硫的效率，同时减轻酸性气体对设备的腐蚀，使得企业不需要对设备增加方法措施，从而降低了设备的维护成本，促进了技术成本的有效控制。

③将脱硫系统与除尘系统设置为独立运行的存在，避免两个系统的运行过程的干扰。同时，脱硫系统可以对尘粒进行预处理，减轻了除尘系统的工作量，增加了除尘效率。

④脱硫剂也可以选用生石灰，能够对一些碱金属以及重金属进行吸收。

⑤整个系统最终将烟气吸收，而排除的产物主要为CaSO4以及CaSO3，没有废水产生，不会对环境造成污染。另外，脱硫产物能够经过一系列的化学反应，制作为混凝土的缓凝剂等有用物质，通过与钢渣的综合处理，不仅将污染的情况进行了有效地减少，还有效的增加了脱硫产物的附加值。

⑥系统具有极高的脱硫效率，能够对烧结烟气变化进行有效的应对。吸收塔的烟气量太小，会对反应造成影响，威胁到设备的安全管理。当烟气的风量较大时，可以通过对进口风挡进行调节，来控制烟气的进气量，并进而确定系统能够正常运行。

⑦系统的运行比较稳定，吸收塔的简单结构能够有效地避免“粘壁”等状况的发生，以及能够对系统的损耗率进行有效地降低，有利于吸收塔内的各种化学反应的有效进行。

⑧在工艺水系统中，可以采用“多重增湿法”，增加吸收塔内的水含量，加快化学反应的反应速率。多重增湿技术的运用是对传统增湿技术的改进。

⑨整个系统的运行成本比较低，物料循环系统的存在使得物料能够进行循环利用，有效地提高了物料的利用率，降低了投资成本，同时，物料的循环利用，能够避免增加废物的量，对环境造成负担。

5 结 语

循环流化床脱硫工艺能够对烟气中的SO2与SO3进行有效地吸收，其中脱硫的效率可以高达到95%，同时整个工艺所使用的设备不容易发生故障，能够对整体的工作效益进行提高。本工艺的自动化程度比较高，操作比较简单。而脱硫吸收后的产物也不具备腐蚀性，同时没有另外污染物的产生。再者，循环流化床脱硫工艺的系统中有除尘系统，有效地降低了烟气中的粉尘浓度，不仅符合工厂的工艺需求，而且符合环保理念。

参考文献：

[1] 宫国卓，杨文芬，陈倬为.循环流化床技术在烟气脱硫中的应用[J].煤炭加工与综合利用，2011，（1）.

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