脱硫塔技术方案
第一章项目条件 1.1 工程概述 本技术方案适用于陶瓷有限公司干燥塔窑炉排出的粉尘、烟气、二氧化硫（SO2）排放超标的问题，经过对现有系统的技术分析，做出改造方案。 为了保护公司周围的生产、生活环境，并使排放的粉尘、烟气达到国家的排放标准，同时满足地方环保总量控制要求，需配套建设成熟高效的布袋式除尘和湿法烟气脱硫装置。 1.2 工程概况 本工程属环境保护项目，对干燥塔、窑炉排出的烟气的粉尘、二氧化硫（SO2）进行综合治理，达到达标排放，计划为合同生效后3个月内建成并满足协议要求。 1.3 基础数据 喷雾干燥塔窑炉排出的烟气的基础数据
窑炉排出的烟气的基础数据 第二章设计依据和要求 2.1 设计依据 2.2 主要标准规范 综合标准 序号编号名称 1 《陶瓷行业大气污染物排放标准》 2 GB3095- 《环境空气质量标准》 3 GB8978- 《环境空气质量标准》 4 GB12348- 《工厂企业界噪声标准》 5 GB13268∽3270-97 《大气中粉尘浓度测定》 设计标准 序号编号名称 1 GB50034- 《工业企业照明设计标准》
2 GB50037-96 《建筑地面设计规范》 3 GB50046- 《工业建筑防蚀设计规范》 4 HG20679-1990 《化工设备、管道外防腐设计规定》 5 GB50052- 《供配电系统设计规范》 6 GB50054- 《低压配电设计规范》 7 GB50057- 《建筑物防雷设计规范》 8 GBJ16- 《建筑物设计防火规范》 9 GB50191- 《构筑物抗震设计规范》 10 GB50010- 《混凝土结构设计规范》 11 GBJ50011- 《建筑抗震设计规范》 12 GB50015- 《建筑给排水设计规范》 13 GB50017- 《钢结构设计规范》 14 GB50019- 《采暖通风与空气调节设计规范》 15 GBJ50007- 《建筑地基基础设计规范》 16 GBJ64-83 《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》 17 GB7231- 《工业管道的基本识别色和识别符号的安全知识》 18 GB50316- 《工业金属管道设计规范》 19 GBZ1- 《工业企业设计卫生标准》 20 HG/T20646-1999 《化工装置管道材料设计规定》 21 GB4053.4-1983 《固定式钢斜梯及工业钢平台》 设备、材料标准 序号编号名称 1 GB/T13927- 《通用阀门压力试验》
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石（石灰）－石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种，是目 前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当 前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得 的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅 拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制 成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二 氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除， 最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴， 经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。 由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是 为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配 套的，但近几年来，这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了 应用. 根据美国EPRI统计，目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种，但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中，湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中，石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术，其优点是： 1、技术成熟，脱硫效率高，可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟，容量可大可小，应用范围广
4、系统运行稳定，变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用，是良好的建筑材料 6、只有少量的废物排放，并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺，一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道，主要有：工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中，俘获二氧化硫（SO2）的基本工艺过程：烟气进入吸收塔后，与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应，最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为：（1）气态SO2与吸收浆液混合、溶解 （2） SO2进行反应生成亚硫根 （3）亚硫根氧化生成硫酸根 （4）硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 （5）硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时，SO2在吸收塔中转化，其反应简式式如下： CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2 在此，含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液，它从吸收塔的上部喷
石灰石 - 石膏湿法脱硫系统 设计 （内部资料） 编制: x xxxx 环境保护有限公司 2014年 8 月 1.石灰石 - 石膏法主要特点 （ 1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达 95％以上。（2）技术成熟，运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。
（3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。无论是含硫量大于 3％的高硫燃料，还是含 硫量小于 1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。 （4）吸收剂资源丰富，价格便宜。石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。（5）脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到 90％，是很好的建材原料。 （6）技术进步快。近年来国外对石灰石 - 石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 （7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。 2.反应原理 （1）吸收剂的反应 购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 （2）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触 ,循环浆液吸收大部分 SO2，反应如下： SO2（气）+H2O→H2SO3（吸收） H2SO3→ H+ +HSO3－ H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解） Ca2+ +HSO3－ +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+（结晶） H+ +HCO3－→ H2CO3（中和） H2CO3→ CO 2+H2O 总反应式： SO2＋ CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 （3）氧化反应 一部分 HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的 HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下： CaSO3＋1/2O2→ CaSO4（氧化） CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O（结晶） 4）其他污染物
石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx环境保护有限公司 2014年8月
1、石灰石-石膏法主要特点 (1)脱硫效率高,脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少,脱硫效率高达95％以上。 (2)技术成熟,运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上,特别就是新建的大机组采用湿法脱硫工艺,使用寿命长,可取得良好的投资效益。 (3)对燃料变化的适应范围宽,煤种适应性强。无论就是含硫量大于3％的高硫燃料,还就是含硫量小于1％的低硫燃料,湿法脱硫工艺都能适应。 (4)吸收剂资源丰富,价格便宜。石灰石资源丰富,分布很广,价格也比其它吸收剂便宜。 (5)脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90％,就是很好的建材原料。 (6)技术进步快。近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进,可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 (7)占地面积大,一次性建设投资相对较大。 2、反应原理 (1)吸收剂的反应 购买回来石灰石粉(CaCO3)由石灰石粉仓投加到制浆池,石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 (2)吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2,反应如下: SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→H+ +HSO3－ H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－(溶解) Ca2+ +HSO3－+2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶) H+ +HCO3－→H2CO3(中与) H2CO3→CO2+H2O 总反应式:SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 (3)氧化反应 一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶,反应如下: CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) (4)其她污染物
本体.吸收塔为圆柱形,尺寸为Φ15.3×36.955m,结构如图8-1 所示。 由锅炉引风机来的烟气,经增压风机升压后,从吸收塔中下部进入吸收塔,脱硫除雾后的净烟气从塔顶侧向离开吸收塔。塔的下部为浆液池,设四个侧进式搅拌器。氧化空气由四根矛式喷射管送至浆池的下部,每根矛状管的出口都非常靠近搅拌器。烟气进口上方的吸收塔中上部区域为喷淋区,喷淋区的下部设置一合金托盘,托盘上方设三个喷淋层,喷淋层上方为除雾器,共二级。塔身共设六层钢平台,每个喷淋层、托盘及每级除雾器各设一个钢平台,钢平台附近及靠近地面处共设六个人孔门。 图8-1 吸收塔本体1-烟气出口2-除雾器3-喷淋层4-喷淋区5-冷却区6-浆液循环泵7-氧化空气管8-搅拌器9-浆液池10-烟7进口11-喷淋管12-除雾器清洗喷嘴13-碳化硅空心锥喷嘴 技术特点该FGD 装置吸收塔采用美国B&W公司开发并具有多年成功运行经验的带托盘的就地强制氧化喷淋塔,该塔具有以下特点: 1)吸收塔包括一个托盘,三层喷淋装置,每层喷淋装置上布置有549 +122 个空心锥喷嘴,流量为51. 8m3/h 的喷嘴549 个,喷嘴流量为59.62m3/h 的122 个,进口压头为103.4KPa,喷淋层上部布置有两级除雾器。 2)液/气比较低,从而节省循环浆液泵的电耗。 3)吸收塔内部表面及托盘无结垢、堵塞问题。 4)优化了PH 值、液/气比、钙/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数,从而保证FGD 系统连续、稳定、经济地运行。 5)氧化和结晶主要发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙的氧化和石膏(CaSO4.2H2O)的结晶。吸收塔浆池上设置4 台侧进式搅拌器使浆液罐中的固体颗粒保持悬浮状态并强化亚硫酸钙的氧化。 6)吸收塔浆池中的混合浆液由浆液循环泵通过喷淋管组送到喷嘴, 形成非常细小的液滴喷入塔内。 7)在吸收塔浆池的溢流管道上设置了吸收塔溢流密封箱,它可以容纳吸收塔在压力密封时发生的溢流。密封箱的液位由周期性地补充工艺水来维
双碱法计算过程 标态：h Nm Q /4000030= 65℃：h m Q /4952340000273 6527331=?+= 还有约5%的水份 如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa ，出口压力约-200Pa ，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔 ⑴ 塔径及底面积计算： 塔内流速：取s m v /2.3= m v Q r r v vs Q 17.12 .314.33600/49532121=?==???==ππ D=2r=2.35m 即塔径为2.35米。底面积S=∏r 2=4.3m 2 塔径设定为一个整数，如2.5m ⑵ 脱硫塔高度计算： 液气比取L/G= 4，烟气中水气含量设为8% SO 2如果1400mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在4000mg/m3时，选4 ① 循环水泵流量：h m m l HG Q G L Q /1821000)08.01(495324) /(100033=-??=??= 取每台循环泵流量=Q 91m 。选100LZ A -360型渣浆泵，流量94m 3/h ，扬程22.8米， 功率30KW ，2台 ② 计算循环浆液区的高度： 取循环泵8min 的流量，则H 1=24.26÷4.3=5.65m 如此小炉子，不建议采用塔内循环，塔内循环自控要求高，还要测液位等，投资相应大一点。 采用塔外循环，泵的杨程选35m ，管道采用碳钢即可。 ③ 计算洗涤反应区高度
停留时间取3秒，则洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m ④除雾区高度取6米 H3=6m ⑤脱硫塔总高度：H=H1+H2+H3=5.65+9.6+6=21.3m 塔体直径和高度可综合考虑，直径大一点，高度可矮一点，从施工的方便程度、场地情况，周围建筑物配套情况综合考虑，可适当进行小的修正。如采用塔内循环，底部不考虑持液槽，进口管路中心线高度可设在2.5m，塔排出口设为溢流槽，自流到循环水池。塔的高度可设定在16~18m 2、物料恒算 每小时消耗99%的NaOH 1.075Kg。每小时消耗85%的CaO 60.585Kg。石灰浆液浓度：含固量15%，可得石灰浆液密度1.093。按半小时配置一次石灰浆液计算，每次配置石灰浆液的体积是185m3。 浆液区的体积是24.26 m3。 石灰浆液按浆液区体积的10% 的流量（即石灰浆液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送浆液。石膏浆液排出泵按浆液区体积的20% 的流量（即石膏浆液排出泵的流量为4.8 m3/h）不间断往塔外输出石膏浆液。由计算可得每小时产石膏干重0.129吨。 蒸发水分量2.16 m3/h。除雾器及管道冲洗水量约为3 m3/h。补充碱液量按按浆液区体积的10% 的流量（即碱液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送碱液进塔部分：石灰浆液2.4 m3/h + 除雾器及管道冲洗水量3 m3/h + 补充碱液量2.4 m3/h 出塔部分：石膏浆液4.8m3/h +蒸发水分量2.16 m3/h 若氧化还原池按两塔5小时排出浆液量计算，则容积应为3.6×2×5=36 m3 如果采用塔外循环，循环水池也即再生、沉淀、碱水池可设定容量为250m3，有效容积200m3，池高度≤4m（便于抽沉淀），循环水停留时间设定为1小时。石灰采用人工加料，沉淀用离心渣泵或潜水渣泵抽出，采用卧式离心机脱水。
石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算
石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx环境保护有限公司 8月
1.石灰石-石膏法主要特点 （1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达95％以上。 （2）技术成熟，运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。 （3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。无论是含硫量大于3％的高硫燃料，还是含硫量小于1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。（4）吸收剂资源丰富，价格便宜。石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。 （5）脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90％，是很好的建材原料。 （6）技术进步快。近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 （7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。 2.反应原理 （1）吸收剂的反应 购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 （2）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分
SO2，反应如下： SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→H+ +HSO3－ H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解） Ca2+ +HSO3－ +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶) H+ +HCO3－→H2CO3(中和) H2CO3→CO2+H2O 总反应式：SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 （3）氧化反应 一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下： CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) （4）其它污染物 烟气中的其它污染物如SO3、Cl－、F－和尘都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石，按以下反应式发生反应： SO2＋H2O→2H＋＋SO32－ Ca CO3 +2HCl<==>CaCl2 + H2O+ CO2 Ca CO3 +2HF <==>CaF2 +H2O+ CO2 3.工艺流程
深度脱硫工艺流程简介 班级：应化141 ：段小龙寇润宋蒙蒙 王春维贺学磊
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石（石灰）－石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种，是目前世界上应用围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟 气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破 碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化 处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二 氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产 物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后排 入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收 剂的利用率很高。最初这一技术是为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较 高的矿物燃料发电设备配套的，但近几年来，这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾 电站上得到了应用. 根据美国EPRI统计，目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种，但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中，湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中，石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术，其优点是： 1、技术成熟，脱硫效率高，可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟，容量可大可小，应用围广 4、系统运行稳定，变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用，是良好的建筑材料
6、只有少量的废物排放，并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺，一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道，主要有：工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中，俘获二氧化硫（SO 2 ）的基本工艺过程：烟气进入吸收塔后，与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应，最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为： (1)气态SO 2 与吸收浆液混合、溶解 (2)SO 2 进行反应生成亚硫根 (3)亚硫根氧化生成硫酸根 (4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 (5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时，SO 2 在吸收塔中转化，其反应简式式如下： CaCO 3+2 SO 2 +H 2 O=Ca(HSO 3 ) 2 +CO 2 在此，含CaCO 3 的浆液被称为洗涤悬浮液，它从吸收塔的上部喷入到烟气 中。在吸收塔中SO 2被吸收，生成Ca(HSO 3 ) 2 ，并落入吸收塔浆池中。 当pH值基本上在5和6之间时，SO 2 去除率最高。因此，为了确保持续高 效地俘获二氧化硫（SO 2 ）必须采取措施将PH值控制在5和6之间；为了确保要 将PH值控制在5和6之间和促使反应向有利于生成2H+和SO 3 2-的方向发展，持 续高效地俘获二氧化硫（SO 2 ），必须采取措施至少从上面方程式中去掉一项反应
第一章项目条件1.1 工程概述 ）排放超本技术方案适用于陶瓷有限公司干燥塔窑炉排出的粉尘、烟气、二氧化硫（SO 2 标的问题，通过对现有系统的技术分析，做出改造方案。 为了保护公司周围的生产、生活环境，并使排放的粉尘、烟气达到国家的排放标准，同时满足地方环保总量控制要求，需配套建设成熟高效的布袋式除尘和湿法烟气脱硫装置。 窑炉排出的烟气的基础数据
4GB12348-2008《工厂企业界噪声标准》5GB13268∽3270-97《大气中粉尘浓度测定》设计标准 序号编号名称1GB50034-2013《工业企业照明设计标准》
2GB50037-96《建筑地面设计规范》 3GB50046-2008《工业建筑防蚀设计规范》 4HG20679-1990《化工设备、管道外防腐设计规定》 5GB50052-2009《供配电系统设计规范》 6GB50054-2011《低压配电设计规范》 17GB7231-2003《工业管道的基本识别色和识别符号的安全知识》18GB50316-2008《工业金属管道设计规范》 19GBZ1-2010《工业企业设计卫生标准》 20HG/T20646-1999《化工装置管道材料设计规定》
21GB4053.4-1983《固定式钢斜梯及工业钢平台》 设备、材料标准 序号编号名称 1GB/T13927-2008《通用阀门压力试验》 2GB/T3092-2008《低压流体输送焊接钢管》 施工及验收标准 序号编号名称 1GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》2GB50212-2002《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》
烟气脱硫设计计算 1130t/h 循环流化床锅炉烟气脱硫方案 主要参数：燃煤含 S 量1.5% 工况满负荷烟气量285000m3/h 引风机量 1台，压力满足 FGD 系统需求 要求：采用氧化镁湿法脱硫工艺（在方案中列出计算过程） 出口 SO2含量200mg/Nm 3 第一章方案选择 1、氧化镁法脱硫法的原理 锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段，冷却至适合的温度后进入吸收塔，往上与逆向流下的吸收浆液反应， 氧化镁法脱硫法 脱去烟气中的硫份。吸收塔顶部安装有除雾器，用以除去净烟气中携带的细小雾滴。净烟气 经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上，会导致除雾器堵塞、系统压损增大，需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。 吸收过程 吸收过程发生的主要反应如下： Mg(OH)2 + SO2→ MgSO3 + H2O MgSO3 + SO2 + H2O→ Mg(HSO3)2 Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2→ 2MgSO3 + 2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要为氧化、循环过程。
氧化过程 由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气，使得造成化学需氧量的MgSO3 氧化成 MgSO4 。这个阶段化学反应如下： MgSO3 + 1/2O2→ MgSO4 Mg(HSO3)2 + 1/2O2→ MgSO4 + H2SO3 H2SO3 + Mg(OH)2→ MgSO3 + 2H2O MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 循环过程 是将落入塔底的吸收液经浆液循环泵重新输送至吸收塔上部吸收区。塔底吸收液pH 由自动喷注的20 %氢氧化镁浆液调整，而且与酸碱计连锁控制。当塔底浆液pH 低于设定值时，氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底，在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀， 至 pH 达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液。20 %氢氧化镁溶液由氧化镁粉加热水熟化产 生，或直接使用氢氧化镁，因为氧化镁粉不纯，而且氢氧化镁溶解度很低，就使得熟化后的浆液非常易于沉积，因此搅拌机与氢氧化镁溶液输送泵必须连续运转，避免管线与吸收塔底 部产生沉淀。 镁法脱硫优点 技术成熟 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有 非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100 多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 原料来源充足 在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160 亿吨 ,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃 肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。 脱硫效率高
烟气脱硫塔设计 一、塔的总体布置 烟气量按220000m3/h，进口SO2为3000mg/m3，脱硫后≤200mg/m3 1、塔径确定： 对于逆流型喷淋塔，烟气流速为3-4.5m/s，按3.5m/s计算 脱硫塔内操作温度为50度，烟气流量校正为： 220000*（273+50）/（273+20）=242525.6m3/h 塔径为 （242525.6/3600/3.5/0.785）1/2=4.95m 塔径取：5m 烟气流速校正为：3.43m/s 2、吸收区高度 吸收区高度h1一般指烟气进口水平中心线到喷淋层中心线的距离。 容积吸收率的定义为：含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔，塔内喷淋浆液将烟气中的SO2浓度降低到符合排放标准的程度，将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均计算到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷—平均容积吸收率。 经验值：容积吸收率为5.6-6.5 kg/(m3.h），取6 吸收区高度： h=1.5*220000*0.003/（5*5*0.785）/6=8.4m 取：m 在吸收区，喷淋层布置一般为2-6层，层间距0.8-2m。 本设计方案喷淋层设为4层，层间距2m。 3、烟气进口高度： 根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且烟道呈正方形 进口流速取：15m/s 进口烟气温度按130°，烟气流量校正： 220000*（273+130）/（273+20）=302594m3/h 烟气进出口宽度占塔内径的60%~90%。本设计取入口宽度为内径的60%， L=5000*0.6=3000 进口高度： 302594/3600/15/3=2m 4、烟气出口直径： 出口流速取：15m/s 出口烟气温度按50°，烟气流量校正：242525.6m3/h 出口直径： （242525.6/3600/15/0.785）1/2=2.4m 5、塔底储浆量、高度确定
柳钢烧结烟气脱硫塔湿烟囱高度的计算 2010年第2期冶金环境保护 柳钢烧结烟气脱硫塔湿烟囱高度的计算 易慧王责明钟威 (柳钢技术中心,广西柳州545002) 摘要本文采用P值法对柳钢烧结机头烟气脱硫系统湿烟囱的高度进行计算,并分析了不同建设高度对周围区域环境影响的程度,为今后烧结机头烟气脱硫系统烟囱的高度设计提供借鉴. 关键词烧结烟气氨法脱硫烟囱高度设计 1前言 广西柳州钢铁(集团)公司(以下简称柳 钢)2×83m烧结机头烟气脱硫工程是国内 首例钢铁企业成功实施运行的烧结烟气氨法 脱硫工程.该项目针对冶金工业烧结机头烟 气特点,采用自主研发的,具有自主知识产权 的”氨一硫铵烧结烟气深度脱硫工艺”技术 和”双循环三段式脱硫塔”装置,利用焦炉煤 气中的废氨作为脱硫剂吸附烟气中的二氧化 硫.该项目的实施,不仅填补了国内烧结机 头烟气脱硫空白,而且二氧化硫脱除效率 >95%以上,实现了烧结烟气深度脱硫,污 染物减排的目的;所产生的硫铵副产品为优 质的化工产品,具有较好的市场前景.该项 目的实施,使企业真正实现了”以废治废,循 环发展”.2008年2月,该项目在科技成果 鉴定中被中国金属学会认定为达到国际先进 水平;同年9月,被中国环保产业协会确定为 “国家重点环境保护实用技术示范工程”. 本工程采用氨法脱硫,烧结机机头的烟 气通过增压风机升压后进入脱硫塔,在脱硫 塔中先经过降温除尘段,然后进入吸收段,在 吸收段与脱硫塔上部喷晒而至的吸收液(亚 硫酸铵和氨水的混合液)逆向接触并发生化 学反应,生成亚硫酸铵经过滤,氧化,蒸发结 晶最终得到硫铵副产品,去除SO,的烟气经 由除雾器除去水雾后,由布置于脱硫塔顶部 的烟囱排人大气.烟囱设在脱硫塔顶,采用 塔基湿烟囱,原设计总高63米,经实际运行, 外排烟气含水量较大,在南风,低气压等极端 天气下,尾气下沉,形成浅雾,影响感官,同 时,烟气中所含NO也影响烧结办公楼,综
湿法脱硫系统物料平衡 一、计算基础数据 （1）待处理烟气 烟气量：1234496Nm3/h（wet）、1176998 Nm3/h（dry） 烟气温度：114℃ 烟气中SO2浓度：3600mg/Nm3 烟气组成： 组分分子量V ol% mg/Nm3 SO264.06 0.113 3600（6%O2） O232 7.56(dry) H2O 18.02 4.66 CO244.01 12.28(dry) N228.02 80.01(dry) 飞灰200 石灰石浓度：96.05% 二、平衡计算 （1）原烟气组成计算 组分V ol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2） 3797 59.33 O27.208 127116 3972.38 H2O 4.66 46214 2564.59 CO211.708 283909 6452.48 N276.283 1177145 42042.89 飞灰200（dry）235 合计1638416 55091.67 平均分子量（0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×2 8.02）/100=29.74 平均密度 1.327kg/m3
（2）烟气量计算 1、①→②（增压风机出口→ GGH出口）： 取GGH的泄漏率为0.5%，则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h×（1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h 泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。 温度为70℃。 组分V ol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2） 3778 59.03 O27.208 126480 3952.52 H2O 4.66 45983 2551.78 CO211.708 282489 6420.22 N276.283 1171259 41832.68 飞灰200 234 合计1630224 54816.21 2、⑥→⑦（氧化空气）： 假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×（1-95.7%）=163 kg/h，二氧化硫脱除量=（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。 取O/S=4 需空气量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86（空气分子量）=15499.60kg/h，约12000Nm3/h。 其中氧气量为537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h 氮气量为537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。 氧化空气进口温度为20℃，进塔温度为80℃。 3、②→③（GGH出口→脱硫塔出口）： 烟气蒸发水量计算： 1）假设烟气进塔温度为70℃，在塔内得到充分换热，出口温度为40℃。由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃，Cp （40℃） =0.2520 kcal/kg.℃。 Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528 kcal/kg.℃ 氧化空气进口温度为80℃，其比热约为0.2452 kcal/kg.℃，Cp（40℃）
湿法烟气脱硫系统中石灰石品质的要求 湿法烟气脱硫系统中石灰石品质要求如下： 序号项目 单 位 推荐值最低值 1 CaCO 3 %≥95≥90 2 MgC O3* %≤2≤5 3其它%≤3≤5 4粒径μm ≤44≤63 * MgCO3不应以白云石的形态存在，否则应计入其它。 石灰石中的杂质对脱硫系统的性能将产生重要的影响，常见的杂质包括MgCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3。其中MgCO3的一部分可以溶解，从而对脱硫过程产生重要的影响，而其它杂质不会溶解，通常是惰性物质。石灰石品质除了影响到FGD系统的石灰石用量以及钙硫比以外，其中主要的杂质影响如下：
一、 MgCO 3： 一般来说，石灰石中总会含有一定量的碳酸镁，MgCO 3在石灰石中的存 在形式通常为置换固溶体（CaCO 3晶格中Mg 置换了Ca ）或者白云石。 置换固溶体通常在FGD 系统中是可溶解的，而白云石中的MgCO 3通常不 可溶解。 石灰石中碳酸镁的含量对FGD 的影响有利有弊，主要影响如下： 1、MgCO 3本身可以参与脱硫反应；而且适度含量的Mg 2＋ 会增加浆液的 吸收能力，这主要是因为如果浆液中存在Mg 2＋，则由于MgSO 3离子对 的存在，浆液中SO 32－浓度大大增加。而SO 32－可以参与脱硫反应，从 而促进对SO 2的吸收，反应方程式如下： SO 32－＋SO 2＋H 2O →2HSO 3－ 2、MgCO 3含量过高容易阻碍石灰石的溶解从而降低脱硫效率，这主要是 因为Mg 2+的存在对氟－铝钝化膜的形成有很强的促进作用，这种钝化膜 的包裹引起石灰石的溶解速率降低，也就降低了石灰石的利用率。另一方 面，易溶的镁盐在吸收塔内累积，浆液中高浓度的镁离子和亚硫酸根离子 将降低石灰石的溶解速率，从而增加石灰石耗量。 3、高含量可溶性盐在塔内浆液中的浓度富集，会导致循环浆液浓度过 高，致使系统运行负荷增大，耗电量也增加。
烟气脱硫塔结构设计 现代化管理第29卷2011年第2期(总第152期) 烟气脱硫塔结构设计 郭晓峰张金浩 (鞍钢集团工程技术有限公司鞍山114021) 摘要烧结机脱硫塔是圆形特殊钢结构形式.设计通过有限元分析软件对结构进行 整体建模,进行强度 和稳定分析,并对多种方案进行优化对比,而后进行优化设计. 关键词钢结构脱硫塔有限元稳定分析 1工程概况 鞍钢西区烧结机烟气脱硫工程是为适应国家减排要求增设的脱硫装置,属环保项目.脱硫塔是整个项目的核心.塔体总高55m,直径18.8m, 是国内最大规模的烟气脱硫塔. 抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值为 0.1Og,地震分组为第一组,场地类型为?类,基本雪压0.4kN/m,基本风压0.5kN/m. 旋挖灌注桩基础;塔体底部8根钢管混凝土柱围成圆形支架;中部钢结构圆柱形塔体;上部由16 根柱围成钢结构圆形检修间.由于工艺的特殊性,塔内温度180~C,最大内压7.5kPa,塔内灰仓荷载7600kN,塔壁挂灰荷载1000kN,结构设计计算上有较大难度. 2设计过程 根据工艺要求,参考国外建成项目的结构形式,脱硫塔主要分为底部支架,本体和上部结构三部分(见图1). 图1脱硫塔结构示意
(1)底部支架的钢柱采用~b630mm×12mm钢管混凝土(C40)结构,支撑采用H型钢. (2)脱硫塔本体结构比较复杂,外部是圆柱和圆锥组合,内部是碟形结构.本体结构均采用钢板和水平型钢加强环. (3)塔体上部圆形厂房采用H型钢围成的圆形柱撑体系,圆锥形钢架屋面. (4)计算过程如下,?通过有限元计算分析软件,对结构的强度,整体和局部稳定进行计算.? 将荷载进行线性组合,对模型进行特征值屈曲分析.?依据地震设防烈度7度(0.1g)对三类场地的地面加速度峰值进行调整,施加到模型底部结点进行动力时程分析. (5)结果分析,脱硫塔分析主要包括塔体等效应力(积分内力),杆件内力,整体屈曲模态,荷载因子和地震时程分析的峰值响应等.根据振型分析,整体结构振型均匀,结构刚度及质量分布均匀,抗震性能良好.依据工况组合作用的有限元分析,所有杆件的双轴弯曲稳定性演算均可以通过.通过事故工况组合控制杆件的稳定性演算和结构特征值屈曲分析,前六个模态荷载因子范围为1.644,2.475.事故工况及正常使用工况作用的几何非线性分析所得位移值较小.底部框架顶部最大水平位移Ux=16.015mm,塔本体顶部的最大水平位移Ux=20.02ram,上部的圆形厂房顶部最大水平位移Ux=23.409mm. 另外,底部支架用PKPM软件建模计算,与有限元软件的计算结果相近,说明计算结果可靠. (6)结构构件的设计,?钢管混凝土柱的设计原先曾考虑采用钢柱,经比较H形钢柱的用钢量较大,且两轴方向材料的利用不均衡;采用圆钢柱的用钢量也较大,柱直径需增大,柱顶节点不好处理,在充分考虑钢材和混凝土材料特点情况下最后决定采用钢管混凝土柱.塔体建成后外观感觉比较匀称美观.?脱硫塔本体以12mm 厚钢板围成的塔壁为主要受力构件,由于与上下柱连接部一 31—
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理 一、概述：脱硫过程就是吸收，吸附，催化氧化和催化还原，石灰石浆液洗涤含SO 2 烟气，产生化学反应分离出脱硫副产物，化学吸收速率较快与扩散速率有关，又与化学反应速度有关，在吸收过程中被吸收组分的气液平衡关系，既服从于相平衡（液气比L/G，烟气和石灰石浆液的比），又服从于化学平衡（钙硫比Ca/S，二氧化硫与炭酸钙的化学反应）。 1、气相：烟气压力，烟气浊度，烟气中的二氧化硫含量，烟尘含量，烟气中的氧含量，烟气温度，烟气总量 2、液相：石灰石粉粒度，炭酸钙含量，黏土含量，与水的排比密度， 3、气液界面处：参加反应的主要是SO 2和HSO 3 －，它们与溶解了的CaCO 3 的反应 是瞬间进行的。 二、脱硫系统整个化学反应的过程简述： 1、 SO 2 在气流中的扩散， 2、扩散通过气膜 3、 SO 2 被水吸收，由气态转入溶液态，生成水化合物 4、 SO 2 水化合物和离子在液膜中扩散 5、石灰石的颗粒表面溶解，由固相转入液相 6、中和（SO 2 水化合物与溶解的石灰石粉发生反应） 7、氧化反应 8、结晶分离，沉淀析出石膏， 三、烟气的成份：火力发电厂煤燃烧产生的污染物主要是飞灰、氮氧化物和二氧 化硫，使用静电除尘器可控制99%的飞灰污染。 四、二氧化硫的物理、化学性质： ①. 二氧化硫SO 2 的物理、化学性质：无色有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大，易液化（沸点-10℃），易溶于水，在常温、常压下，1体积水大约能 溶解40体积的二氧化硫，成弱酸性。SO 2 为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性、
还原性、氧化性、漂白性。还原性更为突出，在潮湿的环境中对金属材料有腐蚀性，液体SO 2 无色透明，是良好的制冷剂和溶剂，还可作防腐剂和消毒剂及还原剂。 ②. 三氧化硫SO 3的物理、化学性质：由二氧化硫SO 2 催化氧化而得，无色易挥 发晶体，熔点16.8℃，沸点44.8℃。SO 3为酸性氧化物，SO 3 极易溶于水，溶于 水生成硫酸H 2SO 4 ,同时放出大量的热， ③. 硫酸H 2SO 4 的物理、化学性质：二元强酸，纯硫酸为无色油状液体，凝固点 为10.4℃，沸点338℃，密度为1.84g/cm3,浓硫酸溶于水会放出大量的热，具有强氧化性（是强氧化剂）和吸水性，具有很强的腐蚀性和破坏性， 五、石灰石湿－石膏法脱硫化学反应的主要动力过程： 1、气相SO 2被液相吸收的反应：SO 2 经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫 酸H 2SO 3 亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO 3 －和氢离子H＋，当PH值较高时， HSO 3二级电离才会生成较高浓度的SO 3 2－，要使SO 2 吸收不断进行下去，必须中和 电离产生的H＋，即降低吸收剂的酸度，碱性吸收剂的作用就是中和氢离子H＋当吸收液中的吸收剂反应完后，如果不添加新的吸收剂或添加量不足，吸收液的酸 度迅速提高，PH值迅速下降，当SO 2溶解达到饱和后，SO 2 的吸收就告停止，脱 硫效率迅速下降 2、吸收剂溶解和中和反应：固体CaCO 3的溶解和进入液相中的CaCO 3 的分解， 固体石灰石的溶解速度，反应活性以及液相中的H＋浓度（PH值）影响中和反应速度和Ca2+的氧化反应，以及其它一些化合物也会影响中和反应速度。Ca2+的形 成是一个关键步骤，因为SO 2正是通过Ca2+与SO 3 2-或与SO 4 2-化合而得以从溶液中 除去， 3、氧化反应：亚硫酸的氧化，SO 32－和HSO 3 －都是较强的还原剂，在痕量过渡金属 离子（如锰离子Mn2+）的催化作用下，液相中的溶解氧将它们氧化成SO 4 2－。反应的氧气来源于烟气中的过剩空气和喷入浆液池的氧化空气，烟气中洗脱的飞灰和石灰石的杂质提供了起催化作用的金属离子。 4、结晶析出：当中和反应产生的Ca2+、SO 32－以及氧化反应产生的SO 4 2－，达到一 定浓度时这三种离子组成的难溶性化合物就将从溶液中沉淀析出。沉淀产物： ①. 或者是半水亚硫酸钙CaSO 3·1/2H 2 O、亚硫酸钙和硫酸钙相结合的半水固溶 体、二水硫酸钙CaSO 4·2H 2 O。这是由于氧化不足而造成的，系统易产生硬垢。
烟气脱硫吸收塔设计(3) ［ 作者：Admin 来源：博景源 点击数： 317 更新时间：2007-3-16 ］ xxx 大学 毕 业 设 计（论文） 烟气脱硫吸收塔设计 摘 要 在概述我国烟气脱硫技术现状，介绍了一些国外的烟气脱硫技术的基础上分析了我国燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展前景。本文针对设计任务书中所给出的烟气含量和脱硫要求，结合我国烟气脱硫的技术现状选择了顺应吸收塔发展潮流的喷淋塔作为设计对象来实现石灰石－石膏湿法烟气脱硫，主要设计吸收塔部分。 本设计用于小型机组的烟气脱硫，这套工艺采用了脱硫、除尘和就地强制氧化同时完成的高性能化组合塔型。设计塔内烟气的流速为3 m?s -1 ，液气比为18 L?m -3，钙硫比为1.04。喷淋塔主体、除雾器和再热器依次垂直布置，这样塔的整体布局将会更加紧凑，占地面积较小。采用价廉易得的石灰石为原料，脱硫产物石膏品质优良，可代替天然石膏使用。采取了回收与抛弃兼容的处理方法。 本文还介绍了湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺的各个子系统，大致确定了本工艺中选用各子系统的的处理流程、装置和设备。并对所设计的烟气脱硫工艺进行了技术经济分析。 关键词：湿法烟气脱硫，喷淋塔，石灰石－石膏法 ABSTRACT After summarizes the flue gas desulphurization technical present situation of our country ，also introduces some overseas technologies of flue gas desulphurization. This thesis analyzed developing prospect of the flue gas desulphurization technologies of our country. The spray scrubber, which is the developing trend of absorption tower ,is designed for CaCO3－CaSO4 wet flue gas desulphurization in this paper according to the composition of the fume gas and the desulphurization request. The major mission of the paper is design of the absorber. The system is fit for small-sized unit in thermal .The technology uses the high-performance integral spray