烟气系统：是否全烟气脱硫？选择轴流式还是离心式风机？GGH是否保留？烟道、吸收塔等设备采用何种防腐方式？SO2吸收系统：多炉一塔还是一炉一塔？几层喷淋层？什么类型的除雾器？氧化风机布置几台？吸收剂制备系统：直接购置石灰石粉末、购置一定块度的石灰石磨制？湿式制浆还是干式制浆？石膏处理系统：石膏抛弃还是回收利用？

　　截至2011年底，我国脱硫装机超过6亿千瓦，其中85%以上为湿法烟气脱硫，多存系统稳定性差，脱硫效率波动较大等问题。火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011将执行200mg/m3的SO2排放浓度限值，且新建脱硫装置将不允许设置旁路，对脱硫装置性能与可靠性要求极高。

　　本课程设计采用的工艺为石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部，氧化空气空压机（1用1备）安装独立风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和/或空气，以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙，形成石膏。

　　实际过程中，副反应还有很多，比如生成硫酸镁、氯化镁、亚硫酸镁等，但由于塔内发生的化学反应复杂，动力学和热力学参数较难获得，而且石灰石中镁的含量较低，对衡算结果影响较小，因此计算时忽略这些反应。以上6个反应的反应程度与设备、反应停留时间、温度、原料配比等都有很大的关系。吸收塔中的化学反应由于反应物多，反应条件复杂，应留待进一步研究。

　　在1kg煤中含有 的碳、 的氢、 的硫，所以1kg煤燃烧时，碳澳门·新葡萄新京6663、氢、硫3种元素的需氧量为： 。

　　但这些氧并非完全来源于空气，因为1kg煤中还含有 的氧，这部分氧可与碳、氢、硫化合，因此，在计算空气需要量时，应将这部分氧量扣除。

　　这里所说的烟气系统包括增压风机和除尘两个设备，进料是除尘器入口原烟气、废水及增压风机漏入空气，出料是可排放净烟气。增压风机考虑有1%的漏风。

　　石灰石制浆系统有石灰石和制浆水两股进料，石灰石浆液一股出料。为水平衡考虑，制浆水采用石膏处理系统来的制浆水。石灰石浆液的固含量为30%。

　　因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。

　　用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。

　　石膏排出泵的石膏浆液进入石膏旋流器，底部重组分进入真空皮带机进一步分离，真空皮带机生产出石膏饼，滤液进入滤坑。石膏旋流器顶部的轻组分一部分进入滤坑，一部分进入废水旋流器分离。废水旋流器顶流排出系统，底流进入滤坑。石膏处理系统的进料有4股，为石膏浆液和皮带机冲洗水、石膏冲洗水及系统补充水。出料有2股，分别为石膏饼、进入吸收系统的滤液水。

　　石膏浆液通过石膏排出泵（1用1备）从吸收塔浆液池抽出，输送至至石膏浆液缓冲箱，经过石膏旋流站一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，直接送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。溢流含3~5%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到吸收塔。旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分离处理。石膏被脱水后含水量降到10%以下。在第二级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，保证成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保证生成石膏板或用作生产水泥填加料（掺合物）优质原料（石膏处理系统共用）。

　　在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积以 表示，烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸汽。

　　1kg煤在理论空气量下燃烧所生成的烟气体积称理论烟气体积，它包括CO2、SO2、N2和水蒸气等，在理论烟气体积中水蒸气有以下3个来源。

　　A、煤中氢元素的氧化由式（2）可知，1kgH2完全燃烧后生成44.8/4.032≈11.11（m3）的水蒸气，所以1kg煤中的氢燃烧后生成的水蒸气的体积为：

　　烟气进入脱硫塔，塔内水分蒸发，烟气降温并吸收水蒸气达到饱和状态。塔内水分的蒸发量与燃煤成分、入口烟气温度、入口烟气含湿量有关。降温后。的烟气与石灰石—石膏浆液逆流接触后排出吸收塔，石灰石—石膏浆液在塔底进一步氧化后，排出吸收塔，进入石膏处理装置。吸收塔系统的进料有5部分，石灰石浆液、烟气、石膏处理系统的滤坑水、设备冲洗水和氧化空气。出料有两股，分别是净烟气和石膏浆液。

　　塔内上部烟气区设置四层喷淋澳门·新葡萄新京6663。4台吸收塔离心式循环浆泵（3运1备）每个泵对应于各自的一层喷淋层。塔内喷淋层采用FRP管，浆液循环管道采用法兰联结的碳钢衬胶管。喷嘴采用耐磨性能极佳的进口产品。吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。从锅炉来的100%原烟气中所含的SO2通过石灰石浆液的吸收在吸收塔内进行脱硫反应，生成的亚硫酸钙悬浮颗粒通过强制氧化在吸收塔浆池中生成石膏颗粒。其他同样有害的物质如飞灰、SO3、HCI和HF大部分含量也得到去除。吸收塔内置两级除雾器，烟气在含液滴量低于100mg/Nm3（干态）。除雾器的冲洗由程序控制，冲洗方式为脉冲式。

　　假定1kg煤完全燃烧，空气中的氧和煤中能参加燃烧的氧（固有氧）全部被耗尽，此时所需要的空气量称理论空气量。计算时相关假定如下：

　　图3所示的是徐塘2×300MW FGD系统设计煤种、100%负荷下的水平衡结果。进入系统的工艺水包括吸收塔管道冲洗水、M/E冲洗水、石膏清洗水澳门·新葡萄新京6663、真空皮带机清洗水，这些冲洗水量均由设备厂商提供。氧化空气增湿水的量由热平衡计算得出。吸收塔补充水量通过输出水量和进入系统的水相减得到。排出系统的水包括烟气带走的水蒸气、石膏带水、石膏结晶水、废水及M/E出口烟气带走的液滴。烟气带走的水蒸气由热量平衡得出，石膏带水和石膏结晶水根据石膏饼的含水量及1mol石膏带2mol水计算得出，废水量由烟气中的氯离子决定，保证系统中浆液的氯离子浓度小于20000ppm，M/E出口带水量根据设备厂商提供的100mg/Nm3得到。

　　（5）设计计算（氧化风量、蒸发水量、脱硫反应热、吸收塔内放热、水蒸发吸收、水平衡、石灰石用量、石膏产量、吸收塔尺寸、氧化槽尺寸核算等）。

　　本课程设计采用的工艺为石灰石石膏湿法全烟气脱硫工艺吸收塔采用单回路喷淋塔工艺含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部氧化空气空压机1用1备安装独立风机房内用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和或空气以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙形成石膏

　　我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧开释出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加，加大火电厂SO2的控制力度就显得非常紧迫和必要。SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫（FGD），目前烟气脱硫被以为是控制SO2最行之有效的途径。目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，主要分为干法（或半干法）和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，技术比较成熟，是目前使用最广泛的脱硫技术，根据吸收剂种类的不同又可分为石灰石/石膏法（钙法）、氨法、海水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术，在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。

　　4、各子系统流程的确定（烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处置系统、工艺水系统、浆液排空系统、废水排放和处理系统、电气系统、控制系统）；

　　石膏浆液在石膏旋流器的分配和各组分的粒径密度及旋流器的结构有关。石膏旋流器分配按照一下原则：入口固含量20%（质量百分数），底流固含量50%，顶流固含量小于6%。废水旋流器的入料量由烟气带来的氯离子量决定，使得处理后的废水能带走几乎所有进入系统的氯离子，而系统中氯离子的含量为20000ppm。废水旋流器的分配：进料固含量小于6%，底流固含量10%。

　　进入脱硫系统的主要组分为N2、CO2、O2、水蒸气、少量的组分为SO2、NOx、HF、HCl、SO3、H2SO4蒸气以及微量的汞蒸气等。在FGD系统中，大部分SO2和少量O2被吸收。对于石灰石脱硫系统，每脱除1molSO2大约增加1molCO2。FGD系统对粉尘的吸收率为60%~80%，虽然这些粉尘对于FGD副产品的纯度影响不大，但其中的一些微量元素足以影响FGD工艺流程的化学特性（例如Al3、Mn2、Fe3、Fe2、Hg2等）。Al3与F-形成的结合物会抑制CaCO3的溶解，Mn2及Fe3是亚硫酸盐的氧化催化剂，将加速它们的氧化过程；Hg2废水排放需进行处理，否则废水无法达标排放。澳门·新葡萄新京6663脱硫脱硝课程设计