湿法钙基烟气脱硫吸收塔设计报告书

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1、课程设计任务总概设计任务与目的任务：完成某电厂湿法钙基烟气脱硫工艺流程中吸收塔设计。目的：通过该设计，使学生能够综合运用课堂上学过的理论知识和专业知 识。以巩固和深化课程内容；熟悉使用规范、设计手册和查阅参考资料，培养 学生分析问题、解决问题和独立工作的能力；进一步提高学生计算、绘图和编 写说明书的基本技能。设计内容和步骤某电厂地处东南季风区，四季分明，温暖湿润，春季温暖雨连绵，夏季炎热雨量大，秋季凉爽干燥，冬季低温，少雨雪。根据当地气象台多年气象资料统计，其特征值如下累年平均气压：1011.0hPa累年最高气压：1038.9hPa累年最低气压：986.6hPa累年平均气温：176C极端最高气

2、温：40.9C极端最低气温：-9.9C厂址处全年北 （N 风出现频率为 20.0%，西北 （NW 风 出现频率为 14.7%， 西（W风出现频率13.1%，南（S风出现频率 6.0%，东北（WE风出现频率9.6%,东（E风出现频率 8.3%，东南（SE风出现频率 8.0%，西南（SW风出现 频率 7.2%，静风出现频率为 13.1%。电厂有4台60MW的发电机组，占地面积 25000m2。电厂所用煤的组成成 分：C 70.7%;灰分 12.1%; S 2.7%; H 3.2% ;水分 9.0% ； O 2.3%，每小时煤 的用量90t，采用石灰石一一石膏脱硫工艺流程，脱硫率要求为 85-90%

3、。1. 根据上述资料，确定烟气量（锅炉燃烧的过剩空气系数取 a=1.05-1.2,锅炉每小 时用煤90t、烟气中SO2浓度和每天石灰石 其纯度为90%）的消耗量（设系统 钙硫比为时，脱硫率达到85-90%>（过剩空气系数系数、钙硫比和脱硫 率在给的范围内自定，希望不要雷同>2. 计算和设计各处理构筑物。<1）吸收喷淋塔 确定吸收塔的类型和结构尺寸，塔内气流速度、液气比以及停留时间； 确定吸收塔的内部构件，包括喷嘴的选择、循环浆液喷淋层数和除雾器层数等； 绘制1： 50- 1: 200的吸收塔草图，标上各部分尺寸； 要有详细的技术和说明<2）总平面图设计根据前述条件，绘制

4、湿法烟气脱硫电厂的平面布置图（1: 200 1: 2000>:包括处理构筑物的平面布置及输配水管线的布置。生产性辅助建筑物< 鼓风机房、浆液泵房、配电间、锅炉房、机修间、化验室、仓库等），环保设施 < 脱硫 设备、污水处理厂及灰场等）、以及生活福利建筑<办公室、车库、宿舍、食堂、传达室等）的布置。具体要求： 平面布置应尽量紧凑，在规定的范围内结合远期发展布置，并应考虑施工上的方便。 平面布置中应考虑事故排除和超越管。 厂内应有道路通向各构筑物，以便运输；合理布置上、下水管、空气管、 蒸气管、电缆等管线。 厂内应充分绿化，以改善卫生条件和美化环境。 4台发电机组以及与其配

5、套的实施在图中均要绘出。目录一、钙基湿法脱硫工艺11工艺简介12化学反应过程23石灰石湿法烟气脱硫装置 24 FGD运行主要控制参数5二、工艺设计计算71基础资料处理72 烟气量计算 73 吸收塔设计计算 94 配套设备选型 13三、结垢问题及解决办法 141 脱硫系统中常出现的结垢及固体堆积现象 142 结垢的原因 153 结垢的防止措施 16四、总平面图设计 171 一般规定 172 总平面布置 183 交通运输 184 管线布置 19五、课程设计体会 19六、致谢 20七、附录 201 工艺设计主要依据的标准和规范 202 附图 21八 、 参 考 文 献 21亠、钙基湿法脱硫工艺1工艺

6、简介石页石桨泵一 石衣石症谎伊工艺水缙环浆泵氧化am©吸收塔凤机 I 1金=0=>谅惬气石甘lit流器頁空皮芾脱水机过滤水泵石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺是目前世界上治理工业烟气脱硫工艺中应 用最广泛的一种脱硫技术。目前，其工艺技术完善、运行稳定、脱硫效率高、 单塔出力大，脱硫剂 一石灰石地理分布广，价格低廉，特别适合工业规模的应 用。石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺流程图如图 1所示。从锅炉引风机后烟道 引出的烟气，通过增压风机升压，烟气换热器<GGH ）降温后，进入吸收塔，在吸收塔内与雾状石灰石浆液逆流接触，将烟气脱硫净化，经除雾器除去水雾 后，又经GGH升温至大于75C，

7、再进入净烟道经烟囱排放。脱硫剂石灰石粉 则由磨石粉厂破碎磨细成粉状，通过制浆系统制成一定浓度的石灰石浆液，运 行时根据FGD处理的烟气量和SO2的浓度，由循环泵不断地把新鲜浆液补充到 吸收塔内。当塔内石膏浆液达到一定浓度后由外排泵排出，经一级旋流、二级 真空皮带脱水后，得到含水率低于10%的石膏，装车外运。2化学反应过程脱硫塔中烟气和石灰石脱硫剂进行着复杂的反应过程。烟气中的主要有害 成分有SO2、HCI、NOx等；石灰石浆液主要由Ca+、Mg2+等离子组成。它们在溶液中相互作用，生成多种反应产物。烟气中的SO2与石灰石浆液经过一系列的化学反应，最后生成石膏。湿法烟气脱硫吸收过程多采用双膜理论

8、模型解 释。SO2的吸收过程以膜扩散的方式进行。在气液相间的物质迁移主要是分子 扩散的结果，物质迁移方向与相界面垂直。化学反应可以简化为下列过程。(1) .SO2的吸收SO2+H2OH 2SO3H2SO3 ： +： "2+ SO32-(2) .石灰石的溶解2+2-CaCO3 Ca2 +CO32(3) .中和反应2+2- H 十 SOCa2 + CO32 +2+ CaSQ+CO2+ H2O(4) .氧化反应CaSCfe+1/2O2 CaSC4(5) .亚硫酸钙结晶CaSQ+1/2 H2O CaSO3l/2 H2O(6) .硫酸钙结晶CaSC4 +2 H2O CaSQ2 H2O3石灰石湿

9、法烟气脱硫装置典型的石灰石湿法脱硫系统从功能上可以分为烟气系统、石灰石浆液制备 系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、废水处理系统、公用系统和事故浆液排放 系统。(1).烟气系统烟气系统通常包括一台单独的增压风机、一台气气换热器和电厂现有烟 囱。在增压风机上游和气气换热器再热侧系统出口下游都设有双百叶窗隔离挡 板。在现有旁路烟道上亦安装有两个双百叶窗旁路挡板，这些挡板的开度可以 随烟气流量的变化进行调节。每个烟气挡板可以配置两台密封风机，以防止烟 气泄漏。GGH利用未脱硫的热烟气 一般130C 150C )加热已脱硫的洁净烟气一 般46 C 55C), 般加热到 80C左右，然后排放，以避免低温湿烟

10、气腐蚀烟 道、烟囱内壁，并可提高烟气抬升高度。在烟气离开吸收塔前，会通过一个两级除雾器，以除去烟囱中携带的细小 液滴。沉淀在除雾器上的颗粒不利于烟气流经吸收塔，会影响塔内压降和烟气 流向分布。为了防止固体颗粒积聚在除雾器上，需定期对除雾器进行冲洗。除 雾器设有冲洗水系统，工艺水从喷嘴喷出冲洗除雾器。(2) . 石灰石浆液制备系统 石灰石料应密切主要其水分含量，进入石灰石粉制备系统磨粉机地入磨物 料的表面水分一般小于 1%，否则就会严重恶化操作，甚至造成糊磨、堵塞。同 时 应主要氯化物、氟化物和煤灰等杂质不要混入石灰石料中，以免影响脱硫系 统的正常运行和脱硫石膏的品质。石灰石浆液制备时，成品分经

11、仓底的两套叶轮给料机输送到石灰石浆液 池，工业水通过水泵和调节阀门注入石灰石浆液池，调节石灰石浆液的密度至 1230kg/m3含固量30%)。在石灰石浆液泵的出口管道设有密度监测点，从而 保证 30%的石灰石浆液的制备和供应。配置合格的石灰石浆液通过石灰石浆液 泵输送到吸收塔下部浆液槽，根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的SO2 浓度和PH 值来控制喷入吸收塔的浆液量，剩余部分返回浆液池。为了防止结块和堵 塞，要使浆液不断流动循环。(3) . 吸收塔系统 吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置，要求气液接触面积大，其他的吸收反 应良好，压力损失小，并且适用于大容量烟气处理。进入吸收塔的热烟气经过逆向喷淋浆液