【正文】 ..................................54 主要節(jié)點調試方案要點 ..............................................5426 脫 硫 島 的 基 本 概 念 脫 硫 島 的 構 成 及 主 要 設 備石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)是一個完整的工藝系統(tǒng)，主要分成以下幾個分系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、SO 2吸收系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、石灰石漿液制備與供應系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水和冷卻水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、服務空氣系統(tǒng)等。 停運設備的油系統(tǒng)保持正常狀態(tài)，冷卻水正常投入，維持溫度在正常范圍。 預防和解決辦法：啟用脫水系統(tǒng)前，應先檢查清水箱液位處于高于管道末端的位置，如果液位較低，可使用外接沖洗水預先補水或提前啟動廢水系統(tǒng)補水，21如果出現(xiàn)氣液分離器液位高報警，可停掉石膏排出泵使液位下降。三、關于設備的常見問題分析1. 機械密封：機械密封引起的離心泵故障占脫硫設備總故障的 60% 以上。最初可先取部分漿液進行試驗，有效果好再向吸收塔內加入。1）鍋爐在運行過程中投油、燃燒不充分，未燃盡成份歲鍋爐尾部煙氣進入吸收塔，造成吸收塔漿液有機物含量增加。由于吸收塔液位均采用差壓變送器測量，一旦出現(xiàn)泡沫，就會導致吸收塔液位成為“虛假液位”，再加上脈沖懸浮泵攪拌、氧化空氣鼓入、漿液噴淋等因素綜合影響，引起液位波動，造成吸收塔液位間歇性溢流。脫硫效率明顯下降；石膏品質變差，石膏呈泥狀，根本無法進行脫水吸收塔“中毒”的原因（1）石灰石被包裹亞硫酸鈣超標， 包裹在石灰石表面，抑制其溶解煙氣中灰塵含量超標或者燃油油污過多，飛灰中的鋁、氟等元素形成氟化鋁絡合物包裹在石灰石和亞硫酸鹽晶體表面形成反應閉塞，燃油中的油煙、碳核、瀝青質、多環(huán)芳烴等也會造成同樣后果16由于缺少晶種，新生成的石膏顆粒也會包裹石灰石表面，造成閉塞（2）共離子效應 漿液中 Cl含量過高，產(chǎn)生共離子效應，抑制石灰石與硫酸的 化學反應 Mg 含量高的鎂石灰石因共離子效應而抑制石灰石的溶解和離子的氧化，造成中毒（3）其它 吸收塔漿液濃度過高，抑制 SO2 吸收和氧化過程，脫硫率會出現(xiàn)持續(xù)下降的現(xiàn)象Mg 含量更高的白云石因其特有特性一般很難溶解，造成”中毒”假象吸收塔“中毒”的對策（1）吸收塔內漿液拋棄處理，重新注水。 運行控制因素 運行中吸收塔漿液的控制，起到關鍵因素。關于近期系統(tǒng)出現(xiàn)的問題也做過各種分析。 填料塔結構簡圖（其中支撐柵板、液體再分布器、填料壓網(wǎng)以及液體分布裝置在此忽略不計。若按流動推動力可分為重力式和壓力式，若按結構形式可分為多孔型和溢流型。特別對于大直徑低填料層的填料塔，特別需要性能良好的液體分布器。一般要求壓板和限制板自由截面分率大于 70%。四、填料壓緊裝置：為保證填料塔在工作狀態(tài)下填料床能夠穩(wěn)定，防止高氣相負荷或負荷突然變動時填料層發(fā)生松動，破壞填料層結構，甚至造成填料損失，必須在填料層頂部設置填料限定裝置。增加壓強降，降低效率，甚至形成液泛[12] 。由于填料支承裝置本身對塔內氣液的流動狀態(tài)也會產(chǎn)生影響，因此作為填料支承裝置，除考慮其對流體流動的影響外，一般情況下填料支承裝置應滿足如下要求：足夠的強度和剛度，以支持填料及所持液體的重量（持液量），并考慮填料空隙中的持液量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動，機械震動，溫度波動等因素。為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的 50%以上，且應大于填料的空隙率。二、設填料塔噴淋層高度為 ，液體再分布層為 ，塔頂和塔底超高各 。min? 填料層高度的計算一、液體的總分子濃度 ：TC3/ ???二、塔頂組分 B 的濃度:氫氧化鈉的質量濃度為 5%?32 /%405mkolMcB?????三、煙氣的摩爾流量 ：煙Gkmol/???????? hol煙四、二氧化硫的摩爾流量 ：2SOGhkmolG/ ????五、惰性氣體的摩爾流量 ：惰Ghkol/???煙惰9??smkol/.)360/(G24 ????????A惰六、塔頂與塔底的二氧化硫摩爾分數(shù)和分壓：塔底： . 341 ??Ay Pa1074.?????總P塔頂： K2.)9(.)( 6312 ????Ay 462??總七、根據(jù)液氣比 3/4/mLG可得惰性組分的液氣比 LmyA /3?????惰八、由 可得 b=2OHSNaOS2322 ??? 用氫氧化鈉水溶液吸收時，物料衡算方程為：?)(1)( 22BTACLbpPG????整理得：????2T2P?代入數(shù)據(jù)得： )(60)(.04A?????BC ABC2?塔底處 31 /4... mkol?九、計算塔頂和塔底的臨界濃度令擴散系數(shù) BAD?在塔頂臨界濃度： 23522 /1094. BALGBAKP CmkolPkbC??????在塔底臨界濃度：101311 / CmkolPkDbC????由此可見，無論是塔頂或塔底，活性組分氫氧化鈉的濃度都超過了臨界濃度，化學反應僅發(fā)生在界面上，因此可認為全塔內均有氣膜控制。合理地選擇和設計塔內件，對保證填料塔的正常操作及優(yōu)良的傳質性能十分重要。散裝填料根據(jù)結構特點不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等。填料塔的性能優(yōu)劣，關鍵取決于填料。填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。C五、氣象資料：氣溫 25176。 設計資料一 、工藝流程：采用填料塔設計二 、煙氣參數(shù)：煙氣流量: 2106m3/h.煙氣成分：SO 2 濃度 5000mg/m3煙氣平均分子量：煙氣溫度：150176。聚丙烯材質填料作為塔填料的重要一類，在化工上應用較為廣泛，與其他材質的填料相比，聚丙烯填料具有質輕、價廉、耐蝕、不易破碎及加工方便等優(yōu)點，但其明顯的缺點是表面潤濕性能。10 填料塔結構簡圖8 填料層壓降的計算3 設計任務1《有害氣體控制工程》課程設計填料塔脫硫系統(tǒng)目 錄一、緒論3 設計資料4 填料塔的基本知識12三、煙氣脫硫系統(tǒng)流程圖13四、參考文獻 設計目的通過有害氣體控制工程課程設計，進一步消化和鞏固本門課程所學內容，并使所學的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學生運用所學理論知識進行氣態(tài)污染物工程設計的初步能力。C煙氣壓力：10 5Pa氣膜傳質分系數(shù) kG=105 kmol/三、吸收液參數(shù)：采用 5%(wt%)氫氧化鈉水溶液,并假定 NaOH 與 SO2 發(fā)生極快不可逆反應。C ,1atm六、填料性能：50mm 金屬環(huán)鞍填料（亂堆）填料比表面積 σ：75m 2/ m3填料因子：110/m單位體積填料層所提供的有效接觸面積 a= m2/ m3七、 設計要求：要求脫硫效率 %，計算出填料層壓降。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。填料塔也有一些不足之處，如填料造價高；當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。所以，對填料的基本要求有：要有較大的比表面積 ；要求有較高的空隙?率 ；經(jīng)濟、使用及可靠。規(guī)整填料是按一定的幾何構形排列，整齊堆砌的填料。 填料塔塔徑的計算已知條件：液氣比 L/G=4L/ ，煙氣流量為 ，3mhm/10236? 吸收液體積流量為?hL/8/10836??一、 泛點氣速 :的 計 算Fu爐氣的質量流量： hkg/ ???????爐氣的密度： 36/8.. mkgVSv???6吸收液體積流量為 LKgQGLV/1082466?????????吸收液密度： 3/10mkgL? 吸收液質量流量為 ? hgL /108108636????? ???有橫坐標： 5.)7.()( 查埃克特通用關聯(lián)圖得縱坐標為 液體校正系數(shù) ，填料因子 ，液相粘度1L???水 m/10??smPauL??903. 泛點氣速? sugLVF /. ??7)(LVw?填料層的泛點和壓強降的通用關聯(lián)圖（ECKERT 圖）二、空塔氣速的計算 smuF/?塔徑 mVDS ???圓整，取直徑為 15m。傳質速率方程為： AGApakN??十、填料層高度 h： mpapkdGh AAA ??????? 填料層壓降的計算壓降計算可采用?？颂赝ㄓ藐P聯(lián)圖。故，填料塔總高位 。此外，應考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設計時應取盡可能大的自由截面。11足夠的開孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的 50%以上，且應大于填料的空隙率。結構上應有利于氣液相的均勻分布，同時不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于20Pa）；結構簡單，便于加工制造安裝和維修。填料限定可分為類：一類是將放置于填料上端，僅靠自身重力將填料壓緊的填料限定裝置，稱為填料壓板；一類是將填料限定在塔壁上，稱為床層限定板。本任務由于使用塑料填料，故選用床層限定板。液體分布器的性能主要由分布器的布液點密度（即單位面積上的布液點數(shù)），各布液點均勻性，各布液點上液相組成的均勻性決定，設計液體分布器主要是決定這些參數(shù)的結構尺寸。其中，多孔型液體分布器又可分為：蓮蓬式噴灑器、直管式多孔分布器、排管式多孔型分布器和雙排管式多孔型分布器等。 填料塔結構簡圖其中：1— 氣體入口；2— 液體入口；3— 支撐柵板；4—液體再分布器；5—塔殼；6—填料； 7—填料壓網(wǎng)； 8—液體分布裝置；9—液體入口；10—氣體出口。二、關于系統(tǒng)的狀態(tài)分析脫硫效率低的原因分析： 煙氣因素其次考慮煙氣方面，包括煙氣量、入口 SO2 濃度、入口煙塵含量、煙氣含氧量、煙氣中的其他成分等。包括吸收塔 PH 值控制、吸收塔漿液濃度、吸收塔漿液過飽和度、循環(huán)漿液量、Ca/S、氧化風量、廢水排放量、雜質等。（2）加入氫氧化鈉、己二酸、二元酸等增強化學性能的添加劑，逐步提高 PH 值，并加強脫水和廢水排放，逐步恢復漿液的反應活性。很容易造成嚴重后果。（皂化反應） （2）鍋爐電除塵運行狀況不好，煙氣中粉塵濃度超標，含有大量惰性物質的雜志進入吸收塔后，致使吸收塔漿液重金屬含量增高。19（2）加大石膏脫水量，進行漿液置換。離心泵在運轉中突然泄漏，少數(shù)是因正常磨損或己達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。以后工作可能出現(xiàn)的問題 冬季防凍：所有設備的冷卻水、機械密封水、減溫水正常投入并保持暢通。 巡回檢查時注意檢查各處暖器投入良好，無泄漏、斷流現(xiàn)象，儀表、管道伴熱裝置投入正常，各配電箱、控制箱、照明箱門關嚴，設備、管道保溫完好、無結冰現(xiàn)象，各地坑、溝道蓋板蓋好，無凍堵現(xiàn)象。脫硫島的主要設備有升壓風機、擋板門、煙氣換熱器（GGH）、吸收塔、漿液循環(huán)泵、氧化風機、除霧器、旋流器、真空皮帶脫水機、濕式球磨機等。石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝（濕法工藝）是指：利用石灰石（CaCO 3）細粒和水按比例制成的混合漿液作為濕式反應吸收劑，與煙氣中的SO2反應，降低煙氣中 SO2的含量，以減少其污染性，同時產(chǎn)生可以綜合利用的石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去夾帶的細小液滴，凈煙氣排入煙囪。1/2H2O 細顆粒：CaCO3 ＋ 2H＋ → Ca2+ ＋ H2O ＋CO 2↑Ca2+ ＋ SO32 → CaSO3 2H2O ↓上述反應中第一步是較關鍵的一步，即 SO2 被漿液中的水吸收。上述反應中第二步和第三步其實是更深一步的反應過程，目的就是不斷地去掉漿液中的 HSO3－ 和 SO32－離子，以保持漿液有充分的吸收能力，以推動第一步反應的持續(xù)進行。(2)在鍋爐燃用設計煤質 BMCR 工況下處理全煙氣量時的脫硫效率保證不小于 95％，煙氣煙囪入口煙溫不低于 80℃。煙風道的設計符合《火力發(fā)電廠煙風煤粉管道設計技術規(guī)程》(DL/T 51212022)的規(guī)定，汽水管道符合 《火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定 》29（DL/T5054 －1996）和《火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術規(guī)定 》（SDGJ6－90）中的要求。在煙氣脫硫裝置控制室內的噪聲水平低于 60dB（A）。煙氣的含塵量過高，將導致系統(tǒng)操作惡化，表現(xiàn)為吸收效率低下（增加石灰石投入量作用不大的）、皮帶機脫水困難等。PH 值主要通過石灰石給料量，進行在線動態(tài)調節(jié)，以適應鍋爐操作波動和工況變化。(5) 石灰石的反應活性。 (7) 出口煙氣的 SO2 含量。經(jīng)過兩臺原煙氣擋板后, 進入各自的升壓風機，升壓后進入各自的 GGH。為了將 FGD 系統(tǒng)與鍋爐分離開來，在整個煙氣系統(tǒng)中共設置帶氣動執(zhí)行機構的、保證零泄露的煙氣擋板門 6 只，其中 2 只旁路擋板門、2 只原煙道進口擋板門、2 只凈煙道出口擋板門。煙道采用普通鋼制煙道。 主 要 設 備煙氣系統(tǒng)主要設備包括：升壓風機、GGH、煙氣擋板門、膨脹節(jié)等。風機使用壽命不小于 30 年。采用高品質液壓缸，使