烟气脱硫毕业设计

毕 业 设 计

设计题目： 氨法烟气脱硫 系 别: 生物化学工程系 专 业： 应用化工技术 班 级: 2009级2班 姓 名： 张 仕 勇 指导老师： 王 艳 领

2012年6月8日

目 录

目 录 .....................................................................................................................................................................2 1.绪论 ....................................................................................................................................................................4

1.1S02的危害 ...............................................................................................................................................4 2.国内外氨法烟气脱硫工艺生产现状 ...............................................................................................................5

2.1国外氨法烟气脱硫工艺生产现状 ........................................................................................................5

【3】

2.2国内氨法脱硫工艺生产现状 ...........................................................................................................5

2.2.1石灰石——石膏湿法占主导地位 ............................................................................................6 2.2.2氨法脱硫——国内脱硫市场的黑马 ........................................................................................6

3.车间布置平面图及工艺流程图 .......................................................................................................................7

3.1车间布局平面图(见附图一) ................................................................................................................7 3.2工艺流程图简图（见附图二） ............................................................................................................7

3.2.1工艺原理 ....................................................................................................................................7 3.2.2工艺说明 ....................................................................................................................................8

4.生产设备 ...........................................................................................................................................................8

4.1脱硫系统 ................................................................................................................................................8 4.2硫胺后处理系统 ....................................................................................................................................9 5生产运行 ............................................................................................................................................................9

5.1开车准备 ................................................................................................................................................9

5.1.1开车前对设备及系统检查 ........................................................................................................9 5.2开车 ........................................................................................................................................................9

5.2.1压缩空气系统启动 ..................................................................................................................10 5.2.2工艺水（生产水）系统启动 ..................................................................................................10 5.2.3脱硫塔注液 ..............................................................................................................................10 5.2.4氨水自备系统启动 ..................................................................................................................10 5.2.5扰动泵启动 .............................................................................................................................. 11 5.2.6循环泵启动 .............................................................................................................................. 11

5.2.6.1循环泵启动条件 .......................................................................................................... 11 5.2.6.2.吸收塔循环泵的顺控启动 ......................................................................................... 11 5.2.7除雾器冲洗系统启动 .............................................................................................................. 11

5.2.7.1 除雾器冲洗系统启动条件 ......................................................................................... 11 5.2.7.2除雾器冲洗系统顺控启动 .......................................................................................... 11 5.2.8氧化风机启动 ..........................................................................................................................12

5.2.8.1氧化风机的启动条件 ..................................................................................................12 5.2.8.2氧化风机的启动 ..........................................................................................................12 5.2.9烟气系统启动 ..........................................................................................................................12 5.2.10硫铵回收系统启动 ................................................................................................................13

5.2.10.1引风机的启动 ............................................................................................................13 5.2.10.2振动硫化床干燥机的启动 ........................................................................................13 5.2.10.3螺旋输送机启动 ........................................................................................................13 5.2.10.4离心机启动 ................................................................................................................13

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5.2.10.5旋流器启动 ................................................................................................................13 5.2.10.6母液系统的启动 ........................................................................................................13

5.3停车 ......................................................................................................................................................14

5.3.1FGD系统停车前准备 ................................................................................................................14 5.3.2停运氨水制备及输送系统 ......................................................................................................14 5.3.3停运硫铵回收系统 ..................................................................................................................14 5.3.4停运FGD烟气系统 ..................................................................................................................14 5.3.5停运循环泵 ..............................................................................................................................14 5.3.6停运氧化空气系统 ..................................................................................................................15 5.3.7停运除雾器冲洗系统 ..............................................................................................................15 5.3.8停运扰动泵 ..............................................................................................................................15 5.3.9吸收塔浆液的排空 ..................................................................................................................15 5.3.10事故浆液池搅拌器启动 ........................................................................................................15 5.3.11工艺水系统的停用 ................................................................................................................15

6.氨法烟气脱硫工艺展望 .................................................................................................................................15 7. 参考文献 .......................................................................................................................................................16 附图一 ...................................................................................................................................................................1 附图二 ...................................................................................................................................................................2

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1.绪论

我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，燃煤广泛运用于电力、金属冶炼、玻璃及玻纤、化工等行业中，由于燃煤、含硫较高的重油和矿物原料中本身含硫、氟化钙等，烟气中含有大量的二氧化硫、HF等有毒有害气体，对大气造成严重污染，酸雨现象日趋严重，造成经济损失和生态环境破坏。削减SO2 排放量，控制大气污染，提高环境质量，是目前及未来相当长时期内我国环境保护的重要课题。SO2控制技术颇多，诸如改善能源结构，

【1】

采用清洁燃料等，而烟气脱硫技术则是削减 SO2、SO3 排放量不可替代的技术。

1.1S02的危害

SO2对金属钢结构的腐蚀比较严重，直接威胁到工业设施、生活设施和交通设施的安全。大量二氧化硫的排放含硫燃料燃烧所产生的烟气中的二氧化硫是环境治理的重要对象。SO2给人类带来最严重的问题是酸雨，酸雨的污染及其造成的危害已成为世界各国关注的全球环境问题之一。我国是世界上唯一以煤为主要能源的国家，燃煤SO2排放量占总SO2排放量的85%以上，使我国的酸雨发展异常迅速，严重的酸性降水和脆弱的生态系统，使我国经

【1】济损失严重。

SO2和由它形成的酸雨对人类和社会的危害十分严重。SO2易溶于人体的体液和其他黏性液中，长期的影响会导致多种疾病，危害人类健康。植物在SO2 的影响下，生长机能受到影响，产量下降，品质变坏，甚至叶片表面产生坏死斑、枯萎脱落。大气中是中国降水呈酸性的主要原因， SO2形成的酸雨和酸雾危害也相当大，主要表现为对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的损失。【2】

SO2和酸雨污染是全球性的，是造成空气污染的主要物质，已成为制约中国经济、社会可持续发展的重要因素。随着中国进入世界贸易组织和全球环保意识的加强，控制和治理SO2污染(特别是加大对火电厂燃煤SO2的控制力度)，实现经济与环境双赢是中国能源和环境保护部门面临的严峻挑战，成为中国当前和今后相当一段时间内最为紧迫的环保任务之一。

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2.国内外氨法烟气脱硫工艺生产现状 2.1国外氨法烟气脱硫工艺生产现状

国外烟气脱硫研究始于1850年，经过多年的发展，至今为止，世界上已有2500多套烟气脱硫（简称FGD）装置，总能力已达200，000MW（以电厂的发电能力计），处理烟气量700Mm3/h，一年可脱二氧化硫近10Mt，这些装置的90%在美国、日本和德国。

尽管各国开发的FGD方法很多，但真正进行工业应用的方法仅是有限的十几种。其中湿式洗涤法(含抛弃法及石膏法)占总装置数的73.4%，喷雾干燥法占总装置数的17.7%，其它方法占9.3%。美国的FGD系统中，抛弃法占大多数。在湿法中，石灰/石灰石法占90%以上。可见，湿式石灰/石灰石法在当今FGD系统中占主导地位。【5】

尽管各国在FGD方面都取得了很大的进步，但运行费用相当惊人，而且各种方法均有其局限性，因此，至今许多研究者仍在不断研究开发更先进、更经济的FGD技术。 目前工业化的主要技术有：

①湿式石灰/石灰石—石膏法 该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2，生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。其技术成熟程度高，脱硫效率稳定，达90%以上，是目前国内外的主要方法。

②喷雾干燥法 该法是采用石灰乳作为吸收剂喷入脱硫塔内，经脱硫及干燥后为粉状脱硫渣排出，属半干法脱硫，脱硫效率85%左右，投资比湿式石灰石-石膏法低。目前主要应用在美国。

③吸收再生法 主要有氨法、氧化镁法、双碱法、W-L法。脱硫效率可达95%左右，技术较成熟。

④炉内喷钙—增湿活化脱硫法 该法是一种将粉状钙质脱硫剂(石灰石)直接喷入燃烧锅炉炉膛的脱硫技术，适用于中、低硫煤锅炉，脱硫效率约85%。

2.2国内氨法脱硫工艺生产现状

【3】

1995－1999，华东理工大学和多家单位合作在“九五”期间获得国家计委“九五”重点科技攻关项目，发明和开发了第一代氨法脱硫技术, 以大型机组、高硫煤为基础，副产硫酸和硫铵。

2001－2005，华东理工大学又和多家单位合作，在“十五”期间获得了国家科技部“十五”863高科技计划项目，发明和开发了第二代氨法脱硫技术，发明专利ZL02266994.9和ZL02136906.2。氨法以氨(废氨水、液氨、碳铵或氨水等)为原料，回收烟气中的SO2，生

5

5.2.5扰动泵启动

确认扰动泵在热备状态良好，DCS上启动一台扰动泵（两运一备）

5.2.6循环泵启动 5.2.6.1循环泵启动条件

1.循环泵的排放阀关闭； 2.循环泵的冲洗阀关闭；

3.吸收塔内液位高于循环泵启动允许液位2m； 4.扰动泵正常运转；

5.在同一时间内其他循环泵无启动指令（时间延续1分钟）； 6.循环泵无电气故障；

7.循环泵电机线圈温度无报警信号； 8.循环泵入口管道隔断阀在开启位。

5.2.6.2.吸收塔循环泵的顺控启动

在循环泵启动条件满足后，顺序启动吸收塔循环泵。

FGD系统启动完毕后，视吸收塔通烟气后脱硫效率的情况确定循环泵运行台数。对于未启动的循环泵，将泵设为备用。设备启动完毕后，检查设备运行情况。

5.2.7除雾器冲洗系统启动 5.2.7.1 除雾器冲洗系统启动条件

1.任意一台工艺水泵已运行； 2.工艺水箱液位正常；

5.2.7.2除雾器冲洗系统顺控启动

当除雾器投运条件满足后，除雾器执行顺控冲洗程序。启动过程中除雾器冲洗等待时间受到吸收塔液位控制系统的控制，系统运行平稳后，还将与除雾器前后压差连锁。

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当FGD入口挡板门未打开时，除雾器的冲洗程序可以在“手动”方式下进行。除雾器冲洗水程序的手动运行必须在控制系统上选定。在进行单独的手动模式中，各个除雾器的冲洗阀门可以打开或者保持关闭。【7】

5.2.8氧化风机启动 5.2.8.1氧化风机的启动条件

1.氧化风冷却水阀门打开； 2.吸收塔液位高于设定值5m； 3.氧化风机无电气故障； 4.除雾器系统已运行。

5.2.8.2氧化风机的启动

开启氧化风机出口阀门和排空阀门，循环冷却水进口阀和出口阀，启动氧化风机。当风机运行稳定后缓慢关闭排空阀。

5.2.9烟气系统启动

当烟气系统的启动条件满足后，启动烟气系统顺控。

步骤说明 净烟气挡板门（此挡板随氧化风机的启动而打开） 除雾器冲洗系统顺控（自动模式） 原烟气挡板门 延时 旁路挡板门 注意：

根据现场实际运行情况，为防止雾化后的液体存积在烟道内，尽量缩短循环泵和烟气系统启动的时间差，最好能做到启动循环泵随后即通烟气。

动作 开 启动 开 60s 关 12

5.2.10硫铵回收系统启动 5.2.10.1引风机的启动

引风机启动前检查完毕→关闭引风机入口阀门→全开引风机出口阀门→DCS上启动引风机

5.2.10.2振动硫化床干燥机的启动

按规定操作启动冷风机→打开热风机入干燥机阀门→启动热风机→打开蒸汽换热器出口阀→依次打开蒸汽换热器入口总阀、入口二次阀、入口电动调节阀、入口一次阀。用电动调节阀调节和控制蒸汽流量，从而产生符合工艺规定的干燥温度。

5.2.10.3螺旋输送机启动

启动螺旋输送机，检查螺旋远转是否平稳。

5.2.10.4离心机启动

离心机启动前检查完毕→打开工艺水总阀→打开转鼓冷却水→打开油箱循环冷却水进口阀、出口阀→点动油泵→点动主电机→启动油泵→启动主电机

5.2.10.5旋流器启动

在旋流器启动前，对系统内阀门状态进行检查确认，对系统内的箱罐及搅拌器等设备进行检查确认。浆液排出泵出口压力达到定值后，开启旋流器入口阀门，调节排出泵流量调节门，保证一级旋流器工作压力达到120KPa，二级旋流器工作压力达到195KPa。

5.2.10.6母液系统的启动

启动离心机后，离心机溢流液及旋流器溢流液将进入母液坑，母液坑液位达到设定值后，启动母液坑搅拌器。母液坑液位达到母液返回泵启动设定值后，启动母液返回泵，将母液坑内浆液打至吸收塔，同时要密切注意吸收塔内液位变化，如有波动及时调整。

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5.3停车

5.3.1FGD系统停车前准备

根据FGD停运情况制定停运计划。根据设备运行情况，提出在停运期间应重点检查和维护保养的设备和部位。

在系统停运前应将吸收塔的液位控制在低位运行，并尽可能在系统停运前排空各箱罐坑的液体或在低液位运行。

注意：在设备停用前，运行操作人员应将备用设备的联锁切除。【10】

5.3.2停运氨水制备及输送系统

氨水流量调节阀的自动切为手动操作，停运氨水给料系统即停运氨水供应泵，然后按照氨水制备系统停车规程停运氨水制备系统。

5.3.3停运硫铵回收系统

做好系统停运准备后，按照浆液排出泵停车规程停浆液排出泵→关闭排出泵入旋流器阀门，停运二级旋流器给料泵，延时关闭二级旋流器给料泵出口门→停离心机→停螺旋给料机→停干燥机→停包装机→注意母液坑液位，及时排至事故浆液池。

正常系统停运时，对浆液排出泵、二级旋流器给料泵、一、二级旋流器、离心机、干燥机进行冲洗干净对包装机进行全面清理干净。

5.3.4停运FGD烟气系统

当FGD需要正常停运时，由操作员预先缓慢打开旁路调节挡板门→待旁路调节挡板完全开启后，然后依次关闭原烟气挡板门→净烟气挡板门

5.3.5停运循环泵

防止喷淋浆液倒吸入烟道内，待烟气系统停后，即逐一停循环泵。停泵后将泵入口门关闭，然后打开排空阀，待管道内无浆液排出后，开启冲洗水阀门，待水质较清澈时，关闭冲洗水阀门。

注意：在停运中，必须一台泵的停运后，才能停运下一台泵，以避免泵的排水与冲洗

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水造成地坑过量进水，造成液体外溢。

5.3.6停运氧化空气系统

打开氧化风机排空门→DCS上停氧化风机→关氧化风机出口阀门→关闭氧化风机循环冷却水进、出口阀门

5.3.7停运除雾器冲洗系统

重新执行一次除雾器顺控冲洗程序，待完成整个冲洗后停除雾器冲洗系统。

如果除雾器前后差压达到高值报警，运行人员应将除雾器冲洗顺序由自动切换为手动，依次打开冲洗水阀对除雾器的每个部分逐个进行冲洗直至除雾器前后差压降至正常范围。一旦除雾器前后差压降至正常范围，重新将除雾器冲洗顺序切换为自动。

5.3.8停运扰动泵

吸收塔液位高于扰动泵入口高度规定值后，停运扰动泵。

5.3.9吸收塔浆液的排空

缓慢打开吸收塔排空阀门使吸收塔浆液排入地沟最后进入事故浆液池，并对吸收塔进行彻底冲洗。

5.3.10事故浆液池搅拌器启动

事故浆液池的液位高于搅拌器启动值，DCS上启动事故浆液池搅拌器。

5.3.11工艺水系统的停用

在FGD系统内所有的冲洗完成后，执行工艺水泵的停运，然后关闭各浆液泵机械密封密封水、冷却水。

6.氨法烟气脱硫工艺展望

氨法脱硫工艺在开发初期也遇到了很多问题, 如成本高、腐蚀、净化后尾气中的气溶

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