一.脫硫塔工作原理

煙氣由引風機鼓入預冷系統(tǒng)，再進入脫硫塔內，煙氣由脫硫塔中下部均勻上升（流速在2.5-3.2m/s），依次穿過三級噴淋裝置形成的高密度噴淋洗滌反應區(qū)和吸收反應區(qū)，脫硫液通過螺旋噴嘴生成極細的霧滴為煙氣與脫硫液的充分混合提供了巨大的接觸面積，使得氣液兩相進行充分的傳質和傳熱的物理化學反應，在霧滴降落過程中吸收SO₂ 并捕潤塵粒，從而達到SO₂的高效脫除，濕潤的塵粒向下流入脫硫塔底部，從溢流孔排出進入沉淀池。脫硫塔內置有一級脫水除霧裝置，經過脫硫后的煙氣繼續(xù)上升，經過折板除霧裝置，通過霧氣、小液滴在折板處的多次撞擊形成較大液滴，大液滴與煙氣分離后下落，脫水后的煙氣通過筒體上部錐體部分引出，完成整個除塵脫硫程序。含塵廢液通過筒體底部溢流孔排入沉淀池，（溢流孔有水封設計防止漏氣，并設有清理孔便于進行筒體底部清理）經沉淀（除灰）并加堿（再生）后循環(huán)使用。

二.脫硫液雙堿法工作原理0VOC)

首先將Na₂CO₃儲存槽中的堿液(~30%)放入循環(huán)池中，配成一定濃度的Na₂CO₃溶液，經過循環(huán)泵，從脫硫塔的上部噴下，以霧狀液滴與煙氣中的SO₂充分反應，脫硫液通過噴淋系統(tǒng)在脫硫塔內與SO₂充分接觸、反應后，落入塔底，流至循環(huán)池，脫硫液由循環(huán)泵泵入脫硫塔循環(huán)使用，在正常運行過程中，向循環(huán)池加入Na₂CO₃是按理論計算值投入，并通過PH計測定PH值后微調投入量，循環(huán)液保持脫硫工藝所設定的PH值。吸收了SO₂的脫硫液落入塔底流入再生池，與新來的石灰漿液進行再生反應，反應后的漿液流入沉淀再生池沉淀，當一個沉淀再生池沉淀物集滿時，漿液切換流入到另一個沉淀再生池，然后由人工或用潛污泵清理這個再生池沉淀的沉渣，廢渣晾干后外運處理。再生上清液流入循環(huán)池，循環(huán)池內經再生和補充新鮮堿液的脫硫液還是由循環(huán)泵打入脫硫塔，經噴嘴霧化后與煙充分接觸，然后流入再生池，如此循環(huán)，循環(huán)池內脫硫液PH下降到一定程度后則補充新鮮堿液，以恢復循環(huán)脫硫液的吸收能力。

雙堿法理論上只消耗石灰，不消耗鈉堿，但是由于脫硫渣帶水會使脫硫液損失一部分鈉離子，再加上煙氣中的氧氣會將部分Na₂CO₃氧化成Na2SO4（在循環(huán)噴淋過程中，Na2SO4不能吸收SO₂），故需在循環(huán)池內補充少量純堿或廢堿液。

基本化學原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。

在塔內吸收SO₂

Na2CO3＋SO2＝Na2SO3＋CO2   （1）

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3　�。�2）

2NaOH＋SO2＝Na2SO3+H2O　�。�3）

其中式（1）是啟動階段純堿溶液吸收SO₂反應方程，式（2）是運行過程的主要反應式，式（3）是再生液PH較高時的主要反應式。

用消石灰再生

Ca（OH）2＋Na2SO3+1/2H2O＝2NaOH＋CaSO3·1/2H2O

Ca（OH）2＋2NaHSO3＝Na2SO3＋CaSO3·1/2H2O＋3/2 H2O

在石灰漿液（石灰達到達飽和狀況）中，NaHSO3很快與Ca（OH）2　反應從而釋放出［Na＋］，［SO32-］與［Ca2＋］反應，反應生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下來從而使［Na＋］得到再生。Na2CO3只是一種啟動堿，起動后實際上消耗的是石灰，理論上不消耗純堿（只是清渣時會帶也一些，被煙氣中氧氣氧化會有損失，因而有少量損耗），再生的NaOH和Na2SO3等脫硫劑循環(huán)使用。

三．工藝流程簡圖

1、廢氣工藝流程圖

2.負電極脫硫布局示意圖

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3.工藝特點

   與其它脫硫工藝相比，噴淋霧化脫硫工藝原則上有以下優(yōu)點：

1)、 運用旋流射流技術、壓力霧化技術，設備阻力小

2)、 用鈉堿液脫硫，循環(huán)水基本上是[Na+]的水溶液，在循環(huán)過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象，便于設備運行與保養(yǎng)；

3)、 吸收劑的重生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在塔外，這樣避免了塔內堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了操作費用；

4)、 鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比1：1-2，達到較高的脫硫效率；

4.技術特點

   我公司已經在多個項目上已經應用成熟的雙堿法噴淋霧化脫硫工藝技術。較之其它脫硫工藝，該工藝具有以下優(yōu)點：

1）、具有最佳的性價比。該工藝技術與國內外其它脫硫技術相比脫硫效率達到93-97%，而且液氣比遠遠低于其它鈣法技術。具有工藝流程簡單，投資省、綜合運行成本低的特點。高濃度的煙氣脫硫后可以滿足SO2環(huán)保排放要求，并且煙氣含塵量進一步減少，可以實現花錢少、辦實事的目的；

2）、該工藝在燃煤焦化爐的除塵脫硫項目中運行效果非常好，這已從多個項目中得到了證實；

3）、技術成熟，運行可靠性高。該工藝技術煙氣脫硫裝置投入率為95%以上，系統(tǒng)主要設備很少發(fā)生故障，因此不會因脫硫設備故障影響正常生產系統(tǒng)的安全運行；

4）、對操作彈性大，對煤種變化的適應性強。該技術用堿液作為脫硫劑，工藝吸收效果好，吸收劑利用率高，可根據爐窯煤種變化，適當調節(jié)pH值、液氣比等因素，以保證設計脫硫率的實現；

5）、再生和沉淀分離在塔外，大大降低塔內和管道內的結垢機會；

6）、鈉堿循環(huán)利用，損耗少，運行成本低；

7）、正常操作下吸收過程無廢水排放；

8）、灰水易沉淀分離，可大大降低水池的投資；

9）、脫硫渣無毒，溶解度極小，無二次污染，可考慮綜合利用；

10）、鈉堿吸收劑反應活性高、吸收速度快，可降低液氣比，從而既可降低運行費用，又可減少水池、水泵和管道的投資；

11）、石灰作再生劑(實際消耗物)，運行成本低。

12）、可以用廢堿液作為脫硫劑，進一步降低成本。

13）、工藝簡單，比較適用于中小型工業(yè)焦化爐和爐窯配套使用。

四、產品介紹

2.外殼

外殼材質為316l不銹鋼鋼卷制而成，制作要求如下：

1、壁板鋼板內表面需做內襯，故選表面良好的一面朝里；

2、壁板與底板、頂板焊接，塔內側由于要做內襯，因此該處角焊接接頭應打磨成圓滑過渡，滿足做內襯的要求；

3、所有毛邊和鋒利的邊角均需打磨平整；

4、壁板焊接時應考慮焊縫收縮引起的變形問題，采取合理焊接工藝以保證設備最終外形尺寸；

3. 噴淋霧化系統(tǒng)

GCT-20型脫硫塔設備選用6層噴頭霧化裝置，包括管線、噴嘴、支撐、加強件和配件等。其中下面3層為脫硫用噴淋層（常開），上面3層是除霧器沖洗噴淋層（常閉），噴頭材質均為316L不銹鋼。漿液噴淋系統(tǒng)的設計使噴淋層的布置達到所要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收溶液與煙氣充分接觸，從而保證在適當的液/氣比（L/G）下可靠地實現所要求的脫硫效率。

噴淋組件及噴嘴的布置設計成均勻覆蓋脫硫塔的橫截面。一個噴淋層由帶連接支管的母管制溶液分布管道和噴嘴組成。

霧冠直徑：G3/4”噴頭為1.5m；

工作壓力：0.2Mpa（2bar）；

流量：G3/4”噴頭為6.7m³/h；

沖洗噴淋應在引風機停下來后，打開閥門對除霧器器進行沖洗，焦化爐開爐工作時，沖洗噴頭應常關閉。

4.除霧器

除霧器用于分離煙氣攜帶的液滴，其系統(tǒng)組成為：二級除霧器，配備沖洗水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)（包括管道、閥門和噴嘴等）。除霧器系統(tǒng)包括一臺安裝在下部的粗除霧器和一臺安裝在上部的細除霧器。

位于下面的第一級除霧器是一個大液滴分離器，葉片間隙稍大，用來分離上升煙氣所攜帶的較大液滴。上方的第二級除霧器是一個細液滴分離器，葉片距離較小，用來分離上升煙氣中的微小漿液液滴和除霧器沖洗水滴。煙氣流經除霧器時，液滴由于慣性碰撞作用，留在擋板上。由于被滯留的液滴也含有固態(tài)物，因此存在擋板上結垢的危險，同時為保證煙氣通過除霧器時產生的壓降不超過設定值，需定期進行在線清洗。為此，設置了定期運行的清潔設備，包括噴嘴系統(tǒng)。沖洗介質為工業(yè)水。

一級除霧器的上下面和二級除霧器的下面設有沖洗噴嘴，正常運行時下層除霧器的底面和頂面，上層除霧器的底面自動按程序輪流清洗各區(qū)域。除霧器每層沖洗可根據煙氣負荷、除霧器兩端的壓差自動調節(jié)沖洗的頻率。

沖洗水由除霧器沖洗水泵提供，沖洗水還用于補充吸收塔中的水分蒸發(fā)損失。

                                                                                      高效折流板除霧器

5.煙氣系統(tǒng)

1、引風機

除塵脫硫系統(tǒng)總阻力降為1200pa，業(yè)主在選取引風機時須考慮克服這些阻力，（需對現在引風機全壓余量校核后確定）。

煙氣由風機正壓吹入脫硫塔內，這樣可以避免引風機帶水的可能。

2、煙道

煙道根據可能發(fā)生的最差運行條件（例如：溫度、壓力、流量、污染物含量等）進行設計。

煙道設計能夠承受如下負荷：煙道自重、風雪荷載、地震荷載、灰塵積累、內襯和保溫的重量等。

煙道最小壁厚至少按4mm設計，并考慮一定的腐蝕余量。煙道內煙氣流速宜不超過15m/s。

煙道能夠承壓為-4000～+6000 Pa。

煙道具有氣密性的雙面焊接結構，所有非法蘭連接的接口都進行連續(xù)焊接。

煙道的布置能確保冷凝液的排放，不允許有水或冷凝液的聚積。因此，煙道要提供低位點的排水和預防冷凝液的聚積措施，任何情況下膨脹節(jié)和擋板都不能布置在低位點。

煙道外部要充分加固和支撐，以防止顫動和振動，并且設計滿足在各種煙氣溫度和壓力下能提供穩(wěn)定的運行。

所有需防腐保護的煙道僅采用外部加強筋。煙道外部加強筋統(tǒng)一間隔排列。加強筋使用統(tǒng)一的規(guī)格尺寸或盡量減少加強筋的規(guī)格尺寸，以便使敷設在加強筋上的保溫層易于安裝，并且增加外層美觀，加強筋的布置防止積水。

煙道的設計盡量減小煙道系統(tǒng)的壓降，其布置、形狀和內部件（如導流板和轉彎處導向板）等均進行優(yōu)化設計。

3、煙道擋板門

煙道擋板門選用優(yōu)質百葉窗雙層密封擋板門，漏風率不大于1.5 %。入口擋板門選用普通碳鋼制造，密封件選用316 L。出口擋板門的框架、葉片和軸采取防腐措施，擋板的彈性密封片及其與擋板主體連接的螺栓應全部采用耐腐合金。數量保證焦化爐單臺爐運行的靈活切換。

煙氣擋板門水平主軸布置，采用電動執(zhí)行機構室外布置，配就地電控制箱操作和PLC控制，擋板位置和開關狀態(tài)反饋進入焦化爐DCS系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)。

4.2.4、膨脹節(jié)

采用非金屬膨脹節(jié)，設計考慮防腐要求。接觸濕煙氣并位于水平煙道段的膨脹節(jié)通過膨脹節(jié)框架排水，排水孔最小為DN50，排水注意防凍，排水返回到FGD區(qū)域的排水坑。

最少在膨脹節(jié)每邊提供1 m的凈空，包括平臺扶梯和鋼結構通道的距離。不銹鋼與普通鋼的焊接盡量將腐蝕減至最小。

6. 脫硫劑制備及供給系統(tǒng)

1、漿液制備系統(tǒng)

生石灰干粉由罐車直接運送到廠內，送入粉倉。在粉倉下部經人工或者給料機直接供石灰攪拌罐。為便于粉倉內的生石灰粉給料通暢，在粉倉底部設有振打裝置和定量給料機，根據工藝需要定量將生石灰份送入石灰攪拌罐內，同時按一定比例加水并攪拌配制成15%-20%濃度的（Ca(OH)2）漿液，通過溢流或石灰漿液泵輸送至再生池。

氫氧化鈉建議選用袋包裝粉末，送入倉庫儲存，定量供給至鈉堿攪拌罐，同時按比例加水攪拌配制成15%-20%濃度的NaOH溶液，通過溢流或鈉堿溶液泵輸送至濾清池內。

2、脫硫塔循環(huán)系統(tǒng)

脫硫塔再循環(huán)系統(tǒng)包括循環(huán)泵、管道閥門及熱控儀表系統(tǒng)、噴淋組件及噴嘴。

吸收液循環(huán)泵符合對“泵”的基本要求外，并滿足循環(huán)泵及驅動電機適應戶外露天布置的要求。

脫硫塔循環(huán)系統(tǒng)的設計要求是使噴淋層的布置達到所要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收溶液與煙氣充分接觸，從而保證在適當的液/氣比（L/G）下可靠地實現所要求的脫硫效率。

3、脫硫工藝水用量

焦化爐煙氣脫硫設計用水量盡可能小。根據系統(tǒng)的需要補充工藝水，工藝水可以通過配制漿液或沖洗除霧器等方式補充，從而達到一舉兩得的功效。

4、循環(huán)水泵

根據脫硫方法所設計用水量要求，按20 T/H焦化爐運行設計，選擇防腐、耐磨化工水泵。

脫硫循環(huán)泵選用耐腐耐磨臥式離心泵，過液部分為超高分子量聚乙烯，三層噴淋層配套3臺循環(huán)水泵，，型號為：80UHB-60-35/30kw。

5、脫硫液系統(tǒng)

首先將Na₂CO₃儲存槽中的堿液(~30%)放入循環(huán)池中，配成一定濃度的Na₂CO₃溶液，經過循環(huán)泵，從脫硫塔的上部噴下，以霧狀液滴與煙氣中的SO₂充分反應，脫硫液通過噴淋系統(tǒng)在脫硫塔內與SO₂充分接觸、反應后，落入塔底，流至循環(huán)池，脫硫液由循環(huán)泵泵入脫硫塔循環(huán)使用，在正常運行過程中，向循環(huán)池加入Na₂CO₃是按理論計算值投入，并通過PH計測定PH值后微調投入量，循環(huán)液保持脫硫工藝所設定的PH值。

6、工藝水系統(tǒng)

為了避免除霧器發(fā)生積灰現象，設計了除霧器間隙沖洗裝置，沖洗采用電動閥（或電磁閥）實現自動控制。沖洗水泵一用一備共兩臺，型號為：65UHB-40-32/11kw。

除此之外，系統(tǒng)中循環(huán)水池補水、鈉堿罐、石灰罐均需要用工藝水，本系統(tǒng)工藝水直接采用廠區(qū)工藝水。

7、 脫硫液再生及副產物處理系統(tǒng)

落入塔底循環(huán)液流至再生池內，當PH值降低到一定程度時，與從石灰攪拌罐送至再生池的石灰漿液（Ca(OH)₂）進行再生反應，生成CaSO₃漿液。向再生池中加Ca(OH)₂是通過PH計測定PH值后確定加入量，達到脫硫工藝要求的PH值。在再生池中充分反應的漿液溢流入沉淀池，鈣鹽在沉淀池快速沉淀，上清液流回淀清池循環(huán)使用。經過初次濃縮的渣漿液由渣漿泵打入板框壓濾機進行二次濃縮脫水，經脫水后的渣漿外運，濾液返回循環(huán)池，返回吸收液循環(huán)系統(tǒng)。

經過使用過的水必須進行處理并循環(huán)使用，不準有外排。外運的渣含水量不能高于25%。

8、 電氣、熱控系統(tǒng) 概述

設計系統(tǒng)為PLC控制，脫硫PLC系統(tǒng)完全可靠實現招標文件規(guī)定的功能，完成數據采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）、事件順序記錄（SOE）等功能以滿足脫硫系統(tǒng)各種運行工況的要求，確保脫硫系統(tǒng)安全、高效運行。整個脫硫PLC的可利用率至少應為99.9%。

應具有以下特點：

某一控制回路發(fā)生故障，不影響其它回路的控制。一旦某回路的自動控制發(fā)生故障，可立即將該回路改為手動操作。分散故障風險，系統(tǒng)可靠性高。

整個脫硫系統(tǒng)的運行參數進行自動連續(xù)監(jiān)測，并可在上位機的系統(tǒng)流程圖中顯示，在實現分散控制，集中管理的同時提高通訊速率。

系統(tǒng)集成簡化，維護簡便，使用成本和維護成本低。

設計脫硫控制系統(tǒng)自控程度高，完全滿足整個脫硫系統(tǒng)的安全運行和控制，對整個脫硫系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，并且能在故障發(fā)生時及時報警，保證整個脫硫系統(tǒng)的高可靠性。

1、系統(tǒng)組成

控制系統(tǒng)由一個現場控制站傳入PLC系統(tǒng)監(jiān)控。

脫硫塔配有足夠數量的人孔，以便檢修。

脫硫PLC系統(tǒng)監(jiān)控的主要內容有：

工藝運行狀態(tài)的監(jiān)測，主要采集與處理現場測量儀表的信號。根據工藝對控制系統(tǒng)的要求，通過調節(jié)回路進行自動調控，使脫硫系統(tǒng)運行在正常的工況狀態(tài)下。

控制電氣設備運行工況，對馬達控制中心（MCC）的開關量和模擬量信號進行采集處理，判斷設備的運行狀態(tài)。

據工藝設計的要求和現場實際條件，對系統(tǒng)進行連鎖操作控制，保證系統(tǒng)的安全運行。

2、脫硫PLC系統(tǒng)的主要控制回路：

（1）循環(huán)池漿液pH控制

根據焦化爐運行負荷和實測原煙氣SO₂濃度、循環(huán)池漿液pH實際值和期望值的差值，計算確定吸收劑理論加入量，自動控制石灰漿液泵、鈉堿泵的啟停，使pH值維持在期望值。

（2）循環(huán)池液位控制

循環(huán)池液位控制由加入除霧器沖洗水水量來調節(jié)，沖洗水量通過改變沖洗程序中的間斷時間來實現。當循環(huán)池液位低于設定的最低液位，除霧器將進行不間斷地沖洗，直至液位達到設定值。

（3）加藥罐液位控制

石灰攪拌罐液位分高中低位，中位打開補水電動閥，與石灰粉料聯動補充并開啟罐攪拌器，水量根據4.3.1中提出的調配比例定量投入，低位開啟加藥泵（如有）保護。

鈉堿攪拌罐液位分高中低位，中液位報警，手動加袋裝鈉堿、打開補水閥按4.3.1中提出的比例調配，低位開啟加藥泵（如有）保護。

（4）沖洗水罐液位控制

沖洗水管液位分高中低位，中位打開電動閥補水，高位停止，低位開啟加藥泵（如有）保護。

（5）脫硫系統(tǒng)緊急停運

所有的液位與泵的運行、停止，與攪拌機的運行、停止必須實現自動聯鎖控制。

（6）儀表和控制系統(tǒng)至少實現對以下部位的相關監(jiān)測和控制，并設置工藝必要的聯鎖回路：

工藝水池、循環(huán)池、廢液池：液位（超聲波液位計），循環(huán)液pH值；

反應池：反應pH值；

箱罐：液位（磁翻板液位計）、粉倉高低料位開關；

循環(huán)泵出口壓力、工藝水壓力，除霧器沖洗水壓力；

攪拌機電機電流（變送器）和大于22KW電機的電流（變送器）。