半干法脱硫培训教材.docx

南山铝业股份有限公司2×220MW机组烟气脱硫技改工程

学员培训教材

东海热电脱硫分场
二008年11月

第一章SDA脱硫系统概述
1.1SDA脱硫工艺基本原理
早在50多年前，人们就将喷雾干燥广泛运用于现代工艺，它是一种将液体按要求雾化喷入干燥塔在热气体干燥下成为粉末的技术。喷雾干燥吸收（SDA）就源于此。
当未经处理的热烟气经过分散进入喷雾干燥吸收室时，利用雾化的平均直径60μm的精细石灰浆液滴对其进行接触，在气液接触过程中，烟气的酸性成分（SO2等）很快就被碱性液滴吸收，同时水分也被迅速蒸发。通过控制气体分布、浆液流速、液滴直径等，使吸收反应的液滴到达喷雾干燥吸收室壁之前，保证液滴的干燥，使之最后形成粉末状的脱硫产物（亚硫酸钙为主）。
一部分干燥产物包括飞灰和反应物落入吸收室底端后被收集转运。处理后的烟气进入布袋式除尘器或静电除尘器，经过除尘，悬浮颗粒物被去除，而气体则用引风机将其从除尘器引出后直接排放。除尘器收集的部分固体物质被循环利用，这有助于降低反应剂的消耗，其余的均被处理掉。
NIROSDA系统包括了部分干燥产物的循环利用，这主要有以下几方面优点：
使石灰浆液滴中的固体物质浓度达到一定的标准，这样有利于SDA系统的操作，并保证烟气脱硫（FGD）系统中有效地进行雾化、吸收和干燥。
干燥物中过量的石灰可重新被用作吸收剂。
反应产物即使不继续反应，也会在每个石灰浆液滴内形成一个核，这样新的吸收剂在其上面不断沉积，使与未处理烟气进行反应的石灰表面增大。
工程经验表明，脱硫渣的循环利用使反应剂的消耗下降了30-50%，可以大大降低脱硫运行成本。
SDA工艺有干燥的粉末产生，因此在喷雾干燥之后需要一个合适的除尘器（以与其他湿法FGD系统中的除尘器相区别），部分吸收反应也发生在除尘器中（特别是布袋除尘系统）。
1.2化学反应过程
喷雾干燥技术，它具有吸收和干燥的双重作用，主要过程和反应如下：
将碱性浆液雾化成无数微小液滴。
在吸收室内，烟气被有效地分布以便使其与被雾化的浆液充分混合接触以发生吸收反应，也就是说，吸收室具有混合反应器的功能。
烟气中的酸性成分（SO2，SO3，HCl）和石灰浆液滴中的碱性成分Ca(OH)2之间的反应主要发生在一个靠近喷雾器的区域，这个区域具有传热和质量传递最合适的条件。
主要反应有：
SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O
少量SO2也发生如下反应:
SO2+1/2O2+Ca(OH)2→CaSO4+H2O
而烟气中微量的酸性气体会发生下列反应：
SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O
2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O
其主反应动力学可表述如下：
RSO2=Kg×A2×PSO2
式中：RSO2为SO2吸收率，Kg为传质系数；A为表面积；PSO2为SO2的分压。
与石灰的反应产物主要是CaSO3、CaSO4、CaCO3和CaCl2。
1.3SDA脱硫工艺优点
NIRO喷雾干燥吸收法脱硫系统（NIRO－SDAsystem）具有下列优点：
1)工艺简单，投资低，维修容易，占地面积小；
2)脱硫效率高，可达95％；
3)技术成熟，设备运行可靠性高（超过97％）；
4)启、停快捷容易，具有良好的负载承担能力，操作温度稳定；
5)对废气量和热度变化反应灵敏，可间歇操作；
6)适用于各类含硫煤种的烟气脱硫（含硫量可高达5％），突破了传统喷雾吸收法用于中低硫煤的限制；
7)除尘效率高、处理后烟气含尘量大大减少；
8)干态脱硫产物易于处理，无废水产生，无二次污染；
9)排放烟气温度高，不需要再热。
1.4设计原则
（1）脱硫工艺采用Niro喷雾干燥半干法烟气脱硫工艺。
（2）脱硫装置采用一炉一塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉100%BMCR工况时的烟气量。
（3）在锅炉燃用设计煤种（1.0%含硫量）BMCR工况下，处理全烟气量时的吸收塔脱硫效率保证值不低于95%。
（4）石灰浆液储存和制备系统、循环灰浆液储存和制备系统、工艺水系统及压缩空气系统按2台炉公用考虑。
（5）脱硫系统排放的烟气不应对烟囱造成腐蚀、积水等不利影响。
（6）烟气脱硫系统能适应锅炉的起动和停机，并能适应锅炉运行及其负荷的变动。
1.5工艺系统概述
烟气脱硫全过程包括以下几大分系统：
工艺水系统
压缩空气系统
浆液制备和供应系统
烟气系统
吸收系统
除尘系统
输灰系统
第二章FGD的启动
2.1启动方式
2.1.1冷态启动
冷态启动为SDA脱硫系统的初次启动或SDA脱硫系统检修后的重新启动。在冷态启动前，FGD系统内的全部机械设备处于停运状态，所有的箱罐坑等处于无液位状态（无水或无浆液）。
2.1.2短期启动
短期启动为SDA脱硫系统因故停运24小时以上72小时以内的重新启动。在短期启动前