雙堿法脫硫工藝系統(tǒng)說明資料
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1.二氧化硫吸收塔脫硫主體設(shè)備
吸收塔采用強化傳質(zhì)柵格噴淋塔,由承包商按設(shè)備總體供貨,包括吸收塔殼體、噴嘴及所有內(nèi)部構(gòu)件、除霧器、塔體防腐及外部鋼結(jié)構(gòu)、保溫緊固件等。塔體的預組裝在工廠內(nèi)完成,塔體的組裝、塔內(nèi)防腐及外部鋼結(jié)構(gòu)(如平臺扶梯等)的施工在現(xiàn)場完成。
吸收塔內(nèi)所有部件能承受最高入口煙氣溫度的沖擊,高溫煙氣不會對任何系統(tǒng)和設(shè)備造成損害。
吸收塔選用的材料適合工藝過程的特性,并且能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計均考慮腐蝕余度。
吸收塔設(shè)計成氣密性結(jié)構(gòu),防止液體泄漏。為保證殼體結(jié)構(gòu)的完整性,盡可能使用焊接連接,法蘭和螺栓連接僅在必要時使用。塔體上的人孔、通道、連接管道等需要在殼體穿孔的地方將進行密封,防止泄漏。
吸收塔殼體設(shè)計能承受各種荷載,包括吸收塔及作用在吸收塔上的設(shè)備和管道的自重、介質(zhì)重、保溫重,以及風載、地震荷載等。吸收塔的支撐和加強件能充分防止塔體傾斜和晃動。
塔體的設(shè)計將盡可能避免形成死角。
吸收塔底面設(shè)計能保證完全排空漿液。
吸收塔內(nèi)配有足夠的噴咀。
吸收塔上部安裝有除霧器,用以分離煙氣夾帶的霧滴。除霧器上部加設(shè)一層沖洗噴嘴,在異常情況或檢修時對除霧器進行人工沖洗,以確保除霧器的高可靠性。
塔的整體設(shè)計將方便塔內(nèi)部件的檢修和維護,吸收塔內(nèi)部的導流板、噴淋系統(tǒng)和支撐等盡可能不堆積污物和結(jié)垢,并且設(shè)有通道以便于清潔。
吸收塔煙道入口段能防止煙氣、液體倒流和固體物堆積。
吸收塔配備有足夠數(shù)量和大小合適的人孔門和觀察孔,人孔門和觀察孔沒有泄漏,而且在附近設(shè)置走道或平臺。
吸收塔內(nèi)不設(shè)置固定的平臺樓梯。
吸收塔將進行合理的保溫設(shè)計。
1.1 TFGD吸收塔
吸收塔采用先進成熟的吸收塔技術(shù),吸收塔漿池與塔體為一體結(jié)構(gòu),天賜公司通過優(yōu)化設(shè)計,使其滿足所有的性能保證值。
為了提高吸收率,使煙氣入塔后分布均勻,在吸收塔煙氣入口上方設(shè)置了兩層強化傳質(zhì)柵格層。強化傳質(zhì)柵格層上方是三層霧化噴淋層,交錯的布置方式布置霧化噴嘴。
文丘里結(jié)構(gòu)的吸收塔的主要特點為:
1)有噴淋空塔壓降低和填料塔氣液分布好的優(yōu)點,且傳熱傳質(zhì)推動力大,脫硫效率高。
2)設(shè)置文丘里后,錯位布置的兩排強化傳質(zhì)柵格形成無數(shù)個文丘里,漿液與逆流而上的熱煙氣形成強烈湍流,打碎含鈉堿的漿液,極大地增加了氣液相之間的傳質(zhì)、傳熱表面,另一方面,煙氣通過文丘里層時,以“液體包圍氣體”的鼓泡傳質(zhì)過程,提高了傳質(zhì)效率。
3)在吸收塔內(nèi)設(shè)置強化傳質(zhì)柵格層,對進塔的煙氣進一步分布,使煙氣在吸收區(qū)的分布更均勻,通過強化傳質(zhì)柵格層后,煙氣以接近“平推流”的方式通過吸收區(qū),更能保障高的脫硫效率。
4)采用文丘里結(jié)構(gòu),由于提高了吸收過程的效率,可以在更低的液氣比下達到較高的脫硫效率,降低了循環(huán)液的循環(huán)量,降低了電的總消耗。
5)噴淋層+文丘里結(jié)構(gòu)可以適應煤含硫量的波動。當預計燃燒的煤的硫含量會長期增加時,可以調(diào)整強化傳質(zhì)柵格層的間距,即增加強化傳質(zhì)柵格層上湍流層的高度,當煤的硫含量降低時,可以去除部分的強化傳質(zhì)柵格,增加強化傳質(zhì)柵格層的“開孔面積”,這樣可以減少增壓風機的壓頭,減少FGD的電耗。
6)強化傳質(zhì)柵格在發(fā)明初期是作為除灰器使用的,有相對較高的塵去除率,可以減少進入除霧器的灰塵含量,提高除霧器的工作可靠性。
7)工藝技術(shù)成熟,裝置運行可靠性高。文丘里結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便。
1.2 塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)
吸收塔內(nèi)設(shè)有塔內(nèi)噴淋系統(tǒng),由分配管網(wǎng)和噴嘴組成。
噴淋區(qū)域電腦設(shè)計示意圖
噴淋區(qū)域安裝示意圖
天賜公司所提供的噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能夠合理分布要求的噴淋量,使煙氣流向均勻,并確保漿液與煙氣充分接觸和反應。通過對噴嘴進行優(yōu)化布置,使吸收塔斷面上幾乎完全均勻地進行噴淋。在吸收塔內(nèi)圈布置120。噴嘴,靠近吸收塔外圍布置90。噴嘴。如此布置可盡可能減少噴淋到塔壁上的液體量,同時提高有效的脫硫液傳質(zhì)表面積。噴淋層上安裝實心錐型螺旋噴嘴,噴嘴采用低壓噴嘴,并配備卡式快開連接,便于迅速分離、拆卸。脫硫液噴淋分配管采用FRP。所有噴嘴能避免快速磨損、結(jié)垢和堵塞,噴嘴材料采用碳化硅或相當?shù)牟牧现谱?。噴嘴與管道的設(shè)計特別考慮到便于檢修,沖洗和更換。
采用美國著名噴霧公司螺旋噴嘴,螺旋噴嘴是眾多噴嘴中最具特色的一種。液體通過與連續(xù)變小的螺旋線體相切和碰撞后,變成小液滴噴出,并且噴嘴腔體內(nèi)從進口至出口的暢通的通道設(shè)計最大程度的減少了阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。
螺旋噴嘴的主要使用特點如下:
1)使用效率高。在3公斤使用壓力下,單個噴嘴的流量可以達到25噸/小時。
2)霧化效果好。
3)防堵塞。
4)噴霧速度高。
5)物理尺寸小,結(jié)構(gòu)緊湊。
在噴淋段上部,安裝吸收塔內(nèi)件、塔內(nèi)件清洗裝置和塔頂部安裝組合除霧裝置等,塔內(nèi)設(shè)有溫度監(jiān)控儀,塔體壓降監(jiān)測儀,塔體上設(shè)有檢修人孔,操作平臺等附屬設(shè)施。
1.3 除霧器
除霧器安裝在吸收塔上部,用以分離凈煙氣夾帶的霧滴。
除霧器的設(shè)計保證具有較高的可利用性和良好的去除霧滴效果。
除霧器系統(tǒng)的設(shè)計特別注意到FGD裝置入口的飛灰濃度的影響。該系統(tǒng)還包括去除除霧器沉積物的沖洗和排水系統(tǒng),運行時根據(jù)給定或可變化的程序,既可進行自動沖洗,也可進行人工沖洗。
天賜公司根據(jù)以往工程經(jīng)驗在吸收塔除霧器上部增加設(shè)置一層沖洗噴嘴,該層噴嘴可以提供在異常情況或檢修時對除霧器進行人工沖洗,以確保除霧器的高可靠性。除霧器沖洗系統(tǒng)能夠?qū)ΤF器進行全面沖洗,不存在任何未沖洗到的表面。沖洗水的壓力通過DCS進行監(jiān)視和控制,沖洗水母管的布置能使每個噴嘴基本運行在平均水壓。
除霧器沖洗用水為FGD工藝水,由單獨設(shè)置的除霧器沖洗水泵提供。
1.4 吸收塔脫硫液循環(huán)泵
吸收塔循環(huán)泵滿足如下特殊要求:
吸收塔循環(huán)泵將吸收塔塔釡內(nèi)的吸收劑脫硫液循環(huán)送至噴嘴,循環(huán)泵按照單元制設(shè)置,每臺循環(huán)泵對應一層噴嘴。
循環(huán)泵為離心泵,葉輪由防腐耐磨高分子材料制成。
循環(huán)泵配有油位指示器、機械密封、聯(lián)軸器罩設(shè)備。
循環(huán)泵設(shè)計便于拆換和維修。
設(shè)計選用的材料適于輸送的介質(zhì),并且至少按20g/l的氯離子濃度進行選材。
泵吸入口配備濾網(wǎng)及其壓力控制。
循環(huán)泵及驅(qū)動電機適應戶外露天布置的要求。
1.5 吸收塔防腐材料
為確保防腐、耐磨的需要,新建脫硫塔體采用碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片。
2、脫硫劑制備系統(tǒng)
本工程脫硫劑采用石灰和燒堿,脫硫劑制備系統(tǒng)包括:石灰貯槽、石灰制漿機、石灰漿液池、燒堿槽、燒堿泵等。
脫硫劑制備系統(tǒng)的主要功能是制備合格的石灰漿液,并根據(jù)吸收塔系統(tǒng)的需要為其提供足夠的流量,達到合適的脫硫效率。由卡車運來的石灰粉/漿由其自帶管線氣動輸送到石灰貯倉中,使用時,開啟下料閥,定量給料至石灰乳化機進行乳化制漿,制備好的漿液儲存在石灰漿液池中待用。
當使用電石渣時,電石渣被運來,儲存在電石渣儲槽中,由螺旋給料機送到電石渣制漿機,其間可實行定量給料。電石渣經(jīng)過制漿劑進行乳化和除渣后,流至石灰漿液池,在池中與工藝水進行混合直至達到所需的濃度。為了防止?jié){液結(jié)塊,石灰池設(shè)有一臺立式攪拌機使得漿液持續(xù)不停地擾動。
燒堿由燒堿儲槽儲存,使用時利用燒堿計量泵將堿液泵入吸收塔內(nèi)。
3、脫硫劑循環(huán)系統(tǒng)
脫硫液循環(huán)系統(tǒng)主要包括:反應池、沉淀池、循環(huán)泵、堿液計量泵、石灰漿液泵及管道、閥門和流量計等。整個脫硫液循環(huán)系統(tǒng)充分利用水池的位差,利用水力學原理,使系統(tǒng)的能耗最省。系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動設(shè)備為循環(huán)泵,其他皆為靜設(shè)備,所以系統(tǒng)的維護相當簡單。
1)吸收塔噴淋循環(huán)泵
采用UHB系列耐腐蝕、耐磨損砂漿泵,該型號泵的過流部位材料為鋼襯超高分子量聚乙烯(代號為 UHMWPE),該材料是目前國際上新一代的泵用耐腐耐磨工程塑料,最突出的優(yōu)點是它具有優(yōu)異的耐磨性﹑耐沖擊性,尤其是耐低溫沖擊,抗蠕變性,耐環(huán)境應力開裂和極好的耐腐蝕性,因此用該材料為內(nèi)襯制造的泵,具有極好的耐磨性,耐低溫性和耐腐蝕性。
該類型的清液泵和自吸式清液泵適用于非氧化性酸堿類清液,砂漿泵適 用于含固量在45%以下的流動性較好的非氧化性酸堿類料漿,自吸式砂漿泵適用于含固量15%以下﹑無粘性的非氧化性酸堿類料漿,使用溫度20℃~80℃,改性后的材料使用溫度為105℃。
2)、漿液管道
漿液管道能防止磨損和腐蝕,防止?jié){液沉淀的形成。漿液管道流速為2~3m/s。
漿液管配備自動沖洗和排水系統(tǒng)。在裝置關(guān)閉和停運期間,對漿液管道系統(tǒng)的各個設(shè)施進行排放和沖洗。甚至在短期停運時,也進行必要的排放和沖洗,且由FGD控制室遠方控制完成。
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