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烟气脱硫塔系统运行维护指南

此指南是提供本项目氧化镁湿法脱硫系统的工艺原理,设计特性,设备规范和启停、运行、维护的原则性使用指南。具体操作规程和实施细则应根据指南的原则,结合现场实际制定。
第一章  脱硫塔工艺介绍
1.1工程概况
原燃煤锅炉烟气石灰石-石膏湿法脱硫装置建于2004年,设计燃煤含硫1.06%,锅炉出口烟气SO2浓度2379.8mg/Nm3,脱硫效率95%,出口SO2 < 125mg/Nm3。
按照国家环保部和国家质量监督检验检疫总局颁布的新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),对“重点地区”的燃煤锅炉执行污染物排放限值,其中SO2为50mg/Nm3,粉尘为20mg/Nm3。现有脱硫设施不能达到SO2﹤50mg/Nm3的新环保标准要求,决定采用氧化镁(MgO)脱硫工艺对现有两套石灰石-石膏法(LSFO)脱硫设施进行增效改造,改造后吸收塔的设计脱硫效率为98.9%,最高脱硫效率99.5%,确保在GGH运行条件下(漏烟率不超过1%),燃用含硫1.2%校核煤时,FGD的脱硫效率达到99.1%,满足出口SO2<50mg/Nm3,并有燃用含硫1.5%的达标能力。
本次脱硫改造增效工程主要新增了一座氧化镁储存与浆液制备间、塔内烟气偏转环、管式除雾器、浓缩池、水环式真空泵及相关新增部分所需电气、仪表,更换了喷淋层喷嘴、石膏旋流器,拆除了吸收塔内氧化风管。其它脱硫系统所需设备及仪表利旧。
凡是原系统利旧设备的运行规程仍按原设备的使用规则,不在本指南中具体描述。吸收塔及新增系统的控制参数按本大钢中规定参照运行。
1.2 脱硫工艺原理
氧化镁湿法脱硫工艺(简称:镁法脱硫)是以氧化镁(MgO)为原料,经熟化生成氢氧化镁(Mg(OH)2)作为脱硫剂的一种湿法脱硫工艺,是一种先进、高效、经济的脱硫技术。
氧化镁的脱硫原理如下:
1)熟化反应:MgO + H2O→ Mg(OH)2
在熟化罐中进行,制成氢氧化镁浆液为脱硫剂。
2)吸收反应:喷淋吸收塔内二氧化硫(SO2)气体和少量SO3气体与Mg(OH)2进行如下反应:
Mg(OH)2  + SO2+ 2H2O  → MgSO3•3H2O
Mg(OH)2  + SO2+ 5H2O  → MgSO3•6H2O
Mg(OH)2  + SO3+ 6H2O  → MgSO4•7H2O
循环浆液中的MgSO3在酸性条件下与SO2进一步反应:
SO2 + MgSO3•3H2O → Mg(HSO3)2 + 2H2O
SO2 + MgSO3•6H2O → Mg(HSO3)2 + 5H2O
浆液中的Mg(OH)2又与Mg(HSO3)2反应:
Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 + 4H2O → 2MgSO3•6H2O
Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 + H2O  → 2MgSO3•3H2O
最终生成以亚硫酸镁(MgSO3)为主的副产物。
3)氧化反应
在烟气中氧气作用下,部分MgSO3被氧化:2MgSO3 + O2 → 2MgSO4,生成硫酸镁。
因此,脱硫反应的直接副产物是三水和六水的亚硫酸镁,由于烟气中存在氧气(O2),部分MgSO3被氧化成MgSO4。MgSO4主要以七水结晶水形态存在,在水中的溶解度约为30%。影响亚硫酸镁氧化速率的因素主要有含O2量,SO2浓度,PH值,温度,停留时间等。
1.3 氧化镁脱硫工艺特点
本项目采用氧化镁脱硫工艺对原石灰石-石膏法(LSFO)设施进行增效改造。氧化镁经熟化生成氢氧化镁浆液,其对二氧化硫的吸收反应活性大大高于钙基脱硫剂,是性能极好的脱硫剂,与石灰石工艺相比具有以下特点:
 脱硫效率高达99+%,满足最严格的排放标准,适应更高SO2浓度烟气脱硫;
 脱硫剂耗量相当于石灰石的40%;
 同等条件下脱硫要求的液/气比仅2-5 L/m3,只有达到同效率的石灰石法工艺的 1/4,对于本项目可以采用原循环泵二用一备方式运行,即省电,又提高运行可靠性;
 脱硫系统电耗低:~0.40%(无增压风机的额定厂用电率);
 脱硫系统压降:~1100Pa,比石灰石法低1/3。
 脱硫运行不结垢,脱硫剂本身无腐蚀性,运行可靠性高;
 脱硫工艺系统简单,各个环节及设备成熟,造价较低,运行维护简便;
 固体副产物亚硫酸镁可以农用,在条件具备时,可以再生氧化镁循环脱硫,二氧化硫气体可以回收制硫酸,实现循环经济和脱硫盈利;
 系统简单,占地较小,改造停机工期短。
因此,氧化镁脱硫是脱硫性能好,技术成熟,运行可靠,维护简便,经济性好的先进、实用的脱硫工艺。
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烟气脱硫塔系统运行维护指南


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