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一、雙回路濕法脫硫工藝原理

（一）湍流傳質(zhì)技術(shù)

湍流傳質(zhì)技術(shù)是利用流體力學(xué)和氣體動力學(xué)原理，通過高速氣液對流產(chǎn)生氣液旋轉(zhuǎn)翻覆的湍流空間。在高速湍流區(qū)，經(jīng)過對煙氣流速、漿液量和噴射高度的有效控制，通過豎噴噴嘴獲得分布均勻的漿液顆粒，氣、液、固三相充分接觸，迅速完成傳質(zhì)過程，從而達(dá)到氣體凈化的目的。 

（二）噴嘴的獨特構(gòu)造

噴嘴的構(gòu)造直接影響吸收液滴與煙氣的接觸面積以及吸收液與SO2的反應(yīng)速度，進(jìn)而影響脫硫效果。

二、雙回路濕法脫硫工藝組成

雙回路豎噴濕法脫硫工藝煙氣脫硫系統(tǒng)包括：煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、吸收劑漿液制備系統(tǒng)、石膏漿液脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)。各系統(tǒng)的功能詳細(xì)如下：

（一）煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)是脫硫預(yù)處理的煙氣所要經(jīng)過的通道，包括原煙氣煙道，凈煙氣煙道、旁路煙道以及煙道上的相關(guān)附件。當(dāng)FGD裝置運行時，從鍋爐引風(fēng)機后引出的原煙氣通過風(fēng)機升壓后噴水降溫進(jìn)入雙回路塔。在塔內(nèi)脫硫煙氣凈化，經(jīng)除霧器除去水霧后，接入主體發(fā)電工程的煙道經(jīng)煙囪排入大氣。設(shè)置旁路擋板門，當(dāng)鍋爐啟動、異常煙溫、FGD裝置故障、檢修停運時，煙氣由旁路擋板經(jīng)煙囪排放。

（二）二氧化硫吸收系統(tǒng)

預(yù)處理煙氣經(jīng)風(fēng)機提升壓頭后，由上至下進(jìn)入雙回路塔的高速吸收區(qū)，煙氣與噴嘴中噴出的吸收漿液逆向高速碰撞，形成了湍流層，煙氣穿過該層時，與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而除去煙氣中的二氧化硫，煙氣轉(zhuǎn)彎在低速吸收區(qū)進(jìn)行二次脫硫，經(jīng)過凈化的煙氣經(jīng)塔內(nèi)除霧器除霧后進(jìn)入凈煙氣煙道后排放。而吸收反應(yīng)后的吸收液由自重下落到雙回路塔下部的漿液池，與不斷鼓入的氧化空氣充分氧化，生成石膏進(jìn)行排放。為防止二水硫酸鈣沉淀在雙回路塔漿液池內(nèi)設(shè)置攪拌器。

化學(xué)方程式為：

吸收反應(yīng)：2CaCO3+H2O+2SO2＝2CaSO3·1/2H2O+2CO2↑

氧化反應(yīng)：2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O＝2CaSO4·2H2O↓

（三）吸收劑漿液制備系統(tǒng)

采用商品石灰石粉配制成石灰石漿做為吸收劑。石灰石粉從粉倉下部稱重后進(jìn)入吸收劑漿液槽與工藝水配置成成品漿液送至雙回路塔進(jìn)行吸收反應(yīng)。 

（四）石膏漿液脫水系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)設(shè)有脫水系統(tǒng)，包括石膏旋流器一級脫水系統(tǒng)，石膏真空皮帶脫水機二級脫水系統(tǒng)。雙回路塔排出漿液為石膏(CaSO4·2H2O)和其他鹽類的混合液，包括MgSO4、MgCl2、CaCl2、NaSO4、NaCl、石灰石(CaCO3)、氟化鈣(CaF2)、和灰份等組成。 

（五）工藝水系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)設(shè)置工藝水系統(tǒng)，滿足脫硫系統(tǒng)內(nèi)所有需要工藝水的用戶。 

（六）排水系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)正常運行時的漿液管和漿泵，在停運時后沖洗的沖洗廢水收集在地坑中。收集在地坑中的漿液返回脫硫系統(tǒng)回收利用。 

（七）廢水系統(tǒng)

來自石膏旋流器溢流的部分漿液和石膏皮帶脫水機濾液送入脫水系統(tǒng)地坑。部分漿液進(jìn)入廢水系統(tǒng)，部分漿液送至吸收劑制備系統(tǒng)，部分漿液返回雙回路塔重復(fù)利用。

工藝流程

三、雙回路濕法脫硫工藝的特點

雙回路塔除脫硫效率與空塔技術(shù)一致外，具有液氣比小、大口徑霧化噴嘴設(shè)計等技術(shù)優(yōu)勢。從技術(shù)經(jīng)濟、適應(yīng)性方面綜合考慮，還具有如下顯著特點：

(一)投資和運行成本低

與噴淋塔相比，減少了2—3層聯(lián)管噴淋層，也相應(yīng)減少了等量的漿液循環(huán)泵；較低的液氣比降低了雙回路塔的高度、減少了占地面積、減少了工藝水的消耗；由于只使用一層噴淋聯(lián)管，噴嘴使用量降低75%。綜合比較，投資減少15%-20%，減少運行電耗30-35%，總運行成本降低20%-25%。

(二)占地面積小，適合于老廠改造

該脫硫系統(tǒng)占地面積小、高度低、布置緊湊、安裝簡便，特別適合預(yù)留空間小、現(xiàn)場位置有限的已建電廠脫硫技術(shù)改造項目。

(三)結(jié)構(gòu)簡單，便于運行和維修保養(yǎng)

系統(tǒng)的故障主要就是噴淋系統(tǒng)故障，反映在噴淋管道和噴嘴的堵塞。本系統(tǒng)高速湍流吸收區(qū)只使用1-3只大口徑噴嘴，安裝方式為套管抽拉式，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可從外側(cè)將噴淋管抽出更換；低速吸收區(qū)采用大口徑球形噴嘴，也采用套管抽拉式安裝方式，大大降低了維修難度，減少維修時間，有效解決了系統(tǒng)維護對主機運行的影響。

(四)采用新型復(fù)合材料

防腐和和耐高溫是雙回路塔設(shè)計需要重點克服的兩個難點，特別是在雙回路塔的煙氣入口和出口處，往往需要采用高性能不銹鋼作為煙道內(nèi)襯，價格昂貴且施工和維護困難。本系統(tǒng)在煙氣入口的高速湍流區(qū)采用耐溫玻璃鋼為主材、內(nèi)襯高分子耐磨、耐高溫、耐腐蝕材料，具有使用壽命長的特點，可以處于基本免維護工作狀態(tài)。

(五)脫硫劑選擇性強

在脫硫劑的使用上，除石灰石粉外，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源條件靈活選擇，包括化工企業(yè)的堿性廢料，能使用多種脫硫劑包括石灰、燒堿溶液、電廠沖渣水、電石渣、白云石、蘇打、氧化鎂/氫氧化鎂溶液、廢鋼渣、廢液氨、紙廠黑液等堿性物質(zhì)，可以大大降低系統(tǒng)的運行成本。

(六)工藝方案選擇靈活

針對每個項目的具體情況，可采用并聯(lián)、串聯(lián)組合設(shè)計，即：對場地小、幾臺小機組同時脫硫，可選擇“幾爐一塔”的工藝方案；在場地充裕、機組較大、脫硫改造工程資金不太充裕的情況下，可選擇“一爐兩塔”工藝方案；真正做到“度身定做”，最大限度滿足政府和企業(yè)的客觀需求。

(七)對工況變化的適應(yīng)能力強

煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)，來源于業(yè)主的設(shè)計條件。設(shè)計條件要求脫硫系統(tǒng)有一定的設(shè)計余量，以適應(yīng)主機系統(tǒng)、煤種變化等運行環(huán)境的變化。主機系統(tǒng)運行負(fù)荷、煤種、煤的二氧化硫含量變化，都對脫硫子系統(tǒng)提出了適應(yīng)性的要求。但預(yù)留太大能力，會造成投資的大幅度增加；能力預(yù)留不夠，滿足不了實際運行的需要。

本工藝系統(tǒng)在工藝設(shè)計上，在投資增加不多前提下，充分考慮了脫硫系統(tǒng)的適應(yīng)能力，根據(jù)煙氣量和煙氣中二氧化硫含量的變化，對系統(tǒng)進(jìn)行分級控制，保證系統(tǒng)在滿足設(shè)計要求前提下，可以上下浮動30%。

四、雙回路脫硫工藝存在的缺陷

雙回路濕法脫硫工藝中存在著一些技術(shù)缺點：

第一，雙回路濕法脫硫工藝的高速吸收區(qū)的阻力比較大，大約在1500Pa-2000Pa左右，系統(tǒng)阻力比噴淋空塔的阻力要大1000Pa左右，所選用的風(fēng)機的壓頭要求比較高。

第二，雙回路濕法脫硫工藝采用新型復(fù)合材料，主要采用耐溫玻璃鋼為主材、內(nèi)襯高分子耐磨、耐高溫、耐腐蝕材料，但是玻璃鋼本身材質(zhì)存在一些缺陷，比如材質(zhì)比較脆，韌性和剛性都不大等。

雖然雙回路濕法脫硫工藝存在著以上缺點，但是與其優(yōu)點相比較來說顯得非常微不足道，所以推廣使用雙回路豎噴濕法脫硫工藝是具有非常重要的現(xiàn)實意義。