⑴ 脫硫塔設計-漿液循環泵使用
第十一屆全國燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技術「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交漉會 －３５１? 脫硫吸收塔漿液循環泵的汽蝕周立年 （許繼聯華國際環境工程有限責任公司，北京 １０００８５） 摘要循環泵的汽蝕在濕法脫硫工藝經常出現，但並沒有引起重視。本文從汽蝕原理上分析出循環 泵汽蝕極容易發生，指出了避免汽蝕現象發生的一些措施。 石灰石一石膏法煙氣脫硫工藝中，循環泵的工作效率關繫到吸收塔內漿液噴淋效果，影響到脫硫效率和耗電量。通常對循環泵的腐蝕和磨蝕比較注意，循環泵的汽蝕現象不容易發現而沒有 引起足夠的重視。我們在脫硫作業中發現循環泵葉輪葉片出現一些坑坑點點損壞現象，循環泵電流下降，脫硫效率降低，經過仔細分析認為是汽蝕作用比較大，同時存在的腐蝕、磨蝕現象，也 加重了循環泵葉輪葉片的損壞。為此，我們必須對循環泵的汽蝕作認真的研究，避免或者減輕汽蝕現象的發生。 一、汽蝕機理 汽蝕現象是當水泵內液體流通時水汽化成汽泡，汽泡再凝結成水的過程中，對水泵流通金屬表面的破壞，這種現象稱為汽蝕或空蝕。 在一個標准大氣壓時，水加熱到１００℃會沸騰，產生大量氣泡。當容器內壓力小於一個標准 大氣壓時，降低一定溫度水也會沸騰。例如，當水溫在５０℃時，水面上的壓降到１２．３ ｋＰａ，水 會開始汽化而沸騰，當水面上的壓力升到大於１２．３ ｋＰａ時，水就會停止汽化沸騰。所以水和汽 在溫度一定時，通過變化壓力可以互相轉化。 循環泵的運轉過程中，泵各處的流速和壓力變化巨大，在葉輪進漿處壓力最低。這個地方的漿液溫度為５０℃，當這個地方漿液壓力小於或等於１２．３ ｋＰａ時，漿液就會汽化，形成許多細小 的汽泡，有些汽泡會附著在葉輪葉片和泵殼內壁上，同時溶解在漿液中的ＳＯ：、０：、ＣＩ等腐蝕性 氣體會因為壓力降低而逸出，這些氣體腐蝕性極強。由於吸收塔內漿液加入了大量的氧化空氣， 所以吸收塔內是一個充滿大量空氣汽泡的石膏一石灰石漿液混合液體，在進入循環泵之前，已經充滿了氣體，更加有利於汽化現象發生。 漿液中ＳＯ：、０：、ＣＩ氣體在總壓力（氣體和汽體）等於１０１．３３ ｋＰａ時溶解於ｌＯＯｇ水中的氣體質量為：Ｓ０２：６．４７ 是一種強腐蝕性氣體。 循環泵葉輪邊緣是泵體內壓力最低和最高的切換點，漿液中瞬間形成許多蒸汽和氣體混合的 小氣泡，當小氣泡隨水流到達壓力較高區域時，汽泡急劇凝結而消失，同時，汽泡周圍的漿液以 很高的速度填充汽泡空間。 從汽泡產生到消失，時間極短。估計這段時間，如葉輪葉片進口處漿液的相對速度為３０ｍ／ Ｓ，葉輪葉片汽蝕破壞部位與葉片進口邊的距離為３ｃｍ，汽泡從產生到消失的時間約為０．００１Ｓ。 汽泡在短暫的時間內消失，會產生很強的水錘壓強，局部壓強可達到２００ＭＰａ以上，這樣高的瞬 時沖擊壓強作用在葉輪葉片上足以使表面上微觀裂縫處產生破壞作用。同時，汽泡中的ＳＯ：、 ０：、ＣＩ等腐蝕性氣體，也會藉助汽泡凝結及氣體壓強而產生的熱量，加快葉輪葉片表面的化學 腐蝕破壞作用。所以葉輪葉片表面首先出現坑坑點點的「點蝕」損壞現象。ｇ；０２：０．００３１ ｇ；ＣＩ：０．４５９ ｇ。漿液中ｓ０２、ｃＩ氣體含量大於０２含量， ?３５２? 「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交流會（２００７） 二、循環泵產生汽蝕的現象 ２．１對循環泵過流部件產生破壞作用汽蝕破壞最嚴重的是葉輪，及葉輪上的葉片部件，葉輪口環間隙處會產生汽蝕破壞現象。 ２．２產生雜訊和振動 汽蝕發生時，會有汽泡的破滅產生的各種頻率的雜訊，如炒豆子的燥裂聲，同時機組會有振 動現象。 ２．３循環泵效率下降 循環泵汽蝕嚴重時，由於漿液中有大量汽泡，實際上改變了漿液的密度，葉片表面充滿了汽 泡，造成脫流，造成泵實際揚送的充滿汽體的漿液，而不是單純的漿液，使循環泵的功率、揚程 和效率均會迅速下降，如圖所示： 三、汽蝕的界限Ｐｎ ３．１、泵汽蝕餘量ＮＰＳＨ， 泵汽蝕餘量Ａｈｒ是由泵本身的特性決定的， 是表示泵本身抗汽蝕性能的參數，與泵本身的設 計、製造和泵的使用轉速有關。泵的汽蝕餘量Ａｈｒ越低，說明泵的抗汽蝕性能越好，反之，泵 的抗汽蝕性能越差。 ３．２、裝置汽蝕餘量ＮＰＳＨ。：圖１Ｑ 裝置汽蝕餘量是由外界的吸入裝置特性決定 汽蝕對特性曲線的影響 的，是表示裝置汽蝕性能的參數，（例如吸收塔漿液循環泵吸人裝置的裝置汽蝕餘量是由塔內液 面高度及管道系統阻力所決定的）。裝置汽蝕餘量越高，泵越不容易汽蝕，反之，泵越容易 汽蝕。 ３．３、泵產生汽蝕的界限： 泵產生汽蝕的界限是泵汽蝕餘量ＮＰＳＨ，等於裝置汽蝕餘量ＮＰＳＨ。。當裝置汽蝕餘量低到等 於泵汽蝕餘量ＮＰＳＨ，時，泵就己經開始汽蝕，換言之，泵的汽蝕餘量高到等於裝置汽蝕餘量時，泵就已開始汽蝕。 四、裝置汽蝕餘量計算為使循環泵不發生汽蝕，裝置汽蝕餘量（ＮＰＳＨ。）必須大於泵的汽蝕餘量（ＮＰＳＨ，），為了 安全還應增加１ｍ的安全餘量即：ＮＰＳＨ。≥ＮＰＳＨ，＋１ ｍ 裝置汽蝕餘量是指泵入口處單位重量液體所具有的高於汽化壓力能頭的能量。影響循環泵裝 置汽蝕餘量的條件有：吸收塔內漿液高度與循環泵入口高度之差，泵人ｌＺｌ管道直徑、長度、形 式、閥門，入口管道內壁光潔度，當地絕對標高，漿液溫度，以及漿液中汽體含量和汽泡大 小等。 泵的汽蝕餘量為循環泵的結構的設計參數所決定，由泵廠商在泵試驗中確定。 裝置汽蝕餘量的計算如下式： ＮＰＳＨ。＝（Ｈ砒ｍ—Ｈ，。。）／１０ｐｐ＋Ｈｓ 式中：Ｈ。——泵安裝地點的環境壓力，ｋＰａ； Ｈ，。。——漿液汽化壓力，ｋＰａ； 第十一屆全國燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技術「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交流會 『３５３? Ｈｓ——泵入口總水頭，ｍ； ｐｐ——漿液密度，ｔ／ｍ３ 泵入口總水頭計算如下式：Ｈ。＝Ｚｌ～Ｈｎｌ—Ｈｉｉ ｚ。——循環泵實際提升高度（吸收塔內漿液面與循環泵中心線之差），ｍ； Ｈ。．——循環泵進口管段沿程水頭損失，ｍ； Ｈｉｉ——循環泵進口管段局部水頭損失之和，ｍ；Ｈｎｌ＝ｆ×Ｌ／Ｄ×Ｖ２／２９ Ｆ——泵進口管內壁摩擦系數； Ｌ——泵進口管當量長度，ｌＩｌ； Ｄ——泵進口管內徑，ｉｎ； Ｖ——泵進口管漿液流速，ｍ／ｓ； ｇ——重力加速度，ｇ＝９．８１ｍ／ｓ２；Ｈｉｉ＝Ｈ＾一ＨＢ—Ｈｃ—ＨＤ ＨＡ——泵進口管過濾網水頭損失，ｉｎ； Ｈ。——泵進口管蝶閥水頭損失，ｍ； Ｈ。——泵進Ｉ＝Ｉ管收縮段水頭損失，ｍ； Ｈ。——泵進Ｉ＝Ｉ管與吸收塔接頭型式水頭損失，ｍ； 五、泵的汽蝕餘量計算泵的汽蝕餘量的計算如下式：ＮＰＳＨ，＝Ｖ０２／２９＋ｈＷ０２／２９ 由泵的汽蝕餘量計算公式可以看出，減少泵的汽蝕餘量，提高泵的汽蝕性能應該採取以下措施： 降低泵的轉速，採用低轉速泵。 入值採用求導方式取最小值點，加大葉輪進口直徑，符合ＫＯ值在４．５—５．５之間，為高汽蝕餘量泵。 增加葉片進口寬度，從而減小Ｖｏ和Ｗｏ。 增加了蓋板進口部分曲率半徑，採用兩段圓弧設計，從而減低Ｖｏ值。葉片數量最少，排擠系數小。 葉片進口沖角在保證效率的情況，採用正沖角。 葉片進口採用自然流線角度，流體阻力小。 加大平衡孔設計，進出口壓力得到平衡，減小泄流量。 採用能耐酸腐蝕、耐磨蝕、強度高、韌性大的金屬材料。國際和國內通用材料有：Ａ４９（雙 相耐磨白口鐵）或１．４５１７、１．４４６０、１．４５３９、１．４５２９等雙相鋼，也可以採用襯膠方式，均表現 出比較良好的耐腐蝕、耐磨損性能。 六、循環泵汽蝕實例計算某６００ＭＷ機組脫硫吸收塔，循環泵漿液輸送量為９８００ｍ３／ｈ，吸收塔漿液面與泵進１２１之差為９．６ｍ，進口管直徑為１．２ｍ，進１２１管幾何長度為６．２６ｍ，石膏漿液比重１．１５ ｔ／ｍ３，循環泵必需汽 蝕餘量ＮＰＳＨ，＝８．７ ｍ。 ｍ。 根據當地標高，Ｈａｔｍ為９０ ｋＰａ，Ｈｖａｐ為１３ ｋＰａ。ＰＰ為１．１５ ｔ／ｍ３。經過計算，Ｈｓ＝９．７ 「十一五」煙氣脫硫脫氮技術創新與發展交流會（２００７） ＮＰＳＨ。＝（Ｈａｔｍ—Ｈｖａｐ）／１０ｐｐ＋Ｈｓ＝（９０—１３）／１０×１．１５＋９．７＝１５．７ 由於ＮＰＳＨ。＋１＝８．７＋１＝９．７ｍ ｍ 該泵的裝置汽蝕餘量大於泵的汽蝕餘量加ｌ米的數值，滿足汽蝕餘量的要求，不會發生汽蝕現象。 七、循環泵避免汽蝕現象的措施改進循環泵的內部結構和參數。 循環泵進口管道適當加粗，減少彎曲和變徑，改進管道與吸收塔的介面形式。 減少循環泵進口管道長度。 調試及正常生產時，降低吸收塔低液位的使用頻率，保持正常液位操作，保持較高的裝置汽蝕餘量與泵的汽蝕餘量的差值。 吸收塔內氧化空氣管出口盡量設計在較高的位置上，減少漿液中的空氣含量。 在石灰石進入制漿前設篩子或者過濾裝置，提高石灰石的純度，減少石灰石中的ＳｉＯ：及異物，避免進入吸收塔內造成對循環泵葉輪葉片的損壞。 在石膏排放泵出口設過濾器，在往塔內回輸時可以凈化石膏漿液，減少ＳｉＯ：及異物在漿液 中循環，減少對泵的損壞。 脫硫裝置開始運行時嚴格檢查煙道及漿液系統的雜質和異物。 使用質量良好的漿液噴頭，減少破損噴頭對泵的損傷。 八、結論濕法脫硫工程中循環泵極容易形成汽蝕，和循環漿液中充滿大量氧化空氣、漿液溫度較高有 關，同時漿液中有大量腐蝕性氣體，加劇了循環泵葉輪葉片的破壞。在循環泵外部配置設計時應 充分注意，改善各種裝置的外部條件，避免汽蝕的發生。對泵生產廠商要求漿液泵在研製和生產 時，採取專門的防範措施，避免汽蝕、腐蝕、磨蝕對泵的損傷。參考文獻 《選礦設計手冊》冶金工業出版社 《水泵原理、運行維護與泵站管理》化學工業出版社 《鍋爐設計手冊》機械工業出版社 《化學分析手冊》化學工業出版社 脫硫吸收塔漿液循環泵的汽蝕作者： 作者單位： 周立年 許繼聯華國際環境工程有限責任公司,北京,100085 相似文獻(10條) 1.會議論文 王乃華.魯天毅 石灰石/石膏濕法煙氣脫硫金屬漿液循環泵國產化研究及實踐 2006 本文介紹了襄樊五二五泵業有限公司成功開發煙氣脫硫金屬漿液循環泵的有關情況.包括:泵的水力模型、結構、機械密封、材料的研究成果,經工業 性考核和鑒定該泵已達國際先進水平,完全可實現我國火電機組濕法脫硫裝置的各種金屬漿液循環泵的國產化. 2.會議論文 孫克勤.徐海濤.徐延忠 利用自主工藝包實施WFGD核心設備國產化 2004 本文對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫關鍵設備吸收塔漿液輸送及分配系統——漿液循環泵及FRP噴林管道進行國產化研究及工程實施的過程進行了介紹 。試驗數據表明,由江蘇蘇源環保工程股份有限公司與連雲港中復連眾復合材料集團公司聯合開發的FRP噴淋管道及與石家莊泵業集團有限公司聯合開發 的大流量漿液循環泵完全滿足600MW等級火電廠濕法煙氣脫硫工程的需要,部分指標已達到或接近世界先進水平,此兩項設備已成功應用於太倉港環保發電 有限公司一二期煙氣脫硫工程中,其成功開發將對推動我國煙氣脫硫技術及裝備的國產化產生深遠的意義。 3.會議論文 龍輝.鍾明慧 影響600MW機組濕法煙氣脫硫廠用電率主要因素分析 2005 針對影響600MW機組濕式石灰石—石膏法脫硫島廠用電率的主要因素,對煤收到基硫分高低、煙氣量大小、採用的不同脫硫設備等對脫硫廠用電率的 影響進行了詳細分析,結論是應根據工程具體煤種情況核算硫系統主要6kV設備(增壓風機、漿液循環泵、磨粉機、真空泵、氧化風機等)的軸功率,在初步 設計(預設計)階段對可能出現的廠用電率計算後,完成濕式石灰石—石膏法脫硫島硫部分廠用變容量的選擇. 4.會議論文 王乃華 石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫裝置用泵及其國產化 2003 為了實現石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫裝置用泵國產化,滿足市場用泵需求,襄樊五二五泵業有限公司根據輸送漿液的腐蝕磨蝕特性,在引進技術 基礎上進行了大量研發工作,並取得了良好的應用業績,實現了煙氣脫硫裝置中吸收塔循環泵、各種渣漿泵、長軸液下泵以及攪拌機等多種設備的國產化. 5.會議論文 朱晨曦.吳志宏 煙氣脫硫漿液循環泵國產化研究 2006 本文介紹了濕法煙氣脫硫裝置(WFGD)脫硫漿液循環泵國產化的研究過程，將成果轉化為產品並應用於實際工位，達到了設計參數要求，同時填補國 內濕法脫硫大型石膏漿液循環泵(合金泵)空白，突破與掌握了脫硫大型漿液循環泵創新技術和關鍵技術。 6.會議論文 黃河 FGD漿液循環泵葉輪葉片斷裂原因分析及防範措施 2008 針對石灰石-石膏濕法脫硫系統漿液循環泵保證壽命期內葉輪葉片斷裂的現象，探討了其斷裂的因素。結合斷樣金相組織分析、斷面能譜成分和掃描 電鏡分析結果，提出了該位置斷裂的原因及防範措施。 7.期刊論文 趙芳.黃魁 煙氣濕法脫硫優化運行討論 -科技信息2009,""(34) 從分析煙氣濕法脫硫系統的運行特性出發,提出合理控制吸收塔內漿液的pH值、石膏漿液的密度和石灰石粉的顆粒度,優化漿液循環泵的運行,加強煙 氣、廢水系統的管理等控制策略.結合脫硫單耗調控、能耗排序優化、入爐煤的合理摻混,並結合系統和設備改造與完善,最終達到優化運行的目的. 8.期刊論文 周祖飛.ZHOU Zu-fei 燃煤電廠煙氣脫硫系統的運行優化 -浙江電力2008,27(5) 介紹了燃煤電廠石灰石-石膏濕法脫硫系統運行優化的研究成果,主要內容有以吸收塔漿液pH值控制為核心的脫硫化學反應工藝的細調,增壓風機和 GGH等設備及系統運行方式的調整優化,以及循環泵的節能組合投運等提高脫硫運行經濟性的措施. 9.會議論文 龍輝.於永志 影響600MW機組濕法煙氣脫硫裝置廠用電率主要因素分析 2006 針對影響600MW機組濕式石灰石-石膏法脫硫島廠用電率的主要因素,對煤收到基硫分高低、煙氣量大小、採用的不同脫硫設備等對脫硫廠用電率的影 響進行了詳細分析,國內現設計的600MW機組採用濕法煙氣脫硫工藝時,設計煤種為高熱值,低硫分(硫分低於0.7％),並且脫硫煙氣系統不設GGH或設GGH時 ,脫硫廠用電率為1.0％～1.1％;當採用低熱值,高水分設計煤種,脫硫廠用電率在1.7％以上.當採用高硫分(硫分高於4％)、中等熱值的煤種時,脫硫廠用 電率最高可達1.98％.應根據工程具體煤種情況核算脫硫系統主要設備(增壓風機、漿液循環泵、磨粉機、真空泵、氧化風機等主要設備)的軸功率,在初 步設計階段核算脫硫部分廠用電率後,完成濕式石灰石-石膏法脫硫島脫硫部分廠用變容量的選擇. 10.學位論文 杜謙 並流有序降膜組脫除煙氣中SO<,2>過程的研究 2004 在當前的濕法煙氣脫硫技術中佔主導地位的是噴霧型石灰石—石膏法煙氣脫硫.噴霧型吸收塔具有許多優點,但也存在一些問題.如因噴霧的要求,循 環泵能耗較大、對噴嘴的要求高;霧滴被氣體包夾,脫水除霧困難,塔內難實現高氣速,且煙氣帶水對尾部設備腐蝕較嚴重等.隨著對脫硫過程的深入了解 ,吸收塔內的化學過程能得到很好的控制,結垢問題基本得到解決.本文針對噴霧型吸收塔存在的問題及塔內結垢問題得到解決的基礎上,提出了新型並流 有序降膜式濕法煙氣脫硫工藝,旨在利用降膜反應器的一系列優點,如塔內降膜能提供充分有效的氣液接觸反應面,是一種高效的氣液反應器;塔內氣、液 膜互不貫通,可防止脫硫後煙氣中攜帶霧滴,可省卻除霧器,簡化系統設備,同時可減輕尾部設備的腐蝕;塔內能實現高氣速,可縮小塔體;塔內氣相壓降小 ,降膜通過布液器採用溢流方式形成,且可實現低液氣比,系統能耗低等特點,從而降低脫硫裝置投資及運行成本;同時本文旨在利用並流有序降膜塔內氣、 液接觸的表面積相對已知,是一種良好的研究脫硫過程機理的反應器的特點,對濕式石灰石-石膏法脫硫過程進行比較准確的研究,以便更深入了解濕法脫 硫過程,為合理設計和運行脫硫設備提供理論依據.本文最後對新型並流有序降膜式濕法煙氣脫硫過程進了數值模擬,並將模擬結果與試驗結果進行了比較 分析.結果表明,模型能較准確地對並流降膜式濕法煙氣脫硫過程進行模擬,能較准確地對系統脫硫率、漿液中剩餘石灰石含量及各離子濃度進行預測.
⑵ 除霧器的工作原理及結構
除霧器設備介紹：
除霧器主要是由絲網、絲網格柵組成絲網塊和固定絲網塊的支承裝置構成，絲網為各種材質的氣液過濾網，氣液過濾網是由金屬絲或非金屬絲組成。氣液過濾網的非金屬絲由多股非金屬纖維捻制而成，亦可為單股非金屬絲。該除霧器不但能濾除懸浮於氣流中的較大液沫，而且能濾除較小和微小液沫，廣泛應用於化工、石油、塔器製造、壓力容器等行業中的氣液分離裝置中。
除霧器工作原理：
當帶有霧沫的氣體以一定速度上升通過絲網時，由於霧沫上升的慣性作用，霧沫與絲網細絲相碰撞而被附著在細絲表面上。細絲表面上霧沫的擴散、霧沫的重力沉降，使霧沫形成較大的液滴沿著細絲流至兩根絲的交接點。細絲的可潤濕性、液體的表面張力及細絲的毛細管作用，使得液滴越來越大，直到聚集的液滴大到其自身產生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，液滴就從細絲上分離下落。氣體通過除霧器後，基本上不含霧沫。分離氣體中的霧沫，以改善操作條件，優化工藝指標，減少設備腐蝕，延長設備使用壽命，增加處理量及回收有價值的物料，保護環境，減少大氣污染等。結構簡單體積小，除沫效率高，阻力小，重量輕，安裝、操作、維修方便，絲網除沫器對粒徑≥3~5um的霧沫，捕集效率達98%-99.8%，而氣體通過除沫器的壓力降卻很小，只有250-500Pa，有利於提高設備的生產效率。
煙氣通過除霧器的彎曲通道，在慣性力及重力的作用下將氣流中夾帶的液滴分離出來：脫硫後的煙氣以一定的速度流經除霧器，煙氣被快速、連續改變運動方向，因離心力和慣性的作用，煙氣內的霧滴撞擊到除霧器葉片上被捕集下來，霧滴匯集形成水流，因重力的作用，下落至漿液池內，實現了氣液分離，使得流經除霧器的煙氣達到除霧要求後排出。
除霧器的除霧效率隨氣流速度的增加而增加，這是由於流速高，作用於霧滴上的慣性力大，有利於氣液的分離。但是，流速的增加將造成系統阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速過高會造成二次帶水，從而降低除霧效率。通常將通過除霧器斷面的最高且又不致二次帶水時的煙氣流速定義為臨界流速，該速度與除霧器結構、系統帶水負荷、氣流方向、除霧器布置方式等因素有關。設計流速一般選定在3.5—5.5m/s。
在通常的化工操作中所碰到的氣體中分散液滴的直徑約在0.1～5000μm。一般粒徑在100μm以上的顆粒因沉降速度較快，其分離問題很容易解決。通常直徑大於50μm的液滴，可用重力沉降法分離；5μm以上的液滴可用慣性碰撞及離心分離法；對於更小的細霧則要設法使其聚集形成較大顆粒，或用纖維過濾器及靜電除霧器。
絲網除霧器（又稱捕沫器、捕霧器），其主要用於分離直徑大於3μm～5μm的液滴，工作原理如右圖所示。當帶有液沫的氣體以一定的速度上升，通過架在格柵上的金屬絲網時，由於液沫上升的慣性作用，使得液沫與細絲碰撞而粘附在細絲的表面上。細絲表面上的液沫進一步擴散及液沫本身的重力沉降，使液沫形成較大的液滴沿著細絲流至它的交織處。由於細絲的可濕性、液體的表面張力及細絲的毛細管作用，使得液滴越來越大，直至其自身的重力超過氣體上升的浮力和液體表面張力的合力時，就被分離而下落，流至容器的下游設備中。只要操作氣速等條件選擇的當，氣體通過絲網除沫器後，其除沫效率可達到97%以上，完全可以達到去除霧沫的目的。
⑶ 跪求脫硫技術，濕法（雙鹼法），干法（爐內噴鈣，氧化鐵法），運行管理情況，越詳細越好。
雙鹼法煙氣脫硫技術是為了克服石灰石—石灰法容易結垢的缺點而發展起來的。傳統的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝採用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫後生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由於其溶解度較小，極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。結垢堵塞問題嚴重影響脫硫系統的正常運行，更甚者嚴重影響鍋爐系統的正常運行。為了盡量避免用鈣基脫硫劑的不利因素，鈣法脫硫工藝大都需要配備相應的強制氧化系統（曝氣系統），從而增加初投資及運行費用，用廉價的脫硫劑而易造成結垢堵塞問題，單純採用鈉基脫硫劑運行費用太高而且脫硫產物不易處理，二者矛盾相互凸現，雙鹼法煙氣脫硫工藝應運而生，該工藝較好的解決了上述矛盾問題。/ J4 r" \2 ]1 z- c" h ~& A
! [: l o6 R; g( L! v; M1、 工藝基本原理
2 r! b3 ?) Q" e7 \+ |0 m雙鹼法是採用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由於鈉基脫硫劑鹼性強，吸收二氧化硫後反應產物溶解度大，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題。另一方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙鹼法脫硫工藝降低了投資及運行費用，比較適用於中小型鍋爐進行脫硫改造。
9 d5 T6 l+ {1 m4 O* L: }' M雙鹼法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑，配製好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的，然後脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。脫硫工藝主要包括5個部分：(1)吸收劑制備與補充；(2)吸收劑漿液噴淋；(3)塔內霧滴與煙氣接觸混合；(4)再生池漿液還原鈉基鹼；(5)石膏脫水處理。
0 y4 Y7 y5 `& k/ d. g6 Y雙鹼法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的SO2先溶解於吸收液中，然後離解成H+和HSO3—；8 A, z/ n1 w, m5 l% Q' X" _0 ]
SO2(g)= = = SO2(aq) （1）0 M/ C3 ~+ _. Q3 ]
SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3— = = = 2H++SO32-； （2）- F, ]# [7 d( ]! B. Y. C ^
式（1）為慢反應，是速度控制過程之一。
! k" ]$ s! O. J; P& m1 B1 J; i然後H+與溶液中的OH—中和反應，生成鹽和水，促進SO2不斷被吸收溶解。具體反應方程式如下：3 ?) H& X5 _* ] G
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
4 |8 g- k, F0 R8 @0 M! ~Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
" O& O) i7 J; m# v- d8 V5 J2 R7 F脫硫後的反應產物進入再生池內用另一種鹼，一般是Ca(OH)2進行再生，再生反應過程如下：1 }( y. b$ z( ?' [ q4 I
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3$ U- d8 u+ R# c! ^7 \! ~5 O/ M& a/ _
Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O +1/2H2O
- x* E+ \0 t: l% ]$ B1 W( U5 N; p( F存在氧氣的條件下，還會發生以下反應：9 A& q* o0 L5 ^3 I! W
Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4·H2O
$ A9 D& h/ m/ D脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然後將其用泵打入石膏脫水處理系統或直接堆放、拋棄。再生的NaOH可以循環使用。6 O! ?1 c* R# d% @7 S# F
) z0 d5 x8 X, G2、工藝流程介紹7 n0 {7 h3 G% }2 q' T
來自鍋爐的煙氣先經過除塵器除塵，然後煙氣經煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內布置若干層（根據具體情況定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的氣液接觸條件，從塔頂噴下的鹼液在旋流板上進行霧化使得煙氣中的SO2與噴淋的鹼液充分吸收、反應。經脫硫洗滌後的凈煙氣經過除霧器脫水後進入換熱器，升溫後的煙氣經引風機通過煙囪排入大氣。
) x0 e- b# O) H5 f* w& j/ E: \雙鹼法脫硫工藝流程圖:
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8 j/ |$ @6 v+ c% B* D$ y最初的雙鹼法一般只有一個循環水池，NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環池內混合。在清除循環池內的灰渣時，煙灰、反應生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未反應的石灰同時被清除，清出的混合物不易綜合利用而成為廢渣。為克服傳統雙鹼法的缺點，對其進行了改進。主要工藝過程是，清水池一次性加入氫氧化鈉製成脫硫液，用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶於水，在脫硫過程中，煙氣夾雜的飛灰同時被循環液濕潤而捕集，從吸收塔排出的循環漿液流入沉澱池。灰渣經沉澱定期清除，可回收利用，如制磚等。上清液溢流進入反應池與投加的石灰進行反應，置換出的氫氧化鈉溶解在循環水中，同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，可通過沉澱清除。2 m2 L- K+ B! W& ?
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3、 工藝流程說明
# S- k0 F2 }8 E8 F& ~0 G! u雙鹼法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備和補充系統，煙氣系統，SO2吸收系統，脫硫石膏脫水處理系統和電氣與控制系統五部分組成。
/ j) |1 ~% z @6 d. P: JA、 吸收劑制備及補充系統
& P k: U+ }# B, G8 x- B脫硫裝置啟動時用氫氧化鈉作為吸收劑，氫氧化鈉乾粉料加入鹼液罐中，加水配製成氫氧化鈉鹼液，鹼液被打入返料水池中，由泵打入脫硫塔內進行脫硫，為了將用鈉基脫硫劑脫硫後的脫硫產物進行再生還原，需用一個制漿罐。制漿罐中加入的是石灰粉，加水後配成石灰漿液，將石灰漿液打到再生池內，與亞硫酸鈉、硫酸鈉發生反應。在整個運行過程中，脫硫產生的很多固體殘渣等顆粒物經渣漿泵打入石膏脫水處理系統。由於排走的殘渣中會損失部分氫氧化鈉，所以，在鹼液罐中可以定期進行氫氧化鈉的補充，以保證整個脫硫系統的正常運行及煙氣的達標排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔內容易造成管道及塔內發生結垢、堵塞現象，可以加裝瀑氣裝置進行強制氧化或特將水池做大，再生後的脫硫劑溶液經三級沉澱池充分沉澱保證大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環泵前加裝過濾器，過濾掉大顆粒物質和液體雜質。
; { s. U0 h5 ^, AB、 煙氣系統, A! s- c& |0 {, B! }* Q
鍋爐煙氣經煙道進入除塵器進行除塵後進入脫硫塔，洗滌脫硫後的低溫煙氣經兩級除霧器除去霧滴後進入主煙道，經過煙氣再熱後由煙囪排入大氣。當脫硫系統出現故障或檢修停運時，系統關閉進出口擋板門，煙氣經鍋爐原煙道旁路進入煙囪排放。
0 J4 o2 p0 `+ W8 K5 kC、 SO2吸收系統
. ]2 [. E7 a+ g: w9 @4 F- e煙氣進入吸收塔內向上流動，與向下噴淋的石灰石漿液以逆流方式洗滌，氣液充分接觸。脫硫塔採用內置若干層旋流板的方式，塔內最上層脫硫旋流板上布置一根噴管。噴淋的氫氧化鈉溶液通過噴漿層噴射到旋流板中軸的布水器上，然後鹼液均勻布開，在旋流板的導流作用下，煙氣旋轉上升，與均勻布在旋流板上的鹼液相切，進一步將鹼液霧化，充分吸收SO2、SO3、HCl和HF等酸性氣體，生成NaSO3、NaHSO3，同時消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補給而添加的氫氧化鈉鹼液進入返料水池與被石灰再生過的氫氧化鈉溶液一起經循環泵打入吸收塔循環吸收SO2。
( o4 w! u% E N& A( i9 n0 d$ c; |/ E+ m在吸收塔出口處裝有兩級旋流板（或折流板）除霧器，用來除去煙氣在洗滌過程中帶出的水霧。在此過程中，煙氣攜帶的煙塵和其它固體顆粒也被除霧器捕獲，兩級除霧器都設有水沖洗噴嘴，定時對其進行沖洗，避免除霧器堵塞。
; }9 E) I$ b' [& E/ }$ xD、 脫硫產物處理系統& j2 B$ i$ H5 m- Z; e
脫硫系統的最終脫硫產物仍然是石膏漿(固體含量約20％)，具體成分為CaSO3、CaSO4，還有部分被氧化後的鈉鹽NaSO4。從沉澱池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由於固體產物中摻雜有各種灰分及NaSO4，嚴重影響了石膏品質，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內，石膏漿被濃縮(固體含量約40％)之後用泵打到渣處理場，溢流液迴流入再生池內。
3 r7 v3 a& M3 S; HE、 電氣與控制系統
f/ n- O# n; g( c9 _脫硫裝置動力電源自電廠配電盤引出，經高壓動力電纜接入脫硫電氣控制室配電盤。在脫硫電氣控制室，電源分為兩路，一回經由配電盤、控制開關櫃直接與高壓電機(漿液循環泵)相連接。另一回接脫硫變壓器，其輸出端經配電盤、控制開關櫃與低壓電器相連接，低壓配電採用動力中心電動機控制中心供電方式。
) q9 X' J4 Y! X) o系統配備有低壓直流電源為電動控制部分提供電源。
5 d/ w) T, K4 }3 n% m脫硫系統的脫硫劑加料設備和旋流分離器實行現場控制，其它實行控制室內脫硫控制盤集中控制，亦可實現就地手動操作。
9 X" b: j: l; V正常運行時，由立式控制盤自動控制各個調節閥，控制脫硫系統石灰供應量和氫氧化鈉補給量，要在鍋爐負荷變動時能自動予以調節。煙氣量的控制是根據鍋爐排煙量，由引風機入口擋板通過鍋爐負荷信號轉換為煙氣量與實際引入脫硫裝置的煙氣量反饋信號控制。吸收劑漿液流量的控制是通過進入脫硫裝置的SO2量以及循環漿池中漿液的PH值來控制的。副產品漿液供給量通過吸收劑漿液的流量來控制。除霧裝置清洗水的流量、吸收室入口沖洗水的壓力以及脫水機排出液流量單獨控制。脫硫塔底部的液位亦屬於單獨控制，即通過補給水量來控制。吸收劑漿池濃度的控制由補給水量調節給料器的轉速以控制石灰加入量，繼而達到控制濃度的目的。吸收室出口除霧器的清洗是按一定的時間間隔開關噴水閥用補充給水進行沖洗。
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" J% x7 { n. @; D- J& M4、二次污染的解決問題. _' J' I6 ?! W4 X/ p8 ~
採用氫氧化鈉作為脫硫劑，在脫硫塔內吸收二氧化硫反應速率快，脫硫效率高，但脫硫的產物Na2SO4很難進行處理，極易造成嚴重的二次污染問題。採用雙鹼法煙氣脫硫工藝，用氫氧化鈉吸收二氧化硫後的產物用石灰來再生，只有少量的Na2SO4被帶入石膏漿液中，這些摻雜了少量Na2SO4的石膏漿液用泵打入旋流分離器中進行固液分離，分離的大量的含水率較低的固體殘渣被打到渣場進行堆放，溶液流回再生池繼續使用，因此不會造成二次污染。
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5、 工藝特點% `% ]3 d, S! U
與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比，雙鹼法原則上有以下優點：- i6 k% {7 |+ D9 z2 { o. d
（1）用NaOH脫硫，循環水基本上是NaOH的水溶液，在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象，便於設備運行與保養；* Z* i- H3 ~. O: M6 h t
（2）吸收劑的再生和脫硫渣的沉澱發生在塔外，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；同時可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系統更緊湊，且可提高脫硫效率；) I* F( N% S6 y
（3）鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般在90%以上；
8 N) I4 c9 p' O; e& Q. b（4）對脫硫除塵一體化技術而言，可提高石灰的利用率。
" E x& Z8 ^/ O X3 `; M缺點是：NaSO3氧化副反應產物Na2SO4較難再生，需不斷的補充NaOH或Na2CO3而增加鹼的消耗量。另外，Na2SO4的存在也將降低石膏的質量。" U6 A4 \$ a Y
雙鹼法脫硫技術是國內外運用的成熟技術，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術，具有廣泛的市場前景。