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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(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)高速氣液對(duì)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(guò)對(duì)煙氣流速、漿液量和噴射高度的有效控制，通過(guò)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(guò)程，從而達(dá)到氣體凈化的目的。 

（二）噴嘴的獨(dú)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(guò)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(yùn)行時(shí)，從鍋爐引風(fēng)機(jī)后引出的原煙氣通過(guò)風(fēng)機(jī)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(dòng)、異常煙溫、FGD裝置故障、檢修停運(yùn)時(shí)，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(jī)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(guò)該層時(shí)，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(guò)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(cāng)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(jí)脫水系統(tǒng)，石膏真空皮帶脫水機(jī)二級(jí)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(yùn)行時(shí)的漿液管和漿泵，在停運(yùn)時(shí)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(lái)自石膏旋流器溢流的部分漿液和石膏皮帶脫水機(jī)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(diǎn)

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(jì)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性方面綜合考慮，還具有如下顯著特點(diǎn)：

(一)投資和運(yùn)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(yùn)行電耗30-35%，總運(yùn)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(jiǎn)便，特別適合預(yù)留空間小、現(xiàn)場(chǎng)位置有限的已建電廠脫硫技術(shù)改造項(xiàng)目。

(三)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于運(yùn)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(shí)間，有效解決了系統(tǒng)維護(hù)對(duì)主機(jī)運(yùn)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(jì)需要重點(diǎn)克服的兩個(gè)難點(diǎn)，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(jià)格昂貴且施工和維護(hù)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(zhǎng)的特點(diǎn)，可以處于基本免維護(hù)工作狀態(tài)。

(五)脫硫劑選擇性強(qiáng)

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(yùn)行成本。

(六)工藝方案選擇靈活

針對(duì)每個(gè)項(xiàng)目的具體情況，可采用并聯(lián)、串聯(lián)組合設(shè)計(jì)，即：對(duì)場(chǎng)地小、幾臺(tái)小機(jī)組同時(shí)脫硫，可選擇“幾爐一塔”的工藝方案；在場(chǎng)地充裕、機(jī)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(duì)工況變化的適應(yīng)能力強(qiáng)

煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)，來(lái)源于業(yè)主的設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)條件要求脫硫系統(tǒng)有一定的設(shè)計(jì)余量，以適應(yīng)主機(jī)系統(tǒng)、煤種變化等運(yùn)行環(huán)境的變化。主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷、煤種、煤的二氧化硫含量變化，都對(duì)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(huì)造成投資的大幅度增加；能力預(yù)留不夠，滿足不了實(shí)際運(yùn)行的需要。

本工藝系統(tǒng)在工藝設(shè)計(jì)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)控制，保證系統(tǒng)在滿足設(shè)計(jì)要求前提下，可以上下浮動(dòng)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(diǎn)：

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(jī)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(diǎn)，但是與其優(yōu)點(diǎn)相比較來(lái)說(shuō)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(shí)意義。