脫硫工程技術與設備（第三版）

第一章 當前脫硫技術存在的問題與展望1
一、當前脫硫技術存在的一些問題1
二、對脫硫技術的展望3

第二章 石灰石-石膏法脫硫技術6
第一節 石灰石的特性6
一、石灰石的物化性質6
二、石灰石的反應活性10
三、石灰石和白雲石有關性質比較16
第二節 石灰石脫硫基本原理17
第三節 石膏的結晶21
一、石膏和半水亞硫酸鈣晶體的特點21
二、硫酸鈣的結晶過程23
三、結晶過程的影響因素26
四、石膏品質控制措施30
第四節 亞硫酸的氧化30
一、影響亞硫酸鹽氧化的因素32
二、抑制氧化36
三、煙氣脫硫系統中常用的曝氣裝置37
第五節 影響脫硫性能的幾個關鍵參數41
一、傳質單元數與脫硫效率的關係42
二、煙氣中SO2濃度的影響46
三、迴圈漿液固含物質量分數及停留時間的影響46
四、液氣比、煙氣流速對脫硫塔壓降的影響47
五、pH值的影響47
六、煤質的影響49
七、CaCO3品位的影響49
八、氟離子的影響49
九、石灰石利用率的影響49
十、氧化方式的影響50
十一、煙氣中粉塵的影響51
十二、煙氣溫度的影響51
十三、有機酸的影響52
十四、供漿位置的影響52
十五、鎂鹽的影響53
十六、鍋爐負荷對脫硫塔的影響53
十七、煙氣與脫硫劑接觸時間54
十八、SO2-3、Al3 、F-濃度的影響54
十九、銨鹽的影響55
第六節 脫硫添加劑56
一、化學添加劑應用機理56
二、化學添加劑在FGD系統中的應用57
三、化學添加劑製備系統62
四、應用化學添加劑的優缺點62
五、添加劑的選擇64
第七節 結垢問題66
一、脫硫系統中常出現的結垢及固體堆積現象66
二、結垢的危害68
三、結垢類型68
四、堵塞、結垢的原因69
五、結垢的防止措施70
第八節 脫硫系統可靠性72
一、脫硫系統可靠性一般定義72
二、影響可靠性的因素73
三、提高系統可靠性的措施75
第九節 脫硫系統分析監測76
一、主要監測項目76
二、實驗室建設77
三、幾個關鍵參數的化學分析原則79
四、分析計畫範例82
五、生石灰消化速度測試83
第十節 脫硫廢渣的綜合利用86
一、脫硫石膏的基本性質86
二、脫硫石膏與天然石膏比較87
三、石膏的烘乾工藝介紹87
四、炒鍋生產熟石膏工藝88
第十一節 石灰脫硫技術91
一、生石灰的性質91
二、石灰石與石灰比較94
三、鎂增強石灰和石灰石工藝比較97

第三章 其它工藝100
第一節 氨-硫酸銨法脫硫工藝100
一、脫硫工藝流程100
二、氨法脫硫中的問題及其解決方法109
三、CGP（Clean and Green Process）工藝簡介110
第二節 MgO-MgSO3脫硫工藝(抑制氧化法)111
一、工藝流程111
二、抑制氧化方法113
三、結晶產物控制114
第三節 可再生脫硫工藝115
一、溶劑及其特性115
二、CANSOLV可再生胺脫硫工藝118
第四節 活性炭同時脫硫脫硝除塵技術120
一、脫硫、脫硝、解吸工藝和原理120
二、主要設備125
三、活性炭的選擇132
第五節 海水脫硫133
一、海水脫硫過程的基本原理133
二、設計中需要注意的幾個主要問題134
第六節 迴圈流化床(CFB)脫硫技術140
一、主要工藝原理及其影響因素141
二、主要系統簡介143
三、布袋除塵器145
四、物料循環系統145
五、流化風系統145
六、主要控制回路146
七、脫硫廢渣的利用146
第七節 噴霧乾燥吸收(SDA)煙氣脫硫技術147
一、吸收劑製備系統150
二、吸收和乾燥系統151
三、固體廢渣捕集系統152
四、固體廢渣處置系統153
第八節 其它半幹法脫硫技術153
一、NID脫硫工藝153
二、增濕活化脫硫技術155
三、霍夫曼脫硫脫硝技術157
四、吸收劑供應系統防止板結、下灰不暢的措施158
第九節 碳酸氫鈉乾粉噴射(SDS)工藝158
一、碳酸氫鈉乾粉噴射158
二、碳酸氫鈉的物化性質159
三、脫硫反應機理160
四、噴射位置的選擇162
五、幹式噴射系統主要設備162
六、幹式噴射系統設計要點164

第四章 脫硫系統主要設備介紹165
第一節 煙氣再熱裝置165
一、回轉式再熱器165
二、熱管式換熱器168
三、經驗與教訓171
第二節 脫硫漿液迴圈泵172
一、輸送的介質特性172
二、迴圈泵特點173
三、材質174
四、提高迴圈泵使用壽命的方法176
五、迴圈泵選擇概要177
六、迴圈泵管路設計與運行177
第三節 增壓風機178
一、風機類型178
二、動、靜葉可調軸流風機的有關性能比較180
三、增壓風機的佈置181
四、設計和選擇風機時需要考慮的問題183
第四節 煙道184
一、煙道的分類184
二、煙道的設計和安裝應注意的問題185
三、煙氣道上的主要儀錶189
第五節 煙道擋板189
一、煙道擋板型式190
二、密封空氣系統192
三、啟閉時間要求192
四、材質193
五、擋板門的設計、安裝和運行應注意的問題193
第六節 水力旋流器194
一、水力旋流器的運行方式195
二、性能初步判定195
三、設備選型原則196
第七節 過濾設備198
一、離心式脫水機199
二、板框壓濾機199
三、真空過濾機200
四、影響過濾性能的因素203
五、過濾設備的選擇204
第八節 膨脹節205
一、脫硫系統對膨脹節的一般要求205
二、膨脹節的種類206
三、膨脹節結構206
四、防失效設計208
五、膨脹節安裝運輸注意事項208
第九節 閥門209
一、常用閥門介紹209
二、閥門材料210
三、脫硫系統閥門選擇概要211
四、閥門佈置要點213
第十節 石膏倉213
第十一節 FRP漿液管道與濾網215
一、FRP漿液管道215
二、泵前濾網216

第五章 脫硫系統設計217
第一節 脫硫系統概述217
第二節 設計總體規劃和設計程式219
第三節 物料和熱量衡算224
一、脫硫塔內組分224
二、物料衡算225
三、熱量衡算225
四、脫硫效率計算226
第四節 脫硫系統的平、斷面佈置227
一、平面佈置227
二、斷面佈置228
三、設備佈置要點228
第五節 煙氣系統的設計230
一、增壓風機231
二、增壓風機的性能參數計算232
三、煙氣換熱器232
四、煙道擋板233
五、煙道233
第六節 吸收劑製備系統235
一、濕磨系統236
二、幹磨系統237
三、幹、濕式制漿方案比較241
四、工藝設備佈置原則242
五、主要設備243
第七節 石膏脫水系統247
第八節 控制系統248
一、DCS設計的一般要求248
二、控制系統的可靠性250
三、主要控制參數和控制回路252
四、FGD系統的聯鎖保護258
五、FGD保護性停運259
六、控制規律的選擇259
第九節 濕法煙氣脫硫系統測量儀錶的選用261
一、脫硫系統主要監測參數261
二、常用的儀錶261
第十節 電氣系統268
一、供電系統一般要求268
二、直流系統一般要求269
三、交流保安電源一般要求269
四、交流不斷電電源UPS一般要求269
五、控制、保護與介面一般要求270
六、設計中需注意的問題271
第十一節 工藝水系統271
第十二節 壓縮空氣系統272
第十三節 其它附屬系統273
一、事故儲罐和地坑系統273
二、石膏倉和卸料系統274
三、鋼結構、樓梯、平臺274
四、保溫、油漆與隔音275
第十四節 消防報警系統275
第十五節 脫硫廢水處理技術276
一、FGD系統需要排放廢水的原因276
二、廢水排放量的確定277
三、濕法脫硫廢水特徵277
四、FGD廢水處理系統279
五、廢水煙道蒸發系統(WES)286
六、廢水濃縮固化系統(WCS)289
七、廢水蒸發結晶系統289
第十六節 管道設計291
一、管路設計的基本原則292
二、塔內漿液管道293
三、材質選擇297
四、管道附件298
第十七節 綜合管架設計298
第十八節 土建設計中應注意的問題300
一、迴圈泵房土建設計中應注意的問題300
二、石膏庫及脫水車間土建設計中應注意的問題301
三、控制室土建設計應注意的問題302
四、設備基礎單位工程土建設計應注意的問題302
五、場地溝道及零星土建設計應注意的問題303
第十九節 脫硫系統對發電機組的影響304
一、對鍋爐的影響304
二、對尾部煙道的影響305
三、對煙囪安全的影響305
四、對工業水系統、廠用電系統的影響306
五、脫硫石膏與沖灰水混排的影響307
第二十節 運用FGDPRISM模型進行FGD系統設計、評估、優化307
第二十一節 脫硫系統優化與節能設計310
一、工藝設計的優化310
二、脫硫塔設計優化312
三、控制系統設計優化313
四、運行優化313
五、原煙氣增設煙氣冷卻器313
第二十二節 脫硫塔協同除塵技術315
一、預洗滌冷卻316
二、改變吸收劑316
三、脫硫塔入口優化316
四、噴淋層優化317
五、提高脫硫塔局部氣速318
六、增效環319
七、增混元件320
八、冷凝325
九、改善吸收介質325
第二十三節 濕法脫硫煙氣中可溶性鹽消除措施326
一、可溶性鹽產生的原因326
二、減少可溶性鹽排放的措施327

第六章 脫硫塔設計330
第一節 脫硫塔結構設計330
一、脫硫塔結構定性設計331
二、脫硫塔的優化設計336
第二節 脫硫塔內的氣動特性337
一、煙氣入口區域337
二、託盤區域338
三、噴淋區域338
四、測試技術340
五、放大準則341
第三節 大型洗滌塔的CFD模擬344
第四節 脫硫塔力學分析348
一、脫硫塔的力學計算349
二、脫硫塔局部加強設計350
三、應力分析示例351
第五節 統計方法在回歸模型建立中的應用361
第六節 典型脫硫塔介紹364
一、噴淋塔365
二、ALRD脫硫塔365
三、託盤塔366
四、文丘裡塔367
五、雙迴圈塔368
六、德國LEE脈衝懸浮/池分離脫硫塔369
七、動力波脫硫塔369
八、鼓泡塔370
九、S-H-U脫硫塔377
第七節 BEKA塑膠和瓷磚襯裡混凝土脫硫塔385
一、BEKA塑膠襯裡混凝土脫硫塔385
二、瓷磚襯裡混凝土脫硫塔388
第八節 除霧器389
一、濕式脫硫塔中霧滴的產生389
二、除霧原理390
三、氣流中液滴在離心力場中的運動390
四、常用除霧器基本結構394
五、幾種除霧器性能比較399
六、除霧器在脫硫塔中的佈置404
七、除霧器沖洗系統的設計405
八、除霧器的監測408
九、其它形式的除霧器408
十、除霧器液滴測量技術412
第九節 噴嘴421
一、脫硫漿液噴嘴類型422
二、影響噴嘴性能的因素423
三、噴嘴的材料424
四、噴嘴與管道的連接方式426
五、操作與維護427
六、噴嘴在塔內佈置428
七、噴嘴的選擇428
八、噴淋層霧化噴嘴工作參數要求實例429
九、噴淋層噴嘴技術要求429
第十節 脫硫塔內漿液的懸浮與氧化429
一、側入式攪拌裝置430
二、脈衝懸浮裝置432
第十一節 脫硫塔結構設計基本技術要求433
一、對板材的誤差要求433
二、製作安裝要求433
三、脫硫塔安裝尺寸誤差435
四、焊接與檢驗435
五、油漆436
六、沉降觀測試驗436

第七章 濕煙氣排放技術437
第一節 濕煙氣排放技術437
一、正確認識GGH的作用437
二、安裝GGH帶來的問題438
三、不安裝GGH帶來的問題439
第二節 常規濕煙囪排放設計442
一、採用高效除霧器並保證除霧器正常運行442
二、改進脫硫塔下游煙道的結構，選擇合適的材料443
三、濕煙囪設計443
四、濕煙囪應用實例448
第三節 煙塔合一排放技術449
一、煙塔合一排放技術的優點449
二、煙塔合一排放技術應用產生的影響450
三、有關煙塔合一排放技術設計和改造的幾個問題453
第四節 無腐煙囪濕煙氣排放技術457
一、無腐收塵節能煙囪的運行原理457
二、無腐收塵節能煙囪的技術特點458
第五節 塔頂煙囪直排技術459
一、塔頂煙囪設計要點459
二、脫硫塔基礎設計要點459
三、脫硫塔設計要點459

第八章 煙氣脫硫系統的調試與管理461
第一節 FGD系統調試範圍與特點461
一、調試範圍461
二、FGD系統調試特點462
第二節 FGD系統分部調試463
一、FGD系統分部調試應具備的條件463
二、FGD系統單體調試465
三、FGD系統分系統調試467
四、調試舉例467
第三節 熱態調試和168考核469
一、熱態調試469
二、168考核473
三、系統消缺475
四、事故預案476
五、調試控制要點和經驗477
第四節 FGD系統調試運行中常見問題及其處理481

第九章 脫硫系統運行與維護488
第一節 FGD系統運行與維護概述488
一、FGD裝置操作工況分類488
二、FGD系統總的啟停方式489
第二節 典型石灰石-石膏法脫硫系統運行實例491
一、煙風系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行491
二、石灰石破碎系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行496
三、石灰石漿液製備系統啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行497
四、脫硫塔系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行499
五、事故儲罐和地坑系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行501
六、石膏脫水系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行501
七、轉動設備501
八、電氣系統的正常運行502
第三節 FGD運行控制與管理503
一、正常運行中運行人員應該控制的FGD系統的主要參數503
二、做好FGD運行控制與管理的幾點體會504
第四節 脫硫系統事故的現象、原因及處理505
一、脫硫系統事故處理總則505
二、緊急停運脫硫裝置情況506
三、發生火災時的處理507
四、6kV電源中斷的現象、原因及處理507
五、380V電源中斷的現象、原因及處理507
六、工藝水中斷的現象、原因及處理508
七、脫硫增壓風機故障、現象、原因及處理508
八、脫硫塔迴圈泵全停509
九、煙氣系統的故障509
十、石膏脫水系統故障510
十一、石灰石制漿系統的故障511
十二、公用系統儀用空壓機故障511
十三、儀錶故障512

第十章 脫硫工程防腐問題513
第一節 常用防腐材料防腐失效與防護513
一、玻璃鋼（FRP）514
二、橡膠516
三、玻璃鱗片516
四、鎳基合金517
五、塑膠521
第二節 防腐材料的經濟比較與選擇521
一、防腐材料的經濟比較521
二、影響防腐材料選擇的因素524
第三節 脫硫系統防腐方案示例525
一、防腐區域介質特性分析525
二、防腐方案示例525

第十一章 主要施工方案528
第一節 脫硫塔及其基礎施工方案528
一、脫硫塔基礎施工方案要點528
二、脫硫塔施工方案要點529
三、煙道系統安裝要點532
四、管道、閥門安裝方案要點533
五、C-276材料的焊接533
第二節 脫硫工程防腐施工品質控制要點534
一、橡膠內襯品質控制要點534
二、鱗片塗層品質控制要點536
三、煙氣脫硫系統運行後的檢查537

第十二章 脫硫技術在典型行業中的應用538
第一節 垃圾焚燒脫硫技術538
一、幾種工藝流程介紹538
二、工程實例540
第二節 電解鋁煙氣脫硫技術550
一、工程概況550
二、脫硫系統簡介552
第三節 焦爐煙氣脫硫脫硝技術561
一、焦爐入口煙氣設計參數及排放指標564
二、工藝特點565
第四節 煙氣痕量元素吸附技術567
一、煙氣設計參數及指標567
二、活性炭噴射系統介紹568
三、主要設備一覽表571
第五節 燒結機/球團脫硫技術572
一、工程概況573
二、系統介紹574
三、主要設備性能參數577
四、主要設備規格一覽表578
第六節 水泥窯尾煙氣脫硫脫硝技術580
第七節 炭素煆燒和焙燒煙氣脫硫技術585
一、我國炭素廠採用的煙氣淨化方法585
二、石灰/石灰石-石膏法在焙燒煙氣脫硫中的應用586

第十三章 煙氣脫硫工程投標書的技術與經濟評估591
第一節 技術評估591
第二節 經濟評估597

參考文獻605