脫硫工程技術與設備(二版)（簡體書）

《脫硫工程技術與設備(第2版)》詳細介紹了各種煙氣脫硫工藝技術、脫硫塔核心設計技術、脫硫系統主要設備特點以及脫硫系統的調試與運行技術，同時總結了大量的脫硫實踐經驗和教訓，目的是通過這些技術的介紹，使讀者能夠改進及提高已有脫硫技術的設計、運營水平，開發出新的脫硫技術，同時提高相關設備的制造水平。
《脫硫工程技術與設備(第2版)》可供相關學校、科研院所、電力、化工、冶金及建材等行業的工程技術人員、管理人員參考，亦可作為高等院校師生的參考書。

煤炭在我國能源消費中的比例在70％左右，是大氣環境中二氧化硫、氮氧化物、煙塵的主要來源，煤煙型污染仍將是我國大氣污染的重要特征。在日前環境保護部、發展改革委等9部委發布的《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》中，氮氧化物、二氧化硫、可吸入顆粒物、揮發性有機物被列為四大重點防控的污染物。鋼鐵、有色、石化、水泥、化工等重污染企業長期粗放發展造成污染物排放倍增，大氣環流又造成城市間污染物相互影響。
目前我國脫硫裝置安裝率已經達到了70%以上，由于全國電力工業繼續保持較快增長勢頭，電力需求不斷增加，所以火電行業將會繼續保持高速發展，鋼鐵、有色、建材、化工等重污染企業的脫硫也剛剛開始。根據《電力工業“十二五”規劃研究報告》，到2015年，火電裝機容量將達到963億千瓦，不考慮關停小火電機組，“十二五”期間將新增火電裝機263億千瓦，預計已投運火電脫硫設施在“十二五”期間需要改造的比例為20%，“十二五”脫硫污染防治壓力依然很大。
2011年4月13日，國家環境保護部發布了《火電廠大氣污染物排放標準》(第二次征求意見稿)。在煙塵、二氧化硫和氮氧化物三個主要污染物的排放量限制方面，新標準均做出了更為嚴格的規定。但排放標準提高需要投入大量的建設資金和運行成本，采用當前“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的污染治理方式，企業將不堪重負，需要推進脫硫、脫硝、除塵、除汞等多污染物協同控制技術的研究。
近幾年的煙氣脫硫對改善我國的大氣質量起到了重要作用，但教訓也不容忽視，例如，實施過程中出現的行業壟斷、多頭引進、低水平重復、惡性價格競爭并由此而產生的工程質量、副產物處置、大量資金的耗費等問題，從長遠來看，一味追求“快上”未必是好事，因無法給新技術的孕育和成長留出時間和空間。如果沒有巨大的綠色技術變革，資源枯竭和環境污染仍將繼續下去。
本書第一版自2007年5月出版以來，受到讀者的廣泛歡迎，應讀者的要求，對本書進行了修訂。
此次修訂對原書中的錯誤之處均進行了修正，也將一些新的技術和工程應用經驗教訓作了補充，增加了基礎理論方面的介紹，為廣大科技工作者進行核心技術的開發提供參考。
本書可供相關學校、科研院所、電力、化工、冶金、建材等行業的工程技術人員、管理人員參考。
本書在編著過程中得到了國內外近百位同仁的無私幫助，本書也是他們心血的結晶，在此一并表示感謝。
僅以此書獻給我的父母和老師！
編著者(Email:gdm701@126com)2011年8月于北京


第一版前言
2006年8月17日，國家環境保護總局、國家統計局、國家發展和改革委員會聯合公布了《2006年上半年全國主要污染物排放總量公報》，2006年上半年，二氧化硫排放總量12746萬噸，同比增長42%。
根據國家“十一五”規劃綱要要求，到2010年，全國主要污染物排放總量要比“十五”期末減少10%，相應需要削減二氧化硫排放總量10%以上。完成這個目標，除新建燃煤機組按規定都要配套安裝煙氣脫硫設施外，現有機組還需安裝約13億千瓦裝機的煙氣脫硫設施，“十一五”時期約有3億千瓦燃煤機組需要安裝煙氣脫硫設施。
雖然我國的二氧化硫污染治理已進行多年，但酸雨污染在總體上并沒有得到有效遏止，其中重要的原因之一是近期投產的火電裝機容量配套建設的脫硫設施投運率不高，而造成脫硫設施投運率不高的原因又主要是對脫硫核心技術掌握不足。
經過多年的脫硫實踐，我國從事脫硫方面的技術和管理人員逐漸意識到開發具有自主知識產權的脫硫技術的重要性，我國的脫硫技術需要在借鑒國外脫硫經驗的基礎上，走自主創新的道路，以擺脫目前我國的脫硫技術基本上依賴進口的局面，許多科研院所、環保公司已開始投入進行這方面的自主研發,同時，還要大力推行脫硫設備國產化，以降低成本，促進我國相關機電產業的發展。
根據“十一五”發展綱要，國家將加大資金投入，支持煙氣脫硫的自主創新。對于引進的脫硫技術，創新的重點是降低工程造價和降低系統能源消耗。對于原始創新的，特別是已完成5萬千瓦及以上機組試驗工程的脫硫技術，創新的重點是適用于更大裝機容量的脫硫技術。對于已有工程業績的脫硫技術，創新的重點是副產品的有效利用和完全處置。對于關鍵設備，創新的重點是提高設備可靠性和使用壽命。
在國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見中，大型環保技術設備的研發制造是支持的重點之一，這為我國全面掌握煙氣脫硫核心技術，進一步提高煙氣脫硫關鍵設備的生產和制造水平創造了條件。
本書就是在這種背景下編寫的，目的是通過核心工藝、設計技術的介紹，使讀者能夠改進提高目前已有脫硫技術的設計和運營水平，乃至開發出新的脫硫技術及多種污染物（SO2、NOx、微細粉塵、痕量元素等）一體化去除技術，同時提高相關設備的制造水平。
本書可供有關學校、科研院所、電力、化工、冶金及建材等行業的工程技術人員、管理人員參考。
本書在編寫過程中得到了國內外同仁的無私幫助，王宇、王立章同志對書稿內容進行了審閱，本書也是他們心血的結晶，在此一并表示感謝。
僅以此書獻給我的父母和老師！
編著者
2007年4月于北京

第一章 緒論
一、當前脫硫技術存在的一些問題
二、對脫硫技術的展望
第二章 石灰石石膏脫硫技術
第一節石灰石的特性
一、石灰石的物化性質
二、石灰石的活性
三、石灰石和白云石有關性質比較
第二節石灰石脫硫基本原理
第三節石膏的結晶
一、石膏和半水亞硫酸鈣晶體的特點
二、硫酸鈣的結晶過程
三、結晶過程的影響因素
四、石膏質量控制措施
第四節亞硫酸的氧化
一、影響亞硫酸鹽氧化的因素
二、抑制氧化
三、煙氣脫硫系統中常用的曝氣裝置
第五節影響脫硫性能的幾個關鍵參數
一、傳質單元數與脫硫效率的關系
二、煙氣中SO2濃度的影響
三、循環漿液固含物質量分數及停留時間的影響
四、L/G、煙氣流速對脫硫塔壓降的影響
五、pH值的影響
六、煤質的影響
七、CaCO３品位的影響
八、氟離子的影響
九、石灰石利用率的影響
十、氧化方式的影響
十一、煙氣中粉塵的影響
十二、煙氣溫度的影響
十三、有機酸的影響
十四、供漿位置的影響
十五、鎂鹽的影響
十六、鍋爐負荷對脫硫塔的影響
十七、煙氣與脫硫劑接觸時間
十八、SO2－３、Al3+、F－濃度的影響
十九、銨鹽的影響
第六節脫硫添加劑
一、化學添加劑應用機理
二、化學添加劑在FGD系統中的應用
三、化學添加劑制備系統
四、應用化學添加劑的優缺點
五、添加劑的選擇
第七節結垢問題
一、脫硫系統中常出現的結垢及固體堆積現象
二、結垢的危害
三、結垢類型
四、堵塞、結垢的原因
五、結垢的防止措施
第八節脫硫系統可靠性
一、脫硫系統可靠性一般定義
二、影響可靠性的因素
三、提高系統可靠性的措施
第九節脫硫系統分析監測
一、主要監測項目
二、實驗室建設
三、幾個關鍵參數的化學分析原則
四、分析計劃范例
五、生石灰消化速度測試
第十節脫硫廢渣的綜合利用
一、脫硫石膏的基本性質
二、脫硫石膏與天然石膏比較
三、石膏的烘干工藝介紹
四、炒鍋生產熟石膏工藝
第十一節石灰脫硫技術
一、生石灰的性質
二、石灰石與石灰比較
二、鎂增強石灰和石灰石工藝比較
第三章 其它工藝
第一節氨硫酸銨法脫硫工藝
一、脫硫工藝流程
二、氨法脫硫中的問題及其解決
三、CGP (The Clean and Green Process)工藝簡介
第二節MgOMgSO３脫硫工藝(抑制氧化法)
一、工藝流程
二、抑制氧化方法
三、結晶產物控制
第三節活性焦煙氣脫硫工藝
第四節海水脫硫
第五節可再生脫硫工藝
一、溶劑及其特性
二、CANSOLV可再生胺脫硫工藝
第四章 脫硫系統主要設備介紹
第一節煙氣再熱裝置
一、回轉式再熱器
二、熱管式換熱器
三、經驗與教訓
第二節脫硫漿液循環泵
一、輸送的介質特性
二、循環泵特點
三、材質
四、提高循環泵使用壽命的方法
五、循環泵選擇概要
六、循環泵管路設計與運行
第三節增壓風機
一、風機類型
二、動、靜葉可調軸流風機的有關性能比較
三、增壓風機的布置
四、設計和選擇風機時需要考慮的問題
第四節煙道
一、煙道的分類
二、煙道的設計和安裝應注意的問題
三、煙氣道上的主要儀表
第五節煙道擋板
一、煙道擋板型式
二、密封風系統
三、啟閉時間要求
四、材質
五、擋板門的設計、安裝和運行應注意的問題
第六節水力旋流器
一、水力旋流器的運行方式
二、性能初步判定
三、設備選型原則
第七節過濾設備
一、離心式脫水機
二、板框壓濾機
三、真空過濾機
四、影響過濾性能的因素
五、過濾設備的選擇
第八節膨脹節
一、脫硫系統對膨脹節的一般要求
二、膨脹節的種類
三、膨脹節結構
四、防失效設計
五、膨脹節安裝運輸注意事項
第九節閥門
一、常用閥門介紹
二、閥門材料
三、脫硫系統閥門選擇概要
四、閥門布置要點
第十節石膏倉
第十一節FRP漿液管道與濾網
一、FRP漿液管道
二、泵前濾網
第五章 脫硫系統設計
第一節脫硫系統概述
第二節設計總體規劃和設計程序
第三節物料和熱量衡算
一、脫硫塔內組分
二、物料衡算
三、熱量衡算
四、脫硫效率計算
第四節脫硫系統的平、斷面布置
一、平面布置
二、斷面布置
三、設備布置要點
第五節煙氣系統的設計
一、增壓風機
二、增壓風機的性能參數計算
三、煙氣換熱器
四、煙道擋板
五、煙道
第六節吸收劑制備系統
一、濕磨系統
二、干磨系統
三、干、濕式制漿方案比較
四、工藝設備布置原則
五、主要設備
第七節石膏脫水系統
第八節控制系統
一、DCS設計的一般要求
二、控制系統的可靠性
三、主要控制參數和控制回路
四、FGD系統的聯鎖保護
五、FGD保護性停運
六、控制規律的選擇
第九節濕法煙氣脫硫系統測量儀表的選用
一、脫硫系統主要監測參數
二、常用的儀表
第十節電氣系統
一、供電系統一般要求
二、直流系統一般要求
三、交流保安電源一般要求
四、交流不停電電源UPS一般要求
五、控制、保護與接口一般要求
六、設計中需注意的問題
第十一節工藝水系統
第十二節壓縮空氣系統
第十三節其它附屬系統
一、事故儲罐和地坑系統
二、石膏倉和卸料系統
三、鋼結構、樓梯、平臺
四、保溫、油漆與隔音
第十四節消防報警系統
第十五節FGD廢水處理
一、FGD系統需要排放廢水的原因
二、廢水排放量的確定
三、濕法脫硫廢水特征
四、常用廢水處置方法
五、FGD廢水處理系統
六、廢水鹽水濃縮系統
七、FGD廢水水質分析方法
八、設計原則
第十六節管道設計
一、管路設計的基本原則
二、塔內漿液管道
三、材質選擇
四、管道附件
第十七節綜合管架設計
第十八節土建設計中應注意的問題
一、循環泵房土建設計中應注意的問題
二、石膏庫及脫水車間土建設計中應注意的問題
三、控制樓土建設計應注意的問題
四、設備基礎單位工程土建設計應注意的問題
五、場地溝道及零星土建設計應注意的問題
第十九節脫硫系統對發電機組的影響
一、對鍋爐的影響
二、對尾部煙道的影響
三、對煙囪安全的影響
四、對工業水系統、廠用電系統的影響
五、脫硫石膏與沖灰水混排的影響
第二十節運用FGDPRISM模型進行FGD系統設計、評估、優化
第二十一節脫硫系統優化與節能設計
一、工藝設計的優化
二、脫硫塔設計優化
三、控制系統設計優化
四、運行優化
五、原煙氣增設煙氣冷卻器
第六章 脫硫塔設計
第一節脫硫塔結構設計
一、脫硫塔結構定性設計
二、脫硫塔的優化設計
第二節脫硫塔內的氣動特性
一、煙氣入口區域
二、托盤區域
三、噴淋區域
四、測試技術
五、放大準則
第三節大型洗滌塔的CFD模擬
第四節脫硫塔力學分析
一、脫硫塔的力學計算
二、脫硫塔局部加強設計
三、應力分析示例
第五節統計方法在回歸模型建立中的應用
第六節典型脫硫塔介紹
一、噴淋塔
二、ALRD脫硫塔
三、托盤塔
四、文丘里塔
五、雙循環塔
六、德國LEE脈沖懸浮/池分離脫硫塔
七、動力波脫硫塔
八、鼓泡塔
九、SHU脫硫塔
第七節BEKA塑料和瓷磚襯里混凝土脫硫塔
一、BEKA塑料襯里混凝土脫硫塔
二、瓷磚襯里混凝土脫硫塔
第八節除霧器
一、濕式脫硫塔中霧滴的產生
二、除霧原理
三、氣流中液滴在離心力場中的運動
四、常用除霧器基本結構
五、幾種除霧器性能比較
六、除霧器在脫硫塔中的布置
七、除霧器沖洗系統的設計
八、除霧器的監測
九、其它形式的除霧器
十、除霧器液滴測量技術
第九節噴嘴
一、脫硫漿液噴嘴類型
二、影響噴嘴性能的因素
三、噴嘴的材料
四、噴嘴與管道的連接方式
五、操作與維護
六、噴嘴在塔內布置
七、噴嘴的選擇
八、噴淋層霧化噴嘴工作參數要求實例
九、噴淋層噴嘴技術要求
第十節脫硫塔內漿液的懸浮與氧化
一、側入式攪拌裝置
二、脈沖懸浮裝置
第十一節脫硫塔結構設計基本技術要求
一、對板材的誤差要求
二、制作安裝要求
三、脫硫塔安裝尺寸誤差
四、焊接與檢驗
五、油漆
六、沉降觀測試驗
第七章 濕煙氣排放技術
第一節濕煙氣排放技術
一、正確認識GGH的作用
二、安裝GGH帶來的問題
三、不安裝GGH帶來的問題
第二節常規濕煙囪排放設計
一、采用高效除霧器并保證除霧器正常運行
二、改進脫硫塔下游煙道的結構、選擇合適的材料
三、濕煙囪設計
四、濕煙囪應用實例
第三節煙塔合一排放技術
一、煙塔合一排放技術的優點
二、煙塔合一排放技術應用產生的影響
三、有關煙塔合一排放技術設計和改造的幾個問題
第四節無腐煙囪濕煙氣排放技術
一、無腐收塵節能煙囪的運行原理
二、無腐收塵節能煙囪的技術特點
第五節塔頂煙囪直排技術
一、塔頂煙囪設計要點
二、脫硫塔基礎設計要點
三、脫硫塔設計要點
第八章 煙氣脫硫系統的調試與管理
第一節FGD系統調試范圍與特點
一、調試范圍
二、FGD系統調試特點
第二節FGD系統分部調試
一、FGD系統分部調試應具備的條件
二、FGD系統單體調試
三、FGD系統分系統調試
四、調試舉例
第三節熱態調試和168考核
一、熱態調試
二、168考核
三、系統消缺
四、事故預案
五、調試控制要點和經驗
第四節FGD系統調試運行中常見問題及其處理
第九章 脫硫系統運行與維護
第一節FGD系統運行與維護概述
一、FGD裝置操作工況分類
二、FGD系統總的啟停方式
第二節典型石灰石石膏法脫硫系統運行實例
一、煙風系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行
二、石灰石破碎系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行
三、石灰石漿液制備系統啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行
四、脫硫塔系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行
五、事故儲罐和地坑系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行
六、石膏脫水系統的啟動、停止、檢查、聯鎖及正常運行
七、轉動設備
八、電氣系統的正常運行
第三節FGD運行控制與管理
一、正常運行中運行人員應該控制的FGD系統的主要參數
二、做好FGD運行控制與管理的幾點體會
第四節脫硫系統事故的現象、原因及處理
一、脫硫系統事故處理總則
二、緊急停運脫硫裝置情況
三、發生火災時的處理
四、6KV電源中斷的現象、原因及處理
五、380V電源中斷的現象、原因及處理
六、工藝水中斷的現象、原因及處理
七、脫硫增壓風機故障、現象、原因及處理
八、脫硫塔再循環泵全停
九、煙氣系統的故障
十、石膏脫水系統故障
十一、石灰石制漿系統的故障
十二、公用系統儀用空壓機故障
十三、儀表故障
第十章 脫硫工程防腐問題
第一節常用防腐材料防腐失效與防護
一、玻璃鋼(FRP)
二、橡膠
三、玻璃鱗片
四、鎳基合金
五、塑料
第二節防腐材料的經濟比較與選擇
一、防腐材料的經濟比較
二、影響防腐材料選擇的因素
第三節脫硫系統防腐方案示例
一、防腐區域介質特性分析
二、防腐方案示例
第十一章 主要施工方案
第一節脫硫塔及其基礎施工方案
一、脫硫塔基礎施工方案要點
二、脫硫塔施工方案要點
三、煙道系統安裝要點
四、管道、閥門安裝方案要點
五、C276材料的焊接
第二節脫硫工程防腐施工質量控制要點
一、橡膠內襯質量控制要點
二、鱗片涂層質量控制要點
三、煙氣脫硫系統運行後的檢查
第十二章 煙氣脫硫工程投標書的技術與經濟評估
第一節技術評估
第二節經濟評估
參考文獻