脫硫工程技術(shù)與設(shè)備（第三版）

《脫硫工程技術(shù)與設(shè)備》自出版以來，已經(jīng)成為相關(guān)技術(shù)人員的必讀參考書。本書詳細介紹了各種煙氣脫硫工藝技術(shù)、脫硫塔核心設(shè)計技術(shù)、脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備特點以及脫硫系統(tǒng)的調(diào)試與運行技術(shù)，同時總結(jié)了大量的脫硫?qū)嵺`經(jīng)驗和教訓，目的是通過這些技術(shù)的介紹，使讀者能夠改進及提高已有脫硫技術(shù)的設(shè)計、運營水平，開發(fā)出新的脫硫技術(shù)，同時提高相關(guān)設(shè)備的制造水平。 本書可供相關(guān)學校、科研院所、電力、化工、冶金及建材等行業(yè)的工程技術(shù)人員、管理人員參考，亦可作為高等院校師生的參考書。

第一章當前脫硫技術(shù)存在的問題與展望1

一、當前脫硫技術(shù)存在的一些問題1

二、對脫硫技術(shù)的展望3

第二章石灰石-石膏法脫硫技術(shù)6

第一節(jié)石灰石的特性6

一、石灰石的物化性質(zhì)6

二、石灰石的反應(yīng)活性10

三、石灰石和白云石有關(guān)性質(zhì)比較16

第二節(jié)石灰石脫硫基本原理17

第三節(jié)石膏的結(jié)晶21

一、石膏和半水亞硫酸鈣晶體的特點21

二、硫酸鈣的結(jié)晶過程23

三、結(jié)晶過程的影響因素26

四、石膏質(zhì)量控制措施30

第四節(jié)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(tǒng)中常用的曝氣裝置37

第五節(jié)影響脫硫性能的幾個關(guān)鍵參數(shù)41

一、傳質(zhì)單元數(shù)與脫硫效率的關(guān)系42

二、煙氣中SO2濃度的影響46

三、循環(huán)漿液固含物質(zhì)量分數(shù)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(zhì)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(jié)脫硫添加劑56

一、化學添加劑應(yīng)用機理56

二、化學添加劑在FGD系統(tǒng)中的應(yīng)用57

三、化學添加劑制備系統(tǒng)62

四、應(yīng)用化學添加劑的優(yōu)缺點62

五、添加劑的選擇64

第七節(jié)結(jié)垢問題66

一、脫硫系統(tǒng)中常出現(xiàn)的結(jié)垢及固體堆積現(xiàn)象66

二、結(jié)垢的危害68

三、結(jié)垢類型68

四、堵塞、結(jié)垢的原因69

五、結(jié)垢的防止措施70

第八節(jié)脫硫系統(tǒng)可靠性72

一、脫硫系統(tǒng)可靠性一般定義72

二、影響可靠性的因素73

三、提高系統(tǒng)可靠性的措施75

第九節(jié)脫硫系統(tǒng)分析監(jiān)測76

一、主要監(jiān)測項目76

二、實驗室建設(shè)77

三、幾個關(guān)鍵參數(shù)的化學分析原則79

四、分析計劃范例82

五、生石灰消化速度測試83

第十節(jié)脫硫廢渣的綜合利用86

一、脫硫石膏的基本性質(zhì)86

二、脫硫石膏與天然石膏比較87

三、石膏的烘干工藝介紹87

四、炒鍋生產(chǎn)熟石膏工藝88

第十一節(jié)石灰脫硫技術(shù)91

一、生石灰的性質(zhì)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(jié)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(jié)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(jié)晶產(chǎn)物控制114

第三節(jié)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(jié)活性炭同時脫硫脫硝除塵技術(shù)120

一、脫硫、脫硝、解吸工藝和原理120

二、主要設(shè)備125

三、活性炭的選擇132

第五節(jié)海水脫硫133

一、海水脫硫過程的基本原理133

二、設(shè)計中需要注意的幾個主要問題134

第六節(jié)循環(huán)流化床(CFB)脫硫技術(shù)140

一、主要工藝原理及其影響因素141

二、主要系統(tǒng)簡介143

三、布袋除塵器145

四、物料循環(huán)系統(tǒng)145

五、流化風系統(tǒng)145

六、主要控制回路146

七、脫硫廢渣的利用146

第七節(jié)噴霧干燥吸收(SDA)煙氣脫硫技術(shù)147

一、吸收劑制備系統(tǒng)150

二、吸收和干燥系統(tǒng)151

三、固體廢渣捕集系統(tǒng)152

四、固體廢渣處置系統(tǒng)153

第八節(jié)其它半干法脫硫技術(shù)153

一、NID脫硫工藝153

二、增濕活化脫硫技術(shù)155

三、霍夫曼脫硫脫硝技術(shù)157

四、吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)防止板結(jié)、下灰不暢的措施158

第九節(jié)碳酸氫鈉干粉噴射(SDS)工藝158

一、碳酸氫鈉干粉噴射158

二、碳酸氫鈉的物化性質(zhì)159

三、脫硫反應(yīng)機理160

四、噴射位置的選擇162

五、干式噴射系統(tǒng)主要設(shè)備162

六、干式噴射系統(tǒng)設(shè)計要點164

第四章脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備介紹165

第一節(jié)煙氣再熱裝置165

一、回轉(zhuǎn)式再熱器165

二、熱管式換熱器168

三、經(jīng)驗與教訓171

第二節(jié)脫硫漿液循環(huán)泵172

一、輸送的介質(zhì)特性172

二、循環(huán)泵特點173

三、材質(zhì)174

四、提高循環(huán)泵使用壽命的方法176

五、循環(huán)泵選擇概要177

六、循環(huán)泵管路設(shè)計與運行177

第三節(jié)增壓風機178

一、風機類型178

二、動、靜葉可調(diào)軸流風機的有關(guān)性能比較180

三、增壓風機的布置181

四、設(shè)計和選擇風機時需要考慮的問題183

第四節(jié)煙道184

一、煙道的分類184

二、煙道的設(shè)計和安裝應(yīng)注意的問題185

三、煙氣道上的主要儀表189

第五節(jié)煙道擋板189

一、煙道擋板型式190

二、密封空氣系統(tǒng)192

三、啟閉時間要求192

四、材質(zhì)193

五、擋板門的設(shè)計、安裝和運行應(yīng)注意的問題193

第六節(jié)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(shè)備選型原則196

第七節(jié)過濾設(shè)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(shè)備的選擇204

第八節(jié)膨脹節(jié)205

一、脫硫系統(tǒng)對膨脹節(jié)的一般要求205

二、膨脹節(jié)的種類206

三、膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)206

四、防失效設(shè)計208

五、膨脹節(jié)安裝運輸注意事項208

第九節(jié)閥門209

一、常用閥門介紹209

二、閥門材料210

三、脫硫系統(tǒng)閥門選擇概要211

四、閥門布置要點213

第十節(jié)石膏倉213

第十一節(jié)FRP漿液管道與濾網(wǎng)215

一、FRP漿液管道215

二、泵前濾網(wǎng)216

第五章脫硫系統(tǒng)設(shè)計217

第一節(jié)脫硫系統(tǒng)概述217

第二節(jié)設(shè)計總體規(guī)劃和設(shè)計程序219

第三節(jié)物料和熱量衡算224

一、脫硫塔內(nèi)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(jié)脫硫系統(tǒng)的平、斷面布置227

一、平面布置227

二、斷面布置228

三、設(shè)備布置要點228

第五節(jié)煙氣系統(tǒng)的設(shè)計230

一、增壓風機231

二、增壓風機的性能參數(shù)計算232

三、煙氣換熱器232

四、煙道擋板233

五、煙道233

第六節(jié)吸收劑制備系統(tǒng)235

一、濕磨系統(tǒng)236

二、干磨系統(tǒng)237

三、干、濕式制漿方案比較241

四、工藝設(shè)備布置原則242

五、主要設(shè)備243

第七節(jié)石膏脫水系統(tǒng)247

第八節(jié)控制系統(tǒng)248

一、DCS設(shè)計的一般要求248

二、控制系統(tǒng)的可靠性250

三、主要控制參數(shù)和控制回路252

四、FGD系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護258

五、FGD保護性停運259

六、控制規(guī)律的選擇259

第九節(jié)濕法煙氣脫硫系統(tǒng)測量儀表的選用261

一、脫硫系統(tǒng)主要監(jiān)測參數(shù)261

二、常用的儀表261

第十節(jié)電氣系統(tǒng)268

一、供電系統(tǒng)一般要求268

二、直流系統(tǒng)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、保護與接口一般要求270

六、設(shè)計中需注意的問題271

第十一節(jié)工藝水系統(tǒng)271

第十二節(jié)壓縮空氣系統(tǒng)272

第十三節(jié)其它附屬系統(tǒng)273

一、事故儲罐和地坑系統(tǒng)273

二、石膏倉和卸料系統(tǒng)274

三、鋼結(jié)構(gòu)、樓梯、平臺274

四、保溫、油漆與隔音275

第十四節(jié)消防報警系統(tǒng)275

第十五節(jié)脫硫廢水處理技術(shù)276

一、FGD系統(tǒng)需要排放廢水的原因276

二、廢水排放量的確定277

三、濕法脫硫廢水特征277

四、FGD廢水處理系統(tǒng)279

五、廢水煙道蒸發(fā)系統(tǒng)(WES)286

六、廢水濃縮固化系統(tǒng)(WCS)289

七、廢水蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)289

第十六節(jié)管道設(shè)計291

一、管路設(shè)計的基本原則292

二、塔內(nèi)漿液管道293

三、材質(zhì)選擇297

四、管道附件298

第十七節(jié)綜合管架設(shè)計298

第十八節(jié)土建設(shè)計中應(yīng)注意的問題300

一、循環(huán)泵房土建設(shè)計中應(yīng)注意的問題300

二、石膏庫及脫水車間土建設(shè)計中應(yīng)注意的問題301

三、控制室土建設(shè)計應(yīng)注意的問題302

四、設(shè)備基礎(chǔ)單位工程土建設(shè)計應(yīng)注意的問題302

五、場地溝道及零星土建設(shè)計應(yīng)注意的問題303

第十九節(jié)脫硫系統(tǒng)對發(fā)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(yè)水系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)的影響306

五、脫硫石膏與沖灰水混排的影響307

第二十節(jié)運用FGDPRISM模型進行FGD系統(tǒng)設(shè)計、評估、優(yōu)化307

第二十一節(jié)脫硫系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能設(shè)計310

一、工藝設(shè)計的優(yōu)化310

二、脫硫塔設(shè)計優(yōu)化312

三、控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化313

四、運行優(yōu)化313

五、原煙氣增設(shè)煙氣冷卻器313

第二十二節(jié)脫硫塔協(xié)同除塵技術(shù)315

一、預(yù)洗滌冷卻316

二、改變吸收劑316

三、脫硫塔入口優(yōu)化316

四、噴淋層優(yōu)化317

五、提高脫硫塔局部氣速318

六、增效環(huán)319

七、增混元件320

八、冷凝325

九、改善吸收介質(zhì)325

第二十三節(jié)濕法脫硫煙氣中可溶性鹽消除措施326

一、可溶性鹽產(chǎn)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(shè)計330

第一節(jié)脫硫塔結(jié)構(gòu)設(shè)計330

一、脫硫塔結(jié)構(gòu)定性設(shè)計331

二、脫硫塔的優(yōu)化設(shè)計336

第二節(jié)脫硫塔內(nèi)的氣動特性337

一、煙氣入口區(qū)域337

二、托盤區(qū)域338

三、噴淋區(qū)域338

四、測試技術(shù)340

五、放大準則341

第三節(jié)大型洗滌塔的CFD模擬344

第四節(jié)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(shè)計350

三、應(yīng)力分析示例351

第五節(jié)統(tǒng)計方法在回歸模型建立中的應(yīng)用361

第六節(jié)典型脫硫塔介紹364

一、噴淋塔365

二、ALRD脫硫塔365

三、托盤塔366

四、文丘里塔367

五、雙循環(huán)塔368

六、德國LEE脈沖懸浮/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(jié)BEKA塑料和瓷磚襯里混凝土脫硫塔385

一、BEKA塑料襯里混凝土脫硫塔385

二、瓷磚襯里混凝土脫硫塔388

第八節(jié)除霧器389

一、濕式脫硫塔中霧滴的產(chǎn)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(jié)構(gòu)394

五、幾種除霧器性能比較399

六、除霧器在脫硫塔中的布置404

七、除霧器沖洗系統(tǒng)的設(shè)計405

八、除霧器的監(jiān)測408

九、其它形式的除霧器408

十、除霧器液滴測量技術(shù)412

第九節(jié)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(nèi)布置428

七、噴嘴的選擇428

八、噴淋層霧化噴嘴工作參數(shù)要求實例429

九、噴淋層噴嘴技術(shù)要求429

第十節(jié)脫硫塔內(nèi)漿液的懸浮與氧化429

一、側(cè)入式攪拌裝置430

二、脈沖懸浮裝置432

第十一節(jié)脫硫塔結(jié)構(gòu)設(shè)計基本技術(shù)要求433

一、對板材的誤差要求433

二、制作安裝要求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(shù)437

第一節(jié)濕煙氣排放技術(shù)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(jié)常規(guī)濕煙囪排放設(shè)計442

一、采用高效除霧器并保證除霧器正常運行442

二、改進脫硫塔下游煙道的結(jié)構(gòu)，選擇合適的材料443

三、濕煙囪設(shè)計443

四、濕煙囪應(yīng)用實例448

第三節(jié)煙塔合一排放技術(shù)449

一、煙塔合一排放技術(shù)的優(yōu)點449

二、煙塔合一排放技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的影響450

三、有關(guān)煙塔合一排放技術(shù)設(shè)計和改造的幾個問題453

第四節(jié)無腐煙囪濕煙氣排放技術(shù)457

一、無腐收塵節(jié)能煙囪的運行原理457

二、無腐收塵節(jié)能煙囪的技術(shù)特點458

第五節(jié)塔頂煙囪直排技術(shù)459

一、塔頂煙囪設(shè)計要點459

二、脫硫塔基礎(chǔ)設(shè)計要點459

三、脫硫塔設(shè)計要點459

第八章煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試與管理461

第一節(jié)FGD系統(tǒng)調(diào)試范圍與特點461

一、調(diào)試范圍461

二、FGD系統(tǒng)調(diào)試特點462

第二節(jié)FGD系統(tǒng)分部調(diào)試463

一、FGD系統(tǒng)分部調(diào)試應(yīng)具備的條件463

二、FGD系統(tǒng)單體調(diào)試465

三、FGD系統(tǒng)分系統(tǒng)調(diào)試467

四、調(diào)試舉例467

第三節(jié)熱態(tài)調(diào)試和168考核469

一、熱態(tài)調(diào)試469

二、168考核473

三、系統(tǒng)消缺475

四、事故預(yù)案476

五、調(diào)試控制要點和經(jīng)驗477

第四節(jié)FGD系統(tǒng)調(diào)試運行中常見問題及其處理481

第九章脫硫系統(tǒng)運行與維護488

第一節(jié)FGD系統(tǒng)運行與維護概述488

一、FGD裝置操作工況分類488

二、FGD系統(tǒng)總的啟停方式489

第二節(jié)典型石灰石-石膏法脫硫系統(tǒng)運行實例491

一、煙風系統(tǒng)的啟動、停止、檢查、聯(lián)鎖及正常運行491

二、石灰石破碎系統(tǒng)的啟動、停止、檢查、聯(lián)鎖及正常運行496

三、石灰石漿液制備系統(tǒng)啟動、停止、檢查、聯(lián)鎖及正常運行497

四、脫硫塔系統(tǒng)的啟動、停止、檢查、聯(lián)鎖及正常運行499

五、事故儲罐和地坑系統(tǒng)的啟動、停止、檢查、聯(lián)鎖及正常運行501

六、石膏脫水系統(tǒng)的啟動、停止、檢查、聯(lián)鎖及正常運行501

七、轉(zhuǎn)動設(shè)備501

八、電氣系統(tǒng)的正常運行502

第三節(jié)FGD運行控制與管理503

一、正常運行中運行人員應(yīng)該控制的FGD系統(tǒng)的主要參數(shù)503

二、做好FGD運行控制與管理的幾點體會504

第四節(jié)脫硫系統(tǒng)事故的現(xiàn)象、原因及處理505

一、脫硫系統(tǒng)事故處理總則505

二、緊急停運脫硫裝置情況506

三、發(fā)生火災(zāi)時的處理507

四、6kV電源中斷的現(xiàn)象、原因及處理507

五、380V電源中斷的現(xiàn)象、原因及處理507

六、工藝水中斷的現(xiàn)象、原因及處理508

七、脫硫增壓風機故障、現(xiàn)象、原因及處理508

八、脫硫塔循環(huán)泵全停509

九、煙氣系統(tǒng)的故障509

十、石膏脫水系統(tǒng)故障510

十一、石灰石制漿系統(tǒng)的故障511

十二、公用系統(tǒng)儀用空壓機故障511

十三、儀表故障512

第十章脫硫工程防腐問題513

第一節(jié)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、塑料521

第二節(jié)防腐材料的經(jīng)濟比較與選擇521

一、防腐材料的經(jīng)濟比較521

二、影響防腐材料選擇的因素524

第三節(jié)脫硫系統(tǒng)防腐方案示例525

一、防腐區(qū)域介質(zhì)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(jié)脫硫塔及其基礎(chǔ)施工方案528

一、脫硫塔基礎(chǔ)施工方案要點528

二、脫硫塔施工方案要點529

三、煙道系統(tǒng)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(jié)脫硫工程防腐施工質(zhì)量控制要點534

一、橡膠內(nèi)襯質(zhì)量控制要點534

二、鱗片涂層質(zhì)量控制要點536

三、煙氣脫硫系統(tǒng)運行后的檢查537

第十二章脫硫技術(shù)在典型行業(yè)中的應(yīng)用538

第一節(jié)垃圾焚燒脫硫技術(shù)538

一、幾種工藝流程介紹538

二、工程實例540

第二節(jié)電解鋁煙氣脫硫技術(shù)550

一、工程概況550

二、脫硫系統(tǒng)簡介552

第三節(jié)焦爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)561

一、焦爐入口煙氣設(shè)計參數(shù)及排放指標564

二、工藝特點565

第四節(jié)煙氣痕量元素吸附技術(shù)567

一、煙氣設(shè)計參數(shù)及指標567

二、活性炭噴射系統(tǒng)介紹568

三、主要設(shè)備一覽表571

第五節(jié)燒結(jié)機/球團脫硫技術(shù)572

一、工程概況573

二、系統(tǒng)介紹574

三、主要設(shè)備性能參數(shù)577

四、主要設(shè)備規(guī)格一覽表578

第六節(jié)水泥窯尾煙氣脫硫脫硝技術(shù)580

第七節(jié)炭素煅燒和焙燒煙氣脫硫技術(shù)585

一、我國炭素廠采用的煙氣凈化方法585

二、石灰/石灰石-石膏法在焙燒煙氣脫硫中的應(yīng)用586

第十三章煙氣脫硫工程投標書的技術(shù)與經(jīng)濟評估591

第一節(jié)技術(shù)評估591

第二節(jié)經(jīng)濟評估597

參考文獻605

本書詳細介紹了各種煙氣脫硫工藝技術(shù)、脫硫塔核心設(shè)計技術(shù)、脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備特點以及脫硫系統(tǒng)的調(diào)試與運行技術(shù)，同時總結(jié)了大量的脫硫?qū)嵺`經(jīng)驗和教訓，目的是通過這些技術(shù)的介紹，使讀者能夠改進及提高已有脫硫技術(shù)的設(shè)計、運營水平，開發(fā)出新的脫硫技術(shù)，同時提高相關(guān)設(shè)備的制造水平。

本書可供相關(guān)學校、科研院所、電力、化工、冶金及建材等行業(yè)的工程技術(shù)人員、管理人員參考，亦可作為高等院校師生的參考書。

郭東明，航天空氣動力研究院環(huán)保事業(yè)部，總工程師、教授級高工，從1996年至今，一直從事脫硫脫硝和微細粉塵防治方面的技術(shù)研究和工程應(yīng)用方面技術(shù)和管理工作。

1999年，獲脫硫技術(shù)專利一項，是我國的國產(chǎn)化脫硫技術(shù)，目前已應(yīng)用于5萬至60萬機組共6臺機組的脫硫工程。

2001年，在化工出版社出版《硫氮污染防治工程技術(shù)及其應(yīng)用》一書，2008年在我社出版《脫硫工程技術(shù)與設(shè)備》，深受讀者好評。

2002至2003年，在德國進行脫硫方面的交流學習。

到目前為止，負責完成5萬～30萬機組脫硫項目4個，參與完成2個。

國家脫硫脫硝專家?guī)斐蓡T，已參與3個脫硫工程的評標 。

• 配套教材

《工程制圖（第三版）》擁有配套教材《工程制圖習題集（第三版）》。

• 課程資源

《工程制圖（第三版）》配有立體模型動畫演示、二維碼課堂教學等課程資源。