脱硫工程技术与设备（第三版）

《脱硫工程技术与设备》自出版以来，已经成为相关技术人员的必读参考书。本书详细介绍了各种烟气脱硫工艺技术、脱硫塔核心设计技术、脱硫系统主要设备特点以及脱硫系统的调试与运行技术，同时总结了大量的脱硫实践经验和教训，目的是通过这些技术的介绍，使读者能够改进及提高已有脱硫技术的设计、运营水平，开发出新的脱硫技术，同时提高相关设备的制造水平。 本书可供相关学校、科研院所、电力、化工、冶金及建材等行业的工程技术人员、管理人员参考，亦可作为高等院校师生的参考书。

第一章当前脱硫技术存在的问题与展望1

一、当前脱硫技术存在的一些问题1

二、对脱硫技术的展望3

第二章石灰石-石膏法脱硫技术6

第一节石灰石的特性6

一、石灰石的物化性质6

二、石灰石的反应活性10

三、石灰石和白云石有关性质比较16

第二节石灰石脱硫基本原理17

第三节石膏的结晶21

一、石膏和半水亚硫酸钙晶体的特点21

二、硫酸钙的结晶过程23

三、结晶过程的影响因素26

四、石膏质量控制措施30

第四节亚硫酸的氧化30

一、影响亚硫酸盐氧化的因素32

二、抑制氧化36

三、烟气脱硫系统中常用的曝气装置37

第五节影响脱硫性能的几个关键参数41

一、传质单元数与脱硫效率的关系42

二、烟气中SO2浓度的影响46

三、循环浆液固含物质量分数及停留时间的影响46

四、液气比、烟气流速对脱硫塔压降的影响47

五、pH值的影响47

六、煤质的影响49

七、CaCO3品位的影响49

八、氟离子的影响49

九、石灰石利用率的影响49

十、氧化方式的影响50

十一、烟气中粉尘的影响51

十二、烟气温度的影响51

十三、有机酸的影响52

十四、供浆位置的影响52

十五、镁盐的影响53

十六、锅炉负荷对脱硫塔的影响53

十七、烟气与脱硫剂接触时间54

十八、SO2-3、Al3 、F-浓度的影响54

十九、铵盐的影响55

第六节脱硫添加剂56

一、化学添加剂应用机理56

二、化学添加剂在FGD系统中的应用57

三、化学添加剂制备系统62

四、应用化学添加剂的优缺点62

五、添加剂的选择64

第七节结垢问题66

一、脱硫系统中常出现的结垢及固体堆积现象66

二、结垢的危害68

三、结垢类型68

四、堵塞、结垢的原因69

五、结垢的防止措施70

第八节脱硫系统可靠性72

一、脱硫系统可靠性一般定义72

二、影响可靠性的因素73

三、提高系统可靠性的措施75

第九节脱硫系统分析监测76

一、主要监测项目76

二、实验室建设77

三、几个关键参数的化学分析原则79

四、分析计划范例82

五、生石灰消化速度测试83

第十节脱硫废渣的综合利用86

一、脱硫石膏的基本性质86

二、脱硫石膏与天然石膏比较87

三、石膏的烘干工艺介绍87

四、炒锅生产熟石膏工艺88

第十一节石灰脱硫技术91

一、生石灰的性质91

二、石灰石与石灰比较94

三、镁增强石灰和石灰石工艺比较97

第三章其它工艺100

第一节氨-硫酸铵法脱硫工艺100

一、脱硫工艺流程100

二、氨法脱硫中的问题及其解决方法109

三、CGP（Clean and Green Process）工艺简介110

第二节MgO-MgSO3脱硫工艺(抑制氧化法)111

一、工艺流程111

二、抑制氧化方法113

三、结晶产物控制114

第三节可再生脱硫工艺115

一、溶剂及其特性115

二、CANSOLV可再生胺脱硫工艺118

第四节活性炭同时脱硫脱硝除尘技术120

一、脱硫、脱硝、解吸工艺和原理120

二、主要设备125

三、活性炭的选择132

第五节海水脱硫133

一、海水脱硫过程的基本原理133

二、设计中需要注意的几个主要问题134

第六节循环流化床(CFB)脱硫技术140

一、主要工艺原理及其影响因素141

二、主要系统简介143

三、布袋除尘器145

四、物料循环系统145

五、流化风系统145

六、主要控制回路146

七、脱硫废渣的利用146

第七节喷雾干燥吸收(SDA)烟气脱硫技术147

一、吸收剂制备系统150

二、吸收和干燥系统151

三、固体废渣捕集系统152

四、固体废渣处置系统153

第八节其它半干法脱硫技术153

一、NID脱硫工艺153

二、增湿活化脱硫技术155

三、霍夫曼脱硫脱硝技术157

四、吸收剂供应系统防止板结、下灰不畅的措施158

第九节碳酸氢钠干粉喷射(SDS)工艺158

一、碳酸氢钠干粉喷射158

二、碳酸氢钠的物化性质159

三、脱硫反应机理160

四、喷射位置的选择162

五、干式喷射系统主要设备162

六、干式喷射系统设计要点164

第四章脱硫系统主要设备介绍165

第一节烟气再热装置165

一、回转式再热器165

二、热管式换热器168

三、经验与教训171

第二节脱硫浆液循环泵172

一、输送的介质特性172

二、循环泵特点173

三、材质174

四、提高循环泵使用寿命的方法176

五、循环泵选择概要177

六、循环泵管路设计与运行177

第三节增压风机178

一、风机类型178

二、动、静叶可调轴流风机的有关性能比较180

三、增压风机的布置181

四、设计和选择风机时需要考虑的问题183

第四节烟道184

一、烟道的分类184

二、烟道的设计和安装应注意的问题185

三、烟气道上的主要仪表189

第五节烟道挡板189

一、烟道挡板型式190

二、密封空气系统192

三、启闭时间要求192

四、材质193

五、挡板门的设计、安装和运行应注意的问题193

第六节水力旋流器194

一、水力旋流器的运行方式195

二、性能初步判定195

三、设备选型原则196

第七节过滤设备198

一、离心式脱水机199

二、板框压滤机199

三、真空过滤机200

四、影响过滤性能的因素203

五、过滤设备的选择204

第八节膨胀节205

一、脱硫系统对膨胀节的一般要求205

二、膨胀节的种类206

三、膨胀节结构206

四、防失效设计208

五、膨胀节安装运输注意事项208

第九节阀门209

一、常用阀门介绍209

二、阀门材料210

三、脱硫系统阀门选择概要211

四、阀门布置要点213

第十节石膏仓213

第十一节FRP浆液管道与滤网215

一、FRP浆液管道215

二、泵前滤网216

第五章脱硫系统设计217

第一节脱硫系统概述217

第二节设计总体规划和设计程序219

第三节物料和热量衡算224

一、脱硫塔内组分224

二、物料衡算225

三、热量衡算225

四、脱硫效率计算226

第四节脱硫系统的平、断面布置227

一、平面布置227

二、断面布置228

三、设备布置要点228

第五节烟气系统的设计230

一、增压风机231

二、增压风机的性能参数计算232

三、烟气换热器232

四、烟道挡板233

五、烟道233

第六节吸收剂制备系统235

一、湿磨系统236

二、干磨系统237

三、干、湿式制浆方案比较241

四、工艺设备布置原则242

五、主要设备243

第七节石膏脱水系统247

第八节控制系统248

一、DCS设计的一般要求248

二、控制系统的可靠性250

三、主要控制参数和控制回路252

四、FGD系统的联锁保护258

五、FGD保护性停运259

六、控制规律的选择259

第九节湿法烟气脱硫系统测量仪表的选用261

一、脱硫系统主要监测参数261

二、常用的仪表261

第十节电气系统268

一、供电系统一般要求268

二、直流系统一般要求269

三、交流保安电源一般要求269

四、交流不断电电源UPS一般要求269

五、控制、保护与接口一般要求270

六、设计中需注意的问题271

第十一节工艺水系统271

第十二节压缩空气系统272

第十三节其它附属系统273

一、事故储罐和地坑系统273

二、石膏仓和卸料系统274

三、钢结构、楼梯、平台274

四、保温、油漆与隔音275

第十四节消防报警系统275

第十五节脱硫废水处理技术276

一、FGD系统需要排放废水的原因276

二、废水排放量的确定277

三、湿法脱硫废水特征277

四、FGD废水处理系统279

五、废水烟道蒸发系统(WES)286

六、废水浓缩固化系统(WCS)289

七、废水蒸发结晶系统289

第十六节管道设计291

一、管路设计的基本原则292

二、塔内浆液管道293

三、材质选择297

四、管道附件298

第十七节综合管架设计298

第十八节土建设计中应注意的问题300

一、循环泵房土建设计中应注意的问题300

二、石膏库及脱水车间土建设计中应注意的问题301

三、控制室土建设计应注意的问题302

四、设备基础单位工程土建设计应注意的问题302

五、场地沟道及零星土建设计应注意的问题303

第十九节脱硫系统对发电机组的影响304

一、对锅炉的影响304

二、对尾部烟道的影响305

三、对烟囱安全的影响305

四、对工业水系统、厂用电系统的影响306

五、脱硫石膏与冲灰水混排的影响307

第二十节运用FGDPRISM模型进行FGD系统设计、评估、优化307

第二十一节脱硫系统优化与节能设计310

一、工艺设计的优化310

二、脱硫塔设计优化312

三、控制系统设计优化313

四、运行优化313

五、原烟气增设烟气冷却器313

第二十二节脱硫塔协同除尘技术315

一、预洗涤冷却316

二、改变吸收剂316

三、脱硫塔入口优化316

四、喷淋层优化317

五、提高脱硫塔局部气速318

六、增效环319

七、增混元件320

八、冷凝325

九、改善吸收介质325

第二十三节湿法脱硫烟气中可溶性盐消除措施326

一、可溶性盐产生的原因326

二、减少可溶性盐排放的措施327

第六章脱硫塔设计330

第一节脱硫塔结构设计330

一、脱硫塔结构定性设计331

二、脱硫塔的优化设计336

第二节脱硫塔内的气动特性337

一、烟气入口区域337

二、托盘区域338

三、喷淋区域338

四、测试技术340

五、放大准则341

第三节大型洗涤塔的CFD模拟344

第四节脱硫塔力学分析348

一、脱硫塔的力学计算349

二、脱硫塔局部加强设计350

三、应力分析示例351

第五节统计方法在回归模型建立中的应用361

第六节典型脱硫塔介绍364

一、喷淋塔365

二、ALRD脱硫塔365

三、托盘塔366

四、文丘里塔367

五、双循环塔368

六、德国LEE脉冲悬浮/池分离脱硫塔369

七、动力波脱硫塔369

八、鼓泡塔370

九、S-H-U脱硫塔377

第七节BEKA塑料和瓷砖衬里混凝土脱硫塔385

一、BEKA塑料衬里混凝土脱硫塔385

二、瓷砖衬里混凝土脱硫塔388

第八节除雾器389

一、湿式脱硫塔中雾滴的产生389

二、除雾原理390

三、气流中液滴在离心力场中的运动390

四、常用除雾器基本结构394

五、几种除雾器性能比较399

六、除雾器在脱硫塔中的布置404

七、除雾器冲洗系统的设计405

八、除雾器的监测408

九、其它形式的除雾器408

十、除雾器液滴测量技术412

第九节喷嘴421

一、脱硫浆液喷嘴类型422

二、影响喷嘴性能的因素423

三、喷嘴的材料424

四、喷嘴与管道的连接方式426

五、操作与维护427

六、喷嘴在塔内布置428

七、喷嘴的选择428

八、喷淋层雾化喷嘴工作参数要求实例429

九、喷淋层喷嘴技术要求429

第十节脱硫塔内浆液的悬浮与氧化429

一、侧入式搅拌装置430

二、脉冲悬浮装置432

第十一节脱硫塔结构设计基本技术要求433

一、对板材的误差要求433

二、制作安装要求433

三、脱硫塔安装尺寸误差435

四、焊接与检验435

五、油漆436

六、沉降观测试验436

第七章湿烟气排放技术437

第一节湿烟气排放技术437

一、正确认识GGH的作用437

二、安装GGH带来的问题438

三、不安装GGH带来的问题439

第二节常规湿烟囱排放设计442

一、采用高效除雾器并保证除雾器正常运行442

二、改进脱硫塔下游烟道的结构，选择合适的材料443

三、湿烟囱设计443

四、湿烟囱应用实例448

第三节烟塔合一排放技术449

一、烟塔合一排放技术的优点449

二、烟塔合一排放技术应用产生的影响450

三、有关烟塔合一排放技术设计和改造的几个问题453

第四节无腐烟囱湿烟气排放技术457

一、无腐收尘节能烟囱的运行原理457

二、无腐收尘节能烟囱的技术特点458

第五节塔顶烟囱直排技术459

一、塔顶烟囱设计要点459

二、脱硫塔基础设计要点459

三、脱硫塔设计要点459

第八章烟气脱硫系统的调试与管理461

第一节FGD系统调试范围与特点461

一、调试范围461

二、FGD系统调试特点462

第二节FGD系统分部调试463

一、FGD系统分部调试应具备的条件463

二、FGD系统单体调试465

三、FGD系统分系统调试467

四、调试举例467

第三节热态调试和168考核469

一、热态调试469

二、168考核473

三、系统消缺475

四、事故预案476

五、调试控制要点和经验477

第四节FGD系统调试运行中常见问题及其处理481

第九章脱硫系统运行与维护488

第一节FGD系统运行与维护概述488

一、FGD装置操作工况分类488

二、FGD系统总的启停方式489

第二节典型石灰石-石膏法脱硫系统运行实例491

一、烟风系统的启动、停止、检查、联锁及正常运行491

二、石灰石破碎系统的启动、停止、检查、联锁及正常运行496

三、石灰石浆液制备系统启动、停止、检查、联锁及正常运行497

四、脱硫塔系统的启动、停止、检查、联锁及正常运行499

五、事故储罐和地坑系统的启动、停止、检查、联锁及正常运行501

六、石膏脱水系统的启动、停止、检查、联锁及正常运行501

七、转动设备501

八、电气系统的正常运行502

第三节FGD运行控制与管理503

一、正常运行中运行人员应该控制的FGD系统的主要参数503

二、做好FGD运行控制与管理的几点体会504

第四节脱硫系统事故的现象、原因及处理505

一、脱硫系统事故处理总则505

二、紧急停运脱硫装置情况506

三、发生火灾时的处理507

四、6kV电源中断的现象、原因及处理507

五、380V电源中断的现象、原因及处理507

六、工艺水中断的现象、原因及处理508

七、脱硫增压风机故障、现象、原因及处理508

八、脱硫塔循环泵全停509

九、烟气系统的故障509

十、石膏脱水系统故障510

十一、石灰石制浆系统的故障511

十二、公用系统仪用空压机故障511

十三、仪表故障512

第十章脱硫工程防腐问题513

第一节常用防腐材料防腐失效与防护513

一、玻璃钢（FRP）514

二、橡胶516

三、玻璃鳞片516

四、镍基合金517

五、塑料521

第二节防腐材料的经济比较与选择521

一、防腐材料的经济比较521

二、影响防腐材料选择的因素524

第三节脱硫系统防腐方案示例525

一、防腐区域介质特性分析525

二、防腐方案示例525

第十一章主要施工方案528

第一节脱硫塔及其基础施工方案528

一、脱硫塔基础施工方案要点528

二、脱硫塔施工方案要点529

三、烟道系统安装要点532

四、管道、阀门安装方案要点533

五、C-276材料的焊接533

第二节脱硫工程防腐施工质量控制要点534

一、橡胶内衬质量控制要点534

二、鳞片涂层质量控制要点536

三、烟气脱硫系统运行后的检查537

第十二章脱硫技术在典型行业中的应用538

第一节垃圾焚烧脱硫技术538

一、几种工艺流程介绍538

二、工程实例540

第二节电解铝烟气脱硫技术550

一、工程概况550

二、脱硫系统简介552

第三节焦炉烟气脱硫脱硝技术561

一、焦炉入口烟气设计参数及排放指标564

二、工艺特点565

第四节烟气痕量元素吸附技术567

一、烟气设计参数及指标567

二、活性炭喷射系统介绍568

三、主要设备一览表571

第五节烧结机/球团脱硫技术572

一、工程概况573

二、系统介绍574

三、主要设备性能参数577

四、主要设备规格一览表578

第六节水泥窑尾烟气脱硫脱硝技术580

第七节炭素煅烧和焙烧烟气脱硫技术585

一、我国炭素厂采用的烟气净化方法585

二、石灰/石灰石-石膏法在焙烧烟气脱硫中的应用586

第十三章烟气脱硫工程投标书的技术与经济评估591

第一节技术评估591

第二节经济评估597

参考文献605

本书详细介绍了各种烟气脱硫工艺技术、脱硫塔核心设计技术、脱硫系统主要设备特点以及脱硫系统的调试与运行技术，同时总结了大量的脱硫实践经验和教训，目的是通过这些技术的介绍，使读者能够改进及提高已有脱硫技术的设计、运营水平，开发出新的脱硫技术，同时提高相关设备的制造水平。

本书可供相关学校、科研院所、电力、化工、冶金及建材等行业的工程技术人员、管理人员参考，亦可作为高等院校师生的参考书。

郭东明，航天空气动力研究院环保事业部，总工程师、教授级高工，从1996年至今，一直从事脱硫脱硝和微细粉尘防治方面的技术研究和工程应用方面技术和管理工作。

1999年，获脱硫技术专利一项，是我国的国产化脱硫技术，目前已应用于5万至60万机组共6台机组的脱硫工程。

2001年，在化工出版社出版《硫氮污染防治工程技术及其应用》一书，2008年在我社出版《脱硫工程技术与设备》，深受读者好评。

2002至2003年，在德国进行脱硫方面的交流学习。

到目前为止，负责完成5万～30万机组脱硫项目4个，参与完成2个。

国家脱硫脱硝专家库成员，已参与3个脱硫工程的评标 。

• 配套教材

《工程制图（第三版）》拥有配套教材《工程制图习题集（第三版）》。

• 课程资源

《工程制图（第三版）》配有立体模型动画演示、二维码课堂教学等课程资源。