平米烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告.doc

xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 XXXXXXXXXXXXX 公司 132m2烧结机机头烟气脱硫治理工程 可行性研究报告可行性研究报告 XXXXXXXXXXXX 公公司司 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 目目 录录 1、概述 1 1.1、项目概况 1 1.2 研究范围 1 2、设计依据及基础资料 2 2.1 设计依据 2 2.2 治理目标 2 2.3 治理原则 3 2.4 设计基础资料及要求 3 2.5、厂址概况 5 2.6、工程地质 5 2.7、水源情况 5 2.8、交通运输 6 2.9、大气污染物排放情况 6 3、脱硫系统建设条件及工艺选择 6 3.1、吸收剂供应 6 3.2、可供脱硫系统建设的场地位置 7 3.3、副产品处置及综合利用 7 3.4、脱硫系统水、电、气供应状况 11 3.5、烧结机烟气脱硫方案的选择与确定 .12 3.5.1 常用脱硫工艺 .12 3.5.2 湿法脱硫工艺 13 3.5.2.1 石灰-石膏法脱硫13 3.5.2.2 工艺特点： .14 3.5.3 脱硫技术要求 16 4、脱硫工艺计算 17 4.1 处理烟气量 17 4.2 SO2原始排放浓度： 17 4.3 脱硫效率 17 4.4 生石灰粉耗量 17 4.5 年脱硫量： 17 4.6 石膏产量： 17 4.7 脱硫反应循环液气比： 18 4.8 Ca/S 摩尔比 ： .18 4.9 Ca O 浆液量 .18 4.10 制浆耗水量： 18 4.11 溶液循环流量： 18 4.12 废水排放量的计算 18 4.13 水、电、汽耗量 18 5、石灰石膏法脱硫 18 5.1 石灰石灰石膏法脱硫的技术参数石膏法脱硫的技术参数 .18 5.2 脱硫工艺流程脱硫工艺流程 .19 5.3 脱硫工艺系统 20 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 5.4 主要设备的设计参数及选型 22 5.5 设备布置 25 5.6 电气及自动控制系统 25 5.7 设备、管道的防腐 .31 5.8 设备的维护与检修 31 5.9 给排水系统 .31 6、土建 32 7、环境保护 35 7.1 设计采用的环保标准 35 7.2 脱硫系统主要污染源 35 7.3 主要污染治理措施 36 7.4、环境效益 36 7.4.1、实施脱硫工程前后的环境影响分析 36 7.4.2 社会及经济效益 37 8、节能降耗 37 9. 安全、消防与劳动保护 .38 9.1、劳动安全 .39 9.2 安全防护措施 39 9.3、劳动保护 .40 9.4、劳动保护措施 .40 10、劳动定员、调试和培训 40 11、项目实施与工程进度计划 43 11.1 项目实施条件 43 11.2 项目实施办法 44 11.3 项目实施进度计划 .44 12、主要设备表和技术经济分析 45 12.1 主要设备表 45 12.2 工程费用估算（详见后附表） 49 12.2.1、投资概况 49 12.2.2、编制依据 49 12.3 脱硫系统运行费用估算 49 13、附图 49 13.1 烟气脱硫工艺图 49 13.2 烟气脱硫电气图 49 13.3 烟气脱硫控制图 49 14结论 50 14.1、主要结论和意见 .50 14.2、存在的问题 50 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 0 页 共 50 页 1、概述、概述 1.11.1、项目概况、项目概况 1.1.1、编制依据 1) 按照火力发电厂烟气脱硫工程项目可行性研究报告内容深度规定 2) 按照“十一五”十大重点节能工程实施意见 3) XXXXXXXXXXXXXX 公司提供的有关资料 1.1.2、项目概况 xxxxxxxx 公司(主要设备简介) 现有 132m2 烧结机一台，烧结主抽风机设计风量 14500m3/min，全压值 16.5KPa。从烧结机烟囱排出的废气含有 SO2、氮氧化物、粉尘等既影响操 作区环境，又污染大气。 根据国家政策和环保有关规定，SO2、颗粒物等污染物排入大气必须达 标排放。公司领导十分重视环境保护工作，拟针对现行日益严格的环保要求， 对 132m2烧结机机头烟气进行脱硫治理，做到达标排放。 1.21.2 研究范围研究范围 1) 脱硫工艺技术方案选择； 2) 脱硫技术工艺系统及布置； 3) 脱硫剂供应、脱硫剂制备系统； 4) 脱硫副产品处置； 5) 公用工程和辅助设施； 6) 投资和技术经济评价。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 1 页 共 50 页 2、设计依据及基础资料、设计依据及基础资料 2.1 设计依据 （1） 、环发(1997)634 号酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案 （2） 、国务院令字(2003)第 369 号排污费征收使用管理条例 （3） 、 工业企业厂界噪声标准(GB12348-2008) （4） 、 工业“三废”排放试行标准(GBJ4-73) （5） 、 大气污染物综合排放标准 （GB162971996） （6） 、 工业炉窑大气污染物排放标准 （GB9078-1996） （7） 、中华人民共和国环境保护法（1989.12） ； （8） 、环境空气质量标准（GB13223-1996） ； （9） 、其它相关工程标准。 （10） 、设计遵循“技术先进可靠、使用经济、运行稳定”的原则； （11） 、技术线路明了、工艺布置合理、操作稳定可靠，系统抗冲击能力强； 2.2 治理目标 按照工业炉窑大气污染物排放标准 （GB9078-1996）的规定和公司的 要求，烟气脱硫后达到如下指标： SO2100(mg/Nm3) 烟尘50(mg/Nm3) 2.3 治理原则 1. 烟气脱硫及烟尘同步治理，确保钢铁厂二氧化硫、烟尘排放量达到 国家排放标准。 2. 保证脱硫效率为90，机组年运行时间为 7920 小时； xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 2 页 共 50 页 3. 最大限度的减少拆迁；减少停机时间；合理降低成本； 4. 132烧结机单独用一套烟气脱硫装置， 5. 采取必要的措施确保脱硫系统不影响烧结机的正常运行。 6. 选用成熟、稳定、可靠的烟气脱硫和除尘工艺方案，确保经脱硫装 置处理后排放的烟气满足当地的环保要求。 7. 脱硫副产物应易于处理或能综合利用，无二次污染。 8. 现有场地能满足脱硫设备布置要求。 9. 脱硫工艺与设备技术先进，运行稳定可靠，操作维修简单易行； 10. 在满足上述要求的前提下，应尽可能降低工程造价和运行成本。 11. 脱硫装置用电由烧结厂原 380/220V 备用电源引接； 12. 脱硫装置采用 PLC 控制方式。 13. 符合循环经济的要求。 2.4 设计基础资料及要求 （1） 、烧结烟气及相关工况参数 序号内 容132m2烧结机备 注 1 工况烟气量（m3/h） 870000 2 排烟温度（）80200 左右 按 160 计算 3 标况烟气量 （Nm3/h） 548000 4 配煤含硫量(%) 0.5 5 镍铁合金矿含硫量(%)0.110.16 6 烧结烟气 SO2含量 （mg/Nm3） 1500 最大值 7 含湿量（%）10.0 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 3 页 共 50 页 8 原有除尘配制电除尘器 9 除尘后烟气含尘 浓度（mg/Nm3） 100 10 主风机型号 SJ14500 11 主风机额定风量 （m3/h） 870000 12 主风机全压值 （KPa） 16.5 13 主风机电机功率 （KW） 14 烟囱高度（m） 100 15 烟气组成种类 N2，O2，CO，CO2，SO2 NOx 飞 灰等 治理目标 SO2100(mg/Nm3) 烟尘50(mg/Nm3) （2） 、 烧结机年运行小时数 ：按 7920 小时/年计算 （3） 、物价指标 水价：5.0 元/吨 电价：0.60 元/Kwh 石灰价： 200 元/吨 工人工资：25000 元/年人 （4） 、脱硫系统布置方式：建一套脱硫设施。 （5） 、脱硫副产物处理要求：通过处理能达到综合利用要求。 （6） 、承包方接点界限 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 4 页 共 50 页 序号内容接点位置 1 烟道烧结风机出口烟道 2 供电由业主方接入脱硫系统进线柜内 3 工业水脱硫区域外 1 米 ， 0.3MPa 4 生活水脱硫区域外 1 米， 0.2MPa 5 压缩空气脱硫区域外 1 米， 0.5MPa 6 废水脱硫区域外 1 米 2.52.5、厂址概况、厂址概况 2.5.1、厂址地区概况 2.5.2、水文气象条件 连云区地处暖温带的南缘，属向亚热带过渡的季风海洋性气候地带，四 季分明，气候宜人。年平均气温为 14C，1 月份气温最低，均温 1.1C；8 月份气温最高，均温 26.8C，全年有 223 天以上日均温不低于 10C。年平 均降水量为 882.6 毫米，无霜期平均为 215 天。 2.62.6、工程地质、工程地质 本区域地震基本烈度为七度。 2.72.7、水源情况、水源情况 XXXXXXXXXXXX 公司拥有完善的供水系统，完全满足生产的正常运转 以及本次改造所需的生产及生活用水。 2.82.8、交通运输、交通运输 xxxxxxx 公司交通条件完备，交通运输十分方便。 2.92.9、大气污染物排放情况、大气污染物排放情况 目前，xxxxxx 公司的 132烧结机烟气经过电除尘器除尘后，直接排放 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 5 页 共 50 页 至大气。按照原设计计算，除尘器除尘后二氧化硫的排放浓度约 1500 mg/Nm；烟尘的排放浓度 100mg/Nm3。 3 3、脱硫系统建设条件、脱硫系统建设条件及工艺选择及工艺选择 3.13.1、吸收剂供应、吸收剂供应 3.1.1、烟气脱硫吸收剂的选取 在化学吸收烟气脱硫中，吸收剂的性能从根本上决定了 S02吸收操作的 效率，因而对吸收剂的性能有一定的要求。 1) 吸收能力高 要求对 SO2具有较高的吸收能力，以提高吸收速率，减少吸收剂的用量， 减少设备体积和降低能耗。 2) 选择性能好 要求对 S02具有良好的选择性能，对其他组分不吸收或吸收能力很低， 确保对 S02具有较高的吸收能力。 3)挥发性低，无毒，不易燃烧，化学稳定性好，凝固点低，不发泡，易 再生，粘度小，比热小。 4)不腐蚀或腐蚀小，以减少设备投资及维护费用。 5)来源丰富，容易得到，价格便宜。 6)便于处理及操作，不易产生二次污染。 完全满足上述要求的吸收剂是很难选择到的。只能根据实际情况，权衡 多方面的因素有所侧重地加以选择。石灰、氢氧化钙 Ca(oH)2、碳酸钙 (CaCO3)，是烟气脱硫较为理想的吸收剂，因而在国内外烟气脱硫中获得最 广泛地应用(占整个世界脱硫市场的 90%左右的份额)。我们根据钢铁企业内 部的实际情况，对于烧结工艺，可以利用除尘系统收集来的石灰粉尘作为我 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 6 页 共 50 页 们的脱硫剂。从资源综合利用来看可以以废治废，避免和减轻二次污染。完 全符合发展循环经济的要求。 3.1.2、烟气脱硫吸收剂的供应 首先我们本着以废制废的出发点，尽量利用钢铁厂里当作废物的布袋除 尘收集来的石灰粉尘等作脱硫吸收剂。 其次本地石灰资源极为丰富，吸收剂可以采用当地生产的石灰粉。根据 烧结脱硫要求，石灰粉检验结果满足以下条件即可： 氧化钙(CaO)含量： 80% 粒径： 200 目 3.23.2、可供脱硫系统建设的场地位置、可供脱硫系统建设的场地位置 从总图布置看，现有 132机组由东向西依次排列，北侧和西侧为环厂 路。烧结机机头脱硫系统由北向南依次为：、脱硫塔、水泵组、综合楼、配 电室、石灰浆液搅拌系统。 3.33.3、副产品处置及综合利用、副产品处置及综合利用 3.3.1 副产品一脱硫石膏的特性分析 1)脱硫石膏基本性质 脱硫石膏主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙。烟气脱硫石膏呈较 细颗粒状，平均粒径约 4060m，颗粒呈短柱状，径长比在 1.52.5 之间， 颜色呈灰白或稍黄，二水硫酸钙含量较高一般都在 8090%以上，含游离 水一般在 1020，其中还含飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙及由钠、 钾氯化物组成的可溶性盐等杂质。 2)烟气脱硫石膏与天然石膏比较 天然石膏与烟气脱硫石膏的化学成分及细度见表 3-1、表 3-2。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 7 页 共 50 页 表 3.1 天然、脱硫石膏化学成分及细度 项目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2O3MgOLoss 筛余（45um） /% 天然石膏31.54.31.7341.11.151.3017.28.8 脱硫石膏31.62.10.742.40.51.019.21.0 表 3-2 石膏颗粒粒径分布表 粒度/um806050403020105 天然石膏筛余/%10.94.79.54.914.415.520.012.7 脱硫石膏筛余/%5.015.58.321.931.015.71.70.4 注：天然石膏中未计入 8.8%大于 80um 的颗粒 3）结论 脱硫石膏与天然石膏化学组成相关不大，品质相当；但天然石膏的杂质 以粘土矿物为主，磨细后颗粒较大，在水化时一般不能参加反应，因而性能 在一定程度上不及脱硫石膏。 3.3.2、脱硫石膏综合利用。 国内对脱硫石膏的综合处理和应用已经起步，脱硫石膏的应用蕴藏着巨 大的市场机遇，对于江苏、浙江、广东等天然石膏匮乏的地区，脱硫石膏的 大量出现为以石膏为原材料的企业带来了商业机会。脱硫石膏可以用做制造 石膏砌块、腻子石膏、模具石膏、纸面石膏板以及水泥等建材产品，但是目 前能大量使用的限于制造纸面石膏板和作水泥缓凝剂。 1) 用于制造石膏砌块。我国虽在外墙建设中大力推荐以石膏砌块代替 实心粘土砖，但目前最大的石膏砌块生产线仅 30 万平方米，每年约可利用 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 8 页 共 50 页 脱硫石膏 2 万吨(湿基)，大部分生产线都是 10 万平方米以下的小生产线，用 量不大，市场未推开。 2)用于制造模具石膏。我国模具石膏市场较大，但是目前用脱硫石膏制 造模具石膏还存在技术工艺和脱硫石膏白度的问题，工艺不成熟，有待进一 步开发新技术。 3)用于作水泥缓凝剂。目前脱硫石膏作水泥缓凝剂是先把脱硫石膏制成 球状，增加了制造成本上升，降低了经济效益。更为经济的途径是开发直接 利用工艺技术，开发该项技术首先要解决湿基脱硫石膏粘球磨机的问题。 对水泥行业来说，作水泥缓凝剂是脱硫石膏最主要的应用方式。我国的 脱硫石膏主要集中在东部沿海地区，2006 年我国水泥产量约13 亿吨，仅东 部地区就有 8 亿吨。按照 4的添加量计算，如果全部用脱硫石膏代替天然 石膏作为缓凝剂，一年可消化脱硫石膏 3200 万吨，完全可以解决目前脱硫 石膏的利用问题。 4) 用于制造纸面石膏板。制造纸面石膏板是脱硫石膏另一个大量使用 的途径，国外脱硫石膏一般也是用于制造纸面石膏板。预计今年我国纸面石 膏板总产销量能够达到 7.5 亿平方米，按照每平方米使用 10 公斤湿基脱硫 石膏计算，一年可消化脱硫石膏 750 万吨。我国纸面石膏板需求量还在以年 20左右的速度增长，脱硫石膏利用潜力很大。 我国建设的纸面石膏板生产线已有使用脱硫石膏代替天然石膏的成功先 例。在江苏江阴的两条年产 3000 万平方米的纸面石膏板生产线年可利用脱 硫石膏 60 万吨，制造纸面石膏板 6000 万平方米。 5)用作土壤改良剂，用做海滩盐碱地改良。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 9 页 共 50 页 综上所述，本项目中可以根据脱硫石膏的特性，合理利用脱硫石膏，使 脱硫石膏变废为宝，获得更好的经济效益。 小结： 1)烧结石膏晶粒颗粒径大，结晶程度高，离心式脱水机一次脱水，石膏 含量达 90以上，满足石膏利用要求；常规湿法脱硫石膏的粒径一般在 50m 以上，而旋涡的撞击湿式石灰石石膏法烧结脱硫石膏粒径在 100m 左右。 2)因石膏晶粒大、结晶度高，吸收塔排出浆液易于脱水，经离心机脱水 后石膏含水率低，只有 5.3。 3)石膏纯度高，杂质含量低，主要杂质组分为 CaCO3、CaSO3、1/2H2O()。 4)石膏中灰分杂质主要为铁和硅含量较高，主要是 Fe2O3和 SiO2，离心 机一次脱水后铁、硅含量叮达 1.2%、3.1(以 SiO2计)，工艺水冲洗后分别 降到 0.1、1.5(以 SiO2计)以内。 5)石膏固体中金属和重金属含量低，如水洗含量更低，浸出液的重金属 含量均较低，不属危险废物；可避免后续利用时，人们潜在生态安全担心。 3.3.3、关于鼓励使用脱硫石膏的国家优惠政策 1)国家对水泥生产厂家使用脱硫石膏有相应的减免税政策，详见财税 200425 号财政部国家税务总局关于部分资源综合利用产品增值税政策的 补充通知文件。 2)国务院办公厅对使用脱硫石膏的减免税政策解读。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 10 页 共 50 页 3.43.4、脱硫系统水、电、气供应状况、脱硫系统水、电、气供应状况 XXXXXXX 公司 132烧结机烟气脱硫除尘装置所需用水均来自烧结厂 主系统，其中烟气降温用工艺用水来自原有工业水系统，其水质及水量均满 足本工程要求(水质要求见下表)。 烧结烟气脱硫工艺水水质标准 序号不溶物总量数值单位备注 1不溶物总量 20g/dm 2悬浮物总量 10g/dm 3Cl- 1000mg/dm 4HCO3-+CO32- 1000mg/dm 5PH 6.5 6粒径 0.03 Mm 7温度8-30 烧结烟气脱硫装置冷却水水质标准 序号不溶物总量 1g/dm 备注 1悬浮物总量 10g/dm 2Cl- 100mg/dm 3HCO3-+CO32- 500mg/dm 4SO42- 200mg/dm 5PH 6.5 6粒径 0.03 Mm 7温度8-30 本工程用电电压等级为 380/220V 直流电源。脱硫装置自设直流分电屏 及 UPS 装置。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 11 页 共 50 页 3.5、烧结机烟气脱硫方案的选择与确定、烧结机烟气脱硫方案的选择与确定 3.5.1 常用脱硫工艺常用脱硫工艺 燃煤二氧化硫污染控制技术由以下三部分组成：燃烧前脱硫技术、燃烧 中脱硫技术、燃烧后脱硫技术。燃烧后脱硫技术(简称 FGD)是目前世界上唯 一大规模商业化应用的脱硫技术。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形 态，烟气脱硫又可分为湿法、干法、半干法三类。 湿法烟气脱硫是指应用液体吸收剂( 如水和碱性溶液等)，洗涤含二氧化 硫烟气脱除烟气中的二氧化硫。此法的优点是设备简单、操作技术易掌握， 脱硫效率高，投资少；缺点是存在废水处理问题，洗涤后烟气的温度较低 (一般60)，不利于烟囱排气的扩散。它包括石灰(石)湿法烟气脱硫、磷铵 肥法烟气脱硫、碱式硫酸铝法、水和稀酸吸收法、双碱法、氧化镁法等方法。 干法烟气脱硫，是指应用干粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来处理 含二氧化硫烟气，使烟气中的二氧化硫得到净化。该工艺的特点是反应在无 液相介入的完全干燥的状态下进行。此法的优点是工艺过程简单、无污水处 理问题，特别是净化后烟气温度较高(一般高于100)，有利于烟囱排气的扩 散，净化后的烟气不需要二次加热就可直接排空，腐蚀性小；缺点是脱硫效 率较低，设备庞大，投资大，占地面积大，操作不稳定，操作技术要求高， 不易控制等。 半干法的工艺特点是：反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸 发吸收液中的水份，使最终产物为干粉状。其优点：脱硫是在气、液、固三 相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的CaSO3、CaSO4，易处理， xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 12 页 共 50 页 没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。缺点：自动化要求比较高， 吸收剂的用量难以控制，脱硫效率较低，设备庞大，投资大，占地面积大， 操作不稳定，操作技术要求高。 3.5.2 湿法脱硫工艺湿法脱硫工艺 湿法烟气脱硫(WFGD)技术是目前应用较广泛的脱硫技术，其特点是整 个脱硫系统位于烟道的末端、除尘系统之后。湿法烟气脱硫过程是气液反应， 其脱硫反应速度快，脱硫效率高，适合于大型燃煤锅炉的烟气脱硫和钢铁厂 的烧结脱硫。由于脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态， 其脱硫过程的反应温度低于露点，传统工艺是脱硫以后的烟气一般需再加热 才能从烟囱排出。近几年国外和国内对脱硫后的烟气处理趋向不采取加热可 直接通过烟囱排放，即对脱硫后烟气不加热直接排放，只是对烟囱做防腐处 理，这样比对烟气加热更能节省直接投资和节省用地。另一种技术是通过塔 顶烟囱排放，这种方法省去了烟囱的防腐，降低了一次性投资。目前，湿法 脱硫技术占世界安装烟气脱硫的机组总容量的 85%。 湿法脱硫技术包括石灰-石膏湿法、氧化镁法、磷铵肥法、碱式硫酸铝 法、水和稀酸吸收法、双碱法等方法。其中石灰-石膏湿法、氧化镁法烟气 脱硫是目前湿法脱硫的主流方法。 3.5.2.1 石灰石灰-石膏法脱硫石膏法脱硫 工艺流程见方案流程图。 脱硫原理：在现有的烟气脱硫工艺中，湿法石灰石膏洗涤工艺最为成 熟，运行可靠性最高，应用也最为广泛，已成为优先选择的脱硫工艺。其工 艺分自然氧化和强制氧化两种，其主要的区别是能否在吸收塔底部的贮液槽 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 13 页 共 50 页 中通过鼓入空气把亚硫酸钙氧化成石膏（CaSO42H2O） ，得到高纯度的产 品。目前，强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。从除尘器出来的烟气 进入吸收塔后，SO2直接和石灰浮液接触并被吸收去除。新鲜的石灰浆液不 断的被加入到吸收塔底部的贮液槽中，被洗涤后的烟气通过除雾器，然后通 过烟囱被排放到大气中，反应产物从塔中取出，然后被送去脱水或进一步处 理。 石灰石膏法脱硫工艺的化学原理如下： 在水中，气相 SO2被吸收并经下列反应离解： SO2（气）+H2O SO2（液）+ H2O SO2（液）+ H2OH+HSO3-2H+SO32- 由于 H+被 OH-中和生成 H2O 使得这一平衡向右进行。OH-离子是由水中 溶解的石灰产生的。 CaO+H2OCa(OH)2 Ca(OH)2+SO2CaSO3+ H2O CaSO3+1/2O2CaSO4 鼓入的空气也可用来氧化 HSO3-和 SO32-离子，最后成生石膏沉淀物 HSO3-+1/2 O2 SO42-+H+ SO32-+1/2 O2 SO42-+Ca2+ CaSO4 3.5.2.2 工艺特点工艺特点： （1）脱硫效率高、技术成熟，脱硫效果能够满足环保新的要求。石灰 石膏法脱硫技术最成熟，脱硫效率为 95%以上，运行可靠，使用最普遍。 在国内外烟气脱硫市场占有率约为 90% 。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 14 页 共 50 页 （2）运行成本低。石灰（CaO）或熟石灰（Ca（OH）2）资源丰富， 业主就有高品位的石灰资源，便于就地取材。 （3）脱硫产物可回收利用。脱硫产物石膏（CaSO4）可做建材或水泥 添加剂，每吨脱硫石膏价值 40 元，从而可以降低运行费用。 （4）工艺布置科学先进、设备结构简单，能有效降低一次性投资和运 行费用。脱硫塔采取三层喷淋，两级脱水，可使石灰脱硫塔喷雾吸收液气比 L/G 58 L/Nm3，就可节省运行电费近一半，也可大大减少循环水泵容量和 循环水管管径，可节省一次投资。 （5）本工艺设计了石膏回收系统，从而使石膏可以综合利用，有经济 效益（一般设计中石膏价格按约 40 元/吨算） ，同时不必占用大片渣场，这 是十分有利的。 （6）如果考虑紧缩一次投资，和尽可能减少占地面积，也可不设计石 膏回收系统，而把脱硫渣脱水后同高炉炉渣一并处理。 （7）占地面积小：烧结机现场虽然紧凑，但完全能够满足工艺设备布 置。 （8）工艺设备制作、安装周期短，能够满足该公司建设工期要求。 （9）系统自动化程度高。脱硫系统采用 PLC 控制，实时运行参数的显 示功能，有效的减轻操作工的劳动强度，确保系统有效的连续运行。 （10）系统自动控制石灰浆液量和喷淋液气比。停运时管道用水进行反 冲洗，能有效防止“结垢、堵塞”现象的发生。 由于业主自己生产石灰，本设计方案选用石灰由于业主自己生产石灰，本设计方案选用石灰石膏法脱硫技术。石膏法脱硫技术。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 15 页 共 50 页 3.5.3 脱硫技术要求脱硫技术要求 为了与烧结机运行匹配，脱硫装置的设计必须保证能快速启动，且在烧 结机负荷波动时应有良好的适应特性。 脱硫装置必须满足如下运行特性： （1）脱硫装置应能适应烧结机的正常波动负荷。 （2）整套脱硫系统及其装置的设置应能够满足整个系统在不同工况下运 行的要求，脱硫装置及其辅助设备的启动、正常运行监控应在脱硫控制室实 现。整个系统的控制功能由脱硫系统的 PLC 实现。 （3）在装置停运期间，各个需要冲洗和排水的设备和系统(如：石灰和石 膏浆液系统的泵、管道、箱罐等)必须能实现冲洗和排水。 （4）阀门和挡板等应配置气动/电动执行器。 （5）烟道和箱罐等设备应配备相应的人孔门。 （6）所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计时必须考虑设备和管 道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。 （7）所有设备和管道，包括烟道的设计应考虑最差运行条件（压力、温 度、流量、污染物含量）及事故情况下的安全富裕量。 （8）设计选用的材料必须适应实际运行条件，包括考虑适当的腐蚀余量。 （9）在设备的冲洗和清扫过程中产生的废水（例如：石灰浆液或石膏浆 液系统设备与管道等）应收集在脱硫岛的排水坑内，然后送至吸收塔系统中 重复利用，不能将废水直接排放。 （10）所有设备与管道等的布置应考虑系统功能的实现和运行工作的方便。 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 16 页 共 50 页 4、脱硫工艺计算、脱硫工艺计算 4.1 处理烟气量 项目132m2烧结机 热态 （t=160）870000m3/h 标态548000Nm3/h 4.2 SO2原始排放浓度： 本设计按最大 1500mg/Nm3考虑。 4.3 脱硫效率 本脱硫系统的脱硫效率应不低于 ，以满足排标要求 （1500-100）/1500100%=93.3% 实际石灰石膏法脱硫效率可达 95%以上。 4.4 生石灰粉耗量 生石灰小时耗量：生石灰小时耗量： G132=881kg/h 生石灰年耗量生石灰年耗量： G132=8817920/1000=6978 t/a 4.5 年脱硫量： G132（SO2）=140010-6548000/10007920=6076t/a xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 17 页 共 50 页 4.6 石膏产量： G132=16329 t/a 4.7 脱硫反应循环液气比 ： 58 L/Nm3 4.8 Ca/S 摩尔比 ： 取 1.051.1 4.9 Ca O 浆液量 CaO 浆液量：G132=8810kg/h 4.10 制浆耗水量： G=7.9 t/h 4.11 溶液循环流量： G=3800 t/h 4.12 废水排放量的计算 脱硫塔底部持液槽中排水量为：G=35m3/小时.塔 4.13 水、电、汽耗量 脱硫系统估算水耗量如下： 水：20 t/h 电耗量：554.44kw/h (详见 5.6) 5、石灰、石灰石膏法脱硫石膏法脱硫 5.1 石灰石灰石膏法脱硫的技术参数石膏法脱硫的技术参数 5.1.1 烧结机规格：132m2 5.1.2 脱硫效率：在满足排标要求的前提下，本脱硫系统脱硫效率大于 95.0% xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 18 页 共 50 页 5.1.3 脱硫剂：生石灰粉，CaO 成分80%，颗粒度为 200 目。 5.1.4 Ca/S 比：1.05 5.1.5 生石灰耗量： G132=881 kg/h ,6978t/a 5.1.6 脱硫量： G132（SO2）=6076t/a 5.1.7 石膏产量： G132=16329 t/a 5.1.8 SO2排放浓度：100mg/Nm3 5.1.9 烟尘排放浓度：50mg/Nm3 5.1.10 液气比：58L/m3 5.1.11 溶液循环量： Q132=3800t/h 5.2 脱硫工艺流程脱硫工艺流程 本脱硫工程由制浆系统、烟气系统、脱硫塔吸收系统、副产品处理系统、 废水排放系统、电气控制系统等组成。 石灰石膏法脱硫工艺流程：烧结烟气除尘后，经烧结主风机，进入喷 淋降温段，再进入吸收塔进行脱硫反应，完成脱硫后的净化烟气经两级除雾 后，再经烟囱排出。 石灰粉经加水消化制成 510浓度的浆液，用乳液泵泵入脱硫塔下部 贮液槽中，再经循环泵打入塔内喷淋系统，喷淋脱硫。脱硫塔下部贮液槽中 20% 的石膏浆，经泵进人石膏制备系统的水力旋流器浓缩，然后通过脱水机 脱水成为含水低于 10%的石膏，进入石膏仓。脱水后的废水经处理后大部分 循环回用，小部分处理达标后排放。 脱硫系统压力损失小于脱硫系统压力损失小于 1200Pa1200Pa，烧结主抽风机全压值，烧结主抽风机全压值 16.5KPa16.5KPa，系统压，系统压 力损失占主风机全压值的力损失占主风机全压值的 7%7%，对系统影响不大。另外我们有多个不加增压，对系统影响不大。另外我们有多个不加增压 风机的工程实例，例如唐山华西钢铁公司、山西美锦钢铁公司、廊坊前进钢风机的工程实例，例如唐山华西钢铁公司、山西美锦钢铁公司、廊坊前进钢 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 19 页 共 50 页 铁公司、徐州牛头山铸业公司、唐山国义钢铁公司等等，这几家公司烧结主铁公司、徐州牛头山铸业公司、唐山国义钢铁公司等等，这几家公司烧结主 风机全压值都小于风机全压值都小于 16.5KPa16.5KPa，甚至唐山国义钢铁公司，甚至唐山国义钢铁公司 112112 平烧结主风机全压平烧结主风机全压 值为值为 14.5KPa14.5KPa，不加增压风机不影响烧结机和脱硫系统运行，并且大大节省，不加增压风机不影响烧结机和脱硫系统运行，并且大大节省 运行费用。方案按烟气脱硫系统不设增压风机处理。脱硫后烟气直接排放。运行费用。方案按烟气脱硫系统不设增压风机处理。脱硫后烟气直接排放。 石灰石膏法脱硫工艺详见流程图。 5.3 脱硫工艺系统 5.3.1、制浆系统 制浆系统由储灰仓、消化器、乳液罐、搅拌器、乳液泵等组成。 通过气力输送将石灰粉送入钢制石灰粉仓内，再由定量给料机送到石灰 消化器，上清液进入乳液罐，制成浓度为 5%10%的石灰浆液，这样制成的 石灰浆液经乳液泵供入脱硫塔，由脱硫塔的循环泵供应循环液用以吸收烟气 中的 SO2。根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的 SO2浓度和 pH 值来控制打入吸 收塔的石灰浆液量。消化器底部设自动除灰机，将消化器底部沉淀的颗粒定 时排除。 消化器、乳液罐为钢砼结构或钢结构，内衬树脂防腐。浆液浓度约为 510%，用调节给水量来控制浆液浓度。 5.3.2、烟气系统 烟气系统主要设备包括烟气挡板、烟道及其附件。 烧结烟气除尘后，经烧结主风机进入喷淋降温段，然后通过脱硫前预处 理装置进行降温后进入吸收塔，在吸收塔内脱硫净化，经过塔顶除雾器除去 水雾后，再经脱硫烟囱排入大气。在原烟道上设置旁路挡板门，当烧结机启 动、FGD 装置故障、检修停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放，当脱硫装置 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 20 页 共 50 页 进行检修时不会影响烧结机主系统的安全运行。 脱硫前降温装置处采用特殊防腐措施。 当脱硫系统投运时，打开入口挡板、关闭旁路挡板。原烟气经入口挡板、 降温装置进入吸收塔。当烟气温度高于 180或其它意外情况时，吸收塔将 停用，此时，打开旁路挡板，关闭入口挡板，原烟气直接从原烟囱排放。 5.3.3、脱硫塔吸收系统 脱硫吸收系统有脱硫吸收塔、喷淋装置、循环水泵、氧化风机、搅拌器、 排液泵、脱水除雾器及反冲洗装置等组成。 吸收塔按其功能可分为喷淋区、除雾区和氧化区。 喷淋吸收区装有多个防堵雾化喷嘴.交叉布置。烟气经电除尘器和引风 机后，从喷淋区下部进入吸收塔，与均匀喷出的吸收浆液逆流接触。喷淋管 不仅能在母管内均匀分布浆液，而且也能把浆液均匀分配给连接喷嘴的支管。 所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅或相当的 材料制作。 氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂，鼓风将 CaSO3氧化成 CaSO4，并结 晶生成石膏。吸收剂浆液制备系统将所需浓度的石灰浆液送入吸收塔底部的 反应槽，与塔内未反应完全的吸收液及部分石膏混合，用再循环泵送至吸收 塔上部喷嘴，喷入塔内进行脱硫反应。 脱硫后烟气经除雾后含水量75mg/Nm3，经烟囱排放。 5.3.4、副产品处理系统 副产品处理系统来自吸收塔浓度约为 20%的石膏浆，经泵进入水力旋流 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 21 页 共 50 页 器浓缩，然后通过连续真空皮带脱水机脱水成为含水低于 10%的石膏，再存 入石膏仓库，送往用户使用。分离灰渣后滤液的上清液部分循环回用，另一 部分进入废水处理池，经氧化、调整 PH 值达标后回用。 5.3.5、废水处理系统 废水排放系统一般来说，脱硫污水的 pH 值为 46,含有大量的悬浮物。 处理的方法是先向污水中加入石灰乳，调整 pH 值。废水达标后循环使用。 5.3.6 浆液排空系统 脱硫岛内设置一个事故浆液池，事故浆液池的容量应该满足吸收塔检修 排空时和其他浆液排空的要求，并作为吸收塔重新启动时的石膏晶种。 事故浆液池设浆液返回泵（将浆液送回吸收塔）一台。 5.3.7 工艺水系统 业主从供水系统提供一路工业水，供到承包方设置的工业水箱。 水箱配置 2 台工艺水泵（1 运 1 备） ，每台泵选型时考虑流量 10%裕量， 压头 20%裕量。 其主要用户为： 吸收塔蒸发水、浆液制备用水、事故紧急喷水； 除雾器及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水 5.3.8 烟气污染物连续监测仪 烟气连续监测系统包括气体采样系统、分析仪器、零气系统、校正系统、 数据采集系统、仪器控制柜等。 本方案业主自行采购。 5.3.9、电气控制系统： 详见 5.6 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 22 页 共 50 页 5.4 主要设备的设计参数及选型 5.4.1 喷淋脱硫塔 塔体为碳钢结构，内壁用玻璃鳞片作防腐处理，塔外采用 =80mm 的保 温材料保温后，外包 =0.5mm 的彩钢板。 脱硫塔直径 9.0m，高 H=28，含烟囱总高 H=50m，一台。 5.4.2 脱硫塔喷淋装置 三层喷淋管采用 FRP 防腐耐高温材料；喷嘴材质为 SiC 材料，防腐和耐 磨。 5.4.3 脱水器 采用折流板脱水器配合脱硫塔的烟气脱水，每塔二层，材质为聚脂 FRP，带清洗装置。 5.4.4 循环泵 选用耐磨防腐脱硫泵，三台，用于向脱硫塔供循环溶液。 300MFU-40-1300/30-K 型，Q=1300m3/h，H=30m，200KW。 5.4.5 乳液泵 选用 50MFU-30-20/30-K 型泵两台，一用一备，用于将乳液罐中的石灰 浮液排入脱硫塔内，Q=20m3/h，H=30m, 5.5KW。 5.4.6 排浆泵 选用 65MFU-50-35/38-K 型泵二台，用于将塔底的石膏浆液打入水力旋 流器，一备一用，Q=35m3/h，H=38m,11KW。 5.4.7 事故浆液返回泵 选用 80MFU-35-60/30-K 型泵 2 台，用于将事故池浆液打入脱硫塔， xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 23 页 共 50 页 Q=60m3/h，H=30m,15KW。 5.4.8 废水回液泵 选用 65MFU-50-35/38-K 型泵二台，用于将废水池内水打回脱硫塔，一 备一用，Q=35m3/h，H=38m,11.0kw。 5.4.9 集水坑泵 选用 50MFU-27-15/27-Y 型泵一台，用于将集水坑内水打打到废水池， Q=15m3/h，H=27m,4.0 kw。 5.4.10 氧化风机 选用罗茨风机两台，一备一用。用于向脱硫塔底曝气区加入空气，使亚 硫酸钙氧化成硫酸钙。SSR-175 型，Q=40m3/min，P=58.8Kpa，75kw。 5.4.11 脱硫塔搅拌装置 PMJ-II 型搅拌器，每塔三台，每台 N=7.5KW 5.4.12 氧化钙粉仓 设备直径 4000mm，高 H=6m，V=100m3。另外配气化用罗茨风机。 SSR-100 型一台，Q=6.55m3/min，P=58.8Kpa，11KW。 5.4.13 消化器、乳液罐 脱硫系统采用消化器、乳液罐各一个，碳钢结构内衬防腐层，并配有搅 拌机，用于将石灰粉与水搅拌混合成 510%的石灰乳液供脱硫塔使用。乳 液罐直径 4000mm，高 H=2500mm。 LMJ-I 型搅拌器，两台，每台 N=5.5KW 5.4.14 水力旋流器 选用水力旋流器一台，Q=35T/H，用于石膏浆液一级浓缩，使浆液固含 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 24 页 共 50 页 量由 20%，提高到 50%左右，以便进入二级脱水浓缩。 5.4.15 真空皮带过滤机 选用真空皮带过滤机一台，用于二级脱水浓缩，使浆液固含量由 50%提 高到 90%，以便集中处理或外运，过滤面积 F=6m2,7.5kw 5.4.16 PH 值、密度自动控制仪：各两台 5.4.17 液位仪：四台 5.4.18 SO2在线监测装置（进、出口各一套，由业主采购） 5.5 设备布置 脱硫除尘系统的主要设备为吸收塔和石灰制备系统和厂房，根据厂区总 平面布置的规划，按工艺要求集中布置，各设备的平面和空间组合，既做到 工作分区明确，又做到合理、紧凑、方便，外观造型协调、整体性好、节省 投资，同时最大限度地节省用地。 脱硫设备布置在烟囱旁边的空地上，由于场地狭小，设备布置尽量紧凑。 制浆设备布置在其它空地上，脱硫塔旁布置氧化罗茨风机、循环泵、控制室。 废水处理布置在其他空地上。 5.6 电气及自动控制系统 5.6.1 电气 5.6.1.1 电源负荷 132m132m2 2烧结机脱硫系统用电设备表烧结机脱硫系统用电设备表 序号设备名称与规格数量 单机功率 （kwkw） 总功率 (kw)(kw) 备注 1 罗茨风机 SSR-100 型 11111 2 电加热器 DYK-Y 12222 3 给料阀 DN300 11.11.1 4 搅拌器 LMJ-I 25.511 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 25 页 共 50 页 5 乳液泵 50MFU-30-20/30-K 25.55.5 开一备一 6 氧化风机 SSR-175 型 27575 开一备一 7 带式过滤机 17.57.5 带式过滤机配真空泵 14545.0 8 废水返回泵 65MFU-50- 35/38-K 211.011.0 开一备一 9 集水坑泵 50MFU-27-15/27-Y 14.04.0 10 事故浆液返回泵 80MFU-35- 60/30-K 215.015.0 开一备一 11 工业水泵 215.015.0 开二备一 12 烟道阀门 23.06.0 13 循环水泵 300MFU-40- 1300/30-K 3200600 14 搅拌器 LMJ-II 37.522.5 15 排浆泵 65MFU-50-35/38-K 211.011.0 开一备一 16 合计 862.6 低压总负荷 862.6kw。考虑到有些低压设备不连续运行，系统运行总用 电量为 554.44kw。 5.6.1.2 供配电系统 业主负责提供 380V 低压电源给脱硫岛。 承包方根据脱硫系统工艺要求和设计的有关规定，提供以下电气系统供 电方案。 脱硫岛区域的电气系统接线除满足工艺系统的运行要求外，还满足下列 基本要求： 满足对用电设备的供电可靠性和电能质量要求； 接线简单、清晰、操作简便； 运行灵活、检修方便； 投资少、运行费用低； 5.6.1.2 控制与保护 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 26 页 共 50 页 （1） 控制方式 脱硫岛电气系统纳入脱硫岛 PLC 控制，使用西门子公司产品。电气系统 与脱硫岛 PLC 采用硬接线。低压空气断路器的控制电压采用 220V AC。电器 设备选用甲方常用产品。 （2）信号与测量 脱硫岛控制室不设常规音响及光字牌，重要开关状态信号、电气事故信 号及预告信号均送入脱硫岛 PLC。脱硫岛控制室不设常规测量表计，采用 420mA 变送器输出送入脱硫 PLC。测量点按电测量及电能计量装置设计 技术规程配置。脱硫岛至少有如下电气信号及测量量： 380V 低压厂用电源 3 相电流、有功功率； 380V 低压厂用母线 3 线电压； 380V 保安电源 3 相电流、有功功率； 220V 直流母线电压； UPS 选用名牌产品； 电源进线以及电动机设脉冲式有功电度表（需方提供） ；其脉冲输出送 入脱硫 PLC 实现脱硫岛重要设备自动计量。 电气量送入脱硫 PLC 实现数据自动采集、定期打印制表、实时调阅、显 示电气主接线、亊故自动记录及故障追忆等功能。 （3）同期低压电源进线均采用先断后合操作方式以防止不同电源并列 运行。 （4） 继电保护 380V 厂用系统及电动机由空气开关脱扣器及综合保护测控装置实现保 xxxxxxxx 司 132m2烧结机烟气脱硫治理工程可行性研究报告 第 27 页 共 50 页 护。继电保护配置按火力发电厂厂用电设计技术规定配置。 脱硫变压器 差动保护、电流速断保护、过电流、过负荷、零序过流保护、接 地保护、温度保护 电动机 差动保护、电流速断保护、过电流、过电压、接地保护、过负