20吨锅炉除尘脱硫设备方案

目 录 1 项目总论 2 1.1 项目概况 .2 1.2 方案简介 .2 1.3 工况条件（业主提供） .2 1.4 设计原则 .3 1.5 设计指标及规范标准 .3 1.5.1 设计指标： 3 1.5.2 相关设计规范与标准 3 1.6 项目内容 .4 2 除尘脱硫工艺 5 2.1 技术路线 .5 2.2 技术理论依据： 6 2.3 工艺技术特点 9 2.4 脱硫技术特点及基理及主要设备技术特点 .9 3 具体改造方案： .10 31 主体设备改造方案：上一台多级多管除尘脱硫一体化装置，原来的管道不坏可利 用，风机在条件允许情况下不必更换。 10 311 锅炉配套除尘脱硫系统各工艺系统设计步骤 .10 32 设备技术性能指标 .10 33 设备制作及安装作业标准 .11 34 循环供水系统改造 11 35 脱硫剂制备系统 12 412 5 施工安排 .13 6 售后服务及其它 .13 1 项目总论 1.1 项目概况 有三台供暖炉，风量大约 6 万 m3/n，决定上烟气除尘脱硫系统进同 时达标排放，从而有效改善区域大气污染状况，促进企业可持续发展。 该厂的生产工况以及业主单位提供的技术参数，并重点考虑业主单 位的各方面需求，在充分比较各种不同烟气脱硫技术方案基础上，提出 适合于该厂烟气除尘、脱硫实现达标排放目的技术方案。 1.2 方案简介 根据该厂锅炉及情况和业主提供的技术参数，我公司推荐采用布袋 除尘器和双碱法工艺对烟气脱硫系统进行设计。烟气净化流程上推荐使 用 LB-SD 系列多级多管涡流脱硫除尘器。 需增加调节池，集沉淀、PH 调节、副产物置换等功能，满足脱硫工 艺需要。 本项目的实施可大大削减污染物的排放量，对改善周围大气环境质 量，将起到十分重要的作用。 1.3 工况条件（业主提供） 该单位生产煤气发生炉基础资料： 1.3.1 厂方提供 6 万 m3/n 供暖炉三台 1.3.3 燃煤量：（厂家未提供） 。 1.3.4 含硫量：（厂家未提供） 。按 1.3%计算 1.3.5 灰份：（厂家未提供） 。按 27%计算 1.3.6 运行时间： 1.3.7 循环水泵 1.3.8 现有管道： 1.3.9 循环水池 1.3.10 引风机：未提供 1.3.11 锅炉出口、烟气温度（没提供） 。 1.3.12 原除尘器出口粉尘浓度没提供。 1.4 设计原则 1.4.1 除尘脱硫工艺技术为国内领先、成熟可靠、经济实用、稳定达标。 1.4.2 除尘脱硫塔等主要设备技术为国内领先、运行稳定可靠。 1.4.3 脱硫液采用闭路循环，无二次污染。 1.4.4 工程投资省，运行费用低。 1.4.5 结构紧凑、布局合理、占地面积小。 1.4.6 系 统 设 备 操 作 维 护 简 单 ， 不 结 垢 、 不 堵 塞 ， 与 锅 炉 同 步 运 行 率 达 100%。 1.4.7 关 键 部 件 采 用 技 术 成 熟 可 靠 、 使 用 寿 命 长 、 最 适 用 的 先 进 材 料 和 产 品 。 1.4.8 设计科学严谨，工程核算实事求是，尽量减轻需方经济负担。 1.4.9 采用本公司设计中心布水式、大流量、无堵塞、间隙可调喷头， 可实现对烟气实施 360全方位覆盖。 1.5 设计指标及规范标准 1.5.1 设计指标： 烟尘排放浓度10mg/m 3 SO2排放浓度 20mg/m 3。 林格曼黑度 1 级 1.5.2 相关设计规范与标准 本方案编制应用下列技术规范和标准。 锅炉污染物综合排放标准 （DB11/139-2002） 锅炉大气污染物排放标准 （GB13271-2001） 污水综合排放标准 （GB8978-1996） 排污费征收管理办法 钢结构设计规范 （GBJ17-88） 钢结构工程施工及验收规范 （GB50205-2001） 1.6 项目内容 1.6.1 第一级上一台布袋除尘器。 1611 工作原理 除尘器由灰斗、上箱体、中箱体、下箱体等部分组成，上、中、下箱体为 分室结构。工作时，含尘气体由进风道进入灰斗，粗尘粒直接落入灰斗底部， 细尘粒随气流转折向上进入中、下箱体，粉尘积附在滤袋外表面，过滤后的气 体进入上箱体至净气集合管-排风道，经排风机排至大气。清灰过程是先切断该 室的净气出口风道，使该室的布袋处于无气流通过的状态(分室停风清灰)。然 后开启脉冲阀用压缩空气进行脉冲喷吹清灰，切断阀关闭时间足以保证在喷吹 后从滤袋上剥离的粉尘沉降至灰斗，避免了粉尘在脱离滤袋表面后又随气流附 集到相邻滤袋表面的现象，使滤袋清灰彻底，并由可编程序控制仪对排气阀、 脉冲阀及卸灰阀等进行全自动控制。 1.6.1.2. 特点 1、本除尘器采用分室停风脉冲喷吹清灰技术，克服了常规脉冲除尘器和分 室反吹除尘器的缺点，清灰能力强，除尘效率高，排放浓度低，漏风率小，能 耗少，钢耗少，占地面积少，运行稳定可靠，经济效益好。 2、由于采用分室停风脉冲喷吹清灰，喷吹一次就可达到彻底清灰的目的，所以 清灰周期延长，降低了清灰能耗，压气耗量可大为降低。同时，滤袋与脉冲阀 的疲劳程度也相应减低，从而成倍地提高滤袋与阀片的寿命。 3、检修换袋可在不停系统风机，系统正常运行条件下分室进行。滤袋袋口 采用弹性涨圈，密封性能好，牢固可靠。滤袋龙骨采用多角形，减少了袋与骨 架的磨擦，延长了袋的寿命，又便于卸袋。 4、采用上部抽袋方式，换袋时抽出骨架后，脏袋投入箱体下部灰斗，由人 孔处取出，改善了换袋操作条件。 5、箱体采用气密性设计，密封性好，检查门用优良的密封材料，制作过程 中以煤油检漏，漏风率很低。 6、进、出口风道布置紧凑，气流阻力小。 1.6.1.3 系列设计 过滤面积：2300 清灰方式：离线清灰 排放浓度 40 mg/m 3 处理风量：20 万 m3/h 漏 风 率 2 滤袋规格 160*6050 1.6.1.4 除尘器的选用 1.过滤速度的选择过滤速度是除尘器选型的关键因素，应根据烟尘或粉尘 的性质、应用场合、粉尘粒度、粘度、气体温度、含水份量、含尘浓度及不同 滤料等因素来确定。 当粉尘粒度较细，温、湿度较高，浓度大，粘性较大宜选 低值。如1m/min；反之可选高值，一般不宜超过 1.5m/min。对于粉尘粒度很 大，常温、干燥、无粘性，且浓度极低，则可选 1.52m/min。过滤速度选用 时，应计算在减少一室（清灰时）过滤面积时的净过滤风速不宜超过上述数值。 2.过滤材料 应根据含尘气体的温度、含水份量、酸、碱性质、粉尘的粘度、 浓度和磨啄性等高低、大小来考虑。一般在含水量较小，无酸性时根据含尘气 体温度来选用，常温或130C 时，常用 500550g/m2 的涤纶针刺毡。 250C 时，选用芳纶诺梅克斯针刺毡或 800g/m2 玻纤针刺毡或 800g/m2 纬双 重玻纤织物或氟美斯FMS高温滤料（含氟气体不能用玻纤材质）。当含水份 量较大，粉尘浓度又较大时，宜选用防水、防油滤料（或称抗结露滤料）或覆 膜滤料（基布应是经过防水处理的针刺毡）。当含尘气体含酸、碱性且气体温 度190C，常选用莱通（Ryton 聚苯硫醚）针刺毡。气体温度240C，耐 酸碱性要求不太高时，选用 P84（聚酰亚胺）针刺毡。当含尘气体为易燃易爆 气体时，选用防静电绦纶针刺毡，当含尘气体既有一定的水份又为易燃易爆气 体时，选用防水防油防静电（三防）绦纶针刺毡。 3.控制仪 LCM 型长袋脉冲除尘器清灰控制采用 PLC 微电脑程控仪，分定压 (自动)、定时(自动)，手动三种控制方式。 定压控制：按设定压差进行控制， 除尘器压差超过设定值，各室自动依次清灰一遍。定时控制：按设定时间，每 隔一个清灰周期，各室依次清灰一遍。 手动控制：在现场操作柜上可手动控制 依次各室自动清灰一遍，也可对每个室单独清灰。 由用户选定控制方式，用户 无要求时，则按定时控制供货。 1.6.2 第二级安装一台脱硫除尘一体化设备；设置换池、反应池、沉淀池、 清水池；循环系统在原有系统的基础上加以改造以适应改造后的多级多 管脱硫装置。 1.6.3 脱硫除尘等主体设备和管道及风道系统的设计制造、附属设备和共 用系统的配套，共用系统包括：循环水系统、脱硫剂制备。 1.6.4 实施设计、施工、安装、调试和上岗人员培训一条龙服务。 2 除尘脱硫工艺 2.1 技术路线 总工艺路线示意图如下： 沉淀池 清水池 锅炉 风机 烟囱 置换池 反应池 加药 （石灰） 出渣 循环泵 加药 （碳酸钠） LB-SD 系列多 级多管脱硫除 尘器 布袋除 尘器 烟气净化工艺流程： 2.2 技术理论依据： 我公司为三台锅炉烟气治理改造项目，选用的脱硫除尘成套设备综 合运用空气动力学、流体力学、热力学、气溶胶力学和化学反应等原理。 采用旋流塔板结构单元体组合成高倍率、全方位、全覆盖型湿式高效烟 气净化系统，对锅炉烟气中的有害物质实施全面净化。采用旋流板塔烟 气净化技术，具有操作弹性宽、负荷范围大、系统阻力小、气液接触面 积大，吸收速度快，净化效率高，脱硫除尘同步进行等特点和优势。 基本工作原理： 在气动力作用下，烟气受净化塔（主塔）内设置的旋流净化装置导 向板控制，以特定的流速、角度和方向旋转上升。与喷淋布水装置喷出 的锥体状碱性水幕反复旋切、碰撞，使液体适度雾化。液体单位表面积 扩大至 2000 余倍，气、液、固粒子三相间的质量和能量传递显著增强。 使有害粒子被雾状碱性液滴吸附，从而提高了吸收液与烟气中的尘粒、 SO2 之间的物理吸收和化学反应强度，经多级净化后有害物质被有效脱除。 净化后的湿烟气，经主塔体上部的高效脱水除雾系统液气分离后，通过 主塔顶部干段区，经过梁烟道。在一系列减速运动中，使烟气中残余的 阻液环脱水锅炉引风机 锅炉出口 烟气 旋流脱水装置 布袋除尘器 烟 囱 LB-SD 系列 除尘器进口烟道 微量液滴逐级沉降下来，最后干烟气通过引风机经烟囱排空后迅速抬升 扩散。 循环池内的碱性吸收液，经供液泵、供水管道，在阀门控制下，以 适当压力和流量供入净化塔多级多管。净化后的废液及有害物质，在旋 流装置产生的离心力加速作用下，被甩向塔壁，沿螺旋型导流沟流向塔 底水封池，经循环沉淀池澄清处理后闭路循环使用。 2.2.1 除尘工艺分析 除尘的工作原理 烟气由塔顶切入经多级多次除尘，在经旋流气动装置（按照穿孔动 能因子的计算，严格控制内向板的仰角、开孔率、叶片等分密度）进入 脱水段进行脱水。在其穿过导向板叶片间隙时旋力增强，同时产生强大 的离心力，在离心力的作用下进行脱水。根据流体力学的原理，流体中 气、液、固粒子三相之间，由于质量、惯性力不同，则会产生无规则运 动，导致相互碰撞和拦截，可有效地捕集 1m 以上的尘粒。在湿式净化 工艺中，烟尘在适度雾化的液滴作用下，大颗粒捕集小颗粒，小颗粒互 相凝聚成大颗粒的现象，称为粒子的凝并。粒子间相互捕集、凝并不断 扩散的现象，物理学称之为紊流扩散运动。当烟气与碱性液体发生猛烈 撞击后，高温烟气向低温液体传热、传质，使尘粒降温，于是液滴就冷 凝在尘粒表面，形成附着力很强的液膜。在紊流扩散运动作用下，粘有 液滴的尘粒尘径和质量不断增大，更有利于互相捕集、凝并成大颗粒， 将固态颗粒物从气体中分离出来。这一机理，属气溶胶力学范畴。所谓 气溶胶，是指气体介质中加入固态或液态粒子，而形成的分散体系（以 分散相处于悬浮状态的粒子叫做气溶胶粒子） 。锅炉烟气中的尘粒绝大多 数属于润湿性很好的亲水颗粒物，特别适合采用湿法去除。根据气溶胶 力学原理，具有良好润滑性的带水尘粒，在旋流气动装置产生的离心力 加速作用下，很容易从烟气中分离出来被甩向塔壁而脱除。 2.2.2 脱硫工艺分析 采 用 湿 式 吸 收 法 脱 除 SO2， 这 是 目 前 国 际 公 认 的 FGD 脱 硫 主 导 方 法 。 该 方 法 是 利 用 SO2 在 净 化 塔 内 与 雾 化 后 的 碱 性 吸 收 液 ， 在 气 液 界 面 上 的 平 衡 度 ， 在 液 相 中 的 溶 解 度 之 间 的 特 性 关 系 。 在 气 相 中 SO2 的 传 质 速 度 、 液 相 中 SO2 的 传 质 速 度 ， 物 理 吸 收 气 相 传 质 分 系 数 、 物 理 吸 收 液 相 传 质 分 系 数 ， SO2 在 气 相 中 的 分 压 及 液 相 中 SO2 的 浓 度 等 特 性 最 佳 配 合 下 ， 借 助 于 气 体 在 液 体 中 的 扩 散 ， 对 SO2 进 行 吸 收 。 吸 收 SO2 的 程 度 ， 由 气 体 、 液 体 的 物 理 化 学 性 质 所 决 定 。 简而言之，脱硫原理包括物理吸收、化学吸收两个方面。 2.2.2.1 物理吸收 物理吸收主要是利用气体、液体的物理特性：当烟气经初级喷淋除 尘后，切向进入净化塔下部。液体的雾化过程，实际上是气液两相间 的传递过程。由于液体被雾化后，单位表面积扩大了两千余倍，气体向 雾状液滴大面积扩散，使烟气中的 SO2与液滴充分接触。当气液平衡后， 气态的 SO2转入液态，可被碱性液体充分吸收。因此，吸收液的雾化及气 液相间的平衡程度，是直接影响化学吸收 SO2的关键因素。无数事实已 证明了上述观点，如有些湿法净化设备，虽然采用 PH 高达 13 的碱溶液 吸收 SO2，但脱硫效率并不高，其主要原因是吸收液雾化程度低，物理吸 收 SO2的条件差，SO 2与吸收液接触不充分，化学反应程度不够。该设备 是我公司第三代新产品，持液量大、雾化功能强、传质速度快，即使吸 收液 PH 值为中性时，脱硫效率可达 40%。当 PH 值 89（钙硫比 1:1 时） ， 脱硫效率可达到 80%。若 PH 值11 时，脱硫效率可达 90%以上。 2.2.2.2 化学吸收 化学吸收主要利用 SO2、碱性溶液的化学特性进行下列化学反应： （1）酸性：SO 2 属中等强度的酸性氧化物，可用碱性物质吸收，生 成盐类。如用钙基化合物吸收，可生成溶解度很低的 CaSO31/2H2O。 通过氧化可生成 CaSO42H2O，用钠基化合物吸收，可生成溶解度很高 的 Na2SO3H2O。 （2）氧化性：SO 2 在水中有中等的溶解度，溶于水后生成 H2SO3， 可氧化成稳定的 H2SO4。 （3）还原性：在与强氧化剂接触或催化剂及氧存在时，SO 2 可被氧 化成 SO3。SO 3 的酸性更强，更容易与碱性物质进行中和反应。 （4）中和反应如下： 使用 CaO 作脱硫吸收液时： SO2（气）+H 2OSO 2（液）+H 2O SO2（液）+H 2OH +HSO3 2H +SO32 CaO+ H2OCa(OH) 2Ca 2+2OH Ca(OH)2+SO2=CaSO31/2H2O+1/2H2O CaSO31/2H2O+1/2H2O +SO2=Ca(HSO3)2 总之，脱硫工艺的核心技术是在净化塔旋流气动装置有效作用下， 使烟气中的 SO2与碱性吸收液发生较充分物理、化学吸收，从而生成固态 物质后被脱除，达到高效脱硫之目的。当含有 SO2的烟气，经初级喷淋除 尘装置除尘后，切向进入净化塔。连续经过二级旋流气动净化装置，被 逐级吸收、溶解，脱除，反应后的吸收液 PH 值逐渐下降至 67。塔内各 级旋流气动装置上方，均设有喷淋布水装置，可不间断地向烟气喷射 PH 值11 的新鲜吸收液，因此，任何时候吸收 SO2的能力都很强。具有独 特的溢水返流功能，当上一级净化装置净化后的吸收液被甩向塔壁后， 汇入集水槽通过多个溢水返流装置下流至下一级净化装置再次被雾化， 使尚未反应的碱性物质与 SO2再次进行化学反应。这一特殊工艺的应用， 即可充分吸收剂有效降低脱硫成本，显著提高脱硫效率，又可节省水资 源。 2.3 工艺技术特点 除尘效率高，稳定保证烟尘排放浓度10mg/Nm 3； 经过除尘后的烟气进入脱硫系统，避免烟尘干扰脱硫系统的稳定运行； 控制参数调节方便，保证 SO2 稳定达标排放，确保其排放浓度 20mg/Nm 3； 保证引风机免受带水、积灰、腐蚀等不良因素的影响，风机工作条件 好，运行平稳，保证了风机长期稳定运行。 在负压状态下,防腐及密封性好； 运行稳定、可靠，操作、维护简便。 2.4 脱硫技术特点及基理及主要设备技术特点 脱硫效率高，能长期稳定运行 脱 硫 塔 内 置 有 三 级 多 级 多 管 旋 流 脱 水 装 置 ， 确 保 SO2 稳 定 达 到 小 于 20mg/Nm3 的 排 放 要 求 。 设备防腐、耐磨性能好 脱水性能好 高效除尘脱硫塔内设一级脱水装置，采用不同的速度梯度控制，有效脱除液滴和水雾， 烟气不带水。 3 具体改造方案： 31 主体设备改造方案 ：上一台多级多管除尘脱硫一体化装置，原 来的管道不坏可利用，风机在条件允许情况下不必更换。 对沉淀池稍加改造以适应新脱硫系统的需要。 311 锅炉配套除尘脱硫系统各工艺系统设计步骤 系统处理烟气量 18 万 m3/h，按主塔对烟气流速的不同控制要求进行 设计改造。 （1）塔内设计 塔 内 设 三 级 多 级 多 管 除 尘 脱 硫 机 芯 。 （2）系统设计阻力 32 设备技术性能指标 3.2.1 技术指标 （1）烟尘排放浓度：10mg/m 3 （2）SO 2排放浓度20mg/m 3。 （3）林格曼黑度1 级。 3.2.2 性能指标 （1）处理烟气量：18 8 万 m 3/h （2）系统阻力降:2500Pa （3）液气比1.2L/m 3 （4）钙硫比 1.2:1（kg/kg） （5）循 环 用 水 量 ： 5-10m3。 （ 估 算 ） （6）补充用水量：2%-0 .01m3/h （7）烟气脱水率100%（引风机不受潮、不积灰） （8）排烟含湿量3%（烟道无腐蚀） （9）塔体漏风率3%（ （10）排烟温度65 （11）与锅炉同步投运率：100% 33 设备制作及安装作业标准 3.3.1 钢制构件加工标准 主塔内的全部装置均采用 1Cr18Ni9Ti 优质不锈钢，按设计参数加工 制作，其焊接吨位、抗腐、抗磨、机械物理性能达到部颁标准。 3.3.2 施工中的协作 （1）我方施工过程中，厂方可派专业技术人员到现场监督。 （2）我方施工期间，厂方须提供工程用水用电及架管架料。 3.3.3 吊运及高空作业标准 安装施工中使用吊装设备，须严格执行 JGJ80-91、JGJ33- 86、GB50194-93 等国家标准。 3.3.4 工程验收标准 （1）按招标书和设计书规定的技术标准和设计参数对工程进行验收。 （2）大气污染物排放须达到设计书规定的技术指标。 （3）设备交付运行一个月后，由当地环保监测站检测后出具书面检 测报告。 （4）工程验收时供需双方均派员参加，供方应向需方提交工程验收 技术报告，供需双方代表在验收报告签字后，即为正式交工，供方可撤 离工地。 34 循环供水系统改造 根据该项目的实际情况，配套改造高效除尘脱硫设备后，设计配套共 用循环水系统，单套共用水系统包括：综合调节池、脱硫循环泵、循环 水管路等。 3.4.1 建沉淀池。 3.4.2