2#105平方米烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告.doc

银钢烧结有限公司银钢烧结有限公司 2#105m2#105m2 2烧结机烟气脱硫项目烧结机烟气脱硫项目 可行性研究报告可行性研究报告 1 目 录 第一章第一章总论总论1 1 1.1 项目名称与建设单位 .1 1.2 建设单位基本情况 .1 1.3 项目概况 .2 1.4 结论 .4 1.5 主要技术经济指标 .4 第二章第二章项目提出背景和建设必要性项目提出背景和建设必要性6 6 2.1 项目提出的背景 .6 2.2 项目建设必要性 .7 第三章第三章烟气产生现状与建设内容烟气产生现状与建设内容1010 3.1 烟气产生及处理现状 10 3.2 存在问题 12 3.3 企业烟气脱硫改造规划 13 3.4 项目建设内容的提出 14 第四章第四章建设地点及外部配套条件建设地点及外部配套条件1515 4.1 建设地点 15 4.2 自然条件 15 4.3 外部配套条件 17 第五章第五章脱硫工艺比选脱硫工艺比选1919 2 5.1 烧结烟气脱硫工艺概述 19 5.2 烧结烟气脱硫工艺比较 20 5.3 工艺选择 22 第六章第六章建设方案建设方案2424 6.1 设计原则和范围 24 6.2 总平面布置 25 6.3 烟气脱硫工艺及设备选型 25 6.4 设备方案 39 6.5 土建及配套工程 43 第七章第七章脱硫改造效果分析脱硫改造效果分析4545 7.1 二氧化硫减排效果分析 45 7.2 除尘效果分析 47 第八章第八章资源综合利用分析资源综合利用分析4848 8.1 脱硫副产物产生量 48 8.2 脱硫副产物成分分析 48 8.3 脱硫石膏综合利用途径 49 8.4 本项目脱硫石膏处理方式 51 第九章第九章环境影响评价环境影响评价5252 9.1 设计依据 52 9.2 环境污染及保护措施 52 9.3 环境效益 53 3 9.4 环境影响评价结论 53 第十章第十章节能节能5555 10.1 项目使用能源品种的选用原则 .55 10.2 能源供应条件 .55 10.3 合理用能标准和节能设计规范 .56 10.4 能源消耗种类、数量 .57 10.5 主要节能措施 .57 第十一章第十一章劳动安全及工业卫生劳动安全及工业卫生5959 11.1 设计依据 .59 11.2 劳动安全和工业卫生措施 .59 第十二章第十二章项目建设进度计划项目建设进度计划6262 第十三章第十三章组织管理与劳动定员组织管理与劳动定员6363 13.1 企业组织管理 .63 13.2 劳动定员 .64 第十四章第十四章招标招标6666 14.1 编制依据 .66 14.2 招标范围及内容 .67 14.3 招标组织形式 .67 14.4 招标程序 .67 14.5 招标方式 .68 4 第十五章第十五章投资估算与资金筹措投资估算与资金筹措7070 15.1 编制依据 .70 15.2 投资估算 .70 15.3 资金筹措 .74 第十六章第十六章财务评价财务评价7575 16.1 财务评价依据 .75 16.2 财务评价的基础数据 .75 16.3 增量经营成本分析 .75 16.4 增量收入 .77 16.5 增量资金平衡分析 .77 第十七章第十七章可研结论可研结论7878 附表：附表： 附表 15-5 增量流动资金估算表 附表 16-1 增量燃料动力费用估算表 附表 16-3 增量资金平衡表 附图：附图： 附图一 项目地理位置示意图 附图二 项目总平面布置图 附图三 项目工艺系统简图 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 1 第一章 总论 1.1 1.1 项目名称与建设单位项目名称与建设单位 1.1.1 1.1.1 项目名称项目名称 2#105m2烧结机烟气脱硫项目 1.1.2 1.1.2 建设单位建设单位 青岛银钢烧结有限公司 1.2 1.2 建设单位基本情况建设单位基本情况 青岛银钢烧结有限公司（以下简称“银钢烧结公司” ）是青岛钢铁 控股集团有限责任公司（以下简称“青钢集团” ）下属的子公司，位于 青岛市李沧区遵义路 5 号，法定代表人王君庭。该公司现有烧结机 4 台， 主要为青钢集团炼铁工序提供烧结矿，设计年产烧结矿 460 万吨。该公 司现有员工 1090 人，总资产 10 亿元，2009 年实际产烧结矿 465.5 万 吨，销售收入 31.7 亿元。 青钢集团始建于 1958 年，现有 职工 1.12 万人，是全国冶金行业骨 干企业和青岛市十大企业集团之一， 设计生产能力 400 万吨钢/年。2009 年青钢集团生产铁 315.5 万吨、钢 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 2 307.9 万吨、钢材 320.5 万吨，全年销售收入 312 亿元，利税 9.69 亿 元。 近年来，青钢集团加快技术进步，引进先进工艺，提高技术装备水 平，加大产品结构调整力度，先后完成了二炼钢、高速线材以及节能减 排、改善环境的重大技术改造项目 20 余项，开发研制出以焊丝用钢、 高级硬线钢为代表的高端技术产品，形成了从一般用途到特殊用途的高 附加值产品系列。目前，焊丝用钢国内市场占有率达 40%左右；高级硬 线钢（胎圈钢丝、钢帘线用热轧盘条、预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条） 的市场占有率近 10%，位居国内三甲，并荣获“中国名牌” ；弹簧扁钢 国内市场居第二位，市场占有率达到 29.7%。 1.3 1.3 项目概况项目概况 1.3.1 1.3.1 建设目标建设目标 本项目的建设目标是通过对银钢烧结公司 2#烧结机实施烟气脱硫 改造，降低企业二氧化硫、粉尘等污染物排放量，减轻对周边大气的污 染，实现社会效益和环境效益的协调统一。项目实施的具体目标为：烧 结烟气二氧化硫排放浓度200mg/nm3，烟尘排放浓度50mg/nm3。 1.3.2 1.3.2 建设地点建设地点 本项目建设地点位于青岛市李沧区遵义路 5 号银钢烧结公司现有厂 区内，项目不需新征土地。 1.3.3 1.3.3 建设内容与规模建设内容与规模 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 3 采用成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，建设烧结烟气脱硫装 置，年减排二氧化硫 3100 吨，减排粉尘 243 吨。 项目建设石灰石-石膏湿法脱硫装置 1 套，新建控制室 864 平方米 及相应的配套工程。 1.3.4 1.3.4 项目实施效果分析项目实施效果分析 1、二氧化硫减排效果 项目脱硫效率按 90%计算，本项目实施后二氧化硫排放浓度为 72.4mg/nm，低于山东省钢铁工业污染物排放标准 （db37/990- 2008） “二氧化硫排放浓度限值及总量控制指标”第二时段最高允许排 放限值 200mg/nm，减排指标水平满足排放要求，年减排二氧化硫 3100 吨。 2、除尘效果 项目实施后，烧结工序烟尘设计排放浓度为 50mg/nm，满足山东 省钢铁工业污染物排放标准 （db37/990-2008） “颗粒物排放浓度限 值及总量控制指标”第二时段的排放要求（50mg/nm） ，年烟气粉尘 减排量 243 吨。 3、石膏综合利用 本项目年产石膏 6463 吨，全部外运用作水泥生产的原料，具有良 好的资源综合利用效果。 1.3.5 1.3.5 建设进度计划建设进度计划 本项目建设期为 5 个月，自 2010 年 7 月开始前期工作，2010 年 11 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 4 月底竣工验收并投入使用。 1.3.6 1.3.6 投资估算与资金筹措投资估算与资金筹措 本项目总投资估算 2928.7 万元，其中建设投资 2918.4 万元，铺底 流动资金 10.3 万元。资金来源为全部由银钢烧结公司自筹。 1.3.7 1.3.7 财务评价财务评价 项目实施后，银钢烧结公司增量经营成本 187.6 万元（未考虑折旧 费用） ，新增销售收入 9.7 万元，项目各年度资金平衡余额为-177.9 万 元。本项目在运营期间，银钢烧结公司需支出运营费用 177.9 万元。 1.4 1.4 结论结论 1、本项目建设符合我国当前大力推进的节能减排和环境保护政策， 可减少二氧化硫和粉尘等污染物的排放，对于实现我国“十一五”污染 物减排约束性指标具有积极意义。 2、项目拟采用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术先进可行，且项目 均在现有厂区内实施、配套设施较为完善，可以满足项目建设要求。 3、项目建设完成后，烧结机二氧化硫排放浓度达到 72.4mg/nm， 烟尘排放浓度达到 50mg/nm，排放浓度达到山东省钢铁工业污染物 排放标准 （db37/990-2008）的指标要求。项目年可减排二氧化硫 3100 吨、粉尘 243 吨，具有良好的脱硫效果和环境效益，对非电行业 开展脱硫技术改造具有积极的示范作用。 综上所述，本项目建设是可行的。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 5 1.5 1.5 主要技术经济指标主要技术经济指标 本项目的主要技术经济指标如表 1-1 所示。 表 1-1 项目主要技术经济指标 序号项目单位经济指标备注 1 二氧化硫减排量吨 3100 正常年份 2 二氧化硫排放浓度 mg/nm72.4 项目实施后 3 粉尘减排量吨 243 正常年份 4 粉尘排放浓度 mg/nm50.0 项目实施后 5 项目综合能耗吨标准煤 589.1 6 项目总投资万元 2928.7 其中：建设投资万元 2918.4 铺底流动资金万元 10.3 7 增量经营成本万元 187.6 不考虑折旧费用 8 增量销售收入万元 9.7 正常年份 9 资金平衡余额万元 -177.9 正常年份 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 6 第二章 项目提出背景和建设必要性 2.1 2.1 项目提出的背景项目提出的背景 近年来，随着我国经济的快速增长，经济发展与资源环境的矛盾日 趋尖锐，污染物减排已成为我国当前的重要任务之一。国民经济和社 会发展第十一个五年规划纲要提出了“十一五”期间主要污染物排放 总量减少 10%的约束性指标，明确提出“加快现有燃煤电厂脱硫设施建 设，新建燃煤电厂必须根据排放标准安装脱硫装置，推进钢铁、有色、 化工、建材等行业二氧化硫综合治理”。同时，国务院关于印发节能 减排综合性工作方案的通知也提出要“十一五”期间实现节能 1.18 亿吨标准煤，减排二氧化硫 240 万吨。”这些规划、政策对促进大气污 染减排，建设资源节约型、环境友好型社会，发挥了重要的指导和约束 性作用。 钢铁工业是国民经济重要的基础产业。2009 年我国粗钢产量达到 5.6 亿吨，占全球总产量的 46%。钢铁企业在生产过程中消耗大量的能源资 源，2009 年钢铁工业能源消耗约占全国总能耗的 16.1%、工业总能耗的 23%。与此同时，钢铁企业产生大量的污染性气体，包括烧结、炼铁、 炼钢、轧钢等工艺产生的二氧化硫、氮氧化物、氟化物以及粉尘等颗粒 物，其中二氧化硫排放量占工业的 8%，对大气环境的污染十分严重。 为改变这一现状，我国逐步加大钢铁等行业污染物减排工作的推进力度， 加快钢铁企业节能环保设施建设，包括高炉应配套余压发电装置和煤粉 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 7 喷吹装置，烧结机配套烟气脱硫和余热回收利用装置，焦炉配套干熄焦 及收尘装置等，进一步提升钢铁企业污染物减排水平。 青岛银钢烧结有限公司是青岛钢铁控股集团有限公司的子公司，企 业现有烧结机 4 台，机头烟气二氧化硫平均浓度 600800mg/nm3左右， 且排放总量超出青岛市下达的总量指标。2010 年 1 月，山东省开始执 行钢铁工业污染物排放标准第时段标准，其中烧结最高允许排放 浓度为 200mg/nm3。银钢烧结公司现有烧结机头二氧化硫排放浓度不能 满足该标准要求，不仅对周边区域的空气环境带来了较大的污染，而且 由此带来的排污费成为企业运营的重要负担。 为积极响应国家节能减排政策，解决烧结工艺中产生的二氧化硫、 粉尘对周边环境的污染问题，满足污染物排放控制指标要求，青岛银钢 烧结有限公司提出对烧结机烟气进行脱硫技术改造，本项目是对现有 4 台烧结机中的 2#烧结机实施烟气脱硫改造。项目采用石灰石-石膏湿法 将 2#烧结机排放的二氧化硫及粉尘加以回收，并将产生的石膏用于水 泥生产，实现资源的综合利用。项目实施后，可以大幅减少烧结工序二 氧化硫、粉尘的排放量，具有较好的环境效益和经济效益，对带动钢铁 行业脱硫改造具有良好的示范作用。 为确保项目建设方案合理，加快项目实施进度，银钢烧结公司特委 托青岛市工程咨询院编制本项目的可行性研究报告。 2.2 2.2 项目建设必要性项目建设必要性 1、项目的建设符合国家相关产业政策 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 8 目前，我国钢铁工业是消耗资源能源和产生污染排放的重点行业。 钢铁工业节能减排对实现国家“十一五”污染物减排约束性目标具有重 要意义，因而成为实施节能减排战略的主攻方向。目前我国仍处于工业 化加速发展阶段，经济社会发展面临着严峻的资源和环境双重约束，迫 切需要加速推进钢铁等重点行业节能减排，这既是国家节能减排战略的 迫切需要，也是钢铁工业调整产业结构、提升产业竞争力的紧迫任务。 为此， 工业和信息化部关于钢铁工业节能减排的指导意见提出要 “提升节能减排装备和配套设施水平，加快完善配套节能环保设施建设， 烧结机配套烟气脱硫和余热回收利用装置。 ” 本项目针对银钢烧结公司现有烧结机配套建设脱硫、除尘等设施， 符合国家的相关产业政策，属于鼓励建设项目。 2、项目将减轻银钢烧结公司对周边的大气污染，满足相关排放指 标要求 环境恶化如酸雨、粉尘、温室效应等，对我国的社会和自然生态带 来了一系列的危害。为遏制当前环境不断恶化的发展势头，必须控制并 减少二氧化硫、粉尘等污染物排放量。本项目的实施将有效降低银钢烧 结公司现有烧结机的二氧化硫、粉尘等污染物的排放量，减轻对区域大 气环境的污染。同时，本项目实施后，烧结工序二氧化硫排放量将显著 降低，从而满足山东省钢铁工业污染物排放标准第时段标准的要 求。可见，项目建设具有良好的环境效益。 3、项目将对非电行业烟气脱硫具有良好的示范作用 本项目采用成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，可减轻烧结烟 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 9 气二氧化硫、粉尘等对周边大气环境的污染，年可减排二氧化硫 3100 吨、粉尘 243 吨。项目实施后将会带动钢铁、有色等非电行业的脱硫技 术发展，为相关行业实施烟气脱硫技术改造提供可靠的建设、管理、运 行经验，带动脱硫技术在行业内的推广，对于提高国内非电行业二氧化 硫减排的整体水平具有积极的示范作用。 综上所述，本项目建设符合我国当前大力推进的节能减排和环境保 护政策，可减少二氧化硫和粉尘等污染物的排放，对于实现我国“十一 五”污染物减排约束性指标具有积极意义，对促进非电行业烟气脱硫整 体水平具有良好的示范作用。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 10 第三章 烟气产生现状与建设内容 3.1 3.1 烟气产生及处理现状烟气产生及处理现状 3.1.1 3.1.1 烧结机现状烧结机现状 目前，银钢烧结公司拥有烧结机 4 台，其中 1#、2#烧结机烧结面 积均为 105 平方米，分别购置于 2004 年和 2005 年；3#、4#烧结机烧结 面积均为 50 平方米，均购置于 1999 年。 3.1.2 3.1.2 烧结工艺流程烧结工艺流程 银钢烧结公司烧结机的烧结过程主要包括烧结料的准备、配料与混 合、烧结等。烧结生产的工艺流程如图 3-1 所示。 图 3-1 烧结工艺流程简图 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 11 各主要工序简述如下： 1、烧结原料的准备 含铁原料：含铁量较高的矿粉、铁精矿、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣 等； 熔剂：有效 cao 含量高，杂质少，成分稳定；在烧结料中加入一定 量的白云石，使烧结矿含有适当的 mgo，提高烧结矿的质量。 燃料：主要为焦粉和无烟煤。 2、配料与混合 配料：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要 求。 混合：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度 组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。 3、烧结生产 布料：将铺底料、混合料铺在烧 结机台车上； 点火：对台车上的料层表面进行 点燃，并使之燃烧； 烧结：准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。 点火开始后，依次出现烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层， 最终剩余烧结矿层。 3.1.3 3.1.3 烧结烟气产生及处理现状烧结烟气产生及处理现状 1、烧结烟气产生现状 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 12 烧结烟气是烧结混合料点火后随台车运行，在高温烧结成型过程中 产生的含尘废气。目前，银钢烧结公司烧结机烟气排放量较高，二氧化 硫排放浓度较高。 （1）烟气量大。烧结工艺是在完全开放及富氧环境下工作，烟气 排放量大。据相关监测数据，现有 105 平方米烧结机的单台烟气产生量 约为 60 万 nm/h。 （2）二氧化硫排放浓度较高。受 烧结工艺特点决定，随着原料来源的 不同、烧结工艺参数的变化，原料中的硫转换为二氧化硫的转换率为 6090%，烧结烟气二氧化硫含量达到 723.6mg/nm（检测数据） 。 （3）含尘浓度高。烟尘主要以铁及其化合物为主，还含有硅、钙 等铁矿伴生成分。 （4）含有腐蚀性气体，如 h2s、nox、sox。 2、烟气处理现状 粉尘经过重力除尘和电除尘后进入主抽风机，经烟囱排入大气，排 放浓度约为 101mg/nm（检测数据） 。二氧化硫不经过任何处理直接排 入大气。 3.2 3.2 存在问题存在问题 目前，企业的烧结工序在二氧化硫、粉尘等污染物排放方面不能满 足山东省及青岛市的相关指标要求，对周边大气环境造成了较为严重的 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 13 污染。 1、二氧化硫 企业现有烧结机烟气二氧化硫浓度为 723.6mg/nm左右，且排放总 量超出青岛市下达的总量指标。现有排放浓度不能满足山东省钢铁工 业污染物排放标准第时段标准，该标准要求的烧结烟气二氧化硫最 高允许排放浓度为 200mg/nm3。 2、粉尘 现有烧结工序粉尘排放浓度约为 101mg/nm，高于山东省钢铁工 业污染物排放标准第时段“颗粒物排放浓度限值及总量控制指标” （50mg/nm） 。 3.3 3.3 企业烟气脱硫改造规划企业烟气脱硫改造规划 为满足山东省钢铁工业污染物排放标准第时段对烟气排放的 要求，银钢烧结公司结合企业实际，提出了分步实施烧结烟气脱硫改造 的规划。 2#烧结机：该烧结机目前已具备改造条件，计划 2010 年完成脱硫 改造。 1#烧结机：该烧结机邻近区域内暂无建设脱硫设施的可用空地，近 期内暂不对其实施改造，今后可待邻近区域拆除部分废旧厂房后再建设 脱硫设施，或根据厂区内其他区域的规划情况，通过引风管道将烟气引 至其他区域建设脱硫设施。 3#、4#烧结机：这两台烧结机运行已超过十年，今后几年内即将淘 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 14 汰，已不宜再专门为其配套建设脱硫设施。对这部分产能，可待确定新 的烧结机后再配套建设脱硫设施。 3.4 3.4 项目建设内容的提出项目建设内容的提出 依据企业烟气脱硫改造规划，本项目对具备改造条件的 2#烧结机 实施脱硫改造，采用成熟的烟气脱硫技术使处理后的烟气满足山东省 钢铁工业污染物排放标准第时段标准的要求，即：烟气含二氧化 硫浓度200mg/nm3，烟尘浓度50mg/nm3。 按照本报告对脱硫工艺和方案的设计，项目建设 1 套石灰石-石膏 法烟气脱硫装置，新建控制室 864 平方米及相应的配套工程，每年可减 排二氧化硫 3100 吨，减排粉尘 243 吨。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 15 第四章 建设地点及外部配套条件 4.1 4.1 建设地点建设地点 本项目建设地点位于青岛市李沧区遵义路 5 号青岛银钢烧结有限公 司现有厂区内，不需要新征土地。 4.2 4.2 自然条件自然条件 4.2.1 4.2.1 气象条件气象条件 项目所在区域属于受海洋影响的暖温带季风型大陆性气候，雨热同 季、四季分明，由于濒临黄海，气候受到海洋的调节作用显著。 1、气温 多年平均气温 12.3 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 16 年平均最高气温 17.8 年平均最低气温 6.4 极端最高气温 38.9 极端最低气温 -16.3 年平均无霜期 202 天 最大冻土深度 37cm 2、降水 历年平均降水量 790.6mm 历年最大降水量 1281.0mm 历年最小降水量 412.5mm 年平均蒸发量 162.4mm 年最大蒸发量 220.9mm 年最小蒸发量 51.3mm 年平均气压 1015.8mbar 平均绝对湿度 12.9mbar 项目建设地点全年最多风向为北风、西北风、东南风，风频率各占 全年的 11%，最少风向为东北风，频率占全年的 1%，全年平均风速 3.7 米/秒，最大风速为 28 米/秒。每年黄海台风影响约为 1 次，台风中心 穿过山东半岛，其风力可达 812 级。 4.2.2 4.2.2 地质条件地质条件 项目场址地质构造背景稳定，附近无活动性断裂构造带，地质构造 以基岩风化裂隙为主，持力层岩体较完整，强度较高，稳定性良好。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 17 4.2.3 4.2.3 地震烈度地震烈度 根据“中国地震烈度区划图” ，青岛市属于基本烈度六度区，厂区 内建筑均按六度设防。 4.3 4.3 外部配套条件外部配套条件 4.3.1 4.3.1 给水给水 银钢烧结公司现有厂区内建有完善的给排水系统，厂区给水管网接 自市政给水管网。项目建设地点南侧约 100 米处敷设有 dn150 的给水干 管，可向本项目供水。 4.3.2 4.3.2 排水排水 脱硫装置产生的废水量为 1 吨/小时，废水经过废水旋流器进入脱 硫废水收集池，最后进入烧结配料制粒环节，内部循环利用，不外排。 4.3.3 4.3.3 供电供电 银钢烧结公司厂区内设有 110 千伏变电所 1 处，尚有 15000 千伏安 的富余量。本项目新增用电负荷 1614 千伏安，可直接从拟建地点北侧 的主轴风机房内的变压器引接。 4.3.4 4.3.4 交通交通 本项目位于青岛市李沧区遵义路 5 号，西靠胶州湾高速公路，东临 重庆北路、308 国道、青银高速，距离青岛市区 20 公里，距离流亭国 际机场 6 公里，距离青岛港 15 公里，交通运输十分便利。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 18 4.3.5 4.3.5 原材料供应原材料供应 本项目脱硫工艺消耗的原材料主要是石灰石粉（碳酸钙）。山东省 石灰石资源丰富，淄博、济宁等均盛产高品质的石灰石矿。目前，山东 主要的石灰石产地均加工石灰石粉，其成品经各市的石材经销商分销至 各地市场。青岛是石灰石粉的重要消耗城市，多家当地的石材经销商已 建立了完善的供应网络，供应量充足。本项目所需的石灰石粉可获得稳 定可靠的供应。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 19 第五章 脱硫工艺比选 5.1 5.1 烧结烟气脱硫工艺概述烧结烟气脱硫工艺概述 烧结烟气脱硫的主要方法有湿法、半干法、活性焦吸附等几种，其中 湿法主要又分为石灰石-石膏法、氨- 硫铵法、海水脱硫法、氧化镁法等； 半干法从工艺上又分为循环流化床法、密相干塔、旋转喷雾法、nid 法等几 种；活性焦吸附法是一种干法脱硫技术。 1、石灰石-石膏法 石灰石-石膏法是技术成熟、运行状况稳定的脱硫工艺，目前我国大部 分的烧结机均采用此法。但副产物石膏的品质相对较低，多用于水泥生产 或直接抛弃。 2、氨-硫铵法 氨法是成熟工艺，具有脱硫效率高、能耗低、运行费用低等特点。副 产品为硫酸铵，可用作化肥。但由于烧结烟气中含有重金属和二恶英等污 染物，因此氨法脱硫的副产物硫铵在用于化肥生产时存在一定的不确定性。 3、活性焦吸附法 脱硫用的活性焦是以煤为原料生产的直径 810mm 的柱状活性焦，活 性焦烟气脱硫技术的实质是用煤治理燃煤造成的污染。 活性焦烟气脱硫技术工艺过程简单，脱硫过程不消耗水，活性焦可循 环使用，副产品易加工处理，不存在废水、废渣等二次污染问题。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 20 4、海水脱硫法 海水脱硫的技术优势是可直接使用丰富的海水作为脱硫剂，不消耗淡 水资源和其他脱硫剂；同时不产生废弃物，经处理后的海水可以返回大海。 海水脱硫法在电力行业已有成功应用的经验，虽然在烧结厂还没有采用， 但从技术上是可行的，国内的东方锅炉股份公司已掌握了此项技术。 5、氧化镁法 镁法烟气脱硫技术是用氧化镁作为脱硫剂，氧化镁与水反应生成氢氧 化镁，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，反应生 成亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。 6、半干法 在流化床等反应装置中将石灰粉按一定的比例加入烟气中，使石灰粉 在烟气中处于流化状态反复反应生成亚硫酸钙。一般采用干态的消石灰粉 作为吸收剂，其最大特点是综合造价低、占地面积小、系统简单、水耗低、 运行及维护费用低，基本不需要考虑防腐问题，同时可以预留添加活性焦 去除二恶英的接口。还可通过选择性脱硫和“多机一塔”来降低脱硫投资。 5.2 5.2 烧结烟气脱硫工艺比较烧结烟气脱硫工艺比较 理想的烧结烟气脱硫工艺应该是技术成熟可靠、风险小、投资省、运 行成本低、脱硫剂来源广泛、副产品易于处理并且不会产生二次污染，能 回收高质量有广阔应用市场的脱硫副产品，占地面积小且符合循环经济理 念要求。通过“高效化” 、 “资源化” 、 “综合化”最终实现烟气脱硫成本的 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 21 “经济化”目标。 1、石灰石-石膏法 脱硫剂为石灰石，副产物是石膏。 优势：技术成熟，脱硫效率高（90%98%） ；系统稳定可靠；脱硫剂价 格便宜、易得。 劣势：副产物脱硫石膏的应用范围有待拓展。 2、氨-硫铵法 脱硫剂是液氨或浓氨水，副产物是硫铵。 优势：反应速度快，吸收剂利用率高，脱硫效率高（90%98%） ；副产 物硫酸铵市场容量大；系统阻力小，电耗低，可利用原烟气系统风机，占 地面积相对较小。 劣势：系统需重防腐；作为吸收剂的氨价格较高，影响脱硫成本；不 能去除及重金属、二恶英等多种污染物。另外，采用该方法必须要有廉价 和稳定的氨供应。 3、活性焦吸附法 靠活性焦表面孔隙吸附，副产物是硫酸或硫磺等。 优势：脱硫过程不消耗水；活性焦可再生后重复利用；副产物为硫酸 或硫磺等，无二次污染；脱硫效率高，环保效益好；综合运行成本低；脱 硫同时可实现脱硝、脱二恶英、重金属及粉尘等。 劣势：有一定的硫回收条件；不适合低浓度烟气；投资及运行费用高， 投资比一般脱硫工艺高 56 倍。 4、海水脱硫法 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 22 最终生产稳定的硫酸盐，调节脱硫溶液的 ph 值后，可直接排入大海。 优势：工艺流程相对简单、设备集中、占地少，基建投资较低；脱硫 剂为天然海水，且过程中不产生额外副产品，没有固体副产品排放；节约 淡水资源、耗电量较低、系统维护量小，投资和运行费用较低；建设周期 短。 劣势：只适合中、低浓度 so2烟气，烟气中 so2浓度超过 1500mg/m3 时， 脱硫效率将降低到 85%左右；只能在沿海地区建设，且易于取用海水；运行 成本较高。 5、氧化镁法 副产品为硫酸镁或亚硫酸镁。 优势：副产品再利用价值高；脱硫效率高，脱硫剂消耗量少，能耗低； 运行和维护费用低。 劣势：受氧化镁价格的影响，投资及运行费用较高；适用范围有限。 6、循环流化床法、nid 法、meros 法、密相干塔法 脱硫剂是石灰，副产物是亚硫酸钙和硫酸钙的混合干粉。 优势：系统阻力低，水耗、电耗小、运行费用相对较低；吸收塔占地 面积小，不需要考虑防腐，投资相对较小。 劣势：脱硫效率相对低于湿法脱硫工艺；脱硫副产物成分复杂，特别 是脱硫灰中的亚硫酸钙含量过高不好利用，基本采用抛弃、堆存处理。 5.3 5.3 工艺选择工艺选择 从对以上各项工艺的分析可以看出，活性焦吸附法的投资过高，本项 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 23 目难以采用；氧化镁法运行费用偏高，国内应用较少，也不适合本项目； 循环流化床法、nid 法、meros 法、密相干塔法等干法的脱硫效率偏低，难 以确保工程实施后的稳定和高效运行；银钢烧结公司及邻近厂区无稳定的 氨供应，氨-硫铵法难以实施；海水脱硫法需敷设专门的海水供应管道，但 本项目拟建地点离海边可取水点的距离约 3 公里，且沿途及周边已密布其 他各类厂房和生产设施，很难敷设。 与其他各脱硫工艺相比，石灰石-石膏法在国内钢铁、冶金行业应用最 为广泛，大部分的烧结机均采用此方法，已积累了大量的运行经验。该工 艺不仅脱硫效率高，技术成熟，运行稳定，操作方便，吸收剂石灰石廉价 易得，而且投资及运行成本均较为适宜。因此，本项目采用石灰石-石膏工 艺最为适宜。 另外，由于石灰石-石膏法的脱硫剂是碳酸钙，而与银钢烧结公司距离 仅 1 公里的青岛碱业集团每天都产生大量主要成分为碳酸钙的白泥。目前， 青岛碱业集团已以石灰石-石膏法工艺为基础开发成功了采用白泥作为脱硫 剂的白泥脱硫工艺，并在其锅炉烟气脱硫中得到了成功的应用。由于石灰 石-石膏工艺与青岛碱业的白泥脱硫工艺较为类似，因此在一定条件下还可 添加部分白泥作为石灰石-石膏法的脱硫剂。这样不仅可以获得免费的脱硫 剂供应，降低运行成本，而且能够协助青岛碱业消除其白泥废弃物，实现 资源的综合利用。 综上所述，本项目推荐采用石灰石-石膏脱硫工艺。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 24 第六章 建设方案 通过上述脱硫工艺比选，本项目采用技术成熟的石灰石-石膏湿法脱硫 技术，对 2#105烧结机烟气进行治理。 6.1 6.1 设计原则和范围设计原则和范围 6.1.1 6.1.1 设计原则设计原则 1、烟气脱硫工艺技术先进、经济合理，具有类似项目应用案例； 2、为控制工程造价，尽量考虑设备的国产化，对国内无法生产或达不 到技术要求的设备和材料考虑进口； 3、考虑生成系统的能力并要适应负荷变化的要求； 4、考虑工艺过程的原料含硫量、二氧化硫控制指标以及环境要求； 5、考虑脱硫剂供应条件、脱硫副产品的资源综合利用，防止产生二次 污染。 6.1.2 6.1.2 设计范围设计范围 本项目主要是在主抽风机出口至主烟囱间旁路增设 1 套脱硫装置，设 计范围包括烟气系统、so2吸收系统、吸收剂输贮及制备系统、副产物生产 及输贮系统、事故排空系统、检修起吊设施、废水处理系统、给排水系统、 热力系统、供配电系统、仪表及控制系统、通信及火灾自动报警系统、暧 通空调系统、结构建筑、总图及运输等保证脱硫系统正常运行的全部设施。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 25 6.2 6.2 总平面布置总平面布置 本项目总用地面积约 800 平方米。地块南部临近现状烧结烟气主风机 室，由东向西分别布置钢烟道、消声器及脱硫烟囱；地块中部由南向北、 由东向西分别布置氧化罐、压滤机、再生池、循环泵房及脱硫塔；地块北 部布置石灰储罐、石灰浆液罐及工艺水箱等；地块东北侧布置控制室。项 目总平面布置详见附图二。 6.3 6.3 烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺及设备选型及设备选型 本项目脱硫工艺以石灰石作为吸收剂，副产品为脱硫石膏，吸收塔采 用技术非常成熟的喷淋塔。脱硫系统主要分为以下子系统：烟气系统、石 灰石浆液配制系统、吸收系统、石膏脱水系统、工艺水系统，浆液排空系 统以及电气控制系统。项目烟气脱硫工艺系统简图详见附图三。 6.3.1 6.3.1 烟气系统烟气系统 1、工艺描述 来自引风机出口的烟气，经原烟气挡板后进入增压风机增压，用来克 服脱硫装置的阻力，增压风机出口烟气进入吸收塔进行 so2吸收反应。在吸 收塔内，烟气向上升，吸收塔内喷淋管组喷出的液滴向下降，形成逆向流， 原烟气与石灰石浆液充分接触反应脱除其中的 so2、so3、hcl、hf、飞灰和 其他污染物等，烟气温度降低至饱和温度 56左右，再经吸收塔顶部两级 除雾器除去液滴后，经塔顶烟囱排放到大气中。 2、工艺特点 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 26 本项目脱硫后的净烟气并没有通过净烟道汇入原烧结烟气排放烟囱， 而是通过设置在吸收塔顶的烟囱排出。此种烟气排放方式设置有如下特点： （1）原烧结烟气排放烟囱无需进行防腐处理，因此脱硫系统的建设、 投运基本不影响烧结机主体的正常生产，同时节约投资； （2）取消了净烟气烟道，无需设置净烟气挡板门，减少了系统压降， 节约了投资； （3）无需设置烟囱冷凝液收集系统，简化了脱硫系统的设备，降低了 设备故障率； （4）塔顶烟囱的防腐可采用耐温低的防腐材料，如鳞片树脂、玻璃钢 等，节约了工程造价。 3、设备选型 烟气系统设备包括增压风机、预处理装置、烟气挡板、烟道及其附件。 （1）增压风机 本项目配置 1 台 100%容量的静叶可调轴流式风机，用于克服 fgd 装置 造成的烟气压降。增压风机配备必要的仪表和控制，主要包括监控主轴温 度的热电偶（或热电阻） 、振动测量装置、超速报警、正常/异常跳闸信号 装置等。增压风机在设计流量情况下的效率不小于 85%。风机要有几乎平坦 的效率特性曲线，以保证在负荷变化时都有最佳的效率。增压风机技术参 数如下： 型号：静叶可调轴流式风机 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 27 流量：72104m3/h 温度：90150 压头：2200pa 外壳材质：q235；叶片材质：16mnr；轴材质：35crmo。 （2）烟道及其附件 烟道最小壁厚按 8mm 设计，并考虑一定的腐蚀余量。烟道内烟气流速 不超过 15m/s。烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进 行连续焊接。烟道的布置能确保冷凝液的排放，没有水或冷凝液的聚积。 烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道 必要的地方（低位）设置清除粉尘的装置。另外，对于烟道中粉尘的聚集， 考虑附加的积灰荷重。脱硫系统烟道对烧结机尾部烟道的水平推力（拉力） 在控制范围内。为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，特别要注 意考虑烟道系统的热膨胀，热膨胀通过膨胀节进行控制。 （3）烟气挡板 烟气挡板采用进口电动执行机构。挡板的设计能承受各种工况下烟气 的温度和压力，并且不能有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所 有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。挡板的设计能承受各种工况下烟 气的温度和压力，并且没有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所 有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。 烟道旁路挡板采用双轴双叶片带密封气的型式，而且具有 100%的气密 性。旁路挡板具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间25 秒。入口 原烟气挡板和出口净烟气挡板为带密封气的双轴双百叶挡板，有 100%的气 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 28 密性。 （4）膨胀节 膨胀节用于补偿烟道热膨胀引起的位移。膨胀节在所有运行和事故条 件下都能吸收全部连接设备和烟道的轴向和径向位移。所有膨胀节的设计 无泄漏，并且能承受系统最大设计正压/负压再加上 1000pa 余量的压力。 低温烟道上的膨胀节考虑防腐要求。烟道膨胀节保温。 （5）预处理装置 预处理装置的作用是为了防止进入吸收塔的烟温过高（如烟温超过 180，则自动关闭烟气进口挡板，烟气从位于增压风机前的旁路直接排入 烟囱） ，从而提高脱硫效率并防止结垢。 预处理装置为水平布置，冷却组件和密封件等要易于拆卸。入口段烟 道由碳钢制作，内衬玻璃鳞片胶泥防腐。预处理装置采用工艺水冷却方式。 由冷却水管和冷却喷嘴组成，在冷却中除掉一部分污染物外排。冷却水由 厂区供水到冷却水箱通过冷却水泵提供，冷却水喷射方向为顺烟气流动方 向喷射，冷却后的回水靠自重流入吸收塔内。 6.3.2 6.3.2 石灰石浆液配制系统石灰石浆液配制系统 1、工艺描述 用自卸密封罐车将成品石灰石粉(粒径为通过 200 目筛，筛余量小于 10%) 通过管道送入钢制石灰石粉仓内，再由称重给料机送到石灰石浆液箱内加 水制成浆液，浆液箱内石灰石粉与工艺水混合至密度为 1140kg/m(含固量 20%)，这样制成的石灰石浆液用石灰石浆液泵打入脱硫塔。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石浆液量。为 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 29 了防止输送管道结块和堵塞，要使浆液不停地流动循环。粉仓出口的给料 机具有称重功能。全套吸收剂供应系统满足 fgd 所有可能的负荷范围。 图 6-1 石灰石浆液配置系统简图 2、设备选型 石灰石浆液制备系统的主要设备有石灰石粉卸料、转运、贮存设备； 石灰石浆液箱、泵和搅拌器。 （1）石灰石粉卸料、转运、贮存设备 石灰石贮仓的容量按一台烧结机在最大工况运行 3 天（每天按 24 小时 计）的吸收剂耗量设计，贮仓容积按石灰石粉堆积密度为 1.1t/m设计。 称重给料机用于测量和输送石灰石粉至石灰石浆液箱。每台石灰石称 重给料机的容量按石灰石制浆系统要求的石灰石给料量来确定。采用变频 叶轮给粉机。给料机在满负荷下也能启动。给料机将带有给料量调节控制 器，调节范围能达到从 0100%的可变给料量。给料机的计量精度为 0.5%，控制精度为1%。 （2）石灰石浆液箱、泵和搅拌器 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 30 石灰石浆液箱容量按不小于最大工况下的 8 小时的石灰石浆液量设计。 配有 1 台搅拌器。石灰石浆液泵，单台容量按最大工况时的石灰石浆液耗 量设计。 6.3.3 6.3.3 吸收系统吸收系统 1、工艺描述 烧结烟气经过引风机，进入增压风机，增加压头以提供脱硫系统所需 要的压损，经过增加风机后的烟气经过预处理段，降温并且除去烟气中的 hcl 等酸性气体及部分粉尘后，由吸收塔入口进入均压室，均气环对气体进 行均布处理，由预处理喷射层喷出的浆液对烟气进行处理，烟气得到冷却， 粉尘初步凝聚，二氧化硫得到部分净化，然后烟气进入旋涡撞击流元件， 进一步强化传质过程，二氧化硫、粉尘等重得到充分的净化，经过净化后 的烟气经除雾器除去雾滴，由吸收塔净烟囱排出。 吸收塔配置一个事故浆液箱。在检修期间，将吸收塔内石膏浆液输送 到事故浆液箱中储存。在脱硫系统再次起动之前，把事故浆液箱中的浆液 通过事故浆液泵返送回吸收塔。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 31 图 6-2 吸收系统流程简图 2、设备选型 （1）吸收塔 吸收塔自下而上由浆池、烟气入口区、喷淋吸收区、除雾器、烟气排 放区构成。 浆池段：用于储存脱硫循环浆液氧化风机向浆池的浆液中喷入空 气将亚硫酸钙氧化为硫酸钙并生成石膏晶体。 烟气稳定段：入口烟道与吸收塔的连接处，进气口向下倾斜一定 角度与吸收塔连接以保证烟气的停留时间和均匀分布。 喷淋降温段：此处安装有一层降温管路，上游连接一台循环泵从 浆池抽取浆液，管路出口处安装有大通径、防堵塞专用脱硫实心喷头，浆 液分别向上和向下喷出。在此段烟气与石灰/石膏悬浮液滴接触掺混降低烟 气温度同时部分 s02、so3、烟尘等通过液滴的表面被吸收。 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 32 过滤段：过滤段是漩涡撞击流脱硫塔的核心部位，此处自上而下 安装有一层循环供浆管路，多个脱硫单元并联组成的烟气吸收段。在此段 石灰石/石膏悬浮液滴与烟气接触掺混吸收烟气中的 s02、so3、烟尘等。吸 收了烟气中 so2等酸性物质的浆液落入吸收塔过滤段继续进行脱硫反应。 除雾段：设两级平板式除雾器以除去净烟气中夹带的液滴和雾滴， 并配套 4 层除雾器冲洗系统。 表 6-1 吸收塔主要技术参数 序号技术指标单位数值 1 直径 m8.5 2 高度 m28 3 材质 碳钢 4 塔体厚度 mm20 5 防腐 耐磨玻璃鳞片树脂 6 设计压力 mbar-1020 7 烟气流速 m/s 8 化学计量比 ca/去除的 so2 mol/mol1.03 9 浆池固体含量（20） kg/m31140 10 浆液含氯量 g/l20 11 浆池直径 m8.5 12 浆池高 m7.5 13 浆池容积 m3450 14 搅拌器轴 不锈钢 15 搅拌器叶轮 不锈钢 16 氧化空气喷枪 不锈钢 17 喷射层间距 m/ 18 搅拌器数 3 19 氧化空气喷枪数 3 20 氧化空气喷枪位置 搅拌器前 21 除雾器位置 吸收塔内 22 除雾器级数 2 青岛银钢烧结有限公司 2#105烧结机烟气脱硫项目可行性研究报告 33 序号技术指标单位数值 23 吸收塔保温 局部 24 保温厚度 mm100 25 保温材质 硅酸铝喷吹纤维针刺毯 26 保温层数 1 27 外包层材质 铝合金 28 保温结构 （2）循环泵 吸收塔配有 2 台循环泵，对应 2 层喷淋管路，采用单元制设计，其中 每层喷淋配有 1 台泵，每台泵的液气比为 3。循环泵混合新鲜的石灰石浆液 后，供入塔内上层供浆管路，进入 so2烟气吸收单元中。 （3）氧化风机 氧化空气系统由氧化风机、氧化空气管路和氧化空气喷枪组成。配备 2 台氧化风机（其中 1 台备用） 。氧化风机为罗茨型或螺杆型。氧化风机能 提供足够的氧化空气，氧化风管布置合理，使吸收塔内的亚硫酸钙充分转 化成硫酸钙。 （4）石膏浆液排出泵 石膏浆液排出泵为离心泵，泵的壳体采用球墨铸铁加橡胶衬，叶轮和 入口轴套采用合金或相当材料，按 40g/l 的氯离子浓度进行选材。吸收塔 内浆液能在 15 小时之内排空。 6.3.4 6.3.4 石膏脱水系统石膏脱水系统 1、工艺描述 吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏水力旋流站浓缩，浓缩后 青岛银钢烧结有限公司 2#105