钢铁烧结厂3#105m2烧结机脱硫除尘一体化改造工程项目可行性研究报告.doc

xxxx 股份公司烧结厂股份公司烧结厂 3 3# #105m105m2 2烧结机脱硫除尘一体化改造工烧结机脱硫除尘一体化改造工 程程 项目可行性报告项目可行性报告 x xx x 股股份份公公司司烧烧结结厂厂 2 20 01 11 1 年年 0 02 2 月月 2 20 0 日日 目录目录 1.项目的必要性与可行性项目的必要性与可行性.4 1.1.问题的提出.4 1.2.项目的必要性.4 1.3.项目的可行性.5 1.4.新建工程对现有系统的影响.7 1.4.1.机头系统脱硫除尘改造后的阻力平衡问题8 1.4.2.脱硫系统的腐蚀问题9 1.5.建设工期与现生产的交叉影响.10 2.项目的主要技术方案项目的主要技术方案.11 2.1.项目总包工作范围.11 2.2.项目的主要设计依据和原则.12 2.2.1.主要设计依据12 2.2.2.总的设计原则12 2.3.系统设计的基础参数.13 2.4.gwd 氨法烟气脱硫工艺的主要特点15 2.5.gwd 氨法脱硫工艺原理16 2.6.gwd 氨法脱硫工艺系统流程17 2.7.脱硫主要设计技术经济指标.18 2.8.脱硫工艺流程图.19 2.9.脱硫自控及系图（见附图）.19 2.10.主要工艺设备.19 2.10.1.gwd氨法烟气脱硫装置19 2.10.2.脱硫副产物电收集器20 2.11.工艺系统的布置.23 2.11.1.建设场地及动力接口23 2.11.2.总平面布置23 2.11.3.竖向布置24 2.11.4.道路布置24 2.11.5.管线布置24 2.12.预期目标与项目承包方承诺.24 2.12.1.预期目标24 2.12.2.承诺的工程效果25 2.13.现有机头电除尘器的改造.25 2.14.宽间距柔性电除尘技术的技术特点.29 3.脱硫技术的对比分析脱硫技术的对比分析.33 3.1.几种代表性锅炉脱硫工艺方案比较.33 3.2.烧结烟气的脱硫现状.35 3.3.国内烧结机脱硫工程投资额比较表.37 3.4.xx265烧结机有机胺法烟气脱硫技术特点.38 3.4.1.xx265烧结机有机胺法技术选定原则.38 3 3.4.2.xx265烧结机有机胺法的主要技术方案.38 3.4.3.xx265烧结机有机胺法的化学原理.42 3.5.氨法脱硫技术与有机胺脱硫技术经济比较.43 4.投资概算与效益分析投资概算与效益分析.45 4.1.概述.45 4.2.投资概算.45 4.3.烧结厂自己运行时的成本分析.47 4.4.资源性效益分析.47 4.5.节能效益分析.47 4.6.环境效益.48 4.7.社会效益.48 5.承包方承包运营方案承包方承包运营方案.50 5.1.脱硫运行组织及设计定员.50 5.2.运营公司运行成本分析.50 5.3.项目承包运营的建议.51 6.脱硫剂及脱硫副产物的市场情况脱硫剂及脱硫副产物的市场情况.52 6.1.脱硫副产品硫酸铵的用途及技术指标.53 6.2.gwd 氨法烟气脱硫及副产物综合处理54 4 1. 项目的必要性与可行性项目的必要性与可行性 1.1. 问题的提出问题的提出 为适应 xx 集团可持续发展和国家环保政策的要求，xx 股份公 司烧结厂于 2009 年元月向公司提出了3#105烧结机脱硫除尘一 体化改造工程项目可行性报告，提请公司专家技术委员会评审。 2009 年 02 月 13 日下午，公司专家技术委员会对烧结厂的报告进行 了会议论证，并形成了会议纪要。 根据公司专家技术委员会的建议和与会领导的意见，xx 股份 公司烧结厂进行了认真的分析与研究、深入的调查和论证，对原 3#105烧结机脱硫除尘一体化改造工程项目可行性报告进行了 修正、补充，现提请公司专家技术委员会评审通过。 1.2. 项目项目的必要性的必要性 xx 股份公司烧结厂 3#105烧结机建成于 2002 年，原设计烧 结面积为 105m2，后将烧结面积增加到 130m2。3#烧结机原设计配 150三电场机头电除尘器一台及其主烟囱一个。在机头电除尘器与 主抽风风箱间还设有一台旋风除尘器。未设计配套脱硫装置。目前， 主烟囱冒黄烟，机头电除尘器粉尘排放浓度达 200400mg/m3，二 氧化硫排放浓度达 8001000mg/m3，超标严重。根据将执行的钢 铁工业大气污染物排放标准 烧结（球团） （征求意见稿）和 hj/t426-2008清洁生产标准 钢铁行业（烧结） 标准，对原机头 电除尘系统进行改造，并新增脱硫装置是当务之急。 联合国环境规划部署 1988 年公布的统计资料显示，so2已成为 5 世界第一大污染物，人类每年向大气排放的 so2达 1800 万吨。我国 1995 年 so2排放量为 2341 万吨，超过美国当时的 2100 万吨；2004 年 so2排放量为 2254 万吨；2005 年 so2排放总量为 2549 万吨，居 世界首位，均超过“十五”规划总量控制目标（1800 万吨/年） ， “十一五”期间减排 so2成为我国环境治理的重点，因此，减排 so2 的污染已迫在眉睫。 2009 年 2 月 13 日会议上，集团公司领导也明确指出：“脱硫 项目是国家要求的、必须执行的项目。新上项目一定要人员少、 精干。” 。会议纪要形成的会议意见，也肯定了“实施 3#105 烧结机脱硫项目是必要的” 。 1.3. 项目的可行性项目的可行性 xx 股份公司烧结厂通过充分的分析和讨论，一致认为：该项目 不仅在技术层面上具有高效节能、操作简单、结构紧凑等特点，而 且有利于减少投资费用、有利于控制运行成本、有利于保障烧结生 产、有利于明确环保责任。我们认为：该项目是可行的，希望尽快 付诸实施。 一、项目的技术可行性 该项目的核心技术有两个，一是宽间距柔性电除尘技术；二是 gwd 氨法脱硫技术。 我们经过现场考察宽间距柔性电除尘技术，在冶金烧结领域有 成功的工程实例的。集团公司环保监测部门对该技术在莱矿球团厂 的三电场 180电除尘器的跟踪监测中，该电除尘器的外排不超过 6 40mg/m3，电场总耗电量不超过 36kw。不仅环保达标效果好，而且节 能效果显著，仅是常规电除尘的 1/6。可以肯定，该技术是先进的， 也是符合 xx 发展需要的。 该项目将采用“烟气脱硫及脱硫产物连续生产硫酸氨的一体化 方法和设备”专利技术（以下简称 gwd 氨法烟气脱硫技术） ，该技 术专利申请号为 200510097413.7。gwd 氨法烟气脱硫技术是一种符 合中国国情的自主知识产权技术。整个过程不产生废水，也不产生 任何工业废渣的脱硫工艺，副产品是硫酸铵化肥，可直接出售。该 工艺脱硫效率可高达 95%以上；硫酸铵销售收入可基本冲抵运行费 用。 gwd 氨法烟气脱硫技术虽然在烧结领域没有工程实例，但是在 火电厂有成功的 gwd 氨法烟气脱硫技术工程实例。对火电厂使用 的氨法脱硫装置，我们进行了实地考察，其结构简单、操作方便和 运行费用低的优点非常显著。 近年来，钢铁企业虽然建设了一些不同流程的烧结烟气脱硫项 目，但从已经投产的烧结烟气脱硫项目来看，虽然取得了一定的成 果和经验，并没有完全解决烧结烟气脱硫技术问题，并没有找到真 正适合烧结烟气脱硫的技术。全行业仍处于探讨和研究阶段，这种 局面在短时间内无法打破。所以，我们认为 gwd 氨法烟气脱硫技 术在火电厂应用上的成功经验是值得借鉴和应用的。gwd 氨法烟气 脱硫技术对烟气的最佳温度要求是 80140，与烧结生产的实际 烟气温度是相当的，不需要对烟气升温和降温，对烧结工艺温度的 7 无任何要求和影响。 二、项目的建设可行性 1.1.我们认为项目建设投资形式具有可行性。我们认为项目建设投资形式具有可行性。 该项目建议的投资形式是：项目承包方拟垫资总合同额的 60% 作为项目达标的保证金。xx 先期支付总合同额的 40%作为该项目实 施保证金。工程为交钥匙工程。项目达标三个月后，xx 一年内逐月 付清承包方所垫资金，项目固定资产的产权归 xx 所有。项目不达标， xx 不再支付承包方所垫资金。 2.2.我们认为项目运行方式具有可行性。我们认为项目运行方式具有可行性。 项目建成后，xx 通过委托运营的方式，承包给项目承包方（也 是项目技术的支持方） 。承包期建议为五年。xx 烧结厂负责国有资 产的监管责任和运行所需的成本费用，项目承包方负责项目的日常 维护、正常运行和环保达标责任。 3.3.我们认为建设条件具有可行性。我们认为建设条件具有可行性。 3#105烧结机现机头电除尘旁的场地，完全可以满足该项目建 设所需的场地。不仅对现有厂房建筑、工艺设备无任何影响，而且 不影响现有厂区道路和工厂总体布局。此外，该项目的燃动力不需 增加，而且有助于减少公司的能耗。 1.4. 新建工程对现有系统的影响新建工程对现有系统的影响 gwd 氨法烟气脱硫除尘一体化装置安装投运后，考虑到副产物 综合利用效益和工艺特点，满足国家对二氧化硫排放标准，及节省 资本投入，整个脱硫装置会增加排烟系统的增加为 350pa 左右，由 8 于现有烧结厂的引风机压头有富余，将不对引风机进行改造。 gwd 氨法烟气脱硫及其收集工艺不会生成新的粉尘，反而微量 削减粉尘排放，但对除尘器的要求较高。现烧结厂的三电场除尘器 还不能满足国家的尘排放标准和脱硫副产物生产质量的要求，需要 对现有的电除尘器进行改造。 1.4.1. 机头系统脱硫除尘改造后的阻力平衡问题机头系统脱硫除尘改造后的阻力平衡问题 下列计算，是考虑摘除进口主烟道上的旋风除尘器为前提的。 一、新设备安装后的系统阻力分析 （1）电除尘器本体的阻力 原机头电除尘器截面面积由 150增加 180，电场断面风速由 1.23m/s 下降到 1m/s，对应的除尘器阻力 300pa 下降到 240pa 左右。 （2）新增加的脱硫除尘系统产生的阻力损失 新增脱硫装置的阻力损失为 350pa 左右；新增脱硫副产物的阻 力损失为 200pa 左右； （2）新烟道系统产生的阻力损失 烧结设计手册推荐烟道风速为 1218m/s。烟道中 90弯 头产生的局部阻力系数为 0.37，每个弯头产生的阻力为 74pa。直烟 道的沿程阻力 1pa/m。新系统需增加两个 90弯头，直烟道约 20 米 新系统产生的阻力损失为：742（弯头）+240（原电除尘器改 造后）+350（脱硫装置）+200（新增电收集器）+201（直烟道） =958pa。 9 二、原电除尘系统阻力分析 原设计 150m2电除尘器电场断面风速设计值 1m/s，对应的除尘 器阻力 294pa。烧结系统改造后，电除尘器电场断面风速达到 1.23m/s，此时除尘器本体的阻力上升到 353pa。 原设计大烟道经过旋风除尘器，旋风除尘器对应的阻力损失为 7502000 pa，按 750pa 计算，原电除尘系统在现在工况下系统产 生的阻力损失为：353+750=1103pa。 本工程改造后，新系统比原系统阻力损失不仅不会增加，而且 还会有所下降，至少下降 1103-958=145pa。如果将原电除尘器进出 口烟道进行改造，系统阻力损失还进一步减少。 1.4.2. 脱硫系统的腐蚀问题脱硫系统的腐蚀问题 本工程的脱硫装置，安装在现 150机头电除尘器后。对原进 口烟道和扩容改造后的 180机头电除尘器来说，没有任何影响， 依然维持现有工作状况。在扩容改造后的 180机头电除尘器，为 防止 so2腐蚀问题，采用了不锈钢电晕线和 spcc 极板，对壳体进 行了腐蚀余量补偿。 新增脱硫装置，其内腔为不锈钢复合钢板，作为化学主反应区， 已经进行了防腐处理，其配套的储液罐内部也采取呋喃玻璃钢三油 两布的方式进行了防腐。其脱硫装置本身的防腐问题在设计时，已 经进行了技术处理。 由于脱硫装置的存在，且不论其脱硫效率如何。脱硫装置前的 含 so2量在 8001000mg/m3左右，脱硫后硫酸酸酐只会减少，比如 10 脱硫效率为 80%，脱硫装置后，烟道中的 so2含量将由 8001000mg/m3左右减少到 160200mg/m3左右，无疑显著减少硫 酸酸酐产生的稀酸腐蚀对烟道和风机的问题。此外，氨法脱硫的副 产物是硫酸铵和亚硫酸铵氨，化学活性较小呈弱碱性，对金属基本 无腐蚀。氨法脱硫装置在郑州荥阳电厂运行三年来，未发现对烟道 和风机腐蚀的现象。 1.5. 建设工期与现生产的交叉影响建设工期与现生产的交叉影响 本项目建设时，建设工期划分为三个阶段。 第一阶段是新增脱硫装置的建设阶段，预计需要三个月。期间 对现有生产无任何影响，属于离线改造阶段。 第二阶段是系统合茬和原机头电除尘器改造阶段，预计需要 20 天，在工程开始后第 100 天到 120 天间。需烧结机停机，属于在线 改造阶段。 第三阶段是系统热负荷试车和调试阶段。如果顺利，对生产无 影响。如果出现问题，预计需烧结机停机 40 小时处理。 11 2. 项目的主要技术方案项目的主要技术方案 2.1. 项目总包工作范围项目总包工作范围 xx 股份公司烧结厂 3#105烧结机烟气脱硫除尘改造工程为交 钥匙工程，由承包方负责实施。 本工程包括原机头 150电除尘器扩容改造、新增氨法脱硫装 置和副产物电收集器等三大部分组成。包含本体及其附属装置、辅 助设备的功能设计、结构设计、制造、供货、安装、调试、试运行、 性能试验、验收、培训及技术服务等方面的要求。同时含工艺流程、 工艺系统，各主要装置工艺参数的确定，总图设计等。该工程的基 本内容包括： 采取主烟道短接方法，拆除现机头电除尘器与主抽风箱间的 旋风除尘器。 采用宽间距柔性电除尘器技术对现 150机头电除尘器进行 增容改造，保留现 150机头电除尘器的输灰系统、灰斗、声波清 灰装置和低压电气控制系统；在保持现电除尘器的长度和宽度不变 的前提下，更新现电除尘器电场结构和气流分布系统，将电除尘器 箱体提高 2 米左右，将电除尘器有效截面积增至 180，使之成为 单室三电场 180电除尘器，保证其出口粉尘浓度90mg/nm3。 采用 gwd 氨法脱硫技术，在现机头电除尘器与主抽风机间， 增设脱硫及其副产物收集系统。保证机头主抽烟囱的颗粒物排放浓 度50mg/nm3；so2排放浓度100mg/nm3。 12 4.承包方负责本项目的承包营运，力争成为国家脱硫示范项目， 争取国家环保优惠政策的支持。 通过上述脱硫除尘改造后，实现：自 2010 年 7 月 1 日起执行 钢铁工业大气污染物排放标准烧结（球团） 外排浓度 “颗粒物 最高允许排放浓度 50mg/nm3，吨产品排放限值 0.25kg/t。so2最高 允许排放浓度 100mg/nm3，吨产品排放限值 0.35kg/t。 ”的要求。 2.2. 项目的主要设计依据和原则项目的主要设计依据和原则 2.2.1. 主要设计依据主要设计依据 国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划 主要污染物总量减排核算细则（试行） 钢铁工业大气污染物排放标准 烧结（球团） （征求意见稿） gb50406-2007钢铁工业环境保护设计规范 hj/t189-2006清洁生产标准 钢铁行业 hj/t426-2008清洁生产标准 钢铁行业（烧结） gb 50402-2007烧结机械设备工程安装验收规范 gb50408-2007烧结厂设计规范 钢铁行业除尘工程技术规范 （征求意见稿） 钢铁企业采暖通风设计手册 2.2.2. 总的设计原则总的设计原则 贯彻“安全可靠，经济适用，符合国情”的工程技术方针。 选择高效、低耗的氨法脱硫系统； 13 设计内容的深度按照冶金系统及国家有关脱硫部分的有关要 求执行。 工程设计考虑防尘、防腐蚀、防噪音等措施，满足国家现行 标准的要求。 除机头电除尘器改造的保留部分外，所有的设备和材料应是 新的，高的可利用率，运行费用少。 观察、监视、维护简单，运行人员数量少。 确保人员和设备安全 节省能源、水和原材料 系统的设计服务寿命为 30 年。 2.3. 系统设计的基础参数系统设计的基础参数 本工程的主要除尘脱硫工艺指标，根据 xx 股份公司的生产要 求，结合现行国家和行业标准，以及当前除尘脱硫技术水平确定。 烧结机规格：130； 烧结机烟气温度：120140； 烧结机机头烟气量：600000nm3/h； 烧结机机头烟气中的含尘浓度：0.54.0g/nm3； 烧结机机头烟气中的含 so2浓度：8001000mg/nm3； 主烟囱的现外排粉尘浓度：200400mg/nm3； 烧结机利用系数：1.30（gb50408-2007烧结厂设计规范 第 3.0.7 条） 烧结机日历作业率 9094%（gb50408-2007烧结厂设计规 14 范第 3.0.8 条） ，按 330 天计算，折合 7920 小时； 主抽风机的负压取 1517.2kpa；（gb50408-2007烧结厂 设计规范第 5.5.2 条） 烧结粉尘回收利用率：90%；（hj/t426-2008清洁生产标 准 钢铁行业（烧结） ） 烧结机机头烟尘产生量：3.0/t；（hj/t426-2008清洁 生产标准 钢铁行业（烧结） ） 烧结机机头 so2产生量：1.5/t；（hj/t426-2008清洁 生产标准 钢铁行业（烧结） ） 设计除尘方法及效率：干法电除尘，效率99%； 设计脱硫方法及效率：半干法氨法脱硫，效率90%； 要求的粉尘排放浓度：50mg/nm3；根据钢铁工业大气污 染物排放标准 烧结（球团） （征求意见稿） 要求的 so2排放浓度：100mg/nm3；根据钢铁工业大气 污染物排放标准 烧结（球团） （征求意见稿） 计算电价：0.55 元/kwh 计算水价：5 元/吨 岗位工人平均工资：3.8 万元/年 20%氨水价格：400 元/吨（当前 99.5%纯氨市场价格为 24502800 元/吨。考虑运输费用。 ） 副产物硫铵计算价格：400 元/吨（当前市场硫铵价格为 650700 元/吨。考虑副产物提取、包装和运输费用。 ） 15 2.4. gwd 氨法烟气脱硫工艺氨法烟气脱硫工艺的主要特点的主要特点 gwd 氨法烟气脱硫技术是一种符合中国国情的自主知识产权技 术。整个过程不产生废水，也不产生任何工业废渣的脱硫工艺，副 产品是硫酸铵化肥，可直接出售。该工艺脱硫效率可高达 95%以上； 硫酸铵销售收入可基本冲抵部分运行费用。gwd 氨法脱硫技术在烧 结机上应用优势是： 脱硫效率高。烟气中的 so2脱除率可达到 95%以上。 节能显著。较常规脱硫工艺节能 90%以上。105m2烧结机脱 硫装机容量为 200 千瓦，脱硫实际运行电耗每小时不超过 100 千瓦。 装置占地面积小。采用烟道和电收集器组合中安装，在国内 同规模的脱硫装置中占地面积最少。 污染物零排放。gwd 氨法脱硫技术通过电收集器将脱硫副产 物回收，烧结矿烟尘分离回收后可返回烧结原料库，产物可制造成 硫铵肥料；实现完全意义上的零排放。这符合循环经济的理念和环 保产业发展的方向，无二次无染。 适用多种含硫量的原料。对于不同含硫量的原料，均可以达 到 90%以上烟气脱硫效果。 脱硫装置和脱硫管道不易结垢。由于氨具有很高的反应活性， 且因脱硫产物的化学特性，决定了可以避免结垢，确保了烧结工艺 过程的安全、稳定运行。 不需设旁路烟道，采取全烟气脱硫。脱硫剂停止供应时，脱 16 硫反应塔作烟道使用，不影响烧结机的正常运行。 操作维护简单。脱硫装置运行只需配备每班 2 人就可以保证 运行。 系统阻力小。脱硫装置设计阻力在 350pa 左右。系统建造时， 能充分利用原引风机压头的富裕量，一般不需更换引风机。 确保 95%以上的投运率。同时确保钢厂安全稳定运行。 烟气在进入脱硫装置前不需要降温，脱硫后不需要升温，露 点以上排放。在满足脱硫排放的同时，具有一定的脱除二氧化氮能 力。在脱除二氧化硫的同时，治理烟气酸雾的理念具有独创性。 实行 dcs 系统与二氧化硫监测系统联合调控脱硫达标排放。 2.5. gwd 氨法脱硫工艺原理氨法脱硫工艺原理 新增的 gwd 氨法烟气脱硫装置装在现有除尘器后部，引风机前 的烟道上（见工艺流程） ，利用电除尘器后的有利空间安装，增加脱 硫装置的同时，在脱硫装置的尾部另设电收集器，收集脱硫产物和 前电除尘器未能脱除的尘颗粒。 gwd 氨法脱硫主要反应方程式： 物理吸收：二氧化硫溶于水生成亚硫酸 (二氧化硫水亚硫酸) 反应式：so2h2oh2so3 化学吸收：氨水与亚硫酸生成亚硫酸铵 (氨水亚硫酸=亚硫酸铵水) 反应式： 2nh3h2oh2so3(nh4)2so32h2o 17 亚硫酸铵转变成硫酸铵的化学反应式： (亚硫酸铵+氧硫酸铵) 反应式：(nh4)2so3+1/2o2(nh4)2so4 2.6. gwd 氨法脱硫工艺系统流程氨法脱硫工艺系统流程 工艺流程如下： 首先将市场采购到的 20%浓度氨水从储备罐，引入脱硫剂调配 罐，与清水配制成 5%10%浓度氨水脱硫剂。 用 dcs 系统控制流量，经过泵送入脱硫反应器中的雾化器，在 脱硫装置中进行硫氨反应达到脱硫效果。 脱硫后经化学反应生成亚硫酸铵，在烟道中与剩余空气在 120150高温的作用下转化为亚硫酸铵和硫酸铵结晶体与剩余烟 尘形成脱硫产物。 脱硫产物在收集器内回收。回收后的脱硫副产物可作复合肥原 料使用或直接用作农肥，也可对外直销或深度加工纯硫酸铵。 在整个脱硫过程中利用烟道尾部安装的二氧化硫检测装置，对 外排烟气进行在线二氧化硫检测，用检测到的二氧化硫量转换成模 拟数据反馈到 dcs 显示屏上。利用变频控制脱硫剂的投入量以达到 脱硫效果。 18 2.7. 脱硫主要设计技术经济指标脱硫主要设计技术经济指标 （一）脱硫系统的设计原始参数（一）脱硫系统的设计原始参数 1.脱硫系统入口的烟气流量（现工况）： 60104m/h66104m/h； 2.脱硫系统入口的烟气温度（现工况）：120140； 3.脱硫系统入口的粉尘浓度（现工况）：300400mg/m3； 4.脱硫系统入口的 so2浓度（现工况）：8001000mg/m3； （二）当地脱硫系统的排放要求：（二）当地脱硫系统的排放要求： 根据 gbxxxx-200x钢铁工业大气污染物排放标准 烧结（球团） （见附件） （将部分代替 gb9078-1996 和 gb16297-1996） 1.脱硫系统出口的烟气温度（标态）：80120； 2.脱硫系统出口的粉尘浓度（标态）：50mg/m3； 3.脱硫系统出口的 so2浓度（标态）：100mg/m3； （三）脱硫系统的运行技术指标（三）脱硫系统的运行技术指标 1.so2的生成量：550650/h； 2.so2的脱除效率：90%； 3.so2的脱除量：500600/h；39604752 吨/年（按 330 天 记） ； 4. so2的排放量：3545/h；277356 吨/年（按 330 天记） ； 5. so2脱除的用纯 nh3量：270330/h；21382614 吨/年 （按 330 天记） ； 19 6.用 20%浓度 nh3h2o 时的使用量：13501450 /h；1069211484 吨/年（按 330 天记） ； 7.用 5%浓度 nh3h2o 时的使用量：55006500 /h；4356051480 吨/年（按 330 天记） ； 8.用 20%浓度 nh3h2o 配制 5%浓度 nh3h2o 的用水量： 40005000/h；316803960 吨/年（按 330 天记） ； 9.脱硫产物为亚硫酸氨和硫酸铵的混合物，亚硫酸氨与硫酸铵 的比例按 3：7 计算（取决于烧结烟气的含氧量、分气压和反应温度） ，脱硫混合产物的量为 8001000/h；63367920 吨/年（按 330 天记） 2.8. 脱硫工艺流程图脱硫工艺流程图 详见承包方的xx 股份公司烧结厂三号 105烧结机脱硫工程 初步设计方案 。 2.9. 脱硫自控及系图（见附图）脱硫自控及系图（见附图） 详见承包方的xx 股份公司烧结厂三号 105烧结机脱硫工程 初步设计方案 。 2.10. 主要工艺设备主要工艺设备 2.10.1. gwd 氨法烟气脱硫装置氨法烟气脱硫装置 一、脱硫系统 配备 1 套脱硫装置，由 12 条支路构成。 二、储、配、供氨系统 氨水的储、配系统设有 1 台卸氨泵、1 台应急泵、3 台调配泵、 20 1 个浓氨罐、1 个清水罐和 2 个调配罐。浓氨罐、清水罐和调配罐的 容量均为 80m3。卸氨泵和急用泵的流量为 50m3/h,扬程为 32mh2o； 调配泵的流量为 42m3/h,扬程为 32mh2o。 供氨系统按单元制设置，即配置 15 台喷氨泵（3 用 1 备） 。喷 氨泵的流量为 0.6m3/h，扬程为 176mh2o。 三、回收系统：采用宽间距柔性电收集器（见后） 。 四、其他辅助设备 为给设备检修提供方便，在设备间布置了手动葫芦及手动小车。 2.10.2. 脱硫副产物电收集器脱硫副产物电收集器 为了保证脱硫后烟气颗粒物排放浓度50mg/nm3，回收装置选 用高效、低阻的三电场 180静电除尘器。其主要技术参数如下： 序号参数名称设计值 1设备名称宽间距高压电除尘器 2设备型号 dl600sw180 3处理烟气量（m3h） 6010466104 4烟气温度（）120150 5工作负压（kpa）-18-22 6设计除尘效率（） 99 7压力降（pa） 300 8漏风率（%） 3 9有效流通面积（）180 21 序号参数名称设计值 10外形尺寸(长宽高) 25.515.720.5m 11电场数（个）3 12室数（个）1 13通道数（个）24 14同极间距()600 15烟气停留时间（s）1112 16烟气流速（ms）0.91.0 17有效驱进速度（s）1822 18比收尘面积 （m2m3s） 3943 19电场有效长度（m） 34=12 20灰斗贮灰量（h）24 21灰斗数（个）9 阳极板类型480c 阳极板总数量（件）600 阳极有效高度 （m） 12.5 22阳极 系统 总集尘面积（）7200 23类型rs 型 22 序号参数名称设计值 极线管芒刺类 线距（）500 电晕线总长度 （m） 7200 阴极 系统 辅极方管型 24电场高宽比0.9 25电场高长比1.0 26阳极振打方式挠臂捶振打、辅助声波清灰 27阴极振打方式挠臂捶振打、辅助声波清灰 28除尘器进出型式上进、水平出 29入口浓度 500mgnm3 30出口排放浓度(保证值) 50mgnm3 31高压电源型号规格f210-100 /80 32高低压控制方式微机控制 33高压电源数量6 台 34电场除尘用电量48kva 35辅助电器用电量52 kva 电除尘器及灰斗安装声波清灰器列表 电除尘器安装位置清灰器数量型号安装筒直径 除尘器箱体第一电场2sqh-75 460 23 第二电场2sqh-75 460 第三电场2sqh-75 460 一二电场间1sqh-100 460 电场间通道 二三电场间1sqh-100 460 第一电场2sqh-160g 219 第二电场2sqh-160g 219 除尘器灰仓 第三电场2sqh-160g 219 电收集器需新增输灰系统一套、储灰罐一个。电收集器灰斗下， 设三个集合刮板机，一个切出刮板机。刮板机选用 yd430aq 型，长 度 20m。加湿机选用 yjs450x 型。切出刮板机将脱硫副产物送至储 灰罐，再由汽车外运。 2.11. 工艺系统的布置工艺系统的布置 2.11.1. 建设场地建设场地及动力接口及动力接口 脱硫装置位于三号烧结机厂房与现 150机头电除尘器旁，详 见承包方的xx 股份公司烧结厂三号 105烧结机脱硫工程初步设 计方案 。 脱硫及其副产物收集装置设备仅为 380v 低压系统，装机容量 为 300kw，用电负荷 150kw。脱硫系统 380v 电源，不需专用设置 的变压器提供。不需新增配电容量。 现三号烧结机主厂房，有水源和蒸汽管路，可以直接接驳使用。 流量稍有增加。现三号烧结机主厂房，有压缩空气，但压力不足， 需增设一台 3m3/分钟的空压机作为补充。 24 2.11.2. 总平面布置总平面布置 总平面布置必须满足冶金行业标准：“钢铁企业总图运输设计 技术规程”要求。 必须满足国家标准“厂矿道路设计规范” 。 建、构筑物的平面和空间组合，应做到分区明确，合理紧凑， 生产方便，造型协调，整体性好，并应与烧结厂现有建筑群体相协 调。 本次脱硫配套工程所有的建构筑物均布置在烧结厂三号烧结机 现有区域以内。在该区域内布置有除尘器、烟道支架、泵房及配电 间、浓氨罐等设备。除尘器场地作地面硬化，泵房配有通往道路的 出入口，并合理利用烧结厂厂区原有的规划道路来满足运输。并且 各建构物在给定的用地范围内布置，满足各种防护距离要求。详见 平面图。 2.11.3. 竖向竖向布置布置 本工程在原厂区域内建设，原有地形地貌经过前期工程的平整， 烧结厂竖向布置格局已经确定，本期建筑物室内零米高程同三号烧 结机主厂房一致。 2.11.4. 道路布置道路布置 厂内既有道路根据生产、生活及消防的需要已设置完成，本次 脱硫配套工程建筑物可利用原厂内道路系统，不再新增道路。 2.11.5. 管线布置管线布置 按照原厂区各类工艺管线的统筹安排及敷设方式和路径，在确 25 保安全生产的前提下压缩管线间距，减少管线走廊宽度，以节约用 地。脱硫工程的生产污水、废水经处理达标后排入老厂污水管网， 雨水管道排入厂内原有雨水管网。 室外一般沟道采用砼，交通道路段必须采用钢筋混凝土。 2.12. 预期目标与项目承包方承诺预期目标与项目承包方承诺 2.12.1. 预期目标预期目标 通过采用高效节能的宽间距柔性电除尘系统对现 150机头 电除尘器进行扩容改造，全面满足将颁布执行的国家标准 gbxxxx-200x钢铁工业大气污染物排放标准 烧结（球团） 、 hj/t 426-2008清洁生产标准 钢铁行业（烧结） 和行业标准钢 铁行业除尘工程技术规范的要求。 解决烧结机机头电除尘器结瘤和降效问题，确保达标排放， 改善烧结厂的清洁化生产现状。 实现脱硫除尘系统解决方案，较其他脱硫除尘解决方案显著 节能。较其他脱硫除尘解决方案，五年内所节约的电能，能够补偿 本次改造的工程费用。 2.12.2. 承诺的工程效果承诺的工程效果 承包方承诺的工程效果是： 1、承诺并保证改造完成后达到：“国家环保总局环办函 517 号 文件关于下达钢铁行业污染物系列排放国家标准制定任务的通知 ， 自 2010 年 7 月 1 日起执行钢铁工业大气污染物排放标准烧结（球 团） 外排浓度 “颗粒物最高允许排放浓度 50mg/nm3，吨产品排放 26 限值 0.25kg/t。so2最高允许排放浓度 100mg/nm3，吨产品排放限值 0.35kg/t。 ”的要求。 2、承诺并保证电除尘器较常规电除尘系统正常使用 5 年不降效， 与同样规格和工况条件下的常规电除尘器节能在 70以上； 3、承诺并保证脱硫系统，so2脱除率93%，运行率95%； 与同样规格和工况条件下的脱硫系统节约电能在 70以上。脱硫副 产物可以实现零排放。 2.13. 现有机头电除尘器的改造现有机头电除尘器的改造 一、原电除尘器改造的主要内容：一、原电除尘器改造的主要内容： 采取主烟道短接方法，拆除现机头电除尘器与主抽风箱间的旋 风除尘器。采用宽间距柔性电除尘器技术对现 150机头电除尘器 进行增容改造，维持现电除尘器的输灰系统、灰斗和声波清灰装置； 在保持现电除尘器的长度和宽度不变的前提下，更新现电除尘器电 场结构和气流分布系统，将电除尘器箱体提高 2 米左右，将电除尘 器有效截面积增至 180，使之成为单室三电场 180电除尘器，保 证其出口粉尘浓度90mg/nm3。其主要工程内容为： 拆除原旋风除尘器； 原 150机头电除尘器输灰系统和钢支架保留不变；保留原 声波清灰装置。工程实施时，对原电除尘器输灰系统和声波清灰装 置进行检修。 将原 150机头电除尘器配套供电装置全部换掉，采用承包 方的高频超高压供电装置对电除尘器电场供电。这样才可能实现电 27 除尘的全电晕无火花收尘机制，解决电晕线结瘤现象，使电晕线始 终保持原始设计状态。并通过分区供电机制，提高供电的稳定性。 引进惯性收尘和斜气流分布机制。在进风管道、进出风口壳 体内、电场之间增加横向槽型极板。与此同时用斜气流分布机制， 进一步解决气流分布的有效性。同时对原电除尘器的孔板和出口阻 流装置进行更新。 采用宽间距柔性电除尘技术对原 150机头电除尘器电场进 行改造，以其实现宽间距除尘效应、提高电场尘粒的驱进速度；以 其实现分级除尘效应、提高对粉尘化学成分和高比电阻的适应性； 进一步提高电场强度的均匀性，避免电晕闭锁和反电晕现象的出现， 保证电场稳定高效工作。 不用改造电气控制室、不用占用主干路、不用迁移管线。 二、改造后二、改造后 180180卧式三电场电除尘器的主要技术参数卧式三电场电除尘器的主要技术参数 烧结机头用烧结机头用 180180卧式三电场电除尘器初步选型设计参数卧式三电场电除尘器初步选型设计参数 序号序号参数名称参数名称设计值设计值 1设备名称dl600 型宽间距电除尘器 2设备型号dl600/daw180-1-3 3设计烟气量（m3/h）54.666.4104 4烟气温度（）80200，正常温度 120140 5工作负压（kpa）-20 6设计除尘效率（%） 99.3 7压力降（pa） 240 28 序号序号参数名称参数名称设计值设计值 8漏风率（%） 3 9有效流通面积（）180 10外形尺寸(长宽高 m)在现基础上加高 2 米 11电场数（个）3 12室数（个）1 13通道数（个） 一电场 20；二电场 20；三电场 18； 14同极间距() 一电场 600；二电场 600；三电场 660 15停留时间（s）10.111.4 16烟气流速（m/s）0.851.02（平均烟气流速 0.98） 19电场有效长度（m） 3.53=10.5 20电场有效宽度（m）12 阳极板类型480c(spcc) 阳极板总数量（件） 700 阳极有效高度 （m） 15 23 阳 极 系 统 总集尘面积（）15750 24阴一电场阴极线类型rs 型芒刺类 29 序号序号参数名称参数名称设计值设计值 线距（）500 电晕线总长度 （m） 5684 极 系 统 辅极圆管型 25电场高宽比1.25 26电场高长比1.43 27阳极振打方式挠臂捶振打，辅助声波清灰 28阴极振打方式 挠臂捶振打，辅助声波清灰（每电 场两套） 29除尘器进出型式水平进出型风口，下进烟道 30入口浓度（g/nm3） 5 31出口排放浓度(保证值)90mg/nm3 32高压电源型号规格ggg01-80/100 33高低压控制方式微机控制 34高压电源数量6 台 电除尘器及灰斗安装声波清灰器列表电除尘器及灰斗安装声波清灰器列表 电除尘器安装位置清灰器数量型号安装筒直径 第一电场2sqh-75 460 第二电场2sqh-75 460 除尘器箱体 第三电场2sqh-75 460 30 一二电场间1sqh-100 460 电场间通道 二三电场间1sqh-100 460 第一电场2sqh-160g 219 第二电场2sqh-160g 219 除尘器灰仓 第三电场2sqh-160g 219 2.14. 宽间距柔性电除尘技术的技术特点宽间距柔性电除尘技术的技术特点 dl600 型宽间距电除尘器是采用高频超高压可控逆变电源供电 的宽间距电除尘器。它综合应用了无火花放电技术、声波清灰技术 和柔性控制技术；充分发挥了电场宽间距效应和场致荷电的作用； 解决了高比电阻捕集的难题；避免了电晕线结瘤现象；给运行和维 护带来了便利；降低了电除尘器的投资费用和运行成本。其主要特 点是： 供电频率高：20khz； 运行电压高：60100kv； 无火花全电晕放电； 宽间距：同极距 600800； 清灰效果好：机械振打复合声波清灰；优化清灰制度； 荷电充分：场致荷电为主导，扩散荷电为辅； 捕集范围宽：粒经 0.1100m；比电阻 1031014； 抗结露性能好：内置电加热器的刚玉绝缘子； 气流分布均匀：带导流多孔板；场间阻流；分置槽形极板； 31 机电匹配好：本体和电源一体化设计，全自动化控制； 操作简捷，维护便利； 高效节能：除尘效率99.5，外排粉尘浓度50mg/nm3； 电场除尘电耗仅为同规格常规电除尘器的 20。 节能型宽间距电除尘器与常规电除尘器相比具有下列特点： 1.采用 igbt 逆变电源供电，克服了脉冲直流的缺陷，具有下 列优点： 无火花放电，属微秒级控制，避免了电晕线的烧结结瘤现象。 无重复荷电，工作电压稳定运行于起晕电压以上，火花放电 点以下。 避免反复充放电过程，实现节能 70%以上，降低了运行成本。 无庞大笨重的体外变压器装置，结构实现一体化。减少了故 障发生点，降低了维修频度和费用。 小功率供电，无需专设的变配电室，节省了用户的一次投资。 2.采用宽间距电场结构，本体结构柔性化，具有下列特点： 采用同极距 600800，是常规电除尘同极距的 1.52 倍， 节省了 3050%的阳极板和电晕极线。 采用宽间距，电场的伏安特性具有宽间距效应，表现为高电 压、小电流，尘粒的有效驱进速度提高 50%以上（约 1823/s） 。 32 采用宽间距，实现高电压，加大了尘粒碰撞的几率，增大了 尘粒凝聚的数量，有利于 10m 以下的微尘和飞灰的捕集。可捕集 的尘粒径为 0.1m100m 。 采用宽间距高电压，使场致荷电占主导地位，控制除尘电场 中的空间电荷浓度，可捕集高比电阻粉尘，克服了高比电阻粉尘荷 电困难的问题。 采用宽间距，大大降低了箱体结构的荷载，进一步降低了设 备设计重量。 3.采用等离子体理论，阐述电除尘机理，克服了下列问题。 常规电除尘器，以气溶胶力学出发，认为扩散荷电（碰撞荷 电）为主，忽略了场致荷电和热电极荷电的作用。 常规电除尘器认为电场负载特性为高电阻性的，忽略了其容 性阻抗的特点，造成重复充放电的能量损耗。 常规电除尘器为断续荷电，对高比电阻粉尘捕集困难。 常规电除尘器忽略了场致荷电，及电场发射电子产生的尘粉 凝并现象，对微粒和飞灰（粒径 1m 以下）的捕集困难。 4.优良的性能价格比 不需独立供电的配电室；土建基础荷载下降 15%，可节约土 建投资 20%； 本体钢结构重量减轻 15%以上； 除尘电场耗电减少 70%以上，运行费用下降 30%； 设备运行可靠性提高，使用寿命提高 20%。保证 5 年不降效。 33 34 3. 脱硫技术的对比分析脱硫技术的对比分析 3.1. 几种代表性脱硫工艺方案比较几种代表性脱硫工艺方案比较 70 年代初，日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获 得成功。氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹，对电力和冶金企 业而言比较陌生，这是氨法脱硫技术未得到广泛应用的主要因素。 随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完 善和改进，进入 90 年代后，氨法脱硫工艺渐渐得到了应用。 国外研究氨法脱硫技术的企业主要有：美国： ge、marsulex、pircon、babcock&wilcox；德国： lentjesbischoff、kruppkoppers；日本：nkk、ihi、千代田、住友、 三菱、荏原；等等。不同工艺的氨法脱硫自 20 世纪 8090 年代开 始应用，日本 nkk（日本钢管公司）在 70 年代中期建成了 200mw 和 300mw 两套机组，目前已累计运行二十多年。美国 ge（通用环 境系统公司）于 1990 年开始建成了多个大型示范装置，规模从 50mw 至 300mw。德国 kruppkoppers（德国克虏伯公司）也于 1989 年在德国建成 65mw 示范装置，目前已累计运行十多年。据不 完全统计，全世界目前使用氨法脱硫的机组大约在 10000mw 左右。 2005 年 2 月 18 日至 28 日，国家发改委、中国电力企业联合会 氨法烟气脱硫技术考察团考察了位于美国北达科他州已经成功运行 了 8 年的“大平原合成燃料厂”的 30 万千瓦级烟气量的氨法脱硫工 程。这次考察，对于我国是否鼓励、引导、支持在大型火电机组或 35 者其它需要烟气脱硫的设施上采用氨法脱硫技术，对于按照循环型 经济发展要求，提升烟气脱硫产业化发展水平，具有一定的参考价 值。考察认为： （一）氨法脱硫技术是成熟的。其副产品为硫酸铵肥料，且无 废水产生。 （二）氨法脱硫适合于燃烧高硫煤（相当于燃煤含硫量约 5%） 的机组。 （三）氨法脱硫对于气溶胶能够得到有效控制，尽可能减少了 对环境的二次污染，符合循环经济发展的要求。 （四）氨法脱硫的造价已接近甚至低于传统的石灰石-石膏法， 且有明显的经济效益，对于高硫煤的经济性更好。 （五）建议国家在中高硫煤大型火电机组或者化工、煤气联合 企业中的燃烧烟气设备上，建设氨法烟气脱硫示范工程。 氨法脱硫与几种典型脱硫工艺技术对比如下：（摘自氨法烟 气脱硫技术赴美考察报告 项目氨法 石灰石-石膏 湿法 双碱法 炉内喷钙尾部 增湿活化脱硫 氧化镁法 技术成 熟程度 成熟成熟成熟成熟成熟 系统 设置 系统简单系统较复杂系统简单系统简单系统简单 适用 煤种 不受含硫 量限制 不受含硫量 限制 不受含硫量 限制 中、低硫煤 不受含硫量 限制 应用单 机规模 中小 机组 100mw 以上 机组使用 多为中小机 组 多为中小机组中小机组 脱硫率95% 以上95% 以上95% 以上85%95% 以上 吸收剂氨水石灰石 石灰、碳酸 钠 石灰氧化镁 36 吸收剂 来源 化工行业 需从外地运 来 需从外地运 来 难以提供高品质 石灰 易获得 副产物 种类 硫酸铵溶 液 石膏石膏 脱硫废渣（亚硫 酸钙等） 亚硫酸镁/硫 酸镁 副产物 出路 可作复合 肥原料 综合利用综合利用难以综合利用综合利用 二次污 染 无 可产生废水 和固废 无无无 fgd 投 资 中高高低高 3.2. 烧结烟气的脱硫现状烧结烟气的脱硫现状 上述脱硫技术主要用于锅炉脱硫。目前，国内烧结机烟气脱硫 方面，基本处于空白。一般情况下，烧结过程的 so2排放量占钢铁 企业排放总量的 40%60%，控制烧结机生产过程的 so2排放是钢 铁行业控制 so2污染的重点。当前，控制烧结机 s