锅炉湿法脱硫可行性研究报告.doc

1 第一章第一章 总论总论 1.1 项目名称及承办单位 1.1.1 项目名称项目名称 #3（集团）#3 有限公司#3t/h 锅炉脱硫工程 1.1.2 项目法人及法人代表项目法人及法人代表 项目法人：#3（集团）#3 有限公司 法人代表：王俊杰 1.1.3 项目建设地点项目建设地点 项目建设地点选于#3（集团）#3 有限公司现址内。 1.1.4 报告编制单位报告编制单位 编制单位：#工程咨询公司 资格证书号：工咨甲 12020070028 1.2 编制依据 1.2.1 国家及行业法规国家及行业法规 （1）中华人民共和国环境保护法； （2）中华人民共和国大气污染防治法； （3）火电厂大气污染物排放标准（gb13223-2003）； （4）污水综合排放标准（gb8978-1996）。 1.2.2.方政府及环保部门的政策规定方政府及环保部门的政策规定 （1）#关于加快燃煤火电厂烟气脱硫工作的通知，#政办 200710 号 （2）#人民政府关于印发#环境保护十一五规划的通知, #政200744 号 （3）#县人民政府关于印发#县节能减排实施方案的通知, #政200762 号 1.2.3 项目单位提供的资料项目单位提供的资料 （1）厂址气象和地理、地质条件； 2 （2）电厂现有工程设计资料； （3）#3t/h 锅炉使用煤种、煤质和耗煤量资料； （4）工艺水、压缩空气及供电资料。 1.2.4 项目性质及建设规模项目性质及建设规模 本项目属于现有#3t/h 锅炉机组加装烟气脱硫装置的老厂技改项目，拟对#3（集 团）#3 有限公司#3t/h 锅炉 100%烟气实施脱硫。 1.3 研究目的及研究范围 1.3.1 研究目的研究目的 本可行性研究的目的是为了寻求先进适用的脱硫工艺技术；在现有有限的场地上实现 紧凑的设备布置；工程的安全实施；与主体机组的无缝连接和装置的稳定可靠运行；各项 脱硫指标能够满足现行的环境保护标准和其它相关规定的要求；脱硫剂价廉易得；脱硫副 产品可综合利用。 1.3.2 研究范围研究范围 本项目可行性研究的范围为： 为现有#3t/h 锅炉配套建设烟气脱硫装置，具体包括以下内容： （1）脱硫工程建设条件的落实和描述； （2）脱硫工程工艺技术的比较和选定； （3）脱硫工程实施方案的确定； （4）脱硫工程的投资估算及运行成本分析； （5）提出研究结论，存在问题和建设性意见。 1.4 主要技术原则 （1）通过对#3（集团）#3 有限公司#3t/h 锅炉加装烟气脱硫装置的实施，使 公司的 so2排放总量不超过目前的配额目标，并为公司的进一步发展留有余量。 （2）结合工程的实际情况，在脱硫系统工艺设计方案拟定时，要妥善处理好与运行 机组的衔接关系，尽可能减少在工程实施过程中对主体机组的影响，确保主体供热、发电 工程正常运行并充分利用公司的现有场地和现有公用设施，以利于节约工程投资。 3 （3）脱硫工艺的选择应遵循“工艺成熟，运行稳定，脱硫效率高，投资省，无二次污 染”的原则，结合公司特点和现状，提出推荐方案。 （4）脱硫装置按相对独立的脱硫系统进行设计，同时充分注意烟气脱硫装置（fgd） 与主机系统的有机联系，烟气脱硫系统的配套辅助设施尽量与主机系统共用，所需的工艺水、 电、仪用压缩空气等由电厂相应系统引出。 （5）在周围资源许可的情况下，优先考虑供应可靠、价格便宜、质量稳定、对周围环 境不会产生污染的吸收剂。 （6）脱硫副产物应尽可能综合利用，当综合利用受阻时，其处置应避免对电厂的粉煤 灰综合利用带来不利影响。应与灰渣分开堆放，留有今后综合利用的可能性，并采取防止副 产物造成二次污染的措施。 （7）综合考虑公司燃煤锅炉实际燃煤含硫量的变化趋势，脱硫装置系统设计及设备选 型时有一定的适应能力。fgd 系统的设计寿命与对应主机的剩余寿命相适应。 1.5 脱硫工程建设的必要性 #3（集团）#3 有限公司地处#县城区的西部边缘，地处淮河流域水污染控制 区，虽不在酸雨控制区和二氧化硫控制区范围内，但以清洁生产、达标排放和总量控制为基 本原则，通过有效削减烟气污染物的排放量，结合环境保护发展规划和城市发展总体规划， 对污染排放实施有效的治理是必要的。#3t/h 锅炉加设烟气脱硫装置后，每年可大幅度减 少二氧化硫和烟尘的排放，减小对周边环境的污染影响。 根据#关于加快燃煤火电厂烟气脱硫工作的通知（#政办 200710 号）、# 人民政府关于印发#环境保护十一五规划的通知（ #政200744 号）、#县人 民政府关于印发#县节能减排实施方案的通知（ #政200762 号）精神，节能能源 消耗，减少二氧化硫排放量是 2008 年#3（集团）#3 有限公司的一件环保大事，目前 对#3t/h 锅炉的烟气脱硫是十分必要的。 1.6 工作的简要过程 按照#环境保护局和#环境保护局的要求，#3（集团）#3 有限公司对#3t/h 锅炉的烟气实施脱硫改造。 在接到委托之后，#工程咨询公司即组织各专业相关人员收集必要的资料并多次与业 4 主沟通，开始编制本可行性研究报告。经过对现场情况的分析，统一规划，并征求业主意见， 选用一炉一塔的双减法工艺技术方案，可加快施工进度，促使装置早日投产，早日发挥装置 的作用。 1.7 项目总投资及资金来源 项目总投资 589.83 万元，全部为企业自筹。 1.7.1 项目管理与实施项目管理与实施 项目建设期为项目建设进度拟定为 8 个月。 1.7.2 环境保护环境保护 该项目是利用新工艺、新技术和新设备对#3t/h 锅炉加设烟气脱硫装置，每年可大幅 度减少二氧化硫的排放，减小对周边环境的污染影响。 1.8 项目结论及建议 1.8.1 项目结论项目结论 2、项目实施具有重要的现实意义 ，#3（集团）#3 有限公司积极响应政府号召，实施燃煤锅炉脱硫项目，在很大程 度上减少污染物的产生量和排放量，有效地降低 so2和烟尘的排放量，对保护环境，确保 “十一五”节能减排目标的实现，促进资源节约型、环境友好型社会建设，都具有十分重 要的意义。 项目总投资 589.83 万元，全部由企业自筹。项目建成后，锅炉主要污染物 so2 减排 量为 2770t/a,同时减排烟尘 141.3 t/a，具有很好的环保和社会效益。项目总投资 589.83 万元，年利润总额 33.83 万元，税后投资回收期为 9.29 年。 1.8.2 建议建议 建议项目建设中加强质量监督管理，加强成本控制，降低造价。同时政府应加大扶持 力度，确保项目的正常运行。 1.9 主要经济技术指标表 项目主要技术经济指标表 5 项目主要技术经济指标表 序号指标名称单位指标备注 经济数据 1 总投资万元 589.83 2 资金筹措 其中：自有资金万元 589.83 银行贷款万元 0.00 3 年经营收入万元 176.37 4 年总成本费用万元 141.12 5 年利润总额万元 33.83 6 年经营（销售）税金及附加万元 1.42 7 年所得税万元 8.46 8 年净利润（税后利润）万元 25.37 财务评价指标 1 投资利润率 %5.74% 2 投资利税率 %5.98% 3 全部投资财务内部收益率 %10.67% 税前 4 全部投资财务内部收益率 %8.78% 税后 5 全部投资回收期（税前）年 8.41 含建设期 6 全部投资回收期（税后）年 9.29 含建设期 7 全部投资财务净现值万元 93.71 税前 8 全部投资财务净现值万元 26.66 税后 9 盈亏平衡点（bet） %53.43% 6 第二章第二章 项目建设背景及必要性项目建设背景及必要性 2.1 项目建设背景性 空气中的二氧化硫和氮氧化物是造成酸雨的主要原因，酸雨使得森林枯萎，土壤和 湖泊酸化，植被破坏，粮食、蔬菜和水果减产，金属和建筑材料被腐蚀。有研究表明我 国每排放一吨二氧化硫造成的经济损失约 2 万元。同时空气中的二氧化硫也严重地影响 人们的身心健康，二氧化硫还可形成硫酸酸雾，危害更大。 二氧化硫的主要来源是化石燃料的燃烧，我国的能源结构中约有 70%的煤。随着我 国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加，二氧化硫排放量也日趋增多，造成二氧化硫 污染和酸雨的严重危害。据 2005 年我国的环境质量公报表明，1999 年我国二氧化硫排 放总量为 1857 万吨，2000 年达到了 1995 万吨，2001 年和 2002 年有所下降，2003 年为 2158 万吨，到了 2005 年为 2549.3 万吨，其中工业来源为 2168.4 万吨，生活来源为 381 万吨。酸雨区面积约占国土面积的 30%，主要分布在长江以南、青藏高原以东的广 大地区及四川盆地。酸雨控制区 111 个城市中，降水年均 ph 值范围在 4.02 和 6.79 之 间，出现酸雨的城市 103 个，占 92.8%。酸雨频率超过 80%的城市比例为 22.5%。年均 ph 值小于或等于 5.6 的城市有 81 个，占 73.10%。酸雨控制区内酸雨污染范围基本稳定， 但污染程度有所加重。 为防治二氧化硫和酸雨污染，1990 年 12 月，国务院环委会第 19 次会议通过了关 于控制酸雨发展的意见 。自 1992 年在贵州、广东两省，重庆、宜宾、南宁、桂林、柳 州、宜昌、青岛、杭州和长沙九个城市进行征收二氧化硫排污费的试点工作。1995 年 8 月，全国人大常委会通过了新修订的大气污染防治法 ，规定在全国范围内划分酸雨 控制区和二氧化硫污染控制区。1998 年 1 月 12 日，国务院批准了酸雨控制区和二氧化 硫污染控制区的划分方案。1998 年 2 月 17 日，国家环保局召开酸雨和二氧化硫污染综 合防治工作会议，落实国务院对“两控区”划分方案的批复。在国务院关于酸雨控制 区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复(国函19985 号)和国务院关于二氧莫 建松，双碱法烟气脱硫工艺的可靠性研究及工业应用化硫排污收费扩大试点工作有关问 题的批复(国函 1996124 号)规定二氧化硫排污费的征收范围为酸雨控制区和二氧化硫 污染控制区内燃煤、燃油和产生工艺废气以及向环境排放二氧化硫的企业、事业单位和 个体经营者。提出的两控区的总体目标是到 2010 年，二氧化硫排放总量控制在 2000 年 7 排放水平以内;城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准，酸雨控制区降水 ph 值小于 4.5 的面积比 2000 年有明显减少。2005 年 1 月，国家环保总局日前通报了“两 控区”(酸雨控制区和二氧化硫控制区)“十五”计划重点火电厂脱硫项目的进展情况， 公布了 46 家尚未启动脱硫项目的火电厂名单，要求加大对火电厂脱硫的监管力度，最 大限度地削减二氧化硫排放量。这都说明我国政府高度重视酸雨和二氧化硫污染的防治。 为了实现酸雨和二氧化硫污染控制目标，国家加快了国产脱硫技术和设备的研究、 开发、推广和应用。 2.2 必要性 #3（集团）#3 有限公司地处#县城区的西部边缘，地处淮河流域水污染控 制区，虽不在酸雨控制区和二氧化硫控制区范围内，但以清洁生产、达标排放和总量控 制为基本原则，通过有效削减烟气污染物的排放量，结合环境保护发展规划和城市发展 总体规划，对污染排放实施有效的治理是必要的。#3t/h 锅炉加设烟气脱硫装置后， 每年可大幅度减少二氧化硫的排放，减小对周边环境的污染影响。 目前区域环境空气质量 s02 能够达到 gb30951996环境空气质量标准二级要求， tsp 有超标现象，最大超标倍数 2.57 倍，最大超标率为 l00%.纳污水体南支排现状水质 超过 gb38382001地表水环境质量标准v 类，污染类型属有机型。 该厂废气污染源主要有锅炉燃烧废气、造气炉造气吹风气、尿素造粒塔废气及合成 氨液氨储槽弛放气、合成放空气等。其中造气炉在利用原料煤制取半水煤气时产生的造 气吹风气、锅炉燃煤烟气中含烟尘、so2等污染物，尿素造粒塔废气中含尿素粉尘及氨 等，尿素尾吸塔废气中含氨，合成液氨贮罐施放气、合成放空主要含有 nh3、n2、h2、ch4。 根据#人民政府关于印发#环境保护十一五规划的通知（ #政200744 号） 、#县人民政府关于印发#县节能减排实施方案的通知（ #政200762 号）精 神，节能能源消耗，减少二氧化硫排放量是 2008 年#3（集团）#3 有限公司的一件 环保大事，目前对#3t/h 锅炉的烟气脱硫是十分必要的。 8 第三章第三章 项目建设条件及选址项目建设条件及选址 3.1 项目建设条件 3.1.1 地理位置及区域范围地理位置及区域范围 #县位于#中部，是#颍河冲积平原与黄泛平原交汇而形成的泛淤平原，是黄 淮平原的一部分。地形平坦，地貌类型简单，自然条件优越。地理坐标为东经 113 4309“1140931“，北纬 334259“335913“。#县距许昌市、#各 25 公里， 北距省会郑州市 120 公里，西与国家能源基地平顶山毗邻，受城市辐射力强，是发展经 济的理想地。全县东西长 39 公里，南北宽 29 公里，总面积为 801.74 平方公里。 3.1.2 自然资源条件自然资源条件 1、气候条件 #县属暖温带大陆型季风气候，春夏秋冬四季分明。年平均气温为 14.4，年际 间变化较小，但年内温差较大。7 月份温度最高，平均 27.5，年极端高温 43.4。1 月份温度最低，平均 0.4，年极端低温为-20.6。年均无霜冻期 227 天，最长达 267 天，最短 180 天。初霜日一般在十一月十日，终霜日在次年四月八日。年平均降雨量 726mm，年最大降雨量 1238.5mm，年最小降雨量 375.9mm。年内降雨量多集中于 6 至 9 月，占年降水量的 70%。 2、地形、地貌、地质 项目区地表为第四纪冲积层覆盖，其岩性主要为黄土质亚粘土，其次为粘土，局部 有淤泥质夹层，地耐力 1215t/m2。最大冻土深度 0.25m。项目场区内地势平坦，地貌 单一，地势较高，呈西北向东南方向倾斜。土质结构致密，强度中等，地基承载力大部 分在 160kpa 以上，工程地质条件较好，对项目建设无不良影响。#县境内地势平坦， 土壤肥沃。 3、水文 项目所在地位于沙澧河冲积平原，土层深厚，水资源丰富。地下水资源埋藏浅，水 质良好，便于开采，单井出水量 60m3/h 左右，浅层地下水位在 1015m 之间，适于工 业和生活用水。 9 3.1.3 一次水水质分析一次水水质分析 ph 6.7 全碱度 300mgl(以 caco3计) 固形物 0.58gl 永久硬度 34.2mg/l(以 cao 计) 总硬度 140mgl(以 cao 计) cl- 60.1mgl s042- 88.6mg,/l no3- 180mgl hc03- 80.3mgl na+ 120mgl k+ l.2mg/l ca2+ 31.3mg/l mg2+ 36mg/l fe3+/fe2+（总和） 0.3mg/l sio2胶体 27.2mg/l(以 sio2计) 电导率 1320us/cm 3.2 水、电、气供应条件 3.2.1 供水供水 按照脱硫工程的有关设计参数，#3t/h 燃煤锅炉脱硫装置工艺水总消耗量约为 10m3/h。 本期脱硫装置所需的工艺水来源于电厂主体工程的工业水，主要用于制作石灰浆。 3.2.2 供电供电 脱硫系统所用 25kva 380v 交流电源由#4 静电除尘器变压器段提供，用于脱硫段 与脱硫电机的供电。正常运行情况下，用电负荷 29kva.。 3.2.3 供压缩空气供压缩空气 脱硫装置的仪用压缩空气消耗量不大，脱硫装置的仪用压缩空气气源由主体工程的 10 仪用压缩空气系统提供。 3.2 项目选址 #3t/h 燃煤锅炉脱硫工程在公司现有锅炉位置南空地上建设，不需另外选址。 11 第四章第四章 企业状况企业状况 4.1 企业概况企业概况 4.1.1 基本情况基本情况 #3（集团）#3 有限公司始建于 1970 年，位于#县城#区。公司现有职工 1200 人，其中工程技术人员 300 余人。公司生产的“颍青”牌尿素被确认为#重点保 护产品，产品质量达到或优于部级标准，享有很高信誉，市场前景十分广阔。公司先后 荣获全国小氮肥先进企业、全国化工安全生产先进单位、国家二级计量单位、国家二级 节能企业和全国环保先进单位等多项国家及省、市级以上荣誉称号。 该公司通过技术改造，生产能力不断扩大。目前已经形成年产 12 万吨合成氨、15 万吨尿素、3 万吨甲醛、4 万吨甲醇生产能力，并已建成装机容量 12mw 的自备电站。 2005 年企业总资产 2.6 亿元，实际销售收入 2.7 亿元，利税 2343.98 万元。目前，企业 生产情况良好，经济效益显著，是#县主要经济支柱之一。 #3（集团）#3 有限公司是以尿素为主要产品的合成氨企业，现有生产规模为 年产 12 万吨总氨、2 万吨甲醇、12 万吨尿素、1 万吨甲醛。 #3 有限公司十分重视企业的环境保护工作，在公司的技术改造中采用新工艺、 新技术、新设备，提高了企业的竞争优势。 治理废水方面，公司累计投资 2034 万元，先后建设投运 1500t/h 造气含氰废水曝 气处理冷却装置、尿素冷凝液深度水解工程和 8500t/h 的生产工艺用水闭路循环处理装置。 目前正在运行的有造气、锅炉、压缩、碳化、尿素五大循环处理系统，重复水利用率 96%以 上，在#河乃至河南率先实现了氮肥生产污水零排放综合治理环保工程、终端水深度 治理和回用工程，投资建设的三废混燃炉工程正在建设中。 4.1.2 环境敏感区域和保护目标环境敏感区域和保护目标 厂址位于#县城区的西部。从环境空气影响方面，最主要的保护目标是颍县城区， 其次是厂址周围 5km 以内的村庄；从水环境影响方面，电厂是地面水南干渠和清水河 的水源，沿途两侧农田主要依靠该水源灌溉，应保护土壤及农作物不受污染；灰场位于 厂址西 700-800m 的沙河确保大堤西侧，由平地围坝而成，干灰场贮灰，主要保护目标 是灰场周围农作物不受二次扬尘污染，村庄距离较远，影响不大；干灰场高于平地，灰 12 场对地下水影响不大；厂界噪音影响的主要对象是北侧的挂面庄和闵湾村；从生态环境 影响方面，厂址周围处于人工控制的农业生态区，没有需要保护的野生陆生动植物资源， 纳污水体没有清洁水源，没有野生水生动植物资源，但纳污河处于淮河流域，水污染物 必须实施总量控制。厂址周围没有重要人文古迹和自然保护区。 4.2 锅炉建设及污染物排放锅炉建设及污染物排放 4.2.1 锅炉建设基本情况锅炉建设基本情况 公司燃煤锅炉产生的中温、中压蒸汽经公司热电厂汽轮机发电后背压蒸汽用于生产 。热电厂目前总装机26mw容量，采取四炉（两开两备）两机配置方式，其中1#锅炉 ug-35/39-m6是无锡锅炉厂生产的链条锅炉；2#锅炉yg-35/3.82-m3、3#锅炉yg-35/3.82 -m6均为济南锅炉厂生产的循环流化床锅炉；4#锅炉tg-35/3.82-m1是泰山集团生产的循 环流化床锅炉。目前公司实际运行的是2#、4#锅炉。1#汽轮机n6-35-4（改型）是上海 汽轮机厂生产的凝汽式带两极非调整抽汽机组；2#汽轮机c6-3.43/1.274是武汉汽轮发电 机厂生产的凝汽式可调整抽汽机组。1#于1990年1月正式投入运行，2#号机组于1996年8 月正式投入运行。公司主要运行的两台2#、4#锅炉的主要设计参数和煤种参数见表4-1 。 表表 4-14-1 锅炉设计参数表锅炉设计参数表 参 数 项 目单 位 2#4# 额定蒸发量t/h3535 蒸汽压力mpa3.823.82 蒸汽温度 450450 给水温度 150150 排烟温度 150150 燃料品种烟煤烟煤 设计锅炉热效率% 7587 送风机型号 agx35-1a15dagx35-1a15d 送风机风量 m3/h3091130911 送风机风压 pa1400714007 送风机电机 kw185185 引风机型号 ayx35-1a13dayx50-5a18.5d 引风机风量 m3/h94217115950 引风机风压 pa44115225 引风机电机kw 185250 13 上煤方式皮带皮带 水处理方式化水化水 除尘器型式麻石水膜除尘高压静电除尘 4.2.2 锅炉燃煤概况锅炉燃煤概况 燃煤煤质资料见表 4-2，#2、#4 锅炉燃煤消耗量见表 4-3。 表表 4-2 现有电厂燃煤工业分析和元素分析表现有电厂燃煤工业分析和元素分析表 car (%) har (%) nar (%) oar (%) sar (%) wad (%) aar (%) vdaf (%) wt (%) qnet,v,ar (mj/kg) 31.102.870.816.63.070.8247.8031.707.8112669 表表 4-3 #2、#4 炉及电厂燃煤消耗量炉及电厂燃煤消耗量 设计煤种校核煤种 项 目单 位 #2、#4 炉全厂#2、#4 炉全厂 小时耗煤量t/h12.9412.9416.1716.17 日耗煤量t/d310.6310.6388.1388.1 年耗煤量104t/a9.719.7112.1312.13 注：日运行按 24 时计，年运行按 7500 小时计。 电厂煤质含硫量的变化范围应根据电厂近年实际燃煤品质并考虑未来煤源情况决定， 设计煤质应留有一定裕度，设计煤种硫份可按 1%考虑。 4.2.3 机组污染物排放状况机组污染物排放状况 工程废气污染物排放情况见表 4-4。 表表 4-4 工程废气排放情况一览表工程废气排放情况一览表 项目单位设计煤种校核煤种 烟气温度140 烟囱出口参数 烟气流速m/s25.227.4 允许排放浓度mg/m321002100 排放浓度(1.4) mg/m315951939so2 设计排放量kg/h231.5 允许排放浓度mg/m3500 排放浓度(1.4)mg/m3251395 大气污染物 排放状况 (烟囱出口) 烟尘 设计排放量kg/h13.2 14 第五章第五章 工程技术方案工程技术方案 5.1 主要脱硫工艺及项目脱硫工艺的选择主要脱硫工艺及项目脱硫工艺的选择 5.1.1 主要脱硫工艺主要脱硫工艺 烟气脱硫的历史悠久，早在一百多年前就有人进行了这方面的研究。据美国环保局 (epa)统计，世界各国开发、研究、使用的 s02控制技术达 200 种。这些技术归纳起来可 分为三大类:(l)燃烧前脱硫，如洗煤、微生物脱硫;(2)燃烧中脱硫，如工业型煤固硫、 炉内喷钙;(3)燃烧后脱硫，即烟气脱硫(fgd)。 fgd 法是世界上唯一大规模商业化的脱硫技术,主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气 中的 s02，并使其转化为较稳定的硫的化合物。fgd 技术种类繁多，但是真正工业化的 只有十几种。fgd 技术按脱硫后产物的含水量大小可分为湿法、半干法和干法;按脱硫剂 是否再生分为再生法和不可再生法;按脱硫产物是否回收分为回收法和抛弃法。其中湿 法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的 85%左右。主要有以下几种： (l) )湿法石灰石湿法石灰石/ /石灰烟气脱硫技术石灰烟气脱硫技术 该法是利用成本低廉的石灰石或石灰作为吸收剂吸收烟气中的 s02，生成半水亚硫 酸钙或石膏。这种技术曾在 70 年代因其投资大、运行费用高和腐蚀、结垢、堵塞等问 题而影响了其在火电厂中的应用。经过多年的实践和改进，工作性能和可靠性大为提高， 投资与运行费用显著减少。该法主要优点为:a.脱硫效率高(脱硫效率大于 90%);b.吸收 剂利用率高，可大于 90%;c.设备运转率高(可达 90%以上)。该法是目前我国引进的烟气 脱硫装置中主要方法。主要缺点是投资大、设备占地面积大、运行费用高。 “七五”期 间重庆路磺电厂引进日本三菱重工的与 2 又 360mw 机组配套 2 套湿式石灰石/石膏法烟 气脱硫技术与设备，率先建成了大型电厂锅炉烟气莫建松，双碱法烟气脱硫工艺的可靠 性研究及工业应用脱硫示范工程，并于 1992 年和 1993 年正式投入商业运转，系统脱硫 率达 95%以上，副产品石膏纯度高于 90%。目前，从设计上综合考虑加强反应控制，强 制氧化，从而减少吸收塔和附属设备体积、降低电耗、减少基本建设投资和运行费用。 选用耐腐蚀材料，提高吸收塔及出口烟气、挡板、除雾装置等的使用寿命，提高气液传 质效率，建造大尺寸的吸收塔等因素，对此项技术作了进一步改进和提高。 (2)(2)氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫技术 氨法烟气脱硫采用氨作为二氧化硫的吸收剂，氨与二氧化硫反应生成亚硫酸铵和亚 15 硫酸铵，随着亚硫酸氢铵比例的增加，需补充氨，而亚硫酸铵会从脱硫系统中结晶出来。 在有氧气存在的情况下还可能发生氧化反应生成硫酸铵。该法根据吸收液再生方法不同， 可以分为氨一酸法、氨一亚硫酸铵法和氨一硫铵法。影响氨法脱硫效率的主要因素是脱 硫液的组成，受溶液蒸气压和 ph 值的影响。氨法的主要优点是脱硫剂利用率和脱硫效 率高，且可以生产副产品。但氨易挥发，使得吸收剂的消耗量增加，产生二次污染。此 外该法还存在生产成本高、易腐蚀、净化后尾气中含有气溶胶等问题。 (3)(3)双碱法脱硫工艺双碱法脱硫工艺 为了克服石灰/石灰石法容易结垢和堵塞的缺点，发展了双碱法。该法先用可溶性 的碱性清液作为吸收剂吸收，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生。双碱法的明显 优点是，由于主塔内采用液相吸收，吸收剂在塔外的再生池中进行再生，从而不存在塔 内结垢和浆料堵塞问题，从而可以使用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋 塔浆液法，减小吸收塔的尺寸及操作液气比，降低成本。另外，双碱法可得到较高的脱 硫率，可达 85%以上，应用范围较广，该法的主要缺点是再生池和澄清池占地面积较大。 (4)(4)喷雾干燥法烟气脱硫技术喷雾干燥法烟气脱硫技术 这种技术属半干法脱硫技术，多数采用旋转喷雾器，石灰浆液作吸收剂，以细雾滴 喷入反应器，与二氧化硫反应并同时干燥，在反应器出口，随着水分蒸发，形成了干的 颗粒混合物。其工艺特点是投资较低，设计和运行费用较为简单，占地面积较少，脱硫 率一般为 60 一 80%。在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用比 较多。美国也有巧套装置(总容量 500omw)在运行，燃煤含硫量一般不超过 1.5%，脱硫 效率均低于 90%。黎明发动机厂从丹麦引进技术并建成一套 5000onm3/h 工业装置，并对 低硫煤(含硫率 0.97%)烟气进行了脱硫试验，在钙硫比为 2.2 时，取得 80%的系统总脱 硫效率。 (5)(5)炉内喷吸收剂炉内喷吸收剂/ /增湿活化烟气脱硫工艺增湿活化烟气脱硫工艺 该法是一种将粉状钙质脱硫剂直接喷入燃烧锅炉炉膛的技术，由于投资及运行费用 较低，该类工艺方法在近期内取得较大进展，在西北欧广大国家均已有工业运行装置。 芬兰 ivo 公司开发了炉内喷钙/活化脱硫工艺 (lifac)，克服了脱硫效率不高及粉尘比 阻升高而影响除尘效果的弊端，具体做法是:在锅炉尾部安活化反应器，将烟气增湿， 使剩余的吸收剂活化与二氧化硫反应。 16 其工艺简单，占地小，主要适用于中、低硫煤锅炉，脱硫率一般为 60 一 80%。其主 要缺点是脱硫剂消耗量大，易产生粉灰，使除尘负荷加重。南京下关电厂引进 lifac 全 套技术，配套 125mw 机组(燃煤含硫率 0.92%)，设计脱硫率 75%。 5.1.2 项目脱硫工艺的选择项目脱硫工艺的选择 根据对脱硫性能的要求和现场情况，本项目所选择的技术方案应当遵循以下原则： -由于该厂地处县区，环保要求高，又为了减轻对烟囱的腐蚀，应达到尽可能高 脱硫效率，并能适应燃煤和运行状况的变化和未来对环保要求的提高，本方案按96% 效率设计。 -脱硫系统应采用成熟可靠的技术和设备。 -使用当地可以稳定供应、价格较低、性能好的脱硫剂。 -副产品能够在当地综合利用。 -降低工程造价以及运行和维护成本。 同时针对现有热电厂空场有限，且已经建成两个 300m3的沉淀池等现状，脱硫工艺 选择钠钙双碱法脱硫工艺作为本工程脱硫工艺，有效地利用钠钙双碱法脱硫工艺的技术 优势，又克服了该法再生池和澄清池占地面积较大的主要缺点。 5.2 双碱法脱硫工程描述双碱法脱硫工程描述 5.2.1 双碱法工艺原理双碱法工艺原理 双碱法脱硫工艺技术是目前应用成熟的一种烟气脱硫技术，尤其是在小热电燃煤锅 炉烟气污染治理方面应用较为广泛,脱硫剂采用氢氧化钠溶液（含 30%naoh）和生石灰 （含 95%cao） 。 其工艺原理是：本双碱法是以氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的二氧化硫，然后 再用生石灰加水熟化成氢氧化钙溶液作为第二碱，再生吸收液中 naoh，付产品为石膏。 再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。 各步骤反应如下： 吸收反应： so2 + 2naoh = na2so3 + h2o na2so3 + so2 + h2o = 2nahso3 副反应如下： 17 na2so3 +1/2 o2 = na2so4 由于硫酸钠是很难再生还原的，一旦生成就需要补充 naoh。 再生反应 用氢氧化钙溶液对吸收液进行再生 2nahso3 + ca(oh)2 = na2so3 + caso31/2 h2o + 3/2 h2o na2so3 + ca(oh)2 + 1/2 h2o = 2naoh + caso31/2 h2o 氧化反应 caso31/2 h2o + 1/2 o2 = caso41/2 h2o 5.2.2 工程描述工程描述 naoh 溶液由罐车直接运送到厂内，通过碱液泵送入碱液罐，再由碱液罐直接流入 循环池，通过循环泵将碱液送到脱硫塔进行喷淋脱硫。 脱硫吸收剂（生石灰）干粉由罐车直接运送到厂内，同时按一定比例加水并搅拌配 制成一定浓度的吸收剂氢氧化钙（ca(oh)2）浆液，再由输送泵送入沉淀反应池，进行 再生反应。 工艺流程如下: 循环液从脱硫塔底排入沉淀反应池。在沉淀反应池中加入氢氧化钙, 氢氧化钙在沉 淀反应池内发生如下再生反应： 2nahso3 + ca(oh)2 = na2so3 + caso31/2 h2o + 3/2 h2o 18 na2so3 + ca(oh)2 + 1/2 h2o = 2naoh + caso31/2 h2o 在曝气池，压缩空气向曝气池送入空气，使得氧化更加充分，同时不让石膏沉淀在 曝气池。氧化反应如下： caso31/2 h2o + 1/2 o2 = caso41/2 h2o 也有副反应进行： na2so3 +1/2 o2 = na2so4 循环液从曝气池继续溢流到循环沉淀池，让石膏在此处沉淀下来，并通过抓斗吊抓 走，最后将石膏一起外运或作其他处理。循环液中再生得到的 naoh 可重复使用，需要 说明的是因为锅炉烟气中有大量氧气且温度较高二氧化硫浓度较低副反应会较多，也就 是说要补充一定量的氢氧化钠。再通过循环泵把循环液（含补充的新鲜氢氧化钠）再送 入脱硫塔进行脱硫。 对向沉淀反应池中加 ca(oh)2和循环沉淀池加 naoh 都是通过 ph 计测定 ph 值后 加入碱液，达到脱硫工艺要求的 ph 值。 5.2.3 技术特点技术特点 （1）从技术、经济及装置运行稳定性、可靠性上考虑采用生石灰和氢氧化钠作为 脱硫剂，保证系统脱硫效率可达 96%。 （2）采用双碱法脱硫工艺，可以基本上避免产生结垢堵塞现象，减少昂贵的 naoh 耗量和降低运行费用。 （3）采用悬流洗涤方式可在较小的液气比下获得较大的液气接触面积，进而获得 较高的脱硫除尘效率；并且，较小的液气比可以减少循环液量，从而减少循环泵的数量， 从而降低了运行成本也减少了造价。 （4）保证本脱硫装置连续运行，年运行时间大于 8400 小时。 （5）为确保整个系统连续可靠运行，采用优良可靠的设备，以确保脱硫系统的可 靠运行. （6）按现有场地条件布置脱硫系统设备，力求紧凑合理，节约用地。 （7）最大限度的把脱硫水循环利用，但是由于烟气中含有一定浓度的盐份和 cl 离 子，反应塔内部分水分蒸发，因此形成循环水中盐和 cl 离子的积累，由于过高的盐和 cl 离子浓度会降低脱硫效率和腐蚀反应装置，所以必须调整脱硫循环水水质并补充少量 工业用水。 19 5.35.3 设计基础参数设计基础参数 为保证系统运行稳定可靠以及出口烟气达到合格的排放标准,要求提供的反应剂和 工业水必须符合相关标准。 5.3.1 脱硫系统设计基础参数脱硫系统设计基础参数 根据公司燃煤锅炉近年平均燃煤含硫的变化，建议在编制脱硫技术规范书时，fgd 装置煤质含硫量变化用 fgd 入口 so2浓度变化进行覆盖，即：“脱硫装置燃用设计煤种 时，脱硫效率95%，当 fgd 入口 so2浓度增加 30%时脱硫率不低于 92%，当 fgd 入口 so2浓度增加 50%时，脱硫系统能安全运行” 。 表表 4-2 脱硫系统设计基础参数脱硫系统设计基础参数 项 目单 位数值（单台炉） 入口烟气量 m3/h100,000 入口烟气温度 140 入口烟气量 nm3/h66,143 入口二氧化硫 kg/h231.5 入口 so2浓度 mg/nm33500 入口烟尘 kg/h13.2 入口烟尘浓度 mg/nm3200 出口烟气量 m3/h88,718 出口烟气温度 60 出口二氧化硫 kg/h10.2 出口 so2浓度 mg/nm3140 出口烟尘 kg/h3.6 出口烟尘浓度 mg/nm350 液气比 l/ m30.8 钙硫比 1.05 脱硫率 %96 除尘率 %73 脱硫剂 30%naoh 用量（启动）kg/h 482.3 20 脱硫剂 naoh 液用量（补充）kg/h 48.25 脱硫剂生石灰用量（含 90% cao）kg/h 118.15 水m3/h 10 电kw 20 运行时间h 7500 脱硫塔入口水温度40o 5.3.2 脱硫系统各项性能参数脱硫系统各项性能参数 脱硫系统各项性能参数表 性能和设计数据单位数据 1一般数据 1.1 脱硫系统总压力损失pa1100 其中： 脱硫塔pa600 总烟道（自引风机出口到水平烟道进口）pa500 1.2 吸收剂摩尔比 ca/smol/mol1.05 1.3 循环液气比l/nm30.8 1.4 so2脱除率%96 1.5 出口 so2浓度mg/nm3140 1.6 脱硫塔出口含尘浓度mg/nm350 2消耗 -石灰粉（90%cao） kg/h 118.15 -其他助脱硫剂（100%naoh） kg/h 48.25 -工业水（规定品质）m3/h10 -电力（电动机总容量）kw20 -电力（bmcr 工况设备耗电量）kw.h20 -压缩空气（仪表控制用）m3/h0.5 3脱硫塔 -设计压力pa3000 -bmcr 时烟气流速m/s3.54 -脱硫塔直径m2.8 -脱硫塔高度m16 -脱硫塔壁厚mm10 21 -脱硫塔本体材质碳钢 4吸收剂消化系统 -系统耗电量kw.h1.5 -系统耗水量t/h6.5 第六章第六章 脱硫工程设想脱硫工程设想 6.1 脱硫装置的总平面布置脱硫装置的总平面布置 本布置按一炉一塔（喷淋式空腔塔） 、无升压风机布置。 脱硫系统按其工艺特性集中布置于炉后烟囱南侧。脱硫采取一炉一塔的布置方式， 无升压风机，两台炉吸收塔布置在炉后烟囱南侧，两台炉吸收塔的西侧及东侧分别布置 吸收塔浆液循环泵。再生池和澄清池利用已经建成两个 300m3的沉淀池（加以改造） 。 6.2 一炉一塔脱硫工艺系统一炉一塔脱硫工艺系统设计设计 6.2.1 脱硫工艺系统脱硫工艺系统 本工程烟气脱硫技术为双碱法湿法烟气脱硫工艺。方案设计采用先进的喷淋塔（悬 流洗涤方式）工艺，塔内上部设置喷淋层，出口烟道上设二级除雾器。在吸收塔内，烟 气中的 so2 被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的 naoh 发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚 硫酸氢钠，在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟 气在含液滴量低于 75mg/nm3下排出。其他同样有害的物质如飞灰，so3，hcl 和 hf 也大部分得到去除。 氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氢氧化 钙溶液作为第二碱，再生吸收液中 naoh，付产品为石膏。再生后的吸收液送回脱硫塔 循环使用。 6.2.2 脱硫工艺系统设计脱硫工艺系统设计 两台炉各用一套脱硫吸收塔。每套旋流脱硫除尘塔有以下设备组成：脱硫塔本体， 主筒内有四层喷嘴，烟气经下部切向进入除尘脱硫塔,使烟气呈高速旋转气流。.在高速 旋转气流中再加以四道旋转喷咀,喷流逆向喷淋注入碱性水，使水气充分接触，利用水气 22 相对运动使水在烟气旋转离心力作用下被甩到除尘脱硫塔内壁自动形成水膜,起到非常好 的除尘脱硫效果，烟气到除尘脱硫塔上部再进入脱水筒,烟气呈螺旋上升脱水。脱水后的 烟气进入热交换器于除尘脱硫前的高温烟气进行热交换，对净烟气进行升温，从而有效 介决低温潮湿烟气造成引风机等的腐蚀。 （1）so2吸收系统吸收系统 so2吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括吸收塔、喷嘴、脱水筒和浆液循环 泵等设施、设备。在吸收塔内，烟气中的 so2被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的 naoh 发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去 脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于 75mg/nm3下排出。 脱硫塔采用开式喷淋塔（即“空塔” ） ，结构简单，运行可靠，不会因为浆液中的固 态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。在喷淋塔内，吸收浆液与烟气逆流结构设计。采用 四层喷嘴将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率， 并具有一定的除尘效果。 脱硫塔采用碳钢衬鳞片，上部分为喷淋层和脱水筒两部分，每塔配置 2 台循环泵 （一备一用） 。 当脱硫系统解列或出现事故停机需要检修时，脱硫塔内的浆液流入沉淀反应池。 （2）烟气系统）烟气系统 锅炉机组燃煤的全部烟气量经各自的除尘器被送进脱硫塔，经洗涤脱硫后的烟气温 度约 60，经引风机被送进共用烟道，最终由共用烟囱排入大气。 锅炉正常运行时，其脱硫系统亦同时运行。正常运行时，无论脱硫装置处于何种工 况都不会对锅炉和发电机组产生影响。吸收塔低负荷运行时，可按吸收塔特性停运一层 喷嘴。 整个脱硫系统随锅炉一起检修，更换喷嘴不需要停运锅炉。 。 （3）控制和电气系统）控制和电气系统 除尘脱硫系统将配备一套控制系统，能适应锅炉变负荷运行，极大地减少操作员的 干预。更重要的是系统中还设置了连锁保护和其它安全措施，以防止高温对系统设备的 损坏及保障系统的可用性、设备的保护及安全。 （4）脱硫副产品处理系统）脱硫副产品处理系统 通过抓斗吊从循环沉淀池抓走石膏，最后将石膏一起外运或作其他处理。 23 （5）工艺水系统）工艺水系统 fgd 装置所用的工艺水来源于电厂主体工程的工业水。2 台炉两炉共设一个工艺水 箱。两塔共配 2 台工艺水泵 (1 用 1 备)。 在 fgd 装置内水的损耗主要用于石膏附带水分和结晶水、以及蒸发水。这些损耗 通过输入新鲜的工艺水来补足。 工艺水还用来清洗吸收塔除雾器，同时也用作清洗所有输送浆液管道的冲洗水，包 括：石灰石浆液系统、排放系统、石膏浆液管道、吸收塔循环管道的清洗用水。 除雾器冲洗水泵接电厂保安电源，当全厂断电时，保证能够启动冲洗水泵对吸收塔 进行冲洗。 （6） 废水处理系统废水处理系统 本工程脱硫废水排往再生池和澄清池，循环利用，不外排。 6.2.3 脱硫系统和现有系统的影响脱硫系统和现有系统的影响 （1）fgd 装置和现有系统的相互影响装置和现有系统的相互影响 本项目采用双碱法湿法烟气脱硫工艺（fgd） ，设置于系统现有除尘器后(其中 2# 锅炉配套水膜除尘器,4#锅炉配套静电除尘器),引风机和烟囱前，并形成一个相对独立的 脱硫系统。烟气自烟道引出经过 fgd 装置脱硫后返回烟道，故这种工艺相对于其它脱 硫工艺与主系统之间的关系比较简单。 （2） 现有系统对现有系统对 fgd 装置的影响装置的影响 （1）实际煤种的变化对 fgd 装置有一定的影响，因为煤成分的变化将直接导致烟 气量，烟气中各成分的比例、so2浓度、so3浓度、酸露点等参数的变化，从而对 fgd 装置的设计、运行和防腐产生影响。 （2）锅炉负荷大幅度下降时，由于 fgd 装置浆液系统流量不可能同步作大幅度调 整，fgd 装置的单位能耗将随之上升。 （3）若燃烧系统中空气预热器的漏风系数发生严重的偏差，也会对 fgd 装置产生 影响。 （4）静电除尘器或水膜除尘器除尘效率的变化导致 fgd 装置进口的飞灰浓度发生 变化，该数值除影响酸结露过程外，当机组烟气含尘量偏高时，烟尘会被大量捕集于石 膏浆中影响脱硫副产物石膏的质量与综合利用。 （5）若锅炉燃烧系统发生故障造成烟气温度超过最大允许值或烟气超压/低压超过 24 最大允许值，fgd 装置必须解列。 （3）fgd 装置对现有系统的影响装置对现有系统的影响 静电除尘器或水膜除尘器出来的干烟气经 fgd 装置吸收塔喷淋脱硫后，脱硫浆液 中的水分大量蒸发进入烟气，导致脱硫后的净烟气温度下降较多，成为具有较强酸腐蚀 性的湿烟气。与湿烟气接触的烟道需进行内防腐改造。 脱硫后排入烟囱的烟气温度下降至50(无 ggh)，烟囱的内压有所增大，脱硫装 置投运后，应加强对烟囱的监察，如发现异常及时采取必要措施，确保烟囱安全。 6.3 主要设备选型主要设备选型 6.3.1 主要设备选型原则主要设备选型原则 (1)烟道设计应符合中华人民共和国电力行业标准火力发供热公司烟风煤粉管道 设计技术规程 （dl/t5121-2000） 。 (2)脱硫塔的基本技术要求 当锅炉在 70-110%bmcr 工况下，燃用设计煤种情况下，保证脱硫效率 90%、排尘浓度50mg/nm3 )脱硫塔采用开式喷淋塔（即“空塔” ） ，结构简单，运行可靠，不会因为浆液中 的固态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。在喷淋塔内，吸收浆液与烟气逆流结构设计。 采用四层喷嘴将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效 率，并具有一定的除尘效果。脱硫塔采用碳钢衬鳞片，上部分为喷淋层和脱水筒配