h锅炉烟气脱硫方案.docx

35t/h抛煤机锅炉烟气脱硫方案1 项目污染物分析主要污染物为燃煤尘和SO2酸性气体，粉尘粒径小、比重轻，属可吸入颗粒物，威胁居民生命健康；烟气中的SO2，会造成酸雨污染排放大气造成环境污染。2 工况参数锅炉型号锅炉蒸发量(t/h)35t/h锅炉烟气量(m/h)90000燃用煤种二类烟煤煤的耗用量(t/h)6.0煤的含硫量(%)1按1.0计煤的含灰量(%)除尘器型号/方式多管干式及麻石水膜锅炉出口烟尘浓度(mg/m)2000除尘器出口烟尘浓度mg/m除尘器除尘效率%锅炉出口SO2浓度(mg/Nm)2000锅炉出口烟气温度()150-180现有除尘器出口烟气温度()120原有循环水量(t/h)循环泵型号、数量引风机型号引风机额定风量(m/h)引风机全风压(Pa)3180引风机功率(KW)要求SO2排放浓度mg/Nm300要求烟尘排放浓度mg/Nm80注：以上参数以相类似锅炉为例，作为技术方案参考依据。3 方案编制依据与执行环保标准3.1 HJ462-2009工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范3.2环保局关于规范我市中小型燃煤锅炉烟气脱硫工程建设的通知3.3 环发(1997)634#酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案；3.4 国函(1998)5#号国务院关于酸雨控制区与二氧化硫控制区有关批复；3.5 GB13271-2001锅炉大气污染物排放标准；3.6 国务院令字(2003)第369#排污费征收使用管理条例；3.7 中华人民共和国国家发展委员会、财政部、国家环境保护总局、国家经贸委(2003)31#令排污费征收标准管理条理。3.8 建筑防振设计规范GB50016-20063.9 低压配电装置规范(GBJ54-83)3.10 电气装置安装施工及验收规范GB50254-963.11 电力建筑施工及验收技规范3.12 花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置(HCRJ040-1999)3.13 建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91)3.14 固定式工业钢平台(GB4053.4-83)3.15 固定式工业防护栏杆(GB4053.3-93)3.16 固定式钢直梯(GB4053.1-93)3.17 压缩机风机泵安装工程施工及验收规范(GB50275-98)4 设计原则及技术参数4.1 设计原则根据提供的工况参数，现初步制定以下设计原则：(1)保证锅炉正常运行，污染物达标排放；(2)并将原有水膜除尘器拆除，新建脱硫塔，并利用原有除尘循环池，新建设备及配套系统布置合理；新建完成后，脱硫塔脱硫效率大于90%，排放烟气中的烟尘及SO2，浓度小于地方环保局规定的排放标准，净化后烟气林格曼黑度小于1级；(3)锅炉排放粉尘和SO2按照地方环保局标准达标排放，并有提高技术指标的空间，适应国家对环保治理不断严格的要求和削减量；(4)系统运行可靠，脱硫除尘设施维护可与锅炉检修同步统一安排，不影响锅炉的正常运行；(5)用特种雾化喷头，保证使塔内壁及旋硫板上形成均匀连续的液雾，提高脱硫除尘效率；(6)通过脱硫后，脱硫效率大于90%，使高浓度的SO2烟气达到排放要求小于300mg/Nm；(7)经过脱硫塔烟尘排放80mg/Nm。4.2 设计技术参数1)锅炉型号：35t/h抛煤机链条锅炉2)蒸发量：35t/h3)锅炉数量： 7台4)系统设计脱除SO2效率：90%5)液气比(L/G)： 厂家据实际情况定6)脱硫塔内径和高度：厂家据实际情况定7)原水平通道：喉径中速进口通道8)旋流板：9)除雾装置：10)脱硫液喷头：316L不锈钢或PP66增强尼龙螺旋喷嘴群11)脱硫塔材料： 拟用花岗岩石12)副塔： 拟用花岗岩石13)处理烟气量： 90000m/h14)烟气入脱硫塔温度： 15015)烟气出口温度： 8016)SO2入口浓度：2000mg/Nm17)SO2出口浓度： 300 mg/Nm18)烟尘出口浓度： 80 mg/Nm19)引风机处理风量： 90000 m/h5 脱硫系统工艺流程及设计方案5.1 脱硫塔介绍5.2 工艺确定选择高效雾化旋流喷淋脱硫塔与氧化镁法相结合的脱硫技术作为脱硫工艺，要求脱硫效率90%以上，确保烟气处理达到需方排放限值(80mg/Nm)要求。经氧化后的浆液(主要成分为硫酸镁)排出送入脱硫副产品处置系统，脱硫副产品脱硫渣进入浓缩池进行浓缩，上清液返回利用，沉渣定期清理。目前国内外脱硫技术应用较广泛的是湿式石灰石石膏法，但该技术工程投资大、运行成本高，设备和管路系统易磨损和堵塞。氧化镁法是用MgOH2溶液洗涤吸收烟气中的SO2，生成MgSO3经曝气系统氧化为MgSO4。脱硫反应生成物经过鼓风曝气后生成MgSO4，而MgSO4在水中的溶解度达40%，所以循环吸收液中悬浮物大大低于采用石灰法脱硫系统，由于在吸收和吸收液处理中主要生成物为溶解度高的硫酸镁。不存在结垢和浆料堵塞问题，大大提高了运行的可靠性。且镁盐吸收速率比钙盐速率快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消耗。5.3 工艺原理5.3.1 工艺特点(1)氧化处理后排放液中的主要成份MgSO4正好是海水中成份的一种，所以非常安全；(2)吸收SO2生成MgSO4是在溶解状态进行，不会因浆液发生结垢，堵塞等故障；(3)气液比小，当烟气量相同，SO2含量相等的情况下，石灰石、石膏法气液比为3.5时，MgO法气液比要小得多，可大幅度节约运行费用；(4)因吸收剂MgOH2循环使用，利用率高，MgSO4溶解度高，循环系统补充水量小，无需为处理大量废渣发愁；(5)整个处理过程简单，设备数量少，操作简单、运行可靠。(6)反应过程消化反应：MgO+H2OMgOH2吸收反应：MgOH2+SO2MgSO3+H2OMgSO3+SO2+H2OMgSO2MgHSO32+ MgOH22MgSO3+2H2O氧化反应：2MgSO3+O22MgSO4氧化镁法脱硫工艺分再生法和抛弃法两种。回收脱硫副产品硫酸镁需进行浓缩、冷却结晶、离心分离和干燥等操作，工程投资将会增加。根据本工程的要求和现场条件，本设计拟采用副产物处理工艺。即脱硫后的废液直接输送至脱硫副产品处置系统进行处理，经浓缩池进行浓缩，分离后的水循环利用，脱硫渣外卖。5.3.2 工艺流程本方案是烟气脱硫工艺系统主工由脱硫剂制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、脱硫液循环和脱硫渣处理系统、工艺水系统、电气系统、仪表及自动化控制系统等组成。5.3.2.1 脱硫剂制备系统本工程脱硫剂采用轻烧氧化镁。脱硫剂制备系统将满足烟气脱硫所有可能的负荷范围。脱硫剂制备系统流程：5.3.2.2 烟气系统本设计35t/h燃煤锅炉脱硫采用一炉一塔，烟气系统具体流程为：热烟气自锅炉出来后经多管干式除尘器初步除尘后，再进入麻石水膜除尘器深度除尘，由引风机输送进入吸收搭，向上流动穿过喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，烟气中的SO2等污染物被脱硫液吸收。经过喷淋洗涤后的饱和烟气，经除雾器除去水雾后通过烟道进入烟囱排空。从烟道母管引出到吸收塔之间的烟道上还分别设有温度检测、压力检测等监测仪表。脱硫后的净烟气碳钢烟道内衬玻璃鳞片，避免烟道腐蚀。5.3.2.3 SO2吸收系统在吸收塔内，脱硫液中的氢氧化镁与从烟气中捕获的SO2、SO3、HF、HCl等发生化学反应，生成亚硫酸镁和亚硫酸氢镁等物质。脱硫后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。(1)吸收塔1)设计原则吸收塔内所有部件能够随最大入口气流及最高进口烟气温度的冲击，高温烟气不会对任何系统和设备造成损害。吸收塔选用的材料适合工艺过程的特性，并且能随烟气飞灰和脱硫工艺固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部结构设计考虑腐蚀余度。采用花岗石的吸收塔保证壳体结构的完整性，采用新型砌筑方式保证塔体的密封性良好。体上的入孔、通道、连接管道等需要在壳体穿孔的地方进行密封，防止泄漏。塔体的设计尽可能避免形成死角，吸收塔底面设计能完全排空浆液。塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢，并且没有通道以便于清洁。吸收塔系统包括所有必需的就地和远方测量装置，且提供足够的吸收塔液位、温度、压力、压差等测点，以及氧化镁浆液的流量测量装置。吸收塔设计还应考虑除雾器及其塔内部件检修维护时所必须的起吊措施。2)塔前预冷段吸收塔前设置预冷段，预冷段材质由工程承揽方自定。3)内衬与特殊材料吸收塔选用的材料要适合吸收塔工艺的化学特性，要考虑烟气中的固体物及脱硫工艺固体物的磨损。塔体材料材质由工程承揽方自定。所有没有进行内衬防腐处理而又与浆液或烟气冷凝液相接触的金属设备，必须由耐酸腐蚀耐磨材制作。4)浆液喷淋系统喷淋吸收塔内部碱液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成，喷淋系统的设计能够合理分布要求的喷淋量，使烟气流向均匀，并确保碱液与烟气充分接触和反应。浆液喷淋系统可考虑采用PA66。所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴选用进口优质空心锥喷嘴，材料采用PP66材料制作。喷嘴有足够的压力以保证碱液的雾化效果。喷嘴与管道的设计便于检修，冲洗和更换。(2)除雾器除雾器可安装在吸收塔上部，用以分离净烟气夹带的雾滴。除雾器出口烟气温度不大于75mg/Nm(干基)。要求分为级布置。除雾器型式能够保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果，且保证脱硫后的烟气以一定流速均匀通过除雾器，防止发生二次携带，堵塞除雾器。除雾器系统的设计考虑了FGD装置入口的飞灰浓度的影响。该系统还包括去除除雾器沉积物的冲洗和排水系统，运行时根据给定或可变化的程序，既可进行自动冲洗，也可进行人工冲洗。设计了合理的冲洗时间和冲洗水量，既能冲洗干净除雾器，又防止生成二次携带。内部通道的布置适于维修时内部组件的安装和拆卸。除雾器冲洗系统能够对除雾器进行全面冲洗，没有未冲洗到的表面。冲洗水的压力将进行监视和控制，冲洗水母管的布置能使每个喷嘴基本运行在平均水压。除雾器的布置结合吸收塔的设计统一考虑，方便了运行和维护。除雾器冲洗用水由单独设置的除雾器冲洗水泵提供。除雾器冲洗水泵设置两台，一用一备。除雾段的测点包括：每个除雾段的压降，在冲洗期间冲洗水母管的瞬时水压和流量(配低流量/压力的报警)等。对测量除雾器压降的装置采取了防止堵塞的措施。所有除雾器组件、冲洗母管和冲洗喷嘴易于造近能够进行检修和维护。设计的除雾器支撑梁可作为维修通道，能承受维修的活荷载。除雾器是一个细液滴分离器，叶片间隙稍大，用来分离上升烟气中的微小浆液液滴和除雾器冲洗水滴。烟气流经除雾器时，液滴由于惯性作用，留在挡板上。由于被滞留的液滴也含有固态物，因此存在挡板上结垢的危险，同时为保证烟气通过除雾器时产生的压降不超过设定值，需定期进行在线清洗。为此，设置了定期运行的清洁设备，包括喷嘴系统。冲洗介质为工业水。除雾器的下面设有冲洗喷嘴，正常运行时下层除雾器的底面和顶面，上层除雾器的底面自动按程序轮流清洗各区域。除雾器每层冲洗可根据烟气负荷、除雾器两端的压差自动调节冲洗的频率。冲洗水由除雾器冲洗水泵提供，冲洗水还用于补充吸收塔中的水分蒸发损失。(3)吸收塔再循环系统吸收塔再循环系统包括循环泵、管道系统、喷淋组件及喷嘴。吸收液循环泵符合对“泵”的基本要求外，并满足如下特殊要求：循环泵按照单元制设置，可设一套备用叶轮。循环泵及进口阀门能够在FGD-PLC系统自动开启和关闭。循环泵通流部分及叶轮等由防腐耐磨材料制成，并能适用于输送含有高浓度氯离子的介质。循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备等其他附件。循环泵便于拆换和维修，配置整体底盘或安装框架。设计选用的材料适于输送的介质，并且按20g/L的氯离子浓度进行选材。其材料提交给需方认可。循环泵及驱动电机适应户外露天布置的要求。吸收塔再循环系统的设计要求是使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收溶液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比(L/G)下可靠地实现所要求的脱硫效率。吸收塔中部的雾化喷头要分级布置，吸收液由喷头内喷出，并雾化成微滴，与由下而上逆流而来的烟气进行充分的气液接触。采用独特的喷淋系统，以达到最小的能耗和最大的脱硫效率，保证脱硫吸收塔脱硫率达到95%以上。使用进口螺旋喷嘴技术和PPR喷淋管道，可以长期运行而无腐蚀、无磨蚀、无结垢及堵塞等问题。5.3.2.4 脱硫液循环和脱硫渣处理系统脱硫液循环系统设在吸收塔底部，在脱硫塔内与二氧化硫充分接触、反应后的酸性洗涤液和通过pH值自控系统自动加MgO乳液于槽内的碱性浆液混合，同时鼓入空气，将亚硫酸镁完全氧化成为硫酸镁。在循环池内保持pH值为6.5的浆液循环使用，部分排入脱硫副产物处置系统。本系统的主要设备是氧化风机、曝气装置、循环泵和pH计等其它设备。脱硫渣处理系统，由循环池排出的废水由循环浆液排出泵打到压滤机侯浓缩池进行浓缩，干脱硫渣外运，滤液回流到脱硫浆液池。本系统的主要设备是浓缩池、返回泵等其它设备。5.3.2.5 工艺水系统烟气脱硫系统工艺水由业主工业水系统供应。工艺水系统包括工艺水箱及水泵。5.3.2.6 电气系统电气系统主要包括供配电系统、电气控制与保护、照明及检修系统、电缆和电缆构筑物。5.3.2.7 仪表及自动化控制系统本工程FGD及辅助系统设置一个控制室，采用集中控制方式，配备一套仪表和控制系统。整个装置的监控通过PLC来实现。现场设备及工艺流程中设置必备的检测仪表、执行机构(气动门、电动门)等。运行人员在脱硫控制室内通过自控系统对脱硫系统进行启动控制、正常运行的监视和调整，停机及事故工况的处理，而无需现场人员的操作配合。6 SO脱除量计算(以t/h锅炉为例)按照锅炉出口烟气量90000m/h，燃煤含硫量为1.0%，燃煤全硫中20%为矿物硫，不生成SO2，脱硫率按90%，烟气中SO2浓度含量计算：7 脱硫剂及制备系统7.1、脱硫剂(MgO)消耗量计算7.2、脱硫剂制备系统本方案采用氧化镁法脱硫工艺，制备系统流程如下：氧化镁料仓螺旋给料机乳液罐(加水搅拌)脱硫液循环池7.3、循环水用量计算8 控制系统8.1 系统概述系统采用可编程控制器(PLC)，操作人员在脱硫操作室的上位机上对多台锅炉脱硫工艺系统进行监控，本系统可独立运行，也可通过通讯方式连接并入厂方控制系统，工程师通过厂方中央控制室进行控制系统的日常维护。8.2 控制策略(1)主要测量参数及调节回路控制系统的控制参数主要包括PH值、液位、料位、温度、阻力等参数的测量和控制。测量信号经变送器转换为4-20mA的标准信号后送至PLC，再经特定控制运算后，输出420mA标准信号或开关信号，控制相应的阀门开度，电机开关等，从而实现被控参数的调节，系统具有以下几个主要控制回路和几个主要测量参数。浆液制备系统控制主要工艺参数：螺旋输送机的开关，补水电磁阀的开关和乳液罐液位。乳液罐液位低时，开启螺旋输送机，将定量脱硫剂加入制备罐，打开补水电磁阀和搅拌器，配制脱硫液。PH值控制回路主要工艺参数：浆液管道上电磁阀的开启度，脱硫液PH值，通过检测脱硫液PH值来调节氧化镁管道上电磁阀的开启度，从而控制消氧化镁浆液的加入量。(2)系统的联锁控制PH值高低报警。工作水泵与备用水泵为联锁，当工作水泵停止时，备用水泵启动。出口温度，压力高低报警。9 主要工艺设备10 减排费运行费计算(单台炉)(1)经济指标 电费：水费：人员工资：SO2排污收费：(2)各种费用的计算方法(1)电耗费用：(2)水消耗费用：(3)MgO消耗费用：(4)NaOH消耗费用：(5)免交SO2的排污费：(3)每台35t/h锅炉年运行费用计算以脱硫效率90%时、年运行时间 计算：(4) 效益分析以脱硫效率90%时、年运行时间 计算：11 脱硫系统技术说明11.1、可使用碱性冲灰水作为补充水；11.2、关于事故状态；当脱硫除尘塔处于事故状态时，A)循环泵停止输送脱硫浆液；B)脱硫剂制备系统停止运行。11.3、系统阻力测算说明12 工程进度脱硫系统安装及调试时间，安装约 天。13 节约和合理利用能源本脱硫工程在设计、施工和运行过程中，认真贯彻节约和合理利用能源的要求，在工艺系统设计中确保工程水、电等消耗最低，具体措施如下：精心设计和施工，优化工艺流程，缩短工艺路线，减少无为的能量消耗。加强对整个工艺系统的监控，严格控制各项工艺指标在最佳范围内，减少水耗、电耗和物耗。采用高效低耗的新工艺、新技术和新设备，以求有效地节能降耗。其它因地制宜采取有效措施。14 劳动安全劳动安全 脱硫系统运行中的不安全因素1) 用电安全：脱硫系统中由于雷电或接触不良可能造成的损坏并给工作人员带来伤害，电器设备由于工作人员的误操作及保护不当可能会给工作人员带来伤害。2) 机械操作：脱硫系统有风机、水泵、搅拌机、输送等机械设备，在运行和检修过程中如果操作不当或设备布置不合理，都有可能给工作人员带来伤害。3) 其他。钢制平台、楼梯施工不当造成人员滑倒，高空作业不当造成跌倒等伤害。安全防护措施(1)安全用电措施1)电器设备应采取必要的机械、电气联锁装置以防误操作。2)电气设备选用有五防设施的设备，配电室严格执行安全用电制度。3)在高压电气设备的周围按规定设置栅栏和屏蔽装置。4)所有电气设备要有防止雷击设施并有接地设施。(2)机械设备防护措施1)所有机械设备外露传动部件均应加装防护装置或采取其他防护措施。2)设备布置上要有足够的检修场地。3)严格按安全操作规程操作。(3)其他劳动保护措施1)塔体外设置检修调试工作平台和爬梯，所有平台及爬梯采用花纹钢板或格栅防滑设施。2)在楼梯平台等处周围设置保护围栏，以防高处跌伤。3)在地下泵房内设置必要的通风设施和吊装检修设备。15 质量监控和培训调试15.1 质量控制严格有效地控制质量保证的全过程；保证系统设备从设计、制造、订货、安装和服务都处于受控状态，以满足用户的要求。15.2 控制程序1) 设计控制2) 文件和资料控制程序产品文件和资料、各类质量记录文件，资料室进行登记发放，底图存档。3) 采购控制原材料采购须有质量证明书(材质单)和材料成份性能报告。原材料采购后，须经工程部质检员检验(或验证、延长验、化验、试验)合格后方可入库，按程序规定、按计划发放领用。4)过程控制15.3 培训和启动调试脱硫装置投运之前，对业主指定人员进行脱硫系统的操作、维修掊训，包括在室内和现场的培训，具体工作如下：(1)人员掊训通过对操作、维修人员进行系统、设备结构和原理的详细介绍，使他们全面了解整套装置的工作原理及过程，力争在短的时间内，让操作、维修人员熟悉和掌握脱硫装置的运行、操作和维护管理能力。在设备安装调试期间，结合实物对运行人员进行培训和指导。(2)具体安排 设备安装的初期，组织操作、维修人员进行理论学习，时间一周。主要内容为：烟气接脱硫系统工艺、脱硫净化塔、循环水系统、脱硫剂系统、电气仪表控制的整体介绍，同时，对工程中使用设备、材料安装使用说明书进行介绍。 操作人员自脱硫系统操作维护手册； 设备安装期，操作、维修人员进入现场，在安装过程中进一步了解脱硫工艺及设备； 设备调试期，操作、维修人员在培训工程师的带领下，参与设备空负荷试车；96小时试运行期，在熟练操作人员的指导下，直接进行操作，并做好操作记录。通过上述一系列培训，在96小时试运行结束后，操作、维修人员可以独立进行整个脱硫系统的正常操作、维修，培训工程师结合工程中出现的实际情况做详细讲解，使操作、维修人员成熟起来。(3)启动调试 编制系统启动调试计划，并针对该计划落实工程的安装进度和生产设备工作； 在系统调试期间，由培训工程师组织操作、维修人员参与，定期组织召开启动调试工作会议。 结合启动调试过程中出现的各种问题，及时进行针对性处理。(4)验收方法1)分部验收根据施工组织设计的安排，分部验收贯穿于整个施工过程，并做为施工阶级互相监督、制约的因素。如机械安装对配套土建工程的验收，电气仪表控制对机械、土建的验收。分部验收的不合格项，由责任者负责处理，直至满足设计及下一工序安装要求为止。2)整体预验收全部工程