某钢铁公司烧结机头烟气脱硫工程可行性研究报告.doc

2 2 9 90 0m m2 2烧烧结结机机机机头头烟烟气气脱脱硫硫工工程程 石灰石灰 石膏法石膏法 可行性研究报告可行性研究报告 20102010 年年 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 2 2 9 90 0m m2 2烧烧结结机机机机头头烟烟气气脱脱硫硫工工程程 石灰石灰 石膏法石膏法 可行性研究报告可行性研究报告 院 长 主管副院长 总工程师 项目经理 2010 年 5 月 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 目目 录录 1 概述 1 2 设计依据及脱硫工程建设条件 1 2 1 设计依据 1 2 2 治理目标 1 2 3 治理原则 1 2 4 设计基础资料及要求 2 2 5 设计分工 3 3 湿法脱硫工艺 3 3 1 石灰 石膏法脱硫 4 3 2 技术要求 5 4 脱硫工艺计算 6 4 1 处理烟气量 6 4 2 SO2原始排放浓度 6 4 3 脱硫效率 6 4 4 生石灰粉耗量 6 4 5 年脱硫量 6 4 6 石膏产量 6 4 7 脱硫反应循环液气比 7 4 8 Ca S 摩尔比 7 4 9 Ca O 浆液量 7 4 10 制浆耗水量 7 4 11 溶液循环流量 7 4 12 废水排放量的计算 7 4 13 水 电 汽耗量 7 5 石灰 石膏法脱硫 7 5 1 石灰 石膏法脱硫的技术参数 7 5 2 脱硫工艺流程 8 5 3 脱硫工艺系统 8 5 4 主要设备的设计参数及选型 10 5 5 设备布置 11 5 6 电气及自动控制系统 11 5 7 设备 管道的防腐 15 5 8 设备的维护与检修 15 5 9 给排水系统 15 6 土建 15 7 环境保护 18 7 1 设计采用的环保标准 18 7 2 脱硫系统主要污染源 18 7 3 主要污染治理措施 18 7 4 环境效益 19 7 5 经济效益 19 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 8 节能降耗 19 9 安全 消防与劳动保护 25 10 劳动定员 调试和培训 25 11 工程进度计划 27 12 主要设备表和技术经济分析 28 12 1 主要设备表 28 12 2 工程费用概算 见附表 31 12 3 脱硫系统运行费用估算 31 13 附图 32 13 1 烟气脱硫工艺图 32 13 2 烟气脱硫电气图 32 13 3 烟气脱硫控制图 32 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 1 页 共 39 页 1 概述 有限公司位于 县 现有 90m2 烧结机两台 每台主抽风机设计风 量 540000m3 h 两台烧结机分别有独立烟囱排放 且距离较远 从烧结机烟囱排出的废 气含有 SO2 氮氧化物 粉尘等既影响操作区环境 又污染大气 根据环保有关规定 SO2 颗粒物等污染物排入大气必须达标排放 公司领导十分重视环境保护工作 拟针对现行日益严格的环保要求 对烧结机机头 烟气进行处理 做到达标排放 2 设计依据及脱硫工程建设条件 2 1 设计依据 1 环发 1997 634 号 酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案 2 国务院令字 2003 第 369 号 排污费征收使用管理条例 3 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 4 工业 三废 排放试行标准 GBJ4 73 5 大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 6 工业炉窑大气污染物排放标准 GB9078 1996 7 中华人民共和国环境保护法 1989 12 8 环境空气质量标准 GB13223 1996 9 其它相关工程标准 2 2 治理目标 按照 工业炉窑大气污染物排放标准 GB9078 1996 的规定和 公司的 要求 烟气脱硫后达到如下指标 SO2 100 mg Nm3 烟尘 50 mg Nm3 2 3 治理原则 1 烟气脱硫及烟尘同步治理 同步达标 2 采取必要的措施确保脱硫系统不影响烧结机的正常运行 3 选用成熟 稳定 可靠的烟气脱硫和除尘工艺方案 确保经脱硫装置处理后排 放的烟气满足当地的环保要求 4 脱硫副产物应易于处理或能综合利用 无二次污染 5 现有场地能满足脱硫设备布置要求 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 2 页 共 39 页 6 脱硫工艺与设备技术先进 运行稳定可靠 操作维修简单易行 7 在满足上述要求的前提下 应尽可能降低工程造价和运行成本 2 4 设计基础资料 及要求 1 烧结烟气及相关工况参数 序号内 容每台 90m2烧结机参数备 注 1 工况烟气量 m3 h 540000 2 排烟温度 100 150按常温 150 计算 3 标况烟气量 Nm3 h 350000 4 配煤含硫量 0 6 5 烧结烟气 SO2含量 mg Nm3 1000 6 含湿量 4 3 10 0 7 原有电除尘配制单室三电场 8 电除尘后烟气含尘 浓度 mg Nm3 150 9 主风机型号 SJ9000 10 主风机额定风量 m3 h 540000 11 主风机余压值 Pa 16500 12 主风机电机功率 KW 13 烟囱高度 m 100 14 烟气组成种类 N2 O2 CO CO2 SO2 NOx 飞灰等 15 治理目标 SO2 100 mg Nm3 烟尘 50 mg Nm3 2 烧结机年运行小时数 按 7920 小时 年计算 3 物价指标 水价 1 0 元 吨 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 3 页 共 39 页 电价 0 528 元 Kw h 石灰价 200 元 吨 工人工资 20000 元 年 人 4 脱硫系统布置方式 脱硫系统采用石灰 石膏法 两台 90m2烧结机各建一套脱硫 设施 5 脱硫副产物处理要求 通过处理含水率 10 左右 无二次污染 废水通过处理达 到 污水综合排放标准 GB8978 1996 中三级标准 大部分废水回用 少量排到附近 污水池 2 5 设计分工 序号内容接点位置 1 烟道烧结风机出口烟道致消音器之间 有接口位置情况 2 供电由业主方接入脱硫系统进线柜内 3 工业水脱硫区域外 1 米 0 3MPa 4 生活水脱硫区域外 1 米 0 2MPa 5 压缩空气脱硫区域外 1 米 0 5MPa 6 废水脱硫区域外 1 米 3 湿法脱硫工艺 湿法烟气脱硫 WFGD 技术是目前应用较广泛的脱硫技术 其特点是整个脱硫系统位 于烟道的末端 除尘系统之后 湿法烟气脱硫过程是气液反应 其脱硫反应速度快 脱 硫效率高 适合于烧结机的烟气脱硫 由于脱硫过程在溶液中进行 脱硫剂和脱硫生成 物均为湿态 其脱硫过程的反应温度低于露点 传统工艺是脱硫以后的烟气一般需再加 热才能从烟囱排出 现国外和国内对脱硫后的烟气处理趋向不采取加热可直接通过烟囱 排放 即对脱硫后烟气不加热直接排放 对烟囱做防腐处理 或直接在塔顶烟囱排放 目前 湿法脱硫技术占世界安装烟气脱硫的总容量的 85 湿法脱硫技术包括石灰 石膏湿法 氧化镁法 磷铵肥法 碱式硫酸铝法 水和稀酸 吸收法 双碱法等方法 其中石灰 石膏湿法 氧化镁法烟气脱硫是目前湿法脱硫的主流 方法 我们此次采用石灰 石膏湿法和氧化镁法通用型技术 设计计算采用湿式石灰 石膏 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 4 页 共 39 页 法 3 1 石灰 石膏法脱硫 工艺流程见方案流程图 脱硫原理 在现有的烟气脱硫工艺中 湿法石灰 石膏洗涤工艺最为成熟 运行可 靠性最高 应用也最为广泛 已成为优先选择的脱硫工艺 其工艺分自然氧化和强制氧 化两种 其主要的区别是能否在吸收塔底部的贮液槽中通过鼓入空气把亚硫酸钙氧化成 石膏 CaSO4 2H2O 得到高纯度的产品 目前 强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工 艺 从除尘器出来的烟气进入吸收塔后 SO2直接和石灰浮液接触并被吸收去除 新鲜的 石灰浆液不断的被加入到吸收塔底部的贮液槽中 被洗涤后的烟气通过除雾器 然后通 过烟囱被排放到大气中 反应产物从塔中取出 然后被送去脱水或进一步处理 石灰 石膏法脱硫工艺的化学原理如下 在水中 气相 SO2被吸收并经下列反应离解 SO2 气 H2O SO2 液 H2O SO2 液 H2OH HSO3 2H SO32 由于 H 被 OH 中和生成 H2O 使得这一平衡向右进行 OH 离子是由水中溶解的石灰产 生的 CaO H2O Ca OH 2 Ca OH 2 SO2 CaSO3 H2O CaSO3 1 2O2 CaSO4 鼓入的空气也可用来氧化 HSO3 和 SO32 离子 最后成生石膏沉淀物 HSO3 1 2 O2 SO42 H SO32 1 2 O2 SO42 Ca2 CaSO4 工艺特点 1 脱硫效率高 技术成熟 脱硫效果能够满足环保新的要求 石灰 石膏法脱硫 技术最成熟 脱硫效率为 95 以上 运行可靠 使用最普遍 在国内外烟气脱硫市场占 有率约为 90 2 运行成本低 石灰 CaO 或熟石灰 Ca OH 2 资源丰富 业主就有高品位 的石灰资源 便于就地取材 3 脱硫产物可回收利用 脱硫产物石膏 CaSO4 可做建材或水泥添加剂 每吨 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 5 页 共 39 页 脱硫石膏价值 40 元 从而可以降低运行费用 4 工艺布置科学先进 设备结构简单 能有效降低一次性投资和运行费用 脱硫 塔采取三层喷淋 两级脱水 可使石灰脱硫塔喷雾吸收液气比 L G 从 20L Nm3降低到 6 8 L Nm3 就可节省运行电费近一半 也可大大减少循环水泵容量和循环水管管径 可节 省一次投资 5 本工艺设计了石膏回收系统 从而使石膏可以综合利用 有经济效益 一般设 计中石膏价格按约 40 元 吨算 同时不必占用大片渣场 这是十分有利的 6 如果考虑紧缩一次投资 和尽可能减少占地面积 也可不设计石膏回收系统 而把脱硫渣脱水后同高炉炉渣一并处理 7 占地面积小 烧结机现场虽然紧凑 但完全能够满足工艺设备布置 8 工艺设备制作 安装周期短 能够满足该公司建设工期要求 9 系统自动化程度高 脱硫系统采用 PLC 控制 实现自动控制 实时运行参数的 显示功能 有效的减轻操作工的劳动强度 确保系统有效的连续运行 10 系统自动控制石灰浆液浓度和喷淋液气比 停运时管道用水进行反冲洗 能 有效防止 结垢 堵塞 现象的发生 由于业主自己生产石灰 根据业主要求 本设计方案选用石灰 石膏法脱硫技术 3 2 技术要求 为了与烧结机运行匹配 脱硫装置的设计必须保证能快速启动 且在烧结机负荷波 动时应有良好的适应特性 脱硫装置必须满足如下运行特性 1 脱硫装置应能适应烧结机的正常波动负荷 2 整套脱硫系统及其装置的设置应能够满足整个系统在不同工况下运行的要求 脱 硫装置及其辅助设备的启动 正常运行监控应在脱硫控制室实现 整个系统的控制功能 由脱硫系统的 PLC 实现 3 在装置停运期间 各个需要冲洗和排水的设备和系统 如 石灰和石膏浆液系统 的泵 管道 箱罐等 必须能实现冲洗和排水 4 自动运行方式需要的阀门和挡板等应配置气动 电动执行器 5 烟道和箱罐等设备应配备相应的人孔门 6 所有设备和管道 包括烟道 膨胀节等在设计时必须考虑设备和管道发生故障时 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 6 页 共 39 页 能承受最大的温度热应力和机械应力 7 所有设备和管道 包括烟道的设计应考虑最差运行条件 压力 温度 流量 污 染物含量 及事故情况下的安全富裕量 8 设计选用的材料必须适应实际运行条件 包括考虑适当的腐蚀余量 9 在设备的冲洗和清扫过程中产生的废水 例如 石灰浆液或石膏浆液系统设备与 管道等 应收集在脱硫岛的排水坑内 然后送至吸收塔系统中重复利用 不能将废水直 接排放 10 所有设备与管道等的布置应考虑系统功能的实现和运行工作的方便 4 脱硫工艺计算 以下以一台烧结机的各种参数来计算 共上两套脱硫系统 4 1 处理烟气量 项目90m2烧结机 热态 t 150 540000m3 h 标态350000Nm3 h 4 2 SO2原始排放浓度 1000mg Nm3 4 3 脱硫效率 本脱硫系统的脱硫效率应不低于 以满足排标要求 1000 100 1000 100 90 0 实际石灰 石膏法脱硫效率可达 95 以上 4 4 生石灰粉耗量 生石灰小时耗量 G90 350000 900 10 6 56 64 1 05 80 362kg h 生石灰年耗量 Ga 90 362 7920 1000 2867 t a 4 5 年脱硫量 G 90 SO2 1000 100 10 6 350000 1000 7920 2495 t a 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 7 页 共 39 页 4 6 石膏产量 G 90 6705 t a 4 7 脱硫反应循环液气比 5 8 L Nm3 4 8 Ca S 摩尔比 取 1 05 1 1 4 9 Ca O 浆液量 CaO 浆液量 G 3620kg h 4 10 制浆耗水量 G 3 5 t h 4 11 溶液循环流量 90m2脱硫塔循环水量 2100t h 4 12 废水排放量的计算 脱硫塔底部持液槽中排水量为 G90 17m3 小时 塔 4 13 水 电 汽耗量 脱硫系统估算水耗量如下 水 10 t h 电耗量 374 615kw h 详见 5 6 5 石灰 石膏法脱硫 5 1 石灰 石膏法脱硫的技术参数 5 1 1 烧结机规格 90m2共两台 5 1 2 脱硫效率 在满足排标要求的前提下 本脱硫系统脱硫效率大于 95 5 1 3 脱硫剂 生石灰 或熟石灰 粉 纯度 80 颗粒度为 200 目 5 1 4 Ca S 比 1 05 5 1 5 生石灰耗量 G90 362kg h 2867t a 5 1 6 脱硫量 G 90 SO2 2495 t a 5 1 7 石膏产量 G 90 6705 t a 5 1 8 SO2排放浓度 100mg Nm3 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 8 页 共 39 页 5 1 9 烟尘排放浓度 50mg Nm3 5 1 10 液气比 6 10L m3 5 1 11 溶液循环量 90m2脱硫塔 2100t h 5 2 脱硫工艺流程 本脱硫工程由制浆系统 烟气系统 脱硫塔吸收系统 副产品处理系统 废水排放 系统 电气控制系统等组成 石灰 石膏法脱硫工艺流程 烧结烟气除尘后首先通过喷淋降温 再进入吸收塔进 行脱硫反应 完成脱硫后的净化烟气经两级除雾后 再经烟囱排出 石灰粉经加水消化制成 5 10 浓度的浆液 用乳液泵泵入脱硫塔下部贮液槽中 再经循环泵打入塔内喷淋系统 喷淋脱硫 脱硫塔下部贮液槽中 20 的石膏浆 经泵进 人石膏制备系统的水力旋流器浓缩 然后通过脱水机脱水成为含水低于 10 的石膏 进 入石膏仓 脱水后的废水经处理后大部分循环回用 小部分处理达标后排放 脱硫系统压力损失 1200Pa 烧结主抽风机富余 方案按烟气脱硫系统不设增压风机 处理 脱硫后烟气直接通过塔顶烟囱排放 石灰 石膏法脱硫工艺详见流程图 5 3 脱硫工艺系统 5 3 1 制浆系统 制浆系统由储灰仓 消化罐 乳液罐 搅拌器 乳液泵等组成 用斗式提升机成品石灰粉送入钢制石灰粉仓内 再由定量给料机送到石灰消化罐 上清液经消化泵打入乳液罐 制成浓度为 5 10 的石灰浆液 这样制成的石灰浆液经 乳液泵供入脱硫塔 由脱硫塔的循环泵供应循环液用以吸收烟气中的 SO2 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浆液量 消化罐 乳液罐为钢砼结构或钢结构 内衬树脂防腐 浆液浓度约为 5 10 用调 节给水量来控制浆液浓度 5 3 2 烟气系统 烟气系统主要设备包括烟气挡板 烟道及其附件 烟气经主抽风机出口 通过脱硫前预处理装置进行降温后进入吸收塔 在吸收塔内 脱硫净化 经过塔顶除雾器除去水雾后 再经脱硫烟囱排入大气 在原烟道上设置旁路 挡板门 当烧结机启动 FGD 装置故障 检修停运时 烟气由旁路挡板经烟囱排放 当 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 9 页 共 39 页 脱硫装置进行检修时不会影响烧结机主系统的安全运行 脱硫前降温装置处采用特殊防腐措施 当脱硫系统投运时 打开入口挡板 关闭旁路挡板 原烟气经入口挡板 降温装置 进入吸收塔 当烟气温度高于 150 或其它意外情况时 吸收塔将停用 此时 打开旁 路挡板 关闭入口挡板 原烟气直接从原烟囱排放 5 3 3 脱硫塔吸收系统 脱硫吸收系统有脱硫吸收塔 喷淋装置 循环水泵 氧化风机 搅拌器 排液泵 脱水除雾器及反冲洗装置等组成 吸收塔按其功能可分为喷淋区 除雾区和氧化区 喷淋吸收区装有多个防堵雾化喷嘴 交叉布置 烟气经电除尘器和引风机后 从喷淋 区下部进入吸收塔 与均匀喷出的吸收浆液逆流接触 喷淋管不仅能在母管内均匀分布 浆液 而且也能把浆液均匀分配给连接喷嘴的支管 所有喷嘴能避免快速磨损 结垢和堵塞 喷嘴材料采用碳化硅或相当的材料制作 氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂 鼓风将 CaSO3氧化成 CaSO4 并结晶生成石膏 吸收剂浆液制备系统将所需浓度的石灰浆液送入吸收塔底部的反应槽 与塔内未反应完 全的吸收液及部分石膏混合 用再循环泵送至吸收塔上部喷嘴 喷入塔内进行脱硫反应 脱硫后烟气经除雾后含水量 75mg Nm3 经烟囱排放 5 3 4 副产品处理系统 副产品处理系统来自吸收塔浓度约为 20 的石膏浆 经泵进入水力旋流器浓缩 然 后通过箱式板框压滤机脱水成为含水低于 10 的石膏 再存入石膏仓库 送往用户使用 滤液进入废水处理池 经氧化 调整 PH 值达标后回用 5 3 5 废水处理系统 废水排放系统一般来说 脱硫污水的 pH 值为 4 6 含有大量的悬浮物 处理的方法 是先向污水中加入石灰乳 调整 pH 值 废水达标后循环使用 5 3 6 工艺水系统 业主从供水系统提供一路工业水 供到承包方设置的工业水箱 水箱配置 2 台工艺水泵 1 运 1 备 每台泵选型时考虑流量 10 裕量 压头 20 裕 量 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 10 页 共 39 页 其主要用户为 吸收塔蒸发水 浆液制备用水 事故紧急喷水 除雾器及所有浆液输送设备 输送管路 贮存箱的冲洗水 5 3 7 烟气污染物连续监测仪 烟气连续监测系统包括气体采样系统 分析仪器 零气系统 校正系统 数据采集 系统 仪器控制柜等 5 3 8 电气控制系统 详见 5 6 5 4 主要设备的设计参数及选型 以下设备选型为一套 90 平米的设备 共需两套 5 4 1 喷淋脱硫塔 塔体为碳钢结构 内壁用玻璃鳞片作防腐处理 塔外采用 80mm 的保温材料保温 后 外包 0 5mm 的彩钢板 脱硫塔直径 7000mm 高 H 26m 烟囱总高 45 米 一台 5 4 2 脱硫塔喷淋装置 喷淋管采用 FRP 防腐耐高温材料 喷嘴材质为 SiC 材料 防腐和耐磨 5 4 3 脱水器 采用折流板脱水器配合脱硫塔的烟气脱水 每塔二层 材质为聚脂 FRP 带清洗装 置 5 4 4 循环泵 选用耐磨防腐脱硫泵 三台 用于向脱硫塔供循环溶液 250MFU 50 700 26 K 型 Q 700m3 h H 26m 110KW 5 4 5 乳液泵 选用 50MFU 30 20 30 K 型泵四台 两台用于将消化罐中的石灰浮液排入乳液罐 另两台用于将乳液罐中的石灰浮液排入脱硫塔内 都为一用一备 Q 20m3 h H 30m 5 5KW 5 4 6 排浆泵 选用 65MFU 50 30 40 K 型泵二台 用于将塔底的石膏浆液打入水力旋流器 一备一 用 Q 30m3 h H 40m 11 0 KW 5 4 7 废水回液泵 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 11 页 共 39 页 选用 80MFU 32 50 32 Y 型泵二台 用于将废水池内水打回脱硫塔 一备一用 Q 50m3 h H 32m 11 0kw 5 4 8 氧化风机 选用罗茨风机一台 用于向脱硫塔底曝气区加入空气 使亚硫酸钙氧化成硫酸钙 SSR 175 型 Q 40m3 min P 58 8Kpa 75kw 5 4 9 脱硫塔搅拌装置 PMJ II 型搅拌器 每塔三台 每台 N 5 5KW 5 4 10 氧化钙粉仓 设备直径 4000mm 高 H 6m V 80m3 另外配气化用罗茨风机 SSR 100 型一台 Q 6 55m3 min P 58 8Kpa 11KW 斗式提升机 TD315 型 H 15m 7 5kw 5 4 11 消化罐 乳液罐 脱硫系统各自采用消化罐 乳液罐各一个 碳钢结构内衬防腐层 并配有搅拌机 用于将纯度 80 以上的 200 目石灰粉与水搅拌混合成 5 10 的石灰乳液供脱硫塔使用 直径 4000mm 高 H 2500mm LMJ I 型搅拌器 每罐一台 每台 N 5 5KW 5 4 12 水力旋流器 选用水力旋流器一台 Q 30T H 用于石膏浆液一级浓缩 使浆液固含量由 20 提 高到 50 左右 以便进入二级脱水浓缩 5 4 13 箱式板框压滤机 选用真空过滤机一台 用于二级脱水浓缩 使浆液固含量由 50 提高到 90 以便集 中处理或外运 F 5m2 5 5kw 5 4 14 PH 值自动控制仪 两台 5 4 15 液位仪 四台 5 4 16 SO2在线监测装置 进 出口 共两套 5 5 设备布置 脱硫除尘系统的主要设备为吸收塔和石灰制备系统和厂房 根据厂区总平面布置的 规划 按工艺要求集中布置 各设备的平面和空间组合 既做到工作分区明确 又做到 合理 紧凑 方便 外观造型协调 整体性好 节省投资 同时最大限度地节省用地 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 12 页 共 39 页 脱硫设备布置在烟囱旁边的空地上 由于场地狭小 设备布置尽量紧凑 制浆设备 布置在其它空地上 脱硫塔旁布置氧化罗茨风机 循环泵 控制室 废水处理布置在其 他空地上 5 6 电气及自动控制系统 5 6 1 电气 5 6 1 1 电源负荷 每台 90m2烧结机脱硫系统用电设备表 序号设备名称与规格数量 单机功率 kwkw 总功率 kw kw 备注 1 罗茨风机 SSR 100 型 11111 2 电加热器 DYK Y 12222 3 定量给料器 DN300 11 11 1 4 斗式提升机 TD315 型 H 15m 17 57 5 5 搅拌器 LMJ I 25 511 6 乳液泵 50MFU 30 20 30 K 25 55 5 各开一备一 7 氧化风机 SSR 175 型 27575 8 真空过滤机 15 55 5 真空泵 11111 9 废水返回泵 80MFU 32 50 32 Y 211 011 0 开一备一 10 工业水泵 25 55 5 开一备一 11 烟道阀门 23 06 0 12 循环水泵 250MFU 50 700 27 K 3110330 13 搅拌器 LMJ II 35 516 5 14 排浆泵 65MFU 50 30 40 K 211 011 0 各开一备一 合计 529 6 考虑到制浆设备不连续运行及脱硫塔循环水泵可开二备一 系统总用电量为 374 615kW 5 6 1 2 配电装置 低压配电中心 PC 采用 GGD 交流低压开关柜 柜体采用通用柜形式 所有装置都有良好的接地 每一开关柜均直接与就近的接地网相连 其接地线满足 设备短路电流热稳定的要求 5 6 1 3 二次接线 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 13 页 共 39 页 保护及控制 电机 阀门由塑壳断路器 热继电器等实现保护 保护装置供电电源采用 220V AC 所有电动机阀门的控制均纳入脱硫 PLC 系统控制 信号与测量 脱硫区域所有开关状态信号 电气事故信号均送入脱硫 PLC 脱硫区域有如下电气信号及测量 不限于此 所有电动机的合闸 跳闸状态 事故跳闸 控制电源消失 45kW 及以上低压电动机 45kW 以下 I 类低压电动机电流 电度计量通过电度表其脉冲输出送入脱硫 PLC 实现脱硫岛重要设备自动计量 电气量送入脱硫 PLC 实现数据自动采集 定期打印制表 实时调阅 显示电气主接 线 亊故自动记录及故障追忆等功能 5 6 2 自动控制 5 6 2 1 控制水平 1 本工程脱硫系统采用 PLC 实现对脱硫系统进行远方启 停控制 正常运行的监视和调 整和保护 PLC 的控制对象如下 烟道 进口挡板门状态 旁路挡板门状态 吸收塔入口 烟气温度 烟气压力 除雾器出口 烟气温度 烟气压力 吸收塔 液位 循环液 PH 值 乳液槽 液位 消化槽 液位 储料仓 料位计 2 脱硫系统的控制室内设操作员站 方便调试人员对脱硫岛仪控系统的调试和运行人员 的操作 3 PLC 的配置及功能 1 每套系统采用一套 PLC 系统 提供的 PLC 满足脱硫系统全部测量 控制 联锁 保护的功能 脱硫 PLC 控制系统控制模块采用西门子 S7 300 系列 PLC 所提供的 PLC 基 本配置中 每种类型 I O 测点至少有 15 备用量 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 14 页 共 39 页 2 调节回路主要有 烟道旁路挡板门的联锁回路 吸收塔循环液 pH 值 脱硫剂添加量自动调节 出口烟气 SO2监测 控制 pH 值设定 吸收塔液位 吸收塔补水调节 除雾器反冲洗 冲洗水自动开断控制 吸收塔浆液排放 排浆阀自动控制 此外 对设备及各工艺系统进行程序启停控制及联锁保护 包括下列必要的连锁 a 进口烟气温度过高 b 进口或出口挡板门关闭 5 6 2 2 主要仪表及设备的选型 变送器采用国内知名品牌设备如上海威尔泰 重要参数 如 PH 密度 测量分析仪表全部采用国际品牌产品 温度 压力现场指示表 热电阻采用国内品牌产品 开关 调节阀全部采用国内知名品牌产品 如海米特 巨良等 5 6 2 3 主要安装材料 电缆全部采用阻燃电缆 桥架为镀锌桥架 5 6 3 其它 5 6 3 1 防雷接地系统 所有正常不带电的金属设备外壳 金属构架管架等均可靠接地 脱硫区域内工作接 地 保护接地 防雷保护及防静电接地共用一套接地系统 接地电阻不大于 4 欧 接地 极采用 50X50X5 镀锌扁钢垂直打入地下 室外接地干线采用 50X8 镀锌扁钢 室内接地干 线采用 40X4 镀锌扁钢与接地极相连 接地支线采用镀锌扁钢或电力电缆 组合成闭合的 接地网 并与区域主接地网有可靠的电气连接 连接点不少于两个 所有主要的电气设 备将在其两侧设置两个接地点 5 6 3 2 电缆选型 动力电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆 控制电缆采用聚乙烯绝缘聚 氯乙烯护套电缆 5 6 3 3 电缆设施 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 15 页 共 39 页 电缆根据工程实际情况采用电缆沟道 电缆桥架 地下埋管以及电缆直埋的敷设方 式 直埋电缆每隔 15m 左右在地面设置永久性标志 动力电缆 控制电缆 信号电缆等 按有关标准和规范分层 或分隔 敷设 所有进入设备的电缆均穿金属软管保护 电缆埋管采用热镀锌水煤气管 5 6 3 4 照明 照明系统采用 380 220V 三相四线制 中性点直接接地系统 电源由 MCC 提供 5 7 设备 管道的防腐 湿法脱硫系统在吸收塔脱硫反应完成后 烟温降至 55 左右 这些吸收塔出口的含 饱和水蒸气的净烟气 主要成分为水蒸气 二氧化硫 三氧化硫等酸性气体 当温度较 低时 硫酸雾凝结成液体硫酸附着在设备的内壁上 或溶解于洗涤液中 因此具有很强 的腐蚀性 必须采取防腐措施 设备 烟道防腐采用玻璃鳞片方案 循环液管道采用硬聚氯乙烯管材 5 8 设备的维护与检修 转动机械如水泵 风机等需进行经常性的维护保养 电控部分定期进行检测 脱硫塔的检修与烧结机同步 主要检查防腐 焊接 工作量较小 脱硫系统设备可 利用率 95 以上 5 9 给排水系统 5 9 1 设计准则 下面列出适用于脱硫岛给水排水系统的中国国家规范及标准 必须按照这些出版物 的最新版本执行 建筑给水排水设计规范 室外给水设计规范 室外排水设计规范 室外硬聚氯乙烯给水管道工程设计规范 建筑排水硬聚氯乙烯管道工程设计规范 5 9 2 给排水系统 给水排水系统的设置应包括 生活污水排放与通气系统 包括室内和室外 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 16 页 共 39 页 雨水排放系统 包括室内和室外 生活用水供水与配水系统 包括室内和室外 工业废水排放系统 6 土建 6 1 结构部分 6 1 1 技术要求 土建结构设计应遵循 国家最新实行的或将要实行的有关标准 规范和规定 土建设计执行的主要规范如下 不限于此 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 湿陷性黄土地区建筑规范 GBJ25 90 钢结构设计规范 GB17 88 砌体结构设计规范 GB5003 2001 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 构筑物抗震设计规范 GB50191 93 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 建筑地基地基处理技术规范 JGJ79 91 1998 年版 地下工程防水技术规范 GB50108 2001 动力基础设计规范 GB50040 96 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2002 年版 屋面工程技术规范 GB50207 94 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ107 96 热轧 H 型钢和部分 T 型钢 GB T11263 1998 焊接 H 型钢 冶金部 YB3301 92 压焊钢格栅板 冶金部 YB4001 91 统一使用的制图标准 规定 房屋建筑制图统一标准 GB T50001 2001 建筑结构制图标准 GB T50105 2001 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 17 页 共 39 页 6 1 2 建筑物的结构型式 脱硫区的控制室 石膏脱水 控制室 采用现浇钢筋混凝土结构 砖砌体维护 烟道支架 管道支架及吸收塔采用钢结构 脱硫区的沟道 支墩 坑和池等地下设施均采用现浇钢筋混凝土结构 脱硫区石灰制浆池 吸收塔区疏水地坑 脱硫岛内排水沟等沟道 坑和池有防腐要 求的应采用防腐措施 建筑设计应配合工艺解决好建筑内部通道 防火 防爆 防水 防噪声 保温隔热 采光 采暖通风和生活卫生设施等方面的问题 6 2 建筑部分 建筑设计以安全 适用 经济 美观为基本原则 建筑标准应与烧结主厂房等其他 建筑群体相协调 建筑设计应遵循 国家最新实行的或将要实行的有关标准 规范和规定 建筑设计执行的主要规范如下 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2002 年版 建筑内部装修设计防火规范 GB50222 95 屋面工程质量验收规范 GB50207 2002 中华人民共和国工程建设标准强制性条文 房屋建筑部分 统一使用的制图标准 规定 房屋建筑制图统一标准 GB T50001 2001 建筑制图标准 GB T50104 2001 建筑设计应根据生产工艺流程 使用要求 自然条件 建筑材料 建筑技术等因素 结合工艺设计进行建筑物的平面布置 空间组合及建筑造型设计并注意建筑群体与周围 环境的协调 建筑色彩应与厂区其他设施相协调 具体将和业主商定 建筑设计应配合工艺解决好建筑内部通道 防火 防爆 防水 防噪声 保温隔热 采光 通风和生活卫生设施等方面的问题 6 3 主要建筑 1 脱硫控制室 脱硫控制室为 6 米 13 米 4 5 米双层建筑 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 18 页 共 39 页 控制室 6 米 6 米 脱水工房 6 米 7 米 2 脱硫循环泵房 循环泵房采用轻钢结构 外护彩钢板 3 废水处理池 废水处理池一座 4 米 8 米 2 5 米钢筋混凝土结构 4 脱硫塔基础 脱硫塔基础为钢筋混凝土结构 5 设备基础 主要有水泵 箱罐基础 为钢筋混凝土结构 6 管道支架及基础 烟道支架为钢结构 钢筋混凝土基础 7 其它 所有建 构筑物按地震烈度为 7 度设计 7 环境保护 7 1 设计采用的环保标准 地下水环境质量标准 GHZB1 1999 中的三类标准 污水综合排放标准 GB8978 96 中的二级标准 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 中的二类标准 锅炉大气污染物排放标准 GB13271 2001 工业炉窑大气污染物排放标准 GB9078 1996 7 2 脱硫系统主要污染源 本技术方案设计排放烟气中 SO2的浓度 100 mg m3 排放烟气中总粉尘浓度在 50 mg Nm3以下 保证达到 工业炉窑大气污染物排放标准 GB9078 1996 的排放要求和 业主的要求 本脱硫除尘设备运行过程中废水经处理后循环使用 脱硫副产物亚硫酸钙 硫酸钙可由建材厂家进行综合利用 不会对周围环境造成污 染 粉尘 脱硫吸收剂氧化钙在输送和贮存过程中由于管理不善可能产生氧化钙粉的泄 漏和飞扬 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 19 页 共 39 页 噪声 脱硫系统设备在运行过程中产生噪声 不会对周围环境和工作人员产生影响 系统中的设备噪音低于 80dB A 产生噪声的主要设备是风机 水泵等 7 3 主要污染治理措施 脱硫废水经废水处理池处理达标后 可以循环使用 脱硫副产物亚硫酸钙 硫酸钙可由建材厂家进行综合利用 不会对周围环境造成污染 防尘措施 厂内粉仓加装锁气器和除尘器 噪声防治措施 选用低噪声设备 订货时提出噪声控制要求 设置隔声值班室 建 筑采用吸声材料等 7 4 环境效益 年脱硫量 G 2495 t a 7 5 经济效益 烧结机年脱硫共计 2495 t a 年少交 SO2排污费 149 7 万元 年 8 节能降耗 8 1 分析评价依据 中华人民共和国节约能源法 主席令第 90 号 1997 年 11 月 1 日发布 关于固定资产投资工程项目可行性研究报告节能篇 章 编制及评估的规定 国 家计委 国家经贸委 建设部计交能 1997 2542 号 所在地项目的建设条件 能源资源条件 8 2 设计原则 认真贯彻国家产业政策和行业设计规范 严格执行节能规定 努力做到合理利用能 源和节约能源 节能降耗 采用先进的节能新工艺 新设备 新技术 严禁使用国家已公布淘汰的机电产品 8 3 项目概况 有限公司位于 县 现有 90m2 烧结机两台 每台主抽风机设计风 量 540000m3 h 两台烧结机分别有独立烟囱排放 且距离较远 从烧结机烟囱排出的废 气含有 SO2 氮氧化物 粉尘等既影响操作区环境 又污染大气 根据环保有关规定 SO2 颗粒物等污染物排入大气必须达标排放 公司领导十分重 视环境保护工作 拟针对现行日益严格的环保要求 对烧结机机头烟气进行处理 做到 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 20 页 共 39 页 达标排放 脱硫系统采用石灰 石膏法 两台 90m2烧结机各建一套脱硫设施 脱硫原理 在现有的烟气脱硫工艺中 湿法石灰 石膏洗涤工艺最为成熟 运行可 靠性最高 应用也最为广泛 已成为优先选择的脱硫工艺 其工艺分自然氧化和强制氧 化两种 其主要的区别是能否在吸收塔底部的贮液槽中通过鼓入空气把亚硫酸钙氧化成 石膏 CaSO4 2H2O 得到高纯度的产品 目前 强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工 艺 从除尘器出来的烟气进入吸收塔后 SO2直接和石灰浮液接触并被吸收去除 新鲜的 石灰浆液不断的被加入到吸收塔底部的贮液槽中 被洗涤后的烟气通过除雾器 然后通 过烟囱被排放到大气中 反应产物从塔中取出 然后被送去脱水或进一步处理 烟气脱硫工艺详见前面论述和附工艺图 8 4 所在地项目的建设条件 能源资源条件及项目对所在地能源供应情况的影响 8 4 1 可供脱硫设备建设场地的位置 大小 工程地质条件 1 石灰 石膏法脱硫属于烟气的末端净化治理 通常安排在烟气的排放端即烧结 主风机尾部 经踏勘现场和询问厂方有关人员 同意将脱硫设施布置在烧结主风机的尾 部的空地上 但场地狭小 设备布置尽量紧凑 2 区内属于温带大陆性季风气候 气候温和 多年平均降水量为 550mm 年平均 蒸发量 1749 7mm 年均气温 11 5 本区属于季节性冻土区 标准冻土埋深 0 5 米 根据勘探资料 该场地地下水初见水位 7 0 14 0 米 水位年变幅 0 5 1 0 米 为潜 水 3 地形地貌及地质构造 该场地位于汾河高阶地 属于河流冲积堆积成因 该场地形整体较为平坦 个别处 地势较高 相对标高 99 10 101 10 根据勘探资料 该场地 0 0 0 6 米土层为第四系全 新统人工堆积物 Q4ml 主要岩性为耕土 0 6 7 6 米土层为第四系上更新统冲积物 Q3al 主要岩性粉土 其下至及 26 0 米为第四系上更新统冲积物 Q3al 主要岩性为 粉质粘土 该区域处于临汾断陷盆地东部基岩山区 查阅地质构造图系 未发现断裂及其它构 造形迹 场地的稳定性受区域稳定的控制 8 4 2 可供脱硫系统建设的电 水 气等条件 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 21 页 共 39 页 根据厂方提供的基础资料 有限公司建有 110kvA 的变电站 供电设施经 调整改造后可满足脱硫系统使用要求 由于采用石灰 石膏法烟气脱硫 属湿法 消耗一定的水量 有限公司与 当地政府签有协议 取用当地的涝河水 可解决系统用水的供应 仪表用气采用 0 4 0 7MPa 的压缩空气 本厂建有压缩空气站 满足脱硫系统用气 的要求 8 4 3 脱硫剂的供应 本系统脱硫剂使用氧化钙 CaO 粉 细度 200 目 纯度 80 本厂建有石灰窑 除满足烧结和炼钢用量外 可以满足脱硫系统的使用要求 总上所述 当地的建设条件 能源资源条件满足脱硫系统的要求 对所在地能源供 应情况没有影响 8 5 项目用能方案 用能工艺和用能设备 8 5 1 用电系统 1 电源 业主提供 0 38kV 50HZ 三相四线两路电源 一路低压电缆经变压器送至脱硫配电中 心电源进线柜 另一路低压电缆送至脱硫配电中心备用电源进线柜 2 0 4kV 配电装置 2 90m2烧结机烟气脱硫低压配电中心 PC 采用 GGD 交流低压开关柜 开关柜外壳防护等级为 IP 40 GGD 开关柜短时耐受电流 50kA 1s 峰值耐受电流 100kA 主母线的额定持续电流按 2000A 设计 开关柜框体面选用喷涂 构架用 8MF 冷 弯型钢局部焊 接组装而成 构架零件及专用配套零件由型钢定点生产厂配套供货 以保证柜体的 精度和质量 所有装置都有良好的接地 每一开关柜均直接与就近的接地网相连 其接地线满足 设备短路电流热稳定的要求 控制屏 盘上的指示灯 按钮采用如下颜色标识 a 指示灯 断路器合闸红色 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 22 页 共 39 页 断路器跳闸绿色 电动机运转红色 电动机停转绿色 报警及故障信号黄色或采用相应铭牌的分合指示 b 按钮 断路器合闸 绿色 急停按钮蘑菇头型操作器 低压元器件使用合资厂产品 3 二次接线 保护及控制 循环水泵 氧化风机采用软启动控制 具有起动时间过长 过载 欠压 欠流 过 压 相序 过热等电机保护功能 其它电机阀门由塑壳断路器 热继电器等实现保护 保护装置供电电源采用 220V AC 所有电动机阀门的控制均纳入脱硫 PLC 系统控制 信号与测量 脱硫区域所有开关状态信号 电气事故信号均送入脱硫 PLC 各脱硫区域有如下电气信号及测量 不限于此 所有电动机的合闸 跳闸状态 事故跳闸 控制电源消失 45kW 及以上低压电动机 45kW 以下 I 类低压电动机电流 电度计量通过电度表其脉冲输出送入脱硫 PLC 实现脱硫岛重要设备自动计量 电气量送入脱硫 PLC 实现数据自动采集 定期打印制表 实时调阅 显示电气主接 线 亊故自动记录及故障追忆等功能 4 电缆设施 电缆根据工程实际情况地采用电缆沟道 电缆桥架 地下埋管以及电缆直埋的敷设 方式 直埋电缆每隔 15m 左右在地面设置永久性标志 0 4kV 动力电缆 控制电缆 信 号电缆等按有关标准和规范分层 或分隔 敷设 所有进入设备的电缆均穿金属软管保护 电缆埋管采用热镀锌水煤气管 5 照明 照明系统采用 380 220V 三相四线制 中性点直接接地系统 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 23 页 共 39 页 电源由 PC 提供 各主要场所的照明方式 灯具选型及照度要求见下表 照度 Lx 安装地点光源类型灯具形式安装方式 正常事故 控制室荧光灯铝合金型体灯具嵌入式 300100 工艺车间金属卤化物灯防水防尘灯具悬挂式 壁式 30 烟囱及吸收塔 金属卤化物灯防水防尘灯具壁式 30010 所有的用电设备见脱硫系统设备表 8 5 2 用水系统 1 系统消化石灰需要用水 采用过滤石膏后经过处理的废水 废水循环利用 尽 量节约新鲜工业水 2 系统总进烟口需要工业水降温处理 脱硫塔除雾器定期用工业水返冲洗 这部 分水进入脱硫塔 可以做为系统的补充水 3 石膏脱水机冲洗水用工业水 定期检修时 系统所有的水泵用工业水冲洗 冲 洗后进入废水调节池 循环利用 本系统不产生废水 满足节能降耗的要求 所有的用水设备见脱硫系统设备表 8 5 3 用气系统 脱硫系统用气设备为脱水机阀门用气 脱硫系统进烟口和出烟口的在线监测设备的 用气 本厂建有压缩空气站 满足脱硫系统用气的要求 8 6 项目能源消耗量 能源消费结构 能源效率水平及能源管理情况 1 烧结机规格 90m2共两台 以下为一台的参数 2 脱硫效率 在满足排标要求的前提下 本脱硫系统脱硫效率大于 95 3 脱硫剂 生石灰 或熟石灰 粉 纯度 80 颗粒度为 200 目 4 生石灰耗量 G90 362kg h 2867t a 5 脱硫量 G 90 SO2 2495 t a 6 耗电量 374 615kw h h 2 90m2烧结机机头烟气脱硫工程可研报告 第 24 页 共 39 页 7 耗水量 10t h 8 年脱 SO2量 2495t a 年减排费 149 7 万元 年 9 用气量 2m3 min 本工程脱硫系统采用 PLC 实现对脱硫系统进行远方启 停控制 正常运行的监视和调 整和保护 PLC 的控制对象如下 烟道 进口挡板门状态 旁路挡板门状态 吸收塔入口 烟气温度 烟气压力 除雾器出口 烟气温度 烟气压力 吸收塔 液位 循环液 PH 值 乳液槽 液位 消化槽 液位 储料仓 料位计 每套系统采用一套 PLC 系统 提供的 PLC 满足脱硫系统全部测量 控制 联锁保护 的功能 脱硫 PLC 控制系统控制模块采用西门子 S7 300 系列 PLC 所提供的 PLC 基本配 置中 每种类型 I O 测点至少有 15 备用量 以上控制和操作措施 满足系统对能源管理的要求 8 7 节能措施分析评价 1 合理利用能源和节约能源 首先从设计上保证工艺系统流程及工艺参数 指标 的合理性 使各个环节所采用的工艺和设备均能体现出高效率 低能耗 2 优化系统设计 对脱硫装置系统设备 烟道 管道等进行优化配置 降低能耗 3 本项目采用的设备所有电机一律选用 Y 型高效节能电机 严禁选用淘汰产品 在满足工艺要求的情况下 尽量减少设备台数 降低能耗 4 照明采用高效节能光源 5 合理选择脱硫循环水泵 降低能耗 6 合理选用绝热保温材料 加强热管道和设备的