哈萨克斯坦煅后石油焦项目余热锅炉烟气脱硫技术方案技术方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除哈萨克斯坦煅后石油焦项目余热锅炉烟气脱硫 技术方案书 钠-钙双碱法工艺无锡宇澄环境工程设备有限公司2013年6月目 录此文档仅供学习与交流一 公司介绍无锡语澄环保工程设备有限公司添加二 工程概况本工程为回转窑煅烧石油焦项目，共设2台回转窑，分两期建设，每台窑后设1台余热锅炉。回转窑的烟气经沉降后进入余热锅炉，余热锅炉的排烟温度约180，烟气含SO2浓度（3140mg/Nm3）高于允许的排放浓度（400mg/Nm3），为此设置脱硫成套装置及脱硫产物处理，使其SO2排放浓度符合当地排放标准，同时回收副产品石膏。2.1 设计条件高温烟气经过余热锅炉降温后，首先经过布袋除尘器除去大部分烟尘，再进入脱硫吸收塔，脱硫吸收塔室外布置。2.1.1 当地自然条件本项目所在地区为大陆性气候，夏季炎热干燥，冬季较冷，降雪少。2.1.2环境温度表2.1.1室外平均气温月123456789101112年-17.9-17.2-10.53.212.919.021.218.712.33.2-7.6-15.02.1绝对最低温度：-47；绝对最高温度：42；气温达到零度以上的天数为165天；最热月的月平均气温：21.5最热月的平均最高月气温：27.9 C最冷月的月平均气温：-17.1 C最冷月的平均最低月气温：-22.4 C2.1.3环境湿度表2.1.2 相对湿度月123456789101112年MB82818369545660626372828269一年最冷的月份13点的平均相对湿度为82，一年最热的月份13点的平均相对湿度为45。相对湿度达到80的天数为70-85天。2.1.4大气压力压力：102000Pa2.1.5 降水量年降水总量为352mm,包括液相264mm。最干燥的月份：5月、6月、7月最初降雪日：一般为11月19日，至来年的4月4日平均最大降雪厚度：21cm。标准地面季节性冻结深度为2.6米。2.1.6风最高风速情况为27km/s（1年1遇），34km/s（10年1遇），36km/s（20年1遇）。冬季风向主要以南风为主：西南风、东南和西风最大风速为8-9公里/秒，比较特有。同时北风、东北风和东风重复率较低，各点平均风速在39公里/秒范围波动。暖季，南风减弱，北风重复性加。该地区有西北风，还有北风和东北风，因此，风向变化呈季节性变化，主要风向呈反向。由于该区域位于草原区域，需要注意的是春季风蚀性发展较强。2.1.7 其他大气现象雾天平均天数：26平均雷雨天数：20平均暴风雪天数：24平均冰雹天数：1平均沙尘暴天数：17.5平均结冰天数（电线结冰）：4电线平均白霜的天数（颗粒状白霜）：2晶体白霜的平均天数：30结冰的最大厚度：15mm2.1.8 烟气条件进入单台脱硫吸收塔的烟气参数如下：烟气成分如下： 名称CO2H2OO2SO2N2体积百分比，%6.2227.985.000.1160.69烟气温度： 180烟气量： 95000105000Nm3/h（标态流量）含尘量：50mg/Nm3SO2含量：额定：2420mg/Nm3 最大：3140mg/Nm32.2脱硫系统技术要求2.2.1脱硫工艺采用湿式“钠-钙双碱法”。 2.2.2脱硫装置采用1炉1塔，2台脱硫吸收塔的脱硫产物共用一个回收系统。脱硫后烟气由脱硫吸收塔上部自带烟囱（按高于地面70米考虑）排出，烟囱的固定考虑风载、雪载。2.2.3 脱硫效率要达95%以上，脱硫系统排除烟气SO2浓度400mg/Nm3（此标准为中国标准）。2.2.4烟气脱硫后的副产物石膏经旋流脱水、真空皮带机脱水后要袋装外运。2.2.5脱硫成套装置需设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响回转窑的安全运行。2.2.6脱硫系统使用的碱请按照固体碱设计，而设置相应的溶碱、搅拌及计量等装置。2.2.7脱硫及产物回收系统的电力和控制系统，由承包商成套提供。2.2.8脱硫吸收塔的照明、平台扶梯、栏杆等请随设备配套提供。2.2.9脱硫吸收塔露天布置，设计考虑脱硫吸收塔及各液体池的防风、防雨、防冻保温或加热等措施。2.3脱硫系统技术指标2.3.1 脱硫保证效率 90 %2.3.2操作弹性 30110%2.3.3出口SO2排放浓度 400mg/Nm32.3.4烟气通过脱硫系统的压降 1500Pa2.3.5脱硫系统耗电量 kW2.3.6脱硫系统耗水量 t/h 2.3.7脱硫系统设备的噪音不高于 85dB(A)（距离设备外1m，操作平台1.2m处测试）2.3.8脱硫系统可用率不低于 952.3.9脱硫系统稳定连续运行时间 7500小时2.3.10 除雾后烟气中雾滴浓度 75mg/Nm32.3.11 除雾器除雾效率 98%2.3.12主设备使用寿命 30年2.3.13脱硫吸收塔本体漏风率 2%2.3.14脱硫吸收剂条件1）生石灰生石灰粉的成分分析见下表。序号矿源CaOMgOFe2O3Al2O3SiO2酸不溶物等180%2）钠碱钠碱采用纯度95%的固体氢氧化钠或碳酸钠。2.4主要设计原则2.4.1技术先进、经济合理、切实有效的烟气治理工艺。2.4.2设备运行可靠、阻力小，不产生对余热锅炉运行工况的影响。2.4.3具有足够的脱硫效率，保证达标排放。2.4.4为降低运行费用，脱硫剂来源可靠，副产品处置合理；不外排不产生二次污染；脱硫液循环利用。2.4.5充分考虑场地要求，使整套脱硫系统结构紧凑，减少占地面积。2.4.6尽量利用厂内已有设施和资源，以减少投资。2.4.7运行操作简便，维护方便，过程控制自动化程度高，采用PLC可编程序控制可进入余热锅炉DCS系统进行操作。2.4.8采取适当措施避免脱硫系统结垢和堵塞的发生。2.4.9使用寿命长，噪音小，设计设有可靠防腐措施。2.4.10设计考虑到大部分工作量境外安装施工，合理安排施工工艺，施工工期短。2.4.11脱硫除尘装置布局合理、操作维护简单、不结垢、不堵塞，与余热锅炉同步运行率100%。2.4.12统一规划，分步实施，烟道对接在锅炉转换期间，不影响热源厂的正常生产。2.5规范和标准哈萨克斯坦煅后石油焦项目余热锅炉烟气钠钙双碱法脱硫工程标准的采用符合下述原则： 与安全、环保、健康等相关的事项必须执行中国及哈萨克斯坦国家有关法规、标准； 系统设计、安装、调试、检验、性能试验等执行我方所在国标准，若安装采用的标准低于中国电力行业标准则按照中国电力行业标准执行。 设备和材料执行设备和材料制造商所在国标准； 建筑工程执行中国电力行业标准。我公司在设计阶段提交脱硫装置的设计、制造、试验和安装中采用的所有标准、规定及相关标准的清单，在合同执行过程中采用的标准需经业主方及贵公司确认。工程联系文件、技术资料、图纸、计算、仪表刻度和文件中的计量单位为国际计量单位(SI)制。 工程中的工作语言为中文，所有的文件、图纸、设备标识等均有中文。执行的标准如下：设备标准DL/T 5196-2004 火力发电厂烟气脱硫设计技术规程HJ/T 178-2005 火电厂烟气脱硫工程技术规范 （烟气循环流化床法）DL/T5032-2005 火力发电厂总图运输设计规程DL/T5035-2005 火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定DL/T5041-95 火力发电厂厂内通信设计技术规定DL/T5054-1996 火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5072-2007 火力发电厂保温油漆设计规范DL/T5094-1999 火力发电厂建筑设计规程DL/T621-1997 交流电气装置的接线DL/T680-1999 耐磨管道技术条件DL468-92 电站锅炉风机选型和使用导则DL5000-2000 火力发电厂设计技术规程DL5004-91 火力发电厂热工自动化实验室设计标准DL5022-93 火力发电厂土建结构设计技术规定DL5027-93 电力设备典型消防规程DL5053-1996 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DLGJ102-91 火力发电厂环境保护设计技术规定（试行）及条文说明DLGJ24-91 火力发电厂生活消防给水及排水设计技术规定及条文说明：DLGJ56-95 火力发电厂和变电所照明设计技术规定DL/T5121-2000 火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规定GB12348-90 工业企业厂界噪声标准GB13223-2003 火力发电厂大气污染物排放标准GB3095-1996 环境空气质量标准GB4053.1-93 固定式钢直梯GB4053.2-93 固定式钢斜梯GB4053.3-93 固定式工业的防护栏杆GB4053.4-93 固定式工业钢平台GB50033-2001 建筑采光设计标准GB50034-92 工业企业照明设计规范GB50037-1996 建筑地面设计规范GB50046-95 工业建筑防腐蚀设计规范GB50052-95 供配电系统设计规范GB50054-95 低压配电设计规范GB50055-93 通用用电调备配电设计规范GB50057-94 建筑物防雷设计规范GB50058-92 爆炸与火灾危险环境电力装置设计规范GB500116-1998 火灾自动报警系统技术规范GB50191-93 构筑物抗震设计规范GB50193-93 二氧化碳灭火系统规范GB50217-94 电力工程电缆设计规范GB50222-95 建筑内部装修设计防火规范GB 50229-1996 火力发电厂与变电所设计防火规范GB 50260-1996 电力设施抗震设计规范GBJ10-89 混凝土结构设计规范GB50116-1998 火灾自动报警系统设计规范GB50011-2001 建筑抗震设计规范GBJ13-1997 室外给水设计规范GBJ140-90 建筑灭火器配置设计规范GBJ14-1997 室外排水设计规范GBJ15-1997 建筑给水排水设计规范GBJ16-1997 建筑设计防火规范GBJ19-87 采暖通风与空气调节设计规范BJ22-87 厂矿道路设计规范GBJ242-82 采暖与卫生工程及施工验收规范GB50010-96 动力机器基础设计规范GBJ63-90 电力装置的电测量仪表装置设计规范及条文说明GBJ64-83 工业与民用电力装置的过电压保护设计规范GJB65-83 工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ79-85 工业企业通讯接地设计规范GBJ87-85 工业企业噪声控制设计规范GJB9-87 建筑结构荷载规范NDGJ16-89 火力发电厂热工自动化设计技术规定NDGJ5-88 火力发电厂水工设计技术规定NDGJ8-89 火力发电厂变电所二次接线设计技术规定NDGJ91-89 火力发电厂电子计算机监视系统设计技术规定（试行）SDGJ11-90 火力发电厂除灰设计技术规定及编制说明SDGJ17-88 火力发电厂厂用电设计技术规定GB/T17116.1-1997 管道支吊架 第一部分：技术规范GB/T17116.2-1997 管道支吊架 第二部分：管道连接部件GB/T17116.3-1997 管道支吊架 第三部分：中间连接件和建筑结构连接件SDGJ6-90 火力发电厂汽水管道应力计算技术规定及条文说明SDJ26-89 发电厂变电所电缆选择与敷设设计技术规程DL647-1998 电力工业锅炉压力容器检验规程GB/T13275-91 一般用途离心通风机技术条件GB/T13276-91 进气滤清消声器制造检测标准GB/T13927-92 通用阀门压力试验GB/T14976-94 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T2888-91 风机和罗茨风机噪音测量方法GB/T3091-93 低压流体输送用镀锌焊接钢管GB/T3092-93 低压流体输送用焊接钢管GB/T3384-92 机电产品包装通用技术条件GB/T8163-1999 流体输送用无缝钢管GB10889-89 泵的振动测量与评价方法GB12221-89 法兰连接金属阀门的结构长度GB2270-80 不锈钢无缝钢管GB2888-91 风机和罗茨鼓风机噪声测量方法GB3078-94 优质结构钢冷拉钢材技术条件GB3087-1999 低中压锅炉用无缝钢管GB3214-91 水泵流量测定方法GB3216-91 离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵试验方法GB3274-88 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB3280-92 不锈钢冷轧钢板GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相质量分级GB3522-82 优质碳素结构钢冷轧钢钢带GB3526-82 低碳钢冷轧钢带GB4230-92 不锈钢热轧钢带GB4239-91 不锈钢冷轧钢板GB4879-85 防锈包装GB50229-96 火力发电厂与变电所设计防火规范GB5117-1995 碳钢焊条GB5118-85 低合金钢焊条GB5310-95 高压锅炉用无缝钢管GB699-1999 优质碳素结构钢GB699-88 优质碳素结构钢技术条件GB700-88 碳素结构钢GB702-86 热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB704-88 热轧扁钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB706-88 热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB707-88 热轧工字钢尺寸外形重量及允许偏差GB708-88 冷轧钢板和带钢尺寸外形重量及允许偏差GB709-88 热轧钢板和带钢尺寸外形重量及允许偏差GB7932-82 气动系统通用技术条件GB8162-1999 结构用无缝钢管尺寸外形重量及允许偏差GB8163-87 输送流体用无缝钢管尺寸外形重量及允许偏差GB8196-87 机械设备防护罩安全要求GB912-89 普通碳素结构钢和低合金结构钢薄板技术条件GB9787-88 热轧等边角钢尺寸外形重量及允许偏差GB9788-88 热轧不等边角钢尺寸外形重量及允许偏差GB985-88 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的形式与尺寸GB986-88 埋弧焊焊缝坡口的形式与尺寸GB50055-93 通用用电设备配电设计规范IEC60034-1 电机制造标准JB/T4297-92 泵产品涂漆技术条件JB/T4735-1997 钢制焊接常压容器JB/T5000.10-1998 重型机械通用技术条件装配JB/T5000.11-1998 重型机械通用技术条件配管JB/T5000.1-1998 重型机械通用技术条件产品检验JB/T5000.12-1998 重型机械通用技术条件涂装JB/T5000.13-1998 重型机械通用技术条件包装JB/T5000.14-1998 重型机械通用技术条件铸钢件无损探伤JB/T5000.2-1998 重型机械通用技术条件火焰切割件JB/T5000.3-1998 重型机械通用技术条件焊接件JB/T5000.4-1998 重型机械通用技术条件 铸铁件JB/T5000.5-1998 重型机械通用技术条件有色金属铸件JB/T5000.6-1998 重型机械通用技术条件铸钢件JB/T5000.7-1998 重型机械通用技术条件铸钢件补焊JB/T5000.9-1998 重型机械通用技术条件切削加工件JB/T5295-91 离心式渣浆泵技术条件JB/T8097-95 泵的振动测量与评价方法JB/T8098-95 泵的噪声测量与评价方法JB/T4127-1999 机械密封技术条件JB470047072000 压力容器法兰JB4710-92 钢制塔式容器验收标准DL/T 657-2006 火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程DL/T 658-2006 火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程DL/T 659-2006 火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程DL/T5048-2002 电力建设施工及验收技术规范 （管道焊接接头超声波检验篇）DL5007-92 电力建设施工及验收技术规范 （火力发电厂焊接篇）DL5017-93 压力钢管制造安装及验收规范DL5031-2004 电力建设施工及验收技术规范（管道篇）GB3216-89 离心泵、混流泵、轴流泵、旋流泵试验方法GB50037-96 建筑地面设计规范GB50212-91 建筑防腐蚀工程施工及验收规范及条文说明GB50231-98 机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范GB50236-1998 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范GB50254GB50259-96 电气装置安装工程施工及验收规范GB50270-98 连续输送设备安装工程施工及验收规范GB50275-98 压缩机风机泵安装工程施工及验收规范GBJ149-90 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范SDJ69-87 电力建设施工及验收规范（建筑工程） 火力发电厂基本建设工程启动及竣工规程（1996）SDJ279-90 电力建设施工及验收规范 （热工仪表及控制装置篇）YB237-70 石油裂化用钢管YB3301-92 焊接H型钢行业内部标准 火电施工质量检验及评定标准热工仪表及控制装置（1998年版）行业内部标准 火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）GB50268-1997 给水排水管道工程施工及验收规范其他相关的国家、部颁标准。2.6工程范围无锡语澄环境工程设备有限公司在哈萨克斯坦回转窑煅烧石油焦项目脱硫工程中将提供自有的核心技术，即：文丘里棒层钠钙双碱法脱硫技术，它包括本脱硫工程的所有机务、电气、控制、土建、防腐保温、照明、采暖通风、给排水等方面的设计，设备制造及供货，设备安装及调试等项施工工作。2.7工程目标本工程完成后，确保哈萨克斯坦回转窑煅烧石油焦项目锅炉烟气将达到二氧化硫浓度400mg/Nm3的排放标准。三 钠钙双碱法脱硫工艺介绍3.1文丘里棒层结构工艺原理钠-钙双碱法脱硫工艺【Na2CO3或NaOH/Ca(OH)2】是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺，它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点。利用钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2，吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生，从而使得钠离子循环吸收利用。本工程为了达到95%以上的脱硫效率，在脱硫吸收塔的设计上我们采用文丘里棒层结构设计。在脱硫吸收塔内部设置相应的文丘里平台，由于文丘里结构，使之烟气流速在通过文丘里层时，大大提高了烟气流速，由于浆液的附壁效应，也即在文丘里棒上粘附了脱硫吸收液，当烟气以高速相向接触时，剥离了原来的浆液表面，形成了新的气液接触面，打破了原来的二相传质表面，因而使气液二相传质速率加快，也即提高了SO2的吸收。文丘里结构的另一特点是在文丘里棒层上部形成了一个气液湍流层（我公司根据长期的试验及实际运行经验，控制1.5英尺高度的湍流层），在这一湍流层中，气液的传质反应非常激烈，与常规的喷淋塔相比，文丘里湍流层以液体包围气体的形式而大大提高了SO2的吸收效果。文丘里专利的另一个优点是改善了脱硫吸收塔内部的气体分布状态，在气流分布方面，除了进口段的特别设计（包括烟气流速和流动方向等），由于配置了文丘里结构，把已合理配置气流分布的情况下，再度优化它的整个横截面上的烟气分布，使均匀进入脱硫吸收塔的烟气由于文丘里棒层的分割作用，把原烟气充分打破，形成多股分流烟气与液体接触，这对充分利用脱硫吸收塔的利用率体现了明显的效果，增加了脱硫率。文丘里的应用，使整个脱硫吸收塔相比常规喷淋塔，具有更紧凑的效果，尽管文丘里层会增加部分的压力损失（每层文丘里约200Pa压损），但由于使用了该技术，在同等脱硫效率情况下，液气比（L/G）比常规喷淋塔减少2025%，整个脱硫岛能耗可节省1015%；同时烟气所带粉尘由于被润湿，经过文丘里层面被黏附在棒表面，而上部喷淋落入层面又把粉尘给剥离而落入塔底部排出。3.2钠钙双碱法脱硫化学反应式钠-钙双碱法脱硫工艺【Na2CO3或NaOH/Ca(OH)2】采用纯碱启动，钠钙吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程：3.2.1脱硫过程NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O （1）2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O （2）Na2CO3 + SO2 + H2O NaHSO3 （3）（1）式为吸收启动反应式；（2）式为主要反应式，pH9（碱性较高时）（3）式为当碱性降低到中性甚至酸性时（5pH9）3.2.2再生过程2NaHSO3 + Ca(OH)2 Na2SO3 + +CaSO3 + 2H2O （4）Na2SO3 + Ca(OH)2 2NaOH + CaSO3 （5）在石灰浆液（石灰达到饱和状况）中，中性（两性）的NaHSO3很快跟石灰反应从而释放出Na+，随后生成的SO32-又继续跟石灰反应，反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式慢慢沉淀下来，从而使Na+得到再生，吸收液恢复对SO2的吸收能力，循环使用。脱硫副产物按照本脱硫工艺要求为硫酸钙（氧化后），用户可以根据自己的需要，采用不同的方法对副产品进行处理。3.3钠钙双碱法脱硫工艺流程结合本工程余热锅炉布置脱硫系统布置工艺要求，脱硫系统具体由SO2吸收系统、烟风道系统、脱硫剂制备系统、脱硫副产物处理系统、工艺水系统、仪表自控系统等单元组成（参见工艺流程简图）。2台余热锅炉脱硫系统采用1炉1塔配置，其中脱硫剂供给系统、脱硫副产物处理等公共部分统一配置。余热锅炉燃烧过程中产生的烟气现经布袋除尘器除尘后，由引风机正压送入脱硫吸收塔内（烟气进口设置在脱硫吸收塔下部），在脱硫吸收塔的入口处设置了烟气增湿降温系统，当烟气经进口烟道，与布置在进口烟道段的喷淋水雾进行传质换热，得到初步降温和去除部分二氧化硫，再进入脱硫吸收塔内。在脱硫吸收塔内烟气首先通过设置的2层文丘里棒层（烟气与脱硫剂混合反应层），烟气由下而上与喷淋浆液逆流接触，两者充分混合反应，脱出部分SO2，在文丘里棒层上部设置3层高效雾化系统，在该区段空间充满着由雾化器喷出的粒径为100300的雾化液滴，烟气中SO2与吸收碱液再次反应，从而保证脱除95%以上的二氧化硫。喷雾系统的合理选型及科学布置，使该雾化区形成无死角、重叠少的雾状液体均匀分布的雾化区段，烟气较长时间内在雾化区中穿行，烟气中SO2有了充足的机会与脱硫液接触，并不断与雾滴相碰，其中SO2与吸收液进行反应，从而被脱除，同时残留烟尘被带上“水珠”，质量增大，落入脱硫吸收塔底部后流入到浆液置换池中，投入石灰CaO进行Na+置换，适当补充一定量的碱液后经循环泵再次送入喷雾和配液系统中再次利用，脱硫剂始终处于循环状态。经循环后的脱硫浆液部份排入再生、氧化、沉淀系统，经脱硫后的烟气通过塔顶旋流板除雾器时，将烟气中的液滴分离出来，达到除雾的效果。洁净烟气最终由塔顶上的直排烟囱达标排放。3.4钠钙双碱法脱硫脱硫工艺特点3.4.1脱硫效率高：钠-钙双碱法【Na2CO3或NaOH/Ca(OH)2】采用钠碱吸收烟气中的SO2；钠碱作为强碱，活性高、反应快且充分，吸收剂利用率高，脱硫效率很容易达到90%以上；3.4.2脱硫工艺技术成熟，运行可靠性高，不会因脱硫设备故障影响锅炉的安全运行；3.4.3操作弹性大，对煤种变化的适应性强。用碱液作为脱硫剂，工艺吸收效果好，可根据锅炉煤种变化，选择适当液气比等因素，以保证设计脱硫率的实现；3.4.4再生反应和沉淀分离在塔外，脱硫吸收塔内主要是可溶性的钠碱溶液循环，从根本上克服了用石灰作为脱硫剂造成的脱硫吸收塔和管道内的结垢问题；3.4.5钠碱循环利用，损耗少，运行成本低；3.4.6正常操作下吸收过程无废水排放；3.4.7灰水易沉淀分离，可大大降低水池的投资；3.4.8脱硫渣无毒，溶解度极小，无二次污染，可综合利用；3.4.9钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，可降低液气比，从而既可降低运行费用，又可减少水池、水泵和管道的投资；3.4.10石灰作再生剂（实际消耗物），运行成本低。3.4.11 较之其他普通的钠钙双碱法脱硫工艺，我公司设计的脱硫吸收塔文丘里棒式结构，更是具有以下优点：1）脱硫效率高：脱硫吸收塔采用文丘里棒层结构，增加了气流的紊动，大大降低了系统阻力，同时提高了脱硫效率，而且避免了旋流板在大塔径脱硫吸收塔（直径大于3米）内不能充分发挥其吸收作用的缺点；另外采用二层循环高效雾化喷淋层，这大大增加了气液的接触面积，脱硫吸收效率高，实际可达95%以上，为今后提高环保要求奠定了基础；2）液气比低：由于采用高效雾化层与旋流板的双层作用，在同样脱硫效率的情况下，液气比大大低于其他类的双碱法工艺技术，因此脱硫系统的循环量减少，循环泵选型小，节省动力消耗，运行费用得到降低，本脱硫工程液气比2。3.5钠钙双碱法脱硫工程方案本钠钙双碱法脱硫工程采用1炉1塔配置，脱硫系统主要包括脱硫吸收塔、烟气系统、吸收剂制备和供给系统、浆液排出及石膏脱水系统、电气与控制系统、辅助系统六部分组成。3.5.1脱硫吸收塔脱硫吸收塔与塔顶直排烟囱合为一体，室外露天布置，根据当地的气候条件，为了有效的防止风载和雪载。我们在设计上采用脱硫吸收塔的四周混凝土（钢结构）框架结构，使得脱硫吸收塔与顶部直排烟囱有机的结合为一体。本工程脱硫吸收塔的塔内径为：4200mm；塔高为：21000mm。选用的材料适合工艺过程的特性，所有部件能够承受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，并且能承受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。脱硫吸收塔材质为12mm厚的优质Q235-B钢板卷制圆柱形塔，塔体内壁做乙烯基树脂玻璃鳞片防腐，能适应40180的温度，耐酸碱腐蚀、耐磨损、抗剥离强度高、脱硫吸收塔使用寿命在20年以上。在脱硫吸收塔内安装2层文丘里平台、浆液喷雾系统、旋流板除雾器、反冲洗装置以及其他辅助设施（维修人孔）等。浆液管道、供水管道、维修平台及爬梯等可以借助脱硫吸收塔四周的混凝土或者钢结构立柱，使得整个脱硫岛的设计美观、实用、方便。1）脱硫吸收塔内部喷雾系统包括管线、喷嘴、支撑、加强件和配件等。浆液喷淋系统的设计使喷淋层的布置达到200%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。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面。一个喷淋层由带连接支管的母管制溶液分布管道和喷嘴组成。塔内喷雾管道及喷嘴采用不锈钢316L材质，空心锥形喷雾，雾径为50150m，雾化效果好，雾化角度1200；耐腐蚀，不堵塞，全面雾化，不滴流。2）除雾器除雾器用于分离烟气携带的液滴，本脱硫工程脱硫吸收塔采用除雾效率高的旋流板除雾器，旋流板的叶片向外旋，使得液滴在选择工程当中碰壁落下，从而达到除雾效果，旋流板除雾器采用316L材质制作。能使烟气携带水滴含量低于75mg/Nm3（干基）。 旋流板除雾器的上下面设有冲洗喷嘴，正常运行时下层除雾器的底面和顶面自动按程序轮流清洗各区域。除雾器的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。3.5.2 烟气系统1）锅炉引风机锅炉引风机全压须4500Pa，余量必须满足要求。该方案的特点是：风机在脱硫吸收塔前，脱硫系统正压运行，可以避免风机的腐蚀问题。2）烟气挡板门烟气挡板门设计选用优质百叶窗双层密封挡板门，漏风率不大于1.5 %。烟气入口挡板门选用普通碳钢制造，密封件选用316 L。出口挡板门的框架、叶片和轴采取防腐措施，挡板的弹性密封片及其与挡板主体连接的螺栓应全部采用耐腐合金。数量保证锅炉单台炉运行的灵活切换。烟气挡板门水平主轴布置，采用电动执行机构室外布置，配就地电控制箱操作，挡板位置和开关状态反馈进入锅炉DCS系统和脱硫的PLC控制系统。为保证锅炉安全运行，设置风机故障与烟道和脱硫挡板门的连锁功能，并设有风机故障自动报警功能，一旦PID控制器发生故障，可立即由自动改为手动操作。分散了故障风险，系统可靠性高。3）膨胀器 采用304不锈钢金属膨胀节，设计考虑防腐要求。接触湿烟气并位于水平烟道段的膨胀节通过膨胀节框架排水，排水孔最小为DN150，排水注意防冻，排水返回到FGD区域的排水坑。 最少在膨胀节每边提供1 m的净空，包括平台扶梯和钢结构通道的距离。不锈钢与普通钢的焊接尽量将腐蚀减至最小。4）烟道烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行设计。脱硫吸收塔及塔顶直排烟囱内衬乙烯基树脂玻璃鳞片防腐。烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风雪荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。烟道最小壁厚至少按5mm设计，并考虑一定的腐蚀余量。烟道内烟气流速设计不超过18m/s。烟道能够承压为5000Pa。烟道具有气密性的双面焊接结构，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，不允许有水或冷凝液的聚积。因此，烟道要提供低位点的排水和预防冷凝液的聚积措施，任何情况下膨胀节和挡板都不能布置在低位点。烟道外部要充分加固和支撑，以防止颤动和振动，并且设计满足在各种烟气温度和压力下能提供稳定的运行。所有需防腐保护的烟道仅采用外部加强筋。烟道外部加强筋统一间隔排列。加强筋使用统一的规格尺寸或尽量减少加强筋的规格尺寸，以便使敷设在加强筋上的保温层易于安装，并且增加外层美观，加强筋的布置要防止积水。烟道保温根据当地的气候条件，保温岩棉厚度80mm，外面彩色压型钢板，厚度为0.6mm。烟道的设计尽量减小烟道系统的压降，其布置、形状和内部件（如导流板和转弯处导向板）等均进行优化设计。5）防腐处理经热量衡算，烟气经脱硫吸收塔直排烟囱排出，温度在5060左右，经过烟道和烟囱后会产生部分冷凝液，对烟道和烟囱将产生酸露点腐蚀。本工程设计施工方案要对烟道及烟囱进行乙烯基树脂玻璃鳞片防腐处理。3.5.3 脱硫剂制备及供给系统1）石灰浆制备系统石灰干粉（粒径小于200目（100）的粉状石灰）由罐车直接运送到厂区内，送入粉仓。在粉仓下部经给料机直接供熟化池。为便于粉仓内的生石灰粉给料通畅，在粉仓底部设有气化风装置和称重给料机，根据工艺需要定量将生石灰送入熟化池内，同时按一定比例加水并搅拌配制成20%浓度的（Ca(OH)2）浆液，通过石灰浆液泵输送至再生池。钠碱由运输车给料至钠碱槽，在槽中与工艺水进行混合直至达到所需的浓度，自流到再生池。2）吸收塔循环系统吸收塔再循环系统包括循环泵、管道阀门及热控仪表系统、喷淋组件及喷嘴或旋流板。吸收液循环泵符合对“泵”的基本要求外，并满足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。3）脱硫工艺水用量锅炉烟气脱硫设计用水量尽可能小。根据系统的需要补充工艺水，工艺水可以通过配制浆液或冲洗除雾器等方式补充，从而达到一举两得的功效。4）脱硫循环泵根据脱硫方案所设计用水量要求，按1台余热锅炉脱硫运行设计，设计选择防腐、耐磨双相不锈钢泵。5）脱硫液系统首先将NaOH储存槽中的NaOH碱液(30%)放入循环池中，配成一定浓度的 NaOH溶液，经过循环泵，从脱硫吸收塔的上部喷下，以雾状液滴与烟气中的SO2充分反应，脱硫液通过喷淋系统在脱硫吸收塔内与SO2充分接触、反应后，落入塔底，溢流至循环池，脱硫液由循环泵泵入脱硫吸收塔循环使用，在正常运行过程中，向循环池加入NaOH是通过PH计测定PH值后定量加入，循环液保持脱硫工艺所设定的PH值。3.5.4 工艺水系统为了避免除雾器发生积灰现象，设计了除雾器冲洗装置，冲洗采用电动阀实现自动控制。除此之外，系统中化灰及管道、罐体冲洗均需要用工艺水，本系统工艺水直接采用厂区工艺水，在工艺水槽蓄积，通过工艺水泵打入脱硫系统。所有水系统用材为国标无缝管道、碳钢阀门，泵类使用耐腐、耐磨材质。3.5.5脱硫液再生及副产物处理系统落入塔底循环液大部分溢流至循环池，当PH值降低到一定程度时，通过调节再生泵出口电动调节阀开度，另一部分循环液由再生泵送入到再生池，与从熟化池来的石灰（Ca(OH)2）进行再生反应，生成CaSO3浆液。向再生池中加Ca(OH)2是通过PH计测定PH值后确定加入量，达到脱硫工艺要求的PH值。将浆液送入氧化池氧化，生成CaSO4沉渣，送入浓缩池。生成的钙盐在浓缩池快速沉淀, 清液返回循环池，沉渣进入渣浆池，由渣浆泵打入旋流器进行一级脱水后再进入下级的真空皮带过滤机进行二级脱水，生成的二水CaSO4含水量小于10%。脱硫副产物处理设备包括：再生池、浓缩池、渣浆泵、旋流器、真空皮带过滤机、热控仪表等设备。3.5.6 电气、热控仪表系统3.5.6.1热控系统1）概述设计系统由PLC及上位机组成，进入锅炉DCS系统，人员直接控制操作，应该采用目前最流行的总线技术，现场设备带有总线接口，连接方便，节省电缆，在任何地方的电脑通过网络都能访问到现场级的设备，可以在线诊断、设置，为整个脱硫过程提供稳定可靠的监督控制与管理。必须具有以下特点： 某一控制回路发生故障，不影响其它回路的控制。一旦某回路的自动控制发生故障，可立即将该回路改为手动操作。分散故障风险，系统可靠性高。 整个脱硫系统的运行参数进行自动连续监测，并可在上位机的系统流程图中显示，在实现分散控制，集中管理的同时提高通讯速率。 系统集成简化，维护简便，使用成本和维护成本低。 设计脱硫控制系统自控程度高，完全满足整个脱硫系统的安全运行和控制，对整个脱硫系统进行实时监控，并且能在故障发生时及时报警，保证整个脱硫系统的高可靠性。2）系统组成控制系统由一个现场控制站传入锅炉DCS系统监控。整套装置设有旁路烟道和管道放空阀，当系统出现故障或发生其他事故需要紧急停运时，烟气可通过旁路烟道直接排入烟囱，不会影响锅炉运行。停运时通过管道放空阀将管道及塔内烟气放掉，并通入空气吹归，以便对整套系统进行维修和检修。脱硫吸收塔配有足够数量的入孔，以便检修。现场控制站：主要完成现场工艺数据采集、数据处理和控制输出。上位监控站：通过与现场控制站之间的数据通讯，完成人机对话功能，实现操作控制、数据管理，与现场控制站通过实时控制冗余网络互联，完成实时数据交换，实现工艺数据的采集，实时控制，工艺流程的动态监测，各个过程量的趋势记录，并可挂接局域网。3）主要的模拟量烟道：进口挡板门状态，旁路挡板门状态，出口挡板门状态吸收塔入口：烟气温度，烟气压力，烟气流量除雾器出口：烟气温度吸收塔：液位,进液流量，进液压力，循环液PH值液碱储槽：液位石灰浆液槽：液位储料仓、料斗：料位计混合池：液位、pH值反应池：液位沉淀池：液位4）联锁回路 为了保障系统的可靠运行及设备的使用寿命，本控制系统特增加重要的联锁： 引风机的故障 循环泵停止工作 进口烟气温度过高 进口烟气压力过高 进口或出口挡板门关闭3.5.6.2电气控制系统电气控制系统主要是对脱硫系统中的脱硫剂循环泵、加药泵、浆液循环泵、泥浆泵等设备进行控制，采用现场控制和PLC控制两种方式，以使整个脱硫工艺在一个具有高可靠性、易操作、高性能的情况下来完成。在电气设备和元器件的设计选型和价位上，本着电气产品要