烟气除尘脱硫设计方案(石灰法).doc

锅炉脱硫工艺方案烟气除尘、脱硫设计方案编制单位：某环保实业有限公司二零一四年六月技术方案主要内容l 系统配置：一炉一塔系统设计；l 脱硫烟气处理：一套石灰桨制备系统、一套脱硫系统l 除尘脱硫塔采用GT-TL-51高效脱硫塔，脱硫效率大于92%。塔体采用大径塔，不锈钢塔体结构，耐腐、耐磨，密封性好，经久耐用，以保障除尘稳定、经济，低运行成本；脱硫剂采用石灰作为脱硫剂，实现优良脱硫效果。l 脱硫系统吸收塔循环液搅拌采用脉冲悬浮搅拌系统，运行电耗低，搅拌充分，使用寿命长，易于维修且维护工作量低，还可避免搅拌器的轴封处浆液渗漏，轴承、轴封易腐蚀、磨损等缺陷。l 采用空气氧化工艺，及时将循环液中的不稳定盐类转化为化学性能稳定的盐类；目 录第1章.设计背景41.1.设计依据41.2.设计原则5第2章.设计内容62.2.设计规模62.2.1. 烟气排放量62.2.2. 原烟气指标62.2.3. 烟气治理目标62.3.工程布局7第3章.运行费用估算与经济分析83.1.动力设备一览表83.2. 系统运行费用（单项）估算93.2.1. 电费93.2.2.人工费93.3. 处理成本估算93.4. 脱硫成本分析93.4.1. 主要工艺计算93.4.2. 脱硫综合成本103.5. 经济分析113.5.1. 环境、社会效益11第4章.质量保证和售后服务12第5章.除尘脱硫技术部分135.1. 钠基双碱法工艺选择135.2. 除尘脱硫系统工艺135.2.1. 双碱法脱硫说明135.3. 除尘脱硫系统构筑物与设备描述145.3.1. GT-TL-5高效除尘脱硫塔主体145.3.2. 除尘脱硫系统循环水系统165.3.3. 清洗水及净烟气系统175.3.4. 除尘脱硫系统控制系统及其他185.3.5. 附属构筑物18第6章.除尘脱硫系统土建、设备材料一览表206.1. 除尘脱硫系统土建构筑物一览表209.2. 除尘脱硫塔主要设备材料一览表21第7章.除尘脱硫系统报价单22第1章. 设计背景1.1. 设计依据工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 （HJ462-2009）锅炉大气污染物排放标准 （GB13271-2001）火电厂大气污染物排放标准 （ GB13223-2003 ） 火电厂烟气脱硫设计技术规程 （DL/T5196-2004） 大气污染物综合排放标准 (GB16297-1996)工业设备及管道绝热设计规范（GB50264-97）混凝土结构设计规范（GBJ10-89）建筑防震设计规范GBJ11-89低压配电装置规范（GBJ54-83）工业及民用通用设备电力装置设计规范（GBJ55-83）电业安全工作规程（热力和机械部分）1997版电气装置安装施工及验收规范GBJ232-82电力建筑施工及验收技术规范1Kv及以下配线工程施工及验收规范（GB50258-96）电力建设施工及验收规范热工仪表及控制装置篇(SDJ279-90)工业管道工程施工及验收规范(GBJ235-82)机械设备安装工程施工及验收规范(TJ231-78)压缩机风机泵安装工程施工及验收规范(GB50275-98)排污费征收标准管理办法1.2. 设计原则为了执行国家法律、法规及有关对SO2排放的限制，用适当的工艺去除烟气中的污染物是十分必要的。1) 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后烟气中的SO2排放达到国家及地方的有关排放标准；2) 本着技术先进，运行可靠，操作管理简单的原则，选择处理工艺及设备，使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来；3) 采用目前国内外成熟先进技术装备，在尽量降低工程投资和运行费用的前提下，同时提高系统运行的可靠性；4) 设备布置和工程设计时，结合现有地形和厂区现状，力求布局合理、紧凑，尽可能缩短建、构筑物的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地；5) 系统尽量考虑操作运行稳定与维护管理简单方便。第2章. 设计内容2.1. 设计范围1) 本方案包括锅炉烟气脱硫系统主体设计和建设以及相关配套设备的选型、工艺设计、采购和安装；2) 本方案包括锅炉烟气脱硫浆液制备系统涉及的相关设备的选型、工艺设计、采购和安装；3) 本方案不包括一切土建部分【即不包括一切设备基础部分、设备房建设部分、钢砼结构的一切土建部分的建设等】；4) 本方案不包括设备降噪部分；5) 本方案要求的一切水、电、压缩空气均由业主连接至除尘脱硫设备系统1.0m范围内；6) 本方案包括锅炉烟气脱硫系统所涉及的电控系统的设计、安装与系统调试。2.2. 设计规模2.2.1. 烟气排放量根据核算，烟气排放量为7000m3N/h，标况为7000N m3/h。2.2.2. 原烟气指标根据煤质特性、锅炉参数和我公司对同类工程的经验，确定锅炉出口烟气特性如下：二氧化硫排放浓度：8308mg/Nm3（按煤最高含硫量5%计算值）锅炉出口烟气温度：120180平均160峰值2002.2.3. 烟气治理目标根据火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003），治理后的锅炉烟气达到以下标准：二氧化硫排放浓度：400 mg/Nm3林格曼黑度：1级根据原烟浓度和要求达到的排放标准，选用湿式石灰法进行脱硫，脱硫效率应符合表2-1要求：表2-1：锅炉烟气脱硫去除效率污染物名称治理前治理后去除率二氧化硫浓度8308mg/Nm3400mg/Nm395.2%林格曼黑度1级2.3工程布局本工程与锅炉工况紧密相连，工程布局必须满足全系统的阻力、风量有效控制，保障引风机留有充足的裕量。据此，优化布局，统筹对接，并将本工程分除尘脱硫、脱硫剂制浆二个部份，相互关联。第3章. 运行费用估算与经济分析3.1. 动力设备一览表序号名 称规 格 参 数单位数量功 率（kW）总功耗用时h/d单台合计常用kW/d一除尘脱硫系统1.循环水泵流量50m3/h扬程18m 功率7.5kw套37.522.5157552.脉冲泵流量10m3/h,扬程12m,功率3kw台23631553.氧化风机NRS80台27.5157.54564.石膏排出泵流量6m3/h,扬程12m,功率2.2kw台22.24.42.22.215.工艺水泵流量10m3/h,扬程18m,功率2.2kw台22.24.42.22.216.石灰浆液泵流量6m3/h,扬程12m,功率2.2kw台22.24.42.22.217.制浆搅拌机JBH-300台12.22.22.21158.星型给料器处理能力0.2t/h,功率0.5 kw台10.50.50.512二合计1559.4kW/h153.63.2. 系统运行费用（单项）估算3.2.1. 电费该系统运行电费核算为标段供货范围内；除尘脱硫输灰系统总装机容量为48.9kW，合计功耗为153.6kW/d，电价按0.60元/度计，则日耗电费为92.2元。3.2.2.人工费采用1班制，1人；人均工资以1500元/月计，则每天人工管理费为50元。3.3. 处理成本估算名称 项 目电 耗人 工药剂水费日用量153.6度31.4吨时费用18.5元6.2元52.6运行费用合计32.3元/时3.4. 脱硫成本分析3.4.1. 主要工艺计算3.4.1.1. 主要工艺计算a、烟气中SO2含量进入脱硫塔前的烟气温度按160进行计算。烟气中的SO2含量为：M=0.4t/h5%20.8=40kg/h耗煤量为0.4T/Hb、脱硫量根据要求，SO2排放从8308mg/Nm3减为400 mg/Nm3即为达标，经计算为脱硫率95.2%（实际脱硫率大于96%，故计算时脱硫率采用96%），则实际脱去二氧化硫量为：40kg/h96%=38.4kg/h实际排放量为：40-38.4=1.6kg/hc、石灰用量 (1)脱硫过程Cao+ H2OCa(OH)2 (1)Ca(OH)2+ SO2CaSO31/2H2O +1/2 H2O (2)（2）氧化反应2CaSO31/2H2O+ O2+3 H2O2CaSO42H2O需CaO量（y0）y0=4056/641.05/85%=43.3kg/h（故一天CaO用量为216.5KG/天）注明：钙硫比取1.05，生石灰中CaO含量为85%。 d、每小时需脱硫液量由于该脱硫系统要求脱硫率达96%，另液气比高、脱硫除尘效果好，故液气比取10L/m3。每小时需脱硫液量为：Qy=7000m3/h10L/m3= 70 m3/h3.4.2. 除尘脱硫综合成本本方案脱硫剂采用石灰。a、石灰耗量石灰耗量0.22吨/天，可按320元/T计，成本为70.4元/天b、循环水耗量蒸发水分按循环水量的1%计：M1=70T1%=0.7T/h其它损失按循环量0.15%计： M2=70T0.15%=0.11T/h总消耗水：M=M1+M2 =0.81T/h按2元/T计：成本为0.812=1.62元/h 3.5. 经济分析3.5.1. 环境、社会效益本工程完成后，可取得明显的环境、经济和社会效益，年运行时间1800小时计算。 （1）脱硫效率高，每年可削减二氧化硫排放量69120KG。本项目能大大减轻大气二氧化硫污染和酸雨危害。（4）企业周边环境要求高，采用脱硫净化工艺后，污染物排放量很小，厂区、职工及周围的人群都会受益，区域内的生态会得到保护，社会效益非常可观。第4章. 质量保证和售后服务我公司本着“技术第一、服务第一、信誉第一”的宗旨，向用户承诺：1、 我公司从设计、施工、设备制造、安装、调试、培训、配合验收一条龙服务，工程质量达到优良，设备制造符合国家标准，标准设备选用质量可靠的产品。2、 经本公司设计和生产的脱硫设备，保证达到设计要求。3、 保证所提供的货物经正确安装、正常运转和保养在其使用寿命期内应具有满意的性能。4、 在货物质量保证期之内，对由于设计、工艺、制造、调试、材料缺陷及所有因我公司责任引起的任何缺陷、故障和损坏负责积极责任。5、在质保期内，我公司在收到要求维修的通知后24小时内响应，免费维修或更换有缺陷的货物或部件。6、保质期1年。第5章. 技术部分5.1. 石灰法工艺选择我司开发的技术成熟、脱硫率高、运行可靠的石灰-石膏湿法喷雾烟气脱硫技术。本技术主要原理是，以石灰粉的加水浆液为脱硫剂，在吸收塔内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，使SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，从而将SO2除掉，并在塔底循环浆液中鼓入氧化空气，使亚硫酸钙强制氧化成稳定的硫酸钙，结晶成二水合硫酸钙(石膏)副产品。石膏浆液经排石膏泵直接打入石膏脱水系统处理。烟气中含有的HCl和HF等其它酸性气体也能在吸收塔中被碱性吸收。湿法喷雾烟气脱硫系统主要包括脱硫剂浆液系统、反应吸收塔、控制系统、工艺水系统，电气及仪表系统等，其中吸收塔是其核心装置。烟气从吸收塔的下部径向进入塔内，在塔内上升的过程中与脱硫剂循环浆液相接触，烟气中SO2与碱性脱硫剂发生反应，将SO2气体除去。然后经过高效除雾器，除去烟气中夹带的液滴和细小浆液，最后清洁烟气从吸收塔顶部的上部排出，处理后烟气连接到砖烟道通过烟囱排入大气。脱硫剂循环浆液由布置在吸收塔上部的喷嘴向下雾化喷入塔内，细小的液滴与自下而上的烟气对流接触，形成高效率的气液接触，从而促进烟气中SO2等酸性气体的去除。烟气在塔内上升的过程中，由于脱硫剂细小浆液的捕捉，还可以洗去大部分粉尘细颗粒，这样可以进一步提高系统除尘效率。烟气在经过除雾器时能除去细小雾滴，满足烟气排放标准。5.2.技术特点：（1）脱硫效率高，系统在Ca/S为1.05时，系统脱硫效率就可以实现96%以上，脱硫剂利用率可达90%以上。（2）投资和运行费用低。（3）系统阻力小。脱硫反应吸收塔为空塔设计，阻力很小，压损小，风机克服系统阻力所消耗电能也就小。（4）系统工艺简单，运行可靠，脱硫装置可长期稳定运行。（5）整个系统的适应性好，能够适应不同的煤种。对于不同的烟气量、烟气温度以及不同的二氧化硫浓度，可以根据钙硫比控制加浆量，保证好的脱硫效果和经济性。（6）吸收塔内的除雾器为根据烟气特性设计、专门用于脱硫的高效除雾器，防止了对后面烟道、烟囱等管道的腐蚀。（7）吸收塔内壁采用不锈钢材质（衬胶或玻璃鳞片防腐用于小吸收塔时成本太高），使用的不锈钢喷嘴为特殊设计的喷嘴，具有很好的雾化效果，可靠耐用。从设计上根本解决了喷嘴的结垢、磨损、堵塞等问题。目前，国内在小型锅炉脱硫工程中，使用过的技术几乎全部是湿法烟气脱硫技术，而以简易湿法技术为主，在选择方案时一定要注意技术的成熟度。在湿法工艺中，以空塔喷淋技术最为成熟，并且空塔设计压降较小，喷淋流场分布均匀，脱硫效率最高。5.3. 除尘脱硫系统构筑物与设备描述除尘脱硫系统由塔本体、循环水系统、氧化系统、浆液制备系统、工艺水系统（含除雾器清洗系统）、事故应急系统、控制系统（含电气仪表）等组成。供货范围：除尘脱硫塔烟气进出口法兰及其相关附属设备。系统主要设备说明：5.3.1. GT-TL-51高效除尘脱硫塔主体GT-TL-51高效除尘脱硫塔主体结构主要包括吸收塔主塔、喷淋系统、除雾器系统、爬梯。GT-TL-5高效除尘脱硫塔主塔技术参数：塔材质：不锈钢SUS304塔型号：GT-TL-51塔处理能力：9400m3/h塔数量：1套空塔流速：1.02m/s塔径（D）：1.8m塔高（H）：6.5m液气比：10L/m3钙硫比：1.05mol/mol设计进口烟气温度：120180GT-TL-5高效除尘脱硫塔主体配套材料与设备：a、喷淋系统（含喷淋管道、喷嘴）2层喷淋层安装在吸收塔上部烟气区。2台吸收塔循环泵每个泵对应于各自的一层喷淋层，每个喷淋层包括一组喷嘴。喷嘴采用不锈钢材料的旋转空锥雾化喷嘴，吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。配套设备与材料： 喷淋管道数量：2套材质：不锈钢SUS304生产厂家：湖南湘牛 喷嘴数量：40个形式：空心锥切线型喷嘴材质：不锈钢生产厂家：湖南湘牛备注：单层喷淋层喷淋水量为35m3/h，每层20个喷嘴，单个喷嘴喷淋量为2m3/h。b、除雾器除雾器的冲洗使用的是工艺水，冲洗有两个目的，一方面是防止除雾器结垢堵塞，另一方面是补充因烟气饱和而带走的水份；除雾器可以将烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来，从而使烟气在出口含雾滴符合标准；形式：折板式数量：1套材质：SUS304备注：含清洗喷嘴和内部清洗管道等生产厂家：湖南湘牛c、工艺水泵流量：10m3/h总扬程：18m功率：2.2kW数量：2台（一备一用）厂家： d、循环水泵流量：50m3/h总扬程：18m功率：7.5kW数量：3台（一备二用）厂家： e、脉冲泵流量：10m3/h总扬程：12m功率：3kW数量：2台（一备一用）厂家： f、石灰浆液泵流量：6m3/h总扬程：12m功率：2.2kW数量：2台（一备一用）厂家： g、石膏排出泵流量：6m3/h总扬程：12m功率：2.2kW数量：2台（一备一用）厂家： h、石膏浆液返回泵流量：6m3/h总扬程：12m功率：2.2kW数量：1台厂家： j、氧化风机流量：5.47m3/min升压：78.4kpa功率：7.5kW数量：2台（一备一用）厂家：k、PH计数量：2套产地：北京备注：1、含PH探头、变送器等l、液位计数量：2套产地：北京备注： m、密度计数量：2套产地：北京备注： n、浆液循环池结构：地上式钢砼结构（玻璃钢防腐）尺寸：35006000mm有效容积：40m3备注：业主方自建o、事故池结构：地上式钢砼结构（玻璃钢防腐）尺寸：35006000mm有效容积：40m3备注：业主方自建p、浆液渠结构：地上式钢砼结构（玻璃钢防腐）尺寸：300*200*20000mm备注：业主方自建5.3.2.脱硫系统浆液制备系统除尘脱硫系统循环水系统主要包括制浆池、灰仓、工艺水池、及管道等。 a、制浆池结构：地上式钢砼结构（玻璃钢防腐）尺寸：35002500mm有效容积：14m3备注：业主方自建 b、搅拌机搅拌形式：涡轮顶进式材质：碳钢型号：JBH-300厂家：湖南湘牛备注： c、料位计数量：3套产地：北京备注： d、石灰仓结构：地上式钢砼结构（玻璃钢防腐）尺寸：10002500mm有效容积：1.5m3备注：业主方自建e、仓顶除尘器小型滤筒除尘器型号：NC-300厂家：湖南湘牛备注： f、星型给料器型号：XG-100厂家：湖南湘牛备注： g、压力释放器型号：YS-150厂家：湖南湘牛备注： h、工艺水池结构：地上式钢砼结构（玻璃钢防腐）尺寸：20002000*2000mm有效容积：4m3备注：业主方自建5.3.2. 水管道与氧化系统管道及其附件数量：1批备注：含管道、阀门、伸缩节、软接头、管道支架等c、烟道系统数量：1套厂家：湖南湘牛5.3.5. 附属构筑物a、综合房（含设备房、控制房、药剂库料房等）数量：1座结构：砖混备注：由业主负责（利用原工房改造）b、泵基础结构：混凝土备注：由业主负责c、水沟结构：混凝土（玻璃钢防腐）备注：由业主负责d、烟囟风管及安装设备基础预埋备注：由业主负责e、设备雨棚结构：砖混备注：由业主负责f、管道预埋结构：不锈钢备注：按我方提供图纸业主方负责第6章. 业主自建除尘脱硫系统土建、设备材料、造价预算一览表6.1. 除尘脱硫系统土建构筑物一览表（单位：万元）序号名称规格尺寸数量备注造价预算1.浆液循环池35006000mm1座地上钢砼（玻璃钢防腐）2.3242.事故池35006000mm1座地上钢砼（玻璃钢防腐）2.1363.制浆池35002500mm1座地上钢砼（玻璃钢防腐）1.8754.工艺水池200020002000mm1座地上钢砼0.4775.石灰仓10002500mm1座地下钢砼（玻璃钢防腐）1.6586.基础预埋1座0.3727.综合房1座砖混结构0.7468.泵基础14座混泥土0.289.地沟1条混泥土（玻璃钢防腐）0.27610.设备雨棚7座钢混结构0.2611.合 计10.404除尘脱硫业主自建部分总预算：壹拾万肆仟零肆拾元整（104040元）第7章. 脱硫系统标段报价单除尘脱硫系统标段报价单（单位：万元）序号名称型号参数数量单价总价备注厂家或组装一除尘脱硫塔22.1251.1脱硫塔主塔GT-TL-511套5.4755.475不锈钢材质湖南湘牛1.2喷淋管丰字形2套0.270.54不锈钢材质湖南湘牛1.3喷嘴空心螺旋喷嘴40个0.01650.66不锈钢材质湖南湘牛1.4除雾器折板式1套0.480.48不锈钢材质湖南湘牛1.5除雾器清洗管丰字形1套0.1650.165