40T锅炉脱硫改造初步设计方案

40T h 锅炉烟气脱硫脱硝除尘工程 初步设计方案 第一章第一章 总论总论 1 1 项目背景 项目背景 1 1 1 工程名称 工程名称 40t h 锅炉烟气脱硫除尘工程 1 1 2 工程地址 工程地址 1 1 3 工程建设的必要性 工程建设的必要性 1 1 3 1 我国减排形势 我国减排形势 我国经济快速增长 各项建设取得巨大成就 但也付出了巨大的资源 和环境代价 环境问题是二十一世纪全球的重点问题 和世界上其它国家 一样 我国在经济发展中也遇到了环境恶化这一棘手的难题 目前 我国 以城市为中心的环境污染不断加剧 并正向农村曼延 而大气污染正是其 中之一 并且已经达到了十分严重的地步 据了解 全国城市大气总悬浮 微粒浓度年日均值为 320 微克 立方米 污染严重的城市已达到 800 微克 立 方米 高出世界卫生组织标准近 10 倍 经济发展与资源环境的矛盾日趋尖 锐 群众对环境污染问题反应强烈 我国是以煤炭为主要能源的国家 煤炭在我国一次能源的生产和消耗 中 一直占 70 以上 因此对消耗煤炭最大的主要行业进行烟气脱硫脱硝 的整治是目前有效降低二氧化硫 氮氧化物 排放量的最有效措施之一 燃煤锅炉二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放量的 60 以上 国家一直高 度重视燃煤锅炉二氧化硫排放控制 十多年来 尤其是 十五 期间出台 了一系列法律 法规 政策 促进了燃煤锅炉烟气脱硫产业化的快速发展 当前 实现节能减排目标面临的十分严峻 去年以来 全国上下加强了节 能减排工作 国务院发布了加强节能工作的决定 制定了促进节能减排的 一系列政策措施 1 1 3 2 SO2危害性危害性 1 SO2对人体健康的危害 SO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体 易溶于人体的体液和其 他黏性液中 长期的影响会导致多种疾病 如上呼吸道感染 慢性支气管 炎 肺气肿等 危害人类健康 SO2在氧化剂 光的作用下 会生成使人 致病 甚至增加病人死亡率的硫酸盐气溶胶 据有关研究表明 当硫酸盐 年浓度在 10 g m3 左右时 每减少 10 的浓度能使死亡率降低 0 5 2 SO2对植物的危害 研究表明 在高浓度的 SO2的影响下 植物产生急性危害 叶片表面 产生坏死斑 或直接使植物叶片枯萎脱落 在低浓度 SO2的影响下植物的 生长机能受到影响 造成产量下降 品质变坏 据 1983 年对我国 13 个省 市 25 个工厂企业的统计 因 SO2造成的受害面积达 2 33 万公顷 粮食减 少 1 85 万吨 蔬菜减少 500 吨 危害相当严重 3 SO2对金属的腐蚀 大气中的 SO2对金属的腐蚀主要是对钢结构的腐蚀 据统计 发达国 家每年因金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的 2 4 由于金属腐蚀造成的直接损失远大于水灾 风灾 火灾 地震造成损失的 总和 且金属腐蚀直接威胁到工作设施 生活设施和交通设施的安全 4 SO2对生态环境的影响 SO2形成的酸雨和酸雾危害也是相当的大 主要表现为对湖泊 地下 水 建筑物 森林 古文物以及人的衣物构成腐蚀 同时 长期的酸雨作 用还将对土壤和水质产生不可估量的损失 1 1 3 3 氮氧化物氮氧化物 NOx 的危害的危害 氮氧化物 NOx 是化学工业 国防工业 电力工业以及锅炉和内燃机 等排放气体中有毒物质之一 NOx 以燃料燃烧过程中所产生的数量最多 约 占 30 以上 其中 70 来自于煤炭直接燃烧 固定燃烧源是 NOx 排放的主要 来源 此外 一些工业生产过程也有 NOx 的排放 随着中国经济持续发展 能源消耗逐年增加 NOx 的排放量也迅速增加 煤炭是当前世界各国的主要 能源之一 在中国一次能源生产的消费中一直占 70 以上 其中大部分是 通过燃烧方式利用的 目前煤炭在中国能源中仍占据主导地位 大量燃煤 而排放的 SOx 和 NOx 以及由此形成的酸雨严重危害人体健康 破坏生态平 衡 制约社会和经济的可持续发展 NOx 是 NO NO2 N2O N2O4 N2O5 等物质的总称 由其引起的环境 问题以及对人体健康的危害有以下几方面 1 NOx 对人体的致毒作用 危害最大的是 NO2 主要影响呼吸系统 可 引起支气管炎和肺气肿等疾病 NO 非常容易与动物血液中的色素 Hb 结 合 造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹 它与血色素的亲和力很强 约为 CO 的数百倍至一千倍 2 NOx 对植物的损害 3 NOx 是酸雨 酸雾的主要污染物 酸雨会破坏森林植被 造成土壤酸 化 贫瘠 物种退化 农业减产 还会使水体造成污染 鱼类死亡 4 NOx 与碳氢化合物可形成光化学烟雾 典型的事例为 1952 年美国洛 杉矶光化学烟雾事件 该事件致使大批居民发生眼睛红肿 喉痛咳嗽 皮 肤潮红等症状 严重者心肺功能衰竭 有 400 余名 65 岁以上的老人因此 死亡 5 NOx 参与臭氧层的破坏 氧化亚氮 N2O 在高空同温层中会破坏臭氧层 使较多的紫外线辐射到地面 增加皮肤癌的发病率 还可能影响人的免疫 系统 所以 烟气中 NOx 的控制和治理尤为重要 1 2 工程编制依据工程编制依据 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 锅炉大气污染物排放标准 GB13271 2009 4 环境空气质量标准 GB3095 1996 5 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ462 2009 1 2 2 工程单位提供的资料 工程单位提供的资料 1 厂址气象和地理 地质条件 2 公司现有工程设计资料 3 锅炉使用煤种 煤质和耗煤量资料 近期烟囱处烟气检测报告 1 3 工程概况工程概况 1 3 1 工程内容 工程内容 对 40t h 供热锅炉增加脱硫除尘系统 除尘器采用湿式式除尘 除尘效 率 90 烟气脱硫 脱硝设备为填料喷淋塔 通过该脱硫除尘系统使供热 锅炉的烟气按照 锅炉大气污染排放标准 GB13271 2009 达到国家二类地 区污染物排放标准的规定 工程建设内容如下 锅炉房内现有 1 台 40 吨蒸汽量锅炉 本工程投资建设 1 台锅炉的脱硫 除尘装置 1 3 2 项目建设目标 项目建设目标 1 使 1 40t h 锅炉烟气排放达到国家 锅炉大气污染物排放标准 GB13271 2009 的标准 2 使供热锅炉排放的烟气中的二氧化硫 氮氧化物和烟尘的排放量得到 有效地控制 改善环境 改善居民的生活条件 以利于社会经济和 公司的可持续发展 1 4 本方案目的及设计范围本方案目的及设计范围 1 4 1 本方案设计目的 本方案设计目的 本方案目的是确定先进适用的脱硫脱硝相结合工艺技术 在现有的场 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标准和其他相关的 要求 脱硫剂价廉易得等要求 1 4 2 设计范围 设计范围 本工程的设计范围为 1 40t h 供热锅炉进行脱硫工艺改造 具体包括以下内容 1 脱硫脱硝工程建设条件的落实和描述 2 脱硫脱硝工程工艺技术的比较和选定 3 脱硫脱硝工程实施方案的确定 4 脱硫脱硝系统运行的成本 5 主要设备设计说明 1 4 3 主要技术原则 主要技术原则 1 通过对 1 40t h 锅炉加装除尘和烟气脱硫脱硝 2 装置的实施 使公司的 SO2 NOx排放达标 并为公司的进一步发 展留有余量 结合工程的实际情况 在脱硫系统工艺设计方案拟定时 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 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 装置按相对独立的脱硫系统和串联的除尘系统进行设计 同时充 分注意烟气脱硫脱硝装置及除尘系统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 5 在周围资源许可情况下 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 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 脱硫工艺系统的设计寿命与对应 主机的剩余寿命相适应 8 除尘器应采用操作简易 维修方便 效率高的除尘器 第二章第二章 脱硫工艺选择及工艺计算脱硫工艺选择及工艺计算 2 1 脱硫工艺选择 脱硫工艺选择 2 1 1 主要脱硫工艺 主要脱硫工艺 2 1 1 1 目前主要的脱硫工艺 目前主要的脱硫工艺 1 燃烧前燃料脱硫工艺 燃料脱硫属源头治理措施 对减轻中途或 终端治理负担更有利 常用的措施有煤的洗选 液化 气化 加工脱硫和 煤的重油加氢脱硫 煤的强磁脱硫 煤的微波辐射脱硫等等 这些方法 目前应用范围有限 主要原因是费用较高 也有的还处于研制阶段 2 燃烧中炉内脱硫措施 这项措施中 目前主要有 炉内喷洒吸收 剂技术和燃用固硫型煤技术以及低氧燃烧技术 这些措施主要问题是脱硫 率低而低氧技术在平衡通风中难以实现 一般都用于微正压的燃油锅炉中 3 燃烧后烟气脱硫措施 烟气脱硫方法目前国内外都有很多种 按 反应产物的回收方式分为抛弃法和回收法两大类 反应后的含硫产物作为 废料而被抛弃极为抛弃法 反之将脱硫后的含硫产物作为副产品加以回收 利用即为回收法 抛弃法设备简单 投资及运行费用低 但易造成二次污 染 污染问题未得到彻底解决 脱硫效率低 回收法是将烟气中的 SO2加 以利用 变害为利 避免二次污染 但其系统复杂 操作难度大 投资及 运行费用高 当烟气中 SO2含量较高时 才有利用价值 目前已开发 100 多种烟气脱硫工艺 但真实实现商业化运行的仅十余 种 可分为干法 半干法 湿法等 其中湿法因具有脱硫效率高 脱硫剂 利用率高 运行可靠 适应性强等特点 应用广泛 目前我国燃煤锅炉脱 硫主要采用的是湿式烟气脱硫工艺 据统计市场占有率在 85 以上 2 1 1 2 主要的湿式脱硫工艺 主要的湿式脱硫工艺 湿法烟气脱硫技术的特点 是整个脱硫系统位于烟道的末端 除尘系 统之后 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 所以脱硫后的烟气一般需经再加热才能从烟囱 排出 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 吸收剂离子利用率高 在与硫反应比等于 1 时 可达到 90 以上的脱硫效 率 适合于大型燃煤锅炉的烟气脱硫 湿法脱硫工艺可以根据脱硫剂种类分为钙法 钠法 镁法 氨法 双 碱法和海水脱硫法等 中小型燃煤工业锅炉可结合当地的具体条件 选择 各种合适的脱硫吸收剂 不但可以以采用常规的石灰 氧化镁和烧碱 纯 碱 还可充分利用各种造纸 印染 炼焦等工业的碱性废水 废氨水和锅 炉冲渣水 排污水 达到以废治废的效果 并可实现除尘脱硫一体化 国内外大型电厂大都采用石灰石 石膏法脱硫工艺 其技术成熟 脱 硫效率高 脱硫剂利用率高 此外技术要求高 条件控制不当易产生结垢 设备维护成本高 堵塞设备 管道 因此不适用于中小型燃煤工业锅炉 2 1 1 3 几种湿式脱硫工艺方法的比较 几种湿式脱硫工艺方法的比较 湿式烟气脱硫方法也分很多种 1 湿法石灰石 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 SO2 生成半水亚硫酸钙或石膏 这种曾在 70 年代使用 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 运行可靠 适应性强 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 工 艺流程长 设备占地面积大 运行费用高 此外技术要求高 条件控制不 当易产生结垢 堵塞设备 管道 因此不适用于中小型燃煤工业锅炉 2 氨法烟气脱硫技术 该方法也广受重视 该法所得到的脱硫副产物硫酸氨可做肥料出售 具有较好的经济效益 然而 氨法脱硫技术通常存在的问题有 由于氨的 腐蚀性较强 对设备及管道腐蚀严重 另外 为了保证脱硫率 脱硫溶液 中的氨水浓度需要维持较高水平 这样在气液接触过程中 容易导致大量 的氨气挥发进入烟气中 造成氨的逃逸损失 同时 逃逸到烟气中的氨气 还很容易与烟气中的残留的二氧化硫作用 在烟气中形成难以捕集的铵盐 气溶胶粒子 导致严重的二次污染 虽然降低溶液中的氨水浓度可以减少 氨的逃逸 但脱硫率难以保证 并导致在回收硫酸铵时的溶液浓缩耗能显 著增加 这些问题极大的限制了氨法脱硫技术的实际推广 3 双碱法烟气脱硫技术 该法是为了克服石灰石 石灰法容易结垢的缺点而发展起来的 它先 用碱金属盐类如 NaOH Na2CO3 NaHCO3 Na2SO3等的水溶液吸收 SO2 然后再用另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收 SO2后的溶液再 生 再生后的吸收液循环使用 而 SO2则以石膏的形式析出 生成亚硫酸 钙和石膏 该法的优点是 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 该法可得到较高 的脱硫率 可达 90 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 并且在脱硫过程中 NaOH 的损失量较大 需要不断 补充 成本会有所增加 2 1 2 项目脱硫工艺的选择 项目脱硫工艺的选择 2 1 2 1 技术方案应当遵循的原则 技术方案应当遵循的原则 由于本工程为改造工程 在方案的选择中既要做到运行后达标排放要 求又要结合现场的实际情况与原有的工艺相结合 所以选择的技术方案应 当遵循以下原则 1 脱硫工艺技术为国家领先 成熟可靠 经济适用 稳定达标 2 脱硫塔等主要设备技术为国内领先 运行稳定可靠 3 脱硫液采用闭路循环 无二次污染 4 工程投资省 运行费用低 5 结构紧凑 布局合理 占地面积小 6 系统设备操作维护简单 不结垢 不堵塞 与锅炉运行率达 100 7 关键部件采用技术成熟可靠 使用寿命长 最使用的先进材料和 产品 8 使用当地可以稳定供应 价格较低 性能好的脱硫剂 9 设计科学严谨 工程核算实事求是 尽量减轻需方经济负担 降 低工程造价以及运行和维护成本 根据以上原则 通过对几种脱硫工艺的综合比较 结合鞍千矿的实际 情况 推荐采用双碱法脱硫工艺推荐采用双碱法脱硫工艺 2 1 2 2 双碱法法脱硫工艺描述 双碱法法脱硫工艺描述 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 中小型冶炼炉或冶炼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 以氢氧化钠溶液作 为脱硫启动剂 石灰水溶液作为脱硫置换剂进行循环脱硫 化学原理 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 再生吸收液产生 NaOH 付 产品为石膏 再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用 它的化学原理分为脱 硫过程 再生过程 氧化过程三部分 脱硫过程 2NaOH SO2 Na2SO3 H2O Na2SO3 SO2 H2O 2NaSO3 再生过程 用石灰乳 用氢氧化钙溶液对吸收液进行再生 2NaHSO3 Ca OH 2 Na2SO3 CaSO3 Na2SO3 Ca OH 2 2NaOH CaSO3 氧化反应 CaSO3 1 2H2O 1 2O2 CaSO4 1 2H2O 工艺描述 本项目工艺流程主要由 脱硫剂制备系统 烟气系统 脱硫浆液循环 系统 SO2吸收系统 电气仪表控制系统及脱硫副产物处理系统组成 脱硫剂制备系统脱硫剂制备系统 本工程脱硫剂烧碱或电石渣和石灰 要求纯度均 80 由于系统消耗 吸收剂量不大 因此吸收剂的加入采用人工控制加入 石灰加入到石灰浆 液池中 通过搅拌使其充分溶解形成乳浊液 通过 PH 值的显示控制加入 到再生池中的量及时间 加入到再生池中的石灰乳浊液与脱硫后的吸收液 混合 进行再生反应 反应完成后进入澄清池 烧碱或电石渣加入到澄清 池中 根据 PH 值的显示控制加入量和时间 溶解后直接通过脱硫泵送入 脱硫塔内 烟气系统烟气系统 烟气系统是指包括除尘器 烟气塔前降温装置 烟道和烟囱在内的若 干处理烟气的体系 从引风机后端引入的烟气 经原烟道及增设的引入烟 道进入脱硫塔内 原烟道在引入烟道接口后部增加一个档板门 当锅炉启 动和烟气脱硫装置发生故障 脱硫设备停运时 烟气由原烟道经烟囱排放 增设的引入烟道中设有二级喷淋降温装置 其位置设置于引入烟道末端文 丘里塔内 喷淋降温装置的运行根据引风机出口温度通过中控进行自动控 制 经过脱硫处理后烟气的最后由脱硫塔顶部出烟口进入烟囱 由于本工 程为烟气脱硫除尘工程 是在原有系统中加入脱硫系统和除尘系统 因此 脱硫后对烟气排放末端设备影响比较大 尤其是烟囱 脱硫后的烟气中水 蒸气的含量会有所增加 并且烟气的温度也会下降 对烟囱会产生比较严 重的露点腐蚀 建议对烟囱做内防腐建议对烟囱做内防腐 以提高烟囱的耐腐蚀能力 脱硫剂循环系统脱硫剂循环系统 循环池中的碱性浆液由循环泵输送到脱硫塔的喷嘴处 雾化液滴与烟 气进行交叉接触之后 回落到脱硫塔底部的回流槽中 再经回流槽回到再 生池中 当脱硫液的 PH 值低于一定值后 将石灰浆液池中已经制备完成 后的石灰乳浊液经浆液泵送至再生池中 与从脱硫塔中回流的浆液混合 将其中的亚硫酸钠 Na2SO3 和亚硫酸氢钠 NaHSO3 转化成具有脱硫作 用的钠碱溶液 并生成一定量亚硫酸钙 CaSO3 沉淀 再生后的吸收剂 经过沉淀池澄清后 进入澄清池 通过脱硫泵将钠碱的溶液泵送到脱硫塔 的喷淋层中进行脱硫 从而形成吸收液的闭路循环 亚硫酸钙 CaSO3 沉淀物经输送机排出 钠碱溶液一直处在 脱硫 再生 脱硫 循环过程中 再生池中最佳的 pH 值应控制在 6 8 之间 澄清池中最佳的 pH 值应选 择在 7 9 之间 如果 PH 值低于此值 浆液的吸收能力下降 最终影响到 SO2的脱硫效率 SO2吸收系统吸收系统 烟气经除尘器后从脱硫塔下部进入脱硫塔内 并向上运行 与喷淋层 向下喷出雾化后的吸收剂形成交叉接触 脱硫吸收剂中的 NaOH 和少量的 Ca OH 2 从烟气中捕获 SO2 SO3 HF HCI 等发生化学反应形成亚硫酸 盐溶液 并吸附烟气中的烟尘 净化后的烟气通过脱硫塔上部的除雾器除 去烟气中夹带的水 通过烟道进入烟囱排入大气 脱硫工艺流程图 电气仪表控制系统电气仪表控制系统 脱硫控制系统主要通过脱硫循环泵的控制来实现 脱硫循环泵的控制 采用远程控制和就地人工控制两种控制方式 脱硫系统在运行过程中 根 据锅炉机组的运行效率 由中控室的操作人员对脱硫循环泵发出远程控制 指令 来调整脱硫循环泵的工作 脱硫副产物处理系统脱硫副产物处理系统 循环池中的浆液经过一定时间的循环后 由于不断有石灰浆液补入 将达到循环池的容量 至此循环池中的浆液因无法继续补入脱硫剂而失去 脱硫能力 循环池中浆液的主要脱硫副产物为含有大量的 CaSO3 约占 80 以 上 及其它杂质 主要来源于烟气中的烟尘及脱硫剂中的杂质 的物料体系 考虑到投资成本的原因 建议其处理方法为抛弃法 根据脱硫系统运行的 情况 循环池浆液各成份的排放量约为 按吨煤计算 CaSO4 33 78kg 脱硫剂中的杂质 1 99kg 捕集的烟尘 1 03kg 水 11 77kg 上述数据是根据 煤质报告和系统运行能力推算所得 仅作参考 脱硫初级反应生成物中 以 Na2SO3和 NaHSO3为主 约占 60 90 极易溶于水 经再生池中石灰浆液的反应后生成 CaSO3 常温下属难溶盐 在水中溶解度约 0 8g 100gH2O 因此大部分均形成沉淀物 而在水中溶解 的部分对水质并没有污染 我国的污水排放标准体系中 GB9978 1996 污水综合排放标准 中对 CaSO3排放浓度和排放总量未有 明确规定 因此脱硫后的副产物浆液通过排污泵排入公司的污水处理管网 中 对污水处理难度及现有工艺不会产生任何影响 不会对环境造成污染 其排放是安全的 2 1 2 3 双碱法脱硫工艺技术特点 双碱法脱硫工艺技术特点 1 脱硫反应速率高 液气比较小 系统脱硫效率高 2 钠碱是循环使用的 其损耗量较低 而消耗品仍是价格低廉的石 灰 因此不会造成原材料成本上升 3 双碱法脱硫工艺 采用溶液吸收 不存在料浆结垢堵塞现象 4 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 5 整个脱硫循环系统闭路循环 不会产生废水 没有废水外排 不 会产生二次污染 2 2 脱硫工程设想 脱硫工程设想 2 2 1 脱硫装置的总平面布置 脱硫装置的总平面布置 脱硫系统按其工艺特性集中布置于炉后烟囱北侧 脱硫塔采取多炉一 塔的布置方式 实现统一控制 有效降低各项成本 脱硫剂制备系统 循环池 循环泵房整体新建 2 2 2 脱硫工艺系统设计 脱硫工艺系统设计 2 2 2 1 脱硫系统参数 脱硫系统参数 1 煤质检验报告 按常规煤质 煤质检验报告 3 1 序号名称单位数量 1全水分 Mt 16 2 2水分 Mad 4 78 3灰分 Aad 15 64 4挥发酚 Vdaf 41 49 5焦渣特征 1 8 2 6固定碳 FCad 46 56 7氢 Had 4 48 8全硫 St ad 0 85 空气干燥基高位发热量 Qgr ad KJ kg24000 9 收到基低位发热量 Qnet v ar KJ kg19930 2 锅炉工况条件 名称脱硫系统设计基础参数 锅炉热功率 MW29 锅炉出口烟气温度 180 锅炉出口烟气量 m3 h 87500 锅炉出口 SO2量 kg h109 9 锅炉出口 SO2浓度 mg Nm3 1256 锅炉出口烟尘浓度 mg m3 2000 设计基础 参数 一级除尘效率 95 本工程的锅炉按 1 台锅炉最大热功率计算烟气量和 SO2 配置脱硫设 备 2 2 2 2 系统设计 系统设计 本工程对 1 台 40t h 锅炉增加脱硫装置 根据煤质报告 计算锅炉的耗煤量 锅炉在正常运行期间的平均使用 热效率按 80 计 储低位发热量 4768 19930kgkcalkgkJQ y dw 1 锅炉耗煤量 最大小时耗煤量 hkgBj 6538 10008 04768 86 0 1029 6 2 锅炉烟气量计算 煤的理论空气量计算 kgm Q V netar 28 5 278 0 1000 19930 251 0 278 0 1000 251 0 3 0 式中 每千克收到基燃煤所需理论空气估算量 m3 kg 0 V 燃料燃烧烟气量的计算 0 1 77 0 1000 249 0 V Q V netar 28 5 155 1 77 0 1000 19930 249 0 8 64 m3 kg 式中 固体和液体燃烧烟气量 m3 kg 0 V 过量空气系数 层燃炉取 1 55 烟气量 b t VV p yi 325 101 273 273 39 96 325 101 273 180273 64 86538 hm 98533 3 式中 排烟量 m3 kg V 计算燃煤量 kg h i 每公斤燃料产生的烟气总体积 m3 kg y V 引风机前的排烟温度 p t 当地大气压 b 3 锅炉 SO2计算 32 64 100 100 1 2 2 Sar BCM SO SO hkg 5 94 32 64 100 85 0 85 06538 式中 B 锅炉的燃煤量 kg h 脱硫效率 2 SO 燃煤的应用基硫份 0 85 根据煤质分析报告 ar S C 燃煤中的含硫量燃煤后氧化成 SO2的份额 取 0 85 4 脱硫塔的选择 本项目中 根据 1 台 40t h 锅炉的排烟量 配置脱硫塔的规格为 直径 3200mm 高度为 20000mm 5 循环供水系统 根据该项目的实际情况 配套脱硫设备后 配套循环供水系统 脱硫泵 根据设备雾化装置的实验 液气比取 1 2L Nm3计算循环量 29MW 机 组循环流量为 120t h 选用脱硫泵为流量 120t h 扬程 32 米 配套电机功 率为 30KW 共两台 一用一备 循环水池 新建循环水池的尺寸将考虑脱硫系统的总用水量及脱硫剂浆液中固体 悬浮物充分沉淀 具体设计尺寸为 循环池 V 160m3 8m 8m 2 5m 6 合理选择脱硫剂即关系到脱硫效率 又关系到脱硫的运行成本 本工程选择烧碱作为主要脱硫剂 氧化钙为置换剂 主要消耗材料 氧 化钙的含量 80 粒径大于 200 目 钙浆液浓度 12 15 设计置换比为 2 1 1 推算钙硫比为 1 05 1 29MW 锅炉烟气 SO2量 94 5kg h 氧化钙消耗量 94 5 0 8 1 05 79 38kg h 烧碱消耗量 94 5 2 1 198 45kg 每 25 天加一次 由于 29MW 机组烟气脱硫系统中吸收剂的用量相对来说不大 因此脱 硫剂制备系统暂时不需要采用机械加药装置 加药采用人工方式 根据石 灰浆液池和澄清池中的 PH 值 确定加药量 7 脱硫副产品处理系统 通过清渣行车或输送机将循环池中的沉淀物清除 最后将沉淀物一起 外运或做其它处理 8 工艺水系统 双碱法湿式烟气脱硫工艺装置所用的工艺水来源于厂区工业水 在脱 硫系统正常运行的情况下 考虑到镁盐附带水分和结晶水 以及挥发 飘 失等因素 通过液位控制自动将水直接补充至循环池中参与脱硫循环 9 废水处理系统 本工程脱硫废水排往循环池中循环利用 不外排 2 2 2 3 脱硫系统配套土建工程 脱硫系统配套土建工程 1 设计依据 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 年版 混凝土结构设计规范 GB50003 2001 2008 年版 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 建筑防火设计规范 GB50016 2006 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 砌体结构设计规范 GB50003 2001 其它相关设计规范 2 工程组成 本工程新建脱硫循环池一座及脱硫泵泵房 本工程脱硫循环池占地面积 128m2 泵房建筑面积 32m2 3 建筑说明 屋面 自上而下 4 厚自带保护层 SBS 改性沥青防水卷材一道 30 厚 C20 细石砼找平层 加气混凝土块找坡 2 最薄处 30 厚 80 厚聚苯保 温 S 0 3 3 厚 SBS 道隔汽层 1 2 水泥砂浆找平 钢筋砼现浇板 外墙面 刷外墙涂料 8 厚 1 2 5 水泥砂浆抹面 12 厚 1 3 水泥砂浆打 底扫毛 顶棚 刷内墙涂料 板底石膏腻子刮平 现浇钢筋混凝土板 内墙面 刷内墙涂料 5 厚 1 2 5 水泥砂浆抹面 压实赶光 15 厚 1 3 水泥砂浆打底 地面 20 厚 1 2 水泥砂浆压实抹光 水泥浆一道 内掺建筑胶 80 厚 C15 混凝土垫层 素土夯实 踢脚 8 厚 1 2 5 水泥砂浆罩面压实赶光 水泥浆一道 8 厚 1 3 水泥 砂浆打底扫毛 踢脚高 120 门窗 木门为防火门 油棕色调和漆 窗为塑钢窗 4 结构说明 基本参数 抗震设防烈度 6 度 设计基本地震加速度值为 0 05g 第一组 基本风压 0 70kN m2 基本雪压 1 35kN m2 冻土深度 1 5m 材料与做法 泵房为砖混结构 屋面为钢筋砼现浇屋面 墙体为 M5 水泥砂浆砌筑 Mu10 多孔砖 墙下条基为 C25 毛石砼浇筑 循环池为钢筋混凝土结构 2 3 脱硝技术选择及工艺脱硝技术选择及工艺 2 3 12 3 1 技术概况技术概况 二氧化硫是大气的重要污染源之一 其污染危害甚大 故七十年代中 研究烟气脱硫技术被许多国家列为防治大气污染的重点 相继建成了一些 工业规模的实用的处理装置 与此同时 对大气污染中的另一个大问题 即氮氧化物 NOX 的污染问题 人们也开始了防治技术的研究和开发 NOX 在阳光的作用下会引起光化学反应 形成光化学烟雾 从而造成严重 的大气污染 七十年代以来 NOX 的大气污染问题已被日益重视 人们发现 人体健康的伤害 高含量硝酸雨 光化学烟雾 臭氧减少以及其他一些问 题均与低浓度 NOX 有关系 而且其危害性比人们原先设想的要大得多 目前 NOX 排放问题美国和日本考虑得较多 日本早已定出了世界上最严 格的 NOX 排放标准 在以煤和油为燃料的锅炉上增加消除 NOX 设备的技术 措施 日本是领先的国家 美国还在争取获得这种技术 2 3 22 3 2 技术特点技术特点 该技术是在燃烧的烟气中加入氧化剂 使烟气中的 NOX 氧化 然后以 含有铁催化剂的硫酸和硝酸稀溶液进行洗涤 使 SO2 和 NOX 同时除去 所 以 这种技术也称为湿式脱硫 脱氮技术 2 3 32 3 3 工艺流程工艺流程 由鼓风机送来的燃料 烟气 在洗涤塔中用水洗涤 冷却到 55 60 然后与来自氧化发生器的含氧化剂的空气混合 使排气中的 NOX 氧化 氧 化剂添加的比例一般控制在 0 5 1 7 范围内 对 NO 的克分子比 这时亚硫 酸气不被氧化 另外烟气中的尘埃并不消耗氧化剂 氧化剂只对 NOX 有选 择性地氧化 经过氧化剂氧化的烟气送入吸收塔 与含有硫酸 硝酸和铁 催化剂的吸收液以 30 50 升 标准米 3 的液气比进行对流接触 在吸收塔内 NOX 一部分变成硝酸 其他被还原成为一氧化二氮或氮气等无害气体与烟 气一起排出 亚硫酸气在吸收塔内被吸收后成为亚硫酸 其他部分则在铁 催化剂作用下 被烟气中的氧氧化而变成硫酸 接着 吸收液从吸收塔底 部被送到氧化塔 在氧化塔中由从塔底送来的空气进一步氧化 一部分没 有被氧化的亚硫酸经过氧化和催化剂的再生过程后循环到吸收塔 这时循 环液的一部分被抽送到石膏制造工序中去 生成的硫酸在结晶槽内和石灰 粉反应 生成石膏 经离心分离机脱水 作为副产品得到回收 母液则送 回吸收系统 为了避免来自烟气 石灰石中的杂质和因脱 NOX 而生成的硝 酸积存于循环吸收液中 所以在石膏制造过程总要抽出一部分母液 使其 经过排水处理后 放出系统之外 排水处理是通过 PH 调节来回收催化剂 此外还包括了符合排放标准的中和处理 生化法除 NO3 等部分 生化处理 为多级式嫌气性分解 NO3 由供给的甲醇和微生物的活动使其分解为水和 氮气而被除去 整个处理装置通过氧化剂氧化 吸收氧化 石膏结晶等工艺程序对排 烟中的 SOX 和 NOX 进行处理 它完全不受烧煤时产生的烟气中的碳和包括 重金属在内的尘埃的影响而能稳定地工作 第三章第三章 主体设备设计说明主体设备设计说明 3 1 主要设备原型原则 主要设备原型原则 1 脱硫塔的基本要求 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 200mg Nm3 脱硫塔采用喷淋塔形式 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 喷淋层采用螺旋喷嘴 大大增加喷嘴的使用寿命和使用效果 三级喷淋将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔内 以保证高脱 硫效率 并具有一定的除尘效果 脱硫塔单独配脱硫泵 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产生影响 整个脱硫 系统随锅炉一起检修 2 烟道的基本要求 1 烟道设计应符合中华人民共和国电力行业标准 火力发电供热公司 烟风煤粉管道设计技术规程 DL T5121 2000 2 烟道各段采用接触式平端对接连接而成 确保连接部位的强度及密 封性 3 2 脱硫塔 脱硫塔 作为脱硫工程的主要设备 脱硫塔 其设计的合理性及可操作性对于 脱硫工程的合格与否尤为重要 根据脱硫塔的工况条件 确定外壳采用碳 钢 内衬用玻璃鳞片防腐材质作为脱硫塔的主要材料 玻璃鳞片防腐用于 制作烟气脱硫装置始于 20 世纪 70 年代初 尤其是酚醛环氧乙烯基酯树脂 的开发 针对烟气脱硫独特要求的试验研究 采用乙烯基酯树脂做成的玻 璃纤维增强塑料在许多湿法脱硫系统中获得了成功应用 我国的烟气脱硫开始于 1996 年 主要在燃煤电厂和冶金行业上得到了 应用 最早的电厂烟气脱硫工程是海水脱硫工艺 随着近几年国家对环保 工作加大了管理力度 烟气脱硫逐渐形成了一种产业 市场前景非常不错 但与发达国家相比 我国用于烟气脱硫系统的玻璃钢制品