75t锅炉脱硫技术设计方案.doc

75t h75t h 煤粉炉烟气脱硫煤粉炉烟气脱硫 湿式钙法湿式钙法 技技 术术 方方 案案 目目 录录 1 总则 1 2 概述 2 2 1 项目概述 2 2 2 脱硫系统概述 2 2 3 总体设计原则 3 2 4 设计主要标准和规范 3 2 5 设计参数 4 3 脱硫工艺说明 5 3 1 湿式钙法脱硫工艺介绍 5 3 2 工艺特点 6 4 1 处理烟气量 7 4 2 SO2原始排放浓度 7 4 3 脱硫效率 7 4 4 生石灰粉耗量 年脱硫量 石膏年产量 7 4 5 脱硫反应循环液气比 7 4 6 Ca S 摩尔比 7 4 7 10 CaO 浆液量 8 4 8 溶液循环流量 8 4 9 耗水量 8 4 10 电耗量 8 5 运行费用 单台系统 8 5 1 经济指标 8 5 2 脱硫运行成本 8 6 建造费用 9 3 3 7 75 5t t h h 煤煤粉粉炉炉烟烟气气脱脱硫硫工工程程 1 1 总则总则 1 本技术方案适用于中盐吉兰泰盐化集团制碱事业部 3 75t h 煤粉炉烟气脱硫工 程 根据环保要求 结合业主实际情况及业主方要求 对中盐吉兰泰盐化集团制碱事业 部 3 75t h 煤粉炉烟气脱硫工程编制本技术方案 本技术方案设计为三炉三塔湿式钙法 法脱硫工艺 脱硫效率达到 98 以上 能够满足国家现有的相关安全 环保等强制性法 规 标准的要求 并具有前瞻性 2 本技术方案的内容是按 3 75t h 煤粉炉脱硫系统编制 其中脱硫岛主要包括浆 液制备及输送系统 烟气系统 SO2吸收系统 工艺水系统 副产品处理系统 脱硫岛外 辅助系统主要包括向脱硫岛的供电 供水 供气及结构建筑工程部分 3 脱硫装置是完整的 安全的 经济的 可靠的 脱硫装置按 20 年寿命设计 所 提供的设备是最新技术 4 本工程设计根据目前国内同类型锅炉烟气脱硫项目的经验 并结合本工程的实际 情况 原则上设备及材料国内采购 关键设备进口 5 脱硫岛整体设计布局紧凑 合理 系统顺畅 运行经济 节省占地 节省投资 脱硫工艺流程合理 并缩短各种工艺管线 及维护和检修的方便 6 贯彻节约用水的原则 减少水量消耗 7 工艺系统设计和设备技术先进 安全可靠与锅炉 100 同步运行 8 系统年利用小时数按 8400 小时考虑 24 小时 350 天 2 2 概述概述 2 2 1 1 项项目目概概述述 中盐吉兰泰盐化集团制碱事业部现有 75t h 煤粉炉三台 从锅炉烟囱排出的废气含 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 河北华强科技开发有限公司对业主方提供的锅炉相关数据资料进行了认真分析 根 据业主的实际情况和具体要求 结合我公司的技术优势 采用湿式法烟气脱硫工艺的技 术方案 脱硫系统采用三炉三塔设计方案 我公司引进国外先进 可靠性高 技术成熟的喷淋空塔烟气脱硫工艺 对该技术进 行深入的研究 消化 并在工程实践中不断优化和完善该工艺 比如脱硫塔烟气均流装 置已形成了具有自身特色的高效脱硫技术工艺 2 2 2 2 脱脱硫硫系系统统概概述述 2 2 1 本工程为脱硫塔改造工程 我公司根据贵公司提供的数据设计如下方案 1 炉内喷钙脱硫 炉外半干法脱硫 原有设备 炉内喷钙脱硫效率 50 炉外半干 法脱硫效率 80 贵公司提供的数据为 SO2初始浓度为 4500mg Nm3 脱硫后净 烟气 SO2浓度为 150mg Nm3 4500mg Nm3 50 20 450mg Nm3 故这种改造方 式不能达到脱硫要求 2 炉外半干法脱硫 原有设备 冲渣水脱硫 贵公司提供的冲渣水数据为 170m3 h 如此水量只能让 SO2浓度为 4500mg Nm3脱硫至 2600mg Nm3左右 而半干法脱硫 原有设备 脱硫效率为 80 即 2600mg Nm3 0 2 520mg Nm3 故这种改造方式 亦不能达到脱硫要求 3 湿法 石灰 石膏法 烟气脱硫装置 此法烟气脱硫是现今用途最广 工艺最成 熟 脱硫效率较高的一种脱硫工艺 在合适液气比的情况下可达到 98 以上 按 SO2浓度为 4500mg Nm3计算 4500mg Nm3 0 02 90mg Nm3 完全满足环保要求 2 2 2 本工程为在 75t h 煤粉炉引风机出口烟道至主烟囱间建设烟气脱硫装置 脱硫入 口烟气接自煤粉炉引风机出口经烟道至脱硫塔 经过脱硫后 净烟气通过塔顶烟囱排放 新标准规定系统不设旁路系统 2 2 3 本工程建设内容为烟气系统 SO2吸收系统 吸收剂输贮及制备系统 副产物系统 检修起吊设施 废水处理系统 烟囱防腐 给排水系统 热力系统 供配电系统 仪表 及控制系统 通信及火灾自动报警系统 结构建筑 总图及运输等保证脱硫系统正常运 行的全部设施 2 2 3 3 总总体体设设计计原原则则 本装置采用三炉三塔系统配置 烟气脱硫效达 98 以上 按照 工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ462 2009 的规定和中盐 吉兰泰盐化集团制碱事业部的要求 烟气脱硫后达到如下指标 SO2 150 mg Nm3 烟尘 50 mg Nm3 脱硫工艺系统主要由吸收浆液制备及输送系统 烟气系统 SO2吸收系统 工艺水系 统 脱硫副产品处理系统 电气控制系统 滤液处理系统组成 烟气进入吸收塔进行脱硫 脱硫后的净烟气通过塔顶烟囱或者经原烟囱排放至大气 2 2 4 4 设设计计主主要要标标准准和和规规范范 序号规范名称规范版本号 1 工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ462 2009 2 中华人民共和国环境保护法 1989 12 3 大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 4 工业窑炉大气污染排放标准 GB9078 1996 5 酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案 环发 1997 634 号 6 环境空气质量标准 GB3095 2003 7 火电厂烟气脱硫工程技术规范 HJ T179 2005 8 污水综合排放标准 GB8978 1996 9 工厂企业厂界噪声标准 GB12348 10 恶臭污染物排放标准 GB14554 03 序号规范名称规范版本号 11 建筑设计防火规范 GBJ16 87 12 工业设备 管道防腐蚀工程施工及验收规范 HGJ229 91 13 工业设备及管道绝热工程设计规范 GB50264 97 14 污染源在线自动监控 监测 数据采集传输仪技术要求 HJ477 2009 15 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92 2 5 设计参数 2 5 煤粉炉烟气参数 序号名 称单 位75t h 煤粉炉备 注 1 工况烟气量 m3 h159000 引风机风量 2 排烟温度 140 3 标况烟气量 Nm3 h 4 烟气 SO2含量 mg Nm3 取 4500 计算 5 烟气烟尘含量 mg Nm350 6 年运行时间 小时 8400 350 天计算 2 5 2 脱硫剂参数 2 5 3 能源介质条件 1 电源 220 380V 10 单相 三相 频率 50Hz 2 2 蒸汽 0 6 0 8MPa 表压 3 原水 在界区处的工作数据 温度 地下水 绝压 0 4MPa 序号名称数值 1 氧化钙 85 2 二氧化硅 6 0 3 氧化镁 4 0 4 细度 10 筛余 200 目 经过滤 无泥砂 腐蚀性物质和有机物 3 3 脱硫工艺脱硫工艺说明说明 3 3 1 1 湿湿式式钙钙法法脱脱硫硫工工艺艺 介介绍绍 3 1 1 原理 湿式钙法脱硫工艺是一种利用碱金属钙的氧化物 氢氧化物作为 SO2的吸收剂 净 化处理烟气的工艺 系统主要由吸收剂制备系统 二氧化硫吸收系统和烟气系统组成 来自除尘器的烟气经过升压后经原烟道挡板门后进入吸收塔 在吸收塔内进行 SO2的脱 除 吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔 分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面 这 些液滴与塔内烟气逆流接触 发生传质与吸收反应 烟气中的 SO2 SO3被吸收 SO2吸收 产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏 为了维持吸收液恒定的 pH 值并减少石灰耗量 石灰浆液被连续加入吸收塔 同时吸 收塔内的吸收剂浆液被搅拌机 氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动 以加快石灰在浆 液中的均布和溶解 3 1 2 化学过程 1 SO2 H2O H2SO3 吸收 2 Ca OH 2 H2SO3 CaSO3 2H2O 中和 3 CaSO3 1 2 O2 CaSO4 氧化 4 CaSO3 1 2 H2O CaSO3 1 2H2O 结晶 5 CaSO4 2H2O CaSO4 2H2O 结晶 6 CaSO3 H2SO3 Ca HSO3 2 pH 控制 同时烟气中的 HCL HF 与 Ca OH 2的反应 生成 CaCl2或 CaF2 吸收塔中的 pH 值通 过注入石灰石浆液进行调节与控制 一般 pH 值在 5 5 6 5 之间 3 1 3 工艺流程图 本工程脱硫系统由烟气系统 喷淋反应塔吸收系统 氧化钙制浆系统 石膏回收系 统 废水处理系统 工艺水系统 自动控制系统等组成 氧化钙湿法脱硫工艺流程 氧化钙粉经加水消化制成 10 15 浓度的浆液 用乳液 泵打入脱硫塔下部贮液槽中 再经循环泵打入喷淋系统 喷淋脱硫 为了避免溶液饱和 塔底定期自动外排 5 左右的脱硫废水 废水经处理后大部分循环回用 小部分达标后排 放 在我国 重庆珞璜电厂首次引进了日本三菱公司的石灰石 石膏湿法脱硫工艺 脱 硫装置与两台 360MW 燃煤机组相配套 机组燃煤含硫量为 4 02 脱硫装置入口烟气二 氧化硫浓度为 3500ppm 设计脱硫效率大于 95 该工艺的流程图见下图 C aO 详细脱硫除尘流程图见附图 详细脱硫除尘流程图见附图 3 3 2 2 工工艺艺特特点点 1 脱硫效率高 湿式钙法脱硫工艺脱硫率高达 98 以上 脱硫后的烟气不但二氧 化硫浓度很低 而且烟气含尘量也大大减少 2 技术成熟 运行可靠性好 国外湿式钙法脱硫装置投运率一般可达 98 以上 由于其发展历史长 技术成熟 运行经验多 因此不会因脱硫设备而影响设备的正常运 行 特别是新建脱硫工程采用湿法脱硫工艺 使用寿命长 可取得良好的投资效益 3 吸收剂资源丰富 价格便宜 作为湿式钙法脱硫工艺吸收剂的石灰石 在我国 分布很广 资源丰富 许多地区石灰石品位也很好 碳酸钙含量在 90 以上 优者可达 95 以上 制得石灰价格也低廉 运行费用低 4 脱硫副产物便于综合利用 湿式钙法脱硫工艺的脱硫副产物为脱硫石膏 在日 本 德国脱硫石膏年产量分别为 250 万吨和 350 万吨左右 基本上都能综合利用 主要 用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂 脱硫副产物综合利用 不仅可以增加厂效益 降低运行费用 而且可以减少脱硫副产物处置费用 延长灰场使用年限 5 技术进步快 近年来国外对石灰 石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断的改 进 如吸收装置由原来的冷却 吸收 氧化三塔合为一塔 塔内流速大幅度提高 喷嘴 性能进一步改善等 通过技术进步和创新 可望使该工艺占地面积较大等问题逐步得到 妥善解决 6 占地面积小 锅炉现场虽然紧凑 但完全能够满足工艺设备布置 7 采用 PLC 模块控制 整套设备自动化程度高 操作简便 控制可靠 启停灵活 4 脱硫工艺计算 单台计算 4 4 1 1 处处理理烟烟气气量量 引风机风量 159000m3 h 4 4 2 2 S SO O2 2原原始始排排放放浓浓度度 本设计浓度为 4500mg Nm3 4 4 3 3 脱脱硫硫效效率率 本脱硫系统的脱硫效率应不低于 以满足排标要求 4500 150 4500 100 96 6 4 4 4 4 生生石石灰灰粉粉耗耗量量 年年脱脱硫硫量量 石石膏膏年年产产量量 由 3 1 2可可简简化化成成化化学学方方程程式式 S SO O2 2 2 2H H2 2O O G Ga a0 0 1 1 2 2O O2 2 G Ga aS SO O3 3 2 2H H2 2O O 32 56 156 6010 X Y 每小时石灰耗量 G石灰 h 103 6010 56 32 8400h 85 1473kg h 石灰年耗量 G 石灰 a 6010 56 32 85 12375t a 年脱硫量 GSO2 159000m3 0 0045kg 8400h 10 3 6010t a 石膏年产量 6010 156 32 1 1 32230t a 4 4 5 5 脱脱硫硫反反应应循循环环液液气气比比 取 12 15 L Nm3 4 4 6 6 C Ca a S S 摩摩尔尔比比 取 1 05 4 4 7 7 1 10 0 C Ca aO O 浆浆液液量量 每小时 CaO 浆液量 G 1473 10 14730 kg h 4 4 8 8 溶溶液液循循环环流流量量 循环量 G循环 1908 2385 m3 h 4 4 9 9 耗耗水水量量 每小时蒸发耗水量 0 6 t 每年耗水量 G 5040 t 4 4 1 10 0 电电耗耗量量 电耗量 520kWh 5 5 运行费用