半干法脱硫方案资料

烟气脱硫技能方法平方情况第一章是项目概述1.1项目概述某钢厂将对该厂烧结机后的烟气进行烟气脱硫处理。目前，烧结机烟气流动为烧结机-除尘器-抽风机-烟囱。除尘器采用多管除尘器，除尘效率90%以上。主要来源如下：主要原始数据表项目单比特量标准总烟气量(湿)Nm3/h480000抽风机数量台湾2抽风机出口烟气温度140实际烟雾量m3/h726150集尘器入口处的灰尘浓度mg/Nm31590集尘器效率%90抽风机出口粉尘浓度mg/Nm3159吸风机出口硫浓度mg/Nm323451.2主流烟气脱硫方法烟气脱硫是世界上唯一的大型商业脱硫方法，也是控制酸雨和二氧化硫污染最有效、最主要的技术手段。烟气脱硫的基本原理是用碱性物质吸收二氧化硫。根据脱硫剂的种类，针对目前国内实际应用项目，烟气脱硫技术可分为以下几种方法：1.基于石灰石和生石灰的钙法；2.基于镁化合物的镁法；3.基于钠化合物的钠法或碱法；4.以化肥生产中的废氨水为基础的氨法；最常用的商业技术是钙法，占90%以上。其中，石灰石-石膏湿法和循环流化床半干法烟气脱硫系统应用最为广泛。对于本项目，我公司将分别对上述两种脱硫方法进行设计和描述，最后给出两种方案的比较结果。1.3主要设计原则鉴于本脱硫工程的建设规模，本着投资少、见效快、系统简单可靠等原则。我们在设计过程中主要遵循以下主要设计原则：1.脱硫剂采用外购成品石灰石粉(半干法消石灰粉)，厂内无脱硫剂制备车间。2.考虑到烧结机抽风机出口烟气中的硫浓度为2345 mg/Nm3，且浓度不是很高，在满足环保排放指标的前提下，脱硫装置的设计脱硫效率 90%。3.脱硫装置设有单独的控制室，由可编程控制器程序控制。同时考虑与主体工程的信号连接。4.脱硫装置应尽可能靠近烟囱布置，以减少烟道长度，减少管道阻力和工程投资。第二章石灰石-石膏湿法脱硫方案2.1工艺简介石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最广泛、最可靠的工艺。在该过程中，石灰石浆液用作吸收剂，烟气在吸收塔中通过石灰石浆液被洗涤，并反应以去除烟气中的SO2。反应生成的亚硫酸钙通过强制氧化生成含有两种结晶水的硫酸钙(石膏)。图2.1石灰石-石膏湿法脱硫工艺流程图工艺流程图如图2.1所示。工艺类型为：圆柱形空塔，吸收剂和烟气在塔内逆流，吸收和氧化在同一塔内，喷淋层在塔内，强制氧化。与其他脱硫工艺相比，石灰石-石膏湿法脱硫工艺具有以下主要特点：脱硫效率高，达到95%以上；吸收剂的化学剂量比低，脱硫剂的消耗量低。低液气比降低了脱硫系统的能耗。可以得到高纯度的脱硫副产物石膏，为脱硫副产物的综合利用创造了有利条件；采用空塔型，在减小吸收塔内径的同时减少占地面积。使用廉价易得的石灰石作为吸收剂；该系统可靠性高，系统的可用率可达97%以上。对锅炉用煤的煤质变化具有良好的适应性。它对锅炉负荷变化有很好的适应性。2.2反应原理用于去除SOx的浆料收集在吸收塔的浆料罐中氧化：钙(高铁酸盐)2碳酸钙氧化二氧化碳H2O石膏形成：硫酸钙2H2OSO2去除的总反应方程式：CaCO3 SO2 O2 2H2OCaSO4 2H2O CO2吸收塔中的二氧化碳改善了石灰石在水中的低溶解度。碳酸氢钙通过溶解过程产生。碳酸氢钙与二氧化硫反应生成可溶性亚硫酸氢钙。在氧化区，亚硫酸氢钙与空气中的氧气反应生成硫酸钙。浆料中的硫酸钙重结晶，生成二水硫酸钙，即石膏。吸收塔内整个脱硫反应的化学反应如图2.2所示。2.3本方案的系统描述本项目石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置主要由以下系统组成：1)吸收剂制备和供应系统石灰石粉在本脱硫方案中用作脱硫吸收剂。合格的石灰石粉用罐车运输到工厂。通过气力输送送至石灰石粉仓，通过仓底称重给料机送至石灰石浆液罐进行混合配料。石灰石粉和水连续加入脱硫剂浆液罐中，脱硫剂浆液罐中石灰石浆液的固体含量为20-30%(重量)。浆液被泵入脱硫吸收塔。为了使浆液混合均匀，防止沉淀，在脱硫剂浆液罐的顶部安装了一个自上而下的搅拌器。2)SO2吸收系统SO2吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括吸收塔、循环浆液泵、氧化风机、石膏排出泵、搅拌器等设施设备。在吸收塔中，烟气中的SO2被吸收浆液洗涤图2.2吸收塔不同区域化学反应示意图聚酯与浆液中的碳酸钙反应，被吸收塔底部循环浆液槽中输送的空气强制氧化，最终生成石膏晶体，石膏晶体由石膏浆液排出泵从吸收塔排出，送至石膏浆液处理系统脱水。吸收塔出口设置除雾器，去除脱硫烟气携带的细小液滴，使烟气在液滴含量小于100mg/Nm3的情况下排出。目前，湿法脱硫吸收塔集成了脱硫、氧化和除尘功能，大大简化了系统。吸收塔为圆筒形，钢结构，防腐衬里。吸收塔底部为循环浆液罐，上部分为喷淋层和除雾器。喷淋层设置在吸收塔的中部和上部，每个喷淋层由一系列喷嘴组成，用于循环浆液的精制和喷淋。喷淋层包括主管和支管，主管的侧支管成对设置，主管内设有喷嘴。喷嘴的这种布置可以在吸收塔的横截面上实现均匀的喷射效果。吸收塔循环泵将塔内浆液循环至喷淋层。为了防止因塔内沉淀物被吸入泵体而造成泵的堵塞或损坏以及喷嘴的堵塞，在循环泵的前面安装了一个格栅过滤网(位于塔内)。当一台循环泵出现故障时，烟气脱硫系统可以正常运行。如果所有循环泵关闭，烟气脱硫系统将关闭，烟气将旁路。当脱硫系统断开或发生事故停车需要维护时，吸收塔内的吸收浆液由浆液排放泵排出，并储存在事故浆液罐中，以维护脱硫塔。3)烟气系统烧结机的所有烟气经过除尘器、引风机和脱硫系统入口挡板门后进入脱硫吸收塔。洗涤脱硫后的烟气温度约为50，通过脱硫系统出口挡板门进入主烟道，最后通过烟囱排入大气。在锅炉正常运行期间，脱硫系统也同时运行，仅在特殊情况和故障条件下允许脱硫系统旁路。此时，锅炉在没有脱硫装置的情况下运行(烟气通过总管脱硫吸收塔排出的石膏浆液固含量约为15%-20%。本项目脱硫石膏主要考虑综合利用，不能利用时将废弃。为了便于石膏的运输和储存，需要进行脱水处理。石膏浆液经水力旋流器浓缩至固含量为40-50%左右，然后进入石膏脱水装置，脱水后的石膏固体的地表水含量小于10%，脱水后的石膏送至石膏仓库储存和运输。石膏旋流器分离出的溢流液和浓缩石膏浸出液进入石膏滤液回收水箱(罐)。石膏滤液由石膏滤液回收泵抽回吸收塔和脱硫浆液罐循环使用。部分过滤后的水将作为废水排放至钢厂废水处理车间集中处理。5)工艺用水和其他辅助系统钢铁厂的脱硫水，即工艺用水，主要用于吸收塔补水、吸收剂加湿搅拌水、吸收塔除雾器冲洗水、管道冲洗水、机泵润滑冷却水。烟气脱硫装置的浆液管道和浆液泵在停车时需要冲洗，冲洗水收集在附近的排水池中。本工程设置了一个排水池。事故浆液罐设计用于在吸收塔需要维护和排空时，将浆液储存在单个吸收塔的浆液罐中，并在吸收塔重新启动时用作石膏晶种。本项目设置了一套事故浆液系统，用于浆液返回吸收塔。2.4石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置主要设备清单主要设备清单序列号名字规格型号单位量注意1烟雾系统1.1烟道钢铁大量大约60岁1.2挡烟板1.2.1烟气脱硫入口粗烟气挡板电动单轴双百叶窗式A21.2.2烟气脱硫出口净烟气挡板电动单轴双百叶窗式A21.2.3烟气脱硫旁路烟气挡板电动双轴双快门式A21.2.4密封鼓风机离心式鼓风机台湾2挡板门匹配1.2.5密封空气加热器类型：电加热器；加热阶段为：2，温度升至100；台湾1挡板门匹配1.3辅助鼓风机流量：480000Nm3；头部：1700帕；双吸双支撑离心式；电机功率：560千瓦台湾12二氧化硫吸收系统2.1吸收塔总高度为21.5米，底部反应罐直径为7米，浆液体积为250立方米座位12.2吸收塔浆液循环泵吸收塔浆液循环泵a类型：卧式离心泵；电机；额定功率：185千瓦台湾1吸收塔浆液循环泵b类型：卧式离心泵；电机；额定功率：150千瓦台湾1吸收塔浆液循环泵c类型：卧式离心泵；电机；额定功率：150千瓦台湾12.3氧化风机类型：罗茨鼓风机；入口流量：2200 nm3/h；出口压力：75千帕；电机；额定功率：75kW；台湾22.4吸收器搅拌器电机；额定功率：11kW；台湾32.5石膏浆液排出泵类型：卧式离心泵；头部：30毫米；体积流量：30m3/h台湾23疏散系统3.1事故泥浆罐钢，V=250m3， 6M9.3m座位1事故泥浆罐搅拌器顶托类型N=18.5KW千瓦台湾13.3事故泥浆泵类型：卧式离心泵；头部：20毫米；体积流量：25m3/h台湾14石膏脱水系统4.1石膏旋风站Q=25m3/h台湾14.2真空带式脱水机Q=3.3 t/h台湾14.3真空泵Q=2100m3/h，真空度-50千帕台湾14.4恢复池V=40m3。A14.5回收池搅拌器顶托类型，N=5.5kW千瓦台湾14.6回收泵Q=30m3/h，H=27m台湾25石灰石浆液制备系统5.1钢石灰石粉储料仓v有效=120m3A15.2石灰石泥浆罐v有效=40m3A15.3石灰石泥浆罐搅拌器顶托类型，N=7.5kW千瓦台湾15.4石灰石浆液泵Q=20m3/h，H=22m台湾2第三章循环流化床半干法脱硫方案3.1反应原理烧结机烟气通过烟道进入吸收塔。这里，高温烟气与添加的吸收剂和循环灰充分混合进行初步脱硫反应，然后通过吸收塔底部的文丘里管加速。吸收剂和循环脱硫灰在气流的冲击下悬浮，形成循环流化床，进行充分的脱硫反应。循环流化床具有最佳的传热传质特性。这个区域的流体处于强烈的湍流状态。循环流化床中的钙硫值可达40-50，这是由细颗粒与烟气的最大速度差决定的。颗粒反应界面的持续摩擦和碰撞更新大大增强了脱硫反应的传质和传热。吸收塔文丘里出口膨胀段设置一套高压喷水装置。雾化后，喷淋水一方面润湿颗粒表面，另一方面将烟气温度降低到露点温度以上15-20 ,产生良好的脱硫反应温度。吸收剂与SO2充分反应，主要生成亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙，它们与飞灰一起被清洁的烟气带到吸收塔顶部，然后在后面的袋式过滤器中分离。分离产物通过斜槽循环回到吸收塔，以延长吸收剂颗粒的停留时间并降低工艺中的钙/硫摩尔比。同时，钙硫摩尔比稍有增加，脱硫率可达90%以上。对于少量脱硫副产物，需方负责将其转移至除灰系统。图3.1循环流化床半干法脱硫工艺流程图3.2化学过程循环流化床烟气脱硫的化学反应原理是烟气中的SO2和几乎所有的SO3、氯化氢、氟化氢等。在氢氧化钙颗粒的液相表面反应。主要化学反应方程式如下：氢氧化钙二氧化硫=三氧化二钙* 1/2 H2O 1/2 H2O氢氧化钙2 SO3=硫酸钙* 1/2 H2O 1/2 H2O硫酸钙* 1/2 H2O 1/2O2=硫酸钙* 1/2 H2OCa(OH)2 2 HCl=氯化钙* 2 H2O氢氧化钙二氧化碳=碳酸钙H2OCa(OH)2 2