加热炉烟气脱硫及在线监测工程方案

公司加热炉烟气脱硫及在线监测工程技术方案目录第一章概述111项目概述112设计基础参数（业主提供）113主要设计原则214本方案范围3第二章项目概况421设计参数422区域自然条件723建筑物地类别724烟气脱硫系统布置725渣液排放和处置系统726脱硫产物处理系统727工艺水供应和废水处理系统7第三章烟气脱硫工艺选择831几种脱硫工艺简介832脱硫工艺方案选择11第四章建设条件1341吸收剂的供应1342脱硫副产物的处理及综合利用1343脱硫场地条件1544可供脱硫用的水、气、蒸汽条件1545烟气脱硫装置和锅炉系统的相互影响16第五章烟气脱硫工程设计1751主要技术原则1752脱硫装置主要性能指标1853工艺描述1954系统描述及主要设备选择2355主要设备2556废水处理2957电气部分设计说明29第六章投资估算3161工程规模及内容3162投资预算构成31第七章石灰石石膏法脱硫工艺简介3171石灰石石膏法工艺流程3172喷嘴3273除雾器32第八章脱硫系统运行与经济分析33第九章实施计划33第十章安全生产、环境保护33101安全生产33102环境保护34103工程建设中的环境保护34104工程建成投产后的环境保护35105消防应急预案35第十一章消防与节能35111消防35112节能36第十二章质量技术服务36第一章概述11项目概述公司现欲进行加热炉烟气脱硫及在线监测工程，位于丰润区东马庄，现有12米加热炉一台。按本区域环保规定不符合环保部门脱硫的要求，贵单位领导十分重视周围的环境，我公司受贵单位委托进行锅炉烟气脱硫除尘治理及在线监测方案设计。本方案充分利用业主单位的公用设施、辅助设施，以节约投资，降低成本消耗，加快了工程建设周期，使业主单位尽早实现社会、环境与经济效益的三赢，并随时接受环保部门的监督。根据以上情况，我公司做出如下工艺设计为了减少总工程的造价，加热炉一台安装双碱法脱硫除尘净化塔一台，脱硫效率可达90以上，经吸收净化后的尾气排入烟囱，排入大气。12设计基础参数（业主提供）脱硫装置容量1台12M加热炉备注加热炉加热来源于煤气发生炉尾气排放量66000M3/H69000M3/H（单台锅炉尾气排放量）尾气排放温度55运行时间300天脱硫除尘装置设计技术指标除尘器效率90以上林格曼一级脱硫率90以上阻力9001200PA水液PH值911脱硫方案的选择编制依据中华人民共和国环境保护法中华人民共和国大气污染防治法工业炉窑大气污染物排放标准（GB90781996）国务院令字（2003）第369号排污费征收使用管理条例；环境空气质量标准GB30951996；GB145541993恶臭排放标准；GB500112001建筑抗震设计规范GB500272002建筑基础设计规范GBJ7188钢结构设计规范GB985、98688焊接接头的基本型式与尺寸GB309693城市区域环境噪声控制GBJ8785工业企业噪声设计控制规范JB/T6878293管道式离心泵技术条件GB69988优质碳素钢结构钢号和一般技术条件13主要设计原则根据治理要求按12米加热炉安装脱硫设备设计，确定如下原则1建设规模按拟建造脱硫装置的负荷全烟气脱硫进行设计。2本方案实施后能满足河北省的环保要求；SO2排放浓度达到850MG/NM3及以下，烟尘排放浓度达到200MG/NM3及以下。3大气污染物排放应满足工业炉窑大气污染物排放标准（GB90781996）4脱硫工程产生的废水、废渣、噪音等环境污染物应满足国家现行标准的要求，废水应达标排放，脱硫工程设计中应考虑防尘、防腐蚀、防噪音等措施；5脱硫工艺的选择应遵照“工艺成熟、运行稳定、脱硫效率高、投资省、无二次污染”的原则；6二氧化硫吸收系统、烟气系统均一炉一塔设计，辅助系统如吸收剂制备系统、副产物处理系统、工艺水系统等；7整个系统在现有场地布置，做到紧凑、合理并便于操作；8脱硫除尘烟气净化系统安全、稳定、正常工作，以确保加热炉安全经济运行。14本方案范围针对河北唐山鑫铭制管有限公司加热炉安装烟气脱硫设备本方案的主要内容为1脱硫除尘工艺选择2脱硫除尘工艺流程及系统布置方案3吸收剂的供应4脱硫副产物的处理及综合利用5电气、仪表控制系统6脱硫装置供水、供气及废水处理7土建工程8工程实施后的社会、经济效益第二章项目概况21设计参数按贵公司要求现有12米加热炉一台，按加热炉安装脱硫设备设计。目前废气实际最高数值为SO2850MG/NM3；烟尘200MG/NM3211加热炉燃料加热炉设计燃用烟煤表21设计及校核燃料资料序号项目单位A煤设计煤种B煤校核煤种应用基低位发热值KCAL/KG6000元素分析应用基1碳CY522硫SY083灰份AY114水份WY155可燃基挥发份VR335212加热炉参数加热炉供热量213烟气量与耗煤量加热炉耗煤量为214加热炉年运行时间215原烟气成分表22原烟气成分序号项目单位12M加热炉设计值1FGD入口烟气量（含氧量6，含水量5）M3/H66000M3/H69000M3/H2FGD入口SO2浓度含氧量6，干烟气MG/NM38503FGD入口粉尘浓度干烟气MG/NM32004FGD入口烟气温度2005FGD入口烟气压力PA216净烟气成分表23净烟气成分序号项目单位数值1烟气干SO2浓度MG/NM32002烟气干粉尘浓度MG/NM31003烟气干含水率MG/NM3754林格曼黑度级I217石灰粉品质表24石灰粉品质序号参数单位数据1CAO852MGO3CACO34MGCO35其他物质6纯度857过烧量58平均粒径M459比表面积M2/G10形态11酸不溶解物5218公用物料和能量规格表25工艺水（常温，03MPA）序号参数单位数据温度常温PH79总硬度MG/L硫酸盐MG/L氯化物MG/L铁为MG/LMG/L锰、小于MG/L铜MG/L氟化物MG/L压缩空气常温，05MPA，不含油、水和尘；用于仪表和控制。电380V，50HZ，三相。219设计性能指标表26脱硫系统性能指标序号名称单位数量备注1烟气处理能力M3/H66000M3/H69000M3/H2年操作时间H72003脱硫效率904吸收剂利用率955烟气含水率MG/M3756排放烟气温度507设备总阻力PA90012008脱硫塔供水压力MPA039脱硫塔设防裂度度810脱硫装置可用率9511液气比L/NM3412钙硫比CA/SMOL/MOL10513循环液PH7922区域自然条件221地理位置222地形地貌及地震烈度223气候特点23建筑物地类别建筑物地类别类24烟气脱硫系统布置本脱硫工程，采用石灰石石膏湿法，12M加热炉一炉一塔布置脱硫装置。具体描述为加热炉排出的烟气分别经脱硫塔净化后进入烟囱排入大气，在喷淋脱硫系统进行检修或其他特殊情况下，直接外排；，经塔内安装的三层喷嘴的洗涤吸收，再过塔内安装的高效除雾器脱除水分后排入公共烟道进入原烟囱排放。在净化过程中，烟气从脱硫反应塔的下部径向进入，脱硫剂循环液由布置在脱硫反应塔上部的喷嘴向下雾化喷射，与反应塔中上升的烟气逆流接触反应，在该过程中形成高效率的气液接触而促进了烟气中SO2的除去，保证系统设计的要求。反应净化后的烟气经过塔顶高效除雾器去除绝大部分夹带液滴，在脱硫反应塔塔顶部排出后进入原烟囱排放。同时在脱硫塔底设置溢流槽，整套系统采用塔外循环的方式运行。25渣液排放和处置系统加热炉新建的循环池仅供脱硫装置用。26脱硫产物处理系统脱硫过程生成的亚硫酸钙和硫酸钙浆液由石膏排出泵打入水力旋流器，进行一级固液分离，使浆液固含量由15提高到45左右，滤液回流脱硫塔循环使用。【浓缩液进入板框过滤机进行二级分离，滤液作为系统工艺排水经工厂排水系统排放。浓缩后的含水率10的固体石膏产物外运，可作为路基填料使用和生产石膏板（如果需要）】。27工艺水供应和废水处理系统工艺水系统应满足烟气脱硫系统正常运行和事故工况下脱硫工艺系统的用水、设备、管道及箱罐的冲洗水和设备的冷却水应回收至渣液池重复使用第三章烟气脱硫工艺选择31几种脱硫工艺简介世界上燃煤电厂所采用的脱硫工艺多种多样，在这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已经达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段。目前技术较为成熟、在电厂及钢厂和锅炉烟气脱硫中有一定应用业绩的脱硫工艺主要有石灰石石膏湿法脱硫、电子束脱硫、氨法脱硫、喷雾干燥法脱硫和炉内喷钙加尾部增湿活化器脱硫等。1石灰石石膏湿法脱硫工艺石灰石石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂。将石灰石粉与水混合搅拌制成石灰石浆液，石灰石浆液经泵打入吸收塔与烟气充分接触，使烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙进行反应生成亚硫酸钙，从吸收塔下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。从吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10，然后用输送机送至石膏贮仓堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后，由烟囱排入大气。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95以上。脱硫副产物石膏的处置一般有抛弃和回收利用两种方法。脱硫石膏处置方式的选择主要取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。石灰石石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺。世界上有多家公司开发研究这种工艺，如德国的BISCHOFF公司、STEIMULLER公司，日本的三菱重工、川畸重工、石川岛播磨，美国的BW公司等等，应用此脱硫工艺最多的国家是美国、日本及德国，该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的90，单塔容量已达1000MW。在国内，采用该工艺已投运的钢厂、电厂、锅炉等。2喷雾干燥法（半干法）脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺以石灰作为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CASO3，烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入脱硫塔被收集下来。脱硫的烟气经脱硫塔后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行循环利用。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85以上。该工艺在美国及西欧一些国家应用较多，在300MW以上机组上有一定的应用业绩。3炉内喷钙加尾部增湿活化器脱硫工艺炉内喷钙加尾部增湿活化器脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛8501150温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化钙，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，受到传质过程的影响，反应速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在25及以上时，系统脱硫率可达到6580。由于增湿水的加入烟气温度下降，一般控制出口烟气温度高于露点温度1015，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被脱硫塔收集下来。4电子束法脱硫工艺本工艺流程由排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集工序所组成。锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度约60。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOX浓度和NOX浓度，经过电子束照射后，SOX和NOX在自由基作用下生成中间生成物硫酸H2SO4和硝酸HNO3。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒硫酸铵NH42SO4与硝酸铵NH4NO3的混合粉体。生成的粉体微粒一部分沉淀到反应器底部，通过输送机排出，其余被副产品集尘器所分离和捕集，经过造粒处理后被送到副产品仓库贮藏。经过净化后的烟气由脱硫增压风机升压，经烟囱向大气排放。5简易石灰石石膏湿式高速水平流脱硫工艺中日合作太原第一热电厂高速水平流简易湿式烟气脱硫装置，是由日本电源开发株式会社与原中国电力部共同进行的烟气脱硫试验项目。双方合作的主要目的是开发适合中国国情的钢厂及火电厂烟气脱硫工艺。该脱硫装置由日本日立公司总包提供技术和工艺设计，并指导设备安装与调试。脱硫装置安装于太原第一热电厂1、2锅炉，设计处理烟气量为60104NM3/H；脱硫效率80；入口SO2浓度2000PPM；吸收塔入口烟气温度140。该装置于1996年1月开始通烟气试运行。6镁法脱硫工艺该脱硫工艺使用氢氧化镁MGOH2或氧化镁MGO为吸收剂，系统主要由制浆部分、吸收塔、氧化塔、悬浮体分离机组成，来自除尘器的烟气经过升压后进入吸收塔，在吸收塔内进行喷淋脱硫，吸收剂由制浆系统制成MGOH2浆液打入吸收塔，吸收塔内的浆液抽出至氧化塔进行强制氧化，充分氧化后的浆液通过悬浮体分离机分离，脱硫副产物MGS04一般采用抛弃处理。镁法脱硫工艺从1968年开始研究，于1982年研制成功，在日本国内已有12座设备的运行业绩。该工艺有较高的脱硫效率，一般在90以上，适用用于中小容量机组。但副产物一般难以综合利用而采用抛弃处理，抛弃物为水溶液，耗水量较大。我国从2000年开始进行氧化镁脱硫技术的研究开发和产业化推广。“湿式氧化镁烟气脱硫成套技术及设备国产化被列入国家“十五”高技术研究发展计划（863计划），由清华大学承担。目前已经完成了包括脱硫吸收反应系统和脱硫副产物硫酸镁回收工艺的研究开发工作，解决了低成本回收脱硫副产物硫酸镁的问题，大大降低了脱硫的运行费用，甚至可以使烟气脱硫本身产生经济效益。扭转了我国长期以来脱硫系统建不起也运行不起的被动局面。目前已经在河北、江苏、广东、山东、北京、内蒙等地得到广泛应用，最大钢厂240烧结机应用、机组为60MW。该技术在2003年的北京国际环保展上被评为“金奖”，而且于2004年被国家环保总局列为“最佳环保实用技术”。成为一种极具竞争力的脱硫高新技术。7氨法脱硫工艺该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。加热炉来的烟气经烟气预热器冷却至110150，进入预洗涤器经洗涤后除去HCL/HF，洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入洗涤器1中。在洗涤器1中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的SO2被洗涤吸收除去，经洗涤后的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴，进入洗涤器2。在洗涤器2中烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶部的除雾器除去雾滴，再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的约30的硫酸铵溶液排出洗涤塔，可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售，也可以把这种溶液进一步加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。32脱硫工艺方案选择321脱硫工艺的比较结合本工程的特点，现对几种不同的脱硫工艺进行定性比较，比较结果见表32。由比较结果可以看出1）电子束法脱硫工艺目前尚处于试验研究阶段，在成都热电厂进行的相当于100MW烟气脱硫试验装置。此工艺不适合电厂的情况。2）氨法脱硫工艺还没有在钢厂加热炉应用、应用的业绩和经验。吸收剂氨水的来源不可靠，属于危险液体，不便于储存和管理，所以，此工艺也不适合加热炉的情况。3）炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺适用于对脱硫效率要求不高的中小机组脱硫及，电厂和锅炉的脱硫效率要求不低于95，且单塔脱硫烟气量太大，因此这一脱硫工艺不能满足要求。4）喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟，工艺流程较为简单、系统可靠性较高，在满足要求的吸收剂容易获得时投资和运行费用相对较低等特点。且具有在大型发电机组上应用的业绩，脱硫率可以达到85。缺点是需用纯度较高的石灰作为吸收剂，脱硫副产物很难综合利用。据调研，满足脱硫工艺要求的高品质的石灰在当地的来源存在一定的困难。此工艺也不适合加热炉的情况。5）石灰石石膏湿法脱硫工艺在大中型钢厂烧结机、锅炉、电厂、加热炉上应用非常普遍，脱硫率可达95以上，且系统可靠性较高。脱硫吸收剂石灰石在当地储量丰富，且价格相对较低。表32脱硫工艺方案比较项目石灰石石膏湿法炉内喷钙法半干法电子束法氨法技术成熟程度成熟成熟成熟工业试验成熟系统设置系统较复杂系统简单系统简单系统较简单系统较复杂适用煤种不受含硫量限制中、低硫煤中、低硫煤不受含硫量限制不受含硫量限制应用单机规模没有限制为中小机组锅炉多为中小机组锅炉中小机组锅炉中小机组锅炉能达到的脱硫率95以上60808590以上90以上吸收剂种类石灰石石灰石石灰液氨氨水吸收剂来源易购买易购买难以提供高品质石灰不易获得不易获得副产物种类石膏脱硫废渣亚硫酸钙等脱硫废渣亚硫酸钙等硫酸铵/硝酸铵硫酸铵溶液副产物出路可作水泥缓凝剂或建筑石膏板出售难以综合利用难以综合利用可作复合肥原料可作复合肥原料烟气脱硫投资较高较低较低较高较高322本项目建议选择工艺综上所述，本工程采用石灰石石膏湿法脱硫工艺是合适的，其主要理由是1石灰石石膏湿法脱硫技术从70年代以来发展到现在是最为成熟的烟气脱硫技术，国内、外已有数百套装置投入商业运行，在脱硫市场上的占有份额超过80。2任何煤种都可采用这种脱硫方式，脱硫率高（95），单塔处理烟气量可达20万M3/H以上，对高硫煤、更具有适用价值。总而言之，脱硫工艺方案的选择应结合现场的具体情况，对脱硫工艺的运行业绩、技术成熟度、吸收剂来源条件、副产品处理方式及综合利用条件、副产物综合利用前景、运行可靠性、以加热炉成本等方面进行全面的综合考虑。本次方案按石灰石石膏湿法脱硫和工业碱工艺方案进行编制。第四章建设条件41吸收剂的供应411吸收剂的技术要求作为烟气脱硫吸收剂所使用的石灰石，要求CAO含量85，石灰石粉细度要求200目（44M）筛余量200，旁路打开，烟气脱硫旁路运行，烟气直接进入烟囱。烟气脱硫进口烟气中粉尘浓度高于200MG/NM3时，增加对烟气脱硫系统内与浆液接触设备（组件）的磨损，烟气脱硫转入旁路运行。453烟气脱硫装置对加热炉系统的影响烟气脱硫装置施工周期较长，烟气脱硫与现有系统接口部分可以在加热炉小修时施工，其他设施的施工对现有系统没有影响。故烟气脱硫装置施工期间不会影响正常加热炉运行。加热炉正常运行时，烟气脱硫系统同时运行，只在特殊情况及故障情况时允许烟气脱硫系统旁路，此时加热炉在无烟气脱硫装置情况下（烟气通过旁路烟道）运行。通过对烟气脱硫装置的调节，可保证脱硫装置在各种工况下运行都不对加热炉系统运行产生影响。第五章烟气脱硫工程设计51主要技术原则511对烟气脱硫装置的总体要求1采用先进、成熟、可靠的技术；2烟气脱硫装置可用率不小于98；3观察、监视、维护简单；4运行人员少；5节省能源、水和原材料；6运行费用最少；7确保人员和设备安全；8为同加热炉运行模式相协调，烟气脱硫装置必须确保在启动方式上的快速投入率，在负荷调整时有好的适应特性，在加热炉运行条件下能可靠的和稳定的连续运行。9在确保的最小和最大负荷量之间，烟气净化装置在任何负荷时都应适应不受限制的运行。这个要求包括装置能以冷态、热态二种启动方式投入运行。尤其是装置必须适应在任何最大、最小值之间的污染物浓度时不受限制的运行，且在设计浓度点范围内，排放污染物不超出要求的和确保的排放值/去除效率。10烟气脱硫装置应能处理因加热炉引起的负荷变动问题，包括负荷变化速度、最小负荷。11烟气脱硫装置的检修时间间隔应与加热炉的要求一致,不应增加加热炉维护和检修期。12烟气脱硫装置服务寿命为10年。512工艺系统设计原则1）脱硫工艺采用湿式石灰石石膏法。2）脱硫装置的烟气处理能力为66000M3/H69000M3/H的烟气量。3）脱硫系统设置100烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响生产的安全运行。4）吸收剂采用商品石灰乳，然后通过石灰石浆液泵送入吸收塔。5）脱硫副产品石膏脱水后含湿量10，石膏纯度不低于90，为综合利用提供条件。6）脱硫设备年利用小时按7200小时考虑。514脱硫效率的确定鉴于本工程的实际情况，综合考虑如下因素1）未来燃煤煤质的含硫量有可能升高；2）二氧化硫排放总量要求日趋严格；3）二氧化硫收费标准是自零开始，排多少缴多少，所以在成本增加合理的范围内尽量减少排放量，可以节省大笔的排污缴费；4）未来二氧化硫收费标准和排放标准仍有提高的趋势。所以本工程最终确定脱硫效率按90进行设计。52脱硫装置主要性能指标脱硫装置主要性能指标见表51表51性能指标序号名称单位数量备注1烟气处理能力M3/H66000M3/H69000M3/H2年操作时间H72003脱硫效率954吸收剂利用率955烟气含水率MG/M3756排放烟气温度507设备总阻力PA8008脱硫塔供水压力MPA039脱硫塔设防裂度度810脱硫装置可用率9511液气比L/NM3412钙硫比CA/SMOL/MOL10513循环液PH55653工艺描述531工艺原理及特点脱硫系统包括吸收塔和所有其它必需的设备。主要分为以下子系统5311烟气系统来自系统加热炉分别经尾部预热器处理后的烟气分为两路。一路烟气在喷淋脱硫系统进行检修或其他特殊情况下，直接排入烟道进入原烟囱直接外排。另一路压入在吸收塔中，烟气向上流动，从吸收塔内喷淋管组喷出的液滴向下降落，形成逆向流，烟气中的SO2、SO3、HCL、HF、飞灰和其他污染物得到去除，从吸收塔顶部经除雾器流出顶部烟道至烟囱排放到大气中。5312烟道和烟道挡板加热炉与吸收塔的操作是独立的。烟气可以从FGD系统经吸收塔脱硫后至烟囱排放，在烟气温度高于120或其它意外情况时，烟气不通过FGD系统，经原烟囱直接排放。5313石灰石浆液系统FGD工艺以石灰石作为二氧化硫的吸收剂。脱硫所用的石灰石浆液采用商品石灰乳。系统设石灰石浆液贮存箱，由管道送到吸收塔外地沟与循环液混合。全套吸收剂供应系统满足FGD所有可能的负荷范围。5314SO2吸收系统在吸收塔内，浆液中的碳酸钙与烟气中SO2、SO3等发生化学反应，生成亚硫酸钙等，脱硫和除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。向浆池的浆液中注入空气，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，并生成石膏晶体。石膏浆液通过地沟送至浆液循环池后进入石膏脱水系统。5315吸收塔FGD系统采用塔外循环的喷淋塔。在吸收塔内烟气与石灰石/石膏悬浮液滴逆向流动时，SO2和SO3等与悬浮液中石灰石反应，形成亚硫酸钙等，亚硫酸钙在塔外的循环池中被氧化空气氧化成硫酸钙，超饱和溶液结晶成石膏。主要反应方程式如下吸收SO2H2OH2SO3SO3H2OH2SO4中和CACO3H2SO3CASO3CO2H2OCACO3H2SO4CASO4CO2H2OCACO32HCLCACL2CO2H2OCACO32HFCAF2CO2H2O氧化2CASO3O22CASO4结晶CASO42H2OCASO42H2O吸收塔的设计尽量使烟气压力损失低，节省脱硫电耗，且吸收塔内部表面无结垢、堵塞问题。本公司参考多年设计FGD系统所获得的经验，通过计算机模拟设计，确定了吸收塔内喷淋层和喷嘴的布置、除雾器、烟气入口和烟气出口的位置，优化了PH值、L/G、石灰石化学当量比、氧化空气流量、浆液浓度、烟气流速等性能参数。喷淋组件之间的距离是根据所喷液滴的有效喷射轨迹及滞留时间而确定的，液滴在此处与烟气接触，SO2通过液滴的表面被吸收。进气口布置朝向吸收塔有足够的向下倾斜坡度，从而保证烟气的停留时间和均匀分布。补给石灰石浆液进入吸收塔排出浆液进入循环槽之间的地沟里与石膏浆液混合。循环槽中的混合浆液由循环泵循环并配送到喷嘴，产生非常细小的悬浮液滴。每个运行的循环泵都连接到其各自的浆液喷淋管组。循环泵的数量和流量根据烟气量的大小、烟气中二氧化硫的浓度和石膏的品质要求而确定。氧化和结晶主要发生在塔外的循环池中。循环池中的PH值由投入石灰石剂量控制，大约为56。循环池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙向硫酸钙的氧化和石膏CASO42H2O的结晶。5316吸收塔浆液循环系统吸收塔浆液循环系统包括循环池、循环泵、管道系统、喷淋组件及喷嘴,使吸收浆液及原烟气进行充分的接触。这一系统的设计要求是喷淋层的布置达到所要求的覆盖率，从而在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现90及以上的脱硫效率且在吸收塔的内表面不产生结垢。采用单元制设计，每个喷淋层都配有一台与喷淋层上升管道系统相连接的浆液循环泵，从而保证吸收塔内200以上的吸收浆液覆盖率。吸收塔配有2台循环泵，根据加热炉负荷及交替运行选择最经济的流量。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面，一个喷淋层是由喷嘴和带连接支管的母管制浆液分布管道组成的。使用由碳化硅制成的空心喷嘴和喷淋管道（FRP），可以长期运行而无腐蚀、无磨蚀、无石膏结垢及堵塞等问题。5317除雾器吸收塔设两级除雾器以除去净烟气中夹带的液滴和雾滴。它布置于吸收塔上部最后一个喷淋层与烟气出口之间。每个除雾器都配有安装在底部的冲洗管并带有喷嘴，水从喷嘴强力喷向除雾器各元件的底部，以达到清洗的目的。它主要包括以下两个部分两级除雾器。除雾器清洗系统，包括管道、阀门和喷嘴等。5318氧化空气系统氧化空气系统由罗茨鼓风机和氧化空气穿孔曝气管组成。它的主要特点如下氧化性能高氧化空气用量较少氧化空气分布均匀便于维护氧化空气通过氧化空气穿孔曝气管对称地分布在循环池的反应浆液池中，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙5319石膏脱水系统浓度为20的石膏浆液由循环池石膏排出泵送入一级水力旋流器，旋流器底流浆液浓缩到50左右送到二级水力旋流器灰渣厂，一级水力旋流器的溢流送至循环池中，二级水力旋流器溢流送至循环池，旋流器底流浆液送至灰渣厂。53110废水排放系统二级旋流器的底流利用本身的位差，至灰场做干灰调湿用。53111工艺水系统本系统的水源根据使用的对象分别选用公司的自来水用于石灰石浆液浓度调配、除雾器冲洗、循环池补水以及吸收塔进口烟气喷水降温。532吸收原理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及HCL、HF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。533化学过程强制氧化系统的化学过程描述如下1）吸收反应烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下SO2H2OH2SO3H2SO3HHSO32）氧化反应一部分HSO3在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3在反应池中被氧化空气完全氧化，反应如下HSO31/2O2HSO4HSO4HSO423）中和反应吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的PH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下CA2CO322HSO42H2OCASO42H2OCO22HCO32H2OCO24）其他污染物烟气中的其他污染物如SO3、CL、F和尘都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCL和HF与悬浮液中的石灰石按以下反应式发生反应SO3H2O2HSO42CACO32HCLCACL2CO2H2OCACO32HFCAF2CO2H2O54系统描述及主要设备选择烟气脱硫（烟气脱硫）装置采用高效的石灰石/石膏湿法工艺，处理脱硫工程100的烟气量，整套系统主要由吸收剂制备系统、烟气及SO2吸收系统、石膏处理系统、工艺水系统、浆液排放与回收系统等组成。541吸收剂系统石灰乳由汽车送至浆液箱，同时按一定比例加水并搅拌制成含固浓度为2030WT的吸收剂浆液，浆液经管道送入吸收塔外沟。为使浆液混合均匀、防止沉淀，在配浆池内装设有浆液搅拌器。542烟气及SO2吸收系统1）系统及流程烟气及SO2吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括、烟道、吸收塔、除雾器、循环浆液泵等设施、设备。加热炉烟气经预热器、排出烟气温度约从200降至100以下，进入吸收塔发生脱硫反应后排出，直接排入原烟道经烟囱引出。通过控制旁路挡板和脱硫装置进、出口挡板，实现“脱硫装置的运行”和“脱硫装置的旁路运行”。在吸收塔内，烟气中的SO2与被循环浆液泵送入喷淋层喷出的浆雾接触，被吸收浆液洗涤并与浆液中的CACO3发生反应，浆液落回吸收塔底后，在吸收塔外部的循环浆池内被氧化风机鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏晶体，由石膏浆液排出泵排出吸收塔送入石膏浆处理系统脱水。在吸收塔的出口设有两级除雾器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于75MG/NM3下排出。湿法脱硫吸收塔按吸收浆液与烟气的流向分有顺流塔和逆流塔两种型式；按其塔内结构不同又可分为填料塔和喷淋塔。在顺流塔内，气液接触传质反应效率相对逆流塔不高，往往需要更大塔径和空间，目前多见于顺流逆流双通道脱硫塔，远不及逆流塔普遍；在填料塔内为便于吸收浆液与烟气充分接触，一般在塔内设置有填料或格栅，但阻力太大，同时难以避免结垢堵塞在喷淋塔内，采用多层喷嘴将吸收浆液以雾状均匀地喷布于充有烟气的塔中，吸收效率不如填料塔，同时塔径和空间也更大，但阻力较小，不易结构，运行安全可靠，维护简单。几种吸收塔型式各有特点，经过大量的工业应用改进，目前逆流喷淋塔已成为脱硫吸收塔主流，吸收塔内烟气流速有所提高，吸收塔体积与占地面积进一步减少，吸收塔的造价相对较低。目前，湿法脱硫吸收塔已将脱硫、氧化、除尘三项功能集于一体，使系统大为简化。由于本工程脱硫场地的局限，拟采用1台加热炉设置一座逆流式喷淋吸收塔的方式进行脱硫。吸收塔为圆柱体、钢结构内部防腐，塔直径为25M。石膏排出泵将石膏浆液排出吸收塔送入石膏处理系统。544石膏脱水系统浓度为1416的石膏浆液由循环池石膏排出泵送入一级水力旋流器，旋流器底流浆液浓缩到50左右送到二级水力旋流器灰渣厂，一级水力旋流器的溢流送至循环池中，二级水力旋流器溢流送至循环池，旋流器底流浆液送至灰渣厂。545烟气脱硫装置工艺水系统脱硫工艺用水由工艺水泵和除雾器冲洗水泵送至脱硫系统各用水点，主要包括吸收塔蒸发水、石灰石浆液制备用水补水、石膏处理系统用水；烟气换热器的冲洗水；除雾器及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；和其他设备的冷却水及密封水由工业水系统供给。脱硫工艺用水量2M3/H，取场内自来水系统。55主要设备551主要设备选择5511吸收塔吸收塔是烟气脱硫装置的核心设备，吸收塔的设计和制造直接关系到脱硫装置的脱硫效率。包括以下脱硫塔筒体采用钢制作，塔内安装了316L不锈钢制作加工的筛板与喷淋装置。塔内件包括喷头、支架、接管，均采用316L不锈钢材质，内置式脱水器采用（日本技术）耐温，防腐的聚丙烯材质制作，确保整套装置使用寿命。设备参数2300MMH6500MM共计1台。5512浆液循环泵循环泵及管线，属于吸收塔设备合同商范围。循环泵为离心式泵，一座吸收塔配置两台泵，全金属结构。为防腐蚀和耐磨，按国产考虑。选用100UHBZKII5525，两台，用于向脱硫除尘器供水。Q55M3/HH25MN15KW5513氧化风机氧化风机为高性能和高效率的罗茨风机，整个吸收塔系统配置二台，一运一备。保证亚硫酸钙氧化时所需的空气量。按国产考虑。5514石膏旋流站石膏旋流站的设计应满足吸收塔排出浆液的处理和保证石膏分离效率，同时单个旋流器的配置上还应考虑旋流站出力范围调整的要求和备用数量，目前用于脱硫装置的石膏旋流器考虑采用国产产品。5515PH自动控制仪将1套PH控制仪布置于脱硫塔排液口附近测控PH值，以实现自动加药。另一套布置于清水池中，仅用于指示循环沉淀池中的PH值。脱硫塔排液口处的PH计与控制石灰乳加入的电动调节阀相连锁，当PH探头测得的PH值低于设定值时，它便发出控制信号，自动打开电动调节阀，加入石灰乳液；当PH探头测得的PH值高于设定值时，它再发出控制信号，关闭电动调节阀，切断乳液的供给。清水池的PH计仅有指示作用，以确定进入脱硫塔的洗涤液的PH值是否在设定范围内。合计1台。552主要设备明细主要设备明细表价格（万元）序号设备名称型号规格制造厂数量单位单价总价备注一吸收塔系统1脱硫除尘塔258M本公司1台说明塔主体采用钢制作、内衬花岗岩耐酸耐碱，塔板、陶瓷喷嘴、设备自重20吨左右2脱硫塔梯子、平台（钢制）本公司19T3陶瓷喷嘴系统1套一炉1个4高效折流板式脱水器SLS25本公司1台一塔1个5烟风系统非标本公司1套二乳液系统1乳液贮液罐3M3（钢制）本公司1套包括搅拌装置、管道三灰水系统1耐腐蚀循环泵100UHBZKIII5525Q55M3/HH25M宜兴宙斯泵业2台2管道过滤器本公司1台3罗茨鼓风机SSR50Q2M3/H,H686KPA山东章丘海泰有限公司2台4PH自动控制仪SIGNET2714PH北京科通达商贸有限公司1套自动调节5曝气系统PVC材质本公司1套采用穿孔曝气管，PVC材质四石膏系统1排膏泵50UHBZKIII542Q5M3/HH42M宜兴宙斯泵业2台2旋流器1套4板框脱水机山东1台五附属设备1供排水管道、阀门及支架2烟道支架3保温和油漆4运输费6次5设计费16脱硫设备总计六在线监测系统1投资总计万元。553建构筑物脱硫工房1座35米宽5米长2米高，含有操作间、控制室等循环水池1座6米宽3米长15米深，分功能区，含氧化池、沉淀池、清水池。554电气及控制系统设备包括各种水泵、罗茨风机、板框压滤机等电气56废水处理脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中，会富集重金属元素和CL等，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响石膏的品质，因此，脱硫装置要排放一定量的废水脱硫废水。废水的水质和水量由脱硫工艺、烟气成分、灰及吸附剂等多种因素确定。根据通常的脱硫废水的水质看脱硫废水中主要的超标项目是悬浮物、PH值、汞、铜等污染物。参考类似工程，脱硫废水水质见下表56。烟气脱硫废水水质一览表（参考）项目数据单位PH4060温度48悬浮物15000MG/LSO421800MG/LCL19000MG/LF1MG/LHG05MG/LPB02MG/LCU03MG/L本工程脱硫废水拟直接排入灰场做干灰调湿用，不另设脱硫废水处理装置。57电气部分设计说明571脱硫装置用电的要求低压380220V，50HZ，三相。572脱硫380/220V接线573脱硫保安电源接线脱硫系统内不设保安柴油发电机组574供电电压及中性点接地方式供电电压等级为380/220V，380/220V采用中性点直接接地方式。575主要电气设备选型低压动力电缆采用阻燃、聚氯乙烯绝缘、四芯铜导体电缆。额定电压为UO/U06/10KV。电缆截面按回路电流选择，并按回路电压降校验。576电气设备布置577照明及检修系统5775电缆管路系统电缆管路采用水煤气管暗敷设，必须明敷设的电缆管要求排列整齐，接线盒均采用密闭式，敷设时注意避开热源。除吸收塔采用AF150型导线外，其余场所均采用BV型塑料铜导线。578防雷接地系统确定公司主接地系统已满足接地电阻的要求后，本工程接地网采用水平接地体和垂直接地极相结合的复核接地网。脱硫系统设置的闭合接地网要有可靠的电气连接，且连接点不少于4处。所有电气设备的钢构架、外壳均采用镀锌扁钢与接地网连接。接地引下线选用606镀锌扁钢。防雷系统设计应符合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T6201997）的要求。579电缆构筑物及电缆防火阻燃设施电缆防火阻燃设施将按照电力工程电缆设计规范（GB5021794）及变电所设计防火规范（GB5022996）的要求，在电缆竖井、墙洞及屏柜的底部开孔处采用防火材料封堵；在电缆沟内设置必要的阻燃墙，并在电缆密集的地方加装耐火隔板和自动灭火装置。第六章投资估算61工程规模及内容本项目加热炉烟气脱硫工程，规模为加热炉12M用一套脱硫塔，,脱硫工艺采用湿式石灰石石膏法。脱硫工程内容包括脱硫剂系统、烟道系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、公用系统、排放系统、电气系统、热工控制系统及与脱硫装置有关的单项工程等。脱硫塔在线监测一套。62投资预算构成工程总投资万元（不含土建工程和设备间）第七章石灰石石膏法脱硫工艺简介71石灰石石膏法工艺流程加热炉烟气进入脱硫塔脱硫的除尘的废水进入沉淀池进入曝气池进入旋流器经过板框压滤机石膏产物废物利用。72喷嘴73除雾器除雾器结构螺旋喷嘴结构特点形状为三重环状，同时多层布置，气液接触好，吸收性能优越。喷嘴喷雾压力低（04KGF/CM2），无喷嘴磨损担心，更节能。单个喷嘴喷雾能力大（90100M3/H个），可减少喷嘴布置数量。材质为陶瓷，半永久使用寿命（30年）避免烟道风机带水除雾效率高，不夹带流线科学，阻力小结构简单、耐腐蚀便于反冲洗第八章脱硫系统运行与经济分析采取本方案脱硫治理后，正常使用的一台12M加热炉来源于煤气发生炉加热,按目前每天耗煤112T左右，生产期按300天计算，年耗煤33600T，燃煤平均含硫率按09计算，脱硫率按90计算，减少向大气排放烟尘908T左右，减少二氧化硫排放408T，可见，环境效益十分明显可观。本脱硫除尘工程正是采用的这项循环系统，来更加经济可靠的运行以达到环境效益与经济效益的双赢目标。最大限度的利用了碱作为脱硫剂效率高、用量少、操作简单易调节的特点，脱硫废水做到资源化，无害化利用。由以上效益比较可知，采用本脱硫除尘工艺可实现经济效益与环境效益的双赢。是符合国家的环保产业政策的。贵方可以根据环保要求及经济运行性灵活选择脱硫除尘效率，并能适应不断提升的环保治理要求。第九章实施计划脱硫工程现场勘察、施工期为60天，在工地施工条件正常的情况下，1台套脱硫装置制作时间为45天，运输为分批进场，时间可与现场安装交叉进行。现场安装调试时间为15天，如遇雨雪等情况顺延，具体时间进度按用户需协商进行。第十章安全生产、环境保护101安全生产本装置在制作安装过程中，严格遵照OHSAS180012001职业安全健康管理体系，执行安全生产管理制度与安全工程措施执行国家有关安全生产和劳动保护的法规，建立安全生产责任制，加强规范化管理，进行安全交底、安全教育和安全宣传，严