某钢铁厂烧结机机头烟气脱硫工程可行性研究报告

目录1总论711项目名称712项目建设单位及法人代表713可研编制单位及法人代表714主办单位基本情况715项目提出的背景和必要性1016编制依据1017厂址位置及自然条件1218研究范围和内容1219设计原则13110结论152生产规模、处理规模和产品方案1622生产规模1623处理规模1624产品方案183工艺技术方案1931工艺技术方案的选择19311国内外工艺技术概况193111国外工艺技术概况193112国内工艺技术概况20312工艺技术方案的比较和选择2032工艺流程22321工艺流程概述223211烟气系统及SO2吸收系统233212脱硫剂浆液制备系统（一二期公用）233213石膏处理系统（一二期公用）243214物料系统（一二期公用）24322装置规模和年操作时数243221装置组成243222年操作时数26323原材料和动力27324物料平衡273241一期132M2烧结机273242二期180M2烧结机2833主要设备选择30331非标设备的设计制作30332关键设备方案比选323321脱硫增压风机323322浆液循环泵323323真空皮带脱水机（一二期公用）3234自动控制33341控制方式33342热工自动化功能34343热工自动化设备选型36344工业电视监控37345电源37346气源38347控制室的设置384原材料、燃料和动力供应3841主要原材料、燃料的种类、规格、年需要量3942主要原材料市场分析39421供应状况分析39422供应可靠性分析3943水、电和其它动力供应395总图布置和土建4051总图布置40511设计原则和依据40512总平面布置40513竖向布置41514储运4152土建42521工程地质条件和地基基础42522土建结构设计方案436公用工程4461给排水4462供电45621设计范围45622脱硫部分电气接线及布置45623主要设备选择46624照明电源47625接地系统47626电缆设施4763维修设施477环境保护4871环境状况4872主要污染物排放4873绿化5074环境管理及监测机购508劳动保护与安全卫生5081采取劳动保护和安全卫生的场所5082防火防爆5083防尘、防毒、防腐蚀5184防电伤、防机械伤害及其它伤害5185防噪声危害5286防暑、防潮、防寒5387机构设置549消防与节能5491设计原则5492防火措施5593节能5510组织机构和人力资源配制56101组织机构设置56102人员编制57103职工培训5711项目实施计划57111项目组织和管理57112实施进度计划5712投资估算和资金筹措58121总投资估算581211投资范围581212编制依据581213工程投资估算59122资金筹措5913项目评价62131基本经济数据62132有关费用63133财务评价63134环境效益和社会效益631341环境效益631342社会效益6414结论651总论11项目名称钢铁有限公司一期132M2和二期180M2烧结机机头烟气脱硫工程。12项目建设单位及法人代表承办单位钢铁有限公司。法人代表13可研编制单位及法人代表可研编制单位省环境工程设计院（有限公司）法人代表14主办单位基本情况钢铁有限公司隶属于能源集团有限公司。能源集团有限公司是中国最大的焦化企业之一，全国最大的商品焦炭生产销售企业，是以能源、城市基础设施、建材、冶金、电力综合利用为主的集团控股公司，公司始建于1982年，总部位于中国省太原市。已经通过了ISO9001国际质量管理体系和ISO14001国际环境管理体系的双认证。业务涉及原煤开采、洗精煤、焦炭、煤气、煤化工、热电联产、集中供热、进出口业务、铁路和公路运输等九个领域。公司现有员工6200余名，其中具有中、高级专业技术职称的各类科技人才1260余人。目前，公司拥有总资产85亿元。集团公司产品都达到了国家标准要求。公司的焦炭除供应首钢、唐钢、本钢等大中型国有企业外，还远销日本、韩国、美国等国家，公司分别在北京、上海、天津、唐山、东北及美国、加拿大等国家和地区设有办事处。钢铁有限公司于2003年8月5日奠基，该项目使用具有21世纪领先水平的技术装备和生产工艺，现代企业管理制度框架下运行的新体制新机制将使公司的生产经营管理锦上添花，跻身于国内钢铁行业一流水平。公司是能源集团有限公司推进战略性结构调整的头字号工程，也是实现经济大跨跃的重点工程。公司采用先进的连铸连轧热送技术，注重环保和资源综合利用，多处选用电除尘和节能减排设施，生产工艺分设烧结、球团、炼铁、制氧、炼钢、轧钢等系统，主体工程包括2132烧结机，4500炼铁高炉，350T炼钢转炉及两条连铸系统，1万立方米2万立方米/年制氧系统。以及200万T/A棒线板材轧钢线等。主要生产6大系列多品种特钢和普钢。该项目于2006年8月起陆续投产运行。与钢铁配套建设已投运的项目有年产180万吨亚太焦化工程和年产200万吨选煤工程，年产2万吨镁合金一期1万吨金属镁工程，700万立方米引汾水库和110KV自备电站，以及万米煤气外网工程等。经过26年努力，公司已发展成国家级乡镇企业集团和全国最佳经济效益乡镇企业，在1995年全国私营企业500强排名第19位。2002年全国民营企业排名中，能源集团有限列114位。2003年全国民营企业排名92位。而且公司获得“全国最佳经济效益乡镇企业”、“首批国家级乡镇企业集团”、“省十佳民营企业”、“太原市明星企业”“省企业100强第15名”、“太原市民营企业第一名”、“太原市制造业50强第三位”等数十种荣誉称号。良好的信誉度赢得各金融机构相互合作，连续多年被多家银行授予“AAA级信用”等级。在此基础上，集团董事会制定发展战略一手抓煤炭资源的开发利用，一手抓产业链的循环延伸，科学策划未来，有条不紊地延伸后续产业。循着“煤焦气化、煤气油、矸石热电冶金建材”两个产业链，制定了又一个新的五年发展规划（1）为确保集团公司龙头产业焦化制造业的长远利益和稳步发展，公司董事局高薪聘请煤炭开采管理精英人才，加大投资，全力开发，采取独资收购和合资参股等多种方式，新建、改建、扩建煤矿，到“十一五”期间将形成年产1500万吨的能力。2）筹建230万千瓦的中煤矸石环保型发电厂，（3）建设18万吨合成氨、30万吨尿素、在机焦产业链的下游，建设30万吨/年焦油深加工的生产线及4万吨/年金属镁的生产线；（4）在发电厂下游，延续50万吨/年水泥生产线和5万吨/年硅铁的生产线；（5）在江苏太仓市建设起45万吨级泊位焦炭、煤炭的仓储物流中心。（6）投资建设100万吨/年二甲醚项目。使企业真正实现由初级粗放型向环保集约型，由数量速度型向质量效益型，由传统原始型向科技现代型的转变。预计到2010年，集团公司将完成总投资约180亿元，实现销售收入超过200亿元/年，实现利税30亿元/年。能源集团有限公司，在董事会领导下，以市场为导向，实现资产和资本运营互补发展。与世界500强和中国国有大企业联合优势互补。力争在五年内公司壮大成为以煤炭焦化联手、煤炭电力联手、资源综合利用，规模经营，管理规范的集团企业。15项目提出的背景和必要性随着国家“十一五”计划节能减排政策的出台，国家环保局对SO2排放要求越来越严格，倡导钢铁企业减排SO2。因此，从2007年开始，钢铁有限公司开始着手准备一期132M2烧结机的烟气脱硫工作。经过厂安环处的长期认真调研，最后决定委托省环境工程设计院进行本次烧结脱硫的初步设计。截至2008年10月，省环境工程设计院已完成了一期132M2烧结机烟气脱硫的初步设计方案。钢铁有限公司一期132M2烧结机已配置了静电除尘器，可满足烟尘的排放要求。目前在国内，火电厂的二氧化硫控制技术已经非常成熟，并且大多数已经完成脱硫工程改造或正在改造中；而另一SO2重要产生源则为钢铁工业，而钢铁工业产生SO2的主要污染源为烧结工序，其排放的SO2（在不包括自备电厂排放的SO2的情况下）约占钢铁厂SO2排放总量的75。因此，加快实施烧结烟气脱硫，是钢铁工业环境治理急需解决的重要问题，也是整个社会迫切需要解决的环境问题。16编制依据（1）钢铁有限公司132M2和180M2烧结机头烟气脱硫工程可行性研究报告委托书（2）钢铁有限公司132M2和180M2烧结机头烟气脱硫工程初步设计方案，编制单位省环境工程设计院）（3）钢铁有限公司建设年产200万吨优质特种钢工程环境影响报告书（4）环保专项资金项目可行性研究报告基本内容省环保局，2008年（5）排污费征收标准管理办法（6）大气污染物综合排放标准GB162971996（7）钢铁工业水污染物排放标准（GB1345692）（8）工业炉窑大气污染物排放标准GB90781996（9）工业企业厂界噪声标准GB123481990（10）建筑物抗震设计规范（GB5019193）（11）砌体结构设计规范GB500032001（12）建筑结构荷载规范GB500092001（13）建筑地基基础设计规范GB500072002（14）混凝土结构设计规范GB500102002（15）钢结构设计规范GB500172003（16）省建设工程计算依据建筑工程消耗量定额（2005）（17）火灾自动报警系统设计规范（GB5011698）（18）民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB5019894）（19）继电保护和安全自动装置技术规程（DL40091）（20）3110KV高压配电装置设计规范GB5006092（21）交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T6201997；（22）电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T51372001（23）工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ22991（24）工业设备及管道绝热工程设计规范GB5026497；（25）工业金属管道设计设计规范GB501362000（26）工业管路的基本识别色和识别符号GB723187（27）橡胶衬里化工设备HG/T2067790（28）衬里钢壳设计技术规定HG/T206782000（29）钢制焊接常压容器JB/T47351997（30）室外硬聚氯乙烯给水管道工程设计规范CECS172000（31）建筑排水硬聚氯乙烯管道工程设计规范CJJ/T2998（32）建筑设计防火规范GBJ162001（33）建筑灭火器配置设计规范GBJ1409717厂址位置及自然条件（1）厂址位置厂址省太原市县工业园区；海拔800M；地震烈度8度。（2）气象条件最高气温352；最低气温57；年平均气压69554MMHG；年平均相对湿度61。18研究范围和内容本工程分两期进行，本可研只涉及一期工程，不涉及二期工程。一期工程包括（1）132M2烧结机头脱硫吸收系统；（2）132M2和180M2公用部分。按照两机合一考虑。二期工程包括增加180M2烧结机头脱硫吸收系统；一期脱硫工程具体实施内容包括（1）可行性研究报告、工程勘察和工程设计；（2）从电除尘引风机出口至烟囱进口的烟道系统改造；（3）烟气增压系统；（4）从原料石灰卸料开始的脱硫剂制备系统；（5）从脱硫剂浆液罐至脱硫塔废液出口的脱硫工艺系统；（6）从脱硫塔废液出口经废液旋流器至真空皮带脱水机的脱硫副产品脱水系统；（7）脱硫装置的供配电及照明系统；（8）脱硫装置的仪表和控制系统；（9）工业补水、用汽和压缩空气系统；（10）配套的全部土建工程（包括采暖、通风等）建设；（11）工程安装、调试和性能测试。19设计原则一期烧结脱硫装置所有需要的系统和设备满足以下总的要求（1）采用先进、成熟、可靠的技术，造价要经济、合理，便于运行维护；（2）所有的设备和材料是新的；（3）高的可利用率；（4）运行费用少；（5）观察、监视、维护简单；（6）运行人员数量少；（7）确保人员和设备安全；（8）节省能源、水和原材料；（9）装置的服务寿命为30年；（10）脱硫装置的调试对烧结机运行的影响降至最低；（11）脱硫装置能快速启动投入，在负荷调整时有良好的适应性，在运行条件下能可靠和稳定地连续运行；（12）脱硫装置和所有辅助设备能投入运行而对烧结机负荷和烧结机运行方式不能有任何干扰；（13）脱硫装置能在最大和最小污染物浓度之间的任何值下运行；（14）脱硫装置的排放不超标；（15）脱硫装置能适应烧结机的启动、停机及负荷变动；（16）脱硫装置的检修时间间隔与烧结机的要求一致，不增加烧结机的维护和检修时间。烧结机检修时间为小修每年1次，大修每5年一次；（17）脱硫岛在设计上留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道；（18）脱硫岛所有室外布置系统设备管道及仪表考虑防冻措施，确保脱硫系统能够在冬季低温环境条件下正常运行、备用、检修而不发生冻结；（19）脱硫装置和设备噪声水平必须满足强制性国家标准工业企业厂界噪声标准类标准（GB1234890）和工业企业设计卫生标准（GBZ12002）；110结论为了相应太原市政府和县节能减排的号召，通过厂安环科和省环境工程设计院设计人员的长期调研，本次烧结机头脱硫采用石灰石膏湿法烟气脱硫工艺。本工艺成熟可靠，已经在电厂脱硫中得到了广泛应用。在最近烧结脱硫方面，2008年3月，宝钢3烧结机采用石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工程已成功运行，此工艺是今后烧结脱硫的主要发展方向。因此，选择石灰石膏湿法烟气脱硫工艺对一期132M2烧结机头脱硫是成熟可靠的。该项目总投资607021万元。项目实施后，将产生长远的环境效益和社会效益，造福于子孙后代。2生产规模、处理规模和产品方案22生产规模钢铁有限公司已建成一期烧结机为132M2，年产100万吨烧结矿；预建二期烧结机为180M2，年产150万吨烧结矿。烧结工段的所有原料均来自能源集团各分公司，因此可保证烧结矿质量。一期132M2烧结机原料成分如表21表21一期烧结机烧结原料成分原料精矿粉进口矿粉白云石焦粉生石灰用量（T/D）89267104143287417763501含S量0500200305006CAO含量080122943/7574MGO含量0450172111/714SIO2含量56522919788527二期180M2烧结机原料成分如表22表22二期烧结机烧结原料成分原料精矿粉进口矿粉白云石焦粉生石灰用量（T/D）272727275455409845含S量0500200305006CAO含量080122943/7574MGO含量0450172111/714SIO2含量5652291978852723处理规模本项目为钢铁有限公司一期132M2和二期180M2烧结机机头烟气脱硫。2008年3月，县环境监测站对一期烧结机进行了现场监测，一期132M2烧结机头烟气脱硫技术参数如表23所示表23132M2烧结机头烟气脱硫技术参数根据现有烧结工艺，对二期180M2烧结机头烟气脱硫的技术参数估计如表24所示表24180M2烧结机头烟气脱硫技术参数24产品方案序号项目单位烟气参数备注1气体流量M3/H810000577363NM3/H2SO2初始浓度MG/NM3180020003入口烟气含尘MG/NM31984入口烟气温度1105抽风机出口压力PA500出口烟气设计参数6处理烟气量M3/H7178337脱硫率958SO2排放浓度MG/NM31009出口烟气温度503510脱硫压降PA1500序号项目单位烟气参数备注1气体流量M3/H1104545606057NM3/H2SO2初始浓度MG/NM3170020003入口烟气含尘MG/NM31004入口烟气温度1505抽风机出口压力PA500出口烟气设计参数6处理烟气量M3/H9787787脱硫率958SO2排放浓度MG/NM31009出口烟气温度503510脱硫压降PA1500采用石灰石膏湿法脱硫的主要产品为生石膏（CASO42H2O）。本工艺采用强制氧化方法，使所得副产品全部氧化成生石膏（CASO42H2O）。一二期合计生石膏产量为8934KG/H。在欧洲和日本，脱硫石膏几乎得到了100的应用，在资源从紧的现今世界，脱硫石膏的市场会越来越好。主要应用途径有（1）作为建筑墙体材料和其它建筑材料使用；（2）作为水泥缓凝剂代替天然石膏；（3）作为公路路基垫层用，增加路基强度；（4）用于盐碱地的改造。3工艺技术方案31工艺技术方案的选择根据对脱硫性能的要求和现场情况，本项目所选择的技术方案应当遵循以下原则（1）由于二氧化硫排放收费将会继续提高，应达到高脱硫效率，并能适应运行状况的变化和未来对环保要求的提高；（2）脱硫系统应采用成熟可靠的技术和设备；（3）使用当地可以稳定供应、价格较低、性能好的脱硫剂；（4）有良好的副产品综合利用前景；（5）降低工程造价以及运行和维护成本。311国内外工艺技术概况3111国外工艺技术概况国外在上世纪七十年代就开始了对烧结烟气的脱硫。以日本为例，日本钢铁工业主要的烧结烟气脱硫装置的设置情况如表31所示。表31日本钢铁工业主要的烧结排烟脱硫装置的设置情况公司事务所烧结工厂脱硫方式运转年月处理能力/（M3/H）脱硫率/副产物A衬名古屋5活性炭吸附干式法1987790000095灰分无八幡5MGOH21989848000095（排出）B社京滨1氧硫氨法197610123000099硫氨C社千叶4石灰石膏法19761076200095石膏水岛2石灰石膏法1976575000095石膏3石灰石膏法1975790000095石膏4石灰石膏法19741175000095石膏D社鹿岛3石灰石膏法19766200000095石膏和歌山5石灰石膏法1975437000095石膏小仓3MGOH21985432000098石膏E社神户1石灰石膏法19831222000097石膏2石灰石膏法1976335000097石膏加古川1石灰石膏法1978580000095石膏3112国内工艺技术概况随着国家节能减排政策的逐步落实，电厂脱硫已接近尾声。进入21世纪，国家开始抓紧钢铁企业烧结脱硫。目前，国内已有很多钢铁企业已经开始对烧结机尾气进行脱硫。2006年10月，宝钢不锈钢分公司，建成了3号烧结机烟气脱硫试验装置，采用石灰石石膏法，效果达标。2007年4月，广钢132M2烧结机进行烟气脱硫，方法是石灰石膏法，效果达标。2008年3月，隶属宝钢的南京梅钢，对3的180M2烧结机进行了烟气脱硫，方法是石灰石膏法，效果非常好。2007年6月，柳钢对其180M2烧结机采用了氨法脱硫，但氨源短缺，无法持续运行。2007年8月，济钢对其180M2烧结机采用了双循环流化床脱硫，但效果不理想，调试1年仍无法正常运行。从国内烧结脱硫市场分析，石灰石石灰石膏法是今后烧结脱硫的发展趋势。312工艺技术方案的比较和选择目前世界上技术最成熟、应用最多的脱硫工艺是石灰石石灰石膏湿法脱硫工艺，工艺的技术及特点如下石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，当采用石灰作吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液循环喷淋与烟气逆流接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的CAOH2以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为脱硫石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，而后经烟囱排放。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。石灰石（石灰）石膏湿法脱硫主要特点如下（1）脱硫效率高。脱硫率高达95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，减少了半干法或干法脱硫工艺后续的除尘设施，投资较省。（2）技术成熟，运行可靠性高。国外的石灰石（石灰）石膏法脱硫装置投运率一般达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烧结工序正常运行，能够保障脱硫装置年运行时间。（3）对烟气变化的适应性强。（4）吸收剂资源丰富，价格便宜，钙利用率高。和半干法或干法脱硫工艺（钙硫比约15左右）相比，石灰石（石灰）石膏的钙硫比约102，大大节省系统的运行费用。（5）脱硫副产物便于综合利用。石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。脱硫副产物综合利用，不仅可降低运行费用，而且可减少脱硫副产物处置费用。（6）系统压降低。该工艺压降约1500PA,和干法、半干法相比，压降仅占30左右，因此可节省一定的运行电耗。本工程经过慎重考虑，决定采用石灰石膏法。32工艺流程321工艺流程概述石灰石膏湿法脱硫工艺采用生石灰（CAO）作脱硫吸收剂，与水混合搅拌制成吸收浆液。烟气中的SO2与浆液中的CAO以及鼓入的氧化空气在吸收塔内进行化学反应被去除，最终反应产物为硫酸钙，当硫酸钙达到一定饱和度后结晶形成二水石膏（CASO42H2O）。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴后排入烟囱。脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收石膏。由于吸收浆液的循环利用，脱硫吸收剂的利用率比较高。石灰石膏湿法烟气脱硫工艺是基于烟气与吸收剂在吸收塔及循环浆池中发生的化学反应，其主要化学反应机理如下在吸收塔中CAOH2OCAOH2SO2H2OH2SO3CAOH22H2SO3CAHSO32H2O在循环浆池中CAHSO322H2OO2CASO42H2OH2SO4CAOH2H2SO4CASO42H2O钢铁有限公司一期132M2和二期180M2烧结机机头烟气脱硫工程工艺流程如附图1所示3211烟气系统及SO2吸收系统来自主抽风机出口烟道温度为110左右的烟气，经新增烟道及电动挡板门进入脱硫装置的脱硫增压风机，加压后进入吸收塔。气体在塔内上升的同时，塔下部浆液循环槽中的浆液经过循环泵加压，从塔上部三层浆液喷头喷出来形成浆液液滴幕洗涤烟气，吸收烟气中的SO2，同时使烟气温度降低至50左右。烟气在塔内继续上升，通过在塔顶设置的二级挡板除雾器除去烟气夹带的水雾滴，而后返回烟囱排放。吸收SO2后的浆液落入塔底浆液循环槽中，塔底浆液循环槽为循环浆液提供足够的贮存空间使浆液在槽内的停留时间超过5分钟，使浆液在吸收SO2后生成的重亚硫酸钙CAHSO32在过量空气中氧的作用下充分氧化为硫酸钙并结晶生成二水石膏CASO42H2O。氧化所需空气由氧化风机将空气升压后经空气分配管进入浆液中，过剩空气穿过浆液进入塔的气相中与烟气一起出塔排放。塔底浆槽中浆液的一小部分作为石膏浆液由浆液抽出泵抽出送往石膏处理系统。吸收塔中所需补充的脱硫剂（石灰）浆液由石灰浆液制备系统的脱硫剂供给泵供入本系统吸收塔下部浆液池中。石灰浆液的供给量根据入口烟气量及烟气中SO2浓度及浆液循环槽中的PH值进行调节控制。3212脱硫剂浆液制备系统（一二期公用）脱硫剂采用钢铁公司石灰窑厂生产的石灰粉，由罐车运到石灰料仓附近，通过罐车配备的气力输送泵将石灰粉送达到料仓内，仓顶配套除尘器，防止输料过程中造成烟尘二次污染。石灰粉仓底部出料口由插板阀控制，石灰粉由自动给料机向石灰消化器中按量供给石灰粉，与加入的水配制成浓度为30的石灰浆液，制备好的浆液送入浆液池。池中浆液由石灰浆液供给泵送至吸收系统的吸收塔底部浆池中。3213石膏处理系统（一二期公用）由吸收系统的浆液抽出泵送来的20（W）浓度的石膏浆液进入旋流器进行浓缩，将石膏浆液浓度从20浓缩到40以上，送到真空皮带脱水机进行脱水，旋流器分离出的浓度为3的稀液一部分排入厂区排水管网，一部分进入稀液储槽返回吸收塔再利用。3214物料系统（一二期公用）工艺补水来自脱硫岛附近地下供水管网，工艺来水进入脱硫岛内的工艺水箱，来水管上装有电动阀门和自动反冲洗过滤器（或Y型过滤器），工艺水箱液位表控制电动阀门，使工艺水箱液位保持正常。工艺水供给整个脱硫系统。设备冷却水由工业水泵升压供设备冷却水系统。压缩空气由空气压缩机产生，引入脱硫系统压缩空气罐，用于料仓除尘反冲、仪表用气等整个脱硫系统。322装置规模和年操作时数3221装置组成本次脱硫工程所有装置及设备如表32所示表32集团132M2烧结机机头烟气脱硫工程设备一览表序号设备、材料或费用名称规格/型号单位数量材质备注一、脱硫剂制备制粉系统1石灰运输罐车（气力输送泵）8T2储仓储备量88T，生石灰堆积密度12T/M3，4000H60003000个1CS3仓顶布袋除尘器DMC36型（27M2）台14布袋除尘器风机台15电动插板阀LB500500个16叶轮给料机台1制浆系统1石灰消化系统套12消石灰浆液搅拌机台13脱硫液给料泵Q86M3/H，H40MH2O台24提渣机TL600台15空气压缩机组套16储气罐10M3个1二、吸收系统1脱硫塔包括平台9000H30000主体碳钢衬玻璃鳞片特殊部件采用316L和玻璃钢台12除雾器波纹板643搅拌器双相不锈钢台34喷头碳化硅个1205喷淋管玻璃钢层36吸收塔防腐9967循环泵Q2500M3/H，压头H1173，H219，H3207MH2O台38电动单梁起重机LX3T台19氧化风机（罗茨风机,一用一备）Q2600NM3/H，P784KPA，台2三、烟气系统448M21CS5288M12CS1钢烟道制作5258M40CS2烟道防腐M2375玻璃鳞片3烟道膨胀节50002800个2橡胶4烟道膨胀节40004000个1橡胶5烟气入口挡板门50002800个1CS6烟气旁路挡板门50004200个1CS316L7烟气旁路挡板门50002500个1CS316L8增压风机P2500PA，Q1080000M3/H台19增压风机电动葫芦起吊重量10T个110事故池液下泵50PVSP台111事故池搅拌器个112烟囱防腐32535M高温涂料四、脱水系统1抽浆泵（一用一备）15/1BAHQ25M3/H，H60MH2O台2Q2352旋流器Q30M3/H，处理固体量8700KG/H套13稀液槽HRT30MIN，V实142M3，H300030001玻璃钢4稀液返回泵Q16M3/H，H20MH2O台25真空皮带脱水机过滤面积12M26真空泵7电动葫芦（脱水机检修用）起吊重量3T个18石膏车台29溢流槽HRT60MIN，Q22M3/H，V实30M3，H3600300010溢流槽搅拌机台211溢流液返回泵Q25M3/H，H25MH2O台2五、工艺水系统1工艺补水泵Q40M3/H，H60MH2O套22工艺水箱30003000300013Y型过滤器台13222年操作时数结合厂内多年的生产安排，脱硫工程运行年操作时数为7000小时，检修时间为1544小时。实行三个月一小修，一年一大修。323原材料和动力本工程原料及动力消耗量如表33所示表33原材料、动力消耗定额及消耗量一览表消耗量序号名称单位每小时每年1石灰（粒度50MM，纯度80）吨28932024892工艺水吨644480003电6000V,380V,50HZKWH46468325276万注（1）年利用小时数为7000H。324物料平衡3241一期132M2烧结机（1）基本烟气参数处理烟气量810000M3/H台烧结机，烟气温度110入口SO2浓度按2000MG/NM3脱硫效率95脱硫量一台烧结机共需脱硫200057736395106109699KG/H（2）取CA/S102石灰纯度80石灰消耗量109699/6456102/08122383KG/H（3）脱硫渣产量脱硫渣CASO42H2O的产量338351KG/H（4）水平衡132M2烧结机脱硫系统水平衡如表34所示表34132M2烧结机脱硫系统水平衡一出水量指标KG/H1烟气带走水量77080532产品带走水量13352313结晶水量61706合计9104990二入水量1烟气带入水量50663602氧化空气带入量56613石灰浆液带入量3018784稀浆液返回水量3893915系统补水量3341700合计9104990（5）物料平衡132M2烧结机脱硫系统物料平衡如表35所示表35132M2烧结机脱硫系统物料平衡项目入料（KG/H）出料（KG/H）1烟气72436890753274512石灰浆液4312543返回稀浆液4012814氧化空气3146615吸收塔补水33417006吸收塔抽出浆液1669039合计7692578676996490相差707043242二期180M2烧结机（1）基本烟气参数处理烟气量1104545M3/H台烧结机，烟气温度110入口SO2浓度按2000MG/NM3脱硫效率95脱硫量一台烧结机共需脱硫200078736395106149589KG/H（2）CA/S102石灰纯度08石灰消耗量149589/6456102/08166886KG/H（3）脱硫渣产量脱硫渣CASO42H2O的产量461387KG/H（4）水平衡180M2烧结机脱硫系统水平衡如表36所示表36180M2烧结机脱硫系统水平衡一出水量指标KG/H1烟气带走水量104979462产品带走水量18207703结晶水量84144合计12402859二入水量1烟气带入水量69086722氧化空气带入量56613石灰浆液带入量4116524稀浆液返回水量7074195系统补水量4369457合计12402859（5）物料平衡180M2烧结机脱硫系统水平衡如表37所示表37180M2烧结机脱硫系统物料平衡序号项目入料（KG/H）出料（KG/H）1烟气987775541025847292石灰浆液5880743返回稀浆液7290194氧化空气3146615吸收塔补水43694576吸收塔抽出浆液2275962合计104778765104860691相差8192633主要设备选择331非标设备的设计制作按照工艺要求，本工程一二期需制作非标设备共计5台，其中大型非标设备1吸收塔1台，2吸收塔1台，石灰料仓1台，工艺水箱1台，以及稀液储槽1个等。吸收塔为碳钢制立式圆筒形塔体，1塔体内直径为9M，2塔体内直径为10M；塔总高约29M；1设计烟气量577363NM3/H，2设计烟气量7873133NM3/H；进口原烟气温度110，压力2100PA，出口净烟气温度50左右，压力约1000PA。由于塔内运行工况复杂，介质具有严重的化学腐蚀及磨蚀性，故塔内壁需要高标准的防腐、耐磨的防护措施，目前在欧洲国家主要的防护措施是使用丁基橡胶衬里，在日本大部分采用乙烯基酯玻璃鳞片涂层作为防护措施，国内引进脱硫装置中二者皆有。本工程确定吸收塔内部防护采用乙烯基酯玻璃鳞片涂层。其优点为施工方便，维修容易，大面积涂层质量容易保证，抗渗透性强，防护效果好，可耐高温。塔内部件组成在吸收塔下部的浆液池中设单层侧入式搅拌装置3套，氧化空气布风管4根，保证在浆液池内中和反应及氧化反应的完全进行，使副产品亚硫酸铵降至最低，并使悬浮液均匀不产生沉降，其搅拌器及氧化空气管材均采用防腐、耐磨材料制作。浆池容积保证循环浆液在池内停留时间5分钟。在吸收塔的中部烟气入口上方设置3层喷雾层，由浆液管及数量足够的浆液喷头组成，使喷头喷出的浆液雾滴充满整个塔的截面，上升烟气与浆液充分接触后，其中的S02被吸收，部分S03、HCL、HF、烟尘也被清除，是保证设计指标脱硫率的关键部位。吸收塔的顶部设置二级除雾器，以清除烟气经喷雾层后夹带的雾滴。在二级除雾器的上、下方配有除雾器冲洗管及冲洗喷头，以保证除雾器不被烟气夹带的硫酸铵堵塞。除雾器材料采用挤拉成型的玻璃纤维增强塑料（SPR）或玻璃钢的折板组装而成。此结构具有除雾效率高、阻力小、易清洗的优点。在烟气脱硫吸收塔中被广泛采用。吸收塔型式、尺寸及内部组件在满足工艺提出设计指标及工艺介质要求的材料选择的情况下，设备结构的设计是十分重要的。吸收塔从尺寸到体积及内部结构，它的强度、刚度及在户外承受风载、雪载及地震载荷状态下的结构设计及应力分析具有先进的设计技术。保证吸收塔的稳定运行。332关键设备方案比选本工程主要的大型、定型设备有石灰消化器、脱硫增压风机、浆液循环泵、真空皮带脱水机等，现就这些设备的国产化设计选型进行说明。3321脱硫增压风机根据设计烟气量及入口温度，确定脱硫增压风机能力为1080000M3/H，风机设计入口温度为110，根据脱硫系统阻力确定风机出口压力为2500PA左右,驱动电动功率1250KW。本工程选用国内设计及制造技术已非常成熟的离心风机。3322浆液循环泵浆液循环泵是保证吸收塔达到工艺设计所要求的液气比的吸收塔外围设备，泵的材质要求防腐、耐磨。本工程脱硫循环泵设置3台，其流量为2500M3/H，同时供给吸收塔的三级喷雾层，扬程分别为173、19和207MH2O。浆液循环泵采用脱硫系列专用泵，其泵壳为碳钢橡胶衬套，衬套可更换，叶轮使用耐磨、耐腐蚀合金材料金属叶轮；或泵的通流部件均采用耐磨及耐腐蚀的高镍合金不锈钢制作。3323真空皮带脱水机（一二期公用）真空皮带脱水机用于副产品石膏最终浓缩，使副产品石膏含水率降至10，工程选用过滤面积F12M2脱水机一台，生产能力满足脱硫产生的副产品石膏量的能力要求。目前国内生产真空皮带脱水机的厂家较多，如烟台桑尼环保设备、昆山菲萝化工设备成套公司、湖州核华机械有限公司等，在用于烟气脱硫副产品石膏的脱水上都有着一定的业绩，设备选定需对脱水机的设计制造及实际应用情况进行实地考察确定。34自动控制341控制方式（1）脱硫控制采用集中控制方式，一二期脱硫系统共用1套分散控制系统（DCS）进行控制。（2）在集中控制室内实现主要工艺过程的监视、控制；在就地人员的配合下实现脱硫装置及辅助系统的顺序启停；在控制室内实现异常工矿和紧急事故处理。（3）分散控制系统（DCS）的功能包括数据采集和处理（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制及联锁保护（SCS）等。（4）电气系统监控和UPS的监视纳入DCS，并分别接入烟气脱硫DCS机柜及烟气脱硫公用、辅助DCS机柜。（5）脱硫装置在启、停、运行及事故处理情况下均不影响烧结机的正常运行。脱硫装置与烧结机间用于保护的信号均采用硬接线方式。当烧结机发生跳闸时，自动切除脱硫装置（FGD）的运行。（6）设置的烟气连续监测系统除满足脱硫过程的控制外，在脱硫装置投入或停运时分别对烟气排放进行实时在线监测。CEMS系统的各监测项目参与脱硫系统控制的信号以硬接线接入DCS，其余信号通过通讯接口进入（7）为了便于对现场运行环境的监视，一二期脱硫装置及其辅助系统合设一套闭路工业电视监视系统。（8）脱硫系统的消防和火灾报警系统按国家和行业有关规定统一设置。342热工自动化功能（1）数据采集（DAS）功能采集工艺系统各种参数，设备状态等信号；输入信号的正确性判断、数字滤波、非线性校正、参数补偿、故障检查及工程单位变换处理；报警值检查、超限报警、超限时间累计；参数计算，包括和、差、平均、最高、最低、累计、变化率等；事故追忆；操作记录、辅机运行时间累计；CRT显示；制表打印、记录；趋势记录。（2）模拟量调节（MCS）功能吸收塔浆液池液位调节；吸收塔浆液补浆流量调节；石灰浆液浓度调节；石灰浆液池液位调节；脱硫风机入口压力自动调节。（3）顺序控制SCS功能实现脱硫装置的自启停；实现吸收塔及辅机、阀门、挡板的顺序控制、控制操作及试验操作；辅机与其相关的冷却系统、润滑系统、密封系统的联锁控制；在发生局部设备故障跳闸时，联锁启动相关设备。（4）保护及热工报警当发生烧结机和前置电除尘器跳闸；升压风机故障；循环泵均停；原烟气挡板或净烟气挡板未开；工艺系统主要热工参数偏离正常运行范围；热工保护动作及主要辅机设备故障；辅助系统故障；热工控制设备故障；热工电源、气源故障；主要电气设备故障等。（5）烟气排放连续监测系统（CEMS）每台炉的烟气脱硫原烟气侧监测参数为SO2、烟尘、O2、烟气流量压力和温度。每台炉的烟气脱硫净烟气侧监测参数为SO2、NOX、烟尘、O2、烟气流量、压力、温度和湿度等。CEMS系统的输出数据应满足脱硫系统对SO2控制所需信号的要求，输出数据的单位为MG/NM3成分含量、NM3/H流量和温度。343热工自动化设备选型（1）分散控制系统分散控制系统应选择有成功应用经验、性能价格比较好的产品，本期工程考虑国产分散控制系统。系统的过程I/O数量约AI/AO80DI/DO320系统的硬件配置DOS装置1套操作员站（兼工程师站）2台记录用打印机1台（2）变送器两线制，420MA，DC；零点可迁移，易于量程调整；差压变送器应具有单项耐全压的能力；（3）执行器执行器应带有手轮并配有位置发讯机构；（4）特殊仪表SO2分析仪、PH计、烟气粉尘浓度计等主要仪表采用进口设备。344工业电视监控脱硫工业电视系统设计满足运行人员可在控制室内对生产现场的主要设备运行情况、安全情况和条件恶劣、巡健人员难以达到的场所进行监视。工业电视监视器安装于脱硫就地控制室内、切换通过鼠标实现。其监测范围包括浆液制备车间，石膏脱水车间，增压风机，吸收塔。监视点设置如表38所示表38监视点设置表序号监视区域监视点数备注1一二期吸收塔区域2二期预留2一二期增压风机区域2二期预留3一二期循环泵房2二期预留4真空皮带脱水系统15石膏卸料16石灰卸料17浆液制备系统18旋流器系统1总计11345电源为保证脱硫设备安全可靠运行，应确保在任一脱硫区域内任一台机组的停运，不影响对脱硫控制设备的供电。（1）调节阀和电动阀的热控交流动力电源采用380VAC电源，由电气双电源切换配电柜供给。（2）DCS及现场仪表等所需的220VAC热控交流电源由两路电源供电，一路来自电气专业的不停电电源装置（UPS），另一路来自保安电源段。（3）包括电伴热在内的220V热控检修电源，将考虑单路供电至热工检修电源配电箱。对不停电电源装置的技术指标要求输出电压稳定度误差动态过程不大于10，稳定过程不大于2；频率输出稳定度误差动态过程不大于2，稳定过程小于1；输出波形失真度小于5。在厂用交流电源中断的情况下，不停电电源应保证连续供电半小时（最大负荷）。346气源（1）仪表气源应使用无油、无水、洁净的压缩空气。（2）设有储气罐，其容量应保证当全部空压机停运时，在供气压力不低于气动设备最低允许工作压力情况下，满足10分钟用气。仪表同气管，采用不锈钢管。至仪表设备的分支管，采用紫铜管或尼龙管。其气源品质应符合以下要求露点工作压力下的应比工作环境最低温度低10；含尘净化后的气体中，含尘粒直径不应大于3M；含油气源装置送出的气体，油份含量应控制在6PPM以下。347控制室的设置本工程设有专门的中央控制室，位置设置在浆液制备车间的三层。面积大约80M2。在脱硫控制室旁布置有电子设备间及工程师室。电子设备间内布置脱硫DCS机柜、电源盘以及热控配电柜等设备。4原材料、燃料和动力供应41主要原材料、燃料的种类、规格、年需要量本工程的主要原材料为石灰，按照设计烟气量及二氧化硫浓度（2000MG/NM3）进行设计，脱硫系统需消耗石灰2893KG/H，石灰全部来自石灰窑生产，石灰品质要求如下粒度50MMCAO8042主要原材料市场分析421供应状况分析脱硫项目所在地区脱硫吸收剂的来源直接影响到脱硫工艺的选择。由于烧结脱硫装置处理的烟气量非常大，通常年消耗的脱硫吸收剂量也十分可观。省的特点是煤和矿的存储量相当丰富。烧制石灰需要消耗大量的石灰石和煤，而省正好满足这一要求。所以，对于的企业来说，石灰的制备和采购是非常容易的，而且价格低廉。422供应可靠性分析钢铁有限公司在生产钢铁时要使用大量的石灰做溶剂。因此，本公司建有独立的石灰烧制窑，年产量上10万吨。结合实际情况，本工艺选用石灰做为脱硫剂，其来源是可以保证的。43水、电和其它动力供应钢铁有限公司已建厂多年，拥有完整的给排水管网和用电管网，并设有独立组织。本脱硫工程所涉及的所有水、电及动力供应均可按设计要求接入厂区公用工程网络。5总图布置和土建51总图布置一二期烟气脱硫工程的主要建筑物、构筑物包括电控楼、石膏脱水楼、石灰制浆楼、浆液循环泵房、卸料间、石灰储仓及设备基础、综合管网等。511设计原则和依据脱硫岛及公用系统总平面布置以考虑不影响烧结机的正常运行为前提，充分满足脱硫工艺的要求，使生产流程顺畅；平面与空间布置力求合理紧凑，生产便捷；力争为一期脱硫装置的安装及将来的检修创造较好的场地条件。钢铁有限公司现有一期132M2烧结机一台，二期计划建一台180M2的烧结机。一期132M2烧结机已建有电除尘器、烟道、210M高的烟囱等设施。此次脱硫系统总平面布置在烟道、烟囱西侧预留的脱硫场地。基地南北长30M，东西宽50M。在烟囱西南侧有南北长约20米的澡堂和食堂，本次脱硫工程计划拆除。西边界、北边界为厂区道路，边界线内侧均有管线。东边界为烧结机主烟囱及主烟道，北边界外为二期预留场地。边界线内侧要有管线，基地边界内侧管线主要为生活办公用水、水可由基地内各水管接入。脱硫岛场地地形平整，因为建设用地，故地表已无障碍植被。512总平面布置因脱硫岛主要设备为露天构筑物及配套的建筑构成，为减少烟道阻力，节约烟道一次性投资和运行费用，故脱硫塔必须以烟囱为中心对称布置，且应烟道最短为原则。由于烧结机烟囱在脱硫岛用地中心偏南，所以脱硫塔定位后留下用地就形成了北大南小的格局，故本设计要因地制宜北边余下用地布置。1增压风机布置在烟囱的北侧，1吸收塔布置在烟囱的西北侧，2增压风机布置在烟囱的南侧，2吸收塔布置在烟囱的西南侧，1循环泵房及浆液制备车间、石膏脱水车间、2循环泵房依次排列在烟囱西侧，1氧化风机房布置在1吸收塔南侧，2氧化风机房布置在2吸收塔北侧，事故池布置烟囱与石膏脱水车间之间。详见总平面布置见附图2。513竖向布置脱硫岛外边界道路均标高根据省地质勘察设计院所提供的标高为841M842M，脱硫岛场地设计标高选为85M。石膏脱水车间一层为石膏库和稀液储槽及稀液返回泵，二层为真空皮带脱水系统，三层为旋流器。浆液制备车间一层为消化器，浆液池，浆液给料泵，提渣机，空压机，工艺给水泵，二层为石灰储仓，配电室，三层为电控室。514储运脱硫工程的主要原料为石灰，可能有少量的化学添加剂；产品主要为石膏。利用钢厂道路网，在石膏楼北边有7M宽石膏运输通道，为方便检修、设备运输及消防，在脱硫岛南边界内设一条4M宽的东西通道连通厂内道路。为保证原料和产品运输及时，设有一辆8吨的石灰运输罐车，采用气力输送泵。石灰储仓一座，储备量88T（一二期共用），生石灰堆积密度12T/M3，尺寸为4000H60003000，材质选用CS。设2辆石膏车，运入厂区仓库，。52土建521工程地质条件和地基基础脱硫岛区域内场地土共可分为8层，第层粉质粘土，厚度1028M，第层粉土，厚度1648M，第层粉质粘土，厚度1362M，第层粉土，厚度0537M，第层粉质粘土，厚度5488M，第层粉质粘土，厚度61117M，第层粉质粘土，厚度70126M，第层粉质粘土，为钻孔终止层，一般揭露厚度100130M，最大揭露厚度192M。主要土层中，第层粉质粘土地基承载力特征值175KPA，除第层粉土地基承载力特征值仅70KPA，压缩模量值为40MPA，较为软弱外，其余各层地基承载力均较高脱硫岛区域内场地地下水类型为潜水，地下水位埋深受季节影响明显，地下水位埋深约为0527M，按岩土工程勘察规范（GB50021）的标准进行判别地下水对混凝土不具腐蚀性，对混凝土中钢筋及钢结构有弱腐蚀性场地土为中硬场地土，场地土类别为类场地地震设防烈度为8度由于脱硫岛区域内各建筑荷载差异较大，基础型式不同，故采用不同方案进行地基处理。各主要建筑均为