冷水江某锑品厂脱硫方案设计

1、湖南省冷水江市*睇品厂1.2m2鼓风炉烟气脱硫工程方案设计目录1 概况.12 设计原则及依据.12.1 设计原则12.2 设计依据13 .设计规模及治理目标 13.1 设计规模13.2 治理目标 11.1 烟气脱硫主要方法11.2 工艺选择21.3 钙一钙双碱法脱硫、防垢机理 25 工艺流程及说明. 35.1 工艺流程 35.2 工艺流程说明35.3 工艺参数计算45.4 技术关键45.5 本技术的优点56 .主要构筑物及设备工艺参数57 工程投资概算. 88 .主要经济技术指标99 .运行费用分析910 处理效果及承诺.错误！未定义书签。附件：工艺流程图1 .概况冷水江市*锦品厂位于湖南省冷

2、水江市 *镇工业区，2005年改建了 1.2m2鼓 风炉生产线，主要产品有精锌、五氧化二锌。设计产能精睇5000吨/年、五氧化二睇2000吨/年。在锦品生产过程中会产生大量粉尘、so2等有害污染物，该厂现已建设布袋除尘系 统对粉 尘进行了有效治理，但由于没有so2污染治理设施，烟气直接排放，对周边环 境造成了一定程度的污染。根据锌行业准入条件和娄底市人民政府下发的限期治理通知要求，搞好so2 治理势在 必行,因此该厂决定配套建设一套so2治理设施，实现烟气达标排放。受该厂的委托，我司通过现场踏勘和技术交流，结合多项同类烟气脱硫的成功经 验，遵 循运行可靠、管理方便、投资及运行费用低的原则，提交

3、本方案设计。2 .设计原则及依据2.1 设计原则2.1.1 严格执行有关环境保护法律、法规，确保烟气达到国家和地方排放标准；2.1.2 采用成熟、可靠的脱硫技术，确保改造后烟气中so2浓度达到国家排放标准的要 求，确 保系统连续稳定运行；2.1.3 所采用工艺及选用设备要考虑现场客观条件，要求技术成熟，先进可靠，减少工 程投资，减少动力消耗，降低运行成本，综合经济效益好；2.1.4 确保脱硫系统不堵塞、不结垢，能连续稳定运行，提高系统的可操作性；2.1.5 合理的进行平面布置，整个脱硫系统的平面布置、管道走向等应考虑物流、人流通 畅，管理维护方便，平面布置由设计方提出初步意见，与厂方协商后，最

4、后确定。2.2 设计依据2.2.1 大气污染物综合排放标准(gb16297-1996)；2.2.2 工业炉窑大气污染物排放标准(gb9078- 1996);2.2.3 室外排水设计规范(gb50014- 2006)；2.2.4 机械设备安装工程施工及验收通用规范(gb50231-98);2.2.5 工业管道工程施工及验收规范(gb50235-97);2.2.6 通风与空调工程施工及验收规范(gb50243-97);2.2.7 混凝土结构设计规范(gb50010-2002);2.2.8 低压配电装置及线路设计规范(gbj54-1983)；2.2.9 通用用电设备配电规范(gbj50055-199

5、3);2.2.10 厂方提供的基础资料。3 .设计规模及治理目标3.1 设计规模根据厂方提供的设计参数，本工程确定的处理规模为：即脱硫系统的设计负荷 26500m3/h ,烟气中 sd浓度为 16353.5mg/m3 osd的浓度应满足工业炉 即sd的排放浓度w3.2 治理目标根据相关环保部门要求，本工程实施后，外排烟气中 窑大气污 染物排放标准(gb9078- 1996)中二类区要求, 850mg/m3o为满足今后环保要求的提高，厂方要求治理后外排烟气中sd的浓度w 800mg/m3o 本方案设计治理目标确定为外排烟气中so2的浓度w 800mg/m3o如果再提高标 准，则该厂必须整体搬迁。

6、4 .工艺选择4.1 烟气脱硫主要方法 世上脱硫工艺方法有上百种，但真正能工业化应用的只有十余种。下表列出当前已达到工艺运用水平的主要烟气脱硫方法。烟气脱硫分类方法脱硫剂及操作主要产物石灰石/石灰法一石 膏法一亚硫酸钙法 一钠一钙双碱法一 碱式硫酸铝法一液 相催化氧化cacd/ca(oh)2浆液吸收，空气氧化cacd/ca(oh)2浆液吸收caso4 - 2h2ocaso3 1/2h2ona2ccwnaoh/na2so3 溶液吸收al 2(so4) 3ai2o3溶液吸收空气氧化h2o吸收，fe3+/mn2+催化氧化再生： c3co3/ ca(oh)2caso3 - 1/2h2ocaso4 -

7、2h2ocaso4 - 2h2o湿海水脱硫海水中co32- x hcd-等碱性物质硫酸盐，入大海钠碱法：威尔曼洛 德法/亚硫酸钠法n a2s。3溶液循环吸收，加热分解、na2c。3补充局浓度so2 nazsd氨吸收法：氨一酸 法/硫酸铁法nh3的水溶液吸收，h2so4分解nh3/nh4hco3溶液吸收，氧化，浓缩、结晶so2, (nh4)2so4 (nh4) 2so4法金属氧化物法：氧 化镁法/氧化锌法mg(oh2)浆液吸收，吸收产物干燥、煨烧 zno烟灰浆液吸收，酸/热分解/空气氧化so2sg)2/znsc)4半喷雾干燥法(sda)向喷雾干燥器喷ca(oh)2浆液，反应、蒸发caso4, c

8、asc)3 干炉内喷钙炉后活化法炉内喷cao粉，炉后加水活化，反应、蒸发caso4, casc)3 干干法循环流化床烟气循环流化床 回流循环流化床 一体化脱硫系统 悬浮吸收脱硫ca。粉和水喷入循环流化床，反应、蒸发 ca。粉和水喷入循环流化床，反应、蒸发 ca(oh)2粉和水混合后进流化床、反应、烝发 ca(oh)2浆液喷入循环流化床，反应、蒸发caso4, casc)3 干 树干法荷电干粉喷射脱硫ca(oh)2干粉荷电后喷入烟道反应c3,so4, c3,so3回 收 法电子束照射法活 性炭吸收法催化 氧化法so2v no被自由基氧化后与水汽成酸，再铁 化 活性炭吸附、氧化为so35已0再生

9、催化 氧化为so3,与电。生成硫酸硫酸铁、硝酸铁 稀h2sd浓 h2s4.2工艺选择近30年来，烟气脱硫技术逐渐得到了广泛的应用。目前已安装的烟气脱硫装置中， 有86.6 %是湿式抛弃法，10.9 %是干式抛弃法，只有2.3 %采用了再生回收工艺。综合考虑技术成熟度和经济因素，本方案拟采用为克服传 统的石灰石/石灰工艺中容易结垢的缺点而发展起来的钙一钙双碱法脱硫技术。so2溶于水生成的亚硫酸和稀硫酸有很强的腐蚀性，本装置中塔板用国外进口的耐腐 蚀材 料制成，在正常情况下，使用寿命达10年以上。4.3钙一钙双碱法脱硫、防垢机理4.3.1 常规石灰湿法脱硫机理及存在问题 简单地说，烟气中so2的脱

10、除过程是分两部完成 的：第一步，气液传质和水合过程，即烟气中so2分子与水接触时，溶解在水中，并与 水分子水合为亚硫酸：烟气中so2(溶解)水中 so2 h2。h2so3(1)第二步，h2sd与溶解在水中的碱性脱硫剂作用，生成亚硫酸盐。例如，若用石灰乳作脱硫剂 时，它与h2s反应生成半水亚硫酸钙沉淀：13标 h 准2 so3 ca(oh) 2 caso3 2p 2h2合并(1)、(2)式，得到石灰湿法脱硫的总反应式为:11so2 ca(oh )2 caso3 h2oh 2o(3)因烟气中含有氧气，少量casd被氧化为casck石灰乳脱硫过程生成的亚硫酸钙和 硫酸钙在水中的溶解度很小，极易达到过

11、饱和而结晶出来，在器壁和填料上形成垢层， 严重时将使设备、管道堵塞而无法运行下去。这是石灰法脱硫存在的最大问题，因此本 方案不采用石灰乳直接脱硫。4.3.2 钙一钙双碱法脱硫及防垢机理 钙一钙双碱脱硫法的脱硫及防垢机理如下：当脱硫 循环池内的亚硫酸钙(第一钙)悬浮液用循环泵输送到脱硫塔内与烟气接触时，烟气中的 so2与亚硫酸钙发生脱硫反应(4)：11so2 caso3 h 20 h2o ca(hso3)2(4)22反应(4)生成的ca(hso3)2是亚硫酸的酸式盐，在水中的溶解度较大，因而不在塔内结 垢。当脱硫液从脱硫塔返回脱硫循环池后，反应(4)生成的ca(hsch)2与新加入的石灰 乳(c

12、a(oh)2,第二钙)发生反应，再生出casch1/2%0供循环脱硫使用，池内反应为：ca(hso 3) 2+ca(oh)2=2caso31/2心0+3/2吨0 综上所述，钙一钙双碱法脱硫的实质是用亚硫酸钙悬浮液在脱硫塔内脱除s02并生成可溶解度的亚硫酸氢钙，因而在脱硫塔内不结垢；塔外循环池内用石灰乳与亚硫酸氢钙反应， 再生出塔内脱硫所需的亚硫酸钙。在这里，循环池实际上是一个反应器。5.工艺流程及说明5.1 工艺流程5.2 工艺流程说明工艺流程如上图所示，鼓风炉烟气经布袋除尘器除尘后，在引风机的作 用下自塔体下部 切线进入脱硫塔。脱硫塔内装4层塔板和1层除雾层，共分为3个循环系统，其中自上而下

13、第一层塔 板使用一套循环系统，第二、三层共用一套循环系统，最下一层使用一套循环系统。烟气经过塔内塔板时，与来自脱硫循环池的亚硫酸钙浆液充分接触，烟气中的so2 与亚硫 酸钙反应生成亚硫酸氢钙，so2得以除去，反应生成的亚硫酸氢钙浆液返回每套 循环系统所配 套循环池，同时向循环池内添加氢氧化钙溶液，反应生成亚硫酸钙。生成的浆液除部分循环使用外，剩余部分自流进入沉淀池沉淀处理。底部沉淀物由抓 斗运至干化场，经过干化后外运销售或填埋；上清液则返回制浆系统用于配制石灰浆 液。为避免循环吸收液中f-x ci-离子浓度积累过高对设备管道造成严重腐蚀，定期外排少 量 沉淀池上请液。脱硫处理后的烟气经过塔顶除

14、雾层和副塔脱水后，至烟囱达标排放。副塔即是将烟气自脱硫主塔顶引至地面的管道，也可起到良好的除雾效果。由于本工 程消耗石灰量较少，为降低工程投资和运行成本。本方案拟采用市场采购的石灰粉(cao)作脱硫剂，要求石灰粉的粒度100%小于 150目，石灰粉中ca。的含量按80%计算。石灰乳制备系统由石灰仓库、加料斗、定量给料装置、化浆池、出渣机、浆液罐以及 石 灰乳投加泵组成。石灰仓库储存脱硫系统72小时的石灰用量。生石灰储存在石灰仓库，使用时由铲车或人工手推车将其添加至加料斗，加料斗内石 灰 在定量给料装置的作用下均匀地输送至化浆池，与添加的工业水和沉淀池返回的上清 液在搅拌器的作用下制的石灰浆液，

15、石灰中可能含有的块状物质沉积于化浆槽底，由链 式出渣机排出。石灰浆液自流进入储浆罐，为防止石灰浆液在储浆罐内沉淀，罐内设置 搅拌装置。储浆罐内浆液由石灰乳投加泵投加至各个循环池，在每个循环池内设置ph在线监测 装置，在每个石灰浆液投加口设置一电磁阀，用以根据池内ph值的变化调节石灰浆液投加0由于原有风机已使用多年，性能参数明显下降，且增加脱硫设施后，其风压已不能满 足系统运行的要求，本方案拟更换现有风机。为防止风机带水和脱硫后的湿烟气对风机的腐蚀，风机设置在脱硫塔前。5.3 工艺参数计算5.3.1 so 2减排量由厂方提供的参数可知，烟气流量为26153.5013/儿5。2浓度为16353.5

16、mg/m3,在正常 工 况下，sd吸收效率要求达到96%以上。每小时减少so2排放的质量为(按96%的吸收效率计)：16353.5mg/m3 x 26153.5m3 x 95%=410.6kg/h鼓风炉每年开炉300天，日工作时间22小时，则全年减少so2排放的质量为：410.6 义 22 x 300=2709.960 年1.1.2 石灰消耗量根据so2吸收反应方程式可知，sd与cao反应的物质量的比为1:1,则减排 410.6kg/h 的 so2需要 cao 的质量为：410.6 x 56：64=359.3kg/h为保证吸收效率，cao考虑10%的富余，且生石灰中有效成分ca。含量按80%计

17、 算，则需 要消耗石灰的质量为：359.3 x(1+10%)4-80%=494.0 kg/h 5.3.3脱硫渣产量反应生成 caso3 的产量为：410.6 x 1204-64=769.9 kg/h预计会有20%左右的casch会被空气中的氧化成caso4,则氧化后的casc)3及 caso,的产 量为：769.9 x80% + 769.9 x 20% x 1364-120=790.4 kg/h生石灰中富余 cao 转化为 ca(oh)2,产量为：(494.0 x80%-359.3)x 74 + 56=47.4kg/h生石灰中未被利用的矿渣总量为：494.0 x 20%=98.8 kg/h综上

18、所叙，本工程脱 硫渣干渣产量为：790.44-47.44-98.8=936.6 kg/h本工程中沉淀池湿渣采用抓斗转运至池 旁干化场干化后外运销售或填埋。设外运湿渣含水率为60%,则湿渣产量为： 936.6 4- ( 1-60%) =2341.5kg/h1.1.4 工业水消耗本工程中工业水主要消耗在烟气带水和湿渣带水，设外排烟气中含水率为3%,则该 部分工业水消耗量为:26153.5 x 273 4- (273 +100) x 3%4- 22.4 x 18=461.5 kg/h湿渣带水消耗工业水量为：2341.5 x60%=1404.9kg/h烟气带水和湿渣带水总量为：461.5+1404.9

19、=1866.4 kg/h考虑到冲洗用水以及水分蒸发，实际工业水总消耗量取2.4t/h 05.4 技术关键5.4.1 液气比控制液气比是指1立方米烟气需要多少升的脱硫吸收液，是湿式脱硫工艺的一个重要参 数。当液气比大时，有利于脱硫，但烟气温度降低多，影响烟气外排的抬升高度，降低扩 散稀释能力，造成局部污染，同时加大循环水泵负荷，增加运行费用。5.4.2 ph值的控制为了高效地吸收烟气中的sd气体，必须控制好脱硫剂的ph值。ph值7.08.0时吸收最为彻底。本方案脱硫循环池配备一套ph值自动控制系统，当检测ph值小于给定ph值时， 增大进 入循环池石灰乳流量；反之，当测量ph值大于给定ph值时，则

20、减小进入循环池 石灰乳流量。5.4.3 防腐处理湿法脱硫工艺，产生的酸性气体溶于水具有酸性腐蚀性能，防腐是湿法脱硫要考虑的 重要问题，它在很大程度上影响系统的可靠性、投资和运行成本。本工程采用的脱硫剂为石灰，不具有腐蚀性，化浆槽、储浆罐采用碳钢材质，碱液输 送 管道使用pp给水管，石灰乳投加泵采用防腐耐磨工程塑料泵。脱硫塔为该工程设备，其防腐能力将直接影响整个工程的使用寿命。本方案吸收塔采 用 钢砂+麻石结构，塔体外壁为100mm刚碎，内壁为200mm麻石，有效使用寿命可达 15年以上。塔内xp板采用不锈钢材质，塔板及除雾器支架采用碳钢+玻璃钢包裹，除雾器为聚 丙烯 材质。循环及冲洗水泵选用防

21、腐耐磨工程塑料泵；冲洗喷头选用碳化硅材质。吸收 液及冲洗 水管道均采用pp给水管。循环池及沉淀池采用钢碎结构，玻璃钢防腐。烟气在进入吸收塔之前温度较高而水分含量低，几乎不具有腐蚀性，因此风机及吸收 塔前管道无需进行防腐处理。而吸收塔后烟气因吸水后腐蚀性相对较强，但该部分管道 距离较短，可采用钢碎材质。5.4.4 气液分离湿式脱硫工艺处理后，烟气中含有较多水分，直接排放会形成白烟，必须 进行气液分离。本方案脱硫塔上部安装高效除雾装置以提高除雾效果。可供选择的 高效除雾装置有两种：折流除雾器；(2)由多个小型旋流除雾器组成的除雾装置。为避免除雾装置堵塞，无论何种除雾装置都须采用冲水系统冲洗，本方案

22、选用结构 简单，除雾效果好的折流除雾器。脱硫主塔的烟气自上部进入副塔，在自上而下流动过程中，烟气中剩余的水雾会由于 自身的重力作用沉降至塔底，从而再次实现与烟气的分离。5.5 本技术的优点5.5.1 简化了脱硫工艺流程，减少了动力消耗，提高系统的可操作性；5.5.2 系统不结垢、不堵塞，能连续稳定脱硫；5.5.3 脱硫除尘效果好，脱硫效率达96%以上；5.5.4 采用石灰作脱硫剂，不耗钠碱，运行费用低；5.5.5 液气比低，循环泵功率消耗低；5.5.6 被脱除的so2以不溶固体从水中沉淀分离，不对水体造成二次污染。6.主要构筑物及设备工艺参数6.1 石灰仓库 数量：1座 外形尺寸：4.0 x4

23、.0 x 4.0(h)m结构：砖混6.2 石灰料斗 数量：1个 外形尺寸：1.5 x3.0 x2.4(h)m有效容积：2.4m3材质：碳钢6.3 定量给料装置 数量：1个 型号：ls-100螺旋直径：100mm功率：3.0kw材质：碳钢，变频电机6.4 化浆槽 数量：1台外形尺寸：(p 1.0 x 1.5m有效容积：0.8m3功率：1.5kw材质： 碳钢6.5 出渣装置 数量：1台 槽宽：150mm输送量：1t/h功率：3kw材质：碳钢6.6 储浆罐 数量：1台外形尺寸：cp 1.2 x1.5m有效容积：1.3 m 3功率：0.75 kw材质：碳钢6.7 石灰乳投加泵 数量：2台(一用一备)型

24、号：32fuh-20-5-15流量：5m3/h扬程： 15m功率：1.5kw材质：碳钢6.8 风机 数量：1台 型号：4-68-8c流量：27288m3/h扬程：3178pa功率：37kw材质：碳钢_6.9 脱硫塔 数量：1座 尺寸：主塔:cp内1.5 x16.0m副塔：cp内1.0 x 16.0m空塔速度：4.1m/s液气比：4l/m3阻力损失：w 1300pa材质：钢硅+麻石6.10 环池 数量：1座(三格)尺寸：4.5 x1.5 x2.4 (h) m有效容积：10m3 材质：钢碎6.11 环池搅拌器数量：3台转速：52r/min功率：1.5kw材质：不锈钢轴及浆叶6.12 沉淀池 数量：

25、1座 尺寸：4.5 x1.5 x2.4 (h) m有效容积：10m3停留时间：2h 材质：钢碎6.13 工业水池 数量：1座 尺寸：3.0 x1.5 x2.4 (h) m有效容积：9.517?材质：钢碎6.14 循环泵1数量：1座 型号：65fuh-30-35-18流量：35m3/h扬程：18m功率：5.5kw材质:碳钢6.13循环泵2数量：1座 型号：65fuh-30-35-23流量：35m3/h扬程：23m功率：7.5kw材质：碳钢6.14 循环泵3数量：2台(一台冷备)型号：80fuh-35-35-27流量：35m3/h扬程：27m功率：7.5kw材质：碳钢6.15 冲洗水泵 数量：1台

26、 型号：65fuh-54-60-34流量：60m3/h扬程：34m功率： 15kw材质：碳钢6.16 排空泵量号量程率质数型流扬功材:1 口:65fuh-30-25-15：25m3/h：15m：4kw：碳钢7.工程投资概算序号名称规格型号数量单价（万元）总价（万元）备注一、土建部分1石灰仓库4.0 x4.0 x4.0(h)m1座0.860.86砖混2循环池4.5x1.5 x2.4(h)m1座1.321.32钢碎防腐3沉淀池4.5x1.5 x2.4(h)m1座1.341.34钢砂防腐4工业水池3.0x1.5 x2.4(h)m1座0.680.68钢碎5脱硫塔基础1座1.201.20钢碎6设备基础1批0.400.40钢碎a小计5.80二、设备部分1石灰料斗1.5 x3.0 x2.4(h)m1座0.460.46碳钢2仓壁振打器1台0.800.803定量给料装置ls-1001台0.820.824化浆槽(p1.0 x1.5m1台2.452.455出渣装置猫宽：150mm输送 量：1t/h1台1.251.256储浆罐(p1.2 x1.5m1台2.852.857石灰乳投加泵32fuh-20-5-152台0.460.928风机4-68-8c1台2.162.169脱硫塔主塔：cp 内 1.5 x 16.0m副塔：cp 内 1.0 x 16.0m1座28.2028.2