烧结机脱硫设计方案

1、烧结机烟气脱硫工程技术方案指导：中国市政工程中南设计研究院贵州分院设计：贵州青山绿水环境保护有限公司说 明本工程拟选用滤泡吸收式石灰-石膏法烟气脱硫装置。该装置的优点是：1、脱硫效率高，脱硫率95%。2、工艺成熟，适合所有煤种。3、操作稳定，操作弹性好。4、脱硫剂、起泡剂易得，脱硫费用低。5、系统不结垢，能连续稳定运行。6、水循环使用，不形成二次污染。东大滤泡吸收式烟气脱硫装置为国家专利产品（专利号：ZL01 208258.9）和国家环保认定产品（证书编号：CCAEPI-EP-2007-106）获得2008 年度江苏省科技进步奖，并列入国家火炬计划（项目编号：2004EB050521）。该装置

2、运用仿生学原理，独创滤泡吸收技术，脱硫效率以及运行的经济性与可靠性均较传统湿式脱硫装置得以大幅提高。目录目录一、一、烧结烧结烟气的主要特点烟气的主要特点.4二、二、设计设计原原则则、依据、指、依据、指标标 .41、设计原则 .42、设计依据 .43、基础数据 .54、设计指标 .5三、国内外三、国内外烧结烧结烟气脱硫技烟气脱硫技术发术发展展现现状及状及趋势趋势.5五、烟气脱硫工五、烟气脱硫工艺艺介介绍绍.6七、工程范七、工程范围围.6八、方案确定八、方案确定.7九、九、滤滤泡吸收式石灰泡吸收式石灰-石膏法石膏法烧结烧结烟气脱硫装置工作原理及特点烟气脱硫装置工作原理及特点 .71、工作原理 .7

3、2、主要特点 .8十、十、滤滤泡吸收式石灰泡吸收式石灰-石膏法石膏法烧结烧结烟气脱硫装置工烟气脱硫装置工艺艺流程流程 .8十一、十一、滤滤泡吸收式石灰泡吸收式石灰-石膏法石膏法烧结烧结烟气脱硫装置关烟气脱硫装置关键键技技术术内容及内容及创创新点新点 .81、滤泡吸收技术 .82、烧结烟气脱硫工况适时响应控制技术 .9十二、系十二、系统统配置配置.91、吸收塔系、吸收塔系统统.92、吸收剂制备系统 .113、脱硫副产物处理系统 .124、电气控制系统 .13十三、其他十三、其他设计说设计说明明.141、管道、阀门.142、电气技术要求 .143、防火措施 .154、抗震设计 .15十四、系十四、

4、系统统运行分析运行分析.151、本方案达到的主要技术经济指标.152、主要工艺计算 .153、脱硫综合成本分析 .16十五、工程十五、工程报报价价.171、设备清单与价格 .17一、烧结烟气的主要特点一、烧结烟气的主要特点1、烟气量大，1 吨烧结矿产生 40006000m3烟气。 2、SO2浓度变化大，范围在 4005000mg/Nm3之间。3、温度变化大，一般为 80180。4、烟气流量变化大，变化幅度高达 40%以上。5、水份含量大且不稳定，一般为 1013%。6、含氧量高，一般为 15%18%左右。7、细粒粉尘多且具有粘性。二、设计原则、依据、指标二、设计原则、依据、指标1、设计原则、设

5、计原则 严格执行环境保护政策，确保烟气排放达到国家和地方标准； 脱硫剂、起泡剂来源广、价格低，降低脱硫设施运行费用； 系统采用闭路循环，对环境不会产生二次污染； 合理布置系统平面，充分考虑物流、人流与管理维护的方便。2、设计依据、设计依据 GB13271-2001-大气污染物排放标准 HJ462-2009-工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范 Q1320901DD001-DLP 滤泡脱硫除尘装置企业标准 。 HJ/T76-固定污染源烟气排放连续监测技术要求及检测方法 。 Q17320282BBN004-耐酸耐磨泵执行标准 。 GB50275-压缩机、电机、泵安装工程施工及验收规范 。 GB5

6、0212-建筑防腐蚀工程施工及验收规范 。 GB18599-一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 。 GBJ87-工业企业噪声控制设计规范 。 GBJ11-建筑抗震设计规范 。以上规范均以最新版本为准。3、基础数据、基础数据项目名称单位数值备注燃烧设备/烧结机烧结面积180数量台1烟气温度130160估算值烟气流量m3/h1200000工况/用户提供年运行时间天300估算值烟尘进口浓度mg/m3150估算值SO2初始浓度mg/m31000用户提供4、设计指标、设计指标项目单位数值备注脱硫率%95%二氧化硫排放浓度mg/m3150烟尘排放浓度mg/m350钙硫化1.05液气比2脱硫系统阻力P

7、a1200三、国内外烧结烟气脱硫技术发展现状及趋势三、国内外烧结烟气脱硫技术发展现状及趋势国外烧结烟气脱硫技术起步较早，经过几十年的发展，脱硫技术已成熟。从脱硫工艺来看，湿法、半干法、干法都有成功的业绩，其中应用最成熟的是石灰石石膏法。近年来，日本已开启应用钢渣作为脱硫剂的研究，并已取得一定成果。我国钢铁企业烧结烟气脱硫的研究和应用起步较晚，2005 年才开始进行烧结烟气脱硫研究开发工作，2008 年才开始实施烧结烟气脱硫。由于我国铁矿石来源变化大，钢铁烧结烟气含硫高，与国外有很大差别，国外的烧结烟气脱硫技术不适合我国国情；又由于烧结烟气与火电厂烟气有着明显的区别，目前国内市场上较成熟的火电烟

8、气脱硫技术不能简单移植到烧结烟气脱硫上。因为烧结烟气具有烟气排放量大、SO2 排放浓度低且波动范围宽、温度变化大、流量变化大、水分含量大、含氧量高、含有多种污染成分等特点，从而使烧结烟气进行脱硫具有很大难度。目前国内已投运的烧结烟气脱硫装置采用的技术主要有循环流化床法、氨硫铵法、密相干塔法、石灰石石膏法等，但都具有一定的缺点和局限。一次性投资少、运行费用低、工况适时控制、不产生二次污染、高效节能、副产物可以综合利用是烧结烟气脱硫技术的发展方向。五、烟气脱硫工艺介绍五、烟气脱硫工艺介绍干法脱硫：主要的是循环流化床反应器脱硫。石灰石加入循环流化床锅炉后，将发生两步高温气固反应：燃烧分解反应和硫盐化

9、反应，通过这两个反应来脱硫。湿法：石灰石/石灰石膏湿法，锅炉烟气经增压风机增压，通过气气热交换器交换热降温后进入脱硫塔，自下而上流经脱硫塔，与自上而下的石灰石/石灰浆液形成逆向流动，同时发生热量交换和化学反应，除去烟气中的 SO2。净化后的烟气经除雾器除去烟气中携带的液滴，通过气气热交换器升温后从烟囱排出。反应生成物 CaSO3进入脱硫塔底部的浆液池，被通过增氧风机鼓入的空气强制氧化生成 CaSO4，继而生成石膏。为了使浆液池中的硫酸钙保持一定的浓度，生成的石膏需不断排出，新鲜的石灰石/石灰浆液需连续补充，石膏浆经脱水后得到纯度较高的石膏。半干法：喷雾干燥烟气脱硫以及循环流化床烟气脱硫（也可以

10、为半干法，最后处理不同） 。经破碎后石灰在消化池中经消化后，与脱硫副产物和部分煤灰混合，制成混合浆液，经浆液泵升压送入旋转喷雾器，经雾化后在塔内均匀分散。热烟气从塔顶切向进入烟气分配器，同时与雾滴顺流而下。雾滴在蒸发干燥的同时发生化学反应吸收烟气中的 SO2。六、烟气脱硫工艺比较六、烟气脱硫工艺比较指标 工艺干法半干法湿法Ca/S2.541.52.01.01.05脱硫率7085%8590%95%系统阻力大中小运行成本高中低脱硫副产物难以商品化难以商品化难以商品化综上所述，本方案采用湿法-滤泡吸收式/石灰-石膏法进行脱硫。七、工程范围七、工程范围1、烟气脱硫工艺流程的确定；2、非标设备的设计与制

11、作；3、电气设计与安装；4、标准设备的选型与购置；5、土建部分设计及施工。6、系统安装与调试。八、方案确定八、方案确定本工程拟采用石灰-石膏湿法脱硫工艺，以石灰乳为吸收剂，并采用东大滤泡式吸收塔。结合工程的实际情况，提出以下设计方案：1、配置一台 DLP-I-2/400 型滤泡脱硫装置。2、配置一座脱硫液循环池。3、配置一套吸收剂制备系统。4、配置一套脱硫副产物处理系统。5、设置 100%烟气旁路系统。九、滤泡吸收式石灰九、滤泡吸收式石灰-石膏法烧结烟气脱硫装置工作原理及特点石膏法烧结烟气脱硫装置工作原理及特点1、工作原理、工作原理 东大滤泡脱硫装置运用仿生学原理，模拟动物肺泡，独创滤泡发生器

12、。通过滤泡发生器直角对冲旁通孔的精确布置，实现了气液两相的充分接触与二次冲击扰动，形成大量细密滤泡，这些滤泡平均泡径小、比表面积大，吸收效果好、脱硫效率高。由大量滤泡构成的滤泡吸收塔，结构简单、不易结垢、不易堵塞、故障率低，脱硫系统流程见下图。 含硫烟气烟气调质滤泡脱硫净烟气滤泡滤泡发生器脱硫循环池 补水沉淀池回水出渣脱硫剂起泡剂与传统湿法脱硫技术相比，东大滤泡烟气脱硫技术减少了吸收塔的体积和投资，提高了系统运行的经济性和安全性。2、主要特点、主要特点 脱硫效率高，脱硫95%。 工艺成熟，适合所有煤种。 运行稳定，操作弹性好。 脱硫剂、起泡剂易得，脱硫费用低。 系统不结垢，能连续稳定运行。 水

13、循环使用，不形成二次污染。十、滤泡吸收式石灰十、滤泡吸收式石灰-石膏法烧结烟气脱硫装置工艺流程石膏法烧结烟气脱硫装置工艺流程本脱硫装置配套的子系统包括吸收剂制备系统、吸收塔系统、脱硫副产物处理系统和电气控制系统。烟气中SO2的去除在吸收塔内进行。吸收塔本体包括吸收区、氧化区，主要设备有滤泡发生器、除雾器、搅拌器、富氧装置。滤泡发生器在塔内产生大量的细密滤泡，进入塔内的烟气在吸收液上方的滤泡层中穿过，气液两相得以充分接触，烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的SO2等成分被吸收。经吸收反应后的烟气再流经两层锯齿形除雾器而除去所含雾滴，净化、除雾后的烟气流出吸收塔，通过净烟道进入烟囱排放。氧化风机送出

14、的氧化空气进入吸收塔，把脱硫反应生成的亚硫酸钙强制氧化成硫酸钙并结晶成二水石膏，经沉淀、出渣后运出。脱硫过程主要反应如下：CaO+H2OCa(OH)2SO2+H2OH2SO3H2SO3+Ca(OH)2CaSO3+2H2OCaSO3+1/2O2CaSO4CaSO4+2H2OCaSO42H2O十一、滤泡吸收式石灰十一、滤泡吸收式石灰-石膏法烧结烟气脱硫装置关键技术内容及创石膏法烧结烟气脱硫装置关键技术内容及创新点新点1、滤泡吸收技术、滤泡吸收技术 独创了滤泡吸收技术，提高了脱硫液对低浓度SO2的吸收效率，降低了脱硫系统的运行阻力。通过对滤泡发生器直角对冲旁通孔的精确布置，实现了气液两相的充分接触与

15、二次冲击扰动，在浆液表层以上形成大量细密滤泡。滤泡状浆液呈连续相，较分散相的液滴，比表面积大、吸收效率高、吸收塔阻力低。滤泡吸收塔体积小、一次性投资少。2、烧结烟气脱硫工况适时响应控制技术、烧结烟气脱硫工况适时响应控制技术 烧结烟气脱硫工况适时响应控制技术，有效解决了烧结烟气工况波动大、脱硫装置运行不稳定这一难题。该系统运用模糊控制学原理，通过传感器把系统的实时数据传递到中央处理单元，经分析后输出控制命令，进而有效调节脱硫装置的运行状态，使增压风机、氧化风机、脱硫剂泵、浆液循环泵、阀门等各单元的运行参数与烟气的即时工况相匹配。十二、系统配置十二、系统配置1、吸收塔系统、吸收塔系统 吸收塔本体

16、型号：DLP-I-2/400 塔体尺寸：=11.6m，H=20m 处理烟气量：QMAX=1250000m3/h 材质：塔内主要部件均采用耐腐件，最外层为碳钢，内衬为防腐耐磨材料整体浇筑而成，最里层为防腐、耐磨的花岗岩条板，塔体内部金属材料均采用不锈钢。设计使用寿命：15年。设备厂家：江苏东大设备功能：作为脱硫的反应腔体，工作时塔内布满滤泡发生器生成的大量滤泡，滤泡和烟气接触反应，脱去烟气中的SO2成分。 氧化风机 型号：3L250-II 流量：63.9m3/min 压头：58.8kpa 出口尺寸：250mm 配用电机功率：110kw 设备厂家：南通华德 设备功能：为塔内滤泡发生装置提供动力源泉

17、，使之能够产生大量的滤泡。同时通过压缩空气中的氧气使脱硫反应中生成的亚硫酸盐氧化成为硫酸盐沉淀。 滤泡发生器 布置数量：2组 设计压力：60Kpa 设计流量：130m3/min 材质：塔外碳钢、塔内不锈钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：通过外界动力源为脱硫塔中的烟气反应提供大量的滤泡，确保脱硫反应能够顺利进行。 吸收液循环泵 类型：耐腐耐磨泵 扬程：37m 流量：500m3/h 进口尺寸：250mm 出口尺寸：200mm 配用电机功率：110kw 材质：铸钢+衬塑 设备厂家：宙斯泵业/南方泵业 设备功能：将脱硫循环池中调节好PH值的循环液打入脱硫塔中，确保塔内的反应溶液脱硫时具有最大的活性。

18、除雾器 类型：折流式除雾器 布置数量：1 层 设计除湿率：95% 材质：PP 设备厂家：江苏东大 设备功能：烟气在塔内脱硫后到达塔体顶部时，烟气中带有一定数量的水分，为防止烟气带水腐蚀烟道和烟囱，通过除雾器使烟气含水量符合排放要求。 冲洗泵 类型：离心式 扬程：30m 流量：50m3/h 进出口尺寸：80mm 配用电机功率：15kw 材质：碳钢 设备厂家：上海良益/上海汉邦 设备功能：将塔外清水泵入塔内除雾器的上方进行雾化，定期对除雾进行冲洗，以防止除雾器的结垢。 内置式搅拌装置 类型：塔内搅拌装置 材质：不锈钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：对脱硫塔反应液底部进行反冲刷，保证脱硫反应中生成的

19、硫酸盐不会沉淀在脱硫塔底部，而是悬浮在反应液中以便于排出脱硫塔外。 工艺水箱 设计规格：30m3 外型尺寸：3000mm4250mm 材质：碳钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：为系统除雾器的冲洗，脱硫循环液的补充，储存一定量的工艺清水。 起泡剂罐 设计规格：2.5m3 外型尺寸：1400mm1650mm 材质：碳钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：储存起泡剂溶液，以便定期向脱离循环液里补充起泡剂，来维持循环液的滤泡活性。 增压风机 设计流量：1200000m3/h 设计压力：2000Pa 电机功率：1250KW(10KV) 设备厂家：重鼓/陕西北方设备功能：增加烧结烟气的压力，来克服系统阻力，保

20、证系统的正常运行。2、吸收剂制备系统、吸收剂制备系统 提升机 输送量：5m3/h 输送速度：1.4 m/s 配用电机功率：2.2kw 设备厂家：华粮机械 设备功能：将外运来的石灰粉提升、输送至石灰粉料仓储存。 料 仓 设计规格：30m3 外型尺寸：28000mm5000mm 材质：碳钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：储存脱硫所需石灰粉。 震动降料装置 激阵力：20kN 配用电机功率：1.1kw 材质：碳钢 设备厂家：江苏队东大 设备功能：与石灰粉料仓进行对接，料仓中的脱硫剂在卸料时，上部的脱硫剂能够随着震动不断地塌落下降。 星型卸料器 处理能力：2L/r 转速：1390r/min配用电机功率：

21、0.55kw 设备厂家：瑞安求精 设备功能：保证料仓中的脱硫剂，能够源源不断地被取出，并顺利地落入螺旋输送机内。 螺旋输送机 管径：160 输送量2.2t/h 支架宽度：1m 配用电机功率：2.2kw 设备厂家：盐城接尔达 设备功能：将星型卸料器卸出的脱硫剂缓缓地输送进石灰乳搅拌装置。 搅拌器（带滤浆器） 外型尺寸：18002500 处理能力：20m3/h 配用电机功率：7.5kw 材质：碳钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：将脱硫剂和水进行调和，生成脱硫反应中所需的脱硫循环液，然后通过搅拌器内置式的滤浆器后流出。 石灰乳给水泵 类型：离心泵 流量：100m3/h 扬程：12.5m 进出口尺寸：

22、80 配用电机功率：5.5kw 设备厂家：上海良益/上海汉邦 设备功能：向搅拌器内的脱硫剂加水进行搅拌形成石灰乳浆液。 石灰乳泵 类型：电动隔膜泵 扬程：30m 流量：20m3/h 进出口尺寸：100mm 配用电机功率：4kw 设备厂家：上海汉邦/上海良益 设备功能：电动隔膜泵，受pH 值控制仪控制，将石灰乳池中的石灰乳液泵入脱硫液循环池。3、脱硫副产物处理系统、脱硫副产物处理系统 石膏排浆泵1 型号：耐腐耐磨泵 流量：100m3/h 扬程：20m 进口尺寸：100mm 出口尺寸：80mm 配用功率：15kw 设备厂家：宜兴宙斯/南方泵业 设备功能：将循环水池中的石膏浆液抽至水力旋流器进行浓缩

23、。 水力旋流器 型号：HL-350 设计流量：700m3/h 通体内径：=350mm 设备厂家：江苏东大 设备功能：将抽出的脱硫产物-石膏浆液进行初步浓缩，上部低浓度浆液回循环池，下部高浓度浆液至储液罐。 储液罐 容积：16m3 容器直径：=2600mm 容器高度：3000mm 容器材质：碳钢 设备厂家：江苏东大 设备功能：储存水力旋流器浓缩后的石膏浆液，通过石膏排浆泵输送至压滤机。 石膏排浆泵 类型：耐腐耐磨泵 流量：100m3/h 扬程：45m 进口尺寸：100mm 出口尺寸：80mm 配用功率：30kw 设备厂家：宙斯泵业/南方泵业 设备功能：将储液罐中的高浓度石膏浆液泵送至压滤机脱水。

24、 厢式压滤机 类型：板框压滤机 过滤面积：250m2 过滤压力：0.6Mpa 滤室容积：3737L 滤饼厚度：30mm 配用电机功率：5.5kw 设备厂家：江苏昆工/山东景津 设备功能：对高浓度石膏浆液进行压滤、脱水，生成石膏饼，压滤出的脱硫液回流到循环池重复使用。4、电气控制系统、电气控制系统 现场控制箱 型号：DDK-2A 电压：380V 频率：50Hz 使用环境温度：-3045 使用空气湿度：85% 设备厂家：江苏东大 总控制柜 型号：DZK-800 电压：380V 频率：50Hz 功率：800kw 使用环境温度：-3045 使用空气湿度：85% 设备厂家：江苏东大 PH控制器 测量范围

25、：4.0014.00pH 分辨率：0.01pH；1mV 精度：0.05级 动作控制：两组ON/OFF继电器 继电器迟滞：可调 模拟输出：420mA隔离保护输出 设备厂家：上海葛宝/上海宇权十三、其他设计说明十三、其他设计说明1、管道、阀门、管道、阀门 管道管道防止磨损和腐蚀，防止浆液沉淀和结垢的形成。管配备自动冲洗和排水系统。在装置关闭和停运期间，对管道系统的各个设施进行排放和冲洗。为了便于清洗，在自流浆液管改变方向处安装Y型或T型管。在所有DN50或更小浆液管上的Y型或T型管的端部配备有插管和软管连接。输送管道的布置尽可能短，尽量减少弯头数量。 阀门所有阀门设计选型适合于介质特性和使用条件。

26、系统的阀门考虑介质的磨损和腐蚀。功能相同、运行条件相同的阀门能够互换，阀门的规格尽量统一，尽量减少阀门的种类和厂家数量。2、电气技术要求、电气技术要求380/220V系统采用动力、检修及照明共用的供电方式，单母线接线。380/220V系统中性点接地方式为直接接地。脱硫电气系统不设置单独的接地网，所有接地接至买方指定的与整个工厂相连的电气接地网上，接地电阻应能满足电气接地网的要求。 防雷与接地接地、防雷系统按GB、DL及IEC有关标准设计，所有电器设备均接地。 电缆和电缆构筑物380V动力电缆为阻燃型绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力铠装电缆，测量和控制电缆采用对绞分屏蔽及总屏蔽铠装电缆。本工程中的电缆设

27、施以架空桥架为主，辅以电缆沟和穿管等。电缆桥架及电缆支、吊架均采用热镀锌钢材料。3、防火措施、防火措施除采用阻燃电缆外，在脱硫塔内有防火阻燃的可靠措施。在墙洞、盘柜开孔处使用防火堵料封堵。4、抗震设计、抗震设计按建筑抗震设计规范（GBJ11-89）执行。十四、系统运行分析十四、系统运行分析1、本方案达到的主要技术经济指标本方案达到的主要技术经济指标序号项目名称指标1SO2排放浓度150mg/m32SO2脱除量1.02t/h3Ca/S1.054石灰粉用量1.04t/h纯度按90%5石膏产量2.74t/h6耗水量17t/h2、主要工艺计算、主要工艺计算 烟气中SO2含量进入脱硫塔前的烟气中的SO2

28、含量为：M=1200000m3/h1000mg/m3=1200kg/h 烟气脱硫量根据要求，SO2排放浓度由1000mg/m3 减为150mg/m3即为达标，经计算为脱硫率85%，则：实际脱去二氧化硫量为：1200kg/h85%=1020kg/h实际排放量为：1200kg/h-1020kg/h=180kg/h 脱硫CaO用量（钙硫比取1.05）SO2+Ca(OH)2-CaSO3+H2OCaO+H2O-Ca(OH)2需CaO量：y0=1020kg/h64/561.05=938kg/h 脱硫装置每小时需脱硫液量湿法脱硫液气比一般为1.08.0，由于东大滤泡式脱硫装置脱硫效率较高，故液气比取2L/m

29、3。每小时需脱硫液量为：Qy=1200000m3/h2L/m3=2400m3/h 脱硫液池容积按一个小时循环四次计算：则脱硫液池容积V=600m3 石膏生成量计算按全部硫100%转化为石膏，则最大石膏生成量为：SO2+Ca(OH)2+1/2O2-CaSO42H2OMmax=102064/172=2740kg/h3、脱硫综合成本分析、脱硫综合成本分析 石灰耗量纯度按90%计，Mcao=938kg/h90%=1040kg/h按市价200元/t计，成本为1040kg/h0.2元/kg=208元/h 循环水耗量由生成物石膏带走的水M1=274010%=274kg/h脱硫塔内蒸发水分按循环水量的0.2%

30、计：M2=2400t0.2%=4800kg/h其它损失按循环量0.5%计：M3=2400t0.5%=12000kg/h总消耗水M=M1+M2+M3=17t/h按2元/t计，成本为17t/h2元/t=34元/h 起泡剂耗量如每小时添加一次AES起泡剂，添加量按循环水耗量的万分之一计算，起泡剂用量为：MQ=1.7kg/h按市价8000元/T计，则起泡剂成本为：MQ8元/kg=13.6元/h 电费脱硫系统总装机约1950kw，由于脱硫剂制备系统与副产物处理系统为间歇运行，实际运行平均功耗约为W=1600kw按0.7元/kwh计算：电费为0.7元/kwh1600kwh=1120元/h 人工工资脱硫系统配备的人员为：管理维护3人按人均工资