北台m烧结机脱硫系统说明

1、本溪北台2M50m2烧结机烟气脱硫项目设计说明中冶北方项目技术有限公司2018年8月1 总述 11.1 项目规划依据 11.2 项目规划原则 11.3 项目内容 21.4 项目简述 21.5 安全环保 32脱硫系统工艺 32.1 工艺基础设计参数 32.2 脱硫性能保证 42.3 脱硫工艺简介 52.2 脱硫工艺设计原则 62.3 工艺系统及设备 72.3.1 石灰石浆液制备系统 72.3.2 烟气系统 92.3.3 SO2 吸收系统 122.3.4 石膏脱水系统 162.3.5 工艺水及废水处理系统3投资估算 191 总述本脱硫方案说明适用于北台2X 450卅烧结机组，采用石灰石一石膏湿法，

2、一台烧结机一台吸收塔，两台烧结机设置一套石膏脱水系统、一套 石灰石浆液制备系统、一套工艺水系统。脱硫率不小于90。每套烟气脱硫装置的出力在烧结机 100%负荷工况的基础上设计，脱硫系统可调能 力与机组可调能力相适应；烟气脱硫装置应能在烧结机设计进烟温度加 10C裕量条件下安全连续运行。正常状态下，烟气设计温度为150 C,烟气脱硫装置的进烟温度不应超过180 C,当温度达到 180 C时，打开旁路挡板。本脱硫系统提出的是最低限度的技术要求，并未列出所有的技术要求 和适用的标准，本工艺保证满足国家的有关劳动安全、工业卫生、消防、 环保等强制性法规、标准的要求的基础上，使业主投资、运行费用尽量降

3、低。1.1 项目规划依据北钢产品结构调整规划我国现行脱硫处理处理规范、规定及政策1.2 项目规划原则引进国外先进的脱硫处理技术和关键设备，结合北钢现状，建成符 合环保要求的脱硫处理系统。脱硫系统建筑物与烧结主体设计保持一致，力求美观大方，绿化有 特色。节约用地、减少投资费用及减少运营费用原则，要求安全可靠、经 济合理、节省资金。采用先进、成熟、可靠的技术，造价要经济、合理，便于运行维护。所有的设备和材料全新、先进。观察、监视、维护简单。运行人员数量最少。确保人员和设备安全。节省能源、水和原材料，脱硫产物 石膏）可作为商品外售。FGD装置应能快速启动投入，不影响烧结主体工艺运行，在负荷调 整时有

4、良好的适应性，在运行条件下能可靠和稳定地连续运行。1.3 项目内容本项目内容包括从烧结主抽风机出口烟气汇集、增压、脱硫、洁净烟气外排的整个脱硫项目，包含脱硫装置能满足2X 450m2烧结机组脱硫系统正常运行所必需具备的系统设备选择、采购、运输及储存、制造及安 装、土建建 构）筑物 因无地质勘测资料，本次报价不含桩基）等的设 计、施工、调试、实验及检查、试运行、考核验收、消缺、培训和最终交 付投产等。1.4 项目简述根据业主提供资料，脱硫系统设计入口烟气SQ含量为800mg/Nm3可在详细 设计 中， 根据 业主烧 结机 实际 使用 原料 情况修 改） ， 排放量为 1463kg/h（ 单台烧结

5、机 ，脱硫设计脱硫效率为 90%,通过烟气脱硫系统运 行可以减少大气 SO2 排放量，同时存在一定的经济效益和社会效益。本项 目主要构筑物有氧化风机及浆液循环泵房、石膏脱水机间、石灰石仓、电1.5 安全环保本项目本身属于环境保护中的 SO2 脱除处理, 项目建成后, 北钢2X 450m2烧结机产生的 S02排放浓度低于 100mg/Nm3,在满足主体烧结 工艺正常运行的前提下，使本项目的烟气排放满足国家环保要求。安全与工业卫生设计按国家劳动安全卫生设计规定 , 采取防范措施。 设有防护栏、通风、除尘、防腐、防雷、防洪、防火、报警和连锁等装 置。2脱硫系统工艺2.1 工艺基础设计条件脱硫系统入口

6、烟气参数：烧结主抽风机流量： 27000m3/min烧结主抽风机压力： -18000Pa脱硫系统入口烟气温度：150 C脱硫系统入口烟气量： 324 万 m3/h脱硫系统入口烟气 SO2浓度：800mg/Nm3脱硫系统入口烟尘浓度： 50mg/Nm3当地平均气压： 985.5hPa多年平均气温：7.8 C脱硫吸收剂组分：CaCO纯度：90%SiO2 含量：2%MgO含 量：3%本期项目脱硫剂推荐采用石灰石粉 250 目）。石灰石因为其良好的 化学活性及低廉的价格因素而成为目前国内湿法脱硫广泛采用的脱硫剂制 备原料。石灰石粉及石灰石浆液供给系统设备简单，全部采用国产设备， 运行可靠，系统可用率高

7、。在吸收塔内，烟气中的 SO2 与石灰石与水配 制的悬浮浆液进行反应后生成亚硫酸钙 , 并就地强制氧化为石膏 <二水硫 酸钙）。在保证项目安全使用及质量的前提下，尽量采用国内设备，对国内无 法生产或者生产质量不过关的关键设备和组件按进口考虑。厂用电电压等级为 6KV及380V三相交流电源。脱硫装置用电由电厂 6KV 电源引接。脱硫装置自设直流及 UPS 电 源。脱硫装置保安电源引自电厂保安段电源。脱硫装置采用 DCS 控制方式，重要信号送至主控室，脱硫装置控制 室单独设置。脱硫系统用水从烧结主新水管道引接，供脱硫系统工艺水使用。 脱硫系统仪用压缩空气用量较少，为 8Nm3/min ，取自

8、烧结主工艺压 缩空气管道，供脱硫系统仪表使用。2.2 脱硫性能保证FGD性能保证值如下：<1）脱硫装置出口 SO2 浓度脱硫装置出口 S02浓度不超过100 mg/Nm3，在原料S含量增加的条 件下，均应满足这个要求，承包方能保证在收到基全硫超过200时，脱硫装置能安全运行。<2）SO2脱除率脱硫装置在设计条件下，验收实验期间SO2脱除率不低于90 %。SO2脱除率= <脱硫系统入口原烟气 SO2浓度脱硫系统出口净烟气SO2浓度）/脱硫系统入口原烟气 SO2浓度<3） SO2 设计浓度下，脱硫装置连续运行14 天的单套脱硫系统石灰 石消耗 量平均值不大于 2.66t/h

9、 、工艺用 水量消耗量平均值不大于 98t/h 、 仪 用 压 缩 空 气 消 耗 量 平 均 值 不 大 于 8Nm3/min 、 电 耗 不 大 于 5030kW。<3）石膏内自由水分低于 15%。<4 ）在任何正常运行工况下，除雾器出口烟气携带的水滴含量应低于 75mg/Nm3。<5）各种不同的设备 <如：输送机等）中生产性粉尘对环境的排放浓度不超过 50mg/m3 ，室内粉尘浓度要求不超过8mg/m3。<6）所有隔热表面最大温度 50C。<7）噪音 脱硫装置和设备噪声水平满足强制性国家标准：工业企业厂界噪声标准川类标准 VGB12348-90 ）和工

10、业企业设计卫生标准<GBZ12002）。2.3 脱硫工艺简介 烟气脱硫是目前世界上应用最广、最有效、可适用于各种机组和燃煤状况的 SO2 控制技术。目前，世界上烟气脱硫工艺多种多样，达百种之 多，技术上成熟、经济上可行的脱硫技术约有十几种。本项目推荐采用石 灰石 - 石膏湿法脱硫工艺及半干法脱硫工艺，考虑本项目SO2 含量及烧结机组设计参数不确定性，本方案说明仅就石灰石 - 石膏湿法脱硫工艺进行 简要介绍。石灰石石膏湿法脱硫技术是目前世界上技术最为成熟、应用业绩最 多的脱硫工艺，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以收两种方法，主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以及是

11、否有足 够的堆放场地等因素。石灰石 / 石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为： 在脱硫吸收塔内，烟气中的 S02 首先被浆液中的水吸收，与浆液中 的CaC03反应生成 CaS03 CaS03被鼓入的氧化空气中的 02氧化，最终 生成石膏晶体CaS04 2H2O其主要化学反应式为：SQ + 2H 20 H 2S0 + H + + HS0 3 CaC0 + 2H+ Ca 2+ + H 20 + C02HS03 + 1/20 2 H + + S0 422+ 2-Ca +S0 +2违0 CaS0 4 2H202.2 脱硫工艺设计原则<1）脱硫工艺采用湿式石灰石石膏湿法。<2）脱硫装置采

12、用一机一塔，共两套脱硫装置，每套脱硫装置的烟 气处理能力为一台烧结机 100%负荷时的烟气量，石灰石浆液制备和石膏 脱水、工艺水系统为两机公用。脱硫效率按不小于90%设计。<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 影响烧结机组的安全运行。<4）吸收剂制浆方式采用外购成品石灰石粉制浆。 <5）脱硫副产品石膏脱水后含湿量 <15%，为综合利用提供条件。<6）脱硫系统排放的烟气直接由吸收塔顶烟囱排出，不对烧结烟囱 造成腐蚀、积水等不利影响。<7）脱硫设备年利用 7920 小时。<8） FGD装置可用率不小于 95%。<9） F

13、GD装置服务寿命为 30年2.3 工艺系统及设备本项目烟气脱硫 <FGD装置采用石灰石-石膏湿法工艺，石灰石作为吸收剂，业主提供石灰石粉，副产品为石膏。吸收塔采用单回路喷淋塔 设计。脱硫装置主要包括以下几个系统：1）石灰石浆液制备系统2）烟气系统3）SO2 吸收系统4）石膏脱水系统5）工艺水系统2.3.1 石灰石浆液制备系统<1）系统概述采用外购石灰石粉方案，将成品石灰石粉 <粒径为通过 250 目筛，筛 余量小于 10），通过管道送入石灰石粉仓内，再由给料机送到石灰石 浆液箱内加水制成浆液，然后经石灰石浆液泵送至吸收塔。<2）设计原则两台烧结机对应的两套脱硫装置公用一

14、套石灰石浆液制备系统。石灰石粉贮仓的容量按两台烧结机在100%负荷下运行 3 天的吸收剂耗量设计。全套吸收剂供应系统应满足 FGD所有可能的负荷范围。<3）设备石灰石浆液制备系统全套至少包括，但不限于此：卸料站 :石灰石粉用专用密闭罐车 <带气力输送装置）送至 FGD由管道输送入石灰石粉仓石灰石粉贮仓 :贮仓应根据确认的标准进行设计。 贮仓应设计两个出料口分别供给变频旋转给料机，出料口设计有防堵 的措施。石灰石贮仓的顶部应有密封的人孔门，该门应设计成能用铰链和把手 迅速打开，并且顶部应有紧急排气阀门。贮仓的通风除尘器为布袋除尘器，除尘后的洁净气体中最大含尘量小 于 50mg/Nm3

15、。贮仓上应配有用来确定容积的料位计，同时也能用于远方指示。 为了除尘器和料位计等的检修维护，应设计有必需的楼梯平台。 在贮仓的每个出料口应装有关断阀。变频旋转给料机： 变频旋转给料机用于测量石灰石粉的配料量和输送石灰石粉至石灰石 浆液箱，每台石灰石粉称重给料机的容量应按石灰石制浆系统要求的石灰 石粉给料量来确定。给料机在满负荷下也必须能启动。给料机将带有给料量调节控制器， 调节范围能达到从 0150%的可变给料量。给料机的计量精度为± 0.5%，控制精度为± 1%。 给料机完全密闭运行，以防止灰尘、漏粉。给料机的封闭由可拆除的 板块构成，每块板有密封垫而且配有方便维修的快速

16、打开插销。泵、箱和搅拌器 ： 两套烧结脱硫石灰石浆液制备系统共配置一个石灰石浆液箱，容量为 两套机组满负荷运行 6 小时储存量，每台吸收塔配置两台供浆泵，一用 一备，为防治石灰石浆液箱内浆液沉淀，在石灰石浆液箱上安装一台顶进 式浆液搅拌器。2.3.2 烟气系统<1) 系统概述 从烧结主抽风机后的烟道上引出的烟气，通过增压风机升压接入吸收 塔，在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，经塔顶烟囱排入大气。 在烧结机烟囱入口烟道上设置旁路挡板门，当烧结机启动、脱硫装置故障 停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。<2) 设计原则脱硫装置的烟气系统都能正常运行，并且在BMCR工况下进烟温度加10

17、C裕量条件下仍能安全连续运行。当烟气温度超过限定的温度时，烟 气旁路系统排放。每台烧结机脱硫系统中设置一台静叶可调轴流式增压风机，风机对应 100%烟气量，其性能应适应烧结机负荷变化的要求。在烟气脱硫装置设置压力表、温度计和 SO2 分析仪等用于运行和观 察的仪表，应安装在烟道上。在烟气系统中，应设有人孔和卸灰门。 所有的烟气挡板门应易于操作，在最大压差的作用下应具有100%的严密性。应提供所有烟道、挡板、FGD风机、烟气换热器和膨胀节等的保温和保护层的设计。<2)设备增压风机：每台烧结机应配置两台100%BMCF容量的静叶可调轴流式风机，用于克服脱硫装置内吸收塔、烟道、烟囱造成的烟气压

18、降增压风机应留有一定裕度：风量裕度不低于 10%,另加不低于10C的温度裕度；风压裕度不低于20%。增压风机设计在 FGD装置进口原烟气侧 高温烟气侧）运行。增压风机在设计流量情况下的效率应不小于85%。风机在选型设计时留有足够的压力裕量外,还应保证风机叶片在任何 角度下运行的最小流量必须大于该角度下失速流量的510%,并应保证在风机容量范围内的稳定运行。提供风机失速报警装置。带有过滤器的密封空气风机将用来提供轴的密封气。密封空气风机应有减震器。风机振动应在制造厂测定,风机轴承双向振幅不允许超过0.025mm。风机应装有测量转子压差、风压和风温的测点。烟道及其附件：烟道应根据可能发生的最差运行

19、条件 例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行设计。烟道设计应能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、雪荷载、运行及 检修荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。烟道最小壁厚至少按6mm设计，并应考虑一定的腐蚀余量。烟道内烟气流速宜不超过 15m/s 。烟道应是具有气密性的焊接结构,所有非法兰连接的接口都应进行连 续焊接。所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴 的烟道,用碳钢或相当材料制作,所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或 从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道,采用可靠的内衬鳞片树脂）进行防腐保护,选择的防腐材料应征得业主同意。旁路烟道 <从旁路档板到烟囱）设计温度

20、180 C烟气，当烟气超过此温度时，脱硫系统自动打开旁路挡板，关闭原烟气进口挡板。烟气挡板： 挡板的设计应能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且不能有变形 或泄漏。烟道旁路挡板采用双轴双挡板的型式，而且具有 100的气密性。旁路挡板应具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间应W15秒。脱硫系统入口原烟气挡板为带密封气的双轴双挡板，应有100%的气密性。2.3.3 SO2 吸收系统<1 ）系统描述 石灰石浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的S02,在吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系 统。

21、脱硫后的烟气夹带的液滴应在吸收塔出口的除雾器中收集，使净烟气 的液滴含量不超过保证值。吸收塔浆池中的亚硫酸钙的氧化利用空气氧化，不应再加入硫酸或其 他化合物。S02 吸收系统至少包括但不限于此：吸收塔、吸收塔浆液循环及搅拌、石膏浆液排出、烟气除雾、吸收塔进口烟气事故冷却<如有）和氧化空气等几个部分，还包括辅助的放空、排空设施。<2） 设计原则本项目采用单回路喷淋塔，在吸收塔前不另设置预洗涤塔。吸收塔浆池与塔体为一体结构吸收塔包括吸收塔壳体、喷嘴及所有内部构件、吸收塔搅拌器、除雾 器、塔体防腐及保温紧固件等，吸收塔内所有部件应能承受最大入口气流 及最高进口烟气温度的冲击，高温烟气不应

22、对任何系统和设备造成损害。吸收塔选用的材料应适合工艺过程的特性，并且能承受烟气飞灰和脱 硫工艺固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部结构设计应考虑腐蚀 余度。吸收塔应设计成气密性结构，防止液体泄漏。为保证壳体结构的完整性，尽可能使用焊接连接，法兰和螺栓连接仅在必要时使用。塔体上的 人孔、通道、连接管道等需要在壳体穿孔的地方应进行密封，防止泄漏。吸收塔壳体设计要能承受压力荷载、管道力和力矩、风载和地震载 荷，以及承受所有其他加在吸收塔上的荷载。吸收塔的支撑和加强件要能 充分防止塔体倾斜和晃动。有关计算应提交给业主方确认。塔体的设计应尽可能避免形成死角，同时采用搅拌措施来避免浆池中浆液沉淀。吸收

23、塔底面设计应能完全排空浆液。吸收塔内配有足够的喷咀，塔的整体设计应方便塔内部件的检修和维 护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等应尽可能不堆积污物和结 垢，并且应设有通道以便于清洁。氧化区域应合理设计，氧化空气喷嘴和分配管应布置合理。吸收塔搅拌系统应确保在任何时候都不会造成塔内石膏浆液的沉淀、 结垢或堵塞。吸收塔烟道入口段应能防止烟气倒流和固体物堆积。吸收塔配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，而且在附近应 设置走道或平台。PH吸收塔系统还包括就地和远方测量装置， 至少提供吸收塔液位、 值 <至少两个）、温度 < 至少五个）、压力、除雾器压差等测点，以及石 灰石浆液和石膏浆液

24、的流量测量装置。吸收塔应进行合理的保温设计。吸收塔设计还应考虑除雾器及其塔内部件检修维护时所必须的起吊措 施。吸收塔壳体由碳钢制做，内表面应进行衬胶、衬鳞片或其它的防腐设 计。吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成，喷淋系统的设计应 能合理分布要求的喷淋量， 使烟气流向均匀，并确保石灰石浆液与烟气 充分接触和反应。吸收塔入口设置事故烟气冷却喷嘴，可满足脱硫装置入口烟气温度及 烟气流量的变化范围，确保吸收塔安全稳定运行。吸收塔浆液搅拌系统应能防止浆液沉淀结块，其设计和布置考虑氧化 空气的最佳分布和浆液的充分氧化。<3）设备除雾器：除雾器可安装在吸收塔上部或吸收塔出口的烟道上，用以分离净

25、烟气夹带的雾滴。除雾器出口烟气湿度不大于75mg/Nm3（干基>。除雾器冲洗用水为 FGD 工艺水，由单独设置的除雾器冲洗水泵提除雾器冲洗水泵每个吸收塔设置两台，一运一备，并考虑在事故状态下，可由保安电源供电除雾段的测点包括：每个除雾段的压降，在冲洗期间冲洗水母管的瞬 时水压和流量 （配低流量 / 压力的报警 等。应对测量除雾器压降的装置采 取防止堵塞的措施。吸收塔浆液循环泵： 循环泵应将吸收塔浆池内的吸收剂浆液循环送至喷嘴，本项目单台吸 收塔设置 3 台浆液循环泵按照单元制设置 每台循环泵对应一层喷嘴） 时。循环泵为离心泵，叶轮由防腐耐磨材料制成。 承包商在设计吸收塔循环泵流量时至少要

26、有 10 的流量裕度， 15 的压头裕度。泵吸入口应配备滤网。氧化风机：氧化 风机为每塔两台， 一运一备，流 量裕量为 10%，压头裕量为 20%。氧化风机应为罗茨型。氧化风机应能提供足够的氧化空气，氧化风管应布置合理，使吸收塔 内的亚硫酸钙充分转化成硫酸钙。氧化风机应设置隔音罩，风机噪声应满足相关标准。石膏排出泵： 每个吸收塔设置两台石膏排出泵，一运一备。石膏排出泵的叶轮采用 防腐耐磨的材料制作。吸收塔石膏排出泵的浆液排至石膏旋流站，在石膏旋流站前应设置密 度测量计和 pH 值测量计。石膏排出泵应能在 15 小时之内排空吸收塔。事故浆液箱、事故浆液泵：本项目设置一个两台烧结机公用的事故浆池，

27、事故浆池的容量应该满 足单个吸收塔检修排空时和其他浆液排空的要求，并作为吸收塔重新启动 时的石膏晶种。事故浆箱设浆液返回泵二台，用于将事故状态排空浆液送回吸收塔。 吸收塔搅拌器：为保持浆液最佳反应环境、保持吸收塔浆液处于悬浮状态，每个吸收 塔设置四台侧进式浆液搅拌器，材料满足防腐要求。2.3.4 石膏脱水系统<1）系统概述 吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏水力旋流站浓缩，浓缩后 的石膏浆液既可以进入真空皮带脱水机，进入真空皮带脱水机的石膏浆液 经脱水处理后表面含水率小于 15 ，由皮带输送机送入石膏储存间存放 待运，可供综合利用。石膏旋流站出来的溢流浆液一部分返回吸收塔循环使用，一

28、部分进入 废水旋流器，底流返回吸收塔，上清液进入废水集水池，泵送至废水处理 区域。石膏旋流站浓缩后的石膏浆液经过石膏浆液泵<如果有）全部送到真空皮带机进行脱水运行。为控制脱硫石膏中 Cl 等成份的含量，确保石膏品质，在石膏脱水 过程中用工业水对石膏及滤饼滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液箱 中，然后用泵送到吸收塔。<2）设计原则 每台烧结机设一套石膏旋流站。两套石膏旋流站共用一石膏浆液箱，石膏旋流浓缩器的容量按一台烧结机产生的石膏浆液量选择系统设置两台真空皮带脱水机。每台真空皮带脱水机的出力按75的两台烧结机设计配料情况下产生的石膏浆液量配置。系统设置一个石膏储存间，其容积按两台烧

29、结机满负荷运行时 3 天 < 每天 24 小时计）的石膏量进行设计。石膏储存间应配备石膏铲车或其他 装运设施。<3）设备石膏旋流浓缩器： 石膏旋流浓缩器浓缩后的石膏浆液从旋流器下部经石膏浆液箱缓冲后 自流到真空皮带脱水机，又可送入灰浆池。离开旋流器的浆液中固体含量 约为 40%60%。旋流器应环状布置在分配器内，每个旋流器都装有单独的手动阀或电 动阀。旋流器采用耐磨耐腐蚀的材料制作<碳钢衬胶或聚氨酯），旋流器组整个系统为自带支撑结构，同安装的结构钢支腿、平台扶梯一起作为设计 的完整部分，所有支撑结构件采用碳钢构件。石膏旋流浓缩器的设计应保证吸收塔排出浆液的分离效率，同时还应 考虑石膏浆液量变化范围调整的要求，每个旋流器至少备用一只旋流子。真空皮带脱水机： 设计为浆液重力自流进入滤布。主框架结构应为带防腐层的钢结构， 用标准的滚动轴承和耐压的型钢组成。设置石膏饼厚度监测系统，利用带防腐金属护套的探头测量石膏饼厚 度并借此测量信号增加或降低皮带速度。承包商配备石膏脱水的所有辅助设备。如输送带的支撑设备；滤布连 续清洗设备。滤布的张紧系统是通过一种回路来自动控制皮带脱水机和真空泵应设置检修起吊设施，真空皮带脱水机应设运行 维护平台。真空泵： 每个真空皮带脱水机配置一台真空泵，真空泵容量应满足皮带脱水机 的要求。真空泵采用环型水封式，铸铁制造。真空泵采用