脱硫技术方案钠碱法脱硫

---有限企业

10t/h锅炉烟气脱硫工程

技术方案

---有限企业

03月

目录

1.工程概况................................................................2

2.重要设计原则........................................................................2

3.设计根据............................................................................2

3.2设计基础资料....................................................

4.工作界线............................................................................3

5.技术规定............................................................................3

5.1脱硫系统总体性能规定.............................................

5.2工艺选择..........................................................

5.3工艺流程..........................................................

5.4工艺构成..........................................................

5.5电气控制部分......................................................

6.脱硫系统供货设备清单.............................................................10

7.系统运行经济分析.................................................................11

7.1运行经济分析表....................................................

7.2效益评估分析......................................................

8.设计参数及性能指标...............................................................13

8.1系统设计基础数据..................................................

8.2统性能指标........................................................

9.工程投资概算....................................................................14

10、安全生产、环境保护、节能.......................................

10.1安全生产......................................................

10.2环境保护.......................................................

10.3消防...........................................................

10.4节能...........................................................

11.脱硫工程技术规范...................................................................18

12.质量保证.................................................................................22

附件：

烟气脱硫系统工艺流程图

烟气脱硫系统主体立面图

《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发“996]276号

《工业蒸汽锅炉用离心引风机》JB-T4357-1999

3.2设计基础资料

(1)锅炉出力10t/h

(2)单台锅炉烟气量-30000mVh

(3)燃煤含硫量<1%

4.工作界线

4.1烟道接口：脱硫塔进口烟道至烟囱出口；

4.2电气接口：由顾客负责将配电系统引至现场所需地点；

4.3工艺用水接口：由顾客负责将工艺用水引至现场所需地点。

5.技术规定

5.1脱硫系统总体性能规定

S02排放浓度W200mg/Nn?

5.2工艺选择

5.2.1脱硫工艺选择

目前国内外脱硫技术应用最广泛口勺是湿式石灰/石灰石一石膏法，但该技术工程

投资大，系统复杂，适合于大型机组口勺烟气脱硫。

本着节省投

资费用和减

少运行成本

的原则，本

方案选择钠

碱法脱硫技

石灰石•石喷雾炉内喷钙十

术作为本工氧化镁法钠碱法

膏，艺干燥法尾部增湿

程脱硫工艺。

该工艺与其

他脱硫工艺

H勺比较见下

表：

项R

技术成熟

成熟成熟成熟成熟成熟

程度

合用煤种不限中低硫煤中低硫煤中低硫煤不限

单机应

>200MW>100MW<200MW<200MW<50MW

用规模

脱硫率95%以上75-90%75-80%90%以上90%以上

石灰石/石

吸取剂石灰石灰石氧化镁钠碱等

灰

副产物石膏亚硫酸钙亚硫酸钙硫酸镁亚硫酸钠

副产物处置运用抛弃抛弃回收抛弃

废水有无无有少许

占地面积大中小中较小

钠碱法脱硫工艺用可溶性的碱性溶液作为吸取剂吸取S02,有诸多成熟的工程应用

业绩，在小型燃煤锅炉烟气脱硫工程中应用最为广泛。

5.2.2钠碱法技术特点

令该工艺具有如下重要技术特点:

令系统液气比小，运行能耗低，脱硫吸取液为纳碱溶液，脱硫效率高。

令系统无脱硫废水的排放，不产生二次污染。

系统不易结垢堵塞，系统运行稳定可靠。

当煤种和锅炉负荷变化时，可合适调整系统pH值、液气比等因子，从而保证脱

硫效率的实现。

5.2.3钠碱法脱硫反应原理：

该法使用NaOH溶液在塔内吸取烟气中的SO2,生成HSO32-、SO32-与SO42-,

反应方程式如下：

一、脱硫过程

INaOH+SO2oNa2sO?+H20（1）

Na2sO3+SO2+%0=INaHSO.（2）

其中：式（1）为启动阶段NaOH溶液吸取S02以及再生液pH值较高时（高于

8时），脱硫液吸取S02的主反应；式（2）为脱硫液pH值较低（5〜8）时的主反应。

二、氧化过程（副反应）

Na2sO3+」QnNa2SO4（3）

NaHSO,+-O,=>NaHSO,（4）

J224

系统将考虑备用容量，以保证脱硫系统持续安全稳定运行。

5.3工艺流程

锅炉烟气沿切向进入脱硫塔，烟气中的微小烟尘被没湿，经互相碰撞形成颗粒

状后在离心力的作用下被甩到塔壁上，在水膜作用下冲落至塔底；烟气沿着塔壁旋

转向上又经高效旋流层与雾状的脱硫液高速碰撞，比时气、液、固三相流充足接触,

烟气中的SO2被液体中的碱性成分大量吸取，烟气得到充足净化。净化后的烟气经

除雾器脱水后由烟囱达标排放。

脱硫后的废液由塔底排至冲灰沟，经沉淀池沉淀后（烟气中具有少许粉尘）的澄清

液由脱硫泵继续送至塔体循环使用，脱硫系统有少许的废水外排；循环池中的沉淀

一段时间后人工或机械清理。

钠碱液作为吸取液，脱硫产物亚硫酸钠和硫酸钠，因此可防止了系统结垢堵塞的问

题，而钠盐吸取速率比钙盐速率快，脱硫效率高，吸取系统所需要的液气比低，因

此可以大大节省运行能耗。

5.4工艺构成

钠碱法脱硫工艺，系统重要由S02吸取系统、吸取剂系统等部分构成。

5.4.1SCh吸取系统

SO2吸取系统由脱硫塔、塔内喷淋系统、旋流器、除雾器以及吸取液循环泵、

供应管道等部分构成。

（1）脱硫塔（花岗麻石塔体）

对原有麻石塔体重新勾缝处理和技术改造，在脱硫塔即原有麻石塔内安装脱

硫脱硫设备，包括旋流器、喷雾系统、除雾器、反冲洗装置及其他辅助设施。

a）塔体改造原材料质量规定

胶泥H勺重要原材料包括：环氧树脂、乙二胺、石英粉等，其质量规定必须符合

ISO质量管理体系中原材料质量规定。

b）胶泥配合比：按工艺规定配比。

c）每次配料应根据施工实际状况进行配比量；

d）配料混合应均匀；

e）边配料边使用，不得剩余。

塔上安装维修人孔、供液管道及维修平台、爬梯等辅助设施。

改造后的脱硫系统阻力损失控制在lOOOPa如下。

（2）喷淋系统

喷淋系统包括管线、喷嘴、支撑、加强件和配件等。浆液喷淋系统的设计使喷

淋层的布置到达所规定的喷淋浆液覆盖率，使吸取溶液与烟气充足接触，从而保证

在合适的I液/气比（L/G）下可靠地实现所规定H勺脱硫效率。

喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸取塔H勺横截面。喷嘴为316L高效螺

旋喷嘴。

（3）除雾器

除雾器用于分离烟气携带的液滴；其系统构成：二级除雾器，除雾器系统包括

一台安装在下部的I一级除雾器和一台安装在上部的二级除雾器。

位于下部的第一级除雾器是一种大液滴分离器，叶片间隙稍大，用来分离上升烟气

所携带的较大液滴。上方的第二级除雾器是一种细液滴分离器，叶片距离较小.用来

分离上升烟气中的微小浆液液滴。烟气流经除雾器时，液滴由于惯性作用，留在挡板

上。

5.4.2烟气系统

（1）设计原则

当锅炉在30-110%^BMCR工况条件下，脱硫装置的烟气系统都能正常运

行，并且在BMCR工况下进烟温度增长1（）℃裕量条件下仍能安全持续运行。

（2）引风机

锅炉引风机需耍考虑脱硫系统阻力为lOOOPao

（3）烟囱

在脱硫塔顶安装直排烟囱，脱硫塔顶部采用现浇混凝土，安装预埋件，预埋件为304

不锈钢，烟囱通过焊接及螺栓与脱硫塔连接。

5.4.3脱硫剂制备系统

外购30%的液碱。

5.4.4脱硫系统循环水量规定

脱硫液在脱硫塔内与二氧化硫充足接触反应后，脱硫废液流入沉淀池，上清液

（亚硫酸钠溶液）补充一定量日勺钠碱后由脱硫泵送入脱硫塔循环使用。

当10t/h锅炉设计工况烟气量为30（）（）0m3/h时，液气比为L/G=2,根据脱硫工艺

设计规定，脱硫系统循环水量及循环泵配置规定如下：

10t/h锅炉所需循环水量为60m3/h,循环泵配置为流量Q=60m3/h,扬程H=35m,功

率N=15Kw,共2台，运行时启用一■台循环泵，其中一1台泵为备用泵。

循环泵为防腐耐磨专用脱硫泵，其流量和扬程能保证喷淋系统所需要的流量和压力

雾化效果，使脱硫液与烟气充足接触，从而保证在合适的液/气比（L/G）下保证到达

所规定的脱硫效率。

5.4.5脱硫渣处理系统

为了有效防止供液管道及脱硫塔内设备结垢堵塞，保证循环脱硫液水质，使脱硫后

废液中的脱硫副产物、灰渣烟尘等固体渣质充足沉淀，脱硫废液进入沉淀池有效沉

淀，从而保证循环泵入口处的脱硫液成为澄清液体。沉淀后叫废渣由机械清理。

5.4.6管道和阀门

管道

（1）设计原则

管道设计符合行业原则的规定，设计内容包括所有管道、管件和管道支吊架。

管道设计时充足考虑匚作介质对管道系统的腐蚀与磨损，因脱硫管道工作介质

为弱碱性，借鉴此前应用于类似脱硫装置上的成功经验，脱硫浆液管道选用PPR材

质，可有效防止管路腐蚀。

根据设计原则，合理确定各管道系统日勺设计参数（如压力温度、流量、流速，管

径等）。

介质流速的选择既考虑防止浆液沉淀，同步又考虑管道的压力损失尽量小，从

而确定合理的管径。

（2）技术规定

管道系统日勺布置设计（包括合理设置多种支吊架）能承受多种荷载和应力，计

算所有重要管道日勺热膨胀位移和应力，以保证管道作用在设备上日勺力和力矩在各个

设备厂商规定日勺范围之内。

无内衬管道用焊接连接，内衬管道使用方法兰连接。

如下给出了用于不一样介质的I管道材料，作为供设计选择的基本规定：

—脱硫液PPR

—钠碱液碳钢

—工艺水碳钢

设计时考虑管道支吊架组装及支吊架生根所需口勺土建埋件日勺技术规定（包括埋

件位置、材料、规格尺寸、荷载及受力方式等）。

上塔体之前的脱硫管道均设置管道过滤器，以防止塔体管道及塔内结垢或堵塞

现象日勺发生。

阀门

所有阀门设计选型适合于介质特性和使用条件。浆液系统日勺阀门将考虑介质日勺

磨损和腐蚀。

功能相似、运行条件相似日勺阀门将可以互换，阀门的规格统一，减少了阀门的种

类和厂家数量。

所有阀门符合下列规定：定量调整阀及远方操作的阀门采用电动执行构。

（1）按工艺系统的工艺和控制规定，配置合适阀门。

（2）浆液管道日勺阀门其阀板为合金钢，阀体为衬胶阀体。

（3）阀门口勺布置便于操作和维护，阀门的门杆垂直布置。

（4）尽量采用衬胶蝶阀。

5.4.7钢构造，平台和扶梯

设计所有设备检修和维护平台、使检修和维护工作可以顺利进行。设计时考虑

系统与设备的热膨胀，以及平台、扶梯和栏杆协调性（如型式、色彩）。

所有设备检修和维护平台、扶梯采用钢构造。

5.5电气控制部分

电气控制部分重要是对脱硫系统中H勺脱硫液制备系统、反冲洗系统、钠碱液制

备装置等设备进行控制，以使整个脱硫工艺在一种具有高可靠性、易操作性的状况

下来执行。

根据脱硫系统相对独立以及工艺设备右置较为集中等特点，可根据现场条件,

采用集中设置电气配电柜及仪表控制柜，电控设备重要有循环泵配电柜就地按钮箱

等。

控制仪表重要有PH测量装置、管道不锈钢压力表等。

所有低压电力及控制电缆选用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆，按现场环境条

件采用直埋，电缆沟，桥架等方式。

6.脱硫系统供货设备清单

6.1工艺设备清单

规格型号及

序号设备名称单位数量备注

技术参数

—•脱硫系统

1脱硫塔麻石塔体座1

2塔内喷淋层316L套1

3除雾器二级套1

4塔体检查人孔Q235防腐套1

净长度3米，

5塔顶直排烟囱1

材质:304

二脱硫液制备系统

Q:50m3/h,

1循环泵H=35m,N=15KW台2宙斯泵业

H=35m,N=15KW

2虹吸桶Q235防腐台2

3循环管道及支架PPR套1

二钢构造、爬梯平台碳钢材质套1

四管道阀门碳钢材质套1

五电气仪表

1循环泵配电柜套1正泰/德力西

2电缆及辅材住1上自仪

3PHDN50个1上自仪

4不锈钢压力表个1上自仪

6.2土建部分

序号名称规格单位数量备注

1循环水池200m3个1建设方负责

2设备基础

2.1脱硫塔个1建设方负责

2.1泵基础个2建设方负责

7.系统运行经济分析

7.1运行经济分析表

一、基本数据

数值

序号项目名称单位备注

设计值

1燃煤含硫量%1

2锅炉出口烟气量m3/h30000

3锅炉年运行时间天30()

530%NaOH元/吨600

6电费单价元/度0.65

7水费单价元/吨2.0

8SO2初始浓度mg/Nm31600

二、SO2减排量

设计值:S02排放浓度W200mg/Nm3

三、运行费用

脱硫NaOH消耗量吨/年120

剂费

用NaOH费用万元/年31

耗电设备耗电量万度/年11

费用耗电费用万元/年5.15

耗水消耗水量万吨/年0.87

费用耗水费用万元/年1.75

年直接运行费用合计：

万元/年38.2

7.2效益评估分析

7.2.1经济效益评估

脱硫系统投运前后的SO2排污费变化如下：

按照S02排污收费129元/吨，年运行时间为7200小时计算：

每年可减少缴纳SO2排污费为：129X1260=16.2万元

7.2.2环境效益和社会效益

伴随工业化的发展，环境污染问题己经严重威胁着人类自身的生存环境，制约

r国民经济时可持续发展，因此近年来国家对环境保护政策和环境保护投入都在小

停地加大力度，国民的।以境保护意识也在不停提高。加强环境保护是二十一世纪全

球化日勺任务，也是每一种公民应尽的责任与义务。

实行本计划提出的综合防治措施和治理项目后，可实现二氧化硫排放总量减少,

酸雨污染有所减轻，大气污染状况得到很好改善。

本项目有着相称日勺环境、经济价值，对提高居民日勺生活质量、改善地区的投资环境

和增进人民的安定团结均有着积极的意义。

因此，该项目H勺实行具有良好日勺环境效益和社会效益。

8.设计参数及性能指标

8.1系统设计基础数据

序号设计基础数据单位数据

1锅炉出力t/h10

2入口烟气量m3/h30000

3入口烟气温度-15()

4煤含硫量%1

5SO2初始浓度mg/m31600

8.2统性能指标

序号性能指标单位数据

1脱硫效率%>90

2Na/Smol/mol1.5

3液气比L/m32

4年运行费用万元38.2

5脱除每吨二氧化硫成本元2974

6烟气通过脱硫系统的压降Pa<1000

7出口烟气温度℃50

8出口烟气含湿率mg/Nm3<75

9设备可用率%>98

9.工程投资概算

10t/h锅炉烟气脱硫工程投资概规格型号及

单数单

算一览表（单位：万元）设备名称忌价

技术参数位量价

序号

—*脱硫系统

1脱硫塔麻石塔体座18.508.5

2塔内喷淋层316L套10.500.50

3除雾器二级套11.801.80

塔体检查人

4Q235防腐套10.600.60

孔

净长度3米，材

塔顶直排烟

5质：30414.204.20

囱

脱硫液制备

一

系统

Q:60m3/h,

H=35m,

1循环泵-15KW台22.505.00

H=35m,

=15KW

2虹吸桶Q235防腐台20.350.7

循环管道及

3PPR套11.601.60

支架

钢构造、爬

三碳钢材质套11.801.80

梯平台

四管道阀门碳钢材质套11.501.50

五电气仪表

循环泵配电

1套11.801.80

柜

2电缆及辅材套11.001.00

3PHDN50个10.60.6

不锈钢压力

4个10.050.05

表

六工程税1.15

七合计30.80

10、安全生产、环境保护、节能

10.1安全生产

本装置在制作安装过程中，严格遵照职业安全健康管理体系规定，执行安全生

产管理制度与安全工程措施：

（1）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，严格执行安全技术方案。

（2）现场铺设施工电缆和电器应遵守全国通月H勺规则和原则。

（3）采用一切合适防止措施保证所有工作场所安全可靠，在进行施工平面图设

计时充足考虑安全、防火、防爆、防污染等原因，做到多种设施布局合理。使整个

工作场所不存在也许危及工人安全与健康日勺危险。

此外，在制作安装期及运行管理期，为了保证安全生产，使职工自觉遵守安全

生产中的各项章程，详细内容如下：

（1）根据施工现场编制和执行多种有安全生产管理制度以及安全责任制；

（2）对全体职工进行安全教育培训，事故和偶发事件的分析；

（3）制定安全工作操作规程；

（4）成立项目部安全委员会；

（5）制定应急预案；

（6）定期常常对所有职工作医疗检查；

（7）颁发和使用安全防护用品如安全帽、鞋、工作服等。

10.2环境保护

烟气脱硫工程自身是治理环境污染口勺基础设施，但由于污染物相对集中，在处

理过程中若不加妥善处理，会对环境产生不良影响。我司严格遵照环境管理体系规

定，在工程中对现场环境原因及施工人员环境保护意识加强管理，保证工程不导致

二次污染。本工程环境保护包括两个方面，即在工程建设过程中和建成投产之后。

（1）工程建设中的环境保护

在工程建设过程中，施工机械引起日勺噪声、输送建材对交通产生日勺影响、施工

过程中产生的污染等，这些影响应采用合适的措施予以处理：

a）合理规划施工活动，以保证对社会最小干扰；

b）选择合适的路线运送材料和设备；

c）设置警告讯号，道路封闭时按需进行交通管理，以保证正常进行和减少交通

障碍；

U）尽量减少大面积埋管、开挖沟槽等，并在施工场地设置标志，防止无关人员

进入；

e）限制场地施工范围，能满足工程需要即可；

f）所有车辆和设备装设低噪声和消降污染措施，以限制噪声和空气污染。

（1）工程建成投产后的I环境保护

a）处理设施运行过程中产生的废渣进行集中堆放处理；

b）脱硫碱水设计闭路循环便用，在雨季控制循环池H勺水位；

c）有关设备底座加设减震等措施，把噪声控制在最小程度。

10.3消防

脱硫装置等构筑物的耐火等级、防火间距、采暧通风及电力设备日勺选型和保护

等严格按照国家《建筑设计防火规范》（GRT16-87）进行设计。

脱硫装置为花岗岩构造，脱硫液过渡池为钢筋混凝土构造，根据建筑物的特点

和防火等级，可运用原有消防设施。详细采用如下措施：

（1）建（构）筑物间距及道路布置必须满足消防规定，考虑消防车辆出入以便。

（2）使用原有日勺室外消防栓。

（3）在重要地点设置备用道。

10.4节能

（1）确定合理日勺设计参数，防止取值过高，使设备和构筑物过大，挥霍能源。

（2）构筑物布置紧凑，在高程布置中，节省水头损失，减少跃高高度，以节省水

泵提高高度，节省电耗。

（3）耗电量最大的设备是水泵，工程中尽量选用效率高、能耗少日勺设备和器材，在

运转中使水泵工作点位于效率最高区，以节省电耗。

11.脱硫工程技术规范

11.1脱硫技术规定

11.1.1脱硫方案：采用钠碱法脱硫

11.1.2保证最大程度日勺减少三废污染，在保证严格满足目前S02排放原则规定的前

提下，脱硫工艺要有一定的前瞻性，优先选择脱硫能力留有一定日勺裕量并经简朴改

造即可提高系统脱硫率的工艺，到达延长脱硫系统的寿命尽量减少未来H勺投资的目

的。故本次脱硫改造优先考虑能防止结垢、并留有一定日勺S02减排裕量的湿法脱硫工

艺，以满足未来口趋严格日勺S02日勺排放原则。

11.1.3烟气脱硫工艺和设备应是全新的，并且具有可靠的质量和先进的技术，可

以保证高可用率、高脱硫效率、和低运行成本，并且完全符合环境保护规定。系统

和设备应成熟，不接受任何带有试验、原始型、示范性质口勺系统和设备。承包方提

供的设备、设计和文献应满足议标书各章节所述的规定。

11.1.4技术规范和图纸中所论述的系统和布置是基本规定，承包方应通过详细日勺

工艺设计、实现所有的二程规定，建造一种完整的脱硫装置。

11.1.5与同锅炉运行模式相协调，脱硫系统日勺设计必须保证在启动方式上的迅速

投入率，在负荷调整时有好的适应特性，在运行条件下能可靠和稳定的持续运行。

11.1.6脱硫装置的检修时间间隔应与锅炉口勺规定一致，不应增长锅炉维护和检修

期。

11.1.7使用钠碱法脱硫。

11.1.8脱硫塔内采用高效除雾器不得不不小于两层。脱硫塔出口雾滴深度：W

75mg/m3,液气比(l/m3)<2。

脱硫装置应设计在引风机后，正压布置。尽量小的占用空间。同步脱硫设施应尽量

减小压力损失，压力损失要不不小于lOOOPa,优化设计和运行程序，并使所有设备

维修以便。

承包方工程范围内的多种管线和沟道，包括架空管线、直埋管线、与系统外沟道管

架相接时，应在设计分界线处标明位置、标高、管径和沟道断面尺寸、坡度、坡向

管沟名称、引向何处等等。

11.1.9对烟气排放的规定

在燃用设计煤种时，系统应保证脱硫出口S02排放浓度不超过容许最大排放浓度

300mg/Nm3o

11.1.10对系统效率的规定

在验收试验完毕后，系统的脱硫效率应符合环境保护部门的规定。

系统根据煤种含硫量、灰份、锅炉负荷变化等具有自动调整功能，保证系统脱硫效

率稳定达标。

11.1.11运行规定

年运用小时数按照7200小时计算，脱硫系统应与锅炉运行方式相匹配。

脱硫系统应能在锅炉最大持续蒸发量负荷及锅炉最低稳燃负荷60%（指锅炉燃用

设计煤种或校和煤种）之间持续安全运行。

11.2电气系统

脱硫系统日勺电气装置应是完整的，除低压配电装置外，还应具有所有需要的辅助设

施，例如照明和检修系统、接地系统、电缆和电缆桥架系统等。所有这些设施应遵

照本技术规范H勺规定。承包方所供H勺电气设备应满足GB.DL/T等原则，假如原则间互

相有矛盾，以较高原则执行。

11.3电源

电源电压等级为380V,建设方将电源送至承包方的电源柜。

11.4仪表和控制系统

规定脱硫系统采用盘面仪表监控，同步设备能进行就地手动和远方操作。脱硫

系统发生故障时，能通过报警，提醒操作。供货范围应包括控制、测试等完整的现

场设备。

循环泵应同步具有两种控制方式，即远程和就地启动停止。

11.5其他规定

11.5.1防腐：

承包方为管道（包括附件）、吸取塔等提供防腐保护。

11.5.2通道

脱硫装置H勺所有设备H勺设计和布置应使得可以对它们在至少的时间内进行检查、维

护和更换。也许在运行期间更换的装置必须安全地封闭起来，更换工作必须以

至少日勺费用实现，无需安装辅助平台或不损坏其他装置。

11.6包装、运送、验收、保管

（1）设备凡需要油漆的所有部件，在油漆前必须对金属表面按有关技术规定

进行清洁处理、喷涂二层底漆、一层面漆，面漆颜色由承包方确认。

（2）设备包装前应涂防腐漆，保证应适合于运送，并应有合适的标

志：

运送作业标志：包括防潮、防震、放置方向，重心位置，绳索固定部位等。

发货标志：出厂编号、总分编号、发货站、