烟气脱硫工程处理方案.docx

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烟气脱硫工程处理方案

烟气脱硫工程

设计方案

2015年4月14日

目录

第一章概述2

1.1项目概况2

1.2设计依据2

1.3设计原则3

1.4主要经济技术指标4

1.5工艺流程说明4

1.6设计范围4

第二章脱硫工艺概述6

2.1脱硫系统组成6

2.2本技术工艺的主要优点8

2.3物料消耗8

第三章脱硫工程内容10

3.1脱硫剂制备系统10

3.2烟气系统10

3.3SO2吸收系统10

3.4脱硫液循环和脱硫渣处理系统12

3.5消防及给水部分13

3.6浆液管道布置及配管13

3.7电气系统13

3.8工程主要设备投资估算及构筑物14

第四章项目实施及进度安排16

4.1项目实施条件16

4.2项目协作16

4.3项目实施进度安排16

第五章效益评估和投资收益17

5.1运行费用估算17

5.2环境效益及社会效益17

第六章结论18

6.1主要技术经济指标18

6.2结论18

第七章售后服务19

第一章概述

1.1项目概况

公司是一家致力于汽车制动部件产品的开发、生产、销售为一体的省级高新技术企业。

该公司在生产制造过程中，会排放部分锅炉烟气，若未经处理直接排放则会污染大气。

业主为了保护环境，特决定新增脱硫设施一套。

1.2设计依据

1、环境保护标准

GB3095－1996《环境空气质量标准》

GB18599－2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》

GB12348－90《工业企业厂界噪声标准》

GBZ1－2002《工业企业设计卫生标准》

GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》

GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》

2、材料标准

GB699－88《优质碳素结构钢技术条件》

GB711－85《优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件》

GB710－88《优质碳素结构钢薄钢板和钢带技术条件》

GB3087－82《碳钢焊条技术条件》

3、设备标准

JB1620－83《锅炉钢结构制造技术条件》

JB1615－83《锅炉油漆和包装技术条件》

GBJ17－91《钢结构设计规范》

GBJ10－89《混凝土结构设计规范》和1993年局部修订

GBJ7－89《建筑地基基础设计规范》

GB/T19229-2003《燃煤烟气脱硫设备》

GB50212-2002《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》

4、设计、安装、调试标准

GB50054－95《低压配电设计规范》

GB50055－93《通用用电设备配电设计规范》

GB50254－96《电气装置安装工程低压电气施工和验收规范》

GB50217－94《电力工程电缆设计规范》

GB50205－95《钢结构施工及验收技术规范》

1.3设计原则

（1）确保烟气二氧化硫达标排放并达到总量控制要求；

（2）确保烟气治理系统的安全、稳定运行；

（3）根据公司锅炉系统现状，采用先进、成熟的脱硫工艺技术和设备,制定具有针对性的技术实施方案；

（4）可利用废碱（液）脱硫，实现以废治废。

1.4主要经济技术指标

序号

项目

指标

备注

1

处理烟气量

≥46600Nm3/h

2

SO2排放放浓度

≤150mg/m3

4

系统阻力

≤1000Pa

5

机组年运行时间

≥8000h

6

可利用率

≥95%

7

脱硫塔主体设备使用寿命

≥20年

8

脱硫系统出口烟气温度

≥55℃

9

循环液气比

1.5～2.0

1.5工艺流程说明

向浆液池内投加一定比例的碳酸钠或氢氧化钠，通过循环泵将其打入脱硫塔上部喷淋层，碳酸钠或氢氧化钠溶液吸收烟气中的SO2，生成Na2SO3落入浆液池，从而起到脱硫除尘的作用。

1.6设计范围

本设计范围包括烟气脱硫系统工艺、系统结构、电气等专业的设计，工程设计范围：

从锅炉引风机出口至烟囱出口之间的脱硫装置、烟囱和相应配套的附属设施。

包括：

§脱硫剂制备系统

§烟气排放系统

§SO2吸收系统

§电气控制系统

第二章脱硫工艺概述

2.1脱硫系统组成

脱硫系统整个工艺由五大部分组成：

（1）脱硫剂制备系统

由成品片碱手工加入碱液池进行消化，消化后的浆液通过加药泵排入反映池反应。

（2）烟气系统

热烟气自锅炉出来后进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，烟气中的SO2等污染物被脱硫液吸收。

经过喷淋洗涤后的饱和烟气，经除雾器除去水雾后，通过烟道经引风机进入烟囱排空。

（3）SO2吸收系统

在吸收塔内，脱硫液中的氢氧化钠与从烟气中捕获的SO2、SO3、HF、HCl等发生化学反应，生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠等物质。

脱硫后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。

采用喷淋塔作为吸收塔，喷淋塔是目前中小型锅炉脱硫装置中应用较为广泛的脱硫塔，其具有气液流通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率稳定等优点。

吸收塔脱硫主要反应原理如下：

a）吸收

在吸收塔中，烟气中的SO2和SO3按照以下反应式被溶液中的水吸收：

SO2+H2O<==>H2SO3

SO3+H2O<==>H2SO4

b）中和反应

H2SO3和H2SO4必须很快被中和以保证有效的SO2和SO3.吸收。

H2SO3、H2SO4、HCl和HF与悬浮液中碱按以下反应式发生反应：

Na2CO3+H2SO3<==>Na2SO3+CO2+H2O

Na2CO3+H2SO4<==>Na2SO4+CO2+H2O

Na2CO3+HCl<==>NaCl+CO2+H2O

Na2CO3+HF<==>NaF+CO2+H2O

c）副反应

烟气中所含的氧量将把脱硫反应中生成的亚硫酸钠（Na2SO3）氧化成硫酸钠（Na2SO4）：

2Na2SO3+O2<==>2Na2SO4

（5）电气控制系统

①供电方式

系统内的动力设备为分散式布置，均为三相电源供电，厂内民用动力和民用照明为单路三相电源供电分配使用，设计处理系统供电采用放射式供电方式，优点是安全可靠。

②接地系统

处理系统低压配电系统接地接零保护采用TN--C--S系统，所有电气设备金属外壳均需可靠接地和接零，民用动力、照明接地接零保护采用TT系统。

③低压配电位置的确定

设计要求低压配电位置尽可能靠近负荷中心，由于区内大功率用电设备主要为循环泵，其它动力及照明负荷较小，故在泵房内设一电控室，安装电源总柜、动力柜和仪表柜等。

④动力设备起动和控制方式

§所有动力设备均设有欠压、短路和过载保护，电源总柜设过流保护。

§民用动力和民用照明设有短路、过载和漏电保护。

§动力电缆采用铠装电缆沿电缆沟暗敷设，无电缆沟地方软电缆和信号电缆均采用穿钢管埋地暗敷设，电缆沟支架均可靠接地，形成接地网。

脱硫系统内所有设备间电缆的设计、供货由供方负责。

由业主方负责厂区至配电盘入口的引入电源敷设。

脱硫系统采用自动/手动双控制.

本工程系统涉及的所有规范、标准或材料规格（包括一切有效的补充或附录）均为最新版本，即以合同生效之日作为采用最新版本的截止日期。

对脱硫系统及其辅助系统进行启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的报警。

工艺系统和仪表、控制设备的设计、供货能够满足上述要求。

本系统供电电源均采用380V，50HZ交流电源，配电柜和动力控制柜根据用电负荷由设计院负责设计。

2.2本技术工艺的主要优点

Ø工艺先进，技术指标完全能满足环保要求和厂家要求；

Ø采用特制进口高效、防腐、耐磨喷头，喷雾液滴800～1200μm，具有极大的比表面积，同时又不易引起二次夹带；

Ø脱硫效果好，脱硫效率达65%～95%，脱硫塔烟所出口浓度不高于130mg/m3；

Ø投资省、运行费用低，具有良好的经济性；

Ø防结垢、防堵性能好，运行稳定，安全性能高；

Ø防腐性能好，使用寿命长（主体设备在20年以上）；

Ø阻力小，压降低（湿法脱硫系统小于1000Pa）；

Ø操作弹性宽，运行管理方便，系统简便，投资省；

2.3物料消耗

（1）钠碱消耗量

理论上，本工程的钠碱的消耗量为22kg/h（片碱以30%氢氧化钠计）。

（2）用电量

电耗初步估算表

项目

数量

装机容量（kW）

实用功率（kW）

备注

脱硫液循环泵

2

60

30

一开一备

搅拌器

1

0.55

0.55

电源采用380V,50HZ交流电。

（5）水用量

为保持脱硫液清洁，需定期更换，初步计算每周更换一次，计14m3/d.

第三章脱硫工程内容

3.1脱硫剂制备系统

脱硫剂制备系统主要包括：

片碱消化池、搅拌器及相应的阀门、管道及管件等。

（1）钠碱池

钠碱池的有效容积为5m3，用以将钠碱液送入反应池中。

（2）阀门、管道及管件

阀门、管道及管件均采用U-PVC（或ABS）材质。

3.2烟气系统

烟气系统包括烟道、烟囱等。

烟囱采用4mm后铁板制作，高15m，底部直径1.2m，顶部直径0.8m。

3.3SO2吸收系统

SO2吸收系统主要由脱硫主塔、连接烟道（副塔）、喷淋层、组合式除雾器、预埋件及外部钢结构组成。

（1）脱硫塔

脱硫塔是系统的核心，脱硫塔的材质是本脱硫硫工程能否长期稳定运行的关键，按照要求，脱硫塔体材质采用玻璃钢制作。

按国家相应的规范执行。

§吸收塔采用空塔喷淋结构（根据脱硫率的需要设置3层高效雾化喷淋层）。

§吸收塔选用的玻璃钢，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均考虑防腐要求。

§吸收塔设计能防止液体泄漏。

塔体上的人孔、通道、连接管道等在壳体穿孔的地方进行密封，防止泄漏。

§吸收塔壳体设计能承受各种荷载，包括吸收塔及作用在吸收塔上的设备和管道的自重、介质重、保温重，以及风载、雪载、地震荷载等。

§吸收塔底面能完全排空浆液。

§塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等不易堆积污物和结垢。

§吸收塔烟道入口段的设计考虑防止烟气倒流和固体物堆积。

§吸收塔配备足够数量和大小合适的人孔门，在附近设置走道和平台。

§喷淋系统的设计能合理分布要求的喷淋量,使烟气流向均匀，并确保吸收浆液与烟气充分接触和反应。

§所有喷咀能避免快速磨损、结垢和堵塞。

喷咀的磨损寿命至少为2年。

§喷咀与管道的设计便于检修，冲洗和更换。

（2）连接烟道

连接烟道（副塔）是指从脱硫塔主塔出口至风机进口段。

连接烟道采用碳钢。

其要求按国家相应的规范执行。

（3）喷淋层

在本脱硫系统中，为了达到良好的吸收效果，吸收塔设计成逆流式喷淋塔，设置3层的喷淋层，每层喷淋层由若干个高效雾化实心喷嘴组成。

吸收液由喷嘴喷出，喷嘴均匀布置塔内横截面上，喷射出来的成实心锥型的浆液可以覆盖整个横截面，在满足吸收SO2所需的比表面积的同时，该技术把喷淋造成的压力损失减少到最小。

传质吸收时间为2-3秒。

喷嘴是本净化装置最关键的部件，它具有以下特点：

1国内雾化喷嘴由于受到国内加工工艺、材料的限制，根本无法与进口的相比拟，为提高脱硫液的雾化程度及雾化的均匀性，我公司引进原装316L高效雾化喷嘴。

2原装高效雾化喷嘴雾化程度好，雾化粒径小，脱硫剂的比表面积大，再加上喷嘴的科学合理布置，使得在预处理区形成无漏洞、重叠少的吸收液雾化区段，与国内技术相比成百、上千倍地提高了烟气与脱硫液接触机会，同时喷液可大幅减少，由此带来烟气温降小，由于烟气温度高、气液接触面积大，SO2与脱硫剂之间反应剧烈、反应速度快，这是保证脱硫效率高的一个主要因素，也给烟尘的成球提供了良好的条件。

③喷嘴内液体流道大而畅通，具有良好的防堵性能；采用特种不锈钢制作，具有很好的防腐耐磨性能。

喷嘴体积小，安装清洗方便。

喷淋层主要由环形分配管、雾化喷嘴，喷雾连接管。

（4）组合式除雾装置

平板折流式除雾器，两级四通道，确保除雾效果。

这里不再描述。

3.4脱硫液循环和脱硫渣处理系统

（1）脱硫液循环系统

1循环泵

循环泵选用防腐耐磨性能优良的高分子量衬塑泵，

型号为：

流量：

120m3/h，扬程：

30m，功率：

30kw

数量为：

2台（一用一备）。

泵吸入口配备了滤网，以便泵及系统的堵塞。

3.5消防及给水部分

本工程消防及给排水系统由业主负责。

（1）消防

电厂消防主要设计原则为化学灭火器与水消防相结合的消防方式。

室外采用消火栓灭火，室内使用化学灭火器。

设计消防用水水源取自电厂现有给水管网，采用DN150镀锌管引接消防水源至设计消火栓消防系统，通过DN100镀锌管直接供室外消火栓用水。

（2）给排水

脱硫装置场地、吸收剂制备系统场地的雨水经排水沟、雨水口、检查井等收集后排至电厂现有排水点排走。

3.6浆液管道布置及配管

管道布置以平直和就近为总原则。

由于脱硫吸收液的特性，工程上浆管道材质一般工程塑料管、钢衬塑、不锈钢管三种。

3.7电气系统

采用自动/人工手动双PLC控制。

3.8工程主要设备投资估算及构筑物

（1）工程主要设备投资估算（见表3-1）

表3-1主要设备表投资估算表

序号

名称

规格（型号）

单位

数量

单价（元）

备注

一、脱硫剂制备系统

101

片碱消化池搅拌器

拆叶式0.55kw

套

1

3000

含支架

102

阀门、管道与管件

若干

2000

小计

5000

二、烟气系统

201

烟囱

15m，底1.2m，顶0.8m

件

1

30000

4mm碳钢

202

连接烟道及支撑架

套

1

20000

包括保温

小计

50000

三、SO2吸收系统

301

脱硫主塔

Ф2.2*12m

座

1

110000

302

连接烟道及支撑架

L=20m，￠1500

座

1

5000

包括保温

303

喷淋层

2200*2200

套

3

9000

304

组合式除雾装置

2200*2200

套

1

3000

305

检修孔、进出口预埋件、支架、平台、直梯

套

1

5000

小计

132000

四、脱硫液循环和脱硫渣处理系统

401

吸收循环泵

台

2

24000

402

配药搅拌器

台

3

5400

403

阀门、管道与管件

若干

10000

小计

39400

五、电气、仪表控制系统

501

电气控制

PLC

套

1

8000

502

电线、电缆及附件

若干

6000

小计

14000

合计

240400

税金

合计×3.34%

8030

总计

248430

（2）主要土建及构筑物（见表3-2）

表3-2主要土建及构筑物表

序号

名称

规格（型号）

单位

数量

备注

一、脱硫剂制备系统

101

钠碱池

2.0×2.0m×1.5m

个

1

钢混内防腐

二、SO2吸收系统

201

脱硫主塔基础

配施

个

1

钢混

三、脱硫液循环系统

302

循环泵基础

配施

个

2

混合

五、零星土建

501

回流沟及其零星土建

若干

混合

502

烟囱基础

配施

个

1

钢混

备注:

土建部分有业主配合设备需要自建。

第四章项目实施及进度安排

4.1项目实施条件

本烟气脱硫系统的共用部分在工程中同时实施。

脱硫装置的外部条件，如施工场地、施工所需水、电、气、交通运输由厂方有关部门提供；运行所需的吸收剂、水、电、副产品的处置等公司统筹落实。

4.2项目协作

本项目在进入实施阶段时，根据不同工种将在国内选择优秀的合作伙伴，确保工程各个环节的先进性、合理性和经济性。

4.3项目实施进度安排

项目实施时间安排如下表：

项目实施时间表（两台同时施工）

阶段

时间

设计阶段

4~5周

主体设备施工阶段（不含基础）

5~10周

调试阶段

1~2周

第五章效益评估和投资收益

5.1运行费用估算

运行费用主要有：

电费、水费、人工费、药剂费等。

（1）电耗

电费的支出项目为脱硫液循环泵、风机等的耗电，则时电费为37.14*0.6=22.3元。

电源采用380V,50HZ交流电。

（2）水费及人工费

系统需定期补充水，本设计中用冲渣循环水等进行补充，因此，水费支出可以忽略不计；本脱硫系统由于运行、维护管理简便，安排人进行日常管理、维护。

（3）药剂费

表5-2药剂用量和费用初步估算表

项目

用量

单价

时药剂费用

钠碱

22（kg/h）

1800（元/吨）

39.6元（有废碱液此项费用可省）

（4）运行费合计

该脱硫系统时运行费用为39.6元。

5.2环境效益及社会效益

随着工业化的发展，环境污染问题已经严重威胁着人类自身的生存环境，制约了国民经济的可持续发展，因此近年来国家对环保政策和环保投入都在不断地加大力度，国民的环保意识也在不断提高。

加强环境保护是21世纪全球化的任务，也是每一个公民应尽的责任与义务。

实施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比以往减少90%、酸雨污染有所减轻，大气污染状况得到较好改善。

本项目有着相当的环境、经济价值，对提高居民的生活质量、改善地区的投资环境和促进人民的安定团结都有着积极的意义。

因此，该项目的实施具有良好的环境效益和社会效益。

第六章结论

6.1主要技术经济指标

表6-1主要技术经济指标汇总表

序号

项目

指标

备注

1

处理烟气量

≥46600Nm3/h

2

SO2排放放浓度

≤150mg/m3

4

系统阻力

≤1000Pa

5

机组年运行时间

≥8000h

6

可利用率

≥95%

7

脱硫塔主体设备使用寿命

≥20年

8

脱硫系统出口烟气温度

≥55℃

9

循环液气比

1.5～2.0

6.2结论

1）本脱硫工程技术先进，安全可靠，投资少，运行费用低，不产生二次污染，适合电厂实际情况，项目实施期间不影响锅炉安全生产运行，项目实施后可以保证企业的可持续发展。

2）本项目实施后，每年减少二氧化硫排放90%，极大改善了周边地区的环境质量，具有良好的经济、环境效益和社会效益。

第七章售后服务

本公司对承接的“三废”治理工程，本着以先进的技术设计和优良的质量为原则。

对所承接的治理工程，作如下承诺：

✧保证技术、工艺设计的先进性、可行性和合理性。

✧保证系统运行的稳定性和耐用性。

✧保证工程的技术指标和施工质量。

✧为用户制订切实可行的操作规程。

✧负责操作工的技术培训。

✧以优惠价格长期、及时提供各种备件,并予以技术指导。

✧接到需方反映的质量问题信息后,在24小时之内作出答复，并根据需要及时派出技术人员到达现场。

✧主体设备保修一年，设专人上门服务，技术问题终身回访。

✧对本项目工程设备实行不定期回访，并负责终身跟踪服务。