山西某40t锅炉烟气除尘脱硫技术方案.docx
《山西某40t锅炉烟气除尘脱硫技术方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《山西某40t锅炉烟气除尘脱硫技术方案.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
山西某40t锅炉烟气除尘脱硫技术方案
40t/h锅炉烟气除尘脱硫方案
1.设计依据
1.1业主提供的设计技术参数:
名称
数据
名称
数据
1.锅炉类型(型号)
燃煤炉
13.净化后SO2排放浓度
121mg/m3
2.锅炉年运行时间
7200h
14.除尘效率
99.8%
3.锅炉蒸发量
40t/h
15.除尘烟气出口温度
65℃
4.锅炉烟气量
132000m3/h
16.除尘SO2出口浓度
mg/m3
5.锅炉耗煤量
8000kg/h
17.引风机型号
Y4-73-11NO18D
6.燃烧含灰量
28.6%
流量
141210m3/h
7.燃煤含硫量
2.5%
全压
703Pa
8.锅炉出口烟气温度
1590℃
电机功率
55kw
9.锅炉排气侧压力损失
Pa
18.可提供最大循环水量
50m3/h
10.烟尘初始排放浓度
19.允许最大占地面积
200m2
11.SO2初始排放浓度
2424mg/m3
20.场地平面图
12.净化后烟尘排放浓度
mg/m3
1.2自然条件
1.2.1气象
最高气温℃,最低气温℃;
夏季平均气压 Hpa,冬季平均气压 Hpa;
最大风速 m/s,平均风速m/s;
最大降雨量mm,最小降雨量mm。
1.2.2水文地质
地下水位高程为 m。
最大冻土深度mm;地震烈度6度。
场地土类别3类,海拔高度 米。
1.3主机型号与参数
锅炉型号:
煤粉炉。
1.4技术要求
1除尘效率:
>99.8%;
2脱硫效率:
≥95%;
3烟尘排放浓度:
<mg/Nm3;
4脱硫后的烟气温降:
<65℃;
5装置总阻力:
<800pa;
6碱液PH值:
11~12.6;
7排放烟气含湿率:
≤6.5%:
8林格曼黑度1级。
1.4.1国家对火电厂烟气SO2允许排放浓度:
当燃煤含硫量S≤1.0%时,为2100mg/m3;
当燃煤含硫量S>1.0%时,为1200mg/m3;
1.4.2国家现行SO2排放限值表
新建、改建、扩建工程SO2排放限值
最高允许
排放浓度
/(mg/m3)
最高允许排放速率
/(kg/h)
无组织排放监控
浓度限值
排气筒
高度/m
二级
三级
监控点
浓度
/(mg/m3)
960(硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物生产)
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2.6
4.3
22
25
39
57
77
110
130
170
3.5
6.6
38
58
83
120
160
200
270
周界外浓
度最高点
0.40
550(硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物使用)
1.5质量要求
1.51烟气脱硫后含湿度控制在国家标准范围内,含湿率≤6.5%,引风机不带水、不积灰,不震动;
1.52主体设备正常使用寿命15年以上;
1.53塔内设备不积灰、不结垢;
1.54补水管、冲洗管为不锈钢厚壁管道或硬塑管;
1.55主塔采用耐火阻燃玻璃钢材质制做。
2.技术规范与标准
2.1技术要求按《HCRJ040-1999》规定执行;
2.2火电厂大气污染物排放标准《GB13271-2001》;
2.3小型火电厂设计规范《GB50049-94》;
2.4国家环保局制定的《燃煤SO2排放污染防治技术政策》;
2.5国家标准《GB13223—1996》,《JB/2Q4000.3-86》;
2.6地方标准:
按当地环保部门有关规定执行;
2.7国家标准:
《大气污染源综合排放标准》。
3.烟气脱硫技术方案
3.1 处理烟气量Q=132000m3/h。
根据国家环保局关于推广湿法脱硫的意见及企业现状,设计采用湿法脱硫工艺。
设脱硫塔1座,圆形结构,直径Ф3200,高H9500,双层。
塔体采用耐火阻燃型玻璃钢制作。
设计选用廉价石灰CaO作脱硫剂。
即石灰经消化后,加水搅拌,制成Ca(OH)2浆液,用水泵送至脱硫塔与烟气接触,吸收烟气中的SO2。
设计钙硫比为1:
1.05。
3.2 脱硫工艺系统组成
脱硫工艺由主塔、水气分离装置、脱硫风机、石灰投加系统、烟气连续监测系统、循环水系统及管道组成。
4.工作原理
脱硫除尘采用《涡轮导波旋涡微分潜水装置》。
它是我国新一代脱硫除尘一体化高新技术设备。
其除尘率可达99.8,脱硫率95%~99%!
锅炉含尘烟气由主烟道进入脱硫塔,根据空气动力作用,设计以特定的角度、方向、流速旋转上升,在塔内储液槽的碱性液里,相互交溶、旋涡、碰撞,液体单位表面积迅速扩大,气、液、固三相粒子间的质量和能
量相互传递,有害物质粒子被碱液吸附,提高了碱液与烟气中尘粒、SO2间的物理吸收和化学反应强度。
经微分、潜水、漫游,烟气与碱性液充分接触、反复洗涤,烟气中的二氧化硫、尘硝、氮氧化物等被水吸收,随即气液分离。
废液在离心力、重力作用下,沉入槽底浓缩,可自动或手动排渣,上清液调整PH值后循环使用。
洁净烟气升腾,经涡轮式离心脱水装置高速旋转甩干,由风机引至烟囱,抬升、排空、扩散。
4.1化学吸收特性
1SO2是中等强度的酸性氧化物,用碱性物质吸收,生成盐类。
2SO2在水中具有中等程度溶解度。
溶于水后生成H2SO3,可氧化成稳定的H2SO4。
3SO2与氧接触时,被氧化成SO3,酸性增强,易与碱性物质中和反应。
4.2中和反应
4.2.1使用Ca(OH)2脱硫剂化学反应式:
①
②
③
④
⑤
4.2.2使用CaO和MgO脱硫剂化学反应式:
①
②
③
④
烟气中的SO2与碱液反应,生成固态物质后被脱除。
4.3技术特点装置建成后,脱硫效率可达99%(仅用生石灰作脱硫剂即可达到99%)、除尘效率可达99.8%,不论烟气中灰尘量多大、颗粒多细都可除掉,同时也有很好的脱氮效果。
与国内同类技术比较具有如下优点:
①脱硫除尘脱水一体,效率高。
由于气液两相接触充分,即使不加任何脱
硫剂,其脱硫效率可达到70%,可使二氧化硫排放浓度达到国家排放标准;
②投资省,见效快,轻巧易造;
③耗水量小。
锅炉房三废可充分利用,以废治污。
省水、省电、省脱硫剂,
运行费用低;
④无喷嘴,无堵塞,无须维护,运行安全可靠;
⑤运行阻力小,约800pa,可调节;
⑥脱水效果好,冬季、夏季运行无差别,烟囱出口无白气,无烟。
引风
机安装不受限制;
⑦适用玻璃钢、高分子塑料、不锈钢或钢板涂防腐材料制造,耐腐蚀,
寿命长;
⑧结构紧凑,占地少,操作简便,造型美观;
⑨适用于大、中、小各型锅炉和火电厂锅炉除尘脱硫。
5.循环水系统
5.1脱硫供水采用循环水,循环水量Q=40m3/h,小时补水量Qh=2m3/h,对水质无特别要求。
循环水池采用石灰池、沉淀池、PH值调整池三池合一,池内分格的构筑形式,钢砼结构。
5.2 循环水工艺流程
5.3 废物利用
动力车间原有部分冲渣水、灰水,呈碱性,可以废物利用。
建议将该部分废水引入新建脱硫系统后,作为脱硫循环水,用来洗涤烟气中的酸性物质,吸收SO2,不仅可节约水资源,还可以废治废。
冲渣水、灰水中含有Na2+、Mg2+、AL3+等碱性阳离子,具有去垢的特性,循环利用,无排放(只补充小量新鲜水Q=2m3/h),无二次污染。
6.脱硫剂制备
6.1石灰投加系统流程
6.2脱硫剂制备系统由石灰粉料仓,熟化制浆池,搅拌机,贮液池等组成。
氧化钙、氧化镁为粉状物质,采用加水搅拌活化,制成水溶液用泵送入脱硫塔储液槽脱硫。
石灰的纯度为90%。
石灰粉料采用人工供料。
今后锅炉扩建增大后可设定量给料机供料。
设钢制CaO、MgO储仓各1个。
CaO储量为10天,MgO储量为30天。
储仓由建设单位自备。
a)
碱液PH值的界定
根据化学原理和传质理论,采用石灰乳作吸收剂吸收SO2。
较高的PH值可以提高SO2向液体的扩散速度,有利于化学反应,提高SO2的吸收速率,有利于脱硫效率的提高。
当石灰乳的PH过低时,可使SO2逸出,影响脱硫效果。
实践表明,当PH为中性时,脱硫率只能达到40%。
当PH=8~9时,脱硫率可达70%以上。
当PH=12时,脱硫效率达99%。
因此,把PH值界定在PH=11~12限值以内。
b)脱硫工艺综述
含尘烟气在脱硫塔储液槽的碱性液里交溶、旋涡、碰撞,气、液、固三相粒子间的质量和能量相互传递,有害物质粒子被碱液吸附,提高了碱液与烟气中尘粒、SO2间的物理吸收和化学反应强度。
经微分、潜水、漫游,烟气与碱性液充分接触、反复洗涤,烟气中的二氧化硫、尘硝、氮氧化物等被水吸收。
废液在离心力、重力作用下,槽底浓缩,排除。
清液调整PH值后循环使用。
洁净烟气经涡轮式离心脱水装置高速旋转甩干,由风机引至烟囱排空。
9.工艺流程
流程如下:
石灰仓
制浆
循环水池
锅 炉
水 泵
脱
硫
塔
风机
灰渣池
处置
烟气除尘脱硫工艺流程图
烟囱
10.副产物处置
湿式钙法脱硫的副产物为含水石膏(CaSO4·2H2O)。
脱硫塔排放的污泥极少,副产物石膏量少,无利用价值。
采用抛弃法处置。
11.管理与操作
《涡轮导波旋涡微分潜水装置》是高新技术产品。
是以崭新的设计理念,高强的环保意识,严谨的科学态度,潜心研制的高科技成果,其制作技术要求高,但管理、操作、维修尤其方便,体现为用户着想,用户第一
的设计思想。
它不但除尘、脱硫率可达99%以上,而且还解决了国内以往脱硫除尘工程中的“老大难”——带水、积灰、结垢、震动问题!
12.经济技术分析
12.1经济技术分析的5个要素
①工程总投资(万元);
②单位造价(元/KW);
③年运行费用(万元/年);
④寿命期间脱硫成本(元/吨);
⑤售电电价增加值(元/MW·H)。
12.2国内脱硫技术八大工艺方案比较
有比较,方能鉴别。
有鉴别,便于选择!
序号
工艺名称
工艺流程
技术指标
耗电占发电容量比%
单位容量投资(元·kwh)
脱硫成本
SO2
(元/吨)
占工程总投资比%
1
石灰-石膏法
流程简单
制浆复杂
Ca/S=1.0
脱硫95%
1~1.5
500~600
945
13
2
简易湿法
简单
Ca/S=1.1
脱硫70%
1
500~550
940
11
3
磷铵复肥法
脱硫简单制肥复杂
脱硫95%
1~1.5
758
1485
15
4
喷雾干燥法
制浆复杂
Ca/S=1.5
脱硫80%
1
476
770
12
5
炉内喷钙法
简单
Ca/S=2
脱硫70%
0.5
212
666
9
6
海水吸收法
简单
脱硫90%
1~1.5
717
1390
7.5
7
循环流化床法
简单
Ca/S=1.2
脱硫90%
0.5
297
744
7
8
电子束辐照法
简单
脱硫90%
脱氮80%
2
1050
1000
18