脱硫技术方案.docx
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脱硫技术方案
柏立化学有限公司
5X35t/h锅炉烟气脱硫项目
技术方案
第一篇工程概况
1、工程概况
柏立化学有限公司热电厂5台35t/h链条炉，按照环保“三同时”的要求，锅炉烟气脱硫设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产，本方案为烟气脱硫方案，供建设方参考。
第一种方案，采用两炉一塔、三炉一塔的布置方式，每塔可处理3台锅炉烟气。
脱硫工艺采用石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，采用石灰作为脱硫剂，脱硫产物为石膏，含量达90%，可综合利用。
脱硫塔为花岗岩，采用逆流喷淋空塔，脱硫过程较易控制，脱硫渣石膏可利用。
第二种方案，重建脱硫塔，布置有引风机后，采用两炉一塔、三炉一塔的布置方式，可处理3台锅炉烟气量，目前的双碱法系统不作改动。
方案实施后，可全面提高脱硫系统的效率，彻底解决引风机带水的问题。
如采用石灰-石膏法，脱硫渣可以全部利用。
本方案适用于柏立化学有限公司热电厂5台35t/h链条炉烟气脱硫工程，使用含硫量2%的煤时，脱硫率不小于95%,二氧化硫排放浓度小于200mg/m3;粉尘排放浓度小于50mg/m3。
2、设计条件
2.1环境条件
2.2厂址及电厂概况
柏立化学有限公司热电厂位于山东省潍坊市
2.3燃煤
硫份：
~2%
2.4主要设备参数
蒸发量：
35t/h
耗煤量：
6t/h
烟气量：
90000m3/h
烟气温度：
140C
二氧化硫浓度：
3500mg/m3
2.5脱硫剂：
石灰
3、脱硫设计原则
（1）脱硫项目的主体设备采用国产设备，考虑炉型、负荷、煤种、燃煤量、炉后脱硫场地等方面因素，提出脱硫工艺改造方案。
（2）综合分析煤质情况，燃煤含硫量按2％设计。
（3）设计脱硫率不小于95%，保证效率为＞9%。
（4）脱硫装置采用PLC上位计算机控制，同时考虑与主体工程的信号连接。
（5）因地制宜设计合理可靠的布置方案。
（6）地震烈度：
7度
（7）SO2排放浓度小于200mg/Nm3,烟尘排放浓度小于50mg/Nm3。
（8）充分利用热电厂75t/h链条炉已建的设备、设施，采用最佳设计工艺并结合热电分厂实际情况以达到降低投资和运行成本的目的，烟气脱硫项目总平面布置满足热电分厂已有的场地安排。
脱硫吸收塔布置在引风机后，正压操作，可避免风机腐蚀。
目前引风机压头有较大的余量，不需要增加脱硫风机。
（9）脱硫渣最终达到含水率不大于15%的石膏，综合利用或用汽车外运。
（10）系统应具备自防护功能，当出现故障、烟气高温、厂用电消失等情况时，系统能在最短时间内将烟气切换到旁路烟道，确保系统安全。
（11）系统CRT操作界面应能显示：
将在线监测数据引入脱硫自控系统，系统出口SO2浓度、02含量、烟尘浓度、烟气流速、烟气进出口温度、烟气量等。
（12）承包商对系统功能设计、结构、性能、制造、供货、安装、调试、试运行等采用最新国家标准和国际标准。
如果国家标准低于国际标准，则采用国际标准。
同时必须符合国家和山东省节能减排相关文件的要求。
（13）环境保护、劳动卫生和消防、防雷接地设计采用中华人民共和国最新国家标准。
（14）承包商提供设计、制造、安装、调试、试运行的规范和标准等清单。
列出制造厂家在选用材料、制造工艺、验收要求中所执行的标准清单。
15）具体为（但不限于此）：
特种设备安全监察条例》
GB/T16507-1996
《固定式锅炉建造规程》
JB/T1620-1993
《锅炉钢结构制造技术条件》
JB/T1621-1993
《工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件》
GB50273-1998
《工业锅炉安装工程施工及验收规范》
GB13223-2003
《火电厂大气污染物排放标准》
GB13271-2001
《锅炉大气污染物排放标准》
GB3095—1996
《环境空气质量标准》
GB3096—1993
《城市区域环境噪声标准》
GB/T5117-1995
《碳钢焊条》
GB50041-92
《锅炉房设计规范》
HJ/T179-2005
火电厂烟气脱硫工程技术规范
以上规范，若有新版本，以最新版本为准
第二篇石灰-石膏法
上海晓沃环保防腐工程有限公司
2013年11月17日
1、石灰-石膏法脱硫工艺
柏立化学有限公司5台35t/h链条炉烟气脱硫工程采用石灰-石膏湿法脱硫工艺，采用喷淋空塔。
将锅炉排放烟气引入吸收塔，通过含有石灰浆液的吸收塔浆液喷淋洗涤，从而脱除烟气中的SO2,以满足烟气SO2浓度排放要求。
1.1系统组成及功能说明
烟气脱硫工艺系统主要由以下分系统组成：
石灰制浆系统、烟气系统、SO2吸收
系统、石膏脱水系统、工艺水系统等。
1.1.1石灰制浆系统
（1）主要功能将满足的石灰制备脱硫所需的浆液。
（2）工艺流程系统运行时，为控制装置运行所需的石灰流量，采用密度计测定浆液密度，控制
石灰粉、水的加入量，制备成所需要的浆液浓度。
通过石灰浆液泵送入脱硫吸收塔参与脱硫反应。
要求的石灰浆液量通过浆液流量调节阀控制。
1.1.2烟气系统
（1）主要功能将锅炉原烟气引入喷雾吸收塔，将脱硫后的净烟气引入烟囱排放。
（2）工艺流程采用三炉共用一台吸收塔，引入吸收塔的锅炉烟气烟气管路进入吸收塔，处理后
的烟气从吸收塔烟气出口排出。
系统设置有旁路挡板、脱硫塔进口烟气挡板、脱硫塔出口烟气挡板。
采用百叶密封挡板门，减少漏风。
两炉可同时运行、同时退出，分别切换。
1.1.3SO2吸收系统
（1）主要功能
将引入的锅炉原烟气在吸收塔内通过吸收塔浆液的喷雾洗涤去除大量的SO2,脱
硫反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的氧化空气强制反应生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏。
吸收塔脱硫率在设计煤种BMCR工况下可达95%以上。
（2）石灰脱硫
进入吸收塔的石灰浆液在吸收塔浆池中溶解，通过调节进入吸收塔的石灰浆液量或吸收塔排出浆液浓度，使吸收塔浆池PH值维持在4.5~5.5之间以保证石灰的溶解及SO2的吸收。
烟气在吸收塔内经过吸收塔浆液循环洗涤冷却并除去S02。
根据BMCR
工况下烟气量以及烟气中S02含量，本FGD装置设置3台浆液循环泵，采用3层浆液雾化喷淋方式，装置运行时，实际投运的循环浆液喷淋层数根据烟气负荷以及出口S02浓度决定。
脱硫后净烟气由装设于吸收塔上部的2级除雾器除雾使烟气中液滴浓
度小于75mg/Nm3。
脱硫反应生成的反应产物经吸收塔氧化风机鼓入吸收塔浆液的氧化空气强制氧化生成硫酸钙并结晶生成二水石膏，主要成分为二水石膏的吸收塔浆液由吸收塔排出浆液泵排出吸收塔。
本工程吸收塔氧化空气需要量为Q=1000m3/h（@
25C），设计中选择2台100%容量的氧化风机，1运1备。
为防止吸收塔浆液中固体物的沉积，设置3台吸收塔搅拌器对塔内浆液进行扰动。
在脱硫吸收塔中主要有如下反应：
石灰的溶解过程：
Ca（OH）2+2H+—Ca2++2出0
SO2的吸收过程：
SO2+H2O^H2SO3
H2SO3TH++HSO3-（低PH值时）（吸收区下部）
+2-
H2SO3—2H+SO3-（高PH值时）（吸收区上部）
Ca2++2HSO3—Ca（HSO3）2
2+2-
Ca+SO3tCaSQ
反应产物的氧化：
2Ca（HSO3）2+O2tCaSO4+2H2O
2CaSO3+O2t2CaSO4
结晶生成石膏：
CaSO4+2H2OtCaSO4.2H2O
石灰由运输车辆运送到脱硫场地，进行调浆，然后由石灰浆液泵输送到脱硫塔底部的反应池，参与脱硫反应。
根据烟气进口温度、烟气二氧化硫含量调节冷却水流量、石灰流量，喷淋层水，确保脱硫效果。
当二氧化硫浓度较高时，要求液气比较高，这时调节较大的流量；当二氧化硫浓度较低时，可采用较小的液气比。
通过调节烟气冷却水、喷淋水的流量，将烟气出口温度、烟气二氧化硫浓度（脱硫效率）调整到一个最佳的运行状态。
湿法工艺采用石灰（Ca（0H）2）作吸收剂，在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的S02溶于水，与浆液中的氢氧钙反生成亚硫酸钙，，然后在塔底与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终反应产物为石膏。
系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。
由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。
该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率较高。
（3）吸收塔
型式：
逆流式喷雾吸收塔
尺寸：
D6m（浆池区）/D6m（吸收区）＞H27m
浆池容积：
230m3
吸收塔喷淋层数：
3层
除雾器级数：
2级设备功能：
烟气在吸收塔内与大量的吸收塔循环雾化喷淋浆液逆流接触，从而去除烟气中的S02和其他如HCl、HF等污染物。
设备特性：
吸收塔为逆流喷雾式，其吸收区直径根据烟气流速w=~3.5m/s确定，浆池容积根据浆液停留时间和循环浆液量确定，吸收塔循环浆液量的大小根据脱硫效率、烟气量和烟气中S02浓度确定。
烟气从吸收塔中下部的烟气入口进入吸收塔，在吸收塔吸收区与吸收塔循环浆液逆流接触，通过浆液的喷雾洗涤，除去烟气中的S02，脱硫后的净烟气经过二级除雾后从吸收塔顶部的烟气出口引出，脱硫反应产物进入吸收塔浆池。
脱硫反应产物在氧化区中被强制氧化成CaS04，并在结晶区上部结晶生成
CaSO4.2H2O。
吸收剂浆液中的CaC03在结晶区下部溶解，由循环泵送至吸收区脱除S02。
吸收塔内与烟气和浆液接触的部件根据部件不同的安装位置及功能采用不同的防腐蚀材料。
吸收塔壳体、内部支架采用衬玻璃鳞片、重要部位衬橡胶，喷淋母管喷淋支管为FRP管，内衬加有耐磨成分的材料。
（4）吸收塔浆液循环泵
流量：
600m3/h
扬程：
20mLC/22mLC
功率：
75KW
设备功能：
输送吸收塔内SO2吸收所需循环喷淋浆液。
设备特性：
采用专业脱硫泵，吸收塔浆液循环泵输送最大含固量小于20%的吸收
塔浆液，采用性能曲线平缓的浆液泵，以保证浆液浓度的变化不致显著影响吸收塔喷嘴进口压力。
泵的壳体采用橡胶内衬，泵叶轮为耐浆液腐蚀和磨损的合金钢叶轮。
（5）塔体搅拌及枪式氧化管
脱硫后反应得到亚硫酸钙产物，亚硫酸钙沉淀速度慢，对脱硫项目危害较大，在沉淀前及时将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，硫酸钙结晶生成二水硫酸钙，得到石膏产物。
采用就地强制氧化工艺，氧化效率高。
吸收塔底部-强制氧化工艺
（6）氧化风机
3
流量：
1000m/h（@25°C）
压头：
78KPa
设备功能：
提供反应产物强制氧化所需的氧化空气。
设备特性：
采用三叶罗茨鼓风机，效率高，噪音小。
保证吸收塔氧化空气的流量、压头的要求。
1.1.4石膏浆液及脱水系统
（1）主要功能
将满足吸收塔浆液（主要成分为二水石膏）浓度要求的主要成分为石膏的吸收塔浆液及时排出吸收塔并通过石膏浆液旋流站浓缩脱水，再经过真空皮带脱水机二次脱水得到含石膏脱硫渣。
（2）工艺流程
当FGD装置负荷不低于匹配的吸收塔浆液排出泵满足连续运行的负荷时（此时
吸收塔浆液排出泵的连续运行不会造成吸收塔浆液浓度低于100g/l）,吸收塔浆液排出
泵连续运行并将吸收塔浆液送至石膏浆液旋流站浓缩脱水，旋流站溢流浆液返回吸收塔，浆液浓度为500g/l~600g/l的旋流站底流石膏浆液进入石膏浆液箱，通过石膏浆液泵（1运1备）送至石膏浆液抛弃缓冲箱。
当FGD装置负荷低于匹配的吸收塔浆液排出泵满足连续运行的负荷时且当吸收塔石膏浆液浓度小于100g/l时，吸收塔浆液排出泵停运。
当吸收塔石膏浆液浓度达到120~150g/l时，吸收塔浆液排出泵投运，石膏浆液旋流站底流进入石膏浆液箱作为抛弃石膏浆液。
在低负荷工况下，吸收塔浆液排出泵是一种间断运行方式，其启停信号主要取决于吸收塔浆液浓度。
FGD装置来的含固量17%的石膏浆液15m3/h（设计工况），经过水力旋流器后石膏浆液流量为5m3/h，采用真空皮带脱水机进行脱水，最后得到含水小于15%的含石膏的脱硫渣。
事故浆池设计为当吸收塔需检修排空时可贮存部分吸收塔内浆池浆液作为FGD装置再次启动的石膏晶种，事故浆池（石膏浆液抛弃池）的有效容积为30m3。
当吸收塔需要检修排空时，贮存在吸收塔内的多余浆液排至抛弃浆液缓冲箱再排至灰场。
事故浆池设置一台石膏浆液返回泵，用于将事故浆池中的浆液送回吸收塔。
为防止固体在事故浆液箱中沉淀，设有搅拌器。
1.1.5工艺水系统
（1）主要功能提供除雾器冲洗水、吸收塔补充水和氧化空气冷却用水等。
制浆系统补充水由一期脱硫项目提供。
（2）系统流程
为提高工艺水系统的适应性，本FGD装置除雾器冲洗水泵和工艺水泵分别设置，各设两台（1运1备），其中除雾器冲洗水泵设计流量Q=50m3/h，扬程H=60mH2O,主要用于提供除雾器冲洗用水。
设置过滤机冲洗水箱和冲洗水泵。
PH测量装置用水、氧化空气冷却用水
2、脱硫项目技术指标
2.1脱硫技术指标一览表
序号
项目
单位
数据
1
设计处理烟气量（工况）
万m/h
9
设计处理烟气量（标况）
万Nm3/h
4.6
2
设计条件下保证脱硫率
%
95
3
年运行小时数
h
7200
4
校核煤种年石灰（绝干）耗量（平均）
吨
1580
5
校核煤种年脱除SO2量（平均）
吨
1375
6
设计条件下耗电量
Kwh/h
60
8
工艺水耗量
t/h
4
2.2系统物耗分析
2.2.1脱硫剂耗分析
采用石灰，粒径为100目，氧化钙含量85%。
系统SO2平均除出量为190kg/h,Ca/S为1.03,石灰耗量为220kg/h,
2.2.2电耗分析
三炉一塔，新增装机，3X35t/h锅炉脱硫项目装机和消耗统计:
序号
设备名称
数量
单机容量
KW
运行容量
KW
备用容量
KW
需要系数
Kx
功率因素
COS0
tg0
有功功率
Pjs（KW）
无功功率
Qjs（kVAR）
视在功率
Sjs（kVA）
运行电流
Ijs（A）
1
旁路烟道档板门
3
0.5
1.5
0.1
0.85
0.62
0.13
0.08
0.15
0.23
2
进口烟道档板门
3
0.5
1.5
0.1
0.85
0.62
0.13
0.08
0.15
0.23
3
循环泵1
1
75
75
1
0.85
0.62
63.75
39.53
75.01
113.97
4
循环泵2
1
75
75
1
0.85
0.62
63.75
39.53
75.01
113.97
5
除雾器冲洗泵
2
15
15
15
0.4
0.85
0.62
5.10
3.16
6.00
9.12
6
侧入式搅拌机
2
4.5
9
1
0.85
0.62
7.65
4.74
9.00
13.68
7
氧化风机
2
22
22
22
1
0.85
0.62
18.70
11.59
22.00
33.43
合计
199
37
159.21
98.71
187.32
284.61
系统总装机为236KW，备用功率为37KW，电耗为160KWh/h
223工艺水耗分析
在湿法石灰/石膏烟气脱硫工艺中，烟气中S02的脱除是通过烟气与浆液的喷淋洗涤完成，因此，维持FGD正常运行要消耗大量的工艺水，工艺水除了5%左右被石膏带走、5%左右通过废水的形式排出外，其余90%左右的水全部通过烟囱排入大气。
因此，FGD运行过程中需要不断补充工艺水以维持系统的正常运行。
2.2.4运行成本分析
每台炉脱硫FGD系统主要技术经济指标表（BMCR，设计煤质）
序号
指标
单位
小时耗量
单价（元）
小时费用
（元）
年量
年费用（万元）
1
电耗
kwh
60
0.65
39
432000
28.08
2
水耗
t
3.57
3
10.72
25729.5
7.72
3
脱硫剂消耗
石灰
t
0.22
350
76.82
1580.2
55.31
4
合计”
91.11
5
脱硫量
t
0.191
1375.9
6
脱硫成本
元/kg
0.66
7
脱硫渣量
t
0.566
4077.1
5工艺设备
5.1设备清单
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
工艺设备
1
烟气系统
1.1
FGD进口原烟气挡板
型式：
电动挡板；规格:
1000mm（W）X1200mm（H）;框架材质：
Q235-A;叶片材质：
Q235-A;轴材质：
Q235-A;密封片和螺栓材质：
Q235-A;全开到全关的关闭时间：
<30秒;电机功率：
0.75kW;
运行烟温：
120C；设计烟温：
300C；
套
5
1.2
FGD岀口净烟气挡板
型式：
手动挡板；规格：
2000mm（W）x1500mm（H）;框架材质：
Q235-A;轴材质：
Q235-A;密封片和螺栓材质：
316L;运行烟温：
80C;设计烟温：
300C;
套
2
1.3
FGD旁路烟气挡板
型式：
电动挡板；规格:
1000mm（W）X1200mm（H）;框架材质：
Q235-A;叶片材质：
Q235-A;轴材质：
Q235-A;密封片和螺栓材质：
316L;全开到全关的关闭时间：
<45秒；电机功率：
0.75kW;
运行烟温：
120C；设计烟温：
300C；
套
5
1.4
FGD岀口烟气管道、支架等
岀口烟道：
2000mm（W）x1500mm（H）;最高使用温度：
230C（持续30分钟）;设计压力：
-2000/+4500Pa;钢板厚度5mm;对烟道进行防腐保温。
套
2
2
SO2吸收系统
2.1
吸收塔本体
型式：
喷淋塔；吸收区尺寸：
6000X4000;塔高度：
27m;持液
槽容积：
168m3（液位咼度：
7000mm）;材质：
花岗岩；浆液喷管材质：
FRP;浆液喷嘴材质：
碳化硅；
台
2
2.2
喷淋层
吸收塔喷嘴：
螺旋型；材质：
碳化硅；每层30个，吸收塔循环管/
喷浆管：
材质：
FRP;管径DN300/80;
层
4
2.3
除雾器
型式：
折流板；尺寸：
4000X4000;级数：
2级；材料：
阻燃加强
聚丙稀；冲洗水管材质：
PP-R;烟气岀口雾滴含量75mg/m3；
台
2
2.4
吸收塔循环泵
型式：
离心式；流量：
500m3/h；压头：
20/22/mH;泵壳材质：
Cr26;叶轮和入口轴套材质：
Cr26;电机功率：
90kW;耐氯离子
40g/l。
转速：
1450r/min;防护等级：
IP54;绝缘等级：
F级；户外型；泵前泵后配置橡胶防振节；
台
4
2.5
氧化风机
型式：
罗次式；流量：
20m/min（湿）；压头：
78KPa;风机效率：
台
4
80%;机壳材质：
灰口铸铁（HT250）;叶轮材质：
灰口铸铁（HT250）;轴材质：
45#钢；齿轮材质：
20CrMo;电机功率：
22kW;防护等级：
IP54;含进岀口消声器；
-二-
电气系统
1
进线柜
GCS抽屉型,600>800X2200,空气开关、塑壳开关和交流接触器为国产优质产品；
面
1
2
PC柜
GCS抽屉型,600X00>2201,空气开关、塑壳开关和交流接触器为国产优质产品；
面
2
3
MCC柜
GCS抽屉型,600X00X2202,空气开关、塑壳开关和交流接触器为国产优质产品；
面
2
4
现场控制柜
现场控制，含大电机软启
面
2
5
低压母线桥
套
1
6
电缆
低压电缆：
ZRC-VV-0.6/1kV
套
1
7
照明配电箱
户内式，内装C65N、C65N+VIGIC65
只
4
8
检修照明变压器
250/11V
台
1
9
就地控制箱
只
4
10
检修插座电源箱
户外式，内装16A5个，32A5个
只
4
三
热工控制系统
1
脱硫控制系统FGD-PLC
一套PLC系统,PLC系统约400点（含15%备用点）配两台操作站，其中一个兼工程师站；
套
1
1.1
操作员站（OPU）
套
1
每套包括
主机
IntelPentium43.5GHz，1GRAM，120GBHD，
台
1
RW—DVD（40X）,104键盘,鼠标
LCD
（21英寸）
台
1
网卡
10/100Mbps
块
1
操作员工作台
张
1
1.2
工程师站（ENG）
套
1
每套包括
主机
IntelPentium43.5GHz,1GRAM,120GBHD,
台
1
RW—DVD（40X）,104键盘,鼠标
LCD
（21英寸）
台
1
网卡（10/100M）
10/100Mbps
块
1
1.3
冗余接口
16口100Mbps快速以太网集线器（HUB）
套
1
1.4
交换机、网桥机柜
700>2235>700mm
面
1
1.5
模拟量输入卡件（AI）:
4~20mADC
块
3
热电阻RTD
块
1
1.6
模拟量输出卡件（AO）
4~20mA
块
3
1.7
数字量输入卡件（DI）
块
16
1.8
数字量输出卡件（DO）
块
16
1.9
脉冲量输入卡件（PI）
块
1
1.1
远程I/O米集卡件
块
1
1.11
过程控制器（DPU）
C3133MHZ、32MRAM
对
1
每套包括
主机板
Pentium133MHz、32MRAM
块
1
双机切换板
PDEX344
块
1
存储器
DOC-2000/32MB
块
1
以太网卡
10M/100Mbps
块
1
DPU机箱
套
1
1.12
电源分配柜
700>2235>700mm
面
1
1.13
控制机柜
700>235>700mm
面
1
1.14
继电器柜（包括继电器等柜内设备）
面
1
2
UPS
5kVA,380/220
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