氧化镁法脱硫专项方案Word文档格式.docx
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（4）脱硫系统工作时不影响锅炉正常运行；
（5）确保在给定设计条件下，确保烟气中二氧化硫达标排放；
（6）烟气脱硫系统部署紧凑、合理、美观、占地面积小；
（7）脱硫主体设备运行稳定可靠，使用长，操作维护简单；
（8）项目实施后，有显著社会、经济和环境效益。
1.4设计指标
序号
项目
设计指标
1
二氧化硫排放浓度
≤200mg/Nm3
2
脱硫效率
≥95%
3
烟气含湿量
≤75mg/Nm3
1.5设计依据
·
《工锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462—）
《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—）
《环境保护产品技术要求湿式烟气脱硫除尘装置》HJ/T288—）
《钢结构设计规范》（GBJ17—88）
《工业管道工程施工及验收规范》（GBJ235—82）
《机械设备安装工程施工及验收规范》（TJ231—78）
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（GB50275—98）
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212—）
《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-）
二、现有脱硫系统工艺步骤
2.1氧化镁法工艺原理
利用硫酸镁化学和物理稳定性达成脱硫目标，使用脱硫剂是中国特产镁矿石、氧化镁等。
氧化镁法脱硫关键化学反应以下：
1）氧化镁浆液制备
MgO（固）+H2O=Mg（OH）2（固）
Mg（OH）2（固）+H2O=Mg（OH）2（浆液）＋H2O
Mg（OH）2（浆液）＝Mg2+＋2HO－
2）SO2吸收
SO2（气）+H2O=H2SO3
H2SO3→H++HSO3-
HSO3-→H++SO32-
Mg2++SO32-+3H2O→MgSO3·
3H2O
Mg2++SO32-+6H2O→MgSO3·
6H2O
Mg2++SO32-+7H2O→MgSO3·
7H2O
SO2+MgSO3·
6H2O→Mg（HSO3）2+5H2O
Mg（OH）2+SO2→MgSO3+H2O
MgSO3+H2O+SO2→Mg（HSO3）2
Mg（HSO3）2+Mg（OH）2+10H2O→2MgSO3·
3）脱硫产物氧化
MgSO3+1/2O2+7H2O→MgSO4·
MgSO3+1/2O2→MgSO4
吸收浆液pH值经过加入Mg（OH）2浆液量来控制，通常pH值控制在6.5～7.5之间。
氧化反应通常需要有足够长时间。
氧化反应能够在单独浆液罐中进行，也能够将浆液罐和碱液罐分开设置，使MgO浆液有足够氧化时间。
含有MgSO4循环洗涤吸收液经过深入浓缩结晶，能够生产肥料级MgSO4·
1H2O，也能够生产工业级MgSO4·
7H2O。
假如不进行氧化反应或抑制MgSO3氧化，能够经过再生方法将洗涤吸收液中MgSO3还原成MgO作为脱硫剂循环使用，并和此同时副产硫酸。
2.2镁法脱硫工艺特点
1）工艺技术成熟
氧化镁（MgO）法是工艺技术十分成熟烟气脱硫工艺之一。
2）脱硫效率高
MgO湿法脱硫效率可达95%～98%，因为Mg2+半径小于Ca2+半径，MgO反应活性要比CaO高，所以Mg（OH）2碱性比Ca（OH）2强。
在脱硫反应中，CaO颗粒和SO2反应生成CaSO4是一层硬包膜，通常称此种现象为包裹现象。
它阻碍了包膜内CaO颗粒继续和SO2反应。
而MgO法使用氧化镁是由碳酸镁在较低温度下焙烧而成，即所谓“轻烧镁”。
轻烧镁含有多孔性、活性强、反应度高特点。
其MgO颗粒和SO2反应生成MgSO3、MgSO4很快就溶解于水（循环浆液）中，使得MgO颗粒外表面不停被更新并继续和SO2反应，直至该MgO颗粒全部反应完成。
试验表明在相同操作条件下，用MgO作吸收剂比用CaCO3作吸收剂吸收效率高。
3）脱硫剂消耗量小，原料起源可靠
因为MgO分子量是40，CaCO3分子量是100，所以由化学反应平衡式可知，脱除等量SO2消耗MgO量仅为CaCO3量40%。
若以商品轻烧镁粉中MgO含量≥85%，商品碳酸钙粉中CaO（分子量56）含量≥50%计，脱除等量SO2消耗轻烧镁粉量和消耗碳酸钙粉量42%。
中国氧化镁储量十分丰富，现在已查明储量约84亿吨，居世界首位，生产量居世界第一。
中国MgO资源关键分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量84.7%。
辽宁省营口市大石桥镇是世界四大镁矿之一（已探明储量25亿多吨），被誉为“中国镁全部”。
在辽宁海城（8.3亿吨）、山东萊州、河北邢台大河等地全部有较大储量和产出量。
4）运行可靠
氧化镁法一个十分突出优点是其运行费用低、运行可靠。
所以系统运行可靠性提升，装置运转率高，脱硫效果好。
而钙法脱硫是石灰石浆液和石膏浆液循环，运行中要采取对应方法预防结垢和堵塞。
5）工艺步骤短
镁法脱硫工艺步骤较钙法脱硫工艺步骤短，通常不需要脱硫副产物后处理设备，从而节省投资和场地。
MgO工艺脱硫塔排水经过调整pH值，沉淀和氧化曝气处理后，能够达成综合污水排放标准，通常排入锅炉水力除灰冲渣水沉淀池中或城市污水处理厂。
7）关键设备体积小，投资省
MgO工艺使用含有多孔板板式塔和特殊结构形式雾化喷嘴，经过气速高，传质效率高，和钙法使用喷淋塔相比，镁法所用吸收塔体积小，重量轻，投资省。
8）副产物综合利用市场前景好
MgO湿法脱硫后副产物假如不经过氧化曝气则可把浆液脱水，生成湿渣，湿渣可作为农用肥料。
可直接作基肥、追肥和叶面肥。
植物正常发育需镁量通常为干重5g/kg左右。
施用镁肥不仅能够增加作物产量，而且能够改善产品品质。
比如施用镁肥对香蕉、烟叶产量和品质全部有良好作用。
据全国土壤普查表明，中国不少地域土壤缺镁比较严重。
缺镁土壤面积巨大，约占全国土壤面积5.8%。
若对缺镁土壤施用镁肥，则整年需要镁肥数量十分可观。
所以，生产MgSO4肥或将MgSO4配制成复合肥料将有很好市场前景。
2.3系统工艺步骤
1）工艺步骤简述
经除尘器净化后烟气由塔底进入脱硫塔（烟囱），因为脱硫塔直径比烟道内径大，所以塔内烟气流速变缓，使烟气充足脱硫液接触。
塔内部署四层喷淋装置（其中三层使用，一层预留）。
因为塔内提供了良好气液接触条件，气体中SO2被碱性液体吸收效果好。
因为特殊内部结构设计，决定了它是一个高效通用型传质设备，含有负荷高、压降低、不易堵、操作弹性宽等优点，其综合性能优于中国外普遍使用湿法脱硫除尘装置。
浆液是含有MgSO3晶体、MgSO4、少许未反应氢氧化镁和少许飞灰等混合物，经过泵抽出，经过真空皮带压滤机后排放到指定地点（或经过沉淀后用抓斗或人工直接清理）。
2）脱硫工艺步骤简图
三、现有锅炉系统分析
锅炉房现有燃煤供暖锅炉40t/h锅炉一台，现在锅炉只配套了除尘系统，大量SOX和NOX未经过任何处理，经烟道、烟囱直接排放到大气中，严重污染了周围空气和环境，是现阶段环境保护法所不许可。
所以，对锅炉排放烟气进行脱硫处理，是个势在必行，利国利民项目。
四、脱硫系统改造方案总体设计
4.1系统总体技术要求
1）脱硫工艺采取是湿式氧化镁法，脱硫系统工艺设计完全符合《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462—）要求。
2）脱硫系统设计符合国家相关标准和法规，设计脱硫效率≥95%；
锅炉烟气经脱硫装置净化后，二氧化硫排放浓度低于200mg/Nm3。
3）脱硫装置烟气处理能力应能确保锅炉在30—110%MBCR工况时烟气量下正常运行。
4）对于脱硫系统中设备、进行必需防腐、防磨保温等处理。
5）管道系统尽可能做到简练美观、便于安装维护，流速合理，强度和刚度足够，考虑抗振动、防磨损、防腐蚀、防堵塞和室外管道防冻等。
6）工艺上尽可能节省能源和水源，尽可能降低脱硫系统投资和运行费用。
设备和管道运行中溢流、冲洗和清扫过程中产生废水应搜集后返回系统循环利用，不直接排放。
7）在全部需要维护和检修地方设置平台和扶梯，平台和扶梯设计满足相关标准和规范要求。
4.2烟气系统
1）确定脱硫系统阻力参数，并留有一定余量。
2）脱硫系统全部烟道最小壁厚不低于5mm，烟道内烟气最大流速为15m/s。
3）脱硫塔进出口烟道采取Q235碳钢制作。
4）烟气系统应安装必需人孔、卸灰孔、膨胀结等烟道附件。
5）整个烟气系统漏风率应≤1%。
6）烟道依据可能发生最差运行条件（温度、压力、流量、湿度等）进行设计。
4.3吸收系统
1）依据环境保护要求，采取“一炉一塔”设计；
2）脱硫塔本体采取碳钢和玻璃鳞片防腐结构（或SS316L不锈钢材质）；
塔体使用不低于。
3）塔内装有除雾装置，可有效实现气液分离，确保排放烟气中含湿量≤75mg/Nm3
4）塔内喷淋装置及喷嘴设计充足考虑喷嘴防腐、防磨；
对除雾器采取有效方法预防结垢和堵塞。
4.4脱硫液循环系统
1）脱硫液循环系统为“一炉一塔”配置。
2）脱硫液循环使用，以降低系统水耗，降低运行成本。
3）控制脱硫循环液PH值在要求范围内保持稳定。
4）脱硫循环泵均考虑防腐、防磨。
4.5脱硫剂制备系统
1）脱硫剂制备设备（包含搅拌器）均采取环氧树脂防腐处理。
4.6脱硫渣处理系统
1）提供科学合理脱硫渣处理方案，不使脱硫副产物对环境造成二次污染。
2）副产物处理系统简单，运行可靠，事故率低，易于维护。
3）脱硫渣采取沉淀后统一清理。
4）系统设备、设施均考虑防腐、防磨。
五、脱硫系统关键技术指标
序号
指标名称
单位
数值
锅炉蒸发量
t/h
40
锅炉数量
台
处理烟气量
m3/h
100000
4
锅炉出口烟气温度
℃
160
5
燃煤含硫量
%
6
SO2初始浓度
mg/Nm3
≯1500
7
设计脱硫效率
≥95
8
SO2排放浓度
≤200
9
SO2排放速率
Kg/h
12
10
液气比
L/m3
2.7:
11
镁硫比
mol/mol
1.05:
氧化镁用量
0.138
14
电耗
Kwh/h
106
15
水耗
t/H
1.5
16
脱硫系统阻力
Pa
1200
17
锅炉运行时间
h/a
4000
18
脱硫主体设备使用
年
六、脱硫系统具体改造方案
6.1系统概述
本项目标氧化镁法脱硫系统关键包含：
（1）烟气改造系统；
（2）吸收循环系统；
（3）脱硫剂制备、输送系统；
（4）工艺水系统；
（5）脱硫渣处理系统；
（6）电控系统。
6.2烟气系统改造
将现有引风机现出口烟道拆除，重新制作引风机出口烟道并和脱硫塔入口处用连接并在进入脱硫塔前增加降温喷淋装置。
脱硫塔出口烟道连接至烟囱，采取
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