炭黑烟气脱硫改造工程技术方案Word文档格式.docx
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⑴烟气脱硫；
根据煅烧系统现场的实际条件，将1#、2#、3#、4#碳黑干燥系统的含硫烟气烟集中在1台脱硫塔中处理，脱硫塔与2台35吨锅炉的脱硫塔并排安装在燃气锅炉北侧。
3台脱硫塔共用1套公共系统。
⑵公共系统包括；
氨水储存罐和氨水泵、管道系统，脱硫塔冲洗系统，循环氧化水池和脱硫塔回水系统，空气氧化系统，设备电气控制系统，照明系统，管道支架及混凝土支架基础。
⑶硫酸铵（脱硫副产物）回收系统；
对冲洗水中硫酸铵溶液进行浓缩，再由离心分离机脱水后经干燥结晶回收晶体硫酸铵。
2、有关技术标准与法规：
《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2003）
《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271－2001）
《环境空气质量标准》（GB3095－1996）
《地面水环境质量标准》（GB3838－88）
《玻璃钢增强塑料夹砂管》（GB/T21238－2007）
《纤维缠绕增强塑料储罐》JC/T587-1995
《工业企业设计卫生标准》（GB17055－1997）
《工业企业厂界噪声标准》（GB12348－90）Ⅲ类标准
《低压配电装置规范》（GBJ54－83）
《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）
《工业与民用通用设备电力装置设计规范》（GBJ55-83）
《建筑抗震设计规范》和1993年局部修订（GBJ11－89）
《钢结构设计规范》（GBJ17－88）
《建筑地基基础设计规范》（GBJ7－89）
三、原始参数及除尘脱硫目标
1、煅烧炉烟气原始参数
⑴1#、2#、3#、4#四线排袋烟气量≥72000N.m3/h
烟气含硫（SO2）份≥1500mg/N.m3
烟气温度：
2000C～2500C
煅烧炉连续运行时间：
7200h/a
安装数量：
1套
⑵燃气锅炉排放烟气量：
100000N.m3/h
锅炉连续运行时间：
2套
2、各系统设计参数
（1）脱硫塔设计参数
①1#、2#、3#、4#炭黑烟气处理量≥100000N.m3/h
脱硫塔入口SO2浓度≥1500mg/m3
脱硫效率≥93%（100mg/m3）
脱硫塔工作阻力≤800pa
脱硫塔工作温度范围≤2500C
年连续运行时间：
7200h
脱硫塔占地；
7.54m2（φ3.1m×
高11.2m）
②35吨锅炉脱硫塔烟气处理量≥100000N.m3/
脱硫塔工作温度范围≤2500C
7200h
（2）公共系统设计参数
①水池部分
钢筋混凝土氧化循环池500m3
钢筋混凝土上清液池125m3
钢筋混凝土浆液池125m3
②泵、管道部分
80FSB-30布风床冲洗泵5台
80FSB-30除雾器背冲洗泵5台
φ80玻璃钢管道500m
③设备电控系统
开关柜1台
设备控制柜4台
④氨水储存与泵送系统
玻璃钢氨水罐1台
GB-S1500/0.3隔膜计量泵5台
φ40PPR管道150m
（3）硫酸铵回收系统
JYG150-F旋流器1台
50FSB-40旋流泵2台
L15螺旋分离机2台
JFSR150三叶罗茨风机1台
HY800A离心分离机2台
3t/h流化干燥床1套
（4）土建部分
水泵间、设备控制室（建设在循环池上）125m2
硫酸铵库房（建设在上清液、浆液池上）65m2
（5）进烟系统
进烟管全部采用FRP耐温玻璃钢制做。
（6）排烟系统
排烟管道全部采用FRP耐温玻璃钢制做。
四、烟气净化工艺简介与流程图
1、烟气净化工艺流程简介
具体工艺如下；
2000C～2400C的锅炉及炭黑烟气排出后，由引风机导入氨水预热箱，热烟气在预热箱内将列管加热器里的氨水加热至800C以上，为脱硫塔的氨水蒸发器创造良好的蒸发条件。
脱硫塔采用耐磨、耐酸、耐温的玻璃钢制作，玻璃钢脱硫塔允许最高工作温度范围3000C。
煅烧烟气进入脱硫塔的布风室，布风室内安装一定数量的烟气旋流布风管，烟气经布风管以旋转的方式排入脱硫蒸发室。
蒸发室设有氨水蒸发器，蒸发器利用烟气自身温度将氨水加热蒸发成碱性水蒸汽。
碱性水蒸汽与烟气在蒸发室内混合接触发生反应，生成亚硫酸铵使烟气中的硫化物被去除。
此工艺称为蒸发式氨法脱硫工艺。
脱硫后的烟气经旋流除雾器去除细小液滴后由烟囱排放。
2、烟气除尘脱硫工艺流程简图
氨水罐→氨水泵冲洗泵
↓↓
烟气→二次增压风机→氨水预热器→脱硫塔→烟囱排放
↓
成品包装←硫化干燥床←离心分离机←旋流器←循环水池←罗茨风机
五、烟气脱硫原理与系统设计内容
（一）脱硫原理
①氨吸收过程
2NH3+SO2→（NH4）2SO3
（1）
（NH4）2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
（2）
NH4HSO3+NH3·
H2O→（NH4）2SO3+2H2O（3）
（NH4）2SO3+1/2O2→（NH4）2SO4（4）
（二）脱硫系统设计内容
系统包括：
脱硫塔、工艺水池、设备间、设备基础、管道支架基础，氨水储存罐，氨水烟道预热器，氨水泵与管道，除雾器冲洗泵与冲洗管道，硫酸铵回收系统，设备控制系统。
1、脱硫塔：
脱硫塔是烟气脱硫的重要设备，烟气中的二氧化硫（SO2）在塔内与氨水（2NH3）发生反应生成亚硫酸氨｛（NH4）2SO3｝达到清除二氧化硫的目的。
共安装3台处理烟气能力100000m3/h的玻璃钢脱硫塔。
每台脱硫塔内安装1套布风床、1套旋流除雾器，1套布风床冲洗管网，2套除雾器冲洗管网，1套氨水蒸发器，1座脱硫塔混凝土基础，3台脱硫塔共同安装在1座脱硫塔钢支架内。
2、公共系统设计
⑴脱硫塔冲洗设备部分：
①布风床冲洗泵与管道系统：
5台布风床冲洗泵（3用2备），3条布风床冲洗主管道。
②除雾器冲洗泵与管道系统：
9台水泵（6用3备），6条除雾器冲洗主管道。
③罗茨风机1台，1套空气管道和1套水下曝气系统。
④循环氧化池：
全部钢筋混凝土制作玻璃钢防腐，容积500m3，池内安装1套空气曝气装置，由罗茨风机提供高压空气。
⑤上清液池：
全部钢筋混凝土制作玻璃钢防腐，容积125m3，水池顶部安装2台负压吸水器。
⑥水管桥架，桥架钢支架。
⑦脱硫塔冲洗水玻璃钢回水管道。
⑵设备电气控制部分
①电源开关柜1台。
②冲洗水泵控制柜2台。
③氨水泵，旋流泵，罗茨风机控制柜1台。
④照明系统控制柜1台。
⑶氨水储存、泵送、管道、预热部分
①氨水储存系统：
2台玻璃钢氨水罐，2套磁翻板液位计，1套玻璃钢平台，2台呼吸阀，2台排污阀。
②氨水泵、管道;
5台隔膜计量泵（3用2备），3条PPR氨水主管道。
③氨水预热系统包括；
预热器箱体、316L材质列管式预热器、隔膜温度表和压力表，316L材质的紧急泄压管和阀门、排污阀门、进出管道和阀门。
煅烧炉出口的烟气温度高达250℃，工艺设计中首先用热烟气对氨水预热器进行预加热，氨水经预加热后，温度由常温升高至800C以上，甚至达到沸腾。
3、硫酸铵回收系统；
⑴旋流泵2台（1用1备）。
⑵旋流器1台。
⑶离心分离机2台（1用1备）。
⑷振动式流化干燥床1套。
⑸玻璃钢工艺管道（适配）。
（三）排烟系统与设计内容
排烟系统是除尘脱硫工程中的主要组成部分，该部分设计的是否合理对烟气净化系统运行起到很大的作用。
排烟系统将锅炉、炭黑排烟系统，氨水烟道预热器，脱硫塔，烟气闸门，排烟烟囱联接在一起。
①旁通烟道与脱硫塔的进烟道采用插板式碳钢电动闸门，与脱硫塔连接前安装膨胀器。
②业主现役的引风机工况应满足脱硫系统烟气最大流量和工作压力的需要。
（四）电器控制系统与设计内容
1、设备控制
①本系统采用三相四线制，电压380/220V，电厂供电线路。
②电器控制采取集中与就地控制的方式,控制水泵、水泵管道、排污阀、各烟气管道闸门。
2、照明系统
脱硫塔、氨水罐、水池、控制室、水泵间、设备间等处均设照明。
3、设备接地系统
利用电厂原有的接地系统，所有电气设备及预埋铁件等均可靠接地，脱硫塔、吸附塔设置避雷针，接地电阻小于4Ω。
（五）监测点的设计
监测点设计在脱硫塔出烟口排烟道上，测点的水平段距离不小于2.5米。
（六）空气氧化与硫酸铵回收系统设计内容
1、硫酸铵干燥回收工艺
硫酸铵干燥回收工艺是将旋流器浓缩含有硫酸铵的浆液，浆液经离心分离机脱水，脱水后的硫酸铵再经振动流化干燥床干燥成晶体颗粒，包装外运。
旋流器和分离机分离出的上清液流回循环池。
硫酸铵干燥回收设备按照设备功能采用至上而下的布置方式。
2、循环水池
循环池由1#、2#、3#、4#氧化池（500m³
）、一个上清液池（125m³
）、一个浆液池（125m³
）组成，全部采用钢筋混凝土玻璃钢防腐制作。
（七）土建设计
①脱硫塔设备混凝土基础，烟道、管道支架基础、玻璃钢水池基础全部采用3:
7灰土打底，C10砼垫层，C30砼基础工艺，循环水池钢筋砼内做FRP防腐。
六、脱硫系统设备与构筑物明细
1、烟气脱硫系统设备明细
序号
设备名称
数量
规格
备注
1
脱硫塔
3台
φ3.1mx11.2m
耐温FRP
1.1
布风床
3套
1.1.2
布风床冲洗管网
316L
1.2
旋流除雾器
φ3.1x0.3m
1.2.1
除雾器冲洗管网
6套
1.3
排污阀
DN100
聚四氟乙烯
1.4
脱硫塔钢架
3.6mx3.6mx12.5m
碳钢
2、公共系统设备明细
循环水池
4座
500m3
FRP
2
上清液池
1座
125m3
3
浆液池
4
负压吸水器
1台
φ0.3x1.2m
5
φ0.3mx1.0m
6
80FSB-30冲洗泵
14台
Q50m3/h、H30m、N7.5kw
氟塑料泵
7
40FSB-40旋流泵
2台
Q10m3/h、H40m、N4kw
耐腐蚀
8
YJG150F旋流器
Q10m3/h
陶瓷内衬
9
HY800A分离机
Q8m3/h
10
振动流化干燥床
1套
蒸汽加热
11
电源开关柜
12
设备控制柜
6台
13
电线电缆
500米
14
玻璃钢电缆桥架
50米
15
碳钢支架
25部
16
φ80冲洗管道
17
FRP进烟道
100米
φ1.6m
18
FRP出烟道
19
碳钢烟气百叶闸门
1.6mx1.6mx0.5
涡轮手动
20
卧式氨水罐
21
PPR氨水管道
φ40x3
22
氨水预热器
7m2受热面
316L钢管
23
浆液管道
80米
φ73x4
FRP管
24
冲洗泵减震喉
24个
DN65
25
冲洗泵止回阀
9个
26
冲洗泵碟阀阀
51个
27
旋流泵减震喉
2个
DN40
28
旋流泵止回阀
1个
29
旋流泵蝶阀
30
隔膜压力表
11块
0～1MP
31
隔膜温度表
4块
0～300℃
32
罗茨风机
Q11m3/min、P0.4kg、11kw
33
氧化系统
34
不锈钢管道
10米
φ57x3.5
35
负压表
2块
0.1～0KPa
36
照明系统
37
地埋冲洗回水管道
150米
38
清水供水管道
DN50
业主负责
39
干燥床电缆
3x90+1x50
界内
3、土建部分明细
3座
C30砼
混凝土水池砼基础
水泵间、控制室
125m2
框架
回水车间
93m2
31m2x3层
旋流器车间
32.5m2
6.5x5
轻钢结构
六、脱硫运行成本
（一）15%的氨水耗量与费用
①1#～4#四线排袋烟气排量18000m3/hx4套=72000m3/h考虑业主还要新建第5条生产线，此次四线排袋设计总排烟量100000m3/h。
②2台35吨燃气锅炉烟气排量100000m3/hx2台=200000m3/h。
※由于3台脱硫装置处理的烟气量和烟气中的含硫份相同，因此在设计中3套脱硫系统的脱硫效率与运行费用按照统一参数计算。
③烟气含二氧化硫1500mg/m3，5条（现4条）四线排袋与2台锅炉排烟100000m3/hx3=300000m3/h，共含二氧化硫450kg。
④脱硫后排放的烟气含硫份小于100mg/m3,脱硫效率93.5%，3套脱硫装置共脱硫420.75kg，用氨做脱硫剂时基本反应如下：
2NH3+SO2→（NH4）2SO3
每小时脱硫使用15%浓度的氨水1486.65kg。
每天脱硫10.098吨、用氨水35.68吨。
全年（365天）脱硫3686吨、用氨水13023吨。
（二）其它消耗
1、电能消耗（自备电厂电费0.25元/Kw·
h）
①3台脱硫系统共安装布风床和除雾器冲洗泵15台（9用6备）,每台功率7.5Kw/h。
泵每45分钟冲洗一次,每次5分钟,共耗电5.625kw,电费1.406元。
每天冲洗36次，用电202.5kw，电费50.625元。
全年用电73913Kw、电费1.8478万元。
②氨水计量泵5台（3用2备），功率1kw，每天用电24kw，电费6元。
全年用电8760kw，电费0.219万元。
③旋流泵2台（1用1备），功率5.5kw，每天用电132kw，电费33元。
全年用电48180kw，电费1.2045万元。
④螺旋分离机2台（1用1备），功率15kw，每天用电360kw，电费90元。
全年用电131400kw，电费3.285万元。
⑤硫化干燥床90kw，每天用电1135kw，电费284元。
全年用电408600kw，电费10.224万元。
⑥罗茨风机11m3/min，功率11kw，每天用电264kw，电费66元。
全年用电96360kw，电费2.409万元。
⑦全年用电
a）脱硫系统用电82673kw，电费2.0668万元。
b）硫酸铵回收系统用电1064340kw,电费26.6085万元。
c）全年用电合计1147013kw，电费28.6753万元。
2、其它消耗费用合计：
布风床和除雾器冲洗使用沉淀池的循环水，没计水费。
（三）全年脱硫费用（全年脱硫3686吨）
1、脱硫剂13023吨，500元/吨，计651.15万元，电费28.6085万元。
2、免交排污费
根据2003年7月1日实行的《排污费征收标准管理办法》中《排污费征收标准》，二氧化硫排污费第一年每一污染当量征收标准为0.2元，第二年（2004年7月1日起）每一污染当量征收标准为0.4元，第三年（2005年7月1日起）达到与其它大气污染物相同的征收标准，即每一污染当量征收标准为0.6元。
二氧化硫污染当量值为0.95，煅烧炉脱硫装置全年去除SO2：
3686吨，可免交排污费：
232.8万元（SO2收费600元/吨）。
七、硫酸铵回收及效益分析
脱硫副产物硫酸铵如果不回收而直接排放，会对周边水域造成富营养化的环境污染，如果回收制成硫酸铵化肥，将给企业带来巨大的经济效益。
1、硫酸铵回收工艺流程
循环池→泵→旋流器→浆液池→泵→螺旋离心机
↓↓
环池循←回水泵←缓冲池硫化干燥床
对外销售←包装
2、硫酸铵回收工艺简介
循环池内冲洗水中含有的硫酸铵浆液的浓度会随着脱硫装置运行的时间的增长而逐渐增加。
循环池内安装曝气器，水池外的高压空气由曝气器喷出，与冲洗水接触，将（NH4）2SO3氧化成（NH4）2SO4。
当冲洗水中硫酸铵含量达到一定浓度时，耐腐泵从水池吸取部分水至旋流器旋流脱水。
旋流器为螺旋离心机提供较高浓度的浆液。
经旋流脱水后，硫酸铵的浓度由10%增加至40%。
旋流器的底流进入离心分离机脱水，。
离心机滤出的上清液进入缓冲池，由回水泵送回循环池，离心机将浆液浓缩成含水率90%的硫酸铵湿颗粒，然后在经过循环流化床干燥成晶体，包装外运。
3、硫酸铵浆液回收效益分析（仅供参考）
永东化工烟气每天脱硫10.099吨，可生成20.8吨硫酸铵，按回收率80%计算，每天回收硫酸铵湿浆16.64吨。
市场售价预计在400元/吨，每天计算可得销售额为0.66564万元。
年产硫酸铵6073.6吨，销售额为242.944万元。
4、全年脱硫费用分析（仅供参考）
①一年以运行365天计算，全年脱硫3686吨，脱硫直接费用；
a）氨水13023吨，费用651.15万元。
b）设备用电82673kw，电费28.6085万元。
c）氨水与电费合计：
697.7585万元。
②硫酸铵回收直接费用；
a）设备用电1064340kw,电费26.6085万元。
b）生产硫酸铵6073.6吨，销售额为242.944万元。
c）如果回收硫酸铵后，直接产生效益216.3355万元。
根据以上初步计算，即使计入；
运行维护、工人工资、销售费用等其它不可预见费用，再考虑免交的排污费，还是有很可观的经济效益。
八、设备装机容量
1、3套脱硫装置总装机容量256.5kw。
2、脱硫装置运行容量190kw。
九、脱硫系统主要污染及防治措施等
氨法脱硫的副产物——硫酸铵是主要污染源，如果处理不当，可对周边水域产生污染，使水体的氨氮含量超标。
因此必需对冲洗水中的硫酸铵进行回收。
十、工程实施后社会效益及效果分析评估
环境质量恶化将严重阻碍经济的可持续发展，给公众的身心健康造成危害。
SO2至使人体受到的伤害是眼睛和粘膜受到刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、尤其影响儿童发育成长、至使儿童呼吸功能异常等。
SO2排放到大气中若与空气中O3NO2等发生光化学,会迅速转化为SO3,进而与水气接合形成腐蚀和刺激性较强的硫酸,被降水洗脱降到地面,即为通常所说的酸雨。
由SO2导致的酸雨危害很大，酸雨不仅使土壤酸化，还造成有毒金属的溶解流动损伤植物根系，影响农作物的光和作用和抗病害能力，造成农产品的质量和产量下降，据估算,我国因酸雨引起的经济损失每年超过千亿元。
脱硫工程实施后，既可减少酸雨造成的损失，又可改善大气环境质量，为当地经济可持续发展创造良好的条件，社会经济效益十分明显。
项目建设完成后，锅炉烟气经处理后，使二氧化硫排放浓度和排放量达到《工业锅炉及窑炉湿法脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）、《火电厂大气污染物排放标准》（GB3223-2003）要求，并同时满足省市环保的要求。
根据以上要求，本工程建设目标：
脱硫效率≥93%，烟气SO2排放浓度≤100mg/Nm3。
锅炉烟气经脱硫后，其中SO2较脱硫前大为降低，烟气经过脱硫后，每年减少SO2排放量约3686吨（全年按365天计算）。
十一、生产管理和人员编制
1.生产管理
脱硫工程建成后，应制定严格规范的生产管理制度和定量考核规定，确保系统的安全、稳定、高效运行。
2.人员编制
改造后的脱硫装置仍由原先除尘脱硫的人员运行。
设备维护和管理工作，脱硫装置的小修、维修、后勤行政事务均由厂统一管理。
十二、脱硫装置操作运行与维修
本脱硫装置操作简单，脱硫装置正常运行时只要监控氨水罐内氨水储量，循环池工作水
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