炭黑烟气脱硫改造工程技术方案知识讲解.docx

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炭黑烟气脱硫改造工程技术方案知识讲解

※※※※※※※※公司

炭黑烟气脱硫改造工程技术方案

※技

术

方

案

※※※※※※※※公司

后附工艺方案及进度计划网络图

一、前言

氨法脱硫技术是近几年才发展起来的新的脱硫技术。

氨是一种很好的脱硫剂,其碱性强于钙基吸收剂。

用氨吸收烟气中的SO2是气—液或气—气相反应,反应速率快,吸收剂利用率高，脱硫效率可达98%以上。

氨法烟气脱硫技术的特点是整个系统位于燃烧系统之后,脱硫装置占地面积小,与之配套的辅机少,设备故障率低,脱硫效率高,能满足任何当地的环保要求,对烟气条件变化适应性强。

因此适合于燃煤锅炉和煅烧炉的烟气脱硫。

我公司开发的锅炉烟气“蒸发式氨法烟气脱硫净化装置”脱硫技术以取得实用新型专利证书，专利号：

ZL200820225050·X。

“蒸发式氨法烟气脱硫净化装置”自投放市场以来，已安装在多台燃煤锅炉，煅烧炉、窑炉上，以脱硫效率稳定，操作简单，设备基本无故障，脱硫后烟气温度高于750C而深受用户的欢迎。

该技术早于2007年被（19）日本國特許厅（JP）（12）公開特許公報（A）（11）特許出願公開番号：

特開2007－144298（P2007－144298A），（43）公開日：

平成19年6月14日（2007.6.14）。

二、工艺设计

此次为山西永东化工股份有限公司烟气脱硫工程选择蒸发式氨法脱硫工艺，蒸发式氨法脱硫工艺因设备投资小，耗能小，运行费用低，运行管理简单，脱硫效率高，排烟温度高，设备故障率等优点，是目前我国先进的脱硫工艺之一。

采用氨水作为脱硫剂，氨水浓度15%，设计脱硫效率95%，工艺中回收脱硫副产物—硫酸铵。

山西运城地区受盐湖影响，有盐碱地x亩，采用硫酸铵化肥对盐碱地施肥，不仅使粮食增产，还能降低盐碱地的碱化度，改良土壤。

回收脱硫副产物—硫酸铵，符合国家倡导的以废利废，经济在循环的政策。

1、依据山西永东化工股份有限公司煅烧炉烟气除尘脱硫工程要求

山西永东化工股份有限公司现有4条碳素煅烧系统，其中1#、4#煅烧系统有自己的排烟烟囱，排烟量18000m3/h，烟温200～240OC。

2#、3#煅烧系统合用一座排烟烟囱，排烟量36000m3/h，烟温200～240OC。

另外有2台35吨的燃气锅炉，每台锅炉排烟量100000m3/h，烟温200～240OC。

现根据运城环保部门要求，需要对碳素煅烧烟气和燃气锅炉排烟进行烟气脱硫工程建设。

我公司根据永东公司的意见，烟气净化工程设计分为两大部分：

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

烟气含硫（SO2）份≥1500mg/N.m3

烟气温度：

2000C～2500C

锅炉连续运行时间：

7200h/a

安装数量：

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）

（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