烧结机脱硫技术文本Word文件下载.docx
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105m2烧结机机头烟气脱硫项目；
建设单位：
项目地址：
钢铁有限责任公司烧结厂；
工程内容：
承包方责任范围内的工程总承包。
1.3术语定义
钢铁有限责任公司；
环保科技有限责任公司；
1.4工程承包范围及内容
乙方建造的脱硫成套设备为两套：
每套系统负担一条2×
105m2烧结机生产线的烟气脱硫。
每套系统包括从现有引风机消声器出口到烟囱出口为止的全部设备、设施。
包括脱硫塔系统、烟道系统、循环水系统、反冲洗系统、氧化系统、生石灰浆液制备系统、石膏脱水系统、电控系统和土建系统以及相关的消防、照明等附属设施。
建造工作的内容包括从设计、采购、制造、安装、调试、操作培训直到验收交付的全过程，即交钥匙工程。
2、工艺技术条件
2.1技术参数：
以下参数中现场的工艺参数供乙方参考，设计前可以现场实测确认。
⑴烧结机型号：
105m2烧结机2台为一组，共二组；
⑵烟气流量：
2×
600000m3/h；
⑶烟气温度：
90~150℃；
⑷烟气SO2含量：
1500mg/Nm3（平均值），最大2000mg/Nm3；
⑸除尘器出口烟尘含量：
≤350mg/Nm3；
⑹要求排放SO2含量：
≤100mg/Nm3；
⑺要求排放含尘含量：
≤50mg/Nm3；
⑻原有引风机：
型号：
SJ10000-1.033/0.873,Q=600000m3/h，风机总升压16000Pa，消声器出口处压力~0Pa，功率4000kW，2台（一组量）；
⑼现有烟囱：
高80m，1座（一组量）；
⑽其他要求：
采用石灰—石膏法湿法脱硫，副产品回收利用。
2.2车间工作制和年工作时间
连续工作制，脱硫塔额定年工作时间≥8410h。
2.3能源介质条件
1）供电条件
—高压
电压：
6kV；
电压波动范围：
变电站母线6kV5%（正常），6kV10%（最大）；
电源频率：
50Hz。
2）压缩空气
—品质：
普通压缩空气或经干燥、除油净化压缩空气；
—压力：
0.4~0.5MPa。
—容量：
4.0m3/min
3）工业供水
（略）；
0.35MPa，0.8MPa
—容量：
25m3/h；
4）生活供水
0.2MPa；
3、工程总承包范围说明
乙方工程总承包范围包括从原有引风机消声器出口到烟囱出口为止的全部设备、设施。
以下简称工程范围。
乙方对工程范围内的工艺先进性、系统完整性、运行可靠性负责。
乙方总承包工作内容包括工程范围内的工艺技术、设备设施和控制系统的完整的工程设计、设备及材料供货、建筑及安装施工、系统单机或联动调试、人员培训、试运行、系统工程验收、系统达标验收及相关技术服务。
以下简称工作内容。
关于工作内容的说明如下：
3.1工程设计及技术服务
工程设计包括：
1）基本设计（提供初步设计说明书）；
2）施工图设计；
3）编程及调试；
4）人员培训；
5）系统验收；
6）技术服务。
3.2设备及材料供货
包括工程范围内的完整系统的设备及材料的供货。
3.3建筑安装施工
包括工程范围内的完整系统安装及施工。
3.4调试
包括水循环水系统、反冲洗系统、烟道系统、氧化系统、生石灰浆液制备系统、石膏脱水系统、电控系统、工业电视系统等的全部系统调试。
3.5试运行
试运行前，乙方提供系统操作规程。
在脱硫系统各项工作完成、具备运行条件时，乙方组织、指导试运行，甲方配备操作人员。
3.6验收
在调试结束后，具备验收条件后，由乙方提出申请，并提供调试报告，甲方组织有关人员进行系统初步验收。
初步验收合格，工程进入试运行期，试运行期为3个月。
在试运行期内，申请上级环保部门进行验收，环保部门验收合格后工程进入质保期。
4、甲方提供的条件的说明
4.1调试及脱硫塔用原材料
脱硫塔调试用原料、消耗性介质等非工程材料及生产准备用设备设施不包括在总承包范围内。
乙方提出有关的要求，由甲方统一组织实施。
4.2介质供应
甲方负责脱硫岛1米外的介质供应系统,包括压缩空气、水（工业水）等。
烧结机烟气脱硫工程技术规格书
一、项目总说明
1、工程概况
钢铁有限责任公司现有烧结机4台，每台烧结机的机头除尘风量为10000m3/min，分为两个车间，分别是一烧车间和二烧车间，每个车间布置两台烧结机。
本脱硫工程考虑在两车间分别设立一个脱硫系统，每套脱硫系统的能力按两台烧结机设计，供两台烧结机使用。
脱硫系统采用石灰－石膏法，要求排放烟气中SO2浓度≤100mg/m3，粉尘浓度≤50mg/Nm3。
要求脱硫系统工艺技术先进、成熟可靠，经济合理，操作维护方便。
脱硫装置系统占地面积小，一次性投资合理、运行费用低，并满足国家有关环保要求；
建设工期短，最大限度的减少停车时间。
2、设计依据和要求
2.1参数
见“技术内容”2.1条。
2.2脱硫剂成分
厂内生石灰成分
CaO80
SiO23
脱硫剂甲方提供，CaO含量达到80%以上，粒度小于3mm，甲方以罐车运至现场，气力输送至储存罐,储罐要求≥80m3。
3、设计依据
*******钢铁有限责任公司提供的原始数据，设计要求、条件以及现场相关资料；
烧结工艺过程中的环保标准；
国家及地方相关法律、法规；
国家现行的各专业设计规范和标准:
序号
文件名称
编号
1
中华人民共和国大气污染防治法
2
工业窑炉大气污染物排放标准
GB-9078-1996
3
工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫技术工程技术规范
HJ462-2009
4
建设工程质量管理条例
国务院令279号
5
建设项目（工程）竣工验收办法
国家计委1990
6
工业企业厂界噪声标准
GB12348-90
7
建筑设计防火规范
GB50016
8
动力机器基础设计规范
GB50040
9
固定污染源烟气排放连续监测技术规范
HJ/T75-2007
10
固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）
HJ/T76
11
厂区设备内作业安全规程
HG23012
12
火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程
DL5121-2000
13
火力发电厂保温油漆设计规程
DL/T5072
14
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB50202-2002
15
工业建筑防腐蚀设计规范
GB50046-95
16
建筑地面工程施工质量验收规范
GB50209-2002
17
混凝土结构设计规范
GB50010-2002
18
建筑地基基础设计规范
GB50007-2002
19
建筑结构荷载规范
GB50009-2001
20
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2002
21
砌体结构设计规范
GB50003-2001
22
建筑抗震设计规范
GB50011-2001
23
火力发电厂烟气脱硫设计技术规程
DL/T5196-2004
24
火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰-石膏法
HJ/179
25
火电厂大气污染排放标准
GB13223-2003
26
花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置
HJ/T319-2006
27
钢结构设计规范
GB50017-2003
28
污水排放综合标准
GB8978-1996
29
室外给水设计规范
GBJB-86
30
建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范
GB50242-2002
31
3~110KV高压配电装置设计规范
GB50060-92
32
供配电系统设计规范
GB50052-95
33
低压配电设计规范》
GB50054-95
34
电力工程电缆设计规范
GB50217-94
35
通用用电设备配电设计规范
GB50055-93
36
民用建筑电气设计规范
JGJ/T16-92
37
工业企业照明设计标准
GB50034-92
4、石灰-石膏湿法烟气脱硫原理
4.1吸收过程
吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。
这些液滴与塔内烟气顺流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。
SO2吸收产物的中和反应在吸收塔内完成，SO2吸收产物的氧化在塔外循环水处理池完成，并最终形成石膏。
从烧结机出来的含尘含硫烟气流，经烟道首先进入烧结机头除尘器，将烟气中的绝大部分烟尘脱除下来，然后进引风机、消声器，自消声器出来后经旁通烟道送入NFT装置主塔的旋流喷淋室，与高效雾化的净化液体在紊流状态下进行充分的接触，使极细微的烟尘颗粒进行初步的浸润，大的烟尘颗粒在此过程中被收集下来，细的烟尘颗粒则增大了粘结团聚力，在气流分配和调整的过程中，凝聚而落入净化液滴中。
硫化物与碱雾进行了一定的传质，同时对烟气中所含的硫化物有一定程度的净化。
根据理论计算，一般在完成此过程后，烟尘的吸收效率可达99%以上，硫化物的净化率可达45%以上。
经过初步润湿与净化的烟气流，在旋流喷淋室被分配给各处强化通道的过程中，在一定的惯性力、离心力共同作用下使其净化过程得到了强化，冲破了细微尘粒表面的气膜，使细微尘粒得到了进一步的良好浸润，便于收集在液体之中，同时也强化了气液的传质过程，使气流中的硫化物也得到了较好的吸收，将表面积较大的细微尘粒与还未能参与反应的硫化物收集下来。
同时也使聚积在塔内的吸收液在强大气流力的作用下，自动激化液雾，形成具有高效捕集与吸收的泡沫液雾层。
在此过程中，脱硫效率可达75%以上。
在气流力的强大作用下，气流把积聚在塔底水封池的除尘脱硫液激起沸腾，形成无数的泡沫，增大了气、液、固接触的表面积，使三相的传质得到了进一步的优化，湿式净化的液体粘附、滞留、碰撞、吸收的双膜理论等各项净化机理得到了更好的发挥，使烟尘吸收彻底，脱硫反应完全。
在完成此过程后，硫化物的脱除效率可达93%以上。
经过前面三个过程，使从烧结机头出来的含尘含硫烟气流得到了高效净化，但也与液体、一定比例的固体（细微烟尘颗粒）混为一体，成为含液烟气，亦称烟气带水，将会对烟气输送通道和烟囱带来严重的影响。
设计利用物理冷凝与重力自然沉降的双重分离机理，在装置上采用独特的工艺设计，使烟气在内塔中不断与内壁发生碰撞接触并运行较长时间而使粗液滴被阻挡下来，然后使烟气通过内塔上部的二级除雾器进一步除去细液滴，使气、液得到良好的分离，从而得到理想的除尘脱硫运行效果。
NFT塔脱硫除尘技术的特点主要表现在以下方面：
⑴、脱硫效率高：
NFT塔采用旋流喷淋、自激沸腾、泡沫吸收，三级高效净化吸收，使气、固、液三相充分接触，烟尘吸收彻底，脱硫反应完全，脱硫效率高。
⑵、运行费用低：
由于NFT塔独特的设计，NFT塔脱硫的液气比控制得很低。
以石灰石-石膏法为例，NFT塔为3.5~4：
1。
NFT塔高度较低，水泵的流量和扬程较小，电耗较低。
⑶、塔内无需维修：
NFT塔内部是空的，除喷嘴和除雾器外，无其它设备，塔体材料防腐耐磨，不怕结垢，喷嘴若出现故障可单个拿出在塔外检修，不影响脱硫塔运行，只要保证反冲洗的正常运行，除雾器一般不会出现问题。
NFT塔结构简单，极少故障无须停机修理，可以不设旁路，即使出现故障，只要在除雾器的反冲洗程序控制中把轮流间歇冲洗改为全部持续冲洗即可。
⑷、投资费用少：
NFT塔塔体采用天然防腐耐磨材料制造，使用寿命在30年以上，塔外设备较少采用密闭结构，因而防腐、防漏、防结垢的要求降低，造价低。
⑸、投运率高：
NFT塔系统能够长期安全稳定运行，投运率达到96%以上。
NFT系统由于喷淋量小，出口烟气温度一般在60℃以上，即使在入口烟气温度较低时，也能保证出口烟气有较高的温度，不需要设置换热器，不仅节约了投资，还降低了维修费用，提高了投运率。
4.2反应原理
强制氧化系统的化学过程描述如下：
（1）吸收反应
烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：
SO2＋H2O→H2SO3
H2SO3⇋H＋＋HSO3－
（2）氧化反应
一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化，反应如下：
HSO3－＋1/2O2→HSO4－
HSO4－⇋H＋＋SO42－
（3）中和反应
吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。
中和后的浆液在吸收塔内再循环。
中和反应如下：
Ca2＋＋2OH-＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·
2H2O＋CO2↑
（4）其他污染物
烟气中的其他污染物如SO3、Cl、F和尘都被循环浆液吸收和捕集。
SO3、HCl和HF与悬浮液中的电石渣按以下反应式发生反应：
SO3＋H2O→2H＋＋SO42－
Ca（OH）2+2HCl<
==>
CaCl2+CO2+H2O
Ca（OH）2+2HF<
CaF2+CO2+H2
5、脱硫工艺系统及布置
5.1脱硫工艺设计原则说明
（1）脱硫工艺采用湿式石灰—石膏法。
（2）本工程脱硫装置采用两机一塔配置方案，共设计两套烟气脱硫系统，烟气处理能力为两台烧结机100%负荷生产时的烟气量。
（3）整套脱硫装置脱硫效率按不低于93%设计。
（4）脱硫系统设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响烧结机的安全运行。
脱硫后烟气直接通过塔顶湿烟囱排放，烟囱高度要求为70m。
（5）烟气脱硫工艺应成熟可靠，设备应是全新的，并且具有可靠的质量和先进的技术，能够保证高可用率、高脱硫率、低吸收剂消耗量、低用电量及低耗水量,而且完全符合环境保护要求。
（6）吸收剂采用厂内石灰粉；
脱硫石膏经真空皮带脱水机脱水后储存在石膏仓内，外运综合利用。
（7）烟气脱硫装置能在烧结机30%负荷和100%负荷工况之间的任何负荷持续安全运行。
（8）增压风机采用变频调速。
5.2脱硫装置的主要布置原则
脱硫装置布置遵循系统紧凑、优化、合理、工艺系统顺畅的原则进行布置。
6、石灰－石膏法烟气脱硫工艺系统说明脱硫工艺系统及布置
本工程采用石灰-石膏湿法脱硫工艺，副产品石膏脱水后回收利用。
工艺流程图如下：
按工艺方式配置的烟气脱硫工艺系统主要包括以下部分：
（1）吸收剂制备及供应系统；
（2）烟道系统；
（3）SO2吸收系统-脱硫塔系统；
（4）石膏脱水系统；
（5）工艺水系统-循环水系统、反冲洗系统。
6.1吸收剂制备及供应系统
（1）吸收剂供应
脱硫用的石灰粉（粒度要求：
3mm以下），CaO≥80%，由甲方提供并送至脱硫系统石灰粉仓。
石灰粉仓容积要求≥80m3。
石灰粉仓设就地除尘机组，对罐车卸灰时产生的含尘气进行除尘，保证现场环境。
（2）系统的概述
吸收剂由甲方提供并送至脱硫系统石灰粉仓内，石灰粉自石灰粉仓通过称重后卸入吸收剂制备槽内，与工艺水混合熟化配制的石灰浆液，然后分别供给脱硫剂混和室。
（3）设计原则
本工程两套脱硫系统各设计一套石灰浆液制备系统，即一座石灰粉仓及辅助系统、一个石灰浆液制备槽。
石灰粉仓系统及辅助系统包括：
石灰粉仓、闸板阀、星型给料阀、螺旋给料机、除尘机组及相应的辅助系统组成。
石灰浆液制备槽包括：
石灰浆液制备槽、石灰浆液制备槽搅拌器等组成。
吸收剂制备系统制备的吸收剂浆液设计能满足整套脱硫装置系统所有可能的负荷范围。
6.2烟气系统
烧结机烟气从水平烟道经脱硫装置进口挡板（电动阀门）、增压风机进入吸收塔旋转喷淋室，与喷淋液进行反应，随后气流与塔底吸收液冲击反应，并与塔底液体泡沫强化反应，烟气中的粉尘被去除，SO2被石灰浆液吸收，达到脱硫降尘的目的。
反应后的烟气通过两级除雾器除去雾滴，使烟气中含水量达到要求后，通过脱硫塔顶部的烟囱排入大气。
在甲方现有烟道上设置旁路挡板门（电动阀门），当脱硫装置故障停运时，开启烟气旁路挡板门，关闭进口挡板，烟气经旁路进入现有烟囱排放。
当入口烟气温度高于160℃，要对烟气采取降温措施。
本系统包括的设备主要有：
入口挡板门（电动阀门）、旁路挡板门（电动阀门）、烟道及其附件等。
6.3SO2吸收系统
二氧化硫吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括NFT塔、除雾器、浆液循环泵和氧化风机等。
浆液从循环水处理池通过浆液循环泵送至吸收塔上部进行喷淋，与烟气接触发生化学反应，吸收烟气中的SO2，反应生成的CaSO3自吸收塔底部排出，进入循环水处理池内被氧化风机鼓入的氧化空气强制氧化，最终生成石膏。
石膏浆液由石膏排出泵排出，送入石膏脱水系统。
脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm3。
两级除雾器布置在吸收塔顶部，除雾器由聚丙烯材料制作，两级除雾器均用工艺水冲洗。
冲洗过程通过程序控制自动完成。
吸收塔采用石质石质材料，吸收塔顶部设置供检修维护的平台和扶梯。
吸收塔内配有内塔，主塔旋转喷淋室顶部设置喷淋支管、母管、喷嘴等。
设置两台浆液循环泵，1用1备。
运行的浆液循环泵的流量可根据烧结烟气负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来通过变频确定，可以有效地降低系统电耗，提高运行的经济性。
6.4石膏脱水系统
石膏脱水系统包括两级脱水，第一级为石膏旋流器，第二级为真空皮带脱水机。
石膏浆液从循环水处理池通过石膏排出泵送入石膏旋流器浓缩，浓缩后的石膏浆液进入到真空皮带脱水机，脱水后的石膏卸入石膏库存放待运。
真空皮带脱水机的滤液排入回收水地坑，积水返回泵返回从循环水处理池，石膏旋流器的溢流液通过旋流返回泵，全部返回循环水处理池循环使用。
本系统设1套石膏旋流器（备用旋流子）、1套真空皮带脱水机，真空皮带脱水机的设计过滤能力按整套脱硫系统石膏总量的100％考虑。
6.5工艺水系统
脱硫装置用水主要有两部分，一部分为脱硫系统工艺耗水，包括吸收塔蒸发水、石膏结晶水、和石膏表面水等，另一部分为制浆用水、除雾器冲洗水、泵和管道冲洗水、设备冷却水及密封水。
脱硫装置用水全部由甲方水管网供给；
除工艺耗水外，其它用水全部回收重复利用。
本系统包括的设备有工艺水泵、除雾器冲洗水泵、工艺水箱等。
7、性能保证值
（1）脱硫效率≥93%；
（2）出口SO2含量≤100mg/Nm3；
（3）出口烟气温度≥60℃；
（4）脱硫岛Ca/S（mol/mol）≤1.03；
（5）烟气通过脱硫岛的正常压降≤1000Pa；
（6）脱硫岛氧化钙耗量≤1382.5kg/h；
（7）脱硫岛设备的噪音≤85dB（A）；
（8）设备可用率≥96%，脱硫系统与烧结机同步率98%。
二、系统设备要求
1、概述
乙方提供的烟气脱硫装置，包括所有辅机根据以下一般性要求进行设计，并保证安全可靠运行和便于安装、检修。
（1）采用目前成熟可靠的新技术，造价要合理
（2）最小的运行费用和较小的检修费用。
（3）方便观察、监督和维修。
（4）要求最少的运行人员。
装置能够与烧结机的启、停、运行和负荷变化相匹配。
达到如下运行特征：
（1）烟气脱硫装置和重要辅助设施能够适应单台烧结机在30%~100%负荷工况下运行。
烟气脱硫装置能够简单快速地通过冷、热起动程序投入运行，脱硫装置和所有辅助设备投运对烧结机运行没有干扰，并保证排放的污染物在设计条件下不超出要求的保证排放值。
（2）烟气脱硫装置和辅助设备的运行和监督在烟气脱硫控制室中实现自动化控制。
起动和停止程序通过中心控制室操作和监督。
（3）如果某台设备出现故障（例如水泵等），备用设备应自动投入运行，全套装置运行不会中断。
重要运行设备全部有备用。
（4）在断电时，重要设备由保安电源确保供电。
（5）如果烧结机及系统辅机出现故障，烟气脱硫装置不受烧结机负荷的限制，自动空载运行，例如调整相应的烟道挡板和打开烟气脱硫装置旁路，或采取其他相应措施。
（6）在烟气脱硫装置停机期间，需要冲洗和排水的设备（如：
石灰浆的制备系统、石膏处理系统等）保证易于实现冲洗和排水。
（7）对整套装置运行性能有影响的所有易于损耗、磨损或易于出现故障（例如喷嘴、泵管道等）的设备，即使有备用品，其设计和安装也保证易于更换、检修和维护。
（8）自动控制需要的全部阀门、配件和挡板配置电动执行器。
（9）配备足够数量的人孔和检查孔，所有人孔根据如下最小规范：
对于直径大于等于2000mm的箱罐，圆形人孔的最小直径为600mm。
其他开孔和检查孔的最小面积为0.5m2，同时最小横向长度为600mm。
所有人孔的底边应高于楼面或平台之上最小为500mm。
所有的人孔和检查孔的门（盖）采用铰接方式，易于开关。
全部的检查孔和人孔附近都应设置维护平台。
（10）所有设备，包括烟道、膨胀节等能承受上游设备发生故障时产生最大温度引起的热应力和机械应力。
（11）所有设备，包括烟道的设计考虑最小和最大运行压力，以及事故情况下的安全裕量。
（12）选用的材料适于运行条件。
充分估计腐蚀余量。
（13）设计和安装能够避免断裂、电化学腐蚀或其他腐蚀。
（14）配备足够数量的采样和测量孔点。
（15）在设备的冲洗和清扫过程中产生的废水将收集在烟气脱硫循环水处理池内，产生的废水在湿式吸收塔中重复利用。
所有石膏过滤水全部返回循环水处理池。
（16）所有泵的叶轮均考虑防腐耐磨，泵的轴承密封形式采用机械密封。
（17）所有浆液箱、地坑的搅拌器均采用全金属结构。
2、烟道
2.1设计原则
烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：
温度、压力、流量、湿度等）进行设计。
烟道设计符合或不低于国家《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》。
2.2技术规范
烟道设计遵照国家《火力发电厂烟风煤粉
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