医院锅炉烟气处理方案Word格式.docx
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≤50mg/Nm3
②SO2排放浓度：
≤300mg/Nm3
③烟气黑度：
林格曼一级
（3）为保证项目的持续发展以及响应环保部门日趋严格的环保要求，
本项目要求的设计排放标准如下：
≤30mg/Nm3
≤250mg/Nm3
（4）现有系统存在的缺陷与不足
①随着《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）的实施，医院锅炉房烟尘及SO2排放浓度均出现超标。
②锅炉房的环保设备单一，目前锅炉进行湿法麻石水膜除尘器除尘，排出烟气没有经过化学方法进行脱硫，直接排入了大气中。
③系统年久失修漏风、漏气现象严重。
④没有合适的灰水沉降池，部分除尘沉降后的灰水排入了城市下水。
二、工程设计
2.1总体设计原则
1）设计必须符合适用的要求：
选择的处理工艺、构筑物（建筑物）型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足使用的需要，以保证烟气脱硫系统功能的实现。
在充分尊重用户需求和环境保护管理部门意见的同时，认真执行国家有关法规、标准及规定。
2）设计应符合经济的要求：
选择的处理工艺应能满足系统需要和要求，并尽可能降低运行费用。
设计中一方面尽可能选用质优价廉的设备，以及采用合理措施降低工程造价；
另一方面又必须保证在工程建成投入使用后，取得最大的经济效益和使用效果。
3）技术应当力求先进、合理：
设计中必须根据生产的需要和可能，在经济合理的原则下，尽可能采用先进技术。
在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。
4）实用、美观，避免二次污染：
平面布置和建、构筑物形式力求与厂区其它建筑和环境协调一致。
整个系统设计应充分考虑设备噪声、处理药剂等可能造成的二次污染。
5）不影响锅炉正常运行：
脱硫系统工作时不影响锅炉的正常运行，并保证在给定设计条件下，确保烟气中SO2的达标排放。
脱硫装置使用寿命长、操作维护简单，布置紧凑、占地面积小。
处理设施有较高的耐冲击负荷能力，并能在北方冬季寒冷气候条件下正常运行。
2.2设计依据
1）建设方提供的基础资料及要求；
2）《环境空气质量标准》（GB3095-19960）；
3）《大气污染物排放综合标准》（GB16297-1996）；
4）《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）；
5）《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）；
6）《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）；
7）《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）；
8）《火电厂设计技术规程》（DL5000-2000）；
9）《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）；
10）《锅炉烟尘测试方法》（GB5468-91）；
11）《环境保护产品技术要求湿式烟气脱硫除尘装置》（HJT288-2006）；
12）《工业管道工程施工及验收规范》（GBJ235-82）；
13）《机械设备安装工程施工及验收规范》（TJ231-78）；
14）《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》（GB985）；
15）《漆装前钢料表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-1988）；
16）《机械密封试验方法》（GB/T14211）；
17）《机械密封技术条件》（JB4127.1-1999）;
18）《工业企业厂界噪声标准Ⅱ类混合区评价标准》（GB12348）;
19）《焊接件通用技术要求》（JB/ZQ4000.3-86）;
20）《装配通用技术要求》（JB/ZQ4000.9-86）;
21）《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264－97）;
22）《设备及烟道保温技术通则》（GB4272－92）
23）《固定式钢直梯》（GB4053.1－93）
24）《固定式工业防护栏杆》（GB4053.3－93）
25）《固定式工业钢平台》（GB4053.4－93）
26）《工业企业照明设计规范》（GB50034－92）
27）《低压配电设计规范》（GB50054－95）
28）《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
29）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055－93）
30）《机械设备焊接标准》（JB4708－2000）
31）《钢结构设计规范》（GBJ17－91）
2.3设计参数及性能指标
根据酒泉市环境监测站检测报告数据（见附件），市医院锅炉房NO2达标排放，因此，本次技改项目主要对市医院现有锅炉房进行除尘、脱硫改造。
主要建设内容包括:
1.本项目要求烟囱增设在线监测系统，最终排放的烟气满足环保部门颁布的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）。
2.按提出的三级除尘、脱硫、净化方案，技术措施方案中含有以下几种图示：
（1）设备摆放位置示意图，方位、间距、外廓尺寸标注。
（2）三级除尘、脱硫、净化及管路、泵、污水沉淀处理的系统原理图。
（3）全系统三级除尘脱硫净化管路、泵及附属设备全系统总图。
3.二级除尘脱硫净化塔在运行过程中第一级除尘脱硫塔的污水沉淀处理与第二级净化脱硫塔的污水沉淀处理脱泥，脱泥机可共用。
4.两级脱硫除尘净化塔内的冲洗、喷淋、除雾及其附件采用耐腐耐磨的碳化硅材料制造。
5.脱硫除尘净化塔冲洗、喷淋的管路及泵采用各自独立一备一用，吸收液的移位泵系统一用一备，两系统可共用。
6.两套系统的管路各自独立，设置必要的阀门和控制管路。
7.脱硫除尘改造
7.1脱硫除尘改造方案采用麻石除尘器——除尘脱硫塔——脱硫净化塔。
7.2四台锅炉运行时运行工艺方式（6t+10t）炉和（4t+2t）炉共用除尘脱硫塔和脱硫净化塔，但是小容量锅炉运行时保证除尘脱硫正常运行。
7.3为达到工艺流程要求，现有相关除尘设施设备进行合理移位。
7.4原麻石除尘器进行改造装饰维修，麻石除尘器外壁全部采用100mm厚度混凝土加钢筋网浇筑，外表面全部喷涂仿石涂料，且勾缝装饰。
7.5污水处理系统采用沉淀池系统，沉淀池的污泥处理采用真空脱泥机脱除，要求采用5格沉淀池，沉淀池顶部加盖能够载人通行的钢筋网安全防护栏及指示提醒设施。
7.6脱硫塔采用二级脱硫方式，脱硫塔采用旋流板式脱硫塔。
塔盘采用耐酸不锈钢板制作，钢板厚度6mm；
第一级除尘脱硫塔外壳采用碳钢Q235材质，壁厚不得小于8mm，内壁衬≥50mm花岗岩，中间夹层采用防腐钢筋网骨架，花岗岩挂钩必须采用304不锈钢材质，厚度4mm。
7.7第二级脱硫净化塔外壳采用耐酸全不锈钢材质，塔筒壁厚不得小于6mm，外部附属设施可用普通钢制造。
7.8麻石除尘器出口到烟囱的烟道系统采用3mm且316材质耐酸不锈钢钢板。
7.910吨锅炉麻石除尘器灰水采用沉淀脱泥过滤处理，灰水分离采用真空脱泥机（脱泥机可共用），污水进行集中处理。
7.10新建一套满足脱硫、除尘系统的电气控制设施及控制系统，电力控制系统选用继电器系统，集中控制。
7.11灰水系统管路材质必须耐酸耐磨；
碱性水系统管路材质必须耐碱耐磨；
清水系统管路材质必须采用热镀锌钢管。
8.锅炉辅机改造工程项目明细
8.1除尘器装修改造
8.1.16吨锅炉除尘器搬迁至风机房，所有麻石除尘器外壁辅设钢筋网，浇筑100mm厚混凝土，表面喷涂石材装饰涂料，且勾缝线，所有沉淀池配新的板链式刮灰机，10吨／时麻石除尘池配除灰机。
8.2风机改造
8.2.1所有锅炉更换配套新的引风机，风机要求低噪音，1450转／分，与电机直联，机座必须带钢架，且电机，风机直联。
风机压力流量必须能满足锅炉燃烧、三级除尘及脱硫确保正常运行条件，锅炉全负荷不得正压燃烧，引风机压力不得低于4500kpa。
8.2.2引风机选型6吨／时以下锅炉，都以4吨／时选型。
8.3烟风道改造
8.3.1所有从锅炉尾部到除尘器的烟道更换为厚度5mm钢板制造的烟道，每台锅炉烟道制造隔离门。
8.3.2麻石除尘器出口到烟囱的各种烟道，采用钢＋耐酸胶泥制成，且厚度不得小于5mm。
8.3.3所有设备及烟道外表涂二道环氧红丹底漆，二道面漆，颜色按所提要求进行。
9.施工完毕后，施工场地要求硬化处理。
脱硫系统主要技术经济性能指标
序号
项目名称
单位
数据
1
锅炉出力
t/h
（6t+10t）和（4t+2t）
2
运行锅炉
台
4
3
设计烟气总处理量
Nm3/h
66000
烟气温度
℃
140~150
5
脱硫工艺
氧化镁湿法
6
脱硫塔配置
二级塔
7
循环水形式
塔外氧化、塔外循环
8
脱硫剂
氧化镁粉
9
脱硫剂品质
325目、90%纯度
10
MgO小时耗量
kg/h
21.2
11
MgO日消耗量
t/d
0.51
12
系统装机功率
Kw
332
13
液气比
L/m3
14
脱硫装置循环水量
m3/h
160
15
平均每天工艺水耗
m3/d
16
出口烟气中雾滴浓度
mg/Nm3
＜75
17
脱硫系统阻力
Pa
＜1400
18
脱硫主体设备使用寿命年
＞
20
19
2.4氧化镁法湿式烟气脱硫工艺
2.4.1工艺原理
氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。
镁法脱硫工艺是镁的碱性氧化物与水反应生成氢氧化物，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。
脱硫过程中发生的主要化学反应有
MgO+H2O=Mg（OH）2
Mg（OH）2+SO2=MgSO3+H2O
MgSO3＋H2O+SO2=Mg（HSO3）2
MgSO3+1/2O2=MgSO4
氧化镁法脱硫是一种前景较好的脱硫工艺，该工艺较为成熟，原料来源充足，在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨占全世界的80%左右。
其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、别盖等地。
因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于各单位的脱硫系统中去。
镁法投资少，运行费用低，脱硫效率高，结构简单，并且能够减少二次污染。
镁法脱硫相对于钙法的最大优势是不会系统发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法pH值控制在6.0～6.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。
同时与较为完整的石灰石/石膏法相比，占地面积小，运行性方面费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高。
总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。
由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，既可以抛弃，也可进行综合利用。
一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售，另一方面也可以直接煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸。
2.4.2脱硫工艺特点
根据锅炉烟气脱硫工艺的特点，本方案采用氧化镁法湿式烟气脱硫工艺，并通过我公司近年来在工程实践中不断积累与探索，从设备的结构形式、材质选用、工艺系统做了一定改进和完善。
2.4.2.1本脱硫系统的特点
按照以上设计思想，烟气脱硫系统并充分参照《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）等相关国家规范要求，本脱硫方案的主要特点如下：
1）脱硫塔主体采用四炉一塔形式，系统设置合理的阀门切换程序，可以满足任何四台锅炉脱硫功能的实现。
2）考虑到系统造价及脱硫工艺要求，并综合考虑业主意见，脱硫塔采用二级脱硫方式，脱硫塔采用旋流板式脱硫塔。
第二级脱硫净化塔外壳采用耐酸全不锈钢材质，塔筒壁厚不得小于6mm，外部附属设施可用普通钢制造。
旋流板、喷淋管、螺旋喷嘴等主要部件采用316L材质，延长设备整体设有寿命。
3）本方案脱硫液采用塔外氧化、塔外循环方式，脱硫液经过部分氧化、沉淀，调节pH后再利用耐腐耐磨循环泵打入脱硫塔循环使用。
4）泥渣沉淀采用平流式配套刮灰机收集进入污泥浓缩池进行浓缩处理。
5）考虑到现场的环境美观及系统工艺水耗，泥渣经过充分沉淀浓缩后，本方案设水力旋流器与真空皮带两级脱水系统。
首先利用泥浆泵打入水力旋流分离器中进行固液分离及浓缩，底部浓缩浆液重力进入真空皮带脱水机进一步脱水，分离后大量含水率较低的固体残渣进行储存利用或外运抛弃。
真空皮带脱水机采用工业水对滤饼进行冲洗，水力旋流分离器的溢流液及滤布、滤饼冲洗水收集在滤液地坑中，经澄清后作为药剂溶解水和冲洗水，底部泥渣由泥浆泵重新进入泥渣脱水系统。
6）除雾器冲洗采用工业水，定期对除雾器进行冲洗，并作为系统补水。
2.4.2.2关于脱硫系统的认识
1）烟气脱硫不仅是一个装置，更重要的是一个工艺系统：
无论采用何种工艺，它都是一个系统工程，涉及化工、水处理、机械制造、电气自控等行业，所以一个完善的系统需要多专业的紧密配合。
2）脱硫技术的成熟度、完善性（稳定运行）、先进性（达标排放），以及选择质量可靠过硬的产品对于脱硫系统能够安全、稳定运行至关重要，特别对于高寒地区，系统的完善性尤为重要。
3）湿法烟气脱硫工艺的腐蚀结垢问题，应引起足够重视，设计中应根据各个部位介质特性，采取经济、合理的措施，实际运行中应严格操作，防止系统瘫痪。
2.5项目设计
2.5.1设计范围及原则
2.5.1.1设计范围
本工程设计范围包括锅炉烟气脱硫塔系统，进、出口烟道、循环水系统、泥渣处理系统以及相关配套设备和控制系统。
动力和控制系统的设计和报价分界点为系统动力电缆进户线。
锅炉烟气脱硫系统的主要内容及范围包括：
1）SO2吸收系统
2）烟气系统
3）吸收剂供应与制备系统
4）FGD循环水供应系统
5）FGD泥渣处理系统
6）控制系统
7）附属管道和辅助设施
8）阀门和配件
9）保温、紧固件和外覆层
10）防腐
2.5.1.2设备选用及设计原则
1）脱硫设备：
旋流板、喷淋管、螺旋喷嘴等主要部件采用316L材质2）脱硫系统用泵：
采用配套的水泵、管路及阀门，应具备良好的防腐、耐磨性能。
为了保证脱硫系统的安全运行，主要设备应设置备用。
泥渣系统管路设反冲洗系统，并充分考虑冬季温度，在零下20摄氏度运行的保温。
设计液气比小于2L/m3。
3）工艺系统水池：
本系统水池含有氧化池、沉淀池、澄清池。
采用钢筋混凝土结构。
4）脱硫塔内喷淋管采用不锈钢316L，内部做耐磨处理。
5）以上脱硫系统含有配套的全部附属设备及钢架平台扶梯。
6）湿式脱硫装置正压运行，烟道包括脱硫装置入口斜管段和烟气出口至烟囱水平烟道入口的烟道。
脱硫塔出口至公共烟室的钢烟道采用玻璃鳞片防腐。
7）脱硫设备的电器和自控系统满足脱硫设备独立控制，并能将主要参数反馈到控制室，采用自控系统，设有工程师站和操作员站。
8）脱硫设备从技术和工艺上考虑烟气带水，烟道腐蚀等问题，脱硫塔内采用除雾器脱水并设有自动反冲洗控制系统。
9）脱硫设备从技术和工艺上充分考虑解决脱硫设备的结垢、堵塞等问题。
脱硫设备自控程度高，操作简单方便，运行稳定，维修方便。
10）脱硫设备运行可靠，具有可靠的运行安全保护措施。
充分考虑供热锅炉负荷变化频繁及频繁启停，对脱硫设备的影响，锅炉非正常运行下脱硫设备的自动保护措施，在自动控制或设备设计上要能够保证锅炉脱硫设备稳定安全运行。
11）脱硫剂的添加量自动控制，综合池的pH自动控制，保证系统的水PH,脱硫设备的控制系统采用先进、成熟符合有关工业标准。
系统具备自动与手动控制两种功能。
从机组一体化考虑，提供的控制系统，在配置上与厂内自控系统相匹配。
12）烟道部分应布置短捷、平直且密封性好、阻力小，烟速10~15m/s。
脱硫设备外形美观，应与整个厂内建筑物协调一致。
2.5.2工艺流程
锅炉产生的烟气，经过空气预热器降温后，首先进入麻石除尘器，去除大部分烟尘后，由引风机经烟道切向进入二级旋流板塔脱硫装置。
烟气经喷淋除尘、碱液吸收SO2等酸性气体、脱水除雾后，净化烟气引入主烟道，通过烟囱排入大气。
脱硫塔底部废液流入循环废水处理系统。
脱硫塔底部废液首先流入氧化池，通入空气进行曝气氧化，经充分反应后，废水流入平流式多斗沉淀池，经沉淀浓缩、澄清后，脱硫液溢流到清水池，并补充Mg（OH）2浆液调节至适宜pH后，由脱硫液循环泵打入脱硫塔，进行循环利用。
沉淀后的亚硫酸镁和硫酸镁浆液等泥渣由专用泥泵打入高效水力旋流器，脱水后的废渣进入真空皮带脱水机进一步脱水，分离后大量含水率较低的固体残渣进行储存利用，或外运抛弃，脱水系统上清液收集到地坑中，澄清后作为药剂溶解水和滤布冲洗水。
2.5.3SO2吸收系统
烟气经过引风机由塔底切向进入脱硫塔，与向下喷淋的碱液以逆流方式使气液充分接触（三层喷淋）。
脱硫塔采用内置两层旋流板的方式，增长气液反应时间，提高效率，充分吸收烟气中SO2、SO3、HCl和HF等酸性气体。
在吸收塔出口处装有两级旋流板（或折流板）除雾器，用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。
在此过程中，烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获，两级除雾器都设有水冲洗喷嘴，定时对其进行冲洗，避免除雾器堵塞。
2.5.3.1旋流板塔脱硫装置及构成
旋流板脱硫塔是一种可广泛应用于中小型燃煤锅炉治理烟气中SO2的设备，利用旋流板的特点，使气液充分逆流接触，比一般的吸收器效果要好，从现场实测看，脱硫率能达90%
以上，同时兼有除尘效果，基建投资少，操作较简单，该技术较有效的解决了结垢和腐蚀这两个问题。
因此，本项目选择旋流板脱硫塔作为脱硫主体设备，其主要构件：
1）结构框架及主体：
塔釜段、吸收段、脱水段等；
2）塔内构件：
旋流板、喷淋系统、脱水板及反冲洗系统。
旋流板塔脱硫装置各功能区：
1）吸收区：
该区包括吸收塔入口及其以上的2层旋流板和3层喷淋，其主要功能是用于吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质。
①塔内配有喷淋层，每组喷淋层由连接支管的母管、制浆液分布管道和喷嘴组成。
②喷淋管及喷嘴的布置设计均匀，覆盖吸收塔上流区的横截面。
③喷淋系统采用一台循环泵供应三层喷淋方式。
2）除雾区：
该区包括两级除雾器和3层反冲洗系统。
用于分离烟气中夹带的雾滴，降低对下游设备的腐蚀、减少结垢和降低吸收剂及水的损耗。
①离开吸收塔托盘的烟气穿过2层旋流板和3层逆流喷淋层后，再连续经两层除雾器除去所含浆液雾滴，除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm³
。
②在一级除雾器的上、下各布置一层清洗喷嘴。
清洗水的喷淋将带走一级除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。
烟气经过一级除雾器后，进入二级除雾器。
二级除雾器下部也布置一层清洗喷淋层，烟气穿过二级除雾器，经洗涤和净化的烟气通过出口流出吸收塔，经过烟道排入烟囱。
③除雾器采用316L材料制作而成，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，整个脱硫系统补水可通过除雾器反冲洗实现。
3）塔釜区：
塔釜主要功能是暂时贮存脱硫液，氧化和结晶反应发生在吸收塔外的氧化反应池中。
2.5.3.2旋流板塔脱硫装置的主要参数
吸收塔壳体设计能承受压力、管道推力和力矩、风和地震荷载，以及承受所有其他作用于吸收塔上的荷载。
支撑和加强件能防止塔体倾斜和晃动。
塔内管道、除雾器支架应有足够的强度和刚度。
吸收塔支撑结构的应力根据相应标准，按最大运行荷载设计，设计计算值要求的厚度应加上腐蚀余度。
旋流板塔主要性能参数表
项目
参数
脱硫塔设计处理烟气量
设计烟气温度
150
烟气进口SO2浓度
550
烟气出口SO2浓度
＜250
L/Nm3
＜2
循环水流量
2×
80
循环水
pH
6~7
Mg/s
mol/mol
1.05
烟气流速
m/s
3.8
塔径
m
2.6
烟气接触时间
s
4.0
总高度
17.5
塔体材
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