公路局料场脱硫除尘方案.docx
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公路局料场脱硫除尘方案
社旗县公路局料场
有机热载体炉废气治理改造工程
设
计
方
案
河南洁达环保投资有限公司
2014年10月
目录
第一章工程概述1
1.1项目名称及设计单位1
1.2项目概况1
1.3设计依据和主要资料1
1.4设计范围1
第二章建设规模及设计指标2
2.1设计相关参数2
2.2设计指标2
第三章工艺方案3
3.1烟气除尘3
3.2烟气脱硫5
3.3锅炉烟气脱硫除尘工艺流程简述6
第四章工艺设计8
4.1烟气除尘8
4.1.1旋风除尘器8
4.1.2袋式除尘器8
4.2烟气脱硫10
第五章技术要求12
5.1袋式除尘器12
5.2脱硫系统的技术要求13
5.2.1吸收塔13
5.2.2泵阀类13
5.2.3管道14
第六章投资估算15
6.1锅炉烟气除尘15
6.2锅炉烟气脱硫16
第七章服务承诺18
第一章工程概述
1.1项目名称及设计单位
项目名称：
社旗县公路局料场污染治理工程
设计单位：
河南洁达环保投资有限公司
1.2项目概况
社旗县公路局料场有0.7MV有机热载体炉1台，现有处理工艺采用多管旋风除尘器，由于设备配套及选型不当，现有有机热载体炉污染物排放浓度不能达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）中烟尘≤200mg/m3的排放标准要求。
同时国家环境保护部在新的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）对现有锅炉有了更加严格的要求，要求在2016年7月1日起执行颗粒物≤80mg/m3、SO2≤400mg/m3的标准，现有的多管旋风除尘器不管是在现有的环保标准还是以后更加严格的环保标准都不能满足烟尘达标排放的需求，因此需要对其进行改造，增加新的处理设施以满足环保要求。
我公司受社旗县公路局委托，在现场勘察的基础上，编制了本废气治理改造工程设计方案。
1.3设计依据和主要资料
1、我方人员的现场踏勘情况；
2、类似工程的相关资料。
1.4设计范围
设计范围为：
1、改造工程工艺的选择；
2、工艺方案设计及相关专业方案设计；
3、工程投资估算与经济分析。
第二章建设规模及设计指标
根据现场设备参数，确定设计规模如下：
2.1设计相关参数
根据现场设备数据：
0.7MV有机热载体炉：
燃煤量：
170kg/h，热功率700kW，最高工作温度320℃。
引风机风量：
4840-8900m3/h，工作温度：
250℃
烟尘浓度：
1800mg/m3；SO2浓度：
760mg/m3
2.2设计指标
根据环我们的理论计算校核，设计锅炉风量为6000m3/h，烟尘浓度：
1800mg/m3，SO2的浓度为800mg/m3，根据新的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）要求，本方案烟尘设计指标如下：
序号
参数
单位
参数指标
1
设计粉尘出口浓度
mg/m3
80
如果增加脱硫设施，脱硫设计指标如下：
序号
参数
单位
参数指标
1
设计SO2出口浓度
mg/m3
400
第三章工艺方案
3.1烟气除尘
现行锅炉废气烟尘需要达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）中烟尘≤200mg/m3的排放标准要求，根据国家环境保护部在新的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）规定，要求所有的锅炉在2016年7月1日起执行颗粒物≤80mg/m3、SO2≤400mg/m3的标准，该项标准对烟尘有了更加严格的要求，因此烟气的除尘只能采用袋式除尘器。
针对实际情况，设计提出采用高效脉冲袋式除尘器工艺，高效脉冲袋式除尘器是消化吸收意大利和美国袋式除尘器技术的基础上，研究、开发、设计出的用于锅炉的新型袋式收尘器。
它采用脉冲喷吹清灰技术，增强了滤袋的清灰效果,提高了过滤速度,节省清灰能耗和延长滤袋的寿命，除尘器采用自动控制清灰。
袋式除尘器属于一级过滤，即所有仓室、所有滤袋之间均为并联关系。
因此，设计时要求充分考虑进风总管与各支管的流量分配和阻力分布情况，合理选择气流速度，合理设置均风导流装置，促使烟气能够等量分布，各滤袋承受负荷均匀，以达到降低设备阻力和延长滤袋使用寿命的目的，从而保证设备能够长期稳定可靠、经济高效的运行。
1、工作原理
当含尘气体由进风口进入除尘器的重力沉淀室时，碰上进风道上的斜板，气流便转向流入灰斗，这时，气流速度减缓，在重力和惯性的作用下，使气流中较大颗粒直接沉降于灰斗，起到预收尘的效果。
进入灰斗的气流随后折向上通过滤袋，粉尘被捕集在滤袋的外表面，净化后的气流进入上箱体清洁室，并通过出风口排出。
含尘气体通过滤袋净化的过程中，随着时间的积累，积附在滤袋上的灰尘越来越多（见图3-1），滤袋阻力增加致使处理风量逐渐减少，为保正滤袋正常工作，要求控制阻力在140-170毫米水银柱的范围内，必须对滤袋进行清灰。
清灰时由脉冲控制仪顺序触发各电磁阀脉冲阀（见图3-2），气包内的压缩空气（压力为0.5——0.7Mpa）由喷吹管各孔径文氏管喷射到各相应的滤袋内，滤袋瞬间急剧膨胀，使积附在滤袋表面的灰尘脱落于灰斗，经排灰系统排出。
这样除尘器对滤袋周期性的反吹清灰，使净化气体通过，保证了除尘系统的正常工作。
喷吹系统的设计保证了滤袋只要经过一次喷吹清扫就能达到彻底的清灰作用，整台除尘器所有电磁脉冲阀依次完成喷吹后除尘器清灰系统即进入下一个清灰循环。
图3-2：
脉冲清灰示意图
2、技术特点
（1）喷吹系统能根据粉尘浓度大小，随时调节喷吹周期和脉冲宽度，使滤袋始终处于最佳过滤状态。
（2）完善的电控系统，使滤袋处于高温时不烧袋，低温潮湿时不糊袋。
（3）采用耐高温的氟美斯针刺毡滤袋，可适用于200-300℃温度粉尘废气。
（4）灵活多变的组装型式，便于现场安置。
3、使用
（1）启动步骤如下：
空气压缩机→→→脉冲控制仪→→→含尘烟气导入→→→引风机
（2）正常停机步骤如下：
停引风机→→→烟气停导→→→停脉冲控制仪→→→空压机
（3）电器控制
本设备脉冲控制仪为定时顺序控制，发货时设置喷吹周期为90s，脉冲间隔为2.5s，用户根据实际工况可进行调整。
3.2烟气脱硫
现行锅炉废气二氧化硫需要达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）中SO2≤900mg/m3的排放标准要求，根据测算目前锅炉二氧化硫浓度760mg/m3，能够满足国家排放标准要求，但是国家环境保护部在新的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）规定，要求所有的锅炉在2016年7月1日起执行颗粒物≤80mg/m3、SO2≤400mg/m3的标准，该项标准对二氧化硫有了更加严格的要求，因此本方案提出烟气脱硫方案，以供进行参考。
常用的烟气脱硫有干法脱硫与湿法脱硫。
干法脱硫：
使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂去除废气中的SO2。
优点：
无废水废酸排出，减少二次污染；缺点：
脱硫效率低，设备庞大，操作要求高。
湿法脱硫：
采用液体吸收剂或碱溶液洗涤含SO2气体。
优点：
设备简单，操作容易，脱硫效率高，产生副产物可加以利用。
缺点：
脱硫后烟气温度较低，与烟囱排放不利。
目前湿法脱硫应用较多。
根据烟气量及实际状况，烟气脱硫采用湿法碱喷淋脱硫。
1、工艺基本原理
本项目采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。
碱喷淋烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2溶解于吸收液中，进一步离解成H+和HSO3-。
H+与溶液中的OH-中和反应，生成盐和水，促进SO2不断被吸收溶解。
具体反应方程式如下：
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
脱下的硫以亚硫酸钠、亚硫酸氢钠的形式存在于脱硫塔排出的废液中，废液储存在废液池内，作为页岩砖生产用水回用，不会造成二次污染。
2、脱硫塔的选择
脱硫设备采用麻石旋流板脱硫塔，旋流板式脱硫塔具有以下特点
（1）、系统简单投资小。
（2）、通采用旋流技术：
工作负荷大，操作弹性高，比普通麻石水膜的水气亲合面增大10-20倍，因此脱硫效率大于90%。
（3）、根据SO2排放浓度和排放量，调整旋流板的层数，可满足各种炉型的脱硫要求。
（4）、动力消耗小，原因是旋流装置具有导向作用，虽增加了部分局部阻损，但导流作用又起到了减阻效果。
经实践证明：
每层旋流装置的阻力损失为50—80Pa。
3、旋流板原理
旋流板是烟气净化系统的心脏，由盲板、旋流叶片、罩筒、集液槽、溢流管组成。
碱液通过叶片形成薄膜层，与旋转上升的气流形成搅动，喷洒成细小液滴，被离心力甩至塔壁，并受重力作用至环形的集液槽，再通过溢流装置到下一块塔板的盲板上。
液体被反复剪切。
旋流板如下图所示：
3.3锅炉烟气脱硫除尘工艺流程简述
工艺流程如下：
锅炉烟气通过烟道接入旋风除尘器，去除烟气中的大颗粒灰尘，同时起到降温效果，保护后面的袋式除尘器，旋风除尘器后接入高效脉冲袋式除尘器，经过滤袋精细过滤后洁净烟气后从塔底进入脱硫塔。
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逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3被吸收。
经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入通过烟囱排入大气。
吸收脱硫废液则进入循环水池，调整好循环水的pH值后用循环泵打入旋流板脱硫塔循环使用。
如果暂时不考虑脱硫单元，可预留脱硫单元位置，锅炉烟气经过袋除尘器后经风机直接进入烟囱。
第四章工艺设计
4.1烟气除尘
4.1.1旋风除尘器
旋风除尘器型号：
XF-900
处理烟气量；6000m3/h
本体阻力：
＜900Pa
除尘效率：
60%
设备尺寸：
Φ900×3750（高度可根据现场调整）
4.1.2袋式除尘器
1、袋除尘器性能保证值
（1）性能保证值
除尘器出口粉尘排放浓度保证值：
≤80mg/Nm3
本体阻力：
≤1500Pa
本体漏风率：
≤2%
除尘器保证效率：
≥99.9%
滤袋寿命保证期：
＞2年
（2）除尘器在下列条件下能达到保证效率
a）额定进口烟气含尘浓度：
+1.6g/Nm3
b）额定进口烟气流量：
＋10％
c）额定进口烟气温度：
＋10℃
d）滤袋破损率为：
<8%（3年以内）
e）过滤风速≤1m/s
（3）除尘器设计容量
在锅炉点火至110%负荷时能正常运行。
在锅炉负荷30-110%范围内能正常工作。
（4）除尘器强度设计
除尘器按下列荷载的最不利组合进行强度设计
工作压力：
按负压设计，按最大正压校核；
除尘器耐压等级：
设计负压－5kPa
设计正压＋6kPa
2、袋式除尘器主要技术参数及性能指标
设备型号：
LY112
设备名称：
高效脉冲喷吹袋式除尘器
序号
项目
单位
数据
1
除尘器型号
MC98
2
处理风量
m3/h
6000
3
入口温度
℃
250
入口粉尘浓度
g/Nm3
≤6g/Nm3
4
本体漏风率
％
≤5%
5
壳体设计压力
正压
kPa
6
负压
kPa
5
6
出口粉尘浓度
mg/Nm3
≤80
设备阻力
Pa
1500
7
过滤面积
m2/台
98
8
过滤速度
m/min
1.05
11
滤袋数量
条
120
12
滤袋材质
氟美斯针刺毡
13
滤袋规格
φ130×2000
14
滤袋允许连续使用温度
℃
200-250
15
滤袋允许最高使用温度及年允许时间
℃/min
280/10
16
滤笼规格
φ128×1950
17
滤笼材质
Φ3.5mm/Q235
18
滤袋固定及密封方式
弹簧涨圈
19
喷吹气源压力
MPa
0.5-0.7
20
气源品质
无水无油干燥压缩空气
22
耗气量
m3/min
0.65
23
除尘器灰斗数
个
1
24
设备总重量
t
5.0
4.2烟气脱硫
1、SO2吸收系统
烟气进入吸收塔内向上流动，与向下喷淋的碱液以逆流方式洗涤，气液充分接触。
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逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3被吸收，生成Na2SO3、NaHSO3，同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。
在吸收塔出口处装有除雾器，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，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。
气液比：
1：
1L/m3,接触时间取4.5s。
脱硫塔尺寸：
主塔φ1.1×7.5m，副塔：
0.8×7.5m
主要设备：
喷淋泵：
Q=10m3/h，H=20m，P=2.2kW，数量：
1台
喷嘴：
不锈钢喷嘴，共12个
除雾器：
1个
2、脱硫液补充系统
脱硫液主要成分是亚硫酸钠和硫酸钠（被空气中氧氧化），在脱硫液中加入氢氧化钠，利用循环泵送至脱硫塔，从而完成脱硫液的循环利用。
脱硫系统的最终脱硫产物是硫酸钠和亚硫酸钠废液，可用于喷洒煤堆场。
循环水池：
4×2×2m，数量：
1座
主要设备：
在线pH计，数量：
1台
3、吸收剂制备系统
脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂，氢氧化钠干粉料加入加碱设备中，加水配制成氢氧化钠碱液，由泵打入脱硫塔内进行脱硫。
加碱设备：
数量：
1套
配套搅拌机，P=0.75kW
配套计量泵，Q=50L/h，H=50m，数量：
1台
4、二次污染的解决问题
采用钠碱法烟气脱硫工艺，用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物废液量比较少，可用以煤场的喷洒用水，因此不会产生二次污染。
5、控制室
控制室可以采用锅炉旁的电控间厂房。
第五章技术要求
5.1袋式除尘器
1、箱体及灰斗制作
严格按照袋式除尘器的制作规范要求，箱体及灰斗采用热轧平板冷作制作成形，确保表面平整光滑，无明显凹凸不平现象，外部布置加强筋板，保证箱体耐压强度。
2、花板制作
花板是袋式除尘器的关健部件之一，主要起分隔尘气和固定滤袋的作用。
我厂花板的制作采用定位靠模工艺，花板孔采用数控四柱冲压加工，确保孔径偏差为±0.1㎜，孔距偏差为±0.5㎜，花板平面度＜1/1000，对角线长度＜3mm，滤袋与花板配合合理、严密、确保滤袋安装牢固不掉袋，装拆方便。
3、壁板的制作
壁板平整，无扭曲，对角线误差＜5mm，确保除尘器本体安装后外形美观。
现场安装时，柱子和壁板的垂直度偏差＜5mm，如运输途中部件变形需校正后才能安装。
4、袋笼制作
为了确保袋笼的使用寿命5年以上，严格规定了袋笼的制作材料和生产工艺：
每一个零件的生产都有专用的工、模、夹具，为袋笼的圆度、垂直度、安装精度提供了保证；袋笼焊点强度均匀，焊点牢固、主筋为20#∮4冷拉线钢，撑筋采用八角型增强（∮5），有效地保证袋笼的钢度和强度；热镀锌工艺，增强袋笼的耐腐蚀性能；顶部加装“η”形冷冲压袋帽,底部采用钢质冷轧的圆形底盘,增设定位装置，保证了清灰效果，又杜绝了清灰时的掉袋现象。
5、滤袋的缝制
采用用三针平缝机缝制。
滤袋的纵向缝线必须牢固、平直且不得少于三条；缝线的强度必须大于27N；袋口的环状缝线必须牢固且不得少于二条；袋底的环状缝线允许单线，但必须缝制二圈以上；滤袋的缝线在10cm内的针数不少于5±1针；滤袋的缝合宽度为10-20mm；滤袋的缝制不允许连续跳线且1m缝线内跳线不超过1针、1线、1处且无浮线，不允许连续掉道且1m内掉道不超过一处。
6、喷吹管制作
喷吹管是向滤袋提供气源的关键部件。
采用特殊工艺制作的喷吹管，能保证各个滤袋的喷吹压力基本相等，保证了除尘器的清灰效果；同时各滤袋所受的清灰强度和工作负荷相同，从而在整体上保证了滤袋的使用寿命，减少了换袋次数。
7、金属表面的处理
为提高金属涂装表面的清洁度和粗糙度，在使用前进行了表面预处理，增加了油漆层与金属表面的粘合度，保证了防腐效果。
8、防腐及油漆的要求
底漆：
C52-31红丹醇酸防腐漆
面漆：
耐侯型车间面漆（瓷漆）
梯子、平台、栏杆：
黑、中黄色（国标安全色）
通用部件：
按我厂常规色彩
设备制作完成后，刷底漆一遍；设备安装完成后刷底漆一遍，面漆二遍。
9、、主体设备及主要部件使用寿命
设备本体寿命15年，年平均运行不低于小时数7000h；
电磁阀使用寿命＞100万次；
滤袋使用寿命＞2年。
5.2脱硫系统的技术要求
5.2.1吸收塔
塔体为麻石。
喷嘴采用不锈钢材质。
5.2.2泵阀类
循环泵采用全金属卧式离心泵。
功能相同、运行条件相同的阀门选用规格统一的阀门。
5.2.3管道
管道设计时将充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损，并借鉴应用类似脱硫装置上的成功经验，选用恰当的管材，介质流速的选择既要考虑避免浆液沉淀，同时又要考虑管道的磨损和压力损失尽可能小。
吸收塔浆液喷淋层采用碳钢防腐。
吸收塔浆液管及其他石膏浆液管（塔外）采用碳钢防腐。
工艺水采用普通碳钢管。
第六章投资估算
6.1锅炉烟气除尘
序号
设备名称
型号规格
数量
总价（万元）
一
旋风除尘器
1
本体
Φ900×3750
1台
1.00
二
袋式除尘器
1
除尘器本体及过滤系统
1.1
本体钢结构
LY112
5t
4.50
1.2
滤袋
Φ130×2000
120条
1.3
袋笼
Φ125×1950
120条
1.4
花板
1套
2
清灰系统
2.1
喷吹脉冲阀
淹没式
12只
0.80
2.2
喷吹系统
1套
2.3
气源三联件
1套
3
卸灰系统
3.1
星形卸灰阀
1台
0.20
4
温度控制保护系统
4.1
恒温控制阀
1台
0.20
5
电气及控制系统
5.1
测温仪
1只
0.60
5.2
主控柜
1台
6
其它附属设施
6.1
扶梯
1套
1.10
6.2
除尘器范围内控制电缆
1套
6.3
烟道、辅料、连接件
1套
6.4
风机
1台
7
其他费用
7.1
安装费用
0.30
7.2
吊装费用
0.30
三
其他费用
1
调试费用
0.30
2
税金
0.50
合计
9.80
6.2锅炉烟气脱硫
序号
设备名称
规格
数量
造价
备注
一、脱硫液制备系统
1
加药设备
1套
2.00
含搅拌机
2
加药计量泵
Q=50L/h
H
1台
0.40
二、旋流板脱硫塔
0
1
旋流板脱硫除尘器主体
φ1.1×7.5m
1台
4.0
麻石+旋流板
2
循环泵
Q=10m3/h
H=20m
P=2.2kW
2台
0.5
潜污泵
3
喷嘴
6个
0.20
不锈钢304
三、循环水池
0
1
循环水池
4×2×3m
1座
0
砖混，厂方自建
2
在线pH计
1套
0.60
四、电气系统
0
1
电缆
1批
0.10
2
控制柜
1台
0.10
五、其他
0
1
管道、阀门
1批
0.30
3
爬梯
0.10
4
安装费用
0.30
六、间接费用
0
1
调试费用
0.60
2
税金
0.60
小计
0
注：
基础、土建池子费用，采用原有烟囱
第七章服务承诺
对该工程项目服务作如下承诺：
承诺：
（1）本公司提供的主体设备承诺1年内免费维修，1年后只收成本费。
（2）本公司负责设备的设计、制造、施工、安装、调试、培训服务，提供符合设计标准，满足工期进度，质量合格的设备产品。
质量保证：
（1）严格有效地控制质量保证的全过程，保证系统设备从设计、制造、订货、安装和服务都处于受控状态，确保设备产品的制造、施工、安装合格率达100%。
（2）保证脱硝系统技术工艺成熟、先进可靠、系统投入运行后，连续安全、稳定运行。
通过环保监测部门测试达到设计要求，达到国家规定的环保排放标准视为合格工程的验收。
（3）设备制造、安装、施工、调试过程中，用户及其技术监督部门有权参与全过程工程质量的监督，用户的参与不解除我方所负的任何责任。
服务承诺：
（1）本着对用户负责，诚信服务的宗旨，加强售前、售中、售后服务、“超前服务”“全过程服务”“终身服务”，贯彻在产品制造、安装、调试、检修的全过程。
（2）对承建的设备，不分规格大小，不分路途远近，无论是否在保修期内，一律热情服务，用户对质量不满意，服务不停止。
（3）接到用户反映的信息后，在24小时之内做出响应或派出服务人员，尽快到达现场，调试检修及时处理解决问题，确保设备正常运行。
（4）用户在例行中小修、大修、停炉时，可提前一周用电话或传真通知，我公司将派专业技术人员，按时赴现场对设备进行系统检查调试。
（5）负责对用户操作人员进行技术培训，并为用户提供除尘、脱硝方面的技术咨询。
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