双碱法脱硫技术方案.doc

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某厂1石灰窑烟气脱硫项目

某厂锅炉双碱法烟气脱硫项目

技术方案

上海明净环保科技有限公司

二0一三年0七月

脱硫装置主要技术特征

脱硫工艺

钠钙双碱法

脱硫主体设备材质

碳钢内衬玻璃鳞片树脂

脱硫效率

90％—95％

出口二氧化硫浓度

≤30mg/Nm3

主要脱硫剂

石灰、碳酸钠或氢氧化钠（普通商品级）

脱硫装置可利用率

≥95％

脱硫装置系统压降

≤1200Pa

系统控制方式

FGD_DCS系统

目录

目录 4

第一章概述 5

1.1项目概况 5

1.2设计依据 5

1.3设计参数 6

1.4设计指标 6

1.5设计范围 7

（1）整体设计方案 7

（2）设计内容 8

1.6设计原则 9

1.7技术标准及规范 10

第二章脱硫工艺概述 10

2.1脱硫技术现状 10

2.1.1国外烟气脱硫现状 10

2.1.2国内烟气脱硫现状 11

2.2旋流板塔脱硫 13

2.2.1旋流板塔技术的发展 13

2.2.2旋流板塔工作原理 13

2.3空塔喷淋脱硫技术 14

2.4钠钙双碱法工艺反应原理 15

第三章脱硫工程内容 16

3.1脱硫工艺流程 16

3．2脱硫工程内容 17

3．2．1烟气系统 17

3．2．2SO2吸收系统 22

3.2.3脱硫液循环及再生系统 26

3.2.4脱硫渣处理系统 30

3.1控制系统 30

3.2.6管道阀门和泵 45

3.3公用系统 50

3.3.1电气 50

3.3.2供水 50

3.3.3消防及给排水 50

3.3.4防雷及接地 52

3.3.5系统运行人员定员 52

3.4建（构）筑物结构部分 52

3.4.1总述 52

3.4.2技术要求 53

3.4.3主要设计技术参数 54

3.4.4材料 54

3.4.5建筑物的结构型式 55

3.4.6建（构）筑物基础及其地基处理 55

3.4.7建筑部分 55

3.4.8采暖、通风、空气调节及除尘系统 58

3.4.9设计数据 60

第四章运行费用及投资分析 62

4.1运行费用估算 62

4.1.1物料横算 62

4.1.2运行费用估算 62

4.2工程投资估算 62

第五章项目实施及进度安排 62

6.1项目实施 62

6.2项目实施进度安排 63

6.3人员培训计划 63

6.4售后服务 64

第六章结论 65

附表一、脱硫系统主要设备一览表 66

第一章概述

1.1项目概况

某厂现有两台石灰窑锅炉，燃煤含硫量约1％，锅炉配有经典除尘器。

为了贯彻执行国家新制定的环保标准的控制要求，需对锅炉排放的烟气进行脱硫处理，使得排放的烟气的SO2达标排放。

为此，厂方委托我公司为其提供初步技术方案。

我公司通过与厂方相关人员初步联系后，根据厂方提供的有关数据和资料，结合电厂的生产情况和厂区总体工艺布置情况以及锅炉声场运行特点，本着技术先进，安全可靠，投资少，运行费用低，不产生二次污染，适合电厂实际情况，项目实施期间不影响锅炉安全生产运行的原则，推荐采用双碱法脱硫技术。

本项目实施后，有显著的社会、经济和环境效益，并且确保了企业的可持续发展。

1.2设计依据

DB37/664-2007《火电厂大气污染物排放标准》;

DL5000-2000《火力发电厂设计规程》;

厂方提供的技术资料；

国家其他相关规范和标准。

1.3设计参数

本工程的主要设计参数，主要依据热电厂提供的资料，其他未提供的参考相关技术参数，主要设计参数如下表1.1

表1.1主要设计参数表（单台）

项目

参数

单位

备注

石灰窑锅炉

1

处理烟气量

28000

m3/h

排烟温度

165

℃

锅炉出口SO2浓度

30

mg/Nm3

1.4设计指标

设计指标根据国家环保标准以及厂方的要求确定，具体指标见表1.2

表1.2指标

格林曼黑度

≦Ⅰ级

SO2排放浓度

≦30mg/Nm3

脱硫效率

≥98%

设计指标技术要求

采用双碱法烟气脱硫工艺系统的性能指标要求如下:

uSO2脱硫效率：

95％－99％

uSO2排放浓度：

≦30mg/Nm2

u烟气排放温度:

≥50℃

u钙硫比（Ca/S）:

≦1.1

u系统阻力：

≦1200Pa

u脱硫烟气含湿率:

＜100mg/Nm3（干态）

u可利用率：

≥95%

u设计条件下年可运行时间：

≥8000小时

u脱硫塔主体设备使用寿命：

≥20年

质保期1年

材料寿命

所有由不修钢部件允许腐蚀量不超过0.1mm/年

所有钢衬橡胶件或钢衬鳞片保证期不少于15年

1.5设计范围

本脱硫工程的所有土建、机务、电气、控制、防腐保温、消防、照明、给排水等设计：

即从两台锅炉原引风机出口烟道至烟囱水平烟道进口范围内所有工艺系统。

电气控制系统及图件系统的设计。

脱硫岛内所有建筑物及建筑物的采暖、通风、照明、上下水设计均由供方负责。

供方将提出来暖所需的热负荷量及接口尺寸要求，上下水总管接口尺寸的要求以及通风、照明所需的电气资料等。

供方负责脱硫岛内工艺水和消防水系统的设计，并提出用水量及接口管道尺寸的要求。

本次改造工程的电源、气源、水源、汽源由业主提供接入口，连接设计工作由供方负责。

（1）整体设计方案

u制定初步设计方案及设计范围的各分项详细方案

u编制设计文件、施工图纸的等资料

u现场设计施工交底

（2）设计内容

①土建部分

u本工程所有的设备、施工基础（含桩基）

u电缆通道设计及对现有电缆沟的核定

u烟道支架及过度设施的基础、支座、支架

u本工程所需建筑物的建筑和结构设计，包括脱硫岛内所需的采暖通风给排水等

u本工程所涉及到的现有建筑物的拆除及恢复

②机务部分

u锅炉原引风机出口烟道至烟囱水平烟道进口范围内所有工艺系统。

u引风机出口至烟囱水平烟道进口之间的烟道设计（含吸收塔进出口烟道支撑及固定、膨胀设施、烟气挡板门、吸收塔的连接部分等）

u工艺系统设备本体烟道、过渡管道及设施、设备保温油漆

u平台、步道（含测点、检修人孔等处）

u吸收塔的储存、制备及供应系统

u脱硫液循环及再生系统

u脱硫渣氧化、处理系统

u工艺水、消防水系统

u热空气在热管道设计

u工程范围内检修用起吊设施

③ 电气、控制部分

u配电室平面设计

u电源系统电器主接线方式

u与工艺系统配套的配电系统及其控制系统

u电缆及电缆桥架、支架

u电缆设施、电缆通道（包括现有电缆沟的核定）

u工程配套的DCS系统及必要的仪器。

仪表和检测设备

u防雷保护及接地系统

u电缆沟电缆桥架防火阻燃

u工程范围内检修电源（防漏电、安全型）照明、保安电源

1.6设计原则

1）设计采用空塔喷淋脱硫技术，确保烟气中SO2达标排放；

2）设计的脱硫工艺推荐使用运行安全、可靠的钠钙双碱法，脱硫系统配备计算机监控系统，提高系统的稳定与可靠性；脱硫监控系统对温度、压力、脱硫液流量、PH值等项目进行检测；

3）根据锅炉运行特点，建两座吸收塔处理两台锅炉的烟气，每台吸收塔处理为单台的烟气量。

吸收塔设置在电除尘器及引风机的后面，塔处于正压运行状态；

4）设计脱水除雾器，降低烟气含水量达到烟气含水率低于国家100mg/m3的标准，同时避免烟气及烟气露点腐蚀的问题；

5）设计旁路系统，实现烟气挡板门的自动切换，保证锅炉的正常运行，增加系统的安全性

6）脱硫渣经过真空带式虑机脱水处理后，该脱硫渣可用于做水泥添加剂、制砖、筑路等，实现脱硫渣再利用；

7）系统整体的布局、新增设备的安装位置、管道走向等需根据现场情况，与厂方协商并交换意见后方确定；

8）工程实行设计、安装、调试和人员培训相结合的工程方式。

1.7技术标准及规范

第二章脱硫工艺概述

2.1脱硫技术现状

为了控制大气中的二氧化硫，早在19世纪人类就开始进行有关研究，但大规模开展脱硫技术的研究和应用是从二十世纪50年代开始的。

经过多年研究目前已开发出的200余种SO2控制技术。

这些技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为：

①燃烧前脱硫（如洗煤、微生物脱硫）；②燃烧中脱硫（工业型煤固硫、炉内喷钙）；③燃烧后脱硫，即烟气脱硫（FlueGasDesulfurization,简称FGD）。

FGD是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技术手段。

烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂集烟气中的二氧化硫，将之转化为较为稳定的且易机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目的。

FGD的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量的多少可分为两类：

①湿法，即采用液体吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫②干法，用粉状和粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。

按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。

按照吸收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法（抛弃法）。

2.1.1国外烟气脱硫现状

国外烟气脱硫研究始于1850年，经过多年的发展，至今为止，世界上已有2500多套FGD装置，总能力已达200000MW（以电厂的发电能力计），处理烟气量700Mm3∕h一年可脱二氧化硫近10Mt，这些装置的90﹪在美国、日本和德国。

尽管各国开发的FGD方法很多，但真正进行工业应用的方法仅是有限的十几种。

其中湿式洗涤法（含抛弃法及石膏法）占总装置数的73.4﹪，喷雾干燥法占总装置数的17.7﹪，其他方法占9.3﹪。

美国的FGD系统中，抛弃法占大多数。

在湿法中，石灰∕石灰石占90﹪以上。

可见，湿式石灰∕石灰石在当今FGD系统中占主导地位。

尽管各国在FGD方面都取的了很大的进步，但运行费用相当惊人，而且各种方法均有其局限性，因此，至今许多研究者仍在不断研究开发更先进、更经济的FGD技术。

目前工业化的主要技术有：

1.湿式石灰∕石灰石-石膏法该法用石灰石的浆液吸收烟气中的SO2生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。

其技术成熟成度高，脱硫效率稳定，达90﹪以上，是目前国外的主要方法。

2.喷雾干燥法该法是采用石灰乳作为吸收剂喷入脱硫塔内，经脱硫及干燥后为粉状脱硫渣排出，属半干法脱硫，脱硫效率80﹪左右，投资比湿式石灰石-石膏法低，目前主要应用于美国。

3.吸收法主要有氧化镁法、双减法、W-L法。

脱硫效率可达95%左右，技术较成熟。

4.炉内喷钙—增湿活化脱硫法该法是一种将粉状钙质脱硫剂（石灰石）直接喷入燃烧锅炉炉膛的脱硫技术，适用与中、低硫煤锅炉，脱硫效率约70％

2.1.2国内烟气脱硫现状

我国废气脱硫技术早在1950年就在硫酸工业和有色冶金工业中进行，对电厂锅炉燃烧产生烟气二氧化硫的脱除技术在二十世纪70年代开始起步并在国家“六五”至“九五”期间有了长足的进步。

先后有60多个高校、科研和生产单位对多种除尘脱硫工艺进行了实验研究。

尽管我国对FGD系统的研究开始的很早，涉及的面也很宽，但大部分技术只停留在小试或中试阶段，远未达到大面积工业化应用的程度。

而投入巨资引进的示范工程虽然设备先进、运行稳定，但投资巨大，运行费用也相当高。

因此加快对国外先进技术的消化吸收，使其国产化、低成本化，是当前重要而艰巨的任务。

下表列出了我国所引进的部分FGD装置情况。

最近十几年来，我国加大了FGD研究的投入，“八五”、“九五”期间不断有大课题立项支持这方面的研究，取得了可喜的成绩，其中，涡流板塔脱硫技术就是在这段时间研究、开发、发展起来的。

钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一，该方法在国外（如日本、美国）已有大型