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脱硫除尘方案

10t/h除尘脱硫一体化装置

技术方案

青岛新源环境技术工程有限公司

摘要

1.处理能力

脱硫除尘系统设计规模为30000mF/h。

2.烟气资料

根据业主提供的锅炉参数，确定烟气资料如下：

烟气排量：

30000m3/h，SO2含量5000mg/Nm3，烟尘浓度2000mg/Nm3。

3.排放要求

SQ含量w900mg/Nm3，烟尘浓度w200mg/Nm3。

4.处理工艺

本方案工艺流程图：

5.要点说明5.1总占地面积：

80卅5.2总投资：

34.90万元，新源公司负责部分29.60万元

5.3运行费用：

615元/吨SQ。

第一章项目概述

1、概述

（略）

企业在生产过程中需要使用燃煤锅炉，锅炉烧煤过程中产生的烟气含有高浓度的S02和粉尘，SO2是造成酸雨的主要物质，若直接排放到大气中，会造成严重的大气污染，影响周边人民生活健康。

公司领导本着“保护环境，维护可持续发展战略”的思想，决定选择技术先进、运行稳定、投资合理的烟气脱硫工艺处理锅炉燃烧产生的废气。

青岛新源环境技术工程有限公司从保护环境利国利民的角度出发，关心生产企业的污染治理情况，本着为生产企业服务的精神，通过对甲方的实际考察，结合我公司在沼气脱硫和烟气脱硫除尘方面的经验，从技术成熟、运行稳定、经济合理的角度出发，提出本处理工艺。

2、烟气资料

由业主提供的10吨锅炉计算。

烟气排量为30000nVh，SO为5000mg/Nr3，烟尘为2000mg/Nrm要求脱硫后SOW900mg/Nrh烟尘w200mg/NrH

第二章设计依据、原则和范围

2.1设计依据：

《固定式锅炉建造规程》

GB/T16507-1996

JB/T1620-1993

JB/T1621-1993

GB50273-1998

GB13223-2003

GB13271-2001

GB3095—1996

GB3096—1993

GB13271-2001

规范》HJ462-2009

13OC

-169C

402C

65%

635.8mm

162.2mm

1007.6Hpa

3.6m/s

21.0m/s

《锅炉钢结构制造技术条件》

《工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件》

《工业锅炉安装工程施工及验收规范》

《火电厂大气污染物排放标准》

《锅炉大气污染物排放标准》

《环境空气质量标准》

《城市区域环境噪声标准》

《锅炉大气污染物排放标准》

业主提供的锅炉资料和相关资料

2.2工程主要原始资料：

2.2.1环境条件

年平均气温

极端最低气温

极端最咼气温

历年平均相对湿度

历年平均降水量

历年最大日降水量

历年平均气压

年平均风速

10分钟最大风速

0.35kN/m2

基本风压值

夏季主导风向及频率

ESE

14%

17%

30cm

49cm

130〜150C

冬季主导风向及频率历年最大积雪深度土壤最大冻结深度厂房内设计环境温度厂区地震基本烈度为6级。

2.2.2地质勘测数据

德州市分布广泛的土质岩性为粉质粘土，局部夹1~2层粗砂透镜

体。

顶部一般呈灰色、灰黑色，含较多的有机质，局部可见泥炭层，中下部呈棕黄色，可塑一硬塑，具中等压缩性，含Fe、Mn、Ca质结核，

厚2〜18m,承载力标准值fK=180〜220kPs。

2.2.3煤种

设计煤种：

混煤（锅炉能燃烧设计煤种和校核煤种以任意比例混合的燃料）。

含硫量为0.8-3%。

2.2.4技术性能

锅炉技术参数

额定蒸发量：

10t/h

锅炉排烟温度:

烟气量:

30000m?

/h（台）

225主要设备参数（单台）

主要技术要求

SO2浓度

除尘器出口5000mg/Nm

烟尘浓度

v2000mg/Nm

SO2排放浓度

脱硫后900mg/Nnn以下

烟尘排放浓度

小于200mg/Nnn

除尘效率

>90%

设备脱硫效率

>90%

2.3设计指标

二氧化硫排放浓度

<900mg/Nim

烟尘浓度

<200mg/Nrm

脱硫塔压降

<600Pa

除尘效率

>90%

脱硫效率

>90%

2.4主要设计原则

（1）选用耐腐蚀、运行稳定、安全可靠的脱硫技术设备；

（2）充分结合厂方现有的客观条件，，因地制宜，优化组合工艺技术

方案；

（3）努力降低脱硫除尘系统的一次性投资和运行成本。

2.5设计范围

1.SO2吸收系统；

2.除尘系统；

3.循环水系统；

4.制备系统；

5.电器及控制系统;

第三章脱硫除尘工艺选择

目前国内脱硫方法分为干法、半干法、湿法三大类型，干法即炉内脱硫，半干法和湿法属炉外脱硫。

湿法脱硫效率最高，最高可达98%

湿法烟气脱硫技术的特点是整个脱硫系统位于烟道的末端，脱硫过程在

溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫过程的反应是化学反应，气液接触越充分，脱硫剂利用率越高，脱硫效率越高。

烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫，将之

转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目

的。

脱硫方法按脱硫剂和脱硫副产物含水量的多少可分为两类：

①湿法，

即采用液体吸收剂如水或碱性溶液（或浆液）等洗涤以除去二氧化硫。

②干法，用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。

按脱硫副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回收法和抛弃法。

目前国内湿法脱硫根据脱硫剂种类划分有氧化镁法、石灰法、双碱法、钠碱法等多种方式可供选择。

种类

使用原

料

脱硫原理

优点

缺点

石灰法

氢氧化钙

氢氧化钙与S20反应生成硫酸钙沉淀

1•石灰石价格便宜。

1•生成沉淀物，容易结垢。

2.脱硫效率不高。

钠碱法

氢氧化钠

氢氧化钠与S20反应生成硫酸钠，可溶性

1.脱硫效率咼。

2.不结垢。

1.碱用量大，运行费用高。

2.碱性强，有一定的腐蚀性。

双碱法

氢氧化钠氢氧化钙

氢氧化钠与S20反应生成硫酸钠，硫酸钠与氢氧化钙反应可回收氢氧化钠

1.脱硫效率咼。

2.氢氧化钙不进入循环系统，不结垢。

3.可再生利用氢氧化钠，碱用量少，运行费用低。

1.碱性强，有一定的腐蚀性。

氧化镁法

氧化镁

氧化镁与水生成氢氧化镁，再与S20反应生成硫酸镁，可溶性

1.脱硫效率咼。

2.不结垢。

3.无腐蚀性。

1.相比双碱法运行费用要咼，比其他方法要低。

石灰法运行费用低，但有结垢问题，因此在小型锅炉上应用较少。

钠碱法没有结垢问题，脱硫效率高，但运行费用较高。

双碱法在原理上采用钠碱脱硫生成亚硫酸钠和硫酸钠，在塔外用石灰置换重新生成钠碱，但由于控制系统复杂投资高、故障率高，在小型锅炉上控制系统一般较简单，难以实现稳定的置换效率，导致脱硫系统不可避免的出现结垢堵塞问题，因此在小型锅炉上成功稳定运行的业绩也较少。

而氧化镁法由于运行费用适中，没有结垢问题，控制系统简单，运行稳定可靠，目前应用较广泛。

以下重点介绍氧化镁法和双碱法：

★氧化镁法：

氧化镁是属于中性矿物质，在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。

因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。

所需要的液气比较低。

氧化镁法脱硫，先将氧化镁加水生成氢氧化镁浆液，吸收烟气中的

SO2，生成亚硫酸镁，反应机理首先二氧化硫与水接触生成亚硫酸，亚硫酸与循环液中的亚硫酸镁反应生成亚硫酸氢镁。

亚硫酸氢镁与氢氧化

镁反应生成亚硫酸镁，再经空气氧化生成硫酸镁。

吸收反应式：

MgO+H2O==Mg（OH）2

Mg（OH）2+SO2+5H2O==MgSO3.6H2O

MgSO3.6H2O+SO2==Mg（HSO3）2+5H2O

Mg（HSO3）2+Mg（OH）2+IO出0==2MgSO/H?

。

氧化反应式：

Mg（HSO3）2+1/2O2+6H2O==MgSO4.7H2O+SO2

MgSO3+1/2O2+7H2O==MgSOq.7H2O

Mg（OH）2+SO3+6出0==MgSO4.7H2O

氧化镁法特点：

1.脱硫效率高：

氢氧化镁活性大、吸收能力强，用其做脱硫剂不产生结垢物质，操作简便。

2.装置安全可靠：

整套装置结构简单实用，不会发生管道结垢堵塞故障。

3.运行费用低；循环液可通过再生池的石灰水置换，能有效减少氧

化镁使用量、能耗少。

4.对煤种变化、负荷变化、脱硫率变化等适应性強。

5•氧化镁无腐蚀性、安全、无毒、无害可称为绿色安全脱硫剂。

★双碱法：

对于烟气中的二氧化硫的吸收，可归纳为物理吸收和化学吸收。

物理吸收是指二氧化硫单纯地被水吸收，其特点是随水温的增加，被吸收的气体量减少。

物理吸收的程度，取决于气一液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体的分压。

吸收过程就会进行。

由于物理吸收的推动力很小，吸收速率较低。

所以，除尘器中的水吸收烟气中的二氧化硫，吸收率不会超过15%而化学吸收有极高的吸收率，其原理是：

被吸收的二氧化硫气体与吸收液NaOH发生化学反应，使二氧化

硫气体与NaOH液体组分引起了变化，有效地降低了溶液NaOH表面被吸收二氧化硫气体的分压，增加了吸收过程的推动力。

所以，化学吸收率可达95灿上。

反应方程式：

（1）SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O

（2）Na2SO3+1/2O2==Na2SO4

影响碱液吸收二氧化硫的主要因素是碱浓度。

经研究，有氢氧化钠吸收二氧化硫时，碱液浓度的高低对化学吸收的传质速度有很大的影响。

当碱液的浓度较低时，化学传质的速度较低；当提高碱液浓度时，传质速度也随之增大；当碱液浓度提高到某一值时，传质速度达到最大值。

此时碱液的浓度称为临界浓度。

当碱液浓度高于临界浓度时，传质速度并不增大。

为此，在烟气脱硫的化学吸收过程中，当使用碱液吸收烟气中的二氧化硫时，适当提高碱液浓度，可以提高对二氧化硫的吸收率。

但是，碱液的浓度不能超过临界浓度。

当超过临界浓度，脱硫效率并不能提高。

碱液的最佳浓度为临界浓度，此时，脱硫效率最高。

双碱法特点：

1脱硫效率高：

氢氧化钠活性大、吸收能力强，用其做脱硫剂不产生结垢物质，操作简便。

2.装置安全可靠：

整套装置结构简单实用，不会发生管道结垢堵塞故障。

3.对煤种变化、负荷变化、脱硫率变化等适应性強。

4.运行费用低；循环液可通过再生池的石灰水置换，能有效节省氢氧化钠使用量。

5.氢氧化钠具有强碱性和腐蚀性，对设备与人员管理要求较高。

第四章脱硫技术方案

本方案选择脱硫工艺采用湿式喷淋脱硫除尘法，脱硫剂选择氧化镁。

脱硫塔采用脱硫除尘一体化装置，循环池具有可再生作用。

4.1脱硫除尘工艺流程图

脱硫系统达到技术先进、所有设备的制造和设计必须符合安全可

靠、连续有效运行的要求，设备的可用率不低于98%最低脱硫率保证

值不低于90%（锅炉满负荷运行时）。

系统在一年内可投运时间不低于8500h。

脱硫后出口粉尘浓度小于200mg/NrhSQ浓度小于900mg/Nrm尽可能的使系统无废水外排，若有废水排出，应设计先进的、合理的处理工艺，并达到国家环保排放要求。

脱硫系统的选择考虑煤种变化的可能。

含硫量波动范围0.8〜3.0%。

当含硫量超过3%寸，只需增加吸收剂的消耗，即可满足脱硫排放要求（900mg/Nrn以下）。

锅炉的连续运行不受脱硫系统运行或停运的限制，脱硫系统的负荷范围与锅炉负荷范围相协调，为锅炉最大连续出力的30%-100%在负荷调整时有良好的、适宜的调节特性。

4.2脱硫除尘一体化装置

本工程脱硫洗涤塔采用的是先进的喷淋塔技术。

塔体上的人孔、通道、连接管道等需要在塔体穿孔的地方进行密封，防止泄漏。

吸收塔内部的喷淋系统、除雾系统和支撑等部件，本着方便塔内部件的检修和维护，进行设计。

锅炉产生的烟气由脱硫烟道进入脱硫塔，烟气在上升过程中遇到塔内上部喷淋装置喷出的脱硫液逆向接触，烟气与第一道喷淋装置喷出的脱硫液进行接触反应，然后烟气上升至第二道、笫三道喷淋装置，随着液汽比的加大脱硫效率越来越高。

在吸收塔内含有SO2和各种杂质的原烟气与循环洗涤浆液充分接触，其中的S02同循环洗涤液中的碱性物质反应被中和吸收，其它杂质也大部分被洗涤脱除。

喷淋装置同时可以保证对粉尘的有效去除，从而实现脱硫除尘一体

化。

脱硫除尘后的烟气进入水平主烟道里，然后经由烟囱排放到大气中。

脱硫塔设三层喷淋装置，喷嘴为无堵塞喷嘴，塔內上部设有脱水除雾装置及冲洗装置。

塔体设有人孔，塔外设有钢制爬梯和操作平台，便于检修维护。

脱硫塔主要特点：

1、耐磨、耐腐蚀。

2、操作弹性宽，适应范围广，操作方便。

3、气液接触好，雾沫夹带少。

4、塔內压降低，系统阻力小。

4.3循环池装置

本工程循环池分为两部分，一部分为循环池，一部分为再生池。

脱硫剂通过循环池上部投料口加入到循环池中，通过搅拌机搅拌溶解。

再生池中加入有石灰石，可从再生池上部投料口加入。

循环液通过循环泵进入脱硫塔内，氢氧化镁吸收S2O形成MgSO3,部分循环液通过循环泵进入再生池中，MgSO3可与氢氧化钙生成CaSO3沉淀和Mg（OH）2溶液，可减少氧化镁的使用量。

同时，因为石灰粉是加在再生池中，不进入循环池内，因此氢氧化钙不会进入脱硫塔内形成结垢。

循环液中的吸收的粉尘等固体杂物也可以在再生池中沉淀下来，这样只需要定期清理再生池中的泥浆。

4.4脱硫液制备系统：

氧化镁粉（轻烧镁粉，含MgO为5%）定期投加到搅拌池内，通过搅拌电机实现溶解。

溶解后的碱性浆液被循环喷淋泵提升后进入喷淋系统。

4.5脱硫液循环系统：

采用新型专利技术（塔外循环），脱硫液从脱硫塔内通过排液管道排入到循环池内，循环池设在脱硫塔外面。

循环池上部要进行密封处理，以防杂物进入循环池。

循环池中的pH值通过加入碱性物质的量进行调节。

在循环池内循环液与加入的碱性物质，经強劲的搅拌后，使碱性物质溶解在循环液中。

用循环泵输送至脱硫塔内循环使用。

每台循环水泵对应一层喷淋层，在脱硫装置运行时能根据锅炉负荷和排烟气中SO的含量对循环泵运行数量进行调整，以使脱硫装置运行经济化。

循环补充水可以利用锅炉排污水和其它洁净的水源进行补充。

4.6脱硫塔外循环技术特点：

随着湿法脱硫技术在发展，目前国内热电厂烟气脱硫项目，利用碱法、氧化镁法脱硫技术越来越多。

湿法脱硫装置在传统的塔内循环基础上，我公司针对在实际运行中存在的主要问题进行有效的研发和改进，将塔内循环改为塔外循环，解决了塔内浆液循环脱硫装置在运行中存在的诸多弊病，同时展现了其特点和优势，取得了很好的效果。

技术优点：

（1）、脱硫塔采用麻石或玻璃钢材料制作，耐腐蚀、耐磨、耐温，大大提高了设备的使用寿命；

（2）、脱硫液为塔外循环，大大降低了塔体的高度，比塔内循环的塔体的高度降低了五分之一左右；

（3）、塔外循环的循环液可以直接观察和监测，便于控制与操作，如液位控制、PH值的控制、脱硫液浓度控制。

（4）、由于循环液得到強劲搅拌，不会造成沉淀。

使脱硫剂得到充分利用，减少了脱硫剂的用量，降低了运行费用。

（5）、循环液系统的维护检修方便，因塔外循环搅拌装置的传动设备在塔外，可直接进行维护检修，十分方便。

（6）、脱硫剂选用范围广，氢氧化钠、氧化镁、碳酸钠均可使用。

（7）、设备故障率低，系统装置安全运行周期长。

第五章工程设计

5.1脱硫塔系统

功能：

循环液通过喷淋，与烟气充分接触，吸收SO?

塔分为3层,每层设有填料。

顶部有除雾系统，每层均有人孔和操作平台。

设计参数：

结构：

麻石结构，塔分3层喷淋。

尺寸：

①1.9mx11m

数量：

1座

配套设备：

★喷淋系统

数量：

3套

★除雾系统

数量：

1套

★填料

材料：

塑料环状

数量：

每层0.6m高，共3层，5.1m3。

★人孔

数量：

3个，每层1个

★操作平台

数量：

1套，共3层

5.2循环池系统

功能：

包括循环池和再生池。

脱硫剂加入循环池，通过搅拌机搅拌溶解，循环液通过循环泵进入脱硫塔内吸收SO和烟尘，部分循环液进

入再生池。

泥浆可从再生池排出。

设计参数：

循环池

结构：

地下钢混结构

容积：

126m

尺

寸:

6nix3nix3.5m

再生池

结

构：

地下钢混结构

容

积：

126m

尺

寸:

6nix3mix3.5m

配套设备

★循环泵

型

号:

HGF

流量：

100mVh

扬程：

25m

功率：

5.5kw

数量：

3台，每层喷淋1台

★搅拌机

号：

率:

5.5kw

5.3综合工房

功能：

放置设备、配电柜等；办公。

结构：

地上砖混

尺寸：

4.2mx6nix3.3m

数量：

1座

5.4电气及控制系统:

动力配电由厂建设方从厂区电网按要求的装机容量配线引至污水

处理总配电柜，由此控制各用电设备，设备控制按自动和手动两套系统设计。

备有自动测控及闪光报警系统，并配有过流、过压及缺相保护系统；对于较大功率的电机采用软启动系统，提高了设备的寿命和可靠性,减少了系统故障率，使维修更为简单、方便。

5.5供货范围：

本脱硫工程包括脱硫主体设备、循环池设备、浆液循环系统、工艺

管道系统、电气及控制系统。

第六章工程概算

本方案土建投资、工艺设备投资、工程总投资概算分别见表1、表

2、表3。

表1土建投资估算表

序号

名称

规格

数量

单价

（万元

合价

：

）（万元

］）备注

脱硫塔基础

5mi

1座

0.08

0.4

钢混

循环水池

130m

1座

0.02

2.6

钢混

综合工房

25m

1座

0.08

2.0

砖混

土方开挖

150m

1座

0.002

0.3

合计

5.3

注：

土建工程为估算价格，以当地的实际价格为准。

表2工艺设备投资概算表

序号

名称

规格

数量

单位

单价

（万元

合价匸）（万元

备注

一体化脱硫塔

①1.9mx11m

座

11.00

含防腐、喷淋等

序号

名称

规格

数量

单位

单价

（万元

合价己）（万元

备注

循环泵

5.5kw

台

1.60

4.80

搅拌机

5.5kw

台

0.80

操作平台

套

1.50

含防腐、爬梯等

填料

塑料环状

5.1

0.1

0.51

电控柜系统

套

3.00

PLC控制

管道阀门等

国标

套

1.50

不含烟气管道

电线电缆

国标

套

1.00

小计

24.11

表3工程总投资概算表

序号

项目名称

构成方式

费用

（万元）

备注

——一

土建部分

5.30

业主自建

二

工艺部分

24.11

三

安装工程

（二）X10%

2.41

四

直接费合计

（一）+

（二）+（三）

31.82

五

技术服务费

1.90

工程设计费

（四）X3%

0.95

工程调试费

（四）X3%

0.95

六

工程税金

［（四）+（五）］X3.5%

1.18

七

工程总造价

（四）+（五）+（六）

34.90

八

新源公司部分

（七）-

（一）

29.60

扣除土建部分

第七章运行费用分析

7.1电耗

序号

名称

数量

总装机功率

（kw）

运行功率

（kw）

日运行时间

（h）

日总耗电量

（kwh）

循环泵

16.5

396.0

搅拌机

5.5

0.5

2.7

其它

1.0

12.0

小计

23.0

410.7

工程总装机容量23kw,运行功率约23kw,日总耗电量410.7kwh,处理每1万方烟气耗电5.7kwh/万m烟气，处理每吨SQ耗电114kwh/吨SQ,电价按0.7元/kwh计。

每日电费：

5.7kwh/万nix3万m3/hX24hx0.7元/kwh=287.3元/d处理每吨SO2电费：

Pi=114kwh/吨SQX0.7元/kwh=79.8元/吨SQ7.2人工费

工程自动化程度较高，只需安排工人兼职运转，人工费为：

600元/月。

P2=5.6元/吨SQ

7.3药剂费

氧化镁粉（MgQ含量为85%）的单价按600元/吨计，石灰粉（Ca（QH）2含量为80%）价格按200元/吨计，脱硫效率为90%氧化镁利用率按80%计。

若不采用石灰粉再生法，则处理1吨SQ消耗0.91吨氧化镁粉。

则处理每吨SQ药剂费P3=600X0.91=546元/吨SQ

若采用石灰粉再生法，石灰粉利用率为80%氢氧化镁置换效率为80%则处理1吨SQ消耗氧化镁粉0.18吨，消耗石灰粉2.11吨。

则处理每吨SQ药剂费P3=600X0.18+200X2.11=530元/吨SQ

由此可见，药剂费是脱硫除尘处理的主要运行费用

7.4运行费用

不采用石灰粉再生法：

P=Pi+P2+P3=631.4元/吨SO采用石灰粉再生法：

P=R+R+P3=615.4元/吨SQ

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