可研报告 竖炉烟气脱硫项目可研报告 2word.docx

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竖炉烟气脱硫项目

可行性研报告

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第一章概述

第二章项目建设必要性

第三章建设方案

第四章能源影响

第五章环境影响

第六章投资估算

第七章社会效益

第八章经济效益分析

第九章项目进度计划

第十章结论

第一章概述

一.概述

1.1项目概况

项目名称：

10m2竖炉烟气脱硫项目

建设单位：

法人代表：

企业性质：

建设地址：

1.2设计依据

·各有关设计规范

《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）

《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）

《工业企业煤气安全规范》（GB6222-86）

《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）

《工业企业噪声控制设计规范》（GB50087-2003）；

1.3企业概况

1.4自然条件

本地区属暖温带大陆性季风气候，具有夏季炎热多雨湿润、冬季寒冷少雪干燥的特点。

年平均气温11.5℃，最高气温39.9℃，最低气温-25.7℃。

年平均风速2.86m/s,冬季平均风速2.1m/s，夏季平均风速1.8m/s。

全年主导风向N风，风频为9.11％，冬季以西北风为主，夏季多为南风，次主导风向为WSW，风频为7.81％，静风频率为15.18％。

近26年，年平均降水量在383.6～1031.6mm之间，降雨量集中在6～9月份，占全年降雨量的79.5%。

全区多年平均蒸发量1648.3mm。

河冻期12月至次年3月，冰厚0.3～0.5m。

冻土期11月下旬至次年3月，最大冻结深度0.6～0.8m。

室外采暖计算温度-9℃

室外通风计算温度冬-4℃

夏29℃

室外空调计算温度冬-11℃

夏33.4℃

室外计算相对湿度冬53%

夏78%

室外风速冬2.6m/s

夏3.1m/s

大气压力冬1020.6hPa

夏999.9hPa

采暖期天数129天

该地区抗震设防烈度为7度。

第二章项目建设必要性

一.项目建设的必要性

随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，环境污染问题也越来越受到社会各界的关注。

国家对钢厂烟尘排放的标准不断提高。

另外,国家环境保护“十二五”规划提出,“加强工业烟气粉尘及有害物质的控制,对钢铁、有色、火电、建材等重点行业实施重点防控”。

河北唐山地区要求更加严格，按照唐山市172号、迁安市230号文件，关于大气污染防治工作的决策部署，以“五个行业”污染治理攻坚作为优化产业结构、淘汰落后产能、改善空气质量的重要抓手，以加快推进“五个行业”脱硫、脱硝、除尘大气污染治理工程建设为重点，已建立信息化管理体系为手段，按照早动工早见效，提前完成有奖励的原则，强化企业主体责任和部门监管责任，完善政策措施，加强科技治污防污能力，实现五个行业污染防治水平的全面提升，随着环保要求的不断的提高，对现有钢铁冶金企业颗粒物排放标准限值越来越严格。

在这种严格的环保标准要求下，随着企业对设备进行扩容，目前除尘系统及脱硫系统已经无法满足排放达标的要求。

节能减排是我国的一项基本国策。

对钢铁行业，重点是削减粉尘、SO2排放量，因此需要对钢铁厂烟气进行脱硫除尘处理。

二.建设范围

2.1.本次技术范围：

●10m2竖炉脱硫系统：

1台

2.2.设计内容

本可研为以上生产设备的所有脱硫系统设计，其间所有设备设施包括运输通道的设计、供货、施工、安装以及调试工作，包括厂房内涉及的旧有设备设施拆除、利旧。

2.3.设计原则

（1）脱硫工艺采用成熟工艺。

除尘及脱硫效率满足当前国家排放标准和地方环保局的要求，设备要长期稳定运行，在国内外应用较多；

（2）合理利用厂区现有设施及空地，优化系统的布置；

（3）系统的设计尽可能降低对原有设备的影响；

（4）脱硫剂有稳定可靠的供货渠道，价格低廉，保证质量；

（5）投资造价低、运行成本低、风险低；

第三章建设方案

3.1.性能要求

（1）整套脱硫系统阻力要求小于≤1000Pa；

（2）竖炉系统脱硫效率≥92%，烧结系统脱硫效率≥95%；

（3）脱硫烟气SO2含量≤100mg/Nm3，经除雾器后烟气含水量≤75mg/Nm3；

（4）脱硫系统可利用率95％以上，系统稳定连续运行时间≥8000小时/年；

（5）设备及管道运行中溢流、冲洗和清扫过程中产生的废水收集在水池内，然后送至吸收塔系统中重复利用，无废水排放；

（6）脱硫塔运行可靠，不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内部沉积和结垢；

（7）脱硫塔应不影响机组的安全、稳定运行，不影响效率。

3.2.烟气工况参数及技术指标

3.2.1竖炉烟气

3.2.1.1竖炉烟气特点：

（1）烟气温度较高，随工艺操作状况的变化，烟气温度取热态为80℃；

（2）烟气挟带粉尘多，含有金属、金属氧化物或不完全燃烧物质等；

（3）含SO2平均浓度较低，根据原料和燃料差异而变化，一般在1000～2000mg/Nm3，现取1200mg/Nm3；

根据竖炉烟气特点，设计采用合适的净化装置；方案应保证脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小等要求。

3.2.2.2竖炉烟气工况参数

竖炉烟气量：

300000m3/h（烟气出口温度：

80℃）

标况烟气量：

230000m3/h

烟气含硫量：

1200mg/Nm3

3.2.2.3烟气处理指标

烟气含硫量：

≤100mg/Nm3

脱硫效率：

η≥92%

3.3脱硫方案比较与选择

3.3.1脱硫技术介绍

国内外目前研究开发和商业应用的烟气脱硫技术已有百余种。

按脱硫方法来分主要有湿法、半干法、干法；按脱硫剂分主要有氨法、钙法、镁法、钠法、海水洗涤法等。

现介绍几种应用较广的脱硫方法如下：

3.3.1.1湿法脱硫技术

1）石灰/石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰/石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰作为脱硫吸收剂。

当采用石灰作为吸收剂时，石灰粉经破碎处理后加水搅拌制成吸收浆液。

在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，最终产物为石膏。

脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放。

此工艺脱硫剂利用充分，并且脱硫剂来源丰富，价格较低，副产品石膏利用前景较好，脱硫效率可达95%以上。

石灰/石膏湿法是目前世界上技术最为成熟、应用最广的脱硫工艺。

不过，此工艺设备存在一定的结垢现象，防腐方面的研究也有待加强。

该工艺的流程图见下图。

图3.1石灰/石膏湿法烟气脱硫工艺流程图

2）海水烟气脱硫工艺

海水洗涤法（SWW）脱硫技术采用未处理的海水洗涤烟气，利用海水的天然碱性来中和二氧化硫。

洗涤后，所用海水利用空气处理，以减少它的化学需氧量和降低酸性，然后将之排入大海。

该工艺的主要优点为不需要固体吸收剂作为反应剂，运行成本低；其最明显的缺点是仅局限于沿海地区使用。

采用该技术，在燃料含硫量低于1.5%的情况下，脱硫效率高（最高达98%），但在二氧化硫含量更高的情况下，海水的耗量将明显增大，从而使投资成本和生产成本显著增加。

该工艺的流程图见下图：

图3.2海水烟气脱硫工艺流程图

3）氨法脱硫工艺

氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2。

氨法脱硫，反应速度快、吸收剂利用率高、脱硫效率高，相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。

脱硫副产品硫酸铵的销售收入能大幅度降低运行成本。

工艺流程：

烟气经除尘后进入脱硫系统原烟道，在预洗塔内烟气经过喷淋初步降温、除尘、初级脱硫后进入吸收塔。

在吸收塔内烟气经喷淋洗涤，烟气中SO2与喷淋液中吸收剂反应，完成二氧化硫的脱除，净化后的烟气进入烟囱排放。

吸收塔内洗涤后的浆液主要为浓度较高的硫酸铵溶液，硫酸铵溶液可以直接销售给化工厂，也可以经过浓缩，离心分离，干燥后，获得较纯净的硫酸铵固体，在干燥床烘干后由自动装袋机包装后销售。

整个系统无废水、废气。

氨法脱硫的缺点在于氨水本身具有较强的挥发性和较强的刺激性臭味、并有渗透性、腐蚀性，需采取相应的防爆、防泄漏、防腐蚀措施；副产物硫酸铵易溶于水，在硫酸铵滞销时，堆放和贮存问题难以解决，并形成二次污染。

3.3.1.2半干法脱硫技术

1）旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺

旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺也是目前应用较广的一种烟气脱硫技术，其工艺原理是以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的二氧化硫发生化学反应生成CaSO3，烟气中的二氧化硫被脱除。

与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。

脱硫产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来，可以在筑路中用于路基。

脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。

为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行循环利用。

此工艺脱硫效率在70%左右。

2）循环流化床锅炉脱硫工艺（锅炉CFB）

循环流化床锅炉脱硫工艺是近年来迅速发展起来的一种新型煤燃烧脱硫技术。

其原理是燃料和作为吸收剂的石灰粉送入燃烧室中部送入，气流使燃料颗粒、石灰粉和灰一起在循环流化床强烈扰动并充满燃烧室，石灰粉在燃烧室内裂解成氧化钙，氧化钙和二氧化硫结合成亚硫酸钙，锅炉燃烧室温度控制在850℃左右，以实现反应最佳。

该工艺的反应机理为：

S+O2→SO2

CaCO3→CaO+CO2

Ca+SO2→CaSO3

反应的Ca/S达到2.0左右时，脱硫率可达90%以上。

3.3.1.3干法脱硫技术

电子束烟气脱硫工艺（EBA法）

电子束烟气脱硫工艺是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。

工艺流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。

锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。

烟气的露点通常约为50℃，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生任何废水。

通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。

然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。

该工艺的反应机理为：

N2、O2、H2O→·OH、·O、H2O·、N·

SO2+2·OH→H2SO4

SO2+·O+H2O·→H2SO4

NOx+·O+·OH→HNO3

H2SO4+NH3→（NH4）2SO4

HNO3+NH3→NH4NO3

反应所生成的硫酸铵和硝酸铵混合微粒被副成品集尘器所分离和捕集，经过净化的烟气升压后向大气排放。

目前成都热电厂和日本荏原制作所合作建造了的电子束脱硫工艺装置，该装置的处理烟气量为300,000Nm3/hr，二氧化硫的浓度为5148mg/m3，设计脱硫率为80%。

目前，该工艺装置已投入运行，运行的稳定性及设备状况均较佳。

该工艺的流程图见下图。

图3.3电子束烟气脱硫工艺流程图

3.3.2脱硫工艺选择

脱硫工艺比较表

工艺

脱硫效率

脱硫剂

成本

二次污染

副产品

备注

石灰/石膏法

高95%

石灰

较低

无

石膏

可制石膏回收利用

海水洗涤法

中等80%

海水

较低

无

——

受地域限制较大

氨法

高95%

氨水

高

氨水污染

硫酸铵溶液

适用高浓度SO2回收，容易造成污染

旋转喷雾半干法

中等70%

石灰

中等

无

——

工艺不成熟，不易利用

循环流化床法

较高90%

石灰粉

中等

无

——

副产物成分复杂，效率不高

电子束烟气法

中等80%