砖厂烟气除尘脱硫项目设计方案.docx

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砖厂烟气除尘脱硫项目设计方案

砖窑烟气除尘脱硫项目

设

计

方

案

编制日期:

2018年7月18日

第一章概述

1.1项目概述

本方案适用于砖窑生产线烟气除尘脱硫改造，目前日均消耗热值12000-26000kcal的烟煤约为24吨，按基本含硫量按2%计算，总烟气量约为60000-70000m3/h,，排烟温度70℃-90℃。

烟气中烟尘含量较高。

根据环保要求和本地脱硫剂供应情况，拟采用钠钙双碱法脱硫工艺对砖窑炉烟气进行除尘脱硫处理。

1.2主要设计原则

1.根据现有实际情况，尽量减少工作量，优先解决现况难点。

2.烟煤含硫量按的2.0%计，作为脱硫装置设计基础数据。

3.脱硫效率：

脱硫工艺设计效率90%以上。

4.吸收剂石灰浆液采用外购的生石灰公司内制成，NaOH采用袋装固体碱。

5.通过工艺计算确定塔体和设备参数。

6.根据现场情况设置脱硫装置，选择合理位置综合布置，尽量使布置紧凑，减少占地面积，节约投资成本。

第二章工程概况

2.1厂址概况（清远绿由环保污坭红砖厂）

2.2燃煤及用水

2.3.1煤质与煤种

目前企业在生产中烟煤平均含硫量在2%左右，砖炉窑耗煤量约1.5吨/小时，二氧化硫转化率为80%，每小时产生二氧化硫量为：

1500×2%×2×80%=48kg/h

:

2．4经本公司工程项目设计部工程师几位现埸考察了解.清远绿由污坭红砖厂为双窑干式旋烧法.          

2.5随着工业经济不断发展/世界环境日益恶化.尤其是随着发展中国的工业化进程的不断推进\排向大气的污染物绝对量快速增长.燃煤所排放烟气中的二氧化硫是造成大气污染的主要因素之一./它不仅能造成酸雨危害人类.现在大气污染问题以成为了全民关注的问题.因此燃煤砖厂烟气脱硫行业是承担十二五’规划减排任务的主要力量.由于污坭砖厂使用过程中燃烧所产生中含有大量的二氧化硫等酸性物质.所以如何去除尾气中所含的污染物就成为环保环门极为关注的问题.深圳翰唐环保科技的主要服务对象就砖瓦窑厂以及锅炉使用厂家.对清远绿由污坭红砖厂有几条建议.对于脱硫的应用和其表示的效果方式.都是根据其本身不同的技术所呈现出来的效果.所以对于砖厂脱硫技术的应用问题.我们做一下分析.根据多种的脱硫工艺在砖厂脱硫应用效果.通过对国内处电厂.砖厂.的脱硫技术以及国内行业引进脱硫工艺试点丁情况的分析研究.目前脱硫方法一般可划分为.燃烧前脱硫.燃烧中和燃烧后脱硫等3类..其中燃烧后脱硫.又称烟气脱硫[FIUe...gas..desuifuyizatioc]简称FGD技术,建议贵司安装湿式脱硫塔脱硫处理.在各类的状态下脱硫和处理脱硫产物使用该技术具有脱硫反应速度快.设备简单.脱硫效率高等优点.

2．6对于脱硫塔.在加工的过程中.使用频率和工作时间.基本上都是保证在一致的状态当中.选择通用性的工业设备.可以保证连续24小时的进行工作.在选择的同时.判断除尘器在露天可以真正的进行使用.根据易燃易爆的工作状况以及安全等级来进行相关的防爆工业除尘器划分.看一下在这方面是否有需求.

2.7湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液湿状态下脱硫和处理脱硫产物.公司所生产的砖厂脱硫塔.锅炉脱硫塔吸收塔.酸雾净化塔等的主要作用就是去除这些废气.机械除尘方式主要有以下二种.第一种是电除尘器入口处安装惯性分离器.进行预除尘或是直接利用电除尘器气流分布板作预除尘.第二种是在脱硫塔和脱流电除尘器之间设置高效旋风除尘器入口水平相连.设备除脱硫效率耗水量小.可采用氢氧化钠.工业碱性废水科学独特的脱水器.节能降耗.

1.选用先进技术.经济合理的处理工艺.尽量减少工程投资.

2.精心布设系统的流程.尽量减少运行过程的物耗及能耗.降低运行成本.

3.处理系统运行稳定.运行管理便利.符合操作人员素质要求.

4.采用最新阻燃聚丙烯[PP]材料生产的设备.先进可靠.耐腐防磨.

5.尽量减少建设用地.避免二次污染.烟气循环流化脱硫技术有如下特点.由于床料循环利用.延长了固体吸收粒子停留时间.提高了吸收剂的利用率.增大脱硫效率.

6.脱硫效率高[如对硫份3%以上的煤.也能达到95%的脱硫效率]在相同的脱硫效率下.与传统的半干法比较.吸收剂可节省30%以上.流化床脱硫反应.固体吸收剂与S02间的传热.传质表面积非常大.脱硫反应强烈.运行简单可靠运行温度在烟气露点以上.阻燃聚丙烯脱流塔不需防腐.

7.负荷在30%-90%范围内波动.脱硫效果仍能满足.

8设备结构坚固.循环脱流塔反应器不需要很大的空间.占地面积小.

9脱硫产物以固态排放.便于处置.可实现大型化.投入产出比较高.脱硫与烟气酸钙.S02吸收净化过程.处理的是低浓度S02烟气.烟气相当可观.要求瞬间内连续不断地高效净化烟气.因而S02参加的化学反应应为极快反应.它们的膜内转化系数值较大.反应在膜内发生.因此选用气相为连续相.湍流程度高.相界面较大的吸收塔作为脱硫塔和脱硫除尘器比较合适.设备不漏风.不渗水.不结垢.不堵塞.保证排烟.排水畅通.这种设备靠谱耐用.而且能够很好的完成脱硫工作.给砖厂减轻了很大的负担.成熟产品在操作规范前情况下维修率几乎等于零.在顺流脱硫塔中液滴浓度随距离[离喷淋层]的降低而持续降低.在逆流脱硫塔中.则随高速高速液滴初始速度增加而增加.随低速液滴初始速度减小而减小.局部浓度随距离的增加.气速的降低阻燃.PP砖厂脱硫塔的阻力小烟气从筒体下部自然引入.截面大风速小.因此烟气阻力小.系统阻力为600/660pa[实测]阻力不超过900pa由于阻力小.消耗动力也小.加之排出水经过沉淀.封闭循环使用.一方面节约水资源.另一方面防止污水流入下水道.造成二次污染确保本项目投产后符合职业安全卫生的要求.保证职工的安全健康.系统内的设备.仪器仪表.材料按照招标文件的要求均采用技术领先.性能可靠的国内外一线品牌/保证质量按现实情况结合.贵司紧急恢复生产.经双方协定.先行施工脱硫塔部份正常生产后.再施工除尘.除臭设备.

2.2.2水源与水质

业主提供。

2.3主要设备参数

2.3.1砖窑炉参数

窑炉主要技术参数如下：

表2.3-1砖窑主要技术参数

序号

项目

单位

设计参数

1

烟煤耗量

t/h

1.5

2

排烟温度

℃

220-70

3

锅炉烟气量

M3/h

60000-70000

4

烟气初始含尘量

mg/m3

150-180

5

烟气中SO2浓度

mg/Nm3

600-733

第三章脱硫工艺原理

3.1双碱法脱硫工艺原理

本项目采用成熟的钠钙双碱法脱硫工艺进行脱硫设计。

双碱法湿法工艺是以钠碱为脱硫剂，用钙碱再生的脱硫工艺，该工艺系统简单，适应性好，脱硫效率高，其主要脱硫机理具体反应如下：

系统启动阶段，脱硫塔内吸收液中加入氢氧化钠，发生如下反应：

首先二氧化硫融入吸收液中：

SO2+H2O=H2SO3

（1）

生成的亚硫酸再与吸收液中加入的氢氧化钠进行中和反应：

2NaOH+H2SO3=Na2SO3+2H2O

（2）

如果烟气中二氧化硫浓度过高，生成的亚硫酸钠溶液可以进一步吸收二氧化硫：

Na2SO3+H2SO3=2NaHSO3（3）

在以上主反应发生的时候还会有以下副反应发生：

Na2SO3+1/2O2=Na2SO4

当加入NaOH之后，反应

（2）为主要反应，系统在启动一段时间内氢氧化钠成分消耗完毕，然后开始反应（3），pH值缓慢下降，当PH值下降到5.5以下时（表明溶液中主要成分为NaHSO3和Na2SO4）将吸收液排出塔体进入再生池进行再生

再生阶段：

首先在浆液制备池中加入CaO和水生成石灰浆液：

CaO+H2O=Ca（OH）2（4）

然后通入再生池中发生下列反应

2NaHSO3+Ca（OH）2=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O（5）

脱硫塔内部分Na2SO3被氧化生成的Na2SO4于再生池中发生以下反应：

Na2SO4+Ca（OH）2=2NaOH+CaSO4↓（6）

氧化阶段

生成的亚硫酸钙进入氧化池氧化

CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O=CaSO4·2H2O↓（7）

产生的CaSO4·2H2O经过沉淀池沉淀和脱水，形成最终产物石膏，最后装车外运进行产物综合利用。

3.2双碱法脱硫工艺特点

吸收剂采用Na2CO3或NaOH，主要作为塔内中间脱硫剂，再生剂采用石灰或熟石灰，采用塔外再生工艺，不会在塔内壁、管道、除雾器通道产生石膏晶体而发生结垢现象，影响系统正常运行。

反应产物同普通石灰石石膏湿法方案一样均为二水硫酸钙（石膏）

脱硫效率高，可达90％以上

脱硫剂利用率大于95％

我公司已经在多个项目上已经应用成熟的湿式除尘法+喷淋雾化脱硫工艺技术。

较之其它脱硫工艺，该工艺具有以下优点：

具有最佳的性价比。

该工艺技术与国内外其它脱硫技术相比脱硫效率达到90%以上，而且液气比远远低于其它钙法技术。

具有工艺流程简单，投资省、综合运行成本低的特点。

脱硫后的烟气SO2排放可以在高浓度情况下完全满足环保排放要求，并且烟气含尘量进一步减少；

技术成熟，运行可靠性高。

该工艺技术烟气脱硫装置投入率为90%以上，系统主要设备很少发生故障，因此不会因脱硫设备故障影响正常生产系统的安全运行；

对操作弹性大，对煤种变化的适应性强。

该技术用碱液作为脱硫剂，工艺吸收效果好，吸收剂利用率高，可根据炉窑煤种变化，适当调节PH值、液气比等因素，以保证设计脱硫率的实现；

再生池和沉淀池分离在塔外，大大降低塔内和管道内的结垢机会；

钠碱循环利用，损耗少，运行成本低；

正常操作下吸收过程无废水排放；

石灰水易沉淀分离，可降低水池的投资；

脱硫渣无毒，溶解度极小，无二次污染，可考虑综合利用；

钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，可降低液气比，从而既可降低运行费用，又可减少水池、水泵和管道的投资；

石灰作再生剂（实际消耗物），运行成本低。

可以用废碱液作为脱硫剂，进一步降低成本。

工艺简单，比较适用于中小型工业砖窑配套使用。

相对于传统湿法脱硫工艺，双碱法脱硫工艺液气比只有石灰石石膏法的1/3,电耗水耗较低。

第四章脱硫工程方案

本方案为砖窑脱硫装置改造方案，本方案设计充分考虑了现有场地条件和设备条件，全厂道路畅通以及脱硫区所有设备的安装、检修方便。

本工程中脱硫区分为主要系统和辅助系统两部分，主要系统包括吸收剂储存系统、烟气与吸收反应塔系统、循环浆液处理系统。

辅助系统包括电气及控制系统等，工艺水由全厂统一调配。

4.1吸收剂储存与供应系统

脱硫剂的储存与供应考虑的原则：

Ø考虑全厂场地配置、脱硫区域规划；

Ø从全厂的道路运输、水电供应、全面性规划、设计脱硫剂的储存与供应。

85%石灰通过一级消化和二级沉淀，制成石灰乳存入石灰浆液池。

30%纯度液碱供应采用密封罐车运送到厂，打入厂内的液碱罐，设置液碱泵，通过补充一定量的液碱来调整液碱的损耗，保证脱硫效果和塔内环境。

在脱硫塔附近设置浆液循环池，脱硫塔循环泵从循环池内抽取循环浆液向塔内喷淋洗涤烟气，洗涤后的浆液从塔底排出进入氧化再生池，通过再生氧化、一级沉淀除石膏、二级沉淀除去过量钙离子、循环液回到循环池再被循环泵抽取循环利用，沉淀下的石膏装车外运，综合利用。

脱硫效率为90%，Ca/S=1.1计，消耗石灰量列表如下：

表4.1-1脱硫石灰用量（T）

小时用量

日用量

年用量

85%纯度石灰

0.017

0.408

136

注:

1、日用量按24小时;年运行8000小时；

4.2烟气与二氧化硫吸收系统

SO2吸收系统该系统是FGD的核心，主要包括：

吸收塔喷淋洗涤系统、除雾系统。

喷淋层设在脱硫塔的中上部，脱硫塔循环泵均有自己的喷淋层。

每个喷淋层都由一系列喷淋嘴组成，其作用是将脱硫液进行细化喷雾。

一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对称排列，喷嘴就布置在其中。

喷嘴的这种布置安排可使脱硫塔断面上实现几乎完全均匀的喷淋效果。

在喷淋层后设有一级除雾系统，阻力低于200Pa，除雾器系统保证脱硫塔出口烟气中含水低于75mg/Nm3。

本脱硫工程配1座吸收塔，吸收塔为圆柱塔体，塔顶部配弯头及烟道接于原烟囱，全部为玻璃钢及PP-A材质，因为烟气含硫量较高，塔内烟气流速保持在3.0m/s以下。

4.3循环浆液处理系统

浆液处理系统的主要设备（设施）有循环池、循环泵、再生池、一级沉淀池、二级沉淀池等

由于吸收了二氧化硫，同时洗涤下烟尘，从吸收塔内排出的浆液主要成分为亚硫酸钠和飞灰，通过再生池再生作用，除去亚硫酸离子，再生液随产物经过沉淀池，回到循环池通过循环泵打入脱硫塔完成脱硫浆液的循环利用，其间自然损耗掉的碱通过液碱罐或添加袋装片碱来补充。

4.4电气系统

1．脱硫装置用电负荷的要求

根据工艺专业提供的负荷资料，砖窑炉脱硫装置的总用电负荷约为80KW，供电电压380V。

2．脱硫系统负荷分布及供电方案

2.3.3引风机参数

型号：

4-120-14C流量：

300000-600000m3/h转速：

960r/min

功率：

75KW压力：

10000-95000Pa

2.6大气污染物排放状况

生产过程中的污染物主要有：

（1）炉窑燃烧过程中产生的烟气，飞灰和残次品。

（2）各系统的运行过程中，各种机械设备运转及介质流动所产生的噪声。

因此对环境的影响主要表现在废气、烟尘、废渣及噪声。

工艺流程

废气源

碱性吸收池[三级六段处理]

二级除尘脱硫塔

引风机

无极磁感uv光解等离子臭氧净化器

反应箱

烟囱[达标排放