t锅炉脱硫技术方案.docx
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t锅炉脱硫技术方案
t锅炉脱硫技术方案（总10页）
75t/h煤粉炉烟气脱硫
（湿式钙法）
技
术
方
案
3×75t/h煤粉炉烟气脱硫工程
1总则
1）本技术方案适用于中盐吉兰泰盐化集团制碱事业部3×75t/h煤粉炉烟气脱硫工程，根据环保要求，结合业主实际情况及业主方要求，对中盐吉兰泰盐化集团制碱事业部3×75t/h煤粉炉烟气脱硫工程编制本技术方案。
本技术方案设计为三炉三塔湿式钙法法脱硫工艺，脱硫效率达到98%以上，能够满足国家现有的相关安全、环保等强制性法规、标准的要求，并具有前瞻性。
2）本技术方案的内容是按3×75t/h煤粉炉脱硫系统编制。
其中脱硫岛主要包括浆液制备及输送系统、烟气系统、SO2吸收系统、工艺水系统、副产品处理系统，脱硫岛外辅助系统主要包括向脱硫岛的供电、供水、供气及结构建筑工程部分。
3）脱硫装置是完整的、安全的、经济的、可靠的。
脱硫装置按20年寿命设计。
所提供的设备是最新技术。
4）本工程设计根据目前国内同类型锅炉烟气脱硫项目的经验，并结合本工程的实际情况，原则上设备及材料国内采购，关键设备进口。
5）脱硫岛整体设计布局紧凑、合理、系统顺畅，运行经济，节省占地，节省投资，脱硫工艺流程合理，并缩短各种工艺管线，，及维护和检修的方便。
6）贯彻节约用水的原则，减少水量消耗。
7）工艺系统设计和设备技术先进、安全可靠与锅炉100%同步运行。
8）系统年利用小时数按8400小时考虑（24小时350天）。
2概述
2.1项目概述
中盐吉兰泰盐化集团制碱事业部现有75t/h煤粉炉三台，从锅炉烟囱排出的废气含有SO2、氮氧化物、粉尘等既影响操作区环境，又污染大气，根据环保有关规定，SO2、颗粒物等污染物排入大气必须达标排放。
河北华强科技开发有限公司对业主方提供的锅炉相关数据资料进行了认真分析，根据业主的实际情况和具体要求，，结合我公司的技术优势，采用湿式法烟气脱硫工艺的技术方案，脱硫系统采用三炉三塔设计方案。
我公司引进国外先进、可靠性高、技术成熟的喷淋空塔烟气脱硫工艺，对该技术进行深入的研究、消化，并在工程实践中不断优化和完善该工艺，比如脱硫塔烟气均流装置已形成了具有自身特色的高效脱硫技术工艺。
2.2脱硫系统概述
2.2.1本工程为脱硫塔改造工程，我公司根据贵公司提供的数据设计如下方案：
1）炉内喷钙脱硫+炉外半干法脱硫（原有设备），炉内喷钙脱硫效率50%，炉外半干
法脱硫效率80%，贵公司提供的数据为：
SO2初始浓度为4500mg/Nm3，脱硫后净
烟气SO2浓度为150mg/Nm3。
4500mg/Nm3*50%*20%=450mg/Nm3，故这种改造方
式不能达到脱硫要求。
2）炉外半干法脱硫（原有设备）+冲渣水脱硫，贵公司提供的冲渣水数据为170m3/h，
如此水量只能让SO2浓度为4500mg/Nm3脱硫至2600mg/Nm3左右，而半干法脱硫
（原有设备）脱硫效率为80%，即2600mg/Nm3*0.2=520mg/Nm3，故这种改造方式
亦不能达到脱硫要求。
3）湿法（石灰-石膏法）烟气脱硫装置，此法烟气脱硫是现今用途最广、工艺最成
熟、脱硫效率较高的一种脱硫工艺，在合适液气比的情况下可达到98%以上。
按
SO2浓度为4500mg/Nm3计算，4500mg/Nm3*0.02=90mg/Nm3，完全满足环保要求。
2.2.2本工程为在75t/h煤粉炉引风机出口烟道至主烟囱间建设烟气脱硫装置。
脱硫入口烟气接自煤粉炉引风机出口经烟道至脱硫塔，经过脱硫后，净烟气通过塔顶烟囱排放，新标准规定系统不设旁路系统。
2.2.3本工程建设内容为烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂输贮及制备系统、副产物系统、检修起吊设施、废水处理系统、烟囱防腐、给排水系统、热力系统、供配电系统、仪表及控制系统、通信及火灾自动报警系统、结构建筑、总图及运输等保证脱硫系统正常运行的全部设施。
2.3总体设计原则
本装置采用三炉三塔系统配置。
烟气脱硫效达98％以上。
按照《工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）的规定和中盐吉兰泰盐化集团制碱事业部的要求，烟气脱硫后达到如下指标：
SO2<150（mg/Nm3）烟尘<50（mg/Nm3）
脱硫工艺系统主要由吸收浆液制备及输送系统、烟气系统、SO2吸收系统、工艺水系统、脱硫副产品处理系统、电气控制系统、滤液处理系统组成。
烟气进入吸收塔进行脱硫。
脱硫后的净烟气通过塔顶烟囱或者经原烟囱排放至大气。
2.4设计主要标准和规范
序号
规范名称
规范版本号
1
《工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范》
HJ462-2009
2
《中华人民共和国环境保护法》
1989.12
3
《大气污染物综合排放标准》
GB16297－1996
4
《工业窑炉大气污染排放标准》
GB9078-1996
5
《酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案》
环发（1997）634号
6
《环境空气质量标准》
GB3095-2003
7
《火电厂烟气脱硫工程技术规范》
HJ/T179-2005
8
《污水综合排放标准》
GB8978-1996
9
《工厂企业厂界噪声标准》
GB12348
10
《恶臭污染物排放标准》
GB14554-03
11
《建筑设计防火规范》
GBJ16-87
12
《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》
HGJ229-91
13
《工业设备及管道绝热工程设计规范》
GB50264-97
14
《污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪技术要求》
HJ477-2009
15
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB50058-92
2.5设计参数
2.5.煤粉炉烟气参数
序号
名称
单位
75t/h煤粉炉
备注
1
工况烟气量
m3/h
159000
引风机风量
2
排烟温度
℃
140
3
标况烟气量
Nm3/h
_
4
烟气SO2含量
mg/Nm3
取4500计算
5
烟气烟尘含量
mg/Nm3
50
6
年运行时间
小时
8400
350天计算
序号
名称
数值
1
氧化钙%≥
85
2
二氧化硅%≤
6.0
3
氧化镁%≤
4.0
4
细度（10%筛余）
200目
（1）电源：
220/380V±10%（单相/三相）；频率：
50Hz±2%。
（2）蒸汽：
0.6～0.8MPa（表压）
（3）原水：
在界区处的工作数据
—温度：
地下水;
—绝压：
≥0.4MPa;
—经过滤，无泥砂、腐蚀性物质和有机物。
3脱硫工艺说明
3.1湿式钙法脱硫工艺介绍
3.1.1原理
湿式钙法脱硫工艺是一种利用碱金属钙的氧化物。
氢氧化物作为SO2的吸收剂，净化处理烟气的工艺。
系统主要由吸收剂制备系统、二氧化硫吸收系统和烟气系统组成。
来自除尘器的烟气经过升压后经原烟道挡板门后进入吸收塔，在吸收塔内进行SO2的脱除。
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。
SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。
为了维持吸收液恒定的pH值并减少石灰耗量，石灰浆液被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰在浆液中的均布和溶解。
3.1.2化学过程
1）SO2+H2O→H2SO3吸收
2）Ca（OH）2+H2SO3→CaSO3+2H2O中和
3）CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化
4）CaSO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O结晶
5）CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O结晶
6）CaSO3+H2SO3→Ca（HSO3）2pH控制
同时烟气中的HCL、HF与Ca（OH）2的反应，生成CaCl2或CaF2。
吸收塔中的pH值通过注入石灰石浆液进行调节与控制，一般pH值在5.5～6.5之间。
本工程脱硫系统由烟气系统、喷淋反应塔吸收系统、氧化钙制浆系统、石膏回收系统、废水处理系统、工艺水系统、自动控制系统等组成。
氧化钙湿法脱硫工艺流程：
氧化钙粉经加水消化制成10～15%浓度的浆液，用乳液泵打入脱硫塔下部贮液槽中，再经循环泵打入喷淋系统，喷淋脱硫。
为了避免溶液饱和，塔底定期自动外排5%左右的脱硫废水，废水经处理后大部分循环回用，小部分达标后排放。
在我国，重庆珞璜电厂首次引进了日本三菱公司的石灰石—石膏湿法脱硫工艺，脱硫装置与两台360MW燃煤机组相配套。
机组燃煤含硫量为4.02%，脱硫装置入口烟气二氧化硫浓度为3500ppm，设计脱硫效率大于95%。
该工艺的流程图见下图。
详细脱硫除尘流程图见附图。
3.2工艺特点
（1）脱硫效率高。
湿式钙法脱硫工艺脱硫率高达98%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。
（2）技术成熟，运行可靠性好。
国外湿式钙法脱硫装置投运率一般可达98%以上，由于其发展历史长，技术成熟，运行经验多，因此不会因脱硫设备而影响设备的正常运行。
特别是新建脱硫工程采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。
（3）吸收剂资源丰富，价格便宜。
作为湿式钙法脱硫工艺吸收剂的石灰石，在我国分布很广，资源丰富，许多地区石灰石品位也很好，碳酸钙含量在90%以上，优者可达95%以上，制得石灰价格也低廉。
运行费用低。
（4）脱硫副产物便于综合利用。
湿式钙法脱硫工艺的脱硫副产物为脱硫石膏。
在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨和350万吨左右，基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂。
脱硫副产物综合利用，不仅可以增加厂效益、降低运行费用，而且可以减少脱硫副产物处置费用，延长灰场使用年限。
（5）技术进步快。
近年来国外对石灰-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断的改进，如吸收装置由原来的冷却、吸收、氧化三塔合为一塔，塔内流速大幅度提高，喷嘴性能进一步改善等。
通过技术进步和创新，可望使该工艺占地面积较大等问题逐步得到妥善解决。
（6）占地面积小：
锅炉现场虽然紧凑，但完全能够满足工艺设备布置。
（7）采用PLC模块控制，整套设备自动化程度高，操作简便，控制可靠，启停灵活。
4脱硫工艺计算（单台计算）
4.1处理烟气量
引风机风量：
159000m3/h
4.2SO2原始排放浓度
本设计浓度为4500mg/Nm3
4.3脱硫效率
本脱硫系统的脱硫效率应不低于η，以满足排标要求：
η≥（4500-150）/4500×100%=96.6%
4.4生石灰粉耗量、年脱硫量、石膏年产量
由3.1.2可简化成化学方程式：
SO2+2H2O+Ga0+1/2O2=GaSO3·2H2O
3256156
6010XY
每小时石灰耗量：
G石灰h=（103*6010*56/32）/8400h/85%=1473kg/h
石灰年耗量：
G石灰a=6010*56/32/85%=12375t/a
年脱硫量：
GSO2=159000m3*0.0045kg*8400h*10-3=6010t/a
石膏年产量=（6010*156/32）*1.1=32230t/a
4.5脱硫反应循环液气比
取12～15L/Nm3
4.6Ca/S摩尔比
取1.05
4.710%CaO浆液量
每小时CaO浆液量：
G=1473/10%=14730kg/h
4.8溶液循环流量
循环量G循环=1908～2385m3/h
4.9耗水量
每小时蒸发耗水量=0.6t
每年耗水量：
G=5040t
4.10电耗量
电耗量：
520kWh
5运行费用（单台系统）
5.1经济指标
电费：
0.65元/kWh
水费：
1.5元/吨
石灰：
300元/吨
石膏：
150元/吨
人员工资：
3.5万元/人·年
5.2脱硫运行成本
年运行时间按8400（24小时350天）小时计算：
运行费用统计表
序号
项目
单位
时耗量
每小时费用（元）
年耗量
计算单价
单位
年运行费用（万元）
1
电耗
kWh
520
338
4368000
0.65
元/kWh
283.92
2
水消耗
吨
0.6
0.9
5040
1.5
元/吨
0.756
3
石灰
吨
1.473
442
12375
300
元/吨
371.25
4
人工
人
9.00/3
-
-
35000
元/人·年
10.5
5
石膏
吨
3.837
575
32230
150
元/吨
483.45
6
年运行时间
小时
8400
7
总计（万元）
183.176
6建造费用
此方案采用一炉一塔式，塔身及内件采用玻璃钢材质，配有烟气系统、喷淋反应塔吸收系统、氧化钙制浆系统、石膏回收系统、废水处理系统、工艺水系统、自动控制系统等组成。
总计建造费用850万左右，具体费用需技术方案商定后而定。
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