脱硫技术方案.docx

1、脱硫技术方案柏立化学有限公司5 X35t/h锅炉烟气脱硫项目技术方案第一篇 工程概况1、 工程概况柏立化学有限公司热电厂 5 台 35t/h 链条炉，按照环保 “三同时”的要求，锅炉烟 气脱硫设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产，本方案为烟气脱硫方案， 供建设方参考。第一种方案，采用两炉一塔、三炉一塔的布置方式，每塔可处理 3 台锅炉烟气。 脱硫工艺采用石灰 -石膏湿法烟气脱硫工艺技术， 采用石灰作为脱硫剂， 脱硫产物为石 膏，含量达 90%，可综合利用。脱硫塔为花岗岩，采用逆流喷淋空塔，脱硫过程较易 控制，脱硫渣石膏可利用。第二种方案，重建脱硫塔，布置有引风机后，采用两炉一塔、三炉一

2、塔的布置方 式，可处理 3 台锅炉烟气量，目前的双碱法系统不作改动。方案实施后，可全面提高脱硫系统的效率，彻底解决引风机带水的问题。如采用 石灰-石膏法，脱硫渣可以全部利用。本方案适用于柏立化学有限公司热电厂 5 台 35t/h 链条炉烟气脱硫工程，使用含 硫量2%的煤时，脱硫率不小于95%,二氧化硫排放浓度小于200mg/m3;粉尘排放浓 度小于 50mg/m3。2、设计条件2.1 环境条件2.2 厂址及电厂概况柏立化学有限公司热电厂位于山东省潍坊市2.3燃煤硫份： 2 %2.4主要设备参数蒸发量： 35t/h耗煤量： 6t/h烟气量： 90000m3/h烟气温度：140C二氧化硫浓度： 3

3、500mg/m32.5 脱硫剂： 石灰3、脱硫设计原则(1)脱硫项目的主体设备采用国产设备，考虑炉型、负荷、煤种、燃煤量、炉 后脱硫场地等方面因素，提出脱硫工艺改造方案。( 2)综合分析煤质情况，燃煤含硫量按 2设计。(3)设计脱硫率不小于95%，保证效率为 9%。( 4) 脱硫装置采用 PLC 上位计算机控制，同时考虑与主体工程的信号连接。( 5)因地制宜设计合理可靠的布置方案。( 6 ) 地震烈度： 7 度(7)SO2排放浓度小于200mg/Nm3,烟尘排放浓度小于 50mg/Nm3。(8)充分利用热电厂 75t/h 链条炉已建的设备、设施，采用最佳设计工艺并结 合热电分厂实际情况以达到降

4、低投资和运行成本的目的， 烟气脱硫项目总平面布置满 足热电分厂已有的场地安排。脱硫吸收塔布置在引风机后，正压操作，可避免风机腐 蚀。目前引风机压头有较大的余量，不需要增加脱硫风机。( 9) 脱硫渣最终达到含水率不大于 15%的石膏，综合利用或用汽车外运。( 10) 系统应具备自防护功能，当出现故障、烟气高温、厂用电消失等情况时， 系统能在最短时间内将烟气切换到旁路烟道，确保系统安全。( 11)系统 CRT 操作界面应能显示： 将在线监测数据引入脱硫自控系统， 系统出 口 SO2浓度、02含量、烟尘浓度、烟气流速、烟气进出口温度、烟气量等。( 12)承包商对系统功能设计、结构、性能、制造、供货、

5、安装、调试、试运行 等采用最新国家标准和国际标准。如果国家标准低于国际标准，则采用国际标准。同 时必须符合国家和山东省节能减排相关文件的要求。( 13)环境保护、劳动卫生和消防、防雷接地设计采用中华人民共和国最新国家 标准。( 14) 承包商提供设计、制造、安装、调试、试运行的规范和标准等清单。列 出制造厂家在选用材料、制造工艺、验收要求中所执行的标准清单。15)具体为(但不限于此) ：特种设备安全监察条例GB/T16507-1996 固定式锅炉建造规程JB/T1620-1993锅炉钢结构制造技术条件JB/T1621-1993工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件GB50273-1998工业锅炉安装工程

6、施工及验收规范GB 13223-2003火电厂大气污染物排放标准GB13271-2001锅炉大气污染物排放标准GB30951996环境空气质量标准GB30961993城市区域环境噪声标准GB/T5117-1995碳钢焊条GB50041-92锅炉房设计规范HJ/T179-2005火电厂烟气脱硫工程技术规范以上规范，若有新版本，以最新版本为准第二篇 石灰 -石膏法上海晓沃环保防腐工程有限公司2013 年 11 月 17 日1、石灰 -石膏法脱硫工艺柏立化学有限公司 5 台 35t/h 链条炉烟气脱硫工程采用石灰 -石膏湿法脱硫工艺， 采用喷淋空塔。将锅炉排放烟气引入吸收塔，通过含有石灰浆液的吸收塔

7、浆液喷淋洗 涤，从而脱除烟气中的SO2,以满足烟气SO2浓度排放要求。1.1系统组成及功能说明烟气脱硫工艺系统主要由以下分系统组成：石灰制浆系统、烟气系统、 SO2吸收系统、石膏脱水系统 、工艺水系统等。1.1.1 石灰制浆系统（1） 主要功能 将满足的石灰制备脱硫所需的浆液。（2） 工艺流程 系统运行时，为控制装置运行所需的石灰流量，采用密度计测定浆液密度，控制石灰粉、水的加入量，制备成所需要的浆液浓度。通过石灰浆液泵送入脱硫吸收塔参 与脱硫反应。要求的石灰浆液量通过浆液流量调节阀控制。1.1.2烟气系统（1） 主要功能 将锅炉原烟气引入喷雾吸收塔，将脱硫后的净烟气引入烟囱排放。（2） 工艺

8、流程 采用三炉共用一台吸收塔，引入吸收塔的锅炉烟气烟气管路进入吸收塔，处理后的烟气从吸收塔烟气出口排出。系统设置有旁路挡板、脱硫塔进口烟气挡板、脱硫塔 出口烟气挡板。采用百叶密封挡板门，减少漏风。两炉可同时运行、同时退出，分别 切换。1.1.3 SO2吸收系统（1）主要功能将引入的锅炉原烟气在吸收塔内通过吸收塔浆液的喷雾洗涤去除大量的 SO2,脱硫反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的氧化空气强制反应生成硫酸钙并在 浆池中结晶生成二水石膏。吸收塔脱硫率在设计煤种 BMCR 工况下可达 95%以上。（2）石灰脱硫进入吸收塔的石灰浆液在吸收塔浆池中溶解， 通过调节进入吸收塔的石灰浆液量 或吸收塔

9、排出浆液浓度， 使吸收塔浆池 PH 值维持在 4.55.5之间以保证石灰的溶解及 SO2的吸收。烟气在吸收塔内经过吸收塔浆液循环洗涤冷却并除去 S02。根据BMCR工况下烟气量以及烟气中S02含量，本FGD装置设置3台浆液循环泵，采用3层浆 液雾化喷淋方式，装置运行时，实际投运的循环浆液喷淋层数根据烟气负荷以及出口 S02浓度决定。脱硫后净烟气由装设于吸收塔上部的 2级除雾器除雾使烟气中液滴浓度小于75mg/Nm3。脱硫反应生成的反应产物经吸收塔氧化风机鼓入吸收塔浆液的氧 化空气强制氧化生成硫酸钙并结晶生成二水石膏， 主要成分为二水石膏的吸收塔浆液 由吸收塔排出浆液泵排出吸收塔。本工程吸收塔氧

10、化空气需要量为 Q=1000m3/h （25C ），设计中选择2台100%容量的氧化风机，1运1备。为防止吸收塔浆液中固体 物的沉积，设置 3台吸收塔搅拌器对塔内浆液进行扰动。在脱硫吸收塔中主要有如下 反应：石灰的溶解过程：Ca（OH）2+2H+ Ca2+ 2出0SO2的吸收过程：SO2+H2OH 2SO3H2SO3TH +HSO3-（低PH值时）（吸收区下部）+ 2-H2SO3 2H +SO3 -（高PH值时）（吸收区上部）Ca2+2HSO3 Ca（HSO3）22+ 2-Ca +SO3 t CaSQ反应产物的氧化：2Ca（HSO3）2+O2tCaSO4+2H2O2CaSO3+O2t2CaSO

11、4结晶生成石膏：CaSO4+2H2OtCaSO4.2H2O石灰由运输车辆运送到脱硫场地，进行调浆，然后由石灰浆液泵输送到脱硫塔底 部的反应池，参与脱硫反应。根据烟气进口温度、烟气二氧化硫含量调节冷却水流量、石灰流量，喷淋层水， 确保脱硫效果。当二氧化硫浓度较高时，要求液气比较高，这时调节较大的流量；当 二氧化硫浓度较低时，可采用较小的液气比。通过调节烟气冷却水、喷淋水的流量， 将烟气出口温度、烟气二氧化硫浓度 （脱硫效率 ）调整到一个最佳的运行状态。湿法工艺采用石灰（Ca（0H）2）作吸收剂，在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合， 烟气中的S02溶于水，与浆液中的氢氧钙反生成亚硫酸钙，然后在塔底

12、与鼓入的氧化 空气发生化学反应，最终反应产物为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时 借此维持吸收塔内浆液密度。由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该 工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率较高。（3） 吸收塔型式：逆流式喷雾吸收塔尺寸：D6m（浆池区）/D6m（吸收区）H27m浆池容积： 230m3吸收塔喷淋层数： 3 层除雾器级数： 2 级 设备功能：烟气在吸收塔内与大量的吸收塔循环雾化喷淋浆液逆流接触，从而去 除烟气中的 S 02和其他如 HCl、HF 等污染物。设备特性：吸收塔为逆流喷雾式，其吸收区直径根据烟气流速 w=3.5m/

13、s 确定， 浆池容积根据浆液停留时间和循环浆液量确定， 吸收塔循环浆液量的大小根据脱硫效 率、烟气量和烟气中S02浓度确定。烟气从吸收塔中下部的烟气入口进入吸收塔，在 吸收塔吸收区与吸收塔循环浆液逆流接触， 通过浆液的喷雾洗涤， 除去烟气中的 S02， 脱硫后的净烟气经过二级除雾后从吸收塔顶部的烟气出口引出， 脱硫反应产物进入吸 收塔浆池。脱硫反应产物在氧化区中被强制氧化成 CaS04，并在结晶区上部结晶生成CaSO4.2H2O。吸收剂浆液中的CaC03在结晶区下部溶解，由循环泵送至吸收区脱除 S02。吸收塔内与烟气和浆液接触的部件根据部件不同的安装位置及功能采用不同的 防腐蚀材料。吸收塔壳体

14、、内部支架采用衬玻璃鳞片、重要部位衬橡胶，喷淋母管喷 淋支管为FRP管，内衬加有耐磨成分的材料。（4） 吸收塔浆液循环泵流量：600m3/h扬程：20mLC/ 22mLC功率：75KW设备功能：输送吸收塔内SO2吸收所需循环喷淋浆液。设备特性：采用专业脱硫泵，吸收塔浆液循环泵输送最大含固量小于 20%的吸收塔浆液，采用性能曲线平缓的浆液泵，以保证浆液浓度的变化不致显著影响吸收塔喷 嘴进口压力。泵的壳体采用橡胶内衬，泵叶轮为耐浆液腐蚀和磨损的合金钢叶轮。（5） 塔体搅拌及枪式氧化管脱硫后反应得到亚硫酸钙产物，亚硫酸钙沉淀速度慢，对脱硫项目危害较大，在 沉淀前及时将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，硫酸钙结晶

15、生成二水硫酸钙，得到石膏产物。采用就地强制氧化工艺，氧化效率高。吸收塔底部-强制氧化工艺（6）氧化风机3流量：1000m/h（25C）压头：78KPa设备功能：提供反应产物强制氧化所需的氧化空气。设备特性：采用三叶罗茨鼓风机，效率高，噪音小。保证吸收塔氧化空气的流量、 压头的要求。1.1.4石膏浆液及脱水系统（1）主要功能将满足吸收塔浆液（主要成分为二水石膏）浓度要求的主要成分为石膏的吸收塔 浆液及时排出吸收塔并通过石膏浆液旋流站浓缩脱水， 再经过真空皮带脱水机二次脱 水得到含石膏脱硫渣。（2）工艺流程当 FGD 装置负荷不低于匹配的吸收塔浆液排出泵满足连续运行的负荷时（此时吸收塔浆液排出泵的

16、连续运行不会造成吸收塔浆液浓度低于 100g/l）,吸收塔浆液排出泵连续运行并将吸收塔浆液送至石膏浆液旋流站浓缩脱水， 旋流站溢流浆液返回吸收 塔，浆液浓度为 500g/l600g/l 的旋流站底流石膏浆液进入石膏浆液箱， 通过石膏浆液 泵（1 运 1 备）送至石膏浆液抛弃缓冲箱。 当 FGD 装置负荷低于匹配的吸收塔浆液排 出泵满足连续运行的负荷时且当吸收塔石膏浆液浓度小于 100g/l 时，吸收塔浆液排出 泵停运。当吸收塔石膏浆液浓度达到 120150g/l时，吸收塔浆液排出泵投运，石膏浆 液旋流站底流进入石膏浆液箱作为抛弃石膏浆液。在低负荷工况下，吸收塔浆液排出 泵是一种间断运行方式，其

17、启停信号主要取决于吸收塔浆液浓度。FGD装置来的含固量17%的石膏浆液15m3/h（设计工况），经过水力旋流器后石膏 浆液流量为5m3/h，采用真空皮带脱水机进行脱水，最后得到含水小于 15%的含石膏 的脱硫渣。事故浆池设计为当吸收塔需检修排空时可贮存部分吸收塔内浆池浆液作为 FGD 装置再次启动的石膏晶种，事故浆池（石膏浆液抛弃池）的有效容积为 30m3。当吸 收塔需要检修排空时，贮存在吸收塔内的多余浆液排至抛弃浆液缓冲箱再排至灰场。事故浆池设置一台石膏浆液返回泵，用于将事故浆池中的浆液送回吸收塔。 为防止固体在事故浆液箱中沉淀，设有搅拌器。1.1.5 工艺水系统（ 1 ）主要功能 提供除雾

18、器冲洗水、吸收塔补充水和氧化空气冷却用水等。制浆系统补充水由一 期脱硫项目提供。（ 2）系统流程为提高工艺水系统的适应性，本FGD装置除雾器冲洗水泵和工艺水泵分别设置， 各设两台（1运1备），其中除雾器冲洗水泵设计流量 Q=50m3/h，扬程H=60mH2O, 主要用于提供除雾器冲洗用水。设置过滤机冲洗水箱和冲洗水泵。PH测量装置用水、氧化空气冷却用水2、脱硫项目技术指标2.1脱硫技术指标一览表序号项目单位数据1设计处理烟气量（工况）万m /h9设计处理烟气量（标况）万 Nm3/h4.62设计条件下保证脱硫率%953年运行小时数h72004校核煤种年石灰（绝干）耗量（平均）吨15805校核煤种

19、年脱除SO2量（平均）吨13756设计条件下耗电量Kwh/h608工艺水耗量t/h42.2系统物耗分析2.2.1脱硫剂耗分析采用石灰，粒径为100目，氧化钙含量85%。系统SO2平均除出量为190kg/h, Ca/S为1.03,石灰耗量为220kg/h,2.2.2电耗分析三炉一塔，新增装机，3 X35t/h锅炉脱硫项目装机和消耗统计:序号设备名称数量单机容量KW运行容量KW备用容量KW需要系数Kx功率因素COS 0tg 0有功功率Pjs(KW)无功功率Qjs(kVAR)视在功率Sjs(kVA)运行电流Ijs(A)1旁路烟道档板门30.51.50.10.850.620.130.080.150.2

20、32进口烟道档板门30.51.50.10.850.620.130.080.150.233循环泵11757510.850.6263.7539.5375.01113.974循环泵21757510.850.6263.7539.5375.01113.975除雾器冲洗泵21515150.40.850.625.103.166.009.126侧入式搅拌机24.5910.850.627.654.749.0013.687氧化风机222222210.850.6218.7011.5922.0033.43合计19937159.2198.71187.32284.61系统总装机为236KW，备用功率为37KW，电耗为16

21、0KWh/h223工艺水耗分析在湿法石灰/石膏烟气脱硫工艺中，烟气中S02的脱除是通过烟气与浆液的喷淋洗 涤完成，因此，维持FGD正常运行要消耗大量的工艺水，工艺水除了 5%左右被石膏 带走、5%左右通过废水的形式排出外，其余 90%左右的水全部通过烟囱排入大气。 因此，FGD运行过程中需要不断补充工艺水以维持系统的正常运行。2.2.4运行成本分析每台炉脱硫FGD系统主要技术经济指标表（BMCR，设计煤质）序号指标单位小时耗量单价（元）小时费用（元）年量年费用（万元）1电耗kwh600.653943200028.082水耗t3.57310.7225729.57.723脱硫剂消耗石灰t0.223

22、5076.821580.255.314合计 ”91.115脱硫量t0.1911375.96脱硫成本元/kg0.667脱硫渣量t0.5664077.15工艺设备5.1设备清单序号设备名称规格型号单位数量工艺设备1烟气系统1.1FGD进口原烟气挡板型式：电动挡板；规格 :1000mm(W) X1200mm(H);框架材质： Q235-A ;叶片材质：Q235-A ;轴材质：Q235-A ;密封片和螺栓材 质：Q235-A ;全开到全关的关闭时间： 30秒;电机功率：0.75kW ;运行烟温：120 C；设计烟温：300 C；套51.2FGD岀口净烟气挡板型式：手动挡板；规格： 2000mm(W)x

23、 1500mm(H);框架材质：Q235-A ;轴材质：Q235-A ;密封片和螺栓材质：316L ;运行烟温：80 C ;设计烟温：300 C;套21.3FGD旁路烟气挡板型式：电动挡板；规格 :1000mm(W) X1200mm(H);框架材质： Q235-A ;叶片材质：Q235-A ;轴材质：Q235-A ;密封片和螺栓材 质：316L ;全开到全关的关闭时间： 800X2200,空气开关、塑壳开关和交流接触器为国 产优质产品；面12PC柜GCS抽屉型,600 X00 2201,空气开关、塑壳开关和交流接触器为国 产优质产品；面23MCC柜GCS抽屉型,600 X00 X2202,空气

24、开关、塑壳开关和交流接触器为国 产优质产品；面24现场控制柜现场控制，含大电机软启面25低压母线桥套16电缆低压电缆：ZRC-VV-0.6/1kV套17照明配电箱户内式，内装 C65N、C65N+VIGIC65只48检修照明变压器250/11V台19就地控制箱只410检修插座电源箱户外式，内装 16A 5个，32A 5个只4三热工控制系统1脱硫控制系统FGD-PLC一套PLC系统,PLC系统约400点（含15%备用点）配两台操作站， 其中一个兼工程师站；套11.1操作员站（OPU）套1每套包 括主机Intel Pentium4 3.5GHz， 1GRAM， 120GBHD，台1RW DVD (

25、 40X) ,104 键盘,鼠标LCD（21英寸）台1网卡10/100Mbps块1操作员工作台张11.2工程师站（ENG）套1每套包 括主机Intel Pentium4 3.5GHz , 1GRAM , 120GBHD ,台1RW DVD ( 40X) ,104 键盘,鼠标LCD（21英寸）台1网卡（10/100M）10/100Mbps块11.3冗余接口16 口 100Mbps快速以太网集线器（HUB ）套11.4交换机、网桥机柜700 2235 700mm面11.5模拟量输入卡件（AI）:420mA DC块3热电阻RTD块11.6模拟量输出卡件（AO ）420mA块31.7数字量输入卡件（DI）块161.8数字量输出卡件（DO）块161.9脉冲量输入卡件（PI）块11.1远程I/O米集卡件块11.11过程控制器（DPU）C3 133MHZ、32MRAM对1每套包 括主机板Pentium 133MHz、32MRAM块1双机切换板PDEX344块1存储器DOC-2000/32MB块1以太网卡10M/100Mbps块1DPU机箱套11.12电源分配柜700 2235 700 mm面11.13控制机柜700 235 700 mm面11.14继电器柜（包括继电器等柜 内设备）面12UPS5kVA , 380/220