锅炉烟气脱硫除尘技术方案.docx

1、锅炉烟气脱硫除尘技术方案柏坡正元化肥有限公司150t/h锅炉脱硫除尘工程技术方案 河北大鹏环保科技有限公司二0一二年十月十八日2.钠钙双碱法工艺反应原理53、脱硫除尘工艺61、设计原则；2、环境保护设计执行的主要标准、规范；3、主要污染状况及治理措施；第一章 概 述1.项目概况锅炉运行时将排放一定量的粉尘和SO2，若不经处理直接外排，则会污染周边环境，危害周边居民的身体健康，产生酸雨，破坏生态平衡。为了减少大气污染，保护环境，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康，需对其锅炉尾气进行治理。河北大鹏环保科技有限公司针对柏坡正元化肥公司的2台75吨锅炉烟气进行脱硫除尘的方案设计。2.设计依

2、据与设计目的2.1设计依据根据厂方提供的有关技术资料及要求为参考依据，并严格按照所有相关的设计规范与标准，编制本方案：锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001；(现2014)厂方提供的技术文件；国家相关标准与规范。2.2设计参数本工程的设计参数，主要依据厂方提供文件中的具体参数，其具体参数见表1-1。 表2-1 烟气参数序号名称单位单台原始数值设计数值1进口烟气量Nm3/h340000m3/h2烟气温度1401403含硫量%1.01.04年运行时间（采暖期按10个月）小时800080002.3设计指标设计指标严格按照国家标准和业主的技术文件要求，设计参数下表2-2。表2-2 设计指标序

3、号项 目参 数1SO2排放浓度100 mg/Nm32烟尘排放浓度80mg/m33排放黑度林格曼黑度小于1级4烟气含湿量小于75mg/Nm32.4设计原则1.认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，严格遵守国家有关法规、规范和标准。2.选用先进可靠的脱硫技术工艺，确保脱硫效率高的前提下，强调系统的安全、稳定性能，并减少系统运行费用。3.充分结合厂方现有的客观条件，因地制宜，制定具有针对性的技术方案。4.系统平面布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理。5.设计采用钠钙双碱法脱硫工艺，该方法技术成熟、脱硫效率高、运行安全可靠、操作简便。6.吸收塔拟采用喷淋塔，每套脱硫装置的烟气处理能力

4、为锅炉40%110%BMCR工况时的烟气量；7.脱硫装置可利用率保证值为不小于95%；脱硫设备年利用小时按8000h考虑；8.烟气脱硫系统具有应付紧急停机的有效措施；9.烟气脱硫系统能适应锅炉的起动和停机，并能适应锅炉运行及其负荷的变动；10.烟气脱硫系统便于日常检查和正常维修、养护及进行年修。2.5设计范围本设计范围包括烟气脱硫除尘系统工艺、系统结构、电气等专业的设计，工程设计范围：从锅炉出口引风机至烟囱进口前水平烟道接口之间的脱硫除尘装置和相应配套的附属设施。包括：脱硫系统烟气系统循环液系统反冲洗系统脱硫剂制备系统电气控制系统2.6 技术标准及规范(1)保护标准GB13271-2001 锅

5、炉大气污染物排放标准(2014)GB16297-1996 大气污染物综合排放标准中华人民共和国大气污染防治法（新2016年1月1日起实施） GB132232011 火电厂大气污染物排放标准GB30951996(2012) 环境空气质量标准GB30962008 声环境质量标准(2)材料GB6991999 优质碳素结构钢技术条件GB71185 优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件GB71088 优质碳素结构钢薄钢板和钢带技术条件GB308782 碳钢焊条技术条件(3)设备标准HJ/T286-2006 环境保护产品技术要求 工业锅炉多管旋风除尘器HJ319-2006 环境保护产品技术要求 花岗岩类湿式烟

6、气脱硫除尘装置GB4053.3-2009 固定式钢梯及平台安全要求第3部分:工业防护栏杆机钢平台JB161583 锅炉油漆和包装技术条件GBJ1791 钢结构设计规范(4)安装调试DL503194 电力建设施工及验收技术规范（管道篇）DL500792 电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）SDJ27990 电离建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇）GB5020595 钢结构施工及验收技术规范TJ231（一）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（一）TJ231（四）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（四）TJ231（五）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（五）TJ

7、231（六）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范（六）GB5022195 钢结构工程质量检验评定标准GBJ9386 工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ13190 自动化仪表安装工程质量检验评定标准GB856688 计算机控制软件的设计、编程规范GBJ23582 工业管道施工及验收标准GB5025496 电气装置安装工程低压电气施工和验收规范GB50217-94 电力工程电缆设计规范GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范PL50002000 火力发电厂设计技术规范NDGJ1689 火力发电厂热工自动化设计规定GBJB-86 室外给排水设计规范第二章 工艺设计说明1、脱硫工艺选

8、择目前国内外脱硫技术应用最广泛的是湿式石灰石石膏法。双碱法是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中，使用了不同类型的碱，故称为双碱法。钠钙双碱法是以碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的SO2，然后再用石灰或熟石灰作为第二碱，处理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。由于采用钠碱液作为吸收液，不存在结垢和浆料堵塞问题，且钠盐吸收速率比钙盐速率快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消耗。因此，本工程采用钠钙双碱法脱硫工艺。 2、 钠钙双碱法工艺反应原理钠钙双碱法，在启动时以NaOH吸收SO2，吸收液用石灰乳液再生。吸收液再生

9、后,循环使用。循环过程中的主要反应如下:(1)脱硫过程2NaOH+ SO2Na2SO3+H2O (1)Na2SO3+ SO2+H2O2NaHSO3 (2)其中式(1)为启动阶段NaOH溶液吸收SO2的反应；式(1)为吸收液pH值高于9吸收SO2的主要反应；式(2)为吸收液pH值较低(低于9)时的主要反应。(2)再生过程(用生石灰)CaO+H2OCa(OH)2 (3)2NaHSO3+Ca(OH)2Na2SO3+CaSO3+2H2O (4)Na2SO3+Ca(OH)22NaOH+CaSO3 (5) 式(3)生石灰生成石灰乳的反应；式(4)第1步再生反应；式(5) pH9以后继续发生的再生反应，所生

10、成的CaSO3及副产物CaSO4以半水化合物形式共沉淀。式(3)生石灰生成石灰乳的反应；如有氧气存在下，曝气后继续发生反应：2CaSO3+ O22CaSO4 (6)式（6）反应生成的CaSO4可资源化利用。本工程选择钠钙双碱法为脱硫工艺，以石灰作为主脱硫剂，钠碱为助脱硫剂。由于在吸收过程中以钠碱为吸收液，脱硫系统不会出现结垢等问题，运行安全可靠。且由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多，能在较小的液气比条件下，达到较高的二氧化硫脱除率。3、脱硫除尘工艺由于锅炉烟气中含有一定的粉尘，现将脱硫除尘分为两级，一级为多管除尘，二级为麻石脱硫除尘。即总工艺流程设计如下。（1）烟气流程如下:锅炉电

11、除尘器引风机高效旋流脱硫麻石脱硫除尘器烟道烟囱。（2）脱硫副产物流程如下:脱硫塔冲灰沟灰渣池沉淀分离排渣具体如下所述：经电除尘器除尘后的烟气靠引风机的动力，进入脱硫塔，与布置在进口烟道的初级喷淋装置喷淋进行传质换热，初级降温并去除部分SO2，进入塔内的烟气螺旋上升，与从塔内上部喷淋布水装置大面积喷淋出来的吸收液充分混合接触，由于旋流装置的合理设计，烟气在塔内产生气动旋流，强劲的上旋力与冲击力对SO2吸收液激烈搅动，获得最佳的雾化效果，单位面积内的洗涤液表面积增加上千倍，雾化的洗涤液与烟气中的二氧化硫充分混合，达到最理想的接触面积与方式，吸收溶解及反应充分。烟气经多级净化处理达到要求的脱硫效果。

12、在脱除SO2的过程中，烟气经碰撞、拦截、凝聚、粘附、分离等作用，烟气中的粉尘也逐渐被脱除。净化后的烟气至烟囱达标排放。4、本工艺的优点 工艺先进，技术指标完全能满足环保要求和厂家要求； 采用特制进口高效、防腐、耐磨喷头，喷雾液滴8001200m，具有极大的比表面积，同时又不易引起二次夹带； 脱硫效果好，脱硫效率达90%，脱硫塔烟所出口浓度不高于130mg/m3； 投资省、运行费用低，具有良好的经济性； 防结垢、防堵性能好，运行稳定，安全性能高； 防腐性能好，使用寿命长（主体设备在20年以上）； 阻力小，压降低（湿法脱硫系统小于1000Pa）； 操作弹性宽，运行管理方便，系统简便，投资省； 可确

13、保风机安全可靠长期运行。第三章 脱硫除尘系统装置本项目为150t/h锅炉配套用1台旋流脱硫除尘器及系统配套设施。本脱硫除尘系统配置包括：脱硫系统、烟气系统、循环液系统、反冲洗系统、加药系统、配电系统。1、脱硫塔配置塔体型式：旋流板脱硫塔。塔体数量：1炉1塔，共1套。脱硫塔材质：花岗岩厚度为250mm 。烟气进塔方式：烟气由下切线旋转上升，延长了气体分布路径，不仅有利于气体分布均匀，而且由于气体的翻腾形成了湍流，更有利于气液的传质换热。脱硫剂选择：双碱法。2、脱硫除尘器参数（1）、配套锅炉：150t/h锅炉,（2）、型号：HTC-150t/h；（3）、数量：1台（4）、烟气处理量：340000m

14、3/h；（5）、锅炉出口烟气温度： 200（6）、本体阻力：1000pa；（7）锅炉出口SO2 排放浓度：900mg/Nm3（8）脱硫塔出口SO2 排放浓度：100mg/Nm3（9）、脱硫效率：90%；（10）、液气比：1.2L/m（11）、脱硫主塔内烟气上升流速：3.9 m/s（12）、除雾器出口烟气中雾滴浓度：75mg/m3；（13）、耗氧化钙量：394Kg/h，消耗氢氧化钠量：20.7Kg/h（钠钙投加比例按5%：95%计算）； （14）、循环水的pH值：7.5；（15）、脱硫塔主塔重量约317T，副塔重量约196T，总重513T；（16）、脱硫塔直径：主塔内径为5.50m，外径为6.0

15、0m；副塔内径为3.20m，外径为3.70m。（17）、脱硫塔高度：24.00m（18）、安装2层旋流板（19）、安装1层除雾板（20）、年运行小时数： 8000 小时（21）、使用寿命：30年；3、脱硫塔的特点（1）脱硫器塔体采用花岗岩材质脱硫器塔体全部采用花岗石(石英、长石和云母为主要成分)材质，由于花岗岩本身防腐耐磨性能好，因此本旋流脱硫器具有非常好的耐磨性、耐腐蚀性，产品使用寿命可保证20年以上。相对于以不锈钢等作为脱硫设备的材质，本脱硫器采用花岗岩材质可以不需考虑烟气及脱硫反应物对器壁的腐蚀而造成的运行、维修、管理等问题，从而可以降低运行费、维修费，给管理带来方便。（2）施工防腐设计

16、塔体内壁采用“三布四油”的防腐防水工艺，“布”指玻璃钢布，“油”指环氧树脂，具体工艺如下：脱硫塔砌筑完毕，用水泥砂浆抹250mm的带子缝，待水泥砂浆凝固后，用环氧树脂涂抹缝隙，再直接粘贴玻璃钢布，待8小时凝固后再刷一层环氧树脂，再粘贴一层玻璃钢布，如此循环工作，最终完成“三布四油”工艺。外壁用干硬灰勾缝，清理干净，保持外壁美观。保证脱硫塔耐腐蚀，提升了运行时间。（3）旋流脱硫装置在脱硫吸收塔中安装两层旋转装置，经过喷淋净化的烟气旋转上升，由于气流旋板的导向作用，气液两相充分接触，进行传质反应，即含硫烟气通过旋流装置时形成烟气与碱性水的接触面积剧增，含硫烟气在前进过程中被碱性水吸收，这样含硫烟气

17、以旋流通过两级旋流板，使旋流板装置上喷淋的由上向下的碱性水滴、和烟气充分混和，使烟气中残留的尘粒及二氧化硫在冲击碰撞、粘附的循环，使烟气中的有害物质含二氧化硫被全部净化，脱硫效率高，烟气在塔内经过多级旋流装置的净化，可确保脱硫除尘效率达到技术要求。（4）喷淋布水装置在每级旋流装置上部安装一套新型的气液喷淋装置，每塔共2套。它的最大特点是有效保证液体分布均匀，不留死角。喷淋开口度可调节，既便于维护清理，又可达到大流量供水，设备磨损轻、无堵塞，因此故障少，操作维护简单、效率高。喷头选用316L螺旋喷嘴，该喷嘴在1.5巴压强下，液体流率范围为5.5-4140升/分，这种结构紧凑的喷嘴有着畅通的流道设

18、计，可以最大程度地减少液体堵塞，使液体在给定尺寸的管道上达到最大的流量。保证喷淋效果，达到脱硫作用。（5）脱硫器塔体设置脱水除雾装置烟气经过两级旋流装置后，经过设于脱硫器上方的脱水除雾装置，为专设的脱水除雾设备，能发挥最大除雾效率，减少了进入烟囱的烟气含湿量，烟气经过脱硫器的温降为3555，则脱硫器出口烟温约为75以上，同时在此温度下脱硫器出口烟气相对湿度为15%RH30%RH,因此烟温高于露点（55），加上湿度低，避免了烟气在烟囱里结露的现象，不会对烟囱内壁造成腐蚀，不需对烟囱进行内衬施工改造，这样降低运行管理费用。（6） 脱硫剂利用率高，运行成本低，脱硫效率高直接参与脱硫塔内脱硫反应的是溶

19、解度高、反应速度快的NaOH，但其生成物Na2SO3和NaHSO3又通过苛化反应，再生成了NaOH。因此最终消耗的是廉价的石灰。脱硫湿式双碱法是一种低成本、高效率的脱硫方法。在本工艺中，由于消耗的是石灰，与使用价格高出几倍的氧化镁、氨水相比，运行成本大大降低，同时由于直接反生反应的是NaOH，提高了反应速度与效率，大大减少了持液量。合理、科学的脱硫塔设计，使得脱硫剂的利用率可到96%。（7）检修设计装置有适当的人孔、检修孔、通道，其中三个检修口为铸铁。装置的平台、扶梯有栏杆。平台载荷不小于4KN/M2。扶梯载荷不小于2KN/M2。操作平台和爬梯由Q235-A钢板焊制。4、烟气系统根据脱硫系统的

20、烟气连接方式，烟气系统包括脱硫塔进出口烟道及所有全部必要的附件。a）系统阻力整个脱硫除尘烟气系统的总阻力设计1600Pa，麻石脱硫器本身阻力1000Pa；烟气管道阻力600Pa。b）烟道脱硫系统中的烟道主要包括两部分：第一部分为脱硫系统进口烟道，即锅炉烟气从电除尘器后的引风机引出汇到总脱硫烟道再进入脱硫吸收塔之间的烟道，此部分烟道分两段，一段为钢制不需防腐的高温烟气烟道，一段为脱硫塔进口需防腐的烟道，该部分烟道的位置处于干湿界面位置，因此该段钢制烟道需进行特殊防腐处理。外部先用防锈漆防腐，再采用石棉保温处理。第二部分为脱硫系统出口烟道，即从脱硫吸收塔出口至烟囱水平主烟道间的烟道，该部分为净烟气

21、烟道，采用碳钢防腐处理。脱硫系统所有烟气管道除不防腐的钢制烟道外，其余的全部钢制构件，采用内、外防腐。所有烟道外部作保温处理。烟道外部需采用岩棉保温，湿烟道内部需进行防腐处理。5、循环液系统本脱硫工程采用双碱法脱硫工艺，脱硫液循环使用，脱硫循环及控制系统采用塔外循环方式，最终满足2台750t/h锅炉脱硫处理需要，主要包括循环泵、塔外循环池及管道等相关配套设施。（1）循环水量与补充水量烟气脱硫循环水系统的循环水量为408m3/h,耗水量很少，一般为烟气蒸发消耗水量，一般按3%计算补充水量为12 m3/h 。（2）循环池本系统采用塔外循环，脱硫吸收液通过循环泵输送到脱硫塔循环管路。循环池采用原有循

22、环池即可。（3）循环泵在脱硫塔的原有泵旁加装2台循环泵， Q=400m/h H=32m N=90kw，一用一备，供给喷淋系统，保证循环系统无故障运行。6、反冲洗系统为保持除雾器、旋流板清洁，不堵塞，设置了反冲洗系统，利用工艺水对除雾器、旋流板进行清洗。反冲洗泵采用清水泵，为石家庄丰日晶达泵业生产。其性能如下：型号：ISW-60-160流量：25m3/h扬程：32m功率：N=5.5Kw数量：1台。并且配置反冲洗水箱20002000，钢制。7、加药系统新上脱硫塔可以利用原有脱硫塔加药系统。8、供配电系统（1）供电系统供电电源采用三相四线制，电压380/220V。供电系统由进线柜、循环泵起动柜、就地

23、控制箱等组成。电源由业主将满足设计负荷的供电电源，引至进线柜的开关上。(2）配电本系统电气设备控制包括手动机旁就地控制。所有在线备用设备在运行设备出现故障后均能通过硬接线方式投运，不影响整个系统的正常工作。所有设备的联锁、联跳、保护跳闸均采用硬接线方式，确保设备安全。电气设备的运行状态在就地控制箱上有信号指示灯指示。表3-4配电量表序号货物名称规格型号单位数量合计电量（KW）备注1循环泵250UHB-ZK-400-32,Q=400m3/h,H=32M,N=90Kw台290一用一备2反冲洗泵ISW-60-160,Q=25m3/hH=32m,N=5.5Kw台15.5电量合计95.5KW9、供货设备

24、表序号设备名称数量单位技术规范产地1旋流脱硫塔系统1套1.1主塔1座内径550024.0m，花岗岩结构大鹏环保公司1.2副塔1座内径320024.0m，花岗岩结构大鹏环保公司1.3旋流板2套花岗岩材质，40个叶片，直径5500mm大鹏环保公司1.4脱水除雾板1套花岗岩材质，40个叶片，直径5500mm大鹏环保公司1.5脱硫塔维修爬梯1套碳钢焊接大鹏环保公司1.6检查门3套碳钢焊接大鹏环保公司2烟道系统2.1脱硫塔进口烟道1套碳钢大鹏环保公司2.2脱硫塔出口烟道1套碳钢大鹏环保公司2.3烟气挡板2套大鹏环保公司序号设备名称数量单位技术规范产地序号设备名称数量单位技术规范产地3循环水系统3.1循环

25、泵2台250UHB-ZK-400-32Q=400m3/h,H=32m,N=90Kw1用1备3.2泵前蝶阀2个Dg300外购3.3泵出口蝶阀2个Dg300外购3.4泵出口逆止阀2个Dg300外购3.5喷淋管路2套ppr材质大鹏环保公司3.6喷头34个316L材质，SPJT120，G1号，螺旋型青岛喷雾净化3.7循环池pH仪1套天津欧克电子4反冲洗系统4.1反冲洗水箱1个20002000=8钢制大鹏环保公司4.2反冲洗水泵1台ISW-65-160,25m3/h,H=32m石家庄丰日晶达泵业4.3反冲洗电磁阀2个Dg120外购4.4反冲洗管路2套ppr大鹏环保公司4.5补水阀1个外购5电气系统1套5

26、.1电气控制箱1套正泰电器5.2电缆1批阻燃型各型号5.3桥架、线管1批大鹏环保公司5.4机旁电控箱1个外购第四章 人员配置及防护措施4.1人员生产管理及配置（1）人员生产管理 脱硫工程建成后，相关操作工在锅炉脱硫除尘系统建设期间对脱硫除尘工艺技术进行了解，掌握设备安装和电器仪表理论学习；在运行期间掌握日常设备的操作及常见问题的解决方法。并应制定严格规范的生产管理制度和定量考核规定，确保系统的安全、稳定、高效运行。（2）人员编制烟气脱硫系统装置建成后，需有人负责全厂脱硫除尘装置的运行、维护和管理工作，脱硫装置的小修、维修、后勤行政事务均由全厂统一管理。 烟气脱硫人员编制为3人，分工见烟气脱硫人

27、员编制表。表4-1脱硫除尘人员编制表序号名称数量备注1系统总负责人1人负责整个系统的日常运行、维护及检修等2监测技术人员1人负责整个系统的监测及记录3操作运转人员1人负责系统的日常运行操作4.2 消防安全和劳动卫生本项目工段属于锅炉烟气处理工段，室外场地，无易燃易爆品，以预防火灾为主，消防设施可用现有设施；烟气脱硫除尘系统的设计符合国家要求的防辐射、防爆、防电伤、防尘、防噪声、防雷击等相关标准。第五章 环境保护5.1环境保护烟气脱硫除尘工程本身是致力于环境污染的基础设施，但由于污染物相对集中，在处理过程中不加妥善处理，也会对环境产生不良影响，应予以重视，并采取有效措施，防止大气和水污染。本工程

28、环境保护包括两个方面，即在工程建设过程中和建成投产之后均有较好的措施。1、设计原则在本工程设计时遵循以下原则：1.严格执行国家、地方、行业及企业制定的各项有关环保的标准、规定及规范。2.装置设计时采用成熟、可靠地工艺技术流程。3.依靠技术进步采用先进技术、减少三废的排放量。2、环境保护设计执行的主要标准、规范1.建设项目环境保护设计规定（87）国环字002号文；2.污水综合排放标准，GB8978-1996;3.大气污染综合排放标准GB16297-1996;4.工业企业噪声控制设计规范GBJ87-2010;5.火电厂大气污染排放标准，GB13223-2011；6.环境空气质量标准GB3095-2012；3、 主要污染状况及治理措施1.灰尘脱硫剂的进料、输送均采用管道，且脱硫剂储料仓、搅拌罐均采用密封，消除飞灰的污染。2.废水本项目实施后，脱硫装置无废水的排放，脱硫塔脱硫除尘用水均流进循环池循环利用。3.废气本项目本身是废气治理装置，烟气经脱硫后，其二氧化硫的排放浓度及排放量将达到国家及地方标准。4.废渣项目所产生的废渣为沉淀池底的灰渣及石膏，可用抓斗移出，外运做为建筑底料之用。二次利用，无污染。第六章 效益评估1、运行费用估算