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1、电厂锅炉超低排放项目 方案设计第一章 总的部分1、项目概况本项目为电厂235 t/h+175 t/h锅炉超低排放项目，项目建成后，锅炉烟气中烟尘最终排放浓度5 mg/Nm，SO2最终排放浓度35 mg/Nm，NOx最终排放浓度50 mg/Nm，满足超低排放指标要求。2、编制依据（1）环境空气质量标准（GB3095-2012）二级标准；（2）山东省火电厂大气污染物排放标准（DB37/664-2013）；（3）山东省环保厅关于加快推进燃煤机组（锅炉）超低排放的指导意见（鲁环发201598号）；（4）国家有关法律、法规、方针及产业政策和投资政策；（5）建设单位提供的有关基础资料。3、编制原则（1）项
2、目建设必须遵守国家各项政策、法规和法令，符合国家产业政策、投资方向及行业发展规划，贯彻相关的标准和规范。以满足环境保护和节能减排的社会效益为中心，兼顾投资成本和经济效益的合理性。（2）严格按照建设项目的范围和内容要求进行编制，遵守基本建设程序。设计中注意节省投资，合理布置装置总图。在充分分析交通运输、原料供应、水源条件及电厂可依托设施等因素的基础上，充分利用电厂现有公用工程（水、电、汽）、已形成的交通运输等有利条件，合理选择装置总图布置，尽可能节省项目建设投资，最大限度地降低项目成本。（3）采用的技术为国家产业政策积极推荐倡导的环保节能型、技术先进的工艺路线。在设计中按照“工艺技术成熟、装置可
3、靠、经济运行合理”的基本原则，充分利用企业现有设施、少占用地、节约投资、合理利用资金。（4）认真贯彻国家有关劳动安全、工业卫生和环境保护的法律法规，三废治理实现“三同时”，提高综合治理的水平；贯彻“安全第一、预防为主”的方针，保证项目投产后符合职业安全卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。第二章 基础资料1、锅炉技术参数锅炉型式： 循环流化床锅炉锅炉型号规格： 1#、2# YG-35/3.82-M13 3# TG-75/3.82-M3额定蒸发量： 1#、2# 35t/h 3# 75t/h锅炉出口烟气量：1#、2# 95000 m3/h 3# 180000 m3/h电袋除尘器出口烟尘浓
4、度： 20 mg/Nm3烟气出口温度： 1502、锅炉燃料 （1）煤泥+洗矸+洗混，其中：煤泥占92%（2）燃料平均热值13800kJ/kg（3）煤泥含水量32%3、引风机技术参数（1）1#、2#引风机项 目单位参数备注引风机1、型式离心式2、型号QAY-113.5D3、风机台数台左、右旋135各一台4、风量m3/h847905、风压Pa54276、转速r/min14507、生产厂家鞍山风机集团电动机1、型号YGM2 315L1-42、功率kW1852、额定电压V3803、额定电流A3464、转速r/min14505、防护等级IP446、电机台数台27、生产厂家西安西玛（2）3#引风机项 目单
5、位参数备注引风机1、型式离心式2、型号QAY-5C-21D3、风机台数台右旋135一台4、风量m3/h1496475、风压Pa70666、转速r/min9607、生产厂家鞍山风机集团电动机1、型号YKK450-62、功率kW4003、额定电压V60004、额定电流A495、转速r/min9806、防护等级IP447、生产厂家西安西玛4、脱硫脱硝除尘系统现状及基础数据电厂每台锅炉设计一座电袋除尘器，除尘效率大于99.99%，出口烟尘可以控制在20 mg/Nm；2010年投运氨法湿式炉外脱硫，采用浓度20%左右的氨水，喷淋氨水浓度5%左右，235t/h锅炉一座脱硫塔，175t/h锅炉一座脱硫塔，共
6、两座。电厂原无脱硝系统。SO2初始排放浓度11001500 mg/Nm，烟尘浓度（电袋除尘器出口）20 mg/Nm，NOX初始排放浓度220260 mg/Nm。第三章 项目建设必要性根据山东省环境保护厅等部门提出关于加快推进燃煤机组（锅炉）超低排放的指导意见，燃煤机组必须进行超低排放改造。燃煤机组进行超低排放改造后，主要大气污染物烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度在基准氧含量6%条件下，分别不高于5、35、50毫克/立方米。通过对电厂现状的分析，电厂锅炉烟尘、SO2、NOX排放浓度不能满足超低排放环保标准，需对其除尘、脱硫、脱硝设施进行升级改造，提高效率，保证烟尘、SO2、NOX排放浓度控制在5
7、、35、50mg/Nm3以内，实现各污染物达标排放。因此，本报告提出，对除尘、脱硫、脱硝设施进行升级改造，提高效率，实现烟尘、SO2、NOX排放浓度达标排放。本项目符合环保新标准要求及循环经济和可持续发展战略，项目建设是必要的。第四章 烟气脱硫方案目前电厂锅炉采用氨法湿式炉外脱硫系统，采用浓度20%左右的氨水，喷淋氨水浓度5%左右。该方法脱硫效率可以达到要求，但氨法脱硫氨逃逸量大，设备腐蚀严重，已不能满足超低排放的要求，因此，需对脱硫系统进行改造。改造方案拟拆除原有脱硫装置，在原有位置新建2座新型的脱硫塔，具体工程设想见第七章节。首先介绍我们公司研发的新型脱硫塔喷淋散射塔。本工程脱硫装置采用一
8、种创新的新型塔型喷淋散射塔，该塔型结合了传统喷淋塔和鼓泡塔的优点并加以改进，详述如下：（1）喷淋散射塔工作原理喷淋散射塔在结构上分为上、中、下三个部分。塔上部为除雾室：主要由除雾器、冲洗系统和上升烟道出口等组成；塔中部为喷淋室和分配室：主要由浆液喷淋系统、冲洗系统、散射管进口等组成；塔下部为吸收反应室：主要由散射管、脉冲系统、曝气系统、浆液排出管、吸收液进管、溢流管、喷淋浆液排出管、上升烟道进口等组成。锅炉烟气首先进入喷淋散射塔的喷淋室，通过浆液循环喷淋装置进行初步脱硫，然后烟气进入分配室，将烟气均匀地分配到多个烟气散射管内，散射管与塔下部连通，且插入塔下部的吸收液池中。烟气从散射管进入到吸收
9、液中，吹起一层泡沫层，在此过程中完成了SO2的深度吸收反应；脱硫后的烟气通过多根上升烟道进入除雾室；经清水喷淋层去除逃逸的盐雾，再经除雾器去除水分后，净烟气通过烟囱排入大气。底部吸收反应室中的浆液吸收SO2后生成SO32-，经氧化风机充分氧化后生成二水石膏，当浆液pH和密度达到一定数值时，由浆液排出泵将浆液送至石膏脱水系统。同时为了防止底部浆液沉积，结垢，脱硫塔设置脉冲泵，通过脉冲系统对底部浆液进行扰动，达到防沉积结垢的目的。（2）喷淋散射塔的除尘原理喷淋散射塔不仅脱硫效率高，还具有深度除尘的功能，原因如下：1）喷淋散射塔的一效除尘（喷淋除尘）喷淋散射塔的一效除尘是在喷淋散射塔的中部进行，当喷
10、淋浆液雾滴与烟气中的尘颗粒接触、撞击时，烟气中的细小烟尘将被雾滴捕捉或粘附，从而使细小的烟尘从烟气中分离出来；引入喷淋散射塔的烟道内的烟气流速为：1015 m/s，当烟气进入喷淋散射塔中部后速度极具下降，烟气均匀分布到多根散射管内时，速度又将提高。这种截面积扩大、变向、缩小等过程加剧了烟尘与浆液液滴的碰撞几率，完成一效除尘。2）喷淋散射塔的二效除尘（水浴除尘和泡沫除尘）喷淋散射塔的二效除尘是烟气通过喷淋散射管进入塔底部吸收液后，通过吸收液的水浴除尘作用除尘，同时，烟气鼓入底部吸收液后，将浆液吹起一层泡沫层，利用泡沫巨大的表面积，增加泡沫液和烟尘的接触面和附着力，增加烟尘与泡沫的接触机会，从而达
11、到进一步降尘的目的。这一过程可捕捉到更低浓度的细小烟尘。通过上述除尘作用，使得喷淋散射塔具有较高的深度除尘能力。（3）喷淋散射塔的特点：1）脱硫率高：喷淋散射塔是把喷淋塔和鼓泡塔两种脱硫工艺集中到一个塔体内，充分利用了喷淋塔低液气比时浆液利用率高、脱硫效率高的优点；同时利用了鼓泡塔吸收剂是连续相能深度脱硫的优点；通过对喷淋塔和鼓泡塔的有机结合，实现了高效节能深度脱硫的目的。2）调节方便：当煤质变化、负荷变化、脱硫剂品级变化、国家对排放标准要求变化时，喷淋散射塔都可以通过调节散射管的插入深度来调节烟气中SO2的排放量。SO2排放浓度可以在2050 mg/m3之间任意调控，脱硫指标可控性非常强。3
12、）喷淋散射塔可以进行高效除尘，喷淋散射塔对大于10m的粉尘去除效率99.5%；110m的粉尘去除效率约90%；0.61m的粉尘去除效率约82%。当进口烟尘浓度小于50 mg/m3时，喷淋散射塔的出口烟尘浓度可保证在20 mg/m3以下。同时，喷淋散射塔对重金属也有一定脱除效率，对汞脱硝效率约为46%。以下是喷淋塔、鼓泡塔、喷淋散射塔主要参数对脱硫率影响的曲线图：图一 喷淋塔液气比对脱硫率的影响图二 鼓泡塔插入深度对脱硫率的影响图三 喷淋散射塔综合效率图通过以上三张图表，可以看出同样达到99%的脱硫效率，喷淋塔液气比需要选择22；鼓泡塔散射管插入深度20 cm；而喷淋散射塔喷淋部分液气比只需要3
13、，散射管插入深度只需要12 cm。反映到实际运行中，喷淋散射塔比喷淋塔节约了2台循环水泵，比鼓泡塔节约了一部分引风机的压头。因此，运行中比喷淋塔节电30%左右，比鼓泡塔节电15%左右。4）喷淋散射塔因结构的特点，可避免喷淋空塔因烟气与吸收液逆流而容易产生烟囱雨的问题。5）控制系统操作简单，自动化程度高，动力设备少，维护量小。综上所述，本工程采用喷淋散射塔型作为脱硫系统的吸收装置。第五章 烟气脱硝方案1、低氮燃烧改造本项目锅炉为循环流床锅炉，可以首先通过低氮燃烧改造，将锅炉出口NOx排放浓度控制在150 mg/Nm。1.1氮氧化物的产生机理在氮氧化物中，一氧化氮占有90%以上，二氧化氮占5%-1
14、0%，产生机理一般分为如下三种：（1）热力型燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。热力型氮氧化物生成机理在高温下总生成式为（2）瞬时反应型(快速型)快速型NOx是1971年Fenimore通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，反应区附近会快速生成NOx。由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60 ms。（3）燃料型NOx在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。由于煤
