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1、 10t/h锅炉烟气脱硫工程设计方案38目 录一、工程概况31. 工程概况32. 烟气条件及原始参数33.设计技术规范及要求4建设方要求值4二、设计原则、依据和范围41. 设计原则42. 设计技术依据53. 工程范围7三、治理后排放标准7四、脱硫工艺选择和设计81. 脱硫技术现状82. 脱硫方法的比较83. 工艺选择114. 工艺说明114.1 吸收原理114.2 化学过程124.3 钠-钙双碱法的优点135. 工艺流程136工艺部分及系统描述136.1 吸收液制备系统136.1.2设备和构筑物146.2 SO2吸收系统146.3 吸收液再生系统156.4工艺水及废水排放系统176.5管道和阀
2、门176.6泵207.7搅拌设备207.8 土建、暖通、消防及给排水部分21五、电气与控制设计211. 脱硫电气部分212. 脱硫仪表部分24六、设备规范及技术参数251.主要设备规范25七、工程实施设计方案271. 工程内容272. 质量保证及验收273. 施工组织结构284. 材料、组织供应285. 施工准备296. 机械设备安装297. 设备调试308. 培训和技术服务31八、运行费用及经济效益评估321. 运行费用估算322. 经济效益评估353. 脱硫装置主要经济指标364. 环境效益和社会效益36九、质量保证及售后服务37附： 脱硫系统流程图一、工程概况1. 工程概况现有一台10t
3、/h的循环流化床锅炉，每小时向外排放的热态烟气总量约为30000m3, 该炉长年连续生产。含尘烟气由布袋除尘器对烟气除尘，经过处理的烟气再通过脱硫系统，经考虑成本和操作简便，我公司将采用钠-钙双碱法进行烟气脱硫。2. 烟气条件及原始参数建设单位提供锅炉的相关资料项目参数1.锅炉型号循环流化床锅炉2.锅炉额定蒸发量10t/h3.锅炉数量 1台4.燃煤耗量5.燃煤煤质A.燃煤设计煤种B.低位发热量C.收到基全水份D.空气干燥基挥发份E.收到基灰分F.收到基硫份6.烟气排放量7.锅炉引风机8.烟气温度1403.设计技术规范及要求建设方要求值(1) 烟气含尘浓度：50mg/Nm3(2) SO2浓度：2
4、00mg/Nm3(3) 系统脱硫率: 90(4) 脱硫系统阻力：1000Pa(5) 系统内的设备、附件、烟道的设计压力均按照-8kPa8 kPa设计(6) 系统不结垢(7) 不能引起引风机带水(8) 生石灰仓的有效容积不小于锅炉BMCR工况下3天的用量(9)系统的故障检修不影响锅炉的连续运行，系统的负荷范围与锅炉的负荷范围相协调为50100%，在此范围内操作时，保证不影响其他设备及电气系统的安全、可靠、长期运行。二、设计原则、依据和范围1. 设计原则(1) 本设计方案书提供的脱硫系统符合有关工业标准要求。(2) 本设计方案书提供的脱硫装置的设计、制造、安装、调试、试运行、验收及最终交付符合相关
5、的中国法律及规范，脱硫系统和有关设备及资料和服务等满足技术规范书和有关工业标准要求。(3) 本设计方案书提供的脱硫系统为成熟技术，具有在电厂的环境下运行的条件。(4) 合同签订前后，我方将按照业主方的时间、内容及深度要求提供所需的设计资料，并按业主方施工和设计进度书面要求及时修正。(5) 所有非标准件的设计制造严格按照行业有关标准进行，(6) 严格执行国家及地方的现行有关环保法规及经济技术政策，结合工程实际，本着技术上成熟、安全、可靠，经济上合理可行的原则，充分考虑业主方原有设施，因地制宜，采用成熟的工艺路线，减少投资和运行管理费。2. 设计技术依据锅炉大气污染物排放标准GB13271-200
6、1火电厂大气污染物排放标准GB13223-1996大气污染物综合排放标准GB16297-1996环境空气质量标准GB3095-1996火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL5053-1996电站锅炉风机选型和使用导则DL468-92固定式工业钢平台GB4053.4-93固定式钢斜梯GB4053.2-93固定式钢直梯GB4053.1-93泵的振动测量与评价方法GB10889-89水泵流量的测定方法GB/T3214-1991低压流体输送用焊接钢管GB/T3092-93火力发电厂设计技术规程DL5000-2000火力发电厂初步设计文件内容深度规定DLGJ992钠钙湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范D
7、L/T998-2006火力发电厂汽水管道设计技术规程DL/T5054-1996污水综合排放标准GB8978-1996工厂企业厂界噪声标准GB12348恶臭污染物排放标准GB14554-03构筑物抗震设计规范GB50191-93建筑地基基础设计规范GB50007-2002建筑结构荷载规范GB50009-2001建筑给水排水设计规范GBJ15-88低压配电设计规范GB50054-95工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ229-91火力发电厂设备与管道保温材料的技术条件与检查方法SDJ68-85火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996年版）火电工程调整试运质量检验及评定标准（199
8、6年版）电力设备典型消防规程DL5027-93火力发电厂保温油漆设计规程DL/T5072-1997爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-923. 工程范围烟气脱硫系统工艺流程的确定、非标设备的设计与制作、设备与管道安装、电气设计与安装、标准设备的选型与购置；土建部分仅负责工艺设计，不负责施工。具体改造工程内容可划分为：吸收液制备系统、吸收液再生系统、固液沉淀系统、工艺水及废水排放系统。三、治理后排放标准废气经治理后达到GB13271-2001锅炉大气污染排放标准要求，各污染物排放指标如下表所示表3.1 脱硫系统烟气排放指标处理前烟气含SO2量 处理后烟气含SO2量国家排放标准320
9、mg/Nm350mg/Nm3200mg/Nm3系统性能保证值(1) SO2脱除率：90%(2) 液气比：2.5（循环浆流量和标态下的烟气流量之比）(3) 脱硫塔压降：1200Pa(4) 系统可用率：90%四、脱硫工艺选择和设计1. 脱硫技术现状为了控制大气中二氧化硫，早在19世纪人类就开始进行有关的研究，但大规模开展脱硫技术的研究和应用是从二十世纪50年代开始的。经过多年研究目前已开发出的200余种SO2控制技术。这些技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为：(1)燃烧前脱硫(如洗煤，微生物脱硫)；(2)燃烧中脱硫(工业型煤固硫、炉内喷钙)；(3)燃烧后脱硫，即烟气脱硫(Flue Gas Desul
10、furization，简称FGD)。FGD是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技术手段。烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫，将之转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目的。FGD的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量的多少可分为两类：(1)湿法，即采用液体吸收剂如水或碱性溶液(或脱硫液)等洗涤以除去二氧化硫，其中以石灰石湿法烟气脱硫为主。(2)干法，用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。其中以石灰作为脱硫剂占有较大成分。按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。按照吸收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为
11、再生法和非再生法(抛弃法)。2. 脱硫方法的比较目前，烟气湿法脱硫技术较成熟，脱硫效率高。世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，而且具有脱硫效率高(90%98)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6，石灰石法占47.4，两法共占87%；双碱法占4.1，碳酸钠法占3.1。世界各国
12、(如德国、日本等)，在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。石灰或石灰石法其主要优点是能广泛地进行商品化开发，且其吸收剂的资源丰富，成本低廉，废渣既可抛弃，也可作为商品石膏回收。目前，石灰石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺，对高硫煤，脱硫率可在90%以上，对低硫煤，脱硫率可在95%以上。传统的石灰石灰石工艺有其潜在的缺陷，主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。为了解决这些问题，各设备制造厂商采用了各种不同的方法，开发出第二代、第三代石灰石灰石脱硫工艺系统。诸多脱硫工艺，脱硫效率在90%以上的脱硫工艺以湿法最优。该工艺对低硫煤到高硫煤的燃烟气处理均可适应，脱
13、硫效率可达到95%以上，在各种设计条件下均可获得理想的高脱硫率。从经济性看，湿法脱硫更适用于中、高硫煤烟气脱硫，对燃煤的含硫量变化适应性较好。由于我国石灰石资源丰富，分布广，价格低廉，加工容易，制粉占地面积小，投资省等优点，脱硫吸收剂一般采用石灰石。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺对煤种含硫量适用广，单套FGD装置可配备60万千瓦以上机组，脱硫效率可达到
14、95%以上，吸收剂利用率达90%以上。脱硫石膏的处置分为综台利用和抛弃两种方法。脱硫石膏与天然石膏相比有较高的纯度，脱硫石膏的有关性能试验结果表明：脱硫石膏一般可以代替天然石膏作为建筑材料加以利用脱硫石膏的主要应用途径有： 水泥生产所必需的缓凝剂 纸面石膏板或石膏切块 粉刷石膏脱硫石膏作为一种资源，应该进行利用。从环境保护的角度考虑，烟气脱硫作为一项环保工程，不应再增加二次污染，即使脱硫石膏采用抛弃处理，也应采取临时堆放，以便今后研究开发脱硫石膏利用的可能。石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最广、规模最大的脱硫方式，市场占有率大于80%。石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺虽然有着明显的优势，但是其最突出的问题是系统的结垢。即使控制条件苛刻，运行操作良好，也无法避免脱硫系统的结垢问题。同时，石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺的一次性投资也较大，占地面积广，对于技术改造的电厂会因为受场地的限制而不适用，其系统的操作也相对的复杂。双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石-石膏法容易结垢的缺点而发展起来的。它先用碱金属盐类的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收SO2后的溶液再生，再生后的吸收液再循环使用，最终产物以亚硫酸钙和石膏形
