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1、10t/h锅炉烟气脱硫工程技 术 方 案2015年03月目 录1. 工程概况22. 主要设计原则23. 设计依据23.2 设计基础资料34. 工作界限35. 技术要求35.1 脱硫系统总体性能要求35.2 工艺选择35.3 工艺流程55.4工艺组成55.5 电气控制部分106. 脱硫系统供货设备清单107系统运行经济分析117.1运行经济分析表117.2效益评估分析128. 设计参数与性能指标138.1 系统设计基础数据138.2 统性能指标139. 工程投资概算1410、安全生产、环境保护、节能1510.1 安全生产1510.2 环境保护1610.3 消防1710.4 节能1711、脱硫工程
2、技术规1812、质量保证22附件：烟气脱硫系统工艺流程图烟气脱硫系统主体立面图23 / 241. 工程概况贵公司现新建1台10t/h燃煤锅炉，为确保烟气SO2排放浓度200mg/N m3，需安装脱硫设备，以确保烟气达标排放。2. 主要设计原则2.1采用合理的脱硫工艺，确保烟气SO2排放浓度200mg/Nm3。2.2本着降低投资与运行成本的原则，本方案采用钠碱法脱硫工艺，脱硫系统主要由烟气系统、脱硫剂系统、SO2吸收系统组成。2.3采用脱硫塔顶直排烟囱，烟囱采用304不锈钢制做。2.4根据现场条件，力求脱硫系统流程简单、布局合理。3. 设计依据在设计、制造、安装与调试过程中，遵循以下（但不限于）
3、技术标准和规：工业蒸汽锅炉参数系列GB 1921-2004钢制压力容器GB150-1998锅炉锅筒制造技术条件/T 1609-93锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）工业锅炉水质（GB1576-2001）蒸汽锅炉安全技术监察规程工业锅炉安装工程施工与验收规GB 50273-1998蒸汽锅炉安全技术监察规程劳部发1996276号工业蒸汽锅炉用离心引风机-T 4357-19993.2 设计基础资料（1）锅炉出力10t/h（2）单台锅炉烟气量30000m3/h（3）燃煤含硫量 1%4. 工作界限4.1烟道接口：脱硫塔进口烟道至烟囱出口；4.2 电气接口：由用户负责将配电系统引至现场所需
4、地点；4.3 工艺用水接口：由用户负责将工艺用水引至现场所需地点。5. 技术要求5.1 脱硫系统总体性能要求SO2排放浓度200mg/N m35.2 工艺选择5.2.1 脱硫工艺选择目前国外脱硫技术应用最广泛的是湿式石灰/石灰石石膏法，但该技术工程投资大，系统复杂，适合于大型机组的烟气脱硫。本着节省投资费用和降低运行成本的原则，本方案选择钠碱法脱硫技术作为本工程脱硫工艺。该工艺与其它脱硫工艺的比较见下表：项 目石灰石-石膏工艺喷雾干燥法炉喷钙+尾部增湿氧化镁法钠碱法技术成熟程度成熟成熟成熟成熟成熟适用煤种不限中低硫煤中低硫煤中低硫煤不限单机应用规模200MW100MW200MW200MW50M
5、W脱硫率95%以上75-90%75-80%90%以上90%以上吸收剂石灰石/石灰石灰石灰石氧化镁钠碱等副产物石膏亚硫酸钙亚硫酸钙硫酸镁亚硫酸钠副产物处置利用抛弃抛弃回收抛弃废水有无无有少量占地面积大中小中较小钠碱法脱硫工艺用可溶性的碱性溶液作为吸收剂吸收SO2，有很多成熟的工程应用业绩，在小型燃煤锅炉烟气脱硫工程中应用最为广泛。5.2.2钠碱法技术特点该工艺具有如下主要技术特点： 系统液气比小，运行能耗低，脱硫吸收液为钠碱溶液，脱硫效率高。 系统无脱硫废水的排放，不产生二次污染。 系统不易结垢堵塞，系统运行稳定可靠。 当煤种和锅炉负荷变化时，可适当调节系统pH值、液气比等因子，从而保证脱硫效率
6、的实现。5.2.3钠碱法脱硫反应原理：该法使用NaOH溶液在塔吸收烟气中的SO2，生成HSO32-、SO32-与SO42-，反应方程式如下：一、脱硫过程 （1） （2）其中：式（1）为启动阶段NaOH溶液吸收SO2以与再生液pH值较高时（高于8时），脱硫液吸收SO2的主反应；式（2）为脱硫液pH值较低（58）时的主反应。二、氧化过程(副反应) （3） （4）系统将考虑备用容量，以保证脱硫系统连续安全稳定运行。5.3 工艺流程锅炉烟气沿切向进入脱硫塔，烟气中的微小烟尘被浸湿，经相互碰撞形成颗粒状后在离心力的作用下被甩到塔壁上，在水膜作用下冲落至塔底；烟气沿着塔壁旋转向上又经高效旋流层与雾状的脱硫
7、液高速碰撞，此时气、液、固三相流充分接触，烟气中的SO2被液体中的碱性成分大量吸收，烟气得到充分净化。净化后的烟气经除雾器脱水后由烟囱达标排放。脱硫后的废液由塔底排至冲灰沟，经沉淀池沉淀后（烟气中含有少量粉尘）的澄清液由脱硫泵继续送至塔体循环使用，脱硫系统有少量的废水外排；循环池中的沉淀一段时间后人工或机械清理。钠碱液作为吸收液，脱硫产物亚硫酸钠和硫酸钠，因此可避免了系统结垢堵塞的问题，而钠盐吸收速率比钙盐速率快，脱硫效率高，吸收系统所需要的液气比低，因此可以大大节省运行能耗。5.4工艺组成钠碱法脱硫工艺，系统主要由SO2吸收系统、吸收剂系统等部分组成。5.4.1 SO2吸收系统SO2吸收系统
8、由脱硫塔、塔喷淋系统、旋流器、除雾器以与吸收液循环泵、供给管道等部分组成。（1）脱硫塔（花岗麻石塔体）对原有麻石塔体重新勾缝处理和技术改造，在脱硫塔即原有麻石塔安装脱硫脱硫设备，包括旋流器、喷雾系统、除雾器、反冲洗装置与其它辅助设施。a）塔体改造原材料质量要求胶泥的主要原材料包括：环氧树脂、乙二胺、石英粉等，其质量要求必须符合ISO质量管理体系中原材料质量要求。b）胶泥配合比：按工艺要求配比。c）每次配料应根据施工实际情况进行配比量；d）配料混合应均匀；e）边配料边使用，不得剩余。塔上安装维修人孔、供液管道与维修平台、爬梯等辅助设施。改造后的脱硫系统阻力损失控制在1000Pa以下。（2）喷淋系
9、统喷淋系统包括管线、喷嘴、支撑、加强件和配件等。浆液喷淋系统的设计使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收溶液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现所要求的脱硫效率。喷淋组件与喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面。喷嘴为316L高效螺旋喷嘴。（3）除雾器除雾器用于分离烟气携带的液滴，其系统组成：二级除雾器，除雾器系统包括一台安装在下部的一级除雾器和一台安装在上部的二级除雾器。 位于下部的第一级除雾器是一个大液滴分离器，叶片间隙稍大，用来分离上升烟气所携带的较大液滴。上方的第二级除雾器是一个细液滴分离器，叶片距离较小，用来分离上升烟气中的微小浆液液滴。烟气流经除
10、雾器时，液滴由于惯性作用，留在挡板上。5.4.2 烟气系统（1）设计原则 当锅炉在30-110%的BMCR工况条件下，脱硫装置的烟气系统都能正常运行，并且在BMCR工况下进烟温度增加10裕量条件下仍能安全连续运行。（2）引风机锅炉引风机需要考虑脱硫系统阻力为1000Pa。（3）烟囱在脱硫塔顶安装直排烟囱，脱硫塔顶部采用现浇混凝土，安装预埋件，预埋件为304不锈钢，烟囱通过焊接与螺栓与脱硫塔连接。5.4.3脱硫剂制备系统外购30%的液碱。5.4.4脱硫系统循环水量要求脱硫液在脱硫塔与二氧化硫充分接触反应后，脱硫废液流入沉淀池，上清液（亚硫酸钠溶液）补充一定量的钠碱后由脱硫泵送入脱硫塔循环使用。当
11、10t/h锅炉设计工况烟气量为30000m3/h时，液气比为L/G=2，根据脱硫工艺设计要求，脱硫系统循环水量与循环泵配置要求如下： 10t/h锅炉所需循环水量为60m3/h，循环泵配置为流量Q=60m3/h，扬程H=35m，功率N=15Kw，共2台，运行时启用一台循环泵，其中一台泵为备用泵。循环泵为防腐耐磨专用脱硫泵，其流量和扬程能确保喷淋系统所需要的流量和压力雾化效果，使脱硫液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下确保达到所要求的脱硫效率。5.4.5脱硫渣处理系统为了有效防止供液管道与脱硫塔设备结垢堵塞，确保循环脱硫液水质，使脱硫后废液中的脱硫副产物、灰渣烟尘等固体渣质充分沉
12、淀，脱硫废液进入沉淀池有效沉淀，从而保证循环泵入口处的脱硫液成为澄清液体。沉淀后的废渣由机械清理。5.4.6管道和阀门管道（1）设计原则管道设计符合行业标准的要求，设计容包括所有管道、管件和管道支吊架。管道设计时充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损，因脱硫管道工作介质为弱碱性，借鉴以前应用于类似脱硫装置上的成功经验，脱硫浆液管道选用PPR材质，可有效防止管路腐蚀。根据设计标准，合理确定各管道系统的设计参数（如压力温度、流量、流速，管径等）。介质流速的选择既考虑避免浆液沉淀，同时又考虑管道的压力损失尽可能小，从而确定合理的管径。（2）技术要求管道系统的布置设计（包括合理设置各种支吊架）能承受各
13、种荷载和应力，计算所有主要管道的热膨胀位移和应力，以确保管道作用在设备上的力和力矩在各个设备厂商规定的围之。无衬管道用焊接连接， 衬管道用法兰连接。以下给出了用于不同介质的管道材料，作为供设计选择的基本要求：脱硫液 PPR钠碱液 碳钢工艺水 碳钢设计时考虑管道支吊架组装与支吊架生根所需的土建埋件的技术要求（包括埋件位置、材料、规格尺寸、荷载与受力方式等）。上塔体之前的脱硫管道均设置管道过滤器，以防止塔体管道与塔结垢或堵塞现象的发生。阀门所有阀门设计选型适合于介质特性和使用条件。浆液系统的阀门将考虑介质的磨损和腐蚀。功能一样、运行条件一样的阀门将能够互换，阀门的规格统一，减少了阀门的种类和厂家数
14、量。所有阀门符合下列要求：定量调节阀与远方操作的阀门采用电动执行机构。（1）按工艺系统的工艺和控制要求，配置合适阀门。（2）浆液管道的阀门其阀板为合金钢，阀体为衬胶阀体。（3）阀门的布置便于操作和维护，阀门的门杆垂直布置。（4）尽量采用衬胶蝶阀。5.4.7钢结构，平台和扶梯设计全部设备检修和维护平台、使检修和维护工作能够顺利进行。设计时考虑系统与设备的热膨胀，以与平台、扶梯和栏杆协调性（如型式、色彩）。所有设备检修和维护平台、扶梯采用钢结构。5.5 电气控制部分电气控制部分主要是对脱硫系统中的脱硫液制备系统、反冲洗系统、钠碱液制备装置等设备进行控制，以使整个脱硫工艺在一个具有高可靠性、易操作性的状况下来执行。根据脱硫系统相对独立以与工艺设备布置较为集中等特点，可根据现场条件，采用集中设置电气配电柜与仪表控制柜，电控设备主要有循环泵配电柜就地按钮箱等。控制仪表主要有PH测量装置、管道不锈钢压力表等。
