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1、.第一章,概述1.1项目背景1.2工程概况XX西联热电有限公司现有4台150t/h循环流化床锅炉投入使用,根据环保要求,需要配套建设相应的脱硫除尘设施,将排放烟气中的二氧化硫浓度控制在150mg/ m3以下。烟尘排放浓度：50mg/Nm3。第二章,设计依据2.1设计标准1工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ462-20092中华人民XX国环境保护法 1989年12月26日通过3中华人民XX国大气染污防治法 20XX4月29通过4大气污染物综合排放标准 GB16297-19965火电厂大气污染排放标准 GB13223-20036锅炉大气污染物排放标准 GB13271-20017环境空气质
2、量标准 GB3095-20128工业企业厂界噪声标准 GB12348-909污水综合排放标准 GB8978-199610建筑给排水设计规范 GB50015-200311建筑地基基础设计规范 GB50007-200212混凝土结构设计规范 GB50010-200213花岗岩类湿式烟气脱硫除尘装置HJT319-200614花岗岩建材检验标准 JC204-205-199615脱硫除尘专用建材检验标准 GB/T4100.1-199916湿式烟气脱硫除尘装置技术要求HJ/T288-200617压力容器技术管理规定 YB907092 18钢制压力容器 GBl5098 2.2设计原则1贯彻执行国家经济建设和
3、新、改、扩建项目的一系列方针政策和规范,在工程设计中贯彻切合实际、技术先进、经济合理、安全适用原则,确保排放烟气达标并最大限度地提高工程的经济效益。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操作简单、维护方便、可靠性高、噪音小、运行稳定,无二次污染。2.3设计范围本设计范围包括烟气脱硫系统工艺、系统结构、电气等专业的设计,工程设计范围：从锅炉出口至烟囱进口前水平烟道接口之间的脱硫装置和相应配套的附属设施。包
4、括：1脱硫剂制备系统2烟气系统3SO2吸收系统4石膏脱水处理系统5工艺水系统6电气控制系统2.4设计参数2.4.1原始参数：1锅炉原始参数设备名称参数名称单位参数锅炉型 式循环流化床锅炉过热器蒸发量t/h150过热器出口蒸汽压力MPa1.27过热器出口蒸汽温度295再热器进口温度860再热器出口温度962锅炉排烟温度146锅炉实际耗煤量t/h22.7除尘器数量每台炉1型式布袋除尘效率%99%引风机出口灰尘浓度实际工况mg/Nm3引风机型式及配置引风机台数每炉台2风量m3/h156732风压Pa7115电动机功率kW500烟囱高度m150烟囱出口内径m4.2材质钢筋混凝土2煤质资料序号名称符号单
5、位设计校核1碳Car%50.602氢Qar%3氧Oar%3.164氮Nar%0.755硫Sar%2.506灰分Aar%31.877水分Mar%8发热量Qnet,ar,pKcal/kg159209挥发份Vdaf%13.082.4.2排放标准除尘+脱硫总除尘效率：98%除尘脱硫后粉尘排放浓度：50mg/ Nm3脱硫效率：96%脱硫后SO2排放浓度：150mg/ Nm3装置可用率：98%净烟气排放温度：50；第三章,工艺选择及说明3.1脱硫技术现状煤炭脱硫一般分为燃烧前的煤炭洗选脱硫；燃烧中掺烧石灰石脱硫以及燃烧后的烟气脱硫技术,目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫。烟气脱硫技术FGD主要利用各种碱
6、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的化合物或单质硫,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：湿法,即采用液体吸收剂如水或碱性溶液等洗涤以除去二氧化硫。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。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再生法和非再生法抛弃法。国外烟气脱硫研究始于1850年,经过多年的发展,至今为止,世界上已有2500多套FGD装置,总能力已达200,000MW以电厂的发电能力计,处理烟气量700Mm3/h,一年可脱二氧化硫近10Mt,这些装置的90%在美
7、国、日本和德国。尽管各国开发的FGD方法很多,但真正进行工业应用的方法仅是有限的十几种。其中湿式洗涤法占总装置数的73.4%,喷雾干燥法占总装置数的17.7%,其它方法占9.3%。美国的FGD系统中,抛弃法占大多数。在湿法中,石灰/石灰石法占90%以上。可见,湿式石灰/石灰石法在当今FGD系统中占主导地位。尽管各国在FGD方面都取得了很大的进步,但运行费用相当惊人,而且各种方法均有其局限性,因此,至今许多研究者仍在不断研究开发更先进、更经济的FGD技术。目前工业化的主要技术有：1,湿式石灰/石灰石石膏法 该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2,生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。其技术成熟程度
8、高,脱硫效率稳定,达90%以上,是目前国内外的主要方法。2,喷雾干燥法 该法是采用石灰乳作为吸收剂喷入脱硫塔内,经脱硫及干燥后为粉状脱硫渣排出,属半干法脱硫,脱硫效率85%左右,投资比湿式石灰石-石膏法低,但脱硫效率不高。目前主要应用在美国。3,炉内喷钙增湿活化脱硫法 该法是一种将粉状钙质脱硫剂直接喷入燃烧锅炉炉膛的脱硫技术,适用于中、低硫煤锅炉,脱硫效率约85%。4,吸收再生法 主要有氨法、氧化镁法、双碱法。脱硫效率可达95%左右,技术较成熟。氨法：氨法采用氨水作为SO2的吸收剂,SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氨与鼓入空气中的氧气反应而生成硫酸氨。氨法主要特点是脱硫效率高,副产物可
9、作为农业肥料,但该肥料属酸性肥料,长期使用易造成土壤板结,在农业上的应用受到限制。该法脱硫剂氨水的来源,运输,储存和使用要求均较为繁杂,操作管理要求高。否则,会造成氨的挥发,污染大气。该方法适合有废氨水的烟气脱硫。镁法：氢氧化镁或氧化镁与SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸镁,它们通过煅烧可重新分解出氧化镁,使吸收剂得到再生,同时可回收较纯净的SO2气体,脱硫剂可循环使用。由于氧化镁活性比石灰水高,脱硫效率也较石灰法稍高。它的缺点是氧化镁回收过程需结晶、分离、蒸发、煅烧等工序,工艺较复杂；但若直接采用抛弃法,大量可溶性镁盐会进入水体导致二次污染,总体运行费用也较高。另外该系统的管路易结垢,特别是当水质
10、硬度较高时管路结晶堵塞更加严重。 一般适用于氧化镁产地及沿海地区。双碱法：钠钙双碱法Na2CO3Ca2结合石灰法和钠碱法优点,利用钠盐易溶于水反应活性高的特点,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生槽内利用较廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用。该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法的塔内易结垢的问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。与氧化镁法相比,钙盐不具污染性,因此不产生废渣二次污染。适合于小烟气量脱硫。我国废气脱硫技术早在1950年就在硫酸工业和有色冶金工业中进行,对电厂锅炉燃烧产生烟气二氧化硫的脱除技术在二十世纪70年代开始起步并在国家六五至九五期间有了长足
11、的进步。先后有60多个高校、科研和生产单位对多种脱硫工艺进行了试验研究。尽管我国对FGD系统的研究开始得很早,涉及的面也很宽,但大部分技术只停留在小试或中试阶段,远未达到大面积工业化应用的程度。而投入巨资引进的示范工程虽然设备先进、运行稳定,但投资巨大,运行费用也相当高。因此加快对国外先进技术的消化吸收,使其国产化、低成本化,是当前重要而艰巨的任务。3.2湿式石灰石膏法石灰石膏法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2,生成半水亚硫酸钙再氧化成石膏,是目前国内外的主要方法。具有以下优势：1适用于燃料范围大,脱硫效率高。该工艺脱硫率高达95%以上,脱硫后的烟气不但SO2浓度很低,而且烟气含尘量也大
12、大减少。大机组采用湿法脱硫工艺,SO2去除量大,有利于地区和电厂实行总量控制。2技术成熟,运行可靠性好。在世界脱硫市场上占有的份额达85%以上。适用范围广,不受燃煤含硫量与机组容量的限制,单塔处理烟气量大,可达每小时3106m3,所以对高硫煤、大机组的烟气脱硫更有特殊的意义。3对煤种变化的适应性强 。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫,无论是含硫量大于3%的高硫煤,还是含硫量低于1%的低硫煤。4紧凑的吸收塔设计吸收塔集吸收、氧化、结晶于一体,节约投资和空间。5吸收剂消耗接近化学理论计算值并且吸收剂的资源丰富,价格便宜作为该工艺吸收剂的石灰石在我国分布很广,资源丰富,品位也很好,碳酸钙含量多
13、在90%以上,优者可达95%以上。在脱硫工艺的各种吸收剂中,石灰石价格最便宜,破碎磨细较简单,钙利用率较高。6脱硫副产物石膏可作为水泥缓凝剂或加工成建材产品。不仅可以增加电厂效益、降低运行费用,而且可以减少脱硫副产物处置费用,延长灰场使用年限。7技术进步快。近年来国外对工艺进行了深入的研究与不断改进,如吸收装置由原来的冷却、吸收、氧化三塔合为一塔,塔内流速大幅度提高,喷嘴性能进一步改善等。通过技术进步和创新,可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到解决。石灰石石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺,特别在美国、德国和日本,应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的8
14、0%以上,应用的单机容量已达1000MW及以上。因此,本工程采用湿式石灰石膏法。3.3工艺流程湿式石灰石膏法工艺流程如下所示：石灰石膏法烟气脱硫工艺的反应机理为：在脱硫吸收塔内烟气中SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaO反应生成CaSO3, CaSO3被鼓入氧化空气中的O2氧化最终生成石膏晶体CaSO42H2O。其主要化学反应式为：吸收过程：SO2 SO2 +H2OH+HSO3-H+SO32-溶解过程：CaO+H2O=Ca2Ca 2Ca2+2OH-氧化：HSO3-+1/2O2HSO42-H+SO42-结晶：Ca2+SO32-+1/2H2OCaSO31/2H2O Ca2+SO42-+2H2OCaSO42H2O 烟气从烟道引出
