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1、莱钢股份公司烧结厂3#105m2烧结机脱硫除尘一体化改造工程项目可行性报告莱钢股份公司烧结厂2011年02月20日目录1.项目的必要性与可行性41.1.问题的提出41.2.项目的必要性41.3.项目的可行性51.4.新建工程对现有系统的影响71.4.1.机头系统脱硫除尘改造后的阻力平衡问题81.4.2.脱硫系统的腐蚀问题91.5.建设工期与现生产的交叉影响102.项目的主要技术方案112.1.项目总包工作范围112.2.项目的主要设计依据和原则122.2.1.主要设计依据122.2.2.总的设计原则122.3.系统设计的基础参数132.4.GWD氨法烟气脱硫工艺的主要特点152.5.GWD氨法
2、脱硫工艺原理162.6.GWD氨法脱硫工艺系统流程172.7.脱硫主要设计技术经济指标182.8.脱硫工艺流程图192.9.脱硫自控及系图（见附图）192.10.主要工艺设备192.10.1.GWD氨法烟气脱硫装置192.10.2.脱硫副产物电收集器202.11.工艺系统的布置232.11.1.建设场地及动力接口232.11.2.总平面布置232.11.3.竖向布置242.11.4.道路布置242.11.5.管线布置242.12.预期目标与项目承包方承诺242.12.1.预期目标242.12.2.承诺的工程效果252.13.现有机头电除尘器的改造252.14.宽间距柔性电除尘技术的技术特点29
3、3.脱硫技术的对比分析333.1.几种代表性锅炉脱硫工艺方案比较333.2.烧结烟气的脱硫现状353.3.国内烧结机脱硫工程投资额比较表373.4.莱钢265烧结机有机胺法烟气脱硫技术特点383.4.1.莱钢265烧结机有机胺法技术选定原则383.4.2.莱钢265烧结机有机胺法的主要技术方案383.4.3.莱钢265烧结机有机胺法的化学原理423.5.氨法脱硫技术与有机胺脱硫技术经济比较434.投资概算与效益分析454.1.概述454.2.投资概算454.3.烧结厂自己运行时的成本分析474.4.资源性效益分析474.5.节能效益分析474.6.环境效益484.7.社会效益485.承包方承包
4、运营方案505.1.脱硫运行组织及设计定员505.2.运营公司运行成本分析505.3.项目承包运营的建议516.脱硫剂及脱硫副产物的市场情况526.1.脱硫副产品硫酸铵的用途及技术指标536.2.GWD氨法烟气脱硫及副产物综合处理541. 项目的必要性与可行性1.1. 问题的提出为适应莱钢集团可持续发展和国家环保政策的要求，莱钢股份公司烧结厂于2009年元月向公司提出了3#105烧结机脱硫除尘一体化改造工程项目可行性报告，提请公司专家技术委员会评审。2009年02月13日下午，公司专家技术委员会对烧结厂的报告进行了会议论证，并形成了会议纪要。根据公司专家技术委员会的建议和与会领导的意见，莱钢股
5、份公司烧结厂进行了认真的分析与研究、深入的调查和论证，对原3#105烧结机脱硫除尘一体化改造工程项目可行性报告进行了修正、补充，现提请公司专家技术委员会评审通过。1.2. 项目的必要性莱钢股份公司烧结厂3#105烧结机建成于2002年，原设计烧结面积为105m2，后将烧结面积增加到130m2。3#烧结机原设计配150三电场机头电除尘器一台及其主烟囱一个。在机头电除尘器与主抽风风箱间还设有一台旋风除尘器。未设计配套脱硫装置。目前，主烟囱冒黄烟，机头电除尘器粉尘排放浓度达200400mg/m3，二氧化硫排放浓度达8001000mg/m3，超标严重。根据将执行的钢铁工业大气污染物排放标准 烧结（球团
6、）（征求意见稿）和HJ/T426-2008清洁生产标准 钢铁行业（烧结）标准，对原机头电除尘系统进行改造，并新增脱硫装置是当务之急。联合国环境规划部署1988年公布的统计资料显示，SO2已成为世界第一大污染物，人类每年向大气排放的SO2达1800万吨。我国1995年SO2排放量为2341万吨，超过美国当时的2100万吨；2004年SO2排放量为2254万吨；2005年SO2排放总量为2549万吨，居世界首位，均超过“十五”规划总量控制目标（1800万吨/年）， “十一五”期间减排SO2成为我国环境治理的重点，因此，减排SO2的污染已迫在眉睫。2009年2月13日会议上，集团公司领导也明确指出：
7、“脱硫项目是国家要求的、必须执行的项目。新上项目一定要人员少、精干。”。会议纪要形成的会议意见，也肯定了“实施3#105烧结机脱硫项目是必要的”。1.3. 项目的可行性莱钢股份公司烧结厂通过充分的分析和讨论，一致认为：该项目不仅在技术层面上具有高效节能、操作简单、结构紧凑等特点，而且有利于减少投资费用、有利于控制运行成本、有利于保障烧结生产、有利于明确环保责任。我们认为：该项目是可行的，希望尽快付诸实施。一、项目的技术可行性该项目的核心技术有两个，一是宽间距柔性电除尘技术；二是GWD氨法脱硫技术。我们经过现场考察宽间距柔性电除尘技术，在冶金烧结领域有成功的工程实例的。集团公司环保监测部门对该技
8、术在莱矿球团厂的三电场180电除尘器的跟踪监测中，该电除尘器的外排不超过40mg/m3，电场总耗电量不超过36kW。不仅环保达标效果好，而且节能效果显著，仅是常规电除尘的1/6。可以肯定，该技术是先进的，也是符合莱钢发展需要的。该项目将采用“烟气脱硫及脱硫产物连续生产硫酸氨的一体化方法和设备”专利技术（以下简称GWD氨法烟气脱硫技术），该技术专利申请号为200510097413.7。GWD氨法烟气脱硫技术是一种符合中国国情的自主知识产权技术。整个过程不产生废水，也不产生任何工业废渣的脱硫工艺，副产品是硫酸铵化肥，可直接出售。该工艺脱硫效率可高达95%以上；硫酸铵销售收入可基本冲抵运行费用。GW
9、D氨法烟气脱硫技术虽然在烧结领域没有工程实例，但是在火电厂有成功的GWD氨法烟气脱硫技术工程实例。对火电厂使用的氨法脱硫装置，我们进行了实地考察，其结构简单、操作方便和运行费用低的优点非常显著。近年来，钢铁企业虽然建设了一些不同流程的烧结烟气脱硫项目，但从已经投产的烧结烟气脱硫项目来看，虽然取得了一定的成果和经验，并没有完全解决烧结烟气脱硫技术问题，并没有找到真正适合烧结烟气脱硫的技术。全行业仍处于探讨和研究阶段，这种局面在短时间内无法打破。所以，我们认为GWD氨法烟气脱硫技术在火电厂应用上的成功经验是值得借鉴和应用的。GWD氨法烟气脱硫技术对烟气的最佳温度要求是80140，与烧结生产的实际烟
10、气温度是相当的，不需要对烟气升温和降温，对烧结工艺温度的无任何要求和影响。二、项目的建设可行性1.我们认为项目建设投资形式具有可行性。该项目建议的投资形式是：项目承包方拟垫资总合同额的60%作为项目达标的保证金。莱钢先期支付总合同额的40%作为该项目实施保证金。工程为交钥匙工程。项目达标三个月后，莱钢一年内逐月付清承包方所垫资金，项目固定资产的产权归莱钢所有。项目不达标，莱钢不再支付承包方所垫资金。2.我们认为项目运行方式具有可行性。项目建成后，莱钢通过委托运营的方式，承包给项目承包方（也是项目技术的支持方）。承包期建议为五年。莱钢烧结厂负责国有资产的监管责任和运行所需的成本费用，项目承包方负
11、责项目的日常维护、正常运行和环保达标责任。3.我们认为建设条件具有可行性。3#105烧结机现机头电除尘旁的场地，完全可以满足该项目建设所需的场地。不仅对现有厂房建筑、工艺设备无任何影响，而且不影响现有厂区道路和工厂总体布局。此外，该项目的燃动力不需增加，而且有助于减少公司的能耗。1.4. 新建工程对现有系统的影响GWD氨法烟气脱硫除尘一体化装置安装投运后，考虑到副产物综合利用效益和工艺特点，满足国家对二氧化硫排放标准，及节省资本投入，整个脱硫装置会增加排烟系统的增加为350Pa左右，由于现有烧结厂的引风机压头有富余，将不对引风机进行改造。GWD氨法烟气脱硫及其收集工艺不会生成新的粉尘，反而微量
12、削减粉尘排放，但对除尘器的要求较高。现烧结厂的三电场除尘器还不能满足国家的尘排放标准和脱硫副产物生产质量的要求，需要对现有的电除尘器进行改造。1.4.1. 机头系统脱硫除尘改造后的阻力平衡问题下列计算，是考虑摘除进口主烟道上的旋风除尘器为前提的。一、新设备安装后的系统阻力分析（1）电除尘器本体的阻力原机头电除尘器截面面积由150增加180，电场断面风速由1.23m/s下降到1m/s，对应的除尘器阻力300Pa下降到240Pa左右。（2）新增加的脱硫除尘系统产生的阻力损失新增脱硫装置的阻力损失为350Pa左右；新增脱硫副产物的阻力损失为200Pa左右；（2）新烟道系统产生的阻力损失烧结设计手册推
13、荐烟道风速为1218m/s。烟道中90弯头产生的局部阻力系数为0.37，每个弯头产生的阻力为74Pa。直烟道的沿程阻力1Pa/m。新系统需增加两个90弯头，直烟道约20米新系统产生的阻力损失为：742（弯头）+240（原电除尘器改造后）+350（脱硫装置）+200（新增电收集器）+201（直烟道）=958Pa。二、原电除尘系统阻力分析原设计150m2电除尘器电场断面风速设计值1m/s，对应的除尘器阻力294Pa。烧结系统改造后，电除尘器电场断面风速达到1.23m/s，此时除尘器本体的阻力上升到353Pa。原设计大烟道经过旋风除尘器，旋风除尘器对应的阻力损失为7502000 Pa，按750Pa计
14、算，原电除尘系统在现在工况下系统产生的阻力损失为：353+750=1103Pa。本工程改造后，新系统比原系统阻力损失不仅不会增加，而且还会有所下降，至少下降1103-958=145Pa。如果将原电除尘器进出口烟道进行改造，系统阻力损失还进一步减少。1.4.2. 脱硫系统的腐蚀问题本工程的脱硫装置，安装在现150机头电除尘器后。对原进口烟道和扩容改造后的180机头电除尘器来说，没有任何影响，依然维持现有工作状况。在扩容改造后的180机头电除尘器，为防止SO2腐蚀问题，采用了不锈钢电晕线和SPCC极板，对壳体进行了腐蚀余量补偿。新增脱硫装置，其内腔为不锈钢复合钢板，作为化学主反应区，已经进行了防腐
15、处理，其配套的储液罐内部也采取呋喃玻璃钢三油两布的方式进行了防腐。其脱硫装置本身的防腐问题在设计时，已经进行了技术处理。由于脱硫装置的存在，且不论其脱硫效率如何。脱硫装置前的含SO2量在8001000mg/m3左右，脱硫后硫酸酸酐只会减少，比如脱硫效率为80%，脱硫装置后，烟道中的SO2含量将由8001000mg/m3左右减少到160200mg/m3左右，无疑显著减少硫酸酸酐产生的稀酸腐蚀对烟道和风机的问题。此外，氨法脱硫的副产物是硫酸铵和亚硫酸铵氨，化学活性较小呈弱碱性，对金属基本无腐蚀。氨法脱硫装置在郑州荥阳电厂运行三年来，未发现对烟道和风机腐蚀的现象。1.5. 建设工期与现生产的交叉影响本项目建设时，建设工期划分为三个阶段。第一阶段是新增脱硫装置的建设阶段，预计需要三个月。期间对现有生产无任何影响，属于离线改造阶段。第二阶段是系统合茬和原机头电除尘器
