锅炉烟气脱硫除尘改造初步设计方案

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1、40T/h 锅炉烟气脱硫除尘工程初步设计方案潍坊泰达环保设备有限公司2012年 3月 26日第一章 总论1.1 、项目背景1.1.1 、工程名称30t/h 锅炉烟气脱硫除尘工程1.1.2 、工程建设的必要性1.1.2.1 、我国减排形势我国经济快速增长， 各项建设取得巨大成就， 但也付出了巨大的资源和 环境代价。环境问题是二十一世纪全球的重点问题， 和世界上其它国家一样， 我国在经济发展中也遇到了环境恶化这一棘手的难题。 目前，我国以城市为 中心的环境污染不断加剧， 并正向农村曼延， 而大气污染正是其中之一， 并 且已经达到了十分严重的地步。 据了解，全国城市大气总悬浮微粒浓度年日 均值为 3

2、20微克/立方米，污染严重的城市已达到 800微克/ 立方米，高出世 界卫生组织标准近 10 倍。全国酸雨覆盖面积已占国土面积的 29%，而且酸 雨严重区已越过长江， 向黄河流域曼延， 青岛也监测到酸雨， 全国每年造成 的经济损失达 140 亿元。以长沙、赣州、怀化、南昌等地为代表的华中酸雨 区，90年代以来，已成为全国最重要的酸雨区，其中心区域年均PH值低于4.0，酸雨频率高于 90%。二氧化硫的排放是造成我国大气污染及酸雨不断 加剧的主要原因，因此我国在国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 中提出，到 2010 年，二氧化硫排放总量削减 10%。经济发展与资源环境的 矛盾日趋尖锐，群众对

3、环境污染问题反应强烈，这种善与经济结构不合理、 增长方式粗放直接相关。 不加快调整经济结构、 转变增长方式， 资源支撑不 信，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有支持节约发展 清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引 起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭在我国一次能源的生产和消耗 中，一直占 70%以上，因此对消耗煤炭最大的主要行业进行烟气脱硫的整治 是目前有效降低二氧化硫排放量的最有效措施之一。 燃煤锅炉二氧化硫排放 量占全国二氧化硫排放量的 60%以上，国家一直高度重视燃煤锅炉二氧化硫 排放控制， 十多年来，尤其是

4、“十五”期间出台了一系列法律、 法规、政策， 促进了燃煤锅炉烟气脱硫产业化的快速发展。 当前，实现节能减排目标面临 的十分严峻。 去年以来，全国上下加强了节能减排工作， 国务院发布了加强 节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施。1.1.3.2 、 SO2 危害性(1) SQ对人体健康的危害SO2 是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于人体的体液和其他 黏性液中，长期的影响会导致多种疾病，如上呼吸道感染、慢性支气管炎、 肺气肿等，危害人类健康。 SQ2 在氧化剂、光的作用下，会生成使人致病、 甚至增加病人死亡率的硫酸盐气溶胶， 据有关研究表明， 当硫酸盐年浓度在 10卩g/m3左

5、右时，每减少10%勺浓度能使死亡率降低0.5%。(2) SQ对植物的危害研究表明，在高浓度的 SQ2 的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产 生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度 SQ2 的影响下植物的生长 机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。据 1983 年对我国 13 个省市 25 个工厂企业的统计，因SQ造成的受害面积达2.33万公顷，粮食减少1.85 万吨，蔬菜减少 500 吨，危害相当严重。(3) SQ对金属的腐蚀大气中的 SQ2 对金属的腐蚀主要是对钢结构的腐蚀，据统计，发达国家 每年因金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的2%-4%由于金属腐蚀造成的直接损失远大

6、于水灾、风灾、火灾、地震造成损失的总和， 且金属腐蚀直接威胁到工作设施、生活设施和交通设施的安全。(4) SQ对生态环境的影响SQ形成的酸雨和酸雾危害也是相当的大， 主要表现为对湖泊、地下水、 建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀，同时，长期的酸雨作用还将 对土壤和水质产生不可估量的损失。1.2 、工程编制依据1.2.1 、国家及行业法规(1) 中华人民共和国环境保护法 ；( 2)中华人民共和国大气污染防治法 ；( 3)锅炉大气污染物排放标准 GB13271-2009；( 4)环境空气质量标准 GB3095-1996；( 5)工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ462-2009；(

7、 6)玻璃钢化工设备设计规定 HG20696-19991.2.2 、工程单位提供的资料(1) 厂址气象和地理、地质条件；(2) 公司现有工程设计资料；(3) 锅炉使用煤种、煤质和耗煤量资料，近期烟囱处烟气检测报告。1.3 、工程概况1.3.1 、工程内容对 30t/h 供热锅炉增加脱硫除尘系统， 除尘器采用干式除尘， 除尘效率 90%，烟气脱硫设备为玻璃钢悬空喷淋塔，通过该脱硫除尘系统使供热锅炉 的烟气按照锅炉大气污染排放标准 GB13271-2009 达到国家二类地区污 染物排放标准的规定。1.3.2 、项目建设目标（ 1） 使 30t/h 锅炉烟气排放达到国家锅炉大气污染物排放标准 GB1

8、3271-2009的标准。（2）使供热锅炉排放的烟气中的二氧化硫和烟尘的排放量得到有效地控 制，改善环境，以利于社会经济和公司的可持续发展。1.4 、本方案目的及设计范围1.4.1 、本方案设计目的本方案目的是确定先进适用的脱硫工艺技术； 与主体机组的无缝连接和 装置的稳定可靠运行； 各项脱硫指标能够满足现行的环境标准和其他相关的 要求；脱硫剂价廉易得等要求。1.4.2 、设计范围本工程的设计范围为：30t/h 供热锅炉进行脱硫工艺改造，具体包括以下内容：（1）脱硫工程工艺技术的比较和选定；（2）脱硫工程实施方案的确定；（3）脱硫系统运行的成本；(4) 主要设备设计说明1.4.3 、主要技术原

9、则( 1)通过对 30t/h 锅炉加装除尘和烟气脱硫装置的实施， 使公司的 SO2 排放达标，并为公司的进一步发展留有余量。(2)脱硫工艺的选择应遵循“工艺成熟，运行稳定，脱硫效率高，投 资省，无二次污染”的原则，结合公司特点和现状，提出推荐方案。( 3)在周围资源许可情况下，优先考虑供应可靠、价格便宜、质量稳 定、对周围环境不会产生污染的吸收剂。( 4)脱硫副产物应尽可能综合利用，当综合利用受阻时，应与灰渣分 开堆放，留有今后综合利用的可能性， 并采取防止副产物造成二次污染的措 施。( 5)综合考虑公司燃煤锅炉实际燃煤含硫量的变化趋势，脱硫装置系 统设计及设备选型时有一定的适应能力。 脱硫工

10、艺系统的设计寿命与对应主 机的剩余寿命相适应。( 6)除尘器应采用操作简易、维修方便、效率高的除尘器。第二章 脱硫工艺选择及工艺计算2.1 、脱硫工艺选择2.1.1 、主要脱硫工艺2.1.1.1 、目前主要的脱硫工艺（1）燃烧前燃料脱硫工艺，燃料脱硫属源头治理措施，对减轻中途或 终端治理负担更有利。常用的措施有煤的洗选、液化、气化、加工脱硫和 煤的重油加氢脱硫，煤的强磁脱硫，煤的微波辐射脱硫等等，这些方法， 目前应用范围有限，主要原因是费用较高，也有的还处于研制阶段。（2）燃烧中炉内脱硫措施，这项措施中，目前主要有，炉内喷洒吸收 剂技术和燃用固硫型煤技术以及低氧燃烧技术。这些措施主要问题是脱硫

11、 率低而低氧技术在平衡通风中难以实现，一般都用于微正压的燃油锅炉中。（3）燃烧后烟气脱硫措施，烟气脱硫方法目前国内外都有很多种。按 反应产物的回收方式分为抛弃法和回收法两大类，反应后的含硫产物作为 废料而被抛弃极为抛弃法，反之将脱硫后的含硫产物作为副产品加以回收 利用即为回收法。抛弃法设备简单，投资及运行费用低，但易造成二次污 染，污染问题未得到彻底解决，脱硫效率低；回收法是将烟气中的SO2 加以利用，变害为利，避免二次污染，但其系统复杂，操作难度大，投资及运 行费用高，当烟气中 SO2 含量较高时，才有利用价值。目前已开发 100 多种烟气脱硫工艺，但真实实现商业化运行的仅十余 种，可分为干

12、法、半干法、湿法等。其中湿法因具有脱硫效率高、脱硫剂 利用率高、运行可靠、适应性强等特点，应用广泛，目前我国燃煤锅炉脱 硫主要采用的是湿式烟气脱硫工艺，据统计市场占有率在 85%以上。2.1.1.2 、主要的湿式脱硫工艺湿法烟气脱硫技术的特点，是整个脱硫系统位于烟道的末端、除尘系 统之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫 过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气一般需经再加热才能从烟囱 排出。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高， 吸收剂离子利用率高， 在与硫反应比等于 1 时，可达到 90%以上的脱硫效率， 适合于大型燃煤锅炉的烟气脱硫。湿法脱硫工

13、艺可以根据脱硫剂种类分为钙法、钠法、镁法、氨法、双 碱法和海水脱硫法等。中小型燃煤工业锅炉可结合当地的具体条件，选择 各种合适的脱硫吸收剂。不但可以以采用常规的石灰、氧化镁和烧碱、纯 碱，还可充分利用各种造纸、印染、炼焦等工业的碱性废水、废氨水和锅 炉冲渣水、排污水，达到以废治废的效果，并可实现除尘脱硫一体化。国内外大型电厂大都采用石灰石石膏法脱硫工艺，其技术成熟，脱 硫效率高，脱硫剂利用率高，此外技术要求高，条件控制不当易产生结垢、 设备维护成本高，堵塞设备、管道，因此不适用于中小型燃煤工业锅炉。 2.1.1.3 、几种湿式脱硫工艺方法的比较湿式烟气脱硫方法也分很多种：（1）湿法石灰石石灰烟

14、气脱硫技术该法是利用成本低廉的石灰石或石灰作为吸收剂吸收烟气中的SO,生成半水亚硫酸钙或石膏。这种曾在 70 年代使用，因其投资大、运行费用高 和腐蚀、结垢、堵塞等问题而影响了其在火电厂中的应用。经过多年的实 践和改进,工作性能和可靠性大为提高,投资与运行费用显著减少。该法 主要优点为： a. 脱硫效率高（脱硫效率大于 90%）；b. 吸收剂利用率高,可 大于 90%； c. 设备运转率高（可达 90%以上），运行可靠、适应性强；该法 是目前我国引进的烟气脱硫装置中主要方法。主要缺点是投资大、工艺流 程长、设备占地面积大、运行费用高。此外技术要求高，条件控制不当易 产生结垢，堵塞设备、管道，因

15、此不适用于中小型燃煤工业锅炉。（2）氨法烟气脱硫技术该方法也广受重视，该法所得到的脱硫副产物硫酸氨可做肥料出售， 具有较好的经济效益。然而，氨法脱硫技术通常存在的问题有：由于氨的 腐蚀性较强，对设备及管道腐蚀严重。另外，为了保证脱硫率，脱硫溶液 中的氨水浓度需要维持较高水平，这样在气液接触过程中，容易导致大量 的氨气挥发进入烟气中，造成氨的逃逸损失。同时，逃逸到烟气中的氨气 还很容易与烟气中的残留的二氧化硫作用，在烟气中形成难以捕集的铵盐 气溶胶粒子，导致严重的二次污染。虽然降低溶液中的氨水浓度可以减少 氨的逃逸，但脱硫率难以保证，并导致在回收硫酸铵时的溶液浓缩耗能显 著增加。这些问题极大的限

16、制了氨法脱硫技术的实际推广。（ 3）氧化镁法脱硫技术该法是很有前途的一种脱硫技术。该技术 1975 年被开发以来在日本、 美国等发达国家逐步得到推广，并逐渐成为钙基脱硫的取代工艺之一。氧 化镁法脱硫技术具有脱硫效率高、不易结垢、设备紧凑、脱硫液对设备腐 蚀性低等优点，因而，该方法近年来得到广泛重视。然而该方法所存在的 问题有：脱硫剂的高温再生方法较复杂，过程耗能过高。（4）双碱法烟气脱硫技术 该法是为了克服石灰石石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。它先 用碱金属盐类如NaOH NaCO、NaHCO NaSO等的水溶液吸收SO,然后再 用另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收 SO后的溶液再生，再生后的吸 收液循环使用，而S