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1、第一章，概述项目背景工程概况西安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：w 50mg/NrTi第二章，设计依据设计标准1)工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ462-20092)中华人民共和国环境保护法(1989年 1 2月26日通过)3)中华人民共和国大气染污防治法(2004年 4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GB13271-2
2、0017)环境空气质量标准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GB50007-2002（ 12）混凝土结构设计规范 GB50010-2002（ 13）花岗岩类湿式烟气脱硫除尘装置 HJT319-2006（ 14）花岗岩建材检验标准 JC204-205-1996（ 15）脱硫除尘专用建材检验标准 GB/（ 16）湿式烟气脱硫除尘装置技术要求 HJ/T288-2006（ 17）压力容器技术管理规定YB9070 92（ 18）钢制压力容器GBl5098设计
3、原则（1）贯彻执行国家经济建设和新、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。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
4、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。包括：（1）脱硫剂制备系统（2）烟气系统（3）SO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（BMCR）t/h150过热器出口蒸汽压力（BMCR）MPa过热器出口蒸汽温度（BMCR）C295再热器进口温度（BMCR）C860再热器出口温度（BMCR）C962锅炉排烟温度（BMCR）C146设备名称参数名称单位参数锅炉实际耗煤量（BMCR）t/h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
5、况）mg/Nrn引风机型式及配置引风机台数（每炉）台2风量m/h156732风压Pa7115电动机功率kW500烟囱高度m150烟囱出口内径m材质钢筋混凝土2）煤质资料序号名称符号单位设计校核1碳Car%2氢Qar%3氧Oar%4氮Nar%5硫Sar%6灰分Aar%7水分Mar%8发热量Qn et,ar,pKcal/kg159209挥发份Vdaf%2.4.2 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：9 6%脱硫后SO排放浓度：w 150mg/ Nrm装置可用率：98%净烟气排放温度：50 C；第三章，工艺选择及说明脱硫技术现状煤炭脱硫一般分
6、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 （或浆液）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
7、 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200，000MV（以电厂的 发电能力计），处理烟气量700Mn/h，一年可脱二氧化硫近10Mt,这 些装置的 90%在美国、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 （含抛弃法及石膏法 ） 占总装置数的 %， 喷雾干燥法占总装置数的%其它方法占%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
8、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SO,生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。其技术成熟程度 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 （石灰石）直接喷入燃烧锅炉炉膛的脱硫技术, 适用于中、低硫
9、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S02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
10、化镁，使吸收剂得到再生，同时可 回收较纯净的S02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(Na2CO0Ca(OH)2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
11、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
12、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。湿式石灰一石膏法石灰一石膏法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO,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SQ浓度很低,而且烟气含尘量也大大减少。大 机组采用湿法脱硫工艺,SQ2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
13、气量大，可达每小时3106斥，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
14、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（ 石灰 ）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80%以上,应用的单机容量已达1000MV及以上。因此，本工程采用湿式石灰石膏法。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SO首先被浆液中的水吸收与浆液中的 CaC反应生成CaSQ CaSQ 被鼓入氧化空气中的Q氧化最终生成石膏晶体CaSO 2H0。其主要 化学反应式为：吸收过程：SQ (g) f SQ (l)+H 20H +HSQtH +SG2溶解过程：CaQ+H2Q=Ca(QH)2Ca (QH)2f C0T+2QH氧化：HSQ+1/2Q2f HSQ- f H+SQ2-结晶：Ca+SQ-+1/2H2Gf Ca
