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1、锅炉烟气脱硫工程 石灰石膏法技术方案 / 文档可自由编辑打印目 录一 技术总则1二 工程介绍及相关数据12.1工程概况12.2锅炉及烟气参数表12.3脱硫剂使用情况22.4煤质参数2三 规范和标准2四 脱硫系统设计、设备采购、安装、调试范围3五 石灰法脱硫工艺介绍及特点4六 初步设计方案46.1脱硫原理46.2 工艺特点56.3 工艺设计参数56.4工艺流程概述66.5工艺系统阐述66.6电气部分阐述126.7自动控制阐述156.8 系统保温和油漆186.9土建部分阐述18七 工程运行费用及效益分析19八 供货原则19九 系统清单20一 技术总则1.1本技术方案适用于锅炉烟气脱硫工程。本工艺方
2、案是按照石灰石膏湿法脱硫工艺设计，吸收塔采用喷淋塔高效传质层+除雾器复合结构，主体结构材质使用碳钢内衬玻璃鳞片。1.2 本技术方案是本着“减少投资成本、满足基本运行要求”的原则进行编制。二 工程介绍及相关数据2.1工程概况由于锅炉运行过程中产生SO2等污染气体，对周围环境造成一定程度的破坏，为提高环境效益、社会效益，保证安全、文明生产，需要对锅炉出口烟气增设炉外脱硫设施，力求在追求经济效益的同时创造绿色产品和效益。现根据提供的相关参数资料及该项目的具体情况进行脱硫方案设计，使二氧化硫达标排放。厂区地理位置：山西吕梁市孝义市室外计算温度和湿度：10.1最高温度39.5最低温度-22.9相对湿度
3、52% 冬季大气压力93.3KPa夏季大气压力88KPa地震烈度:7度 2.2锅炉及烟气参数表序号名称单位数值1入口烟气量m3/h92123.62入口烟气温度1413入口烟气中SO2含量mg/Nm310004脱硫装置出口SO2排放浓度要求mg/Nm3502.3脱硫剂使用情况本工程脱硫剂采用石灰粉，其中CaO有效含量：80%，细度要求：小于200目，90%过筛率。2.4煤质参数项目单位数值低位发热值KJ/Kg3054全水分(收到基)%7.07元素分析(收到基)Car 碳%32.59Har 氢%2.16Oar 氧%1.48Nar 氮%2.42Sar 硫%2.5Aar灰分%45.25Mar 水分%1
4、3.6挥发份%22三 规范和标准参照国家、行业有关标准如下：序号文 件 名 称编 号一、环保标准1中华人民共和国大气污染防治法2大气污染物综合排放标准GB16297-963锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001二、设计规范1工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范HJ462 -20092固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法HJ T 76-20073湿式烟气脱硫除尘装置标准HJ T 288-20064火力发电厂烟风粉煤灰管道设计技术规程DL T 5121-20005工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-976建筑抗震设计规范GB50011-20017建筑结构荷载规范GB
5、50009-20018固定式钢直梯GB 4053.1-939固定式钢斜梯安全技术条件GB 4053.2-9310固定式工业防护栏杆GB 4053.3-9311固定式工业钢平台GB 4053.4-8312低压配电设计规范GB 50054-9513工业企业照明设计标准GB50034-200414电力工程电缆设计规范GB50217-0715通用用电设备配电设计规范GB50055-1993三、施工及验收规范1建设工程质量管理条例国务院令279号2电气装置安装工程电揽线路施工及验收规范GB5072-92四 脱硫系统设计、设备采购、安装、调试范围从原有引风机出口烟道与吸收塔进口烟道连接法兰处起至烟气出口之
6、间的工艺系统，包括：烟气系统、吸收塔系统、脱硫剂制备系统、脱硫产物脱水系统、工艺水系统、电气系统、仪控系统等。另：本工程用水、气接口需业主提供至脱硫岛区域内1米处，脱硫剂物料需业主提供至脱硫岛设计指定区域内，电源需业主接至脱硫岛区域总开关上口，系统内排污接口位于脱硫岛区域外1米处，接通于业主污水管网。五 石灰法脱硫工艺介绍及特点以石灰的浆液为脱硫剂，在吸收塔内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，使SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙从而将SO2除掉，并在浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化成硫酸钙。浆液中的固体物质连续的从浆液中分离出来，经浓缩后生成石膏副产品。该方法主要优点是能
7、适用的煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高、工作的可靠性高、脱硫剂来源丰富可靠，成本低廉。六 初步设计方案结合上述各种脱硫工艺的比较及特点，拟定本工程采用湿式石灰石膏法烟气脱硫工艺，采用高效空塔喷淋高效传质层吸收装置，总体设计原则如下：1) 满足出口SO2浓度小于50mg/Nm3排放指标进行设计；2) 合理布局，尽量减少占地面积；3) 在满足脱硫系统各项指标要求的前提下，尽量降低脱硫剂耗量、电耗和水耗。6.1脱硫原理本工程脱硫剂采用石灰粉，工艺属于简易湿式石灰石膏法，主要反应过程如下：首先是烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3：SO2（g） SO2（aq）S
8、O2（aq）+H2O(l) H+HSO32H+ SO32 石灰的主要成分是CaO，其溶解反应式为：CaO（s）+H2O(l)Ca(OH)2（aq）Ca(OH)2（aq）Ca2+2OH在溶液中，SO32和HSO3与部分溶解的石灰反应：SO32Ca2+CaSO3（aq）SO2（aq）+CaSO3（aq）+H2O（l） Ca(HSO3)2CaSO3可加速石灰的溶解。当吸收液的pH值控制得较低时（6.0）循环吸收液形成了CaSO3和Ca(HSO3)2的混合物，该混合物以缓冲液的性质存在，使吸收的pH值保持相对平稳。在吸收塔塔釜，SO32、HSO3充入空气的进行强制氧化，其反应如下：HSO31/2O2（
9、g） SO42+ H+SO321/2O2（g） SO426.2 工艺特点a) 采用高效吸收塔设计，具有低液气比、低循环量特点，相比与普通空塔结构，可有效降低液气比，降低循环泵轴功率，降低系统运行电耗；b) 喷淋管的设计及喷嘴的选型进行了优化，从而降低了喷淋管组的压损，降低循环泵扬程，降低循环泵轴功率，降低系统运行电耗；c) 外购石灰粉在进入吸收塔前进行了完全消化，增加石灰浆液活性，增加脱硫剂的有效利用，降低钙硫比；d) 脱硫剂给料泵配合PH值测定装置合理投加脱硫浆液，降低脱硫剂损耗；e) 石灰石膏法是目前脱硫应用最广、技术最成熟工艺，系统运行相对稳定。6.3 工艺设计参数内容单位数值备注烟气工
10、况温度141提供值吸收塔处理烟气量（工况）m3/h92123.6提供值吸收塔处理烟气量（标况）Nm3/h60748计算值烟气SO2进口浓度mg/Nm31000计算值塔体规格尺寸mm2700*26000设计值液气比L/Nm38设计值钙硫比Ca/S1.03设计值出口二氧化硫浓度mg/Nm350吸收塔二氧化硫去除量kg/h57.7计算值石灰中CaO的含量%80要求值石灰粉细度目200要求值吸收塔消耗石灰粉量kg/h65计算值塔脱硫渣产量(10含水量)kg/h189计算值脱硫系统压降Pa800设计值系统补充水量t/h3计算值生产运行人员人/班2系统装机功率kWh160脱硫效率%95脱硫效率随入口及出口
11、SO2浓度变化而变化6.4工艺流程概述本工程烟气脱硫工艺流程（见附图）。本脱硫系统主要包括：烟气系统、SO2吸收氧化系统、脱硫剂制备系统、脱硫产物脱水系统、工艺水系统、电气和仪控系统及其他辅助系统。从除尘器出来的烟气通过烟道进入吸收塔中部的高效传质层，该传质层采用特殊的格网设计，使烟气均匀的分部在整个吸收塔的断面，不致形成湍流和分部不均的现象，增加二氧化硫与脱硫浆液的接触面积，提高二氧化硫的脱除效率，给脱硫效率提供了可靠的保障。通过高效传质层后的烟气会依次通过吸收塔上部的雾化喷淋吸收区，与雾化成微小（0.011mm）液滴的脱硫剂的碰撞、吸附，溶解吸收SO2分子，完成烟气脱硫，喷淋层的设计将依据
12、工程实际情况（烟气量及二氧化硫含量的大小）计算，烟气在吸收塔内的停留时间将足够长，保证充分的气液接触反应时间，保证二氧化硫的充分吸收。通过与脱硫浆液接触反应后的烟气会继续通过吸收塔顶部的除雾装置，将烟气中的大粒径水雾捕集下来，以避免烟气大量带水造成烟道及烟囱的腐蚀。除雾器配置有自动冲洗装置，根据除雾器前后压差的变化适时进行冲洗，以降低除雾器堵塞造成的系统压力损失。烟气经过除雾器去除烟气中的液滴后经烟囱排放至大气。吸收塔内脱硫浆液与烟气充分反应后，会在塔内通过氧化风机强制氧化成稳定的脱硫渣，分别经过浆液抽出泵输送到真空过滤机进行脱水，上流清液返回吸收塔循环使用。6.5工艺系统阐述6.5.1烟气系
13、统本工程锅炉产生的烟气经引风机烟道进入脱硫塔内，在塔内完成脱硫净化后的烟气通过塔内除雾器除雾脱水，最后经烟道排至烟囱排放。脱硫主体设备设置100%容量旁路烟道，防止因系统设备故障影响锅炉运行情况的发生，烟道进口/出口/旁路设置烟气挡板门。旁路挡板为百叶形式，可调节；进口/出口挡板门为开关型，以在系统停运检修时用以隔绝烟气泄露。烟气管道全部采用钢制结构，设计考虑烟道内外支撑及加强筋，出口烟道内衬玻璃鳞片防腐处理并只设置外加固措施，所有烟道全部进行保温处理。烟气系统主要设备有：钢制烟道、膨胀节、进口/出口/旁路挡板门。（1）烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行
14、烟道设计。烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、雪载荷、地震荷载、灰尘积聚、内衬和保温的重量等。烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。烟道的布置能确保冷凝液的排放，不会有水或冷凝液的聚积，因此，烟道提供低位点的排水和预防冷凝液的聚积措施，任何情况下膨胀节和挡板都不布置在低位点，净烟气水平烟道底部设计为漏斗形式，以便于排水。烟道外部将充分加固和支撑，以防止颤动和振动，并且满足在各种烟气温度和压力下（包括层化和不均匀时），提供可靠的运行。所有需防腐保护的烟道仅采用外部加强筋，不采用内部加强筋或支撑。烟道外部加强筋统一间隔排列。加强筋使用统一的规格尺寸或尽量减少加强筋的规格尺寸，以便使敷设在加强筋上的保温层易于安装，并且增加外层美观。布置加强筋时考虑
