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1、12t/h锅炉烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺技术方案兰州热能有限公司2015-09烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺技术方案1 项目背景33 本公司的烟气脱硫脱硝工艺33.1 预洗涤系统43.2 吸收过程及NOx、SO2 的去除44 烟气净化工艺54.1 设计基础5除尘脱硫脱硝流程如下：54.2 本流程统描述55 烟气净化主要设计参数及设备选择55.1 吸收塔55.2. 吸收剂及公用工程消耗65.3 主要技术指标（一台炉）65.4 脱硫装置主要设备（一台炉）66 本系统安全及控制系统7 烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺技术方案1 项目背景目前国内电力行业所用的技术，基本是从国外引进的，也有在引进技术消化吸收基础
2、上开发的，但这些技术直接用于供热锅炉均存在一些问题：a) 半干法脱硫工艺半干法脱硫技术在电力行业中主要用于300MW 以下机组，使用消化后的石灰或电石渣作为脱硫剂，适用于中低硫煤的情况，该工艺和布袋除尘器相配合，在脱硫的同时能明显降低粉尘尘含量。但该种工艺（循环流化床技术或喷雾干燥技术）均需要配套布袋除尘装置，除尘装置需布置在脱硫区域（锅炉装置区，占地面积相对较大），且脱硫后产生大量含亚硫酸钙的废渣，利用困难，脱硫渣需填埋处理。从占地和渣处理方面看不适合用于锅炉烟气脱硫。b) 石灰石/石膏法石灰石/石膏法是大型电厂最常用的技术，工艺成熟、脱硫效率高，流程相对复杂，一般用于大型电厂，很少用于15
3、5MW 以下机组。由于石灰石浆液和石膏浆液易沉淀和结垢，浆液输送应尽量短，石灰石浆液配置、脱硫塔、石膏脱水均需要布置在装置锅炉装置区或临近。生成的石膏可以综合利用，但锅炉装置需要脱除的SO2 总量并不大，综合利用相对困难，也较难在现有场地布置。我们在消化吸收引进技术的基础上，根据锅炉装置的特点和众多的脱硫装置运行生产实践，对脱硫技术进行嫁接和优化，开发适应中国特色的烟气脱硫除尘一体的技术。3 我公司的烟气脱硫脱硝工艺我们针对小型锅炉中含粉尘、运行可靠性要求高、场地小、系统压力损失尽可能低等特点，在消化吸收引进技术的基础上，开发了小型锅炉烟气脱硫脱硝除尘一体的技术。该系统可以采用NaOH 作为脱
4、硫剂，如果当地有适合的氧化镁资源（MgO），也可用氧化镁作为脱硫剂脱硫后的副产品经氧化后可以直接排放。脱硫脱硝除尘一体化系统的工艺采用预洗涤和吸收二个单元对锅炉烟气进行除尘和SO2 净化处理。3.1 预洗涤系统锅炉出口粉尘有很高的硬度，会对脱硫系统造成磨损，特别是在无布袋除尘的装置中，烟气含较多的颗粒。这些颗粒在高效的布袋除尘器中被收集，然后在吸收塔入口预洗涤中被洗涤下来去分离系统，设计的脱除率为97%。预洗涤塔的设计可以抗锅炉粉尘跑损的最不利工况。在锅炉开停工及不正常工况，烟气的温度可能会达到150，预洗涤塔可以抗高温的冲击，出预洗涤塔的温度稳定在烟气的绝热饱和温度（5060）。预处理塔采用
5、专有文丘里层结构，烟气和水顺流经过预洗涤塔的文丘里层，此洗涤塔也设计用于吸收大量的三氧化硫。在预洗涤塔内气体急速冷却时三氧化硫也冷凝在喷水的水珠上，避免了烟气进入吸收塔后与水气结合生成的“蓝色烟雾”。HF、HCl等微量杂质也在预洗涤过程中脱除。预洗涤塔为了适应锅炉装置特殊的粉尘颗粒含量波动和温度波动，预洗涤塔采用抗磨、抗腐蚀的合金材料。3.2 吸收过程及NOx、SO2 的去除主吸收塔采用专利的喷淋空塔+文丘里结构。烟气进入吸收塔内，烟气进塔后与上部喷淋的脱硫剂液逆流洗涤，将烟气中NOx、SO2气体吸收。本系统采用氢氧化钠或MgO 的浆液作为吸收剂。由于采用的脱硫剂（NaOH 或MgO）以及双氧
6、水或臭氧具有很强的脱硫脱硝活性，液气比很小。被吸收的SO2与脱硫剂在吸收塔底部反应生成亚硫酸盐（Na2SO3或MgSO3），并在吸收塔浆池中或外部浆液罐通过鼓入空气强制氧化为硫酸盐，经氧化后的脱硫污水可以直接排放。由于吸收系统均为可溶解的盐类（Na2SO3或MgSO3）均为可溶性盐，因此本系统不会如一般湿法脱硫（石灰石/石膏法）一样有结垢堵塞的问题。利用吸收剂（如NaOH、Na2CO3、MgO或是其他的碱化物）来调节循环液的pH值。吸收SO2所需的液气比和喷嘴数量的选择是依据二氧化硫的入口浓度、排放的需求和饱和气体的温度来决定。产品的排放以浆液的密度来控制的。本的吸收塔顶部设置高效率的除雾器,
7、以去除排放的气体中可能夹带的液体。由于大部分的粉尘在进入洗涤塔以前已被预洗涤塔所去除，烟气中可能夹带的浆液等选用高效除雾器。经除雾后的净烟气通过塔顶的烟囱排放，解决了催化裂化烟囱的防腐问题。浆池内的氧化空气分布管需要的压力为0.09Mpa，由于催化吸收的SO2 量少，可以用使催化主风以减少投资。由于吸收塔基本不含氯离子，吸收塔材质采用316 复合钢板。4 烟气净化工艺4.1 设计基础除尘脱硫脱硝流程如下：锅炉除尘器引风机除尘、脱硫脱硝装置烟筒4.2 本流程统描述本系统的脱硫剂采用NaOH和双氧水/臭氧，当厂内有液体NaOH储罐时，可以直接配置或在脱硫区设置一个较小的缓冲罐，不需要粉料贮存系统。
8、当采用片碱时，需要增加粉料贮存系统。锅炉经除尘器出来的烟气经引风机进入预洗涤塔，预洗涤区设 水 顺流对烟气进行预洗涤，经预洗涤区后将所含的大部分粉尘颗粒粉尘、SO3 和微量的HCl 等去除。 经预洗涤区洗涤后的烟气进入SO2 吸收塔中部，烟气经四层文丘里棒后进入喷淋区域。吸收塔设一台循环泵和二层喷淋层，其中一层备用。吸收塔底部的浆液经循环泵送入喷淋层，与烟气逆流接触，将烟气中的SO2 洗涤吸收。经吸收区净化后的烟气通过吸收塔上部高效除雾器除雾后经设在吸收塔顶的烟囱排放。4.3 达到标准经脱硫脱硝除尘一体化后，烟气中污染物浓度达到GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准其中重点地区标准。
9、5 烟气净化主要设计参数及设备选择5.1 吸收塔 SO2的脱除主要在吸收塔中完成，同时烟气经净化后，通过塔顶烟囱排放。吸收塔的内构件包括两层文丘里格栅棒、三层喷淋层和两层高效水平除雾器，其主要设计参数见表4。表4：吸收塔的主要参数项目 单位 数值实际烟气量吸收塔入口 Am3/h20000循环浆液量 m3/h50循环泵数量台 1每台循环泵流量m3/h50吸收塔直径 m 1.4吸收塔高度m12浆池容积m3 0 5.2. 吸收剂及公用工程消耗脱硫岛入口烟气的SO2浓度为500 mg/Nm3，脱硫效率为95%，吸收塔出口烟气的SO2浓度为25mg/Nm3（设计值），SO2脱除量为2.7 kg/h。需要
10、脱硫剂的量及水电消耗如表5所示。表5：吸收剂及水电消耗量项目单位 数量NaOH Kg/h3.5（纯度100%）每台电 KWh/h 15氧化空气Nm3/h 80水消耗m3/h35.3 主要技术指标（一台炉）装置的主要技术指标如表6所示。表6 装置的技术指标项目单位数值 备注装置设计脱硫效率% 95原烟气硫含量mg/Nm3-湿 500吸收塔出口 mg/Nm3 干 50吸收塔出口粉尘mg/Nm3 干 30NaOH 消耗 100% Kg/h 2.3双氧水Kg/h3装置水消耗m3/h3装置电消耗Kwh 15 不含风机装置总排废水 m3/h0.1系统阻力Pa14005.4 脱硫装置主要设备（一台炉）序 号
11、名 称 规 格型 号单位数量 备注一 烟气系统1.1 烟气风门套 2二 预洗涤系统预洗涤区 0.80.8，材料316L。一层水喷淋套1二SO2 吸收系统2.1 主吸收塔塔体直径1.4m；总高度约12m；材质为316L套12.2主吸收塔浆液喷淋系统喷嘴、内喷淋管道，喷头为SiC,内喷淋管采用FRP，外循环管为衬胶管道套22.3除雾器（带冲洗系统）套12.4文丘里棒两层，材料：合金钢套42.5吸收塔循环泵离心式;流量50m3/h，扬程：17/18.8m；叶轮材质：316L；机械密封；直联台 2三吸收剂制备及供给系统3.1脱硫剂罐圆筒型；8m3,碳钢内衬玻璃鳞片个 1 3.2脱硫剂给料泵流量8 m3
12、/h，扬程30m台 2四脱硝系统4.1双氧水储罐座14.2加药泵台2五电气系统5.1低压柜面25.2动力电缆项15.3控制电缆项1六仪表及控制系统6.1CEMS在线监测系统全参数套26.2压力表台66.3压力变送器台66.4差压变送器台66.5pH计台16.5PLC系统约250点套16.6控制电缆项16 本系统安全及控制系统本系统在材料选择上充分考虑了锅炉烟气开停工或事故工况可能出现的高温等特点。设置了预洗涤塔，且预洗涤塔全塔采用了耐磨合金材料，水循环泵等选择耐磨、防腐蚀材料，主吸收塔采用了不锈钢。这类材料在美国有超过30 年长周期的使用经验，是非常可靠的。在系统投运或者退出时，与锅炉主控联锁
13、，可实现连续安全稳定运行。工艺及材料的选择可保证供暖期内脱硫系统正常运行。脱硫塔布置在引风机后，烟囱前，竖向布置，脱硫塔、泵、浆6 池、电气控制设备等脱硫设备占地面积约120m2，其它设备充分利用现有空间。脱硫后的烟气可通过吸收塔顶的烟囱排放，不需要对原烟囱进行防腐，避免了湿烟囱可能出现的问题。7 概算价格脱硫脱硝除尘一体化装置方案报价清单序 号名 称 规 格型 号单位数量 单价金额备注一 烟气系统1.1烟气风门套 215003000二 预洗涤系统00预洗涤区 0.80.8，材料316L。一层水喷淋套1120001200000二SO2 吸收系统002.1主吸收塔塔体直径1.4m；总高度约12m；材质为碳钢+钛 复合板套11892001892002.2主吸收塔浆液喷淋系统喷嘴、内喷淋管道，喷头为SiC,内喷，淋管采用FRP，外循环管为衬胶管道套22500050000
