30T鍋爐脫硫改造初步設(shè)計方案書

1 30目背景 程名稱 30t/h 鍋爐煙氣脫硫除塵工程 程建設(shè)的必要性 國減排形勢 我國經(jīng)濟(jì)快速增長，各項建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價。環(huán)境問題是二十一世紀(jì)全球的重點問題，和世界上其它國家一樣，我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也遇到了環(huán)境惡化這一棘手的難題。目前，我國以城市為中心的環(huán)境污染不斷加劇，并正向農(nóng)村曼延，而大氣污染正是其中之一，并且已經(jīng)達(dá)到了十分嚴(yán)重的地步。據(jù)了解，全國城市大氣總懸浮微粒濃度年日均值為 320 微克 /立方米，污染嚴(yán)重的城市已達(dá)到 800 微克 /立方米，高出世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)近 10 倍。全國酸雨覆蓋面積已占國土面積的 29%，而且酸雨嚴(yán)重區(qū)已越過長江，向黃河流域曼延，青島也監(jiān)測到酸雨，全國每年造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 140 億元。以長沙、贛州、懷化、南昌等地為代表的華中酸雨區(qū)， 90 年代以來，已成為全國最重要的酸雨區(qū)，其中心區(qū)域年均 雨頻率高于 90%。二氧化硫的排放是造成我國大氣污染及酸雨不斷加劇的主要原因，因此我國在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要中提出，到 2010 年，二氧化硫排放總量削減 10%。 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，群眾對環(huán)境污染問題反應(yīng)強烈，這種善與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理、 2 增長方式粗放直接相關(guān)。不加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式，資源支撐不信，環(huán)境容納不下，社會承受不起，經(jīng)濟(jì)發(fā)展難以為繼。只有支持節(jié)約發(fā)展清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。同時，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關(guān)注。 我國是以煤炭為主要能源的國家，煤炭在我國一次能源的生產(chǎn)和消耗中，一直占 70%以上，因此對消耗煤炭最大的主要行業(yè)進(jìn)行煙氣脫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。燃煤鍋爐二氧化 硫排放量占全國二氧化硫排放量的 60%以上，國家一直高度重視燃煤鍋爐二氧化硫排放控制，十多年來，尤其是“十五”期間出臺了一系列法律、法規(guī)、政策，促進(jìn)了燃煤鍋爐煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展。當(dāng)前，實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)面臨的十分嚴(yán)峻。去年以來，全國上下加強了節(jié)能減排工作，國務(wù)院發(fā)布了加強節(jié)能工作的決定，制定了促進(jìn)節(jié)能減排的一系列政策措施。 害性 （ 1） 人體健康的危害 一種無色具有強烈刺激性氣味的氣體，易溶于人體的體液和其他黏性液中，長期的影響會導(dǎo)致多種疾病，如上呼吸道感染、慢性支氣 管炎、肺氣腫等，危害人類健康。 氧化劑、光的作用下，會生成使人致病、甚至增加病人死亡率的硫酸鹽氣溶膠，據(jù)有關(guān)研究表明，當(dāng)硫酸鹽年濃度在10 g/右時，每減少 10%的濃度能使死亡率降低 （ 2） 植物的危害 研究表明，在高濃度的 影響下，植物產(chǎn)生急性危害，葉片表面產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；在低濃度 成產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。據(jù) 1983 年對我國 13 個省市 25 3 個工廠企業(yè)的統(tǒng)計，因 成的受害面積達(dá) 公頃，糧食減少 蔬菜減少 500 噸，危害相當(dāng)嚴(yán)重。 （ 3） 金屬的腐蝕 大氣中的 金屬的腐蝕主要是對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達(dá)國家每年因金屬腐蝕而帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的 2% 4%。由于金屬腐蝕造成的直接損失遠(yuǎn)大于水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、火災(zāi)、地震造成損失的總和，且金屬腐蝕直接威脅到工作設(shè)施、生活設(shè)施和交通設(shè)施的安全。 （ 4） 生態(tài)環(huán)境的影響 成的酸雨和酸霧危害也是相當(dāng)?shù)拇?，主要表現(xiàn)為對湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物構(gòu)成腐蝕，同時，長期的酸雨作用還將對土壤和水質(zhì)產(chǎn)生不可估量的損失。 程編制依據(jù) 家及行業(yè)法規(guī) （ 1）中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法； （ 2）中華人民共和國大氣污染防治法； （ 3）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) （ 4）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ 5）工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范 （ 6）玻璃鋼化工設(shè)備設(shè)計規(guī)定 、工程單位提供的資料 （ 1） 廠址氣象和地理、地質(zhì)條件； （ 2） 公司現(xiàn)有工程設(shè)計資料； 4 （ 3） 鍋爐使用煤種、煤質(zhì)和耗煤量資料，近期煙囪處煙氣檢測報告 。 程概況 程內(nèi)容 對 30t/h 供熱鍋爐增加脫硫除塵系統(tǒng)，煙氣脫硫設(shè)備為玻璃鋼懸空噴淋塔，通過該脫硫除塵系統(tǒng)使供熱鍋爐的煙氣按照鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)到國家二類地區(qū)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 目建設(shè)目標(biāo) （ 1） 使 30t/h 鍋爐煙氣排放達(dá)到國家鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 使供熱鍋爐排放的煙氣中的二氧化硫和煙塵的排放量得到有效地控制，改善環(huán)境，以利于社會經(jīng)濟(jì)和公司的可持續(xù)發(fā)展。 方案目的及設(shè)計范圍 方 案設(shè)計目的 本方案目的是確定先進(jìn)適用的脫硫工藝技術(shù)；與主體機組的無縫連接和裝置的穩(wěn)定可靠運行；各項脫硫指標(biāo)能夠滿足現(xiàn)行的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和其他相關(guān)的要求；脫硫劑價廉易得等要求。 計范圍 本工程的設(shè)計范圍為： 30t/h 供熱鍋爐進(jìn)行脫硫工藝改造，具體包括以下內(nèi)容： （ 1） 脫硫工程工藝技術(shù)的比較和選定； （ 2） 脫硫工程實施方案的確定； （ 3） 脫硫系統(tǒng)運行的成本； 5 （ 4） 主要設(shè)備設(shè)計說明 要技術(shù)原則 （ 1）通過對 30t/h 鍋爐加裝除塵和煙氣脫硫裝置的實施，使公司的 為公司的進(jìn)一步發(fā)展留有余量。 （） 脫硫工藝的選擇應(yīng)遵循“工藝成熟，運行穩(wěn)定，脫硫效率高，投資省，無二次污染”的原則，結(jié)合公司特點和現(xiàn)狀，提出推薦方案。 （ 3）在周圍資源許可情況下，優(yōu)先考慮供應(yīng)可靠、價格便宜、質(zhì)量穩(wěn)定、對周圍環(huán)境不會產(chǎn)生污染的吸收劑。 （ 4）脫硫副產(chǎn)物應(yīng)盡可能綜合利用，當(dāng)綜合利用受阻時，應(yīng)與灰渣分開堆放，留有今后綜合利用的可能性，并采取防止副產(chǎn)物造成二次污染的措施。 （ 5）綜合考慮公司燃煤鍋爐實際燃煤含硫量的變化趨勢，脫硫裝置系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型時有一定的適應(yīng)能力。脫硫工藝系統(tǒng)的設(shè)計壽命與對應(yīng)主機的剩余壽命相適應(yīng)。 （ 6）除塵 器應(yīng)采用操作簡易、維修方便、效率高的除塵器。 6 第二章 脫硫工藝選擇及工藝計算 硫工藝選擇 要脫硫工藝 前主要的脫硫工藝 （ 1）燃燒前燃料脫硫工藝，燃料脫硫?qū)僭搭^治理措施，對減輕中途或終端治理負(fù)擔(dān)更有利。常用的措施有煤的洗選、液化、氣化、加工脫硫和煤的重油加氫脫硫，煤的強磁脫硫，煤的微波輻射脫硫等等，這些方法，目前應(yīng)用范圍有限，主要原因是費用較高，也有的還處于研制階段。 （ 2）燃燒中爐內(nèi)脫硫措施，這項措施中，目前主要有，爐內(nèi)噴灑吸收劑技術(shù)和燃用固硫型煤技術(shù)以及低氧燃 燒技術(shù)。這些措施主要問題是脫硫率低而低氧技術(shù)在平衡通風(fēng)中難以實現(xiàn)，一般都用于微正壓的燃油鍋爐中。 （ 3）燃燒后煙氣脫硫措施，煙氣脫硫方法目前國內(nèi)外都有很多種。按反應(yīng)產(chǎn)物的回收方式分為拋棄法和回收法兩大類，反應(yīng)后的含硫產(chǎn)物作為廢料而被拋棄極為拋棄法，反之將脫硫后的含硫產(chǎn)物作為副產(chǎn)品加以回收利用即為回收法。拋棄法設(shè)備簡單，投資及運行費用低，但易造成二次污染，污染問題未得到徹底解決，脫硫效率低；回收法是將煙氣中的 以利用，變害為利，避免二次污染，但其系統(tǒng)復(fù)雜，操作難度大，投資及運行費用高，當(dāng)煙氣中 量 較高時，才有利用價值。 目前已開發(fā) 100 多種煙氣脫硫工藝，但真實實現(xiàn)商業(yè)化運行的僅十余種，可分為干法、半干法、濕法等。其中濕法因具有脫硫效率高、脫硫劑利用率高、運行可靠、適應(yīng)性強等特點，應(yīng)用廣泛，目前我國燃煤鍋爐脫硫主要采用的是濕式煙氣脫硫工藝，據(jù)統(tǒng)計市場占有率在 85%以上。 7 要的濕式脫硫工藝 濕法煙氣脫硫技術(shù)的特點，是整個脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵系統(tǒng)之后，脫硫過程在溶液中進(jìn)行，脫硫劑和脫硫生成物均為濕態(tài)，其脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點，所以脫硫后的煙氣一般需經(jīng)再加熱才能從煙囪排出。濕法 煙氣脫硫過程是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快，脫硫效率高，吸收劑離子利用率高，在與硫反應(yīng)比等于 1 時，可達(dá)到 90%以上的脫硫效率，適合于大型燃煤鍋爐的煙氣脫硫。 濕法脫硫工藝可以根據(jù)脫硫劑種類分為鈣法、鈉法、鎂法、氨法、雙堿法和海水脫硫法等。中小型燃煤工業(yè)鍋爐可結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w條件，選擇各種合適的脫硫吸收劑。不但可以以采用常規(guī)的石灰、氧化鎂和燒堿、純堿，還可充分利用各種造紙、印染、煉焦等工業(yè)的堿性廢水、廢氨水和鍋爐沖渣水、排污水，達(dá)到以廢治廢的效果，并可實現(xiàn)除塵脫硫一體化。 國內(nèi)外大型電廠大都采用石灰石石膏法脫硫 工藝，其技術(shù)成熟，脫硫效率高，脫硫劑利用率高，此外技術(shù)要求高，條件控制不當(dāng)易產(chǎn)生結(jié)垢、設(shè)備維護(hù)成本高，堵塞設(shè)備、管道，因此不適用于中小型燃煤工業(yè)鍋爐。 種濕式脫硫工藝方法的比較 濕式煙氣脫硫方法也分很多種： （ 1）濕法石灰石石灰煙氣脫硫技術(shù) 該法是利用成本低廉的石灰石或石灰作為吸收劑吸收煙氣中的 成半水亞硫酸鈣或石膏。這種曾在 70 年代使用，因其投資大、運行費用高和腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問題而影響了其在火電廠中的應(yīng)用。經(jīng)過多年的實踐和改進(jìn)，工作性能和可靠性大為提高，投資與運行費用顯著減 少。該法主要優(yōu)點為： 硫效率大于 90%）； 大于 8 90%； 達(dá) 90%以上），運行可靠、適應(yīng)性強；該法是目前我國引進(jìn)的煙氣脫硫裝置中主要方法。主要缺點是投資大、工藝流程長、設(shè)備占地面積大、運行費用高。此外技術(shù)要求高，條件控制不當(dāng)易產(chǎn)生結(jié)垢，堵塞設(shè)備、管道，因此不適用于中小型燃煤工業(yè)鍋爐。 （ 2）氨法煙氣脫硫技術(shù) 該方法也廣受重視，該法所得到的脫硫副產(chǎn)物硫酸氨可做肥料出售，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。然而，氨法脫硫技術(shù)通常存在的問題有：由于氨的腐蝕性較強，對設(shè)備及管道 腐蝕嚴(yán)重。另外，為了保證脫硫率，脫硫溶液中的氨水濃度需要維持較高水平，這樣在氣液接觸過程中，容易導(dǎo)致大量的氨氣揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，造成氨的逃逸損失。同時，逃逸到煙氣中的氨氣還很容易與煙氣中的殘留的二氧化硫作用，在煙氣中形成難以捕集的銨鹽氣溶膠粒子，導(dǎo)致嚴(yán)重的二次污染。雖然降低溶液中的氨水濃度可以減少氨的逃逸，但脫硫率難以保證，并導(dǎo)致在回收硫酸銨時的溶液濃縮耗能顯著增加。這些問題極大的限制了氨法脫硫技術(shù)的實際推廣。 （ 3）氧化鎂法脫硫技術(shù) 該法是很有前途的一種脫硫技術(shù)。該技術(shù) 1975 年被開發(fā)以來在日本、美國等發(fā)達(dá) 國家逐步得到推廣，并逐漸成為鈣基脫硫的取代工藝之一。氧化鎂法脫硫技術(shù)具有脫硫效率高、不易結(jié)垢、設(shè)備緊湊、脫硫液對設(shè)備腐蝕性低等優(yōu)點，因而，該方法近年來得到廣泛重視。然而該方法所存在的問題有：脫硫劑的高溫再生方法較復(fù)雜，過程耗能過高。 （ 4）雙堿法煙氣脫硫技術(shù) 該法是為了克服石灰石石灰法容易結(jié)垢的缺點而發(fā)展起來的。它先用堿金屬鹽類如 9 后再用另一石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石將吸收 的溶液再生，再生后的吸收液循環(huán)使用，而 式析出，生成亞硫酸鈣和石膏。該法的優(yōu)點是，由于主塔內(nèi)采用液相吸收，吸收劑在塔外的再生池中進(jìn)行再生，從而不存在塔內(nèi)結(jié)垢和漿料堵塞問題，該法可得到較高的脫硫率，可達(dá) 90%以上，應(yīng)用范圍較廣，該法的主要缺點是再生池和澄清池占地面積較大，并且在脫硫過程中， 損失量較大，需要不斷補充，成本會有所增加。 目脫硫工藝的選擇 術(shù)方案應(yīng)當(dāng)遵循的原則 由于本工程為改造工程，在方案的選擇中既要做到運行后達(dá)標(biāo)排放要求又要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況與原有的工藝相結(jié)合，所以選擇的技術(shù)方案應(yīng)當(dāng)遵循以下原 則： （ 1）脫硫工藝技術(shù)為國家領(lǐng)先、成熟可靠、經(jīng)濟(jì)適用、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。 （ 2）脫硫塔等主要設(shè)備技術(shù)為國內(nèi)領(lǐng)先、運行穩(wěn)定可靠。 （ 3）脫硫液采用閉路循環(huán)，無二次污染。 （ 4）工程投資省，運行費用低。 （ 5）結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、占地面積小。 （ 6）系統(tǒng)設(shè)備操作維護(hù)簡單，不結(jié)垢、不堵塞，與鍋爐運行率達(dá) 100%。 （ 7）關(guān)鍵部件采用技術(shù)成熟可靠、使用壽命長、最使用的先進(jìn)材料和產(chǎn)品。 （ 8）使用當(dāng)?shù)乜梢苑€(wěn)定供應(yīng)、價格較低、性能好的脫硫劑。 （ 9）設(shè)計科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，工程核算實事求是，盡量減輕需方經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，降低工程造價以及運行和 維護(hù)成本。 根據(jù)以上原則，通過對幾種脫硫工藝的綜合比較， 推薦采用雙堿法脫硫 10 工藝 。 堿法脫硫工藝描述 雙堿法脫硫工藝技術(shù)是目前應(yīng)用成熟的一種煙氣脫硫技術(shù)，尤其是在中小型冶煉爐或冶煉爐煙氣污染治理方面應(yīng)用較為廣泛，脫硫劑采用氫氧化鈉溶液（含 30%生石灰（含 95%，以 氫氧化鈉溶液 作為脫硫啟動劑，石灰水溶液作為脫硫置換劑進(jìn)行循環(huán)脫硫 。 化學(xué)原理 雙堿法是以氫氧化鈉溶液為第一堿吸收煙氣中的二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氫氧化鈣溶液作為第二堿，再生吸收液 產(chǎn)生 產(chǎn)品為石 膏，再生后的吸收液送回脫硫塔循環(huán)使用。它的化學(xué)原理分為脫硫過程、再生過程、氧化過程三部分： 脫硫過程： 2 a 2 再生過程：（用石灰乳） 用氫氧化鈣溶液對吸收液進(jìn)行再生 2H)2H)2+2 氧化反應(yīng) + 1/21/2工藝描述 本項目工藝流程主要由：脫硫劑制備系統(tǒng)、煙氣系 統(tǒng)、脫硫漿液循環(huán)系統(tǒng)、 氣儀表控制系統(tǒng)及脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)組成。 11 脫硫劑制備系統(tǒng) 本工程脫硫劑 燒 堿 或電石渣 和石灰，要求純度均 80%，由于系統(tǒng)消耗吸收劑量不大，因此吸收劑的加入采用人工 控制加入 。石灰加入到石灰漿液池中，通過攪拌 使其充分溶解形成乳濁液，通過 的顯示控制加入到再生池中的量及時間。加入到再生池中的石灰乳濁液 與脫硫后的吸收液混合，進(jìn)行再生反應(yīng)，反應(yīng)完成后進(jìn)入澄清池。 燒堿或電石渣 加入到澄清池中， 根據(jù) 的顯示控制加入量和時間， 溶解后直接通過脫硫泵送入脫硫塔內(nèi)。 煙氣系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng) 是指 包括除塵器、煙氣 塔前降溫裝置、煙道 和煙囪在內(nèi)的若干處理煙氣的體系 。從引風(fēng)機后端引入的煙氣，經(jīng)原煙道及增設(shè)的引入煙道進(jìn)入脫硫塔內(nèi)。原煙道在引入煙道接口后部增加一個檔板門，當(dāng)鍋爐啟動和煙氣脫硫裝置發(fā)生故障，脫硫設(shè)備停運時，煙氣由原煙道經(jīng)煙囪排放。增設(shè)的引入煙道中設(shè)有二級噴淋降溫裝置，其位置設(shè)置于引入煙道末端文丘里塔內(nèi)。噴淋降溫裝置的運行根據(jù)引風(fēng)機出口溫度通過中控進(jìn)行自動控制。經(jīng)過脫硫處理后煙氣的最后由脫硫塔頂部出煙口進(jìn)入煙囪。由于本工程為煙氣脫硫除塵工程，是在原有系統(tǒng)中加入脫硫系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)，因此脫硫后對煙 氣排放末端設(shè)備影響比較大，尤其是煙囪，脫硫后的煙氣中水蒸氣的含量會有所增加，并且煙氣的溫度也會下降，對煙囪會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的露點腐蝕， 建議對煙囪做內(nèi)防腐或增設(shè) 以提高煙囪的耐腐蝕能力。 脫硫劑循環(huán)系統(tǒng) 循環(huán)池中的堿 性漿液 由循環(huán)泵輸送到脫硫塔的噴嘴處，霧化液滴 與 煙氣進(jìn)行交叉接觸 之后， 回落到脫硫塔底部的 回流槽 中，再經(jīng)回流槽回 到 再生 池中 ；當(dāng)脫硫液的 低于一定值后， 將石灰漿液池中已經(jīng)制備完成后的石灰乳濁液經(jīng)漿液泵送至再生池中，與 從脫硫塔中 回流的漿 液 混合， 將其中的 12 亞硫酸鈉（ 亞硫酸氫鈉（ 化成具有脫硫作用的鈉堿溶液 ，并生成一定量亞硫酸鈣（ 淀； 再生后的吸收劑 經(jīng)過沉淀池澄清 后， 進(jìn)入澄清池，通過脫硫泵將 鈉堿的 溶 液 泵送到脫硫塔的噴淋層中進(jìn)行脫硫，從而形成吸收液的閉路循環(huán) 。亞硫酸鈣（ 淀物經(jīng) 輸送機排出 。鈉堿溶液一直處在 “脫硫 再生 脫硫 ”循環(huán)過程中。 再生池 中最佳的 應(yīng) 控制 在 6間 ，澄清池中 最佳的 應(yīng)選擇在 7間。如果 低于此值，漿液的吸收能力下降，最終影響到 效 率。 煙氣經(jīng)除塵器后 從脫硫塔下部 進(jìn)入脫硫塔 內(nèi)，并向上運行 ，與噴淋層向下噴出霧化后的吸收劑形成交叉接觸 ， 脫硫吸收劑 中的 少量的H)2 從煙氣中捕獲 發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 形成亞硫酸鹽溶液 ， 并吸附煙氣中的煙塵。凈化 后 的 煙氣通過 脫硫塔上部的除霧器 除去煙氣中夾帶的 水 ，通過 煙道進(jìn)入 煙囪排入大氣。 脫硫工藝流程圖 13 電氣儀表控制系統(tǒng) 脫硫控制系統(tǒng)主要通過脫硫循環(huán)泵的控制來實現(xiàn)，脫硫循環(huán)泵的控制采用遠(yuǎn)程控制和就地人工控制兩種控制方式。脫硫系統(tǒng)在運行過程中，根據(jù)鍋爐機組的運行效率，由中控室的操作人員對脫硫循環(huán)泵發(fā)出遠(yuǎn)程控制指令，來調(diào)整脫硫循環(huán)泵的工作。 脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng) 循環(huán)池中的漿液經(jīng)過一定時間的循環(huán)后，由于不斷有石灰漿液補入，將達(dá)到循環(huán)池的容量，至此循環(huán)池中的漿液因無法繼續(xù)補入脫硫劑而失去脫硫能力，循環(huán)池中漿液的主要脫硫副產(chǎn)物為含有大量的 占 80%以上）及其它雜質(zhì) (主要來源于煙氣中的煙塵及脫硫劑中的雜質(zhì) )的物料體系，考慮到投資成本的原因，建議其處理方法為拋棄法。根據(jù)脫硫系統(tǒng)運行的情況，循環(huán)池漿液各成份的排放量約為（按噸煤計算）： 硫劑中的雜質(zhì) :集的煙塵 : :述數(shù)據(jù)是根據(jù)煤質(zhì)報告和系統(tǒng)運行能力推算所得，僅作參考） 。 脫硫初級反應(yīng)生成物中 ,以 主，約占 60 90%，極易溶于水，經(jīng)再生池中石灰漿液的反應(yīng)后生成 溫下屬難溶鹽，在水中溶解度約 00此大部分均形成沉淀物，而在水中溶解的部分對水質(zhì)并沒有污染。我國的污水排放標(biāo)準(zhǔn)體系中， 1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中對 放濃度和排放總量未有明確規(guī)定，因此脫硫后的副產(chǎn)物漿液通過排污泵排入公司的污水處理管網(wǎng)中，對污水處理難度及現(xiàn) 有工藝不會產(chǎn)生任何影響，不會對環(huán)境造成污染，其排放是安全的。 堿法脫硫工藝技術(shù)特點 （ 1）脫硫反應(yīng)速率高，液氣比較小，系統(tǒng)脫硫效率高。 14 （ 2）鈉堿是循環(huán)使用的，其損耗量較低，而消耗品仍是價格低廉的石灰，因此不會造成原材料成本上升。 （ 3）雙堿法脫硫工藝，采用溶液吸收，不存在料漿結(jié)垢堵塞現(xiàn)象。 （ 4）采用懸流洗滌方式可在較小的液氣比下獲得較大的液氣接觸面積，進(jìn)而獲得較高的脫硫除塵效率；并且，較小的液氣比可以減少循環(huán)液量，從而減少循環(huán)泵的數(shù)量，從而降低了運行成本也減少了造價。 （ 5）整個脫硫循 環(huán)系統(tǒng)閉路循環(huán)，不會產(chǎn)生廢水，沒有廢水外排，不會產(chǎn)生二次污染。 硫工程設(shè)想 硫工藝系統(tǒng)設(shè)計 硫系統(tǒng)參數(shù) （ 1）煤質(zhì)檢驗報告（按常規(guī)煤質(zhì)） 煤質(zhì)檢驗報告 3號 名稱 單位 數(shù)量 1 全水分（ % 水分（ % 灰分（ % 揮發(fā)酚（ % 焦渣特征（ 1 2 6 固定碳（ % 氫（ % 全硫（ % 空氣干燥基高位發(fā)熱量（ 4000 收到基低位發(fā)熱量（ v， 9930 （ 2）鍋爐工況條件 名稱 脫硫系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù) 設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù) 鍋爐熱功率 9 鍋爐出口煙氣溫度（） 180 鍋爐出口煙氣量（ h） 87500 15 鍋爐出口 h 鍋爐出口 度（ 1256 鍋爐出口煙塵濃度（ 2000 一級除塵效率 % 95 本工程的鍋爐按 1臺鍋爐最大熱功率計算煙氣量和 置脫硫設(shè)備。 統(tǒng)設(shè)計 本工程對 1 臺 30t/h 鍋爐增加脫硫裝置。 根據(jù)煤質(zhì)報告，計算鍋爐的耗煤量。鍋爐在正常運行期間的平均使用熱效率按 80%計，儲低位發(fā)熱量 )/4 7 6 8(/1 9 9 3 0 c a （ 1）鍋爐耗煤量： 最大小時耗煤量： 3 5 8 31 0 0 0 （ 2）鍋爐煙氣量計算： 煤的理論空氣量計算： n e 0 式中： 0V 每千克收到基燃煤所需理論空氣估算量 m3/ 燃料燃燒煙氣量的計算： 0. )1(QV n e 002 5 08 =m3/式中： 0V 固體和液體燃燒煙氣量， m3/ 過量空氣系數(shù)，層燃爐取 16 煙氣量： 12 7 32 7 3 83 640 59 3 式中： V 排煙量， m3/ i計算燃煤量， kg/h； 公斤燃料產(chǎn)生的煙氣總體積， m3/ 風(fēng)機前的排煙溫度， b當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?（ 3）鍋爐 32641 0 0)1 0 01(22 式中： B鍋爐的燃煤量， kg/h； 2脫硫效率， % 燃煤的應(yīng)用基硫份， 根據(jù)煤質(zhì)分析報告； C燃煤中的含硫量燃煤后氧化成 份額，取 （ 4）脫硫塔的選擇 本項目中，根據(jù) 1 臺 30t/h 鍋爐的排煙量，配置脫硫塔的規(guī)格為： 直徑 3200度為 20000 （ 5）循環(huán)供水系統(tǒng) 17 根據(jù)該項目的實 際情況，配套脫硫設(shè)備后，配套循環(huán)供水系統(tǒng) 脫硫泵 根據(jù)設(shè)備霧化裝置的實驗，液氣比取 算循環(huán)量， 29組循環(huán)流量為 120t/h，選用脫硫泵為流量 120t/h，揚程 32 米，配套電機功率為 30兩臺，一用一備。 循環(huán)水池 新建循環(huán)水池的尺寸將考慮脫硫系統(tǒng)的總用水量及脫硫劑漿液中固體懸浮物充分沉淀，具體設(shè)計尺寸為： 循環(huán)池： V 1608m 8m 5） 合理選擇脫硫劑即關(guān)系到脫硫效率，又關(guān)系到脫硫的運行成本，本工程選擇燒堿作為主要脫硫劑，氧化鈣為置換劑（主要消耗材料），氧化鈣的 含量 80%，粒徑大于 200 目，鈣漿液濃度 12 15%，設(shè)計置換比為 1，推算 （ 6） 鈣硫比為 。 20爐煙氣 ： h 氧化鈣消耗量： h 燒堿消耗量： 25 天加一次） 由于 20組煙氣脫硫系統(tǒng)中吸收劑的用量相對來說不大，因此脫硫劑制備系統(tǒng)暫時不需要采用機械加藥裝置，加藥采用人工方式，根據(jù)石灰漿液池和澄清池中的 ，確定加藥量。 （ 7）脫硫副產(chǎn)品處理系統(tǒng) 通過清渣行車或輸送機將循環(huán)池中的沉淀 物清除，最后將沉淀物一起外運或做其它處理。 18 （ 8）工藝水系統(tǒng) 雙堿法濕式煙氣脫硫工藝裝置所用的工藝水來源于廠區(qū)工業(yè)水，在脫硫系統(tǒng)正常運行的情況下，考慮到鎂鹽附帶水分和結(jié)晶水，以及揮發(fā)、飄失等因素，通過液位控制自動將水直接補充至循環(huán)池中參與脫硫循環(huán)。 （ 9）廢水處理系統(tǒng) 本工程脫硫廢水排往循環(huán)池中循環(huán)利用，不外排。 硫系統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)的影響 堿法濕式煙氣脫硫工藝裝置和鍋爐系統(tǒng)的相互影響 本項目采用雙堿法濕式煙氣脫硫工藝，設(shè)置于引風(fēng)機后煙囪前，并形成一個相對獨立的脫硫系統(tǒng)。煙氣自煙道 引出經(jīng)過脫硫后返回?zé)煹溃蔬@種工藝相對于其它脫硫工藝與主系統(tǒng)之間的關(guān)系比較簡單。 爐系統(tǒng)對脫硫工藝系統(tǒng)的影響 （ 1）實際煤種的變化對雙堿法濕式煙氣脫硫工藝系統(tǒng)有一定的影響，因為煤成分的變化將直接導(dǎo)致煙氣量、煙氣中各成分的比例、 度、 露點等參數(shù)的變化，從而對脫硫系統(tǒng)的設(shè)計、運行和防腐產(chǎn)生一定的影響。 （ 2）鍋爐負(fù)荷大幅度下降時，由于脫硫系統(tǒng)漿液系統(tǒng)流量不可能同步作大幅度調(diào)整，脫硫裝置的單位能耗將隨之上升。 （ 3）若燃煤系統(tǒng)中空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)系數(shù)發(fā)生嚴(yán)重的偏差，也會對脫硫系 統(tǒng)產(chǎn)生影響。 （ 4）本工程推薦濾筒式除塵器，除塵器除塵效率的變化導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)進(jìn)口的飛灰濃度發(fā)生變化，該數(shù)值除影響酸結(jié)露過程外，當(dāng)機組煙氣含塵量偏高時，煙塵會被大量捕集于脫硫漿液中影響脫硫副產(chǎn)物的質(zhì)量與完全利 19 用。 （ 5）若鍋爐燃燒系統(tǒng)發(fā)生故障造成煙氣溫度超過最大允許值或煙氣超壓 /低壓超過最大允許值，脫硫裝置必須解列。 第三章 主體設(shè)備設(shè)計說明 要設(shè)備原型原則 （ 1）脫硫塔的基本要求 當(dāng)鍋爐在 70 110%況下，燃用設(shè)計煤種情況下，保證脫硫效率 90%、排塵濃度 200 脫 硫塔采用開式噴淋塔形式（即“空塔”），結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，不會因為漿液中的固態(tài)物質(zhì)和灰份在塔內(nèi)件沉積和結(jié)垢。在噴淋塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣逆流結(jié)構(gòu)設(shè)計。噴淋層采用真空燒結(jié)碳化硅螺旋噴嘴，大大增加噴嘴的使用壽命和使用效果。三級噴淋將脫硫劑漿液以霧狀均勻地噴灑于充滿煙氣的塔內(nèi)，以保證高脫硫效率，并具有一定的除塵效果。 塔體及塔內(nèi)件的使用壽命均不低于 15 年。 脫硫塔單獨配脫硫泵，鍋爐正常運行時，其脫硫系統(tǒng)亦同時運行。正常運行時，無論脫硫裝置處于何種工況都不會對鍋爐產(chǎn)生影響。整個脫硫系統(tǒng)隨鍋爐一起檢修。 （ 2）煙道 的基本要求 煙道設(shè)計應(yīng)符合中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)火力發(fā)電供熱公司煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程（ 5121 2000）。 煙道采用乙烯基樹脂作為基體材料的玻璃鋼材質(zhì)，成型工藝為微機控制定長管纏繞工藝。 20 煙道各段采用接觸式平端對接連接而成，確保連接部位的強度及密封性。 硫塔 作為脫硫工程的主要設(shè)備脫硫塔，其設(shè)計的合理性及可操作性對于脫硫工程的合格與否尤為重要。根據(jù)脫硫塔的工況條件，確定采用玻璃鋼材質(zhì)作為脫硫塔的主要材料。 玻璃鋼用于制作煙氣脫硫裝置始于 20 世紀(jì) 70 年代初，尤其是酚醛環(huán)氧 乙烯基酯樹脂的開發(fā)，針對煙氣脫硫獨特要求的試驗研究，以及大直徑玻璃鋼纏繞技術(shù)的問世，使玻璃鋼脫硫裝置得到較為廣泛的應(yīng)用。自從 1972 年起，采用乙烯基酯樹脂做成的玻璃纖維增強塑料在許多濕法脫硫系統(tǒng)中獲得了成功應(yīng)用。 美國是最早將玻璃鋼應(yīng)用于煙氣脫硫領(lǐng)域的國家。 20 世紀(jì) 80 年代，歐洲掀起了玻璃鋼制造脫硫設(shè)備的熱潮。 1984 年，德國 司決定在其位于 燃煤電廠采用 法洗滌塔。每個電廠建 2 座洗滌塔，直徑 ，高度 。當(dāng)時，經(jīng)過長達(dá) 18 個月的實驗室研究（模擬使用環(huán)境），預(yù)計不需維護(hù)至少可使用 20 年。 1987 年 11月， 司和歐洲的 纖公司在倫敦聯(lián)合主辦了脫硫用玻璃鋼設(shè)備的經(jīng)驗交流會，肯定了玻璃鋼的作用，促進(jìn)了玻璃鋼在煙氣脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)前世界上不少公司，如 司、 司、 司、 司、 司、 公司在冶煉廠、造紙廠和電廠的煙氣脫硫中較為廣泛地用玻璃鋼制造煙道、吸收塔、噴淋管、除霧系統(tǒng)、漿液管道和煙囪等。在火電廠 煙氣脫硫中，漿液輸送管道、除霧器已普遍用玻璃鋼生產(chǎn)。 我國的煙氣脫硫開始于 1996 年，主要在燃煤電廠和冶金行業(yè)上得到了 21 應(yīng)用，最早的電廠煙氣脫硫工程是海水脫硫工藝。隨著近幾年國家對環(huán)保工作加大了管理力度，煙氣脫硫逐漸形成了一種產(chǎn)業(yè)，市場前景非常不錯，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國用于煙氣脫硫系統(tǒng)的玻璃鋼制品還比較少 ,主要是缺少有關(guān)的制造技術(shù)和評價方法。 與金屬材料或其它無機材料相比，玻璃鋼具有十分顯著的性能特點。它重量輕、比強度高、電絕緣、耐瞬時超高溫、傳熱慢、隔音、防水、易著色、能透過電磁波，是一種兼具功能和結(jié)構(gòu)特 性的新型材料。 璃鋼脫硫塔突出的 耐腐蝕性能 脫硫系統(tǒng)在運行過程中，塔內(nèi)的溫度和濕度均非常高，煙氣內(nèi)的酸酐氣體以及吸收劑中的堿性對脫硫塔的腐蝕非常嚴(yán)重，脫硫塔內(nèi)的腐蝕浴度非常高，并且存在酸堿交替腐蝕的情況。鋼制脫硫塔由于碳鋼本身的耐腐蝕性非常差，必須對其內(nèi)表面進(jìn)行防腐處理，而防腐層與碳鋼只是簡單的物理粘接，其界面強度非常低。脫硫塔在工作過程中，由于塔內(nèi)煙氣的通過對塔體產(chǎn)生沖擊，使脫硫塔一直處于震動的狀態(tài)，這就使防腐層非常容易脫落，而且由于塔內(nèi)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，存在的死角很多，一旦有防腐沒做好或沒做到 的情況，對于塔體來說，就意味著沒做防腐而使得脫硫系統(tǒng)隨時會停止工作。由于是兩種材料的物理粘合，脫硫塔在運行一段時間后，就必須對其進(jìn)行維護(hù)，這就大大增加了維護(hù)費用和運行成本。 對于玻璃鋼來說，上述問題均不存在，首先玻璃鋼脫硫塔是整體成型，不存在界面問題，其次玻璃鋼材質(zhì)屬半彈性材料，耐疲勞強度高，對于煙氣的沖擊能夠很好的承受。 玻璃鋼的耐腐蝕性，主要取決于樹脂。隨著合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，樹脂的性能也在不斷提高，尤其在二十世紀(jì)六十年代乙烯基酯樹脂的誕生，進(jìn)一步提高了玻璃鋼的耐腐蝕性能、物理性能以及耐熱性。 22 事實上，用乙 烯基酯樹脂做成的玻璃鋼 設(shè)備已經(jīng) 成功地用在 比 濕法脫硫系統(tǒng)環(huán)境更苛刻的環(huán)境。 璃鋼脫硫塔優(yōu)異的 耐熱性能 在濕法脫硫工藝中，高溫是必須考慮的一個問題，因為混合氣體在進(jìn)口的溫度范圍為 160 到 180 ，系統(tǒng)中的部件又要承受臨時的高溫急冷，潛在的熱破壞和產(chǎn)生的高腐蝕性副產(chǎn)品導(dǎo)致人們選用象高鎳合金 樣昂貴的結(jié)構(gòu)材料以滿足使用壽命要求。 對于相對來說價格比較低的碳鋼襯膠脫硫塔，更是對工作溫度有著嚴(yán)格的限制，由于碳鋼和襯膠（一般為鱗片膠泥）的熱膨脹系數(shù)不一樣，在溫差較大的情況下，非常容易分層而造成防腐層的脫落。 熱震性能試驗（通過把兩種玻璃鋼層合板放到 204 以上的溶液中，取出后立即放入冷水并保存 2 小時，再對兩種層合板進(jìn)行 6 個小時的干燥后測定彎曲強度。）表明用乙烯基樹脂制成的玻璃鋼層合板保留了絕大部份抗彎強度，高的延伸率使它具有極好的抗沖擊性能和對溫差、壓力波動、機械振動的適應(yīng)范圍更大。用乙烯基酯樹脂做成的玻璃鋼已成功地替換了因熱應(yīng)力和機械應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的濕法脫硫系統(tǒng)的煙囪襯里。乙烯基酯樹脂玻璃鋼做成的脫硫塔，可用于更高的溫度，壽命更長，也更可靠。 玻璃鋼的長期使用溫度取決于樹脂基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（ 熱變形溫度（ 雙酚 A 環(huán)氧乙烯基酯樹脂的 于 105 ，酚醛改性環(huán)氧乙烯基酯樹脂的 于 145 。美國 司開發(fā)