半干法脫硫方案

1、*文件it贏煙氣脫硫技術(shù)方案n*文件a蠱第一章工程概述1.1項(xiàng)日概況某鋼廠將就該廠燒結(jié)機(jī)后煙氣進(jìn)行煙氣脫硫處理?，F(xiàn)燒結(jié)機(jī)煙氣流程為燒結(jié) 機(jī)一除塵器一吸風(fēng)機(jī)一煙囪。除塵器采用多管式除塵器，除塵效率大于90%。主要原始資料如下:主要原始資料表項(xiàng)U單位數(shù)量標(biāo)態(tài)總煙氣量（濕）Nn?/h480000吸風(fēng)機(jī)數(shù)量臺(tái)2吸風(fēng)機(jī)出口煙氣溫度C140實(shí)際煙氣量m$/h726150除塵器入口含塵濃度mg/Nm1590除塵器效率%290吸風(fēng)機(jī)出口含塵濃度mg/Nn?W159吸風(fēng)機(jī)出口含硫濃度mg/Nm$23451.2主流煙氣脫硫方法煙氣脫硫（簡(jiǎn)稱FGD）是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法，是控 制酸雨和二氧化硫污染

2、最為有效和主要的技術(shù)手段。FGD其基本原理都是以一種堿性物質(zhì)來吸收SO護(hù)就U前國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用工程，按脫硫劑的種類劃分，F(xiàn)GD技術(shù)主要可分為以下兒種方法:1、以石灰石、生石灰為基礎(chǔ)的鈣法;2、以鎂的化合物為基礎(chǔ)的鎂法;3、以鈉的化合物為基礎(chǔ)的鈉法或堿法;4、以化肥生產(chǎn)中的廢氨液為基礎(chǔ)的氨法;最為普遍使用的商業(yè)化技術(shù)是鈣法，所占比例在90%以上。而其中應(yīng)用最為廣泛的是石灰石一石膏濕法和循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫系統(tǒng)。針對(duì)本工程, 我公司將就以上兩種脫硫方法分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、描述，并最終給出兩方案比較結(jié)果。L3上要設(shè)計(jì)原則針對(duì)本脫硫工程建設(shè)規(guī)模，同時(shí)本著投資少、見效快、系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠等原則, 我方在設(shè)計(jì)過程中

3、主要遵循以下主要設(shè)計(jì)原則:1、脫硫劑釆用外購成品石灰石粉（半干法為消石灰粉），廠內(nèi)不設(shè)脫硫劑制備車間。2.考慮到燒結(jié)機(jī)吸風(fēng)機(jī)出口煙氣含硫濃度為2345 mg/Nm濃度并不是很高，在滿足環(huán)保排放指標(biāo)的前提下，脫硫裝置的設(shè)il脫硫效率取N90%。3.脫硫裝置設(shè)單獨(dú)控制室，釆用PLC程序控制方式。同時(shí)考慮同主體工程的信號(hào)連接。4、脫硫裝置的布置盡可能鼎近煙囪以減少煙道的長(zhǎng)度，減少管道阻力及工程投資。第二章 石灰石一石膏濕法脫硫方案2.1匸藝簡(jiǎn)介石灰石一石膏濕法脫硫工藝是口前世界上應(yīng)用最為廣泛和可靠的工藝。該工藝 以石灰石漿液作為吸收劑，通過石灰石漿液在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，發(fā)生反應(yīng), 以去除煙氣中

4、的SO2,反應(yīng)產(chǎn)生的亞硫酸鈣通過強(qiáng)制氧化生成含兩個(gè)結(jié)晶水的硫酸鈣（石膏）。圖2.1石灰石一石膏濕法脫硫工藝流程圖工藝流程圖如圖21所示，該工藝類型是：圓柱形空塔、吸收劑與煙氣在塔內(nèi) 逆向流動(dòng)、吸收和氧化在同一個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行、塔內(nèi)設(shè)置噴淋層、氧化方式采用強(qiáng)制氧 化。與其他脫硫工藝相比，石灰石一石育濕法脫硫工藝的主要特點(diǎn)為:脫硫效率高，可達(dá)95%以上;吸收劑化學(xué)劑量比低，脫硫劑消耗少:液/氣比（L/G）低，使脫硫系統(tǒng)的能耗降低;可得到純度很高的脫硫副產(chǎn)品一石膏，為脫硫副產(chǎn)品的綜合利用創(chuàng)造了有利 條件:采用空塔型式使吸收塔內(nèi)徑減小，同時(shí)減少了占地面積:采用價(jià)廉易得的石灰石作為吸收劑;系統(tǒng)具有較高的可靠性

5、，系統(tǒng)可用率可達(dá)97%以上;對(duì)鍋爐燃煤煤質(zhì)變化適應(yīng)性較好;對(duì)鍋爐負(fù)荷變化有&好的適應(yīng)性。2.2反應(yīng)原理用于去除SOx的漿液收集在吸收塔漿池內(nèi)。吸收塔漿池分為氧化區(qū)和結(jié)晶區(qū), 在上部氧化區(qū)內(nèi)，氧化空氣通過一個(gè)分配系統(tǒng)吹入，在pH值為45的漿液中生成 石膏；在結(jié)晶區(qū)，石膏晶種逐漸增大，并生成為易于脫水的較大的晶體，新的石灰 石漿液也被加入這個(gè)區(qū)域?；瘜W(xué)反應(yīng)過程描述如下:石灰石的溶解：CaCO3 + CO2 + H2OCa(HCO3)2與 SO2 反應(yīng):Ca(HCO3)2 + 2SO2Ca(HSO3)2 + 2CO2氧化：Ca(HSO3)2 + CaCO3 + 022CaSO4+ CO2 + H2O

6、石膏生成：CaSO4 + 2H2OCaSO4 X 2H2O-J t J I 9r去除SO2總反應(yīng)方程式:CaCOS+ SO2 + % 02 + 2H2OCaSO4 X 2H2O + CO2石灰石在水中的低溶解性在吸收塔內(nèi)被二氧化碳提高。通過溶解過程，生成碳 酸氫鈣。碳酸氫鈣與二氧化硫反應(yīng)生成可溶的亞硫酸氫鈣。在氧化區(qū)，亞硫酸氫鈣與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣。漿液中的硫酸鈣 再結(jié)晶生成二水硫酸鈣，即石膏。整個(gè)脫硫反應(yīng)在吸收塔塔內(nèi)區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)如圖2.2所示。2.3本方案系統(tǒng)描述本工程石灰石一石膏濕法煙氣脫硫裝置主要山以下系統(tǒng)組成:1）吸收劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)本脫硫方案以石灰石粉作為脫硫吸收劑。合

7、格的石灰石粉山罐車運(yùn)送到廠內(nèi)。通過氣力輸送送入石灰石粉倉，經(jīng)料倉底部的稱重式給料機(jī)送入石灰石漿液箱進(jìn)行 攪拌、配比。石灰石粉和水連續(xù)加入脫硫劑漿液箱，在脫硫劑漿液箱中石灰石漿液含固濃度為2030%(wt)。漿液經(jīng)泵送入脫硫吸收塔內(nèi)。為使?jié){液混合均勻、防止 沉淀，在脫硫劑漿液箱頂部裝設(shè)有頂進(jìn)式攪拌器。2)SO2吸收系統(tǒng)SO2吸收系統(tǒng)是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心，主要包括吸收塔、循環(huán)漿液泵、氧化風(fēng)機(jī)、石膏排放泵及攪拌器等設(shè)施、設(shè)備。在吸收塔內(nèi)，煙氣中的S02被吸收漿液洗C(HCC32*2Ha 4CaiHCOah * ?HF 1 U科 * 2C6 3HjOFOESRmticr with H 昱iBLh lt

8、 SV2 hificRFaclion v4th SO at oH * 6吸收區(qū) Absorption pHJevey.Sgsoofo 0H;0sg筑化空2H0 I0遂液Cviddiion zoneUKSO *0000.2CiiS0八 g HOVI化XCaSO 9r250 0?2.2吸收塔漿液循環(huán)泵吸收塔漿液循環(huán)泵A型式：臥式離心泵；電機(jī):額圧功率：185kW臺(tái)1吸收塔漿液循環(huán)泵B型式：臥式離心泵；電機(jī):額；4功率：iSOkW臺(tái)1吸收塔漿液循環(huán)泵C型式：臥式離心泵：電機(jī):額崔功率：iSOkW臺(tái)12.3氧化風(fēng)機(jī)型式：羅茨風(fēng)機(jī)：入口流M： 2200Nm/h：出口壓 力：75kPa：電機(jī)；額楚功率：7

9、5kW：臺(tái)22.4吸收塔攪拌器電機(jī)：額左功率：llkW：臺(tái)325石膏漿液排岀泵型式：臥式離心泵：揚(yáng)程:30mH:體積流M：30m/h臺(tái)23排空系統(tǒng)31事故漿液箱鋼制，V=250m . 4)6mX93m座1事故漿液箱攪拌器頂進(jìn)式N=185KW臺(tái)13.3事故漿液泵型式：臥式離心泵：揚(yáng)程:20mH；體積流量：25n?/h臺(tái)14石膏脫水系統(tǒng)41石膏旋流站Q=25m3/h臺(tái)14.2真空皮帶脫水機(jī)Q= 33 t/h臺(tái)14.3真空泵Q=2100m3/h.X 空度-50kPa臺(tái)1jSJKjtuK4.4回收水池V=40m3t個(gè)14.5回收水池?cái)嚢杵黜斶M(jìn)式,N=55kW臺(tái)14.6回收水泵Q=30m3/h,H=27

10、m臺(tái)25石灰石漿液制備系統(tǒng)51鋼制石灰石粉貯倉V 有效=120m3個(gè)15.2石灰石漿液箱V有效=40m3個(gè)15.3石灰石漿液箱攪拌器頂進(jìn)式,N=75kW臺(tái)15.4石灰石漿液泵Q=20tn3/h, H=22m臺(tái)2jSJKjtUt第三章循環(huán)流化床半干法脫硫方案3.1反應(yīng)原理來自燒結(jié)機(jī)出來的煙氣,通過煙道進(jìn)入吸收塔。此處高溫?zé)煔馀c加入的吸收劑八 循環(huán)灰分充分混合，進(jìn)行初步的脫硫反應(yīng)，然后通過吸收塔底部的文丘里管加速, 吸收劑、循環(huán)脫硫灰受到氣流的沖擊作用而懸浮起來，形成循環(huán)流化床，進(jìn)行充分 的脫硫反應(yīng)。循環(huán)流化床具有最佳的熱和物質(zhì)傳送特性，在這區(qū)域內(nèi)流體處于激烈的 的湍流狀態(tài)，循環(huán)流化床內(nèi)的Ca/S

11、值可達(dá)到40-50,這是因?yàn)榧?xì)小顆粒和煙氣之間 最大速差而決定的。顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦，碰撞更新，極大地強(qiáng)化了脫硫反應(yīng)的 傳質(zhì)與傳熱。在吸收塔的文丘里的出口擴(kuò)管段設(shè)一套高壓噴水裝置，噴入的水經(jīng)過霧化后一 方面增濕顆粒表面，另一方面使煙溫降至高于露點(diǎn)溫度152crc,創(chuàng)造良好的脫硫 反應(yīng)溫度，吸收劑與SO2充分的反應(yīng)，主要生成亞硫酸鈣CaSO3l/2H2O八硫酸 鈣CaSO4 1/2H2O,和碳酸鈣CaCO3,他們和飛灰一起由清潔煙氣攜帶到吸收塔頂部，然后在后面的布袋除塵器中分離出來。分離出來產(chǎn)物山斜槽循環(huán)回吸收塔, 以延長(zhǎng)吸收劑顆粒的停留時(shí)間，降低工藝過程中Ca/S摩爾比。同時(shí)這套系統(tǒng)在Ca/

12、S摩爾比稍有增加的悄況下,就可以使脫硫率達(dá)到90%以上。對(duì)于少量脫硫副產(chǎn)品，山需方負(fù)責(zé)將其轉(zhuǎn)運(yùn)到除灰系統(tǒng)。港潔煙氣CFB吸收塔生石灰循環(huán)7-J t J I 9r圖3.1循環(huán)流化床半干法脫硫工藝流程圖3.2化學(xué)過程CFB-FGD的化學(xué)反應(yīng)原理是煙氣中的S02和兒乎全部的SO3 、HCL、HF 等，在Ca（OH）2粒子的液相表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下:Ca(OH)2 + SO2=CaSOS * 1/2 H2O + 1/2 H2OCa(OH)2 + SOS = CaSO4 * 1/2 H2O + 1/2 H2OCaSO3 * 1/2 H2O + 1/202 = CaSO4 * 1/2

13、H2OCa(OH)2 + 2 HCl = CaC12 * 2 H2OCa(OH)2 + CO2 = CaC03 + H2OCa(OH)2 + 2HF = CaF2 + 2 H2O與其他脫硫工藝相比，循環(huán)流化床半干法脫硫工藝的主要特點(diǎn)為:脫硫效率較高，可達(dá)90%以上;工藝流程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)占地面積小，可以做到脫硫、除塵一體化:無脫硫副產(chǎn)物，無廢水:吸收塔、煙道等設(shè)備無腐蝕問題，不需防腐:系統(tǒng)具有較高的可靠性，系統(tǒng)可用率可達(dá)95%以上;3.3脫硫島主要丄藝系統(tǒng)1）煙氣系統(tǒng)從燒結(jié)機(jī)出來的煙氣經(jīng)除塵器、吸風(fēng)機(jī)，從吸收塔底部進(jìn)入吸收塔，在吸收塔 內(nèi)經(jīng)噴水減溫后，進(jìn)入吸收塔后的布袋除塵器，最后經(jīng)引風(fēng)機(jī)

14、排入主煙道。本工程 脫硫除塵器為布袋除塵器，入口濃度約為lOOOg/NmS,出口濃度為50mg/Nm3。2）脫硫灰循環(huán)系統(tǒng)脫硫除塵器下部設(shè)一套完整的脫硫灰循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)脫硫除塵器的結(jié)構(gòu)，每套 系統(tǒng)設(shè)兩路空氣斜槽。正常運(yùn)行時(shí)，除塵器脫硫灰經(jīng)空氣斜槽全部送入吸收塔，以 增加脫硫劑在吸收塔內(nèi)的停留時(shí)間，降低運(yùn)行成本；當(dāng)灰斗中的料位高于最髙安全 料位時(shí)，打開排灰旁路系統(tǒng)，將部分循環(huán)灰經(jīng)氣力輸送排入電廠除灰系統(tǒng)。3）流化風(fēng)系統(tǒng)為防止脫硫劑在消石灰倉底部板結(jié)、堵塞，以及脫硫劑、循環(huán)灰輸送過程的堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，每個(gè)消石灰下方配一套流化風(fēng)系統(tǒng)；同樣，根據(jù)除塵器的設(shè)計(jì)要求, 脫硫除塵器的每個(gè)灰斗下方均設(shè)有流化風(fēng)

15、。4）脫硫劑制備、儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)本工程一臺(tái)鋼制消石灰倉，消石灰粉山帶自卸裝置的罐車將脫硫劑送入消石灰 倉，消石灰倉頂部設(shè)有一臺(tái)脈沖布袋除塵器。消石灰山氣力輸送從消石灰倉輸送至 吸收塔。輸送系統(tǒng)主要山輸送風(fēng)機(jī)及電加熱器、插板閥.電動(dòng)旋轉(zhuǎn)閥、沖板式流量IN空氣斜槽等組成。5）工藝水系統(tǒng)本工程配置一套完整的工藝水系統(tǒng)，其作用是將進(jìn)入吸收塔的高溫?zé)煔饨?jīng)噴水 減溫后使煙溫降低至脫硫效率最高且保證吸收塔不腐蝕的最佳溫度。減溫水噴嘴采 用回流型式，布置在吸收塔文丘里噴嘴的上方，一路運(yùn)行，一路備用。工藝水系統(tǒng)主要由工藝水箱、高壓水泵、濾網(wǎng)、控制閥、回流噴嘴等組成，當(dāng) 機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，通過調(diào)整回流管線上調(diào)節(jié)閥的

16、開度來控制回流水量，從而確保噴 入吸收塔的水量及霧化效果。6）壓縮空氣系統(tǒng)本工程CFB-FGD島用壓縮空氣山需方提供，主要用于脈沖布袋除塵器、吸收 塔底部事故放灰的流化和所有的氣動(dòng)閥門等。34循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫裝置主要設(shè)備清單主要設(shè)備清單序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1煙氣系統(tǒng)11煙道鋼制噸約651.2煙氣擋板1.21FGD入口原煙氣擋板電動(dòng)單軸雙百葉窗型個(gè)2122FGD岀口凈煙氣擋板電動(dòng)單軸雙百葉窗型個(gè)2123FGD旁路煙氣撈板電動(dòng)雙軸雙百葉窗型個(gè)2124密封空氣風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)臺(tái)2描板門配套125密封空氣加熱器型式：電加熱器：加熱級(jí)數(shù)：2級(jí)，溫升loor；臺(tái)1擋板門配套13增壓風(fēng)機(jī)流量:4

17、80000Nm3：揚(yáng)程：3200Pa；雙吸雙支撐離心式：電機(jī)功率：lOOOkW臺(tái)11.4布袋除塵器過濾而積17599m2臺(tái)12SO2吸收系統(tǒng)2.1吸收塔總高度38.5m、吸收塔直徑 6,6m座13灰循環(huán)系統(tǒng)31斜憎流化風(fēng)風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)臺(tái)23.2斜槽流化風(fēng)電加熱器型式：電加熱器：加熱級(jí)數(shù)：2級(jí)，溫升loor：臺(tái)13.3氣力斜槽臺(tái)34工藝水系統(tǒng)41工藝水箱V有效=40m3臺(tái)14.2工藝水泵Q=50m3/h,H=4MPa臺(tái)25消石灰粉系統(tǒng)51鋼制消石灰石粉貯倉V 有效=200m3個(gè)15.2粉倉流化風(fēng)機(jī)離心風(fēng)機(jī)臺(tái)25.3電加熱器型式：電加熱器：加熱級(jí)數(shù)：2級(jí)，溫升loor：臺(tái)1jSJKjtuK第四章方案

18、比較41方案比較表4.1方案比較表綜合比較序號(hào)項(xiàng)目單位石灰石一石膏濕法循環(huán)流化床半干法1系統(tǒng)成熟程度非常成熟非常成熟2系統(tǒng)脫硫率%95903系統(tǒng)可用率%95954系統(tǒng)復(fù)雜程度復(fù)雜中等5系統(tǒng)自動(dòng)化程度高高6系統(tǒng)后煙塵濃度mg/Nn?W50W507初投資高低8電耗高低9水耗高低10氣耗低高11是否需要防腐需要不需要12占地而積大中等13運(yùn)行成本中等中等14有無脫硫副產(chǎn)物有，廢水無15脫硫產(chǎn)物是否可利用可以可以16應(yīng)用廣泛程度%802017主要應(yīng)用對(duì)象大型火力發(fā)電廠中、小型火力發(fā)電廠或等同18建設(shè)周期長(zhǎng)中等19適應(yīng)負(fù)荷變化能力強(qiáng)中等本工程主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較序號(hào)項(xiàng) 目單位石灰石一石膏濕法循環(huán)流化床半干法1裝總投資萬元140011002設(shè)計(jì)脫硫效率%90903裝置水耗t/h251&54裝置電耗kW/h930840jSJKjtUt5鈣硫比Ca/S1.051.256脫硫劑耗量（80%純度）t/