某廠30th燃煤鍋爐煙氣氧化鎂脫硫案例

1、某廠30t/h燃煤鍋爐煙氣氧化鎂脫硫案例某廠需為其30噸的鍋爐進行煙氣脫硫設計，其中燃煤的含硫量1.1%，鍋爐熱效率為75%，空氣過剩系數(shù)為。該廠擬采用氧化鎂脫硫工藝。（即設計要求：30噸鍋爐、煤的含硫量1.1%，鍋爐熱效率=75%，空氣過剩系數(shù)為）。 1 確定設計參數(shù)及設計范圍1.1 確定設計參數(shù)鍋爐型號：30 T/h鍋爐一臺煙氣排放量：19000 m3/h爐內(nèi)溫度：900 煤消耗量：燃燒方式: 沸騰燃燒鍋爐排煙溫度：155 電除塵器出口煙氣溫度：140煙氣濕度: 1000煙氣壓力：煙氣含氧量：（燃煤）目前SO2排放濃度：1353mg/mN3含硫率：1.1% 鍋爐熱效率：75% 空氣過剩系數(shù)

2、：雙堿法設計參數(shù)液氣比（G/L）為2鈣硫比（Ca/S）為凈化效率不小于95%使用壽命15年可用率為95%排放標準確定廢氣排放執(zhí)行鍋爐大氣污染物排放標準（DB44/765-2010），A區(qū)50t鍋爐的煙塵濃度應小于80mg/m3，SO2濃度小于300 mg/m3根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準DB44765-2010排放標準，2010年11月1日后實施的項目屬于新建項目，燃煤鍋爐30t/h約為21 MW(10t/h)，屬于7MW(10t/h)鍋爐類別，且A類區(qū)域，50t鍋爐的煙塵濃度應小于80mg/m3，其二氧化硫最高允許排放濃度限值為300mg/m3，且排放煙氣黑度小于林格曼黑度1級。2. 總量控制

3、指標達標2.1 SO2排放總量根據(jù)大氣污染物排放限值（DB44/27-2001），本項目位于環(huán)境規(guī)劃的二類區(qū)，執(zhí)行二級標準；屬于第二時段的建設項目（后），詳見表1。表1 二氧化硫最高允許排放速率污染物最高允許排放濃度（mg/m3）最高允許排放速率（kg/h）排氣筒高度（m）二級二氧化硫550 （硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化學物使用）15203012402150326045706480849011010014035t/h屬于2040這個區(qū)間，煙囪最低允許高度為45m，本設計中取60m，查表2-4知此時二氧化硫最高允許排放速率為45 kg/h。由此計算二氧化硫總量標準=最高允許排放速率×

4、;鍋爐運行時間=45×7000 kg/年=315t/年煙塵排放總量根據(jù)大氣污染物排放限值（DB44/27-2001），本項目位于環(huán)境規(guī)劃的二類區(qū)，執(zhí)行二級標準；屬于第二時段的建設項目（后），由上已知煙囪高度取60m，由此計算煙塵總量標準=最高允許排放速率×鍋爐運行時間=70×7000 kg/年=490t/年最終設計目標選取濃度指標和總量控制指標中較嚴的一個作為最終的設計目標。總量標準=排放濃度×煙氣量×鍋爐運行時間，可算出：315t/年時的SO2排放濃度=315×1000×1000/(19000×7000)=2.3

5、68 g/m3=2368 mg/m3>300 mg/m3 490t/年時的煙塵排放濃度=490×1000×1000/(19000×7000)=3.684 g/m3=3684 mg/m3>80 mg/m3 因而最終的設計目標按照排放濃度指標進行設計，即：1）標準狀態(tài)下煙塵濃度排放濃度：80mg/m3；2）標準狀態(tài)下SO2排放濃度：300mg/m3；3）排放煙氣黑度小于林格曼黑度1級3. 煙氣中SO2 的濃度計算煙氣中SO2 的實測濃度為：24.742×1000/19000=/mN3具體規(guī)定見表2表2 鍋爐大氣污染物的過量空氣折算系數(shù)（DB44/

6、765-2010）鍋爐類型折算項目過量空氣折算系數(shù)燃煤鍋爐煙塵初始排放濃度煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度鍋爐大氣污染物過量空氣系數(shù)折算排放濃度按下式計算：式中：已知a，燃煤鍋爐的過量空氣折算系數(shù)a 所以折算后煙氣中SO2的濃度c =/mN3=868mg/ mN3 煙氣SO2 排放量的計算二氧化硫的最高為300 mg/m3的標準，則其凈化率應達到=(868-300)/868=65.44% 令=80%符合工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范（HJ 4622009）對于65t/h以下工業(yè)鍋爐脫硫裝置的設計脫硫效率不宜小于80%的標準。則每小時去除SO2的量為：868×19000

7、5;10-6×80%=/h出口煙氣中SO2的排放量為：868×19000×10-6×(1-0.80)=/h=3298mg/s 煙塵濃度計算及除塵器的選擇由元素分析已知干燥基灰分占煤的質(zhì)量分數(shù)為22.2%，燃煤量為/h, 取煙塵的排放因子為80%，由上知標準狀態(tài)下的總濕煙氣量19000mN3/h，標準狀態(tài)下煙塵濃度排放濃度應80mg/m3。則灰分質(zhì)量濃度為2371.52×1000×22.2%×80%/19000=2217mg/mN3除塵器的除塵效率需要達到（2217-80）/2217×100%=96.4%由于電除塵器

8、對細粉塵有很高的去除率，而且具有能耗低、壓力損失小等優(yōu)點，因此選擇電除塵器。4. 旋流板塔吸收器脫硫除塵原理來自鍋爐的含塵煙氣首先進入文丘里管，進行初級噴霧降塵脫硫處理，而后以1522m/s 的流速切向進入旋流板塔，在塔板葉片的導向作用下旋轉(zhuǎn)上升。逐板下流的液體在塔板上被煙氣噴成霧滴狀，使氣液間有很大的接觸面積。液滴在氣流的帶動下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力強化氣液間的接觸，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，經(jīng)過溢流裝置流到下一層塔板上，再次被氣流霧化而進行氣液接觸。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2 等酸性氣體被堿性液體吸收的效果好；旋流板塔同時具有很好的除塵性能，氣體中的塵粒在旋流塔板上被水

9、霧粘附，并受離心力作用甩到塔壁而除去，從而具有較高的除塵除霧效率。對于煙氣中那些微細塵粒，在通過一級塔板后不可能全部被捕集，還有一定數(shù)量的塵粒逸出，當其通過多層塔板后，微細塵粒凝聚，質(zhì)量不斷增大后被捕集、分離，從而達到最佳除塵效果。5 脫硫系統(tǒng)工藝流程圖1 脫硫系統(tǒng)的工藝流程圖6 工藝組成6.1脫硫劑制備系統(tǒng)脫硫劑制備系統(tǒng)主要包括：石灰消化池、鈉堿罐、攪拌器及相應的閥門、管道及管件等。由成品石灰（粒徑小于10mm（90）的粉狀石灰）運至廠內(nèi)后加入石灰消化池進行消化，消化后的石灰漿液自流至再生池中進行脫硫液再生反應。鈉堿由運輸車給料至鈉堿池，在池中與工藝水進行混合直至達到所需的濃度，自流到再生池

10、。6.2煙氣系統(tǒng)熱煙氣自鍋爐出來后進入吸收塔，向上流動穿過噴淋層，在此煙氣被冷卻到飽和溫度，煙氣中的SO2等污染物被脫硫液吸收。經(jīng)過噴淋洗滌后的飽和煙氣，經(jīng)除霧器除去水霧后，通過煙道經(jīng)引風機進入煙囪排空。煙氣系統(tǒng)圖見圖2。圖2 煙氣系統(tǒng)圖6.3 SO2吸收系統(tǒng) 在吸收塔內(nèi)，脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的SO2、SO3等發(fā)生化學反應，生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等物質(zhì)。脫硫后的凈煙氣通過除霧器除去氣流中夾帶的霧滴后排出吸收塔。圖3 吸收塔平面圖SO2吸收系統(tǒng)主要由脫硫主塔、連接煙道（副塔）、噴淋層、組合式除霧器、預埋件及外部鋼結(jié)構(gòu)、沖洗系統(tǒng)組成。1) 脫硫塔 脫硫塔是系統(tǒng)的核心，采用旋流板塔作為

11、吸收塔，旋流板塔具有負荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點，適用于快速吸收過程，且除塵脫硫效率高。 脫硫塔的材質(zhì)是本脫硫硫工程能否長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，按照要求，脫硫塔體材質(zhì)采用麻石制作。按國家相應的規(guī)范執(zhí)行。 吸收塔采用空塔噴淋結(jié)構(gòu)（根據(jù)脫硫率的需要設置2層高效霧化噴淋層）。吸收塔選用的麻石，能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計均考慮防腐要求。吸收塔設計能防止液體泄漏。塔體上的人孔、通道、連接管道等在殼體穿孔的地方進行密封，防止泄漏。 7. 材料設備一覽表表3脫硫主塔設備一覽表名稱規(guī)格（型號）單位數(shù)量脫硫主塔 （包括塔底漿液池）直徑×高度= ×座1煙氣量 24200m³/h；煙氣流速/s；液氣比=/m³；鈣硫比；殼體材料為碳鋼，內(nèi)襯玻璃鱗片樹脂塔底漿液池直徑×高度=×；個1殼體材料為碳鋼， 內(nèi)襯玻璃鱗片樹脂塔底漿液池攪拌器電動機功率5kw；臺2葉片、軸材料為耐熱耐腐合金鋼除霧器材料為聚丙烯級2噴嘴單個噴淋量/h， 材料為碳化硅個12單個噴淋量/h， 材料為碳化硅個6漿液循環(huán)泵型號：200UHB-Z-U-210-35 離心式；Q=16.3 m3/h； 揚程； 殼體、葉輪材料為不銹鋼臺1型號：25