雙堿法三廢爐煙氣脫硫工程可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 循環使用。 脫硫方案的確定 由于該項目是在原兩臺產汽量為50t/h的三廢流化混鍋爐的基礎上，增加兩套鍋爐煙氣脫硫裝置，為了便于統一管理，裝置工藝技術方案的選擇盡量吻合現有裝置。本可研在總結國內各種鍋爐煙氣脫硫工藝技術的特點上，最終確定采用雙堿法鍋爐煙氣脫硫工藝技術。 企業目前鍋爐概況某某化工有限公司兩臺產汽量為50t/h的三氣流化混燃爐，其煙氣經燃燒爐后經組合除塵器除塵后，再經余熱鍋爐后的水膜除塵后，通過30米高的煙囪放空。 工藝流程簡述 煙氣流程：造氣產生的廢渣、廢灰、廢氣和提氫來的可燃氣體（也可用也可不用）及部分無煙煤沫，同時在混燃爐內燃燒，產生的高溫煙氣經組合除塵器除塵后進入蒸汽過熱器，然后進入余熱鍋爐，再入省煤器及空氣預熱器，后經水膜除塵器除塵后由引風機送入經煙囟放空。組合式除塵器除塵的細灰落入下部水封。汽水流程：脫鹽水崗位來的除氧水，經給水泵提壓后進入省煤器，提高溫度后進入余熱鍋爐，經對流管束換熱后產生汽化，進入上鍋筒，經汽水分離后，進入蒸汽過熱器，控制蒸汽溫度430℃～450℃，經主汽閥輸出，供下崗位及汽輪機使用。 現有50t/h鍋爐主要設備表31現有50t/h鍋爐裝置主要設備序號設備名稱規格型號單位數量備注1三廢流化混燃爐Φ852816800臺各1 共2臺2余熱鍋爐Q170/臺各1 共2臺3組合式除塵器Φ625016800臺各1共2臺4煙囪Φ250035000臺各1 共2臺5一次風機919 NO 16D臺各1 共2臺6二次風機926 NO 臺各1 共2臺7鍋爐給水泵 DG85678臺3 共3臺8螺旋給煤機 LGG15臺各1共2臺9引風機 Y473 NO 22D臺各1 共2臺10水膜除塵器Ф3900/Ф340018500臺各1共2臺 本項目鍋爐煙氣脫硫技術方案 我們設計方案遵循以下幾條原則：適用于燃煤及水煤漿鍋爐的除塵脫硫項目。保證除塵脫硫效果，排放標準達標。本技術方案采用濕式氨法脫硫技術，技術成熟可靠，經濟合理。技術有較大的適用性，可根據不同工況條件進行調整。最大限度的降低制造成本。在不增加操作人員任何操作程序的前提下最大限度的降低運行成本。保證設備運行安全、可靠基本實現無故障運行。雙堿法脫硫工藝是為了克服石灰／石灰石法煙氣脫硫容易結垢、需要循環水量大、能耗高的缺點而發展起來的，鈉鈣雙堿法（Na2C03Ca(OH)2）用純堿啟動、鈉堿吸收S0石灰再生，再生后吸收液循環使用。雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石 / 石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的 SO2 先溶解于吸收液中，然后離解成 H+ 和 HSO3；然后 H+ 與溶液中的 OH 中和反應，生成鹽和水，促進 SO2 不斷被吸收溶解。具體反應方程式如下： 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 脫硫后的反應產物進入再生池內用另一種堿，一般是 Ca(OH)2 進行再生，再生反應過程如下： Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3 Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3 1/2H2O +1/2H2O 存在氧氣的條件下，還會發生以下反應： Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4 H2O脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統或直接堆放、出售。再生的 NaOH 可以循環使用。鈉、鈣雙堿法脫硫工藝流程敘述將鈉鈣堿液用泵打入FRP復合材料的除塵脫硫設備中，以含Na2CO3的循環水為吸收劑，根據煤的全硫分含量及煙氣中SO2濃度確定Na2CO3，通過特殊的噴頭，使吸收劑霧化，煙氣和霧化后的吸收劑在反應板上充分混合、接觸，SO2與Na2CO3發生化學反應，生成易溶于水的Na2SO3及NaHSO3，完成脫硫反應。在脫硫過程中，煙氣夾雜的煙道灰同時被循環水濕潤而捕集進入循環水，從脫硫除塵器排出的循環水變為灰水(稀灰漿)。一起流入沉淀池，煙道灰經沉淀定期清除，回收利用，如制內燃磚等。上清液溢流進入反應池與投加的石灰進行反應，置換出的氫氧化鈉溶解在循環水中，同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，可通過沉淀清除，并可以回收，是生產水泥的良好原料。因此可做到廢物綜合利用，降低運行費用。鈉、鈣雙堿法脫硫的性能特點 濕式雙堿法脫硫是一種低成本、高效率的脫硫方法。在本工藝中，由于消耗的是石灰，與使用氧化鎂、氨水相比，運行成本較低，同時由于直接發生反應的是NaOH和Na2CO3，提高了反應速度與效率，大大減少了持液量，同時，由于直接脫硫劑是堿性強、反應活性好的NaOH，因此據相關資料和相關實驗得知，脫硫效率最高可達95%甚至更高。用NaOH脫硫，循環水基本上是NaOH的水溶液。在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象，便于設備運行與保養。雙堿法脫硫技術是國內外運用的成熟技術，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術，具有廣泛的市場前景。本工程的關鍵技術是BCT型玻璃鋼系列除塵脫硫設備，就是吸收了各類除塵脫硫設備的優點，克服存在的弊病，使其盡可能結構簡單，造價低，不需管理維修，運行費用少，而且十年內均可滿足環保排放要求。BCT型除塵脫硫設備，系針對 BWC型水膜除塵器技術未被突破和脫硫效率低的現狀，應廣大用戶的迫切要求，由該研究所攻關研制成功的一種除塵脫硫效率高、自控性能優越、操作簡單的新型除塵脫硫設備，并獲得了國家專利，專利號為：。BCT型除塵脫硫設備保留了水膜除塵器的結構、采用圓形阻力小、裝配緊湊、占地面積小、施工安裝方便、凈化效率高、允許入口含塵濃度高、允許風量大、能凈化濕度大且具有一定粘性的粉塵而不致堵塞，以及用水量小等長處，徹底更新了自控系統的給水管路，技術性能先進、功能可靠、運行穩定。 4煙氣脫硫主要設備選擇本工程選擇的主要設備脫硫塔適用于各類型燃煤、燃油鍋爐以及冶金、礦山、煤炭、化工、鑄造、陶瓷、建材、電力等行業的煙氣凈化，凈化非纖維性、非水凝性的溫度不高于300℃含塵氣體的除塵脫硫。具體有以下特點：1）、耐高溫BCT系列玻璃鋼除塵脫硫器，其主體采用改性耐高溫高性能樹脂基復合材料。普通樹脂復合材料制品耐溫性能較差，不適合作除塵器的主體材料，是最近研制的耐高溫改性樹脂基復合材料，屬國內首創。2）、耐酸堿腐蝕，抗老化，輕質高強，使用壽命長由于采用了樹脂復合材料這一廣普耐腐蝕材料，并對其進行了耐高溫的改性處理，并且設備主體使用大型纏繞設備一次成型，大大增加了設備強度，使BCT系列除塵脫硫器具備了高強度、耐腐蝕等性能，在正常規范操作的情況下維修率幾乎為零。聚酯的衰變系數一般為10—20年，玻璃鋼除塵脫硫器是其它耐高溫材料的有機結合體，并綜合考慮了除塵器的其它性能，玻璃鋼除塵器除具備耐高溫、耐腐蝕這一特性外，設備進口內還加上了耐磨層，大大提高了除塵脫硫器的使用壽命。3）、結構采用分體組合式，方便了運輸與安裝BCT型除塵脫硫器在結構上進行科學合理的分體式設計，這種新穎精巧的結構方便了用戶的運輸及安裝，節省了人力物力和日常維護保養。4）、科學獨特的葉輪脫水器，節能降耗，利用離心力原理脫水，葉輪脫水設備，不用動力能源，設備內無運動性零部件，從而提高了運行可靠性和穩定性，降低了損耗，減少維護成本。5）、設備擴散室內液氣接觸的比面積大，除塵脫硫效率高，實驗證明液氣比L/，脫硫效率可達90%以上。6）、設備除塵脫硫一體化，耗水量小，可采用氫氧化鈉、工業堿性廢水或爐渣水、鍋爐排污廢水作脫硫劑，不僅節約能源，而且無第二次污染。7）、BCT型玻璃鋼除塵脫硫器適用于50噸/小時以下的蒸汽或熱水鍋爐的除塵脫硫，效果均達到國家大氣污染物排放標準。8）、本產品為濕式，水與氣充分交換，微小的塵粒通過水霧吸附下來，排出的水經過沉淀封閉循環使用，一方面節約水資源，另一方面防止水流入下水道，造成二次污染。9）、該產品為分體式組裝成型，方便運輸、安裝，便于升級改造，實現多級除塵脫硫。10）、該產品結構嚴密，具有良好的密封性能和耐腐蝕性能，且造價低，使用壽命長。11）、采用了先進的噴淋水膜技術，提高了噴淋效率，節約了循環水量。12）、對煙氣的總量和煙氣中的SO2濃度，波動適應性強，—8%的煤中含硫量。13）、具有先進的除塵脫硫性能，解決了各種應用旋風原理工作，除塵器因鍋爐負荷下調造成除塵效率降低的特點。5同類產品的技術水平對比一般燃煤工業鍋爐排煙都含有較多的硫化物、氮氧化物等有害氣體，遇水化合后形成腐蝕性強的酸性液體，對金屬部件有較強的腐蝕能力，對麻石中含有的鈣、鎂、鐵等成分也會逐漸引起化學反應，逐步腐蝕麻石的內部，破壞麻石結構，使其層層浸蝕剝落。由于受高速煙氣沖刷，形成溝或麻坑，高低不平，形不成水膜，影響除塵效果，增加維修難度，從而降低了除塵器的使用壽命。并且麻石除塵器的砌縫不嚴容易造成漏風系數過高，造成風壓風量不足，影響系統的正常運行。金屬除塵器由鐵板或不銹鋼板材組成，內襯鑄石，耐酸膠泥防腐，但兩者加熱后膨脹系數不同，粘接不牢固，鑄石高溫后遇水容易擊碎、脫落而降低設備使用壽命。而BCT系列玻璃鋼除塵脫硫器則完全采用符合條件要求的玻璃鋼樹脂制作，完全克服了以上不足。結構特征、工作原理煙氣由塔底進風口進入脫硫塔，由于塔板葉片的導向作用而旋轉上升，并在塔板上將逐板下流的漿液噴成幾十微米的細霧滴，使氣液間接觸面積急劇增大（比水膜除塵器的氣液接觸面積增大幾百至上千倍）。液滴被氣流帶動旋轉，產生的離心力強化氣液間的接觸，最后甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔內提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2被堿性液體吸收（脫硫）的效果好。旋流板塔由于特殊的內部結構設計，決定了它是一種高效通用型傳質設備，具有通量大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率高等優點，其綜合性能優于國內外普遍使用的濕法煙氣脫硫除塵裝置。為了保證本設備的耐腐蝕性，采取了玻璃鋼主體防腐措施（內部配件選用玻璃鋼或進口不銹鋼制作）。 表32雙堿法脫硫工程的主要設備序號設備名稱規格型號單位數量備注1脫硫塔Φ300011000臺.12玻璃鋼耐腐蝕泵100FSZ37臺43攪拌機 臺14循環水泵 50FS25 臺25曝氣風機 臺26石灰乳投加槽 臺17堿液制備槽 臺18沉淀池出渣機套29PH值控制儀套110板式壓濾機臺1 主要技術經濟指標表33 主要技術經濟指標序號內容單位參數備注1主要設備BCT脫硫塔2規格m初步設計，內徑高度3處理煙氣量Nm3/h10萬2可根據實際煤種作適當的調整4進口煙氣含硫量mg/Nm3 415同上5煙道出口溫度℃1051256脫硫效率%≥90%7SO2排放濃度mg/Nm3≤988煙塵排放濃度mg/Nm3≤469正常運行時的脫硫劑NαOH清液PH=9~12 10洗滌塔阻力Pa≈850 11循環水量m3/h1202要盡可能減少供液管道的結垢，也可再加大用水量，具體供液量按要求定 12循環水壓力MPa≥煙氣參數 （1）進脫硫塔煙氣量100000Nm179。/h2 （2）進脫硫塔煙氣中SO2含量415㎎/Nm179。 （3）進脫硫塔煙氣中煙塵含量176㎎/Nm179。設計指標要求 （1）脫硫塔出口煙氣中的SO2含量98㎎/Nm179。 （2）脫硫塔出口煙氣中的煙塵含量46㎎/Nm179。 自控技術方案 自控設計范圍本設計范圍包括某某化工有限公司兩臺50t/h鍋爐的煙氣脫硫裝置的相關儀表改造的自控設計。 設計標準及規定本設計按國家和原化工部頒發的有關設計規定、規范、標準進行設計，采用的主要標準有：《過程檢測和控制系統用文字代號和圖形符號》 HG/T20505—2000《分散型控制系統工程設計規定》 HG/T20573—2000《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》 GB50058—92《自動化儀表選型規定》 HG/T20507—2000《控制室設計規定》 HG/T20508—2000《儀表供電設計規定》 HG/T20509—2000《儀表供氣設計規定》 HG/T20510—2000《信號報警連鎖系統設計規定》 HG/T20511—2000《可燃氣體檢測報警使用規范》 SY6503—2000 設計原則根據生產特點及工藝要求，結合目前國內行業控制技術的發展趨勢，從可靠性、實用性及先進性為原則，確定儀表設備選型。本工程的自控設計遵循技術先進、投資合理、產品質量穩定、生產管理集中的原則。 控制方案根據工藝裝置的規模、工藝流程的特點及操作上的