1、*玻璃有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫设计方案*有限公司*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 1 建设单位：*玻璃有限公司项 目 名 称 ：玻 璃 窑 炉 烟气除尘脱硫工程施工单位：*有限公司总 经 理：*（工程师）项目负责：*（高级工程师）总工程师：*（高级工程师）工 艺：*（教授）设 备：*（工程师）机 械：*（工程师）电 气：*（工程师）现 场：*（工程师）*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 2 目 录1 项目背景 .42 设计原则、依据、指标及范围 .42.1 设计原则 .42.2 设计依据 .52.3 设计治理目标 .62.4 工程范围 .73 脱硫工艺和脱硫剂选择 .73.1 烟气脱硫方
2、法简介 .72.2.2 湿法脱硫技术和脱硫剂的评价与选择 .92.3 钙-钙双碱法（亚硫酸钙法）脱硫工艺 .102.3.1 反应原理 .102.3.2 钙-钙双碱法与钠-钙双碱法及其他低pH 值石灰石/石灰法的比较 112.3.3 配套XP 型塔板技术 .122.4方案确定 .132.5 工艺流程 .132.6 工艺设计 .142.6.1 除尘脱硫系统 .142.6.2 烟气系统 .152.6.3 脱硫剂制备环系统 .162.6.4 脱硫产物分离系统 .172.6.5除尘系统 .172.6.6控制系统 .17*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 3 2.7平面与空间设计 .182.7.1 总平面
3、设计 .182.7.2 总体空间设计 .182.8 基础处理 .192.9主要设备清单 .192.10系统运行分析 .232.10.1 本方案达到的主要技术经济指标 .232.10.2 水、电、脱硫 剂消耗及脱硫成本 .24*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 4 1 项目背景*玻璃有限公司烟尘废气主要来源为生产车间三条燃石油焦熔窑。公司领导一直十分重视环保工作，为了达到国家有关 SO2 排放总量控制的要求，贯彻执行国家和地方制定的排放标准，拟对现有三条熔窑烟气进行除尘脱硫处理，以使熔窑燃石油焦产生的废气能达标排放。受*玻璃有限公司的委托，*有限公司对*玻璃有限公司的三台熔窑除尘脱硫工程进行方案
4、设计。根据以往的实践经验以及贵公司提供的基础数据和实际情况，本着投资省、效率高、运行安全、可靠、运行费用低、不 产生二次污染、对环 境友好的宗旨，编制本技术方案。2 设计原则、依据、指标及范围2.1 设计原则2.1.1 严格执行有关环境保护政策，确保炉窑烟气达到国家和地方排放标准；2.1.2 发挥本公司的技术优势，应用本公司的特有技术，在确保处理效果的前提下，尽可能减少工程投资与运行费用；2.1.3 满足炉窑运行需要，并留有较大的灵活性和调节余地，适应负荷变化，为了与窑炉运行匹配，脱硫装置的设计保证能快速启动，且在窑炉负荷波动时有良好的适应特性；2.1.4 脱硫公用系统（脱硫剂制备系统、脱硫产
5、物分离系统）按 QZ2+QZ3 炉窑烟气量设计一套；QZ1 单独一套设计2.1.5 设计脱硫旁路系统，以便脱硫系统检修时不影响玻璃窑炉正常生产，提高系统安全性；*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 5 2.1.6 采用切实可行的脱水除雾设施，尽可能降低烟气含水率，确保烟气不带水；2.1.1.7 所有设备和管道（包括烟道）的设计都考虑了最差运行条件（压力、温度、流量、污染物含量）及事故情况下的安全余量；设计选用的材料适应实际运行条件，包括考虑了适当的腐蚀余量，特别是使用两种不同钢材连接时都会采取适当的措施；2.1.1.8 脱硫系统的平面布置综合设施布置、物流人流通畅、管理维护方便各种因素，进行合理
6、布置，满足现场需要。2.2 设计依据2.2.1 国家相关法律法规及标准1）国家大气污染物综合排放标准（GBI16297-1996）；2）广东省地方大气污染物排放限值（DB44/27-2001）；3）采暖通风和空气调节设计规范（GBJ19-88）；4）机械设备安装工程施工及验收规范（TJ231-78J）；5）工业管道工程施工及验收规范（GBJ235-82）；6）通风与空调工程施工及验收规范（GBJ243-82）；7）建筑安装工程质量检验评定标准（通用机械设备安装工程）（TJ305-75）；8）低压配电装置及线路设计规范（GBJ54-83）；9）通用用电设备配电规范（GBJ50055-93 ）；1
7、0）广东省地方水污染排放限值（DB44/26-2001）。2.2.2 基础数据基础数据列表如下： 表 2-1 窑炉烟气相关基础数据*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 6 项目名称 单位 数值 数值 数值 备注炉型 QZ1 QZ2 QZ3数量 条 1 1 1工况烟气流量 m3/h标况烟气流量 Nm3/h 36000 50000 39000排烟温度 380450 380450 380450燃石油焦量 吨/天/条 33 33 33石油焦含硫量 % 3 3 3窑炉出口烟尘浓度 mg/ Nm3 600 600 600窑炉出口 SO2 浓度 mg/ Nm3 2600 2600 2600年运行时间 h 87
8、60 8760 8760引风机全压 Pa 5800 5800 5800引风机流量 m3/h 90000 120000 1200002.3 设计治理目标按照广东省大气污染物排放限值（DB44/27-2013）第二时段标准要求，玻璃窑炉二氧化硫的最高允许排放值为 400 mg/Nm3，烟尘 140 mg/Nm3，林格曼黑度(级)1。考 虑环 保总量控制以及越来越严的环保要求，本设计方案的具体治理目标，详*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 7 见表 2-2。表 2-2 主要设计指标林格曼黑度(级) 1二氧化硫排放浓度（mg/Nm 3） 400粉尘排放浓度（mg/Nm 3） 140脱硫塔脱硫率（） 9
9、0脱硫系统阻力降（Pa） 15002.4 工程范围工程范围包括烟气脱硫系统工艺流程的确定、非标设备的设计与制作、电气设计与安装；标准设备的选型与购置等全部工程内容。从系统的完整性角度划分，整个脱硫系统分为：脱硫剂制备系统、脱硫塔吸收系统、烟气系 统、脱硫液循环系统、脱硫 产物 处理系统和电气控制系统。3 脱硫工艺和脱硫剂选择3.1 烟气脱硫方法简介 近几十年来全世界研究的低浓度 SO2 脱除方法多达上百种，但真正在工业上应用的仅十多种。 按是否回收烟气中硫为有用物质分，烟气脱硫有回收法和抛弃法二类。回收法是用吸收、吸附、氧化还原等方法，将烟气中硫转化为硫酸、元素硫、液体二氧化硫或工业石膏、 亚
10、硫酸钠等产品，其优点是变害为利，但一般需付出高的回收成本，经济效益低，甚至亏损。抛弃法是将 SO2转 化为固体残渣抛弃，优点是设备简单，投资和运行费用低，但硫资源未回收利用。*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 8 按完成脱硫后的直接产物是否为溶液或浆液分，烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法三类。湿法脱硫是用溶液或浆液吸收 SO2，其直接产物也为溶液或浆液的方法。半干法是用雾化的脱硫剂溶液或浆液脱硫，但在脱硫过程中，雾滴被蒸发干燥，直接产 物呈干态粉末的方法。干法是利用固体吸附剂、气相反应剂或催化剂在不增加气相湿度下脱除 SO2 的方法。表 2-3 列出当前全世界正在应用和发展的主要烟气脱硫方法
11、。据国 际能源机构煤炭研究所对全世界 17 个国家燃煤电厂已安装 FGD 装置的调查，湿式钙法占FGD 总装机容量的 75左右，加上其他湿式工 艺，湿法工 艺占 FGD 总装机容量的82。近 30 年来，烟气脱硫技术逐渐得到了广泛的应用。1980 年全球电厂烟气脱硫总容量约为 30GW，1990 年增加到 130GW。1998 年在全世界 226GW 装机容量电厂安装的烟气脱硫装置中，有 86.6是湿式抛弃法，10.9是干式抛弃法，只有2.3采用了再生回收工艺。综合考虑技术成熟度和经济因素，当前全世界应用最广的还是湿式石灰石脱硫法。截至 2003 年底，我国火电厂约 9000MW 机 组的烟气
12、脱硫装置投入运行，约15000MW 机组的脱硫装置在建。烟气脱硫的机 组不到当时火电装机容量的 4。在已安装的烟气脱硫装置中，世界上有的工艺技术，我国大部分都有。表 2-3 当前全世界的主要脱硫方法方 法 脱 硫 剂 及 操 作 主 要 产 物石灰石/石灰法-石膏法石 灰 石 /石 灰 法 -亚 硫 酸 钙 法CaCO3/Ca(OH)2浆 液 吸 收 ，空 气 氧 化CaCO3/Ca(OH)2浆液吸收CaSO42H2OCaSO31/2H2O间接石灰石法、钠- 钙双碱法碱式硫酸铝法液相催化氧化法Na2CO3/NaOH/Na2SO3 溶液吸收Al2(SO4)3Al2O3 溶液吸收,空气氧化H2O
13、吸收， Fe3+/Mn2+催化氧化再生剂：CaCO3/Ca(OH)2CaSO31/2H2OCaSO42H2OCaSO42H2O湿法海水脱硫 海水中 CO32-、HCO3-等碱性物 质 硫酸盐，排入大海*有限公司玻璃窑炉烟气除尘脱硫工程 9 钠碱法：威尔曼洛德法亚硫酸钠法Na2SO3 溶液循环吸收，加热分解、补充 Na2CO3Na2CO3 溶液吸收，浓缩、 结晶高浓度 SO2Na2SO3氨吸收法：氨酸法亚硫酸铵法NH3 的水溶液吸收，H 2SO4 分解NH3/NH4HCO3溶 液 吸 收 ，浓 缩 、结 晶SO2，(NH4)2SO4(NH4)2SO3回收法 金属氧化物法：氧化镁法 氧化镁法Mg(
14、OH)2浆液吸收，吸收产物干燥、煅烧ZnO 烟灰 浆液吸收，酸/ 热 分解/空气氧化SO2SO2/ZnSO4喷雾干燥法（SDA） 向喷雾干燥器喷 Ca(OH)2浆液，反应、蒸发CaSO4，CaSO3 干粉炉内喷钙炉后活化法(LIFAC)炉内喷 CaO 粉，炉后加水活化，反应、蒸发CaSO4，CaSO3 干粉半干法 循环流化床烟气循环流化床（CFB）回流式循环流化床（RCFB）新型一体化脱硫系统(NID)气体悬浮吸收脱硫（GSA）CaO 粉和水 喷入循环流化床，反应、蒸发CaO 粉和水 喷入循环流化床，反应、蒸发Ca(OH)2 粉和水混合后进 流化床反应、蒸发Ca(OH)2浆液喷入循环流化床，反
15、应、蒸发CaSO4，CaSO3 干粉荷电干粉喷射脱硫（SDSI） Ca(OH)2 干 粉 荷 电 后 喷 入 烟 道 反 应 CaSO4，CaSO3 干粉干法回收法电子束照射法（EBA）活性炭吸收法催化氧化法SO2、NO 被自由基氧化后与水汽成酸，再铵化活性炭吸附、氧化为 SO3，H2O再生催 化 氧 化 为 SO3 ，与 H2O 生 成 硫 酸硫酸铵、硝酸铵稀 H2SO4浓 H2SO42.2.2 湿法脱硫技术和脱硫剂的评价与选择湿法脱硫技术与脱硫剂是密切相关的。通过以上对湿法脱硫技术和脱硫剂的了解，我们 可以得出以下结论：（1） 如果采用氢氧化钠（NaOH）或碳酸钠（Na 2CO3）脱硫，将存在如下 诸多问题：如果将脱硫后的产物回收利用，可采用前面介绍过的威尔曼洛德法、亚硫酸钠法等回收流程，但因存在流程过长、回收费用过高、副产品无销路等问题而不能
