1、 柏 坡 正 元 化 肥 有 限 公 司150t/h 锅 炉 脱 硫 除 尘 工 程技术方案 河北大鹏环保科技有限公司二 0 一二年十月十八日目 录第一章 概 述 .11.项目概况 .12.设计依据与设计目的 .12.1设计依据 .12.2设计参数 .12.3设计指标 .12.4设计原则 .22.5设计范围 .22.6 技术标准及规范 .3第二章 工程设计说明 .51、脱硫工艺选择 .52.钠钙双碱法工艺反应原理53、脱硫除尘工艺6第三章 脱硫除尘系统装置 .71脱硫系统 .72烟气系统 .103 循环液系统 .104 反冲洗系统 .115 加药系统 .116 供配电系统 .117、供货设备表
2、 .12第四章 人员配置及防护措施 .141 人员生产管理及配置 .142 消防安全和劳动卫生 .14第五章 环境保护 .151、设计原则；2、环境保护设计执行的主要标准、规范；3、主要污染状况及治理措施；第六章 效益评估 .161 运行费用估算 .162经济效益评估 .173环境效益及社会效益 .17第七章 主要技术经济指标 .17第八章售后服务 .18第九章 工程报价 .18附图 .201第一章 概 述1.项目概况锅炉运行时将排放一定量的粉尘和 SO2，若不经处理直接外排，则会污染周边环境，危害周边居民的身体健康，产生酸雨，破坏生态平衡。为了减少大气污染，保护环境，防止生态破坏，创造清洁适
3、宜的环境，保护人体健康，需对其锅炉尾气进行治理。河北大鹏环保科技有限公司针对柏坡正元化肥公司的 2 台 75 吨锅炉烟气进行 脱硫除尘的方案设计。2.设计依据与设计目的2.1设计依据根据厂方提供的有关技术资料及要求为参考依据，并严格按照所有相关的设计规范与标准，编制本方案：锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001；(现 2014)厂方提供的技术文件；国家相关标准与规范。2.2设计参数本工程的设计参数，主要依据厂方提供文件中的具体参数，其具体参数见表 1-1。表 2-1 烟气参数序号 名称 单位 单台原始数值 设计数值1 进口烟气量 Nm3/h 340000m3/h2 烟气温度 140 1
4、403 含硫量 % 1.0 1.04年运行时间（采暖期按 10 个月）小时 800080002.3设计指标设计指标严格按照国家标准和业主的技术文件要求，设计参数下表 2-2。表 2-2 设计指标序 号 项 目 参 数1 SO2排放浓度 100 mg/Nm 32 烟尘排放浓度 80mg/m 33 排放黑度 林格曼黑度小于 1 级24 烟气含湿量 小于 75mg/Nm32.4设计原则1.认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，严格遵守国家有关法规、规范和标准。2.选用先进可靠的脱硫技术工艺，确保脱硫效率高的前提下，强调系统的安全、稳定性能，并减少系统运行费用。3.充分结合厂方现有的客观条件，因地制
5、宜，制定具有针对性的技术方案。4.系统平面布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理。5.设计采用钠钙双碱法脱硫工艺，该方法技术成熟、脱硫效率高、运行安全可靠、操作简便。6.吸收塔拟采用喷淋塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为锅炉 40%110%BMCR工况时的烟气量；7.脱硫装置可利用率保证值为不小于 95%；脱硫设备年利用小时按 8000h 考虑；8.烟气脱硫系统具有应付紧急停机的有效措施；9.烟气脱硫系统能适应锅炉的起动和停机，并能适应锅炉运行及其负荷的变动；10.烟气脱硫系统便于日常检查和正常维修、养护及进行年修。2.5设计范围本设计范围包括烟气脱硫除尘系统工艺、系统结构、电气等
6、专业的设计，工程设计范围：从锅炉出口引风机至烟囱进口前水平烟道接口之间的脱硫除尘装置和相应配套的附属设施。包括：脱硫系统烟气系统循环液系统反冲洗系统脱硫剂制备系统电气控制系统2.6 技术标准及规范(1)保护标准GB13271-2001 锅炉大气污染物排放标准 (2014)GB16297-1996 大气污染物综合排放标准中华人民共和国大气污染防治法 （新 2016 年 1 月 1 日起实施） GB132232011 火电厂大气污染物排放标准 3GB30951996(2012) 环境空气质量标准GB30962008 声环境质量标准(2)材料GB6991999 优质碳素结构钢技术条件 GB71185
7、 优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件 GB71088 优质碳素结构钢薄钢板和钢带技术条件 GB308782 碳钢焊条技术条件(3)设备标准HJ/T286-2006 环境保护产品技术要求 工业锅炉多管旋风除尘器HJ319-2006 环境保护产品技术要求 花岗岩类湿式烟气脱硫除尘装置GB4053.3-2009 固定式钢梯及平台安全要求第 3 部分:工业防护栏杆机钢平台JB161583 锅炉油漆和包装技术条件GBJ1791 钢结构设计规范(4)安装调试DL503194 电力建设施工及验收技术规范 （管道篇）DL500792 电力建设施工及验收技术规范 （火力发电厂焊接篇）SDJ27990 电离建设施工
8、及验收技术规范 （热工仪表及控制装置篇）GB5020595 钢结构施工及验收技术规范 TJ231（一）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范 （一）TJ231（四）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范 （四）TJ231（五）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范 （五）TJ231（六）75 机械设备安装工程施工及验收技术规范 （六）GB5022195 钢结构工程质量检验评定标准 GBJ9386 工业自动化仪表工程施工及验收规范GBJ13190 自动化仪表安装工程质量检验评定标准GB856688 计算机控制软件的设计、编程规范 GBJ23582 工业管道施工及验收标准GB5025496
9、电气装置安装工程低压电气施工和验收规范 GB50217-94 电力工程电缆设计规范GBJ232-82 电气装置安装工程施工及验收规范PL50002000 火力发电厂设计技术规范NDGJ1689 火力发电厂热工自动化设计规定4GBJB-86 室外给排水设计规范5第二章 工艺设计说明1、脱硫工艺选择目前国内外脱硫技术应用最广泛的是湿式石灰石石膏法。双碱法是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收 SO2，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中，使用了不同类型的碱，故称为双碱法。钠钙双碱法是以碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的 SO2，然后再用石灰或熟石灰作为第二碱，处理吸收
10、液，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。由于采用钠碱液作为吸收液，不存在结垢和浆料堵塞问题，且钠盐吸收速率比钙盐速率快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消耗。因此，本工程采用钠钙双碱法脱硫工艺。 2、 钠钙双碱法工艺反应原理钠钙双碱法，在启动时以 NaOH吸收 SO2，吸收液用石灰乳液再生。吸收液再生后,循环使用。循环过程中的主要反应如下:(1)脱硫过程2NaOH+ SO2Na 2SO3+H2O (1)Na2SO3+ SO2+H2O2NaHSO 3 (2)其中式(1)为启动阶段 NaOH溶液吸收 SO2的反应；式(1)为吸收液 pH值高于9吸收 SO2的主要反应；式(2)为吸收液 pH值较低(
11、低于9)时的主要反应。(2)再生过程(用生石灰)CaO+H2OCa(OH) 2 (3)2NaHSO3+Ca(OH)2Na 2SO3+CaSO3+2H2O (4)Na2SO3+Ca(OH)22NaOH+CaSO 3 (5)式(3)生石灰生成石灰乳的反应；式(4)第1步再生反应；式(5) pH9以后继续发生的再生反应，所生成的 CaSO3及副产物 CaSO4以半水化合物形式共沉淀。式(3)生石灰生成石灰乳的反应；如有氧气存在下，曝气后继续发生反应：2CaSO3+ O22CaSO 4 (6)式（6）反应生成的 CaSO4可资源化利用。本工程选择钠钙双碱法为脱硫工艺，以石灰作为主脱硫剂，钠碱为助脱硫剂
12、。由于在吸收过程中以钠碱为吸收液，脱硫系统不会出现结垢等问题，运行安全可靠。且由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多，能在较小的液气比条件下，达6到较高的二氧化硫脱除率。3、脱硫除尘工艺由于锅炉烟气中含有一定的粉尘，现将脱硫除尘分为两级，一级为多管除尘，二级为麻石脱硫除尘。即总工艺流程设计如下。（1）烟气流程如下:锅炉电除尘器引风机高效旋流脱硫麻石脱硫除尘器烟道烟囱。（2）脱硫副产物流程如下:脱硫塔冲灰沟灰渣池沉淀分离排渣具体如下所述：经电除尘器除尘后的烟气靠引风机的动力，进入脱硫塔，与布置在进口烟道的初级喷淋装置喷淋进行传质换热，初级降温并去除部分 SO2，进入塔内的烟气螺旋上升，与
13、从塔内上部喷淋布水装置大面积喷淋出来的吸收液充分混合接触，由于旋流装置的合理设计，烟气在塔内产生气动旋流，强劲的上旋力与冲击力对SO2吸收液激烈搅动，获得最佳的雾化效果，单位面积内的洗涤液表面积增加上千倍，雾化的洗涤液与烟气中的二氧化硫充分混合，达到最理想的接触面积与方式，吸收溶解及反应充分。烟气经多级净化处理达到要求的脱硫效果。在脱除 SO2的过程中，烟气经碰撞、拦截、凝聚、粘附、分离等作用，烟气中的粉尘也逐渐被脱除。净化后的烟气至烟囱达标排放。4、本工艺的优点 工艺先进，技术指标完全能满足环保要求和厂家要求； 采用特制进口高效、防腐、耐磨喷头，喷雾液滴 8001200m，具有极大的比表面积
14、，同时又不易引起二次夹带； 脱硫效果好，脱硫效率达 90%，脱硫塔烟所出口浓度不高于 130mg/m3； 投资省、运行费用低，具有良好的经济性； 防结垢、防堵性能好，运行稳定，安全性能高； 防腐性能好，使用寿命长（主体设备在 20年以上） ； 阻力小，压降低（湿法脱硫系统小于 1000Pa） ； 操作弹性宽，运行管理方便，系统简便，投资省； 可确保风机安全可靠长期运行。7第三章 脱硫除尘系统装置本项目为 150t/h 锅炉配套用 1 台旋流脱硫除尘器及系统配套设施。本脱硫除尘系统配置包括：脱硫系统、烟气系统、循环液系统、反冲洗系统、加药系统、配电系统。1、脱硫塔配置塔体型式：旋流板脱硫塔。塔体
15、数量：1 炉 1 塔，共 1 套。脱硫塔材质：花岗岩厚度为 250mm 。烟气进塔方式：烟气由下切线旋转上升，延长了气体分布路径，不仅有利于气体分布均匀，而且由于气体的翻腾形成了湍流，更有利于气液的传质换热。脱硫剂选择：双碱法。2、脱硫除尘器参数（1） 、配套锅炉：150t/h 锅炉,（2） 、型号：HTC-150t/h；（3） 、数量：1 台（4） 、烟气处理量：340000m 3/h；（5） 、锅炉出口烟气温度： 200（6） 、本体阻力：1000pa；（7）锅炉出口 SO2 排放浓度：900mg/Nm 3（8）脱硫塔出口 SO2 排放浓度：100mg/Nm 3（9） 、脱硫效率：90%；
16、（10） 、液气比：1.2L/m（11） 、脱硫主塔内烟气上升流速：3.9 m/s（12） 、除雾器出口烟气中雾滴浓度：75mg/m 3；（13） 、耗氧化钙量：394Kg/h，消耗氢氧化钠量：20.7Kg/h（钠钙投加比例按5%：95%计算） ； （14）、循环水的 pH 值：7.5；（15）、脱硫塔主塔重量约 317T，副塔重量约 196T，总重 513T；（16）、脱硫塔直径：主塔内径为 5.50m，外径为 6.00m；副塔内径为 3.20m，外径为 3.70m。（17）、脱硫塔高度：24.00m（18）、安装 2 层旋流板8（19）、安装 1 层除雾板（20） 、年运行小时数： 800
17、0 小时（21） 、使用寿命：30 年；3、脱硫塔的特点（1）脱硫器塔体采用花岗岩材质脱硫器塔体全部采用花岗石(石英、长石和云母为主要成分)材质，由于花岗岩本身防腐耐磨性能好，因此本旋流脱硫器具有非常好的耐磨性、耐腐蚀性，产品使用寿命可保证 20年以上。相对于以不锈钢等作为脱硫设备的材质，本脱硫器采用花岗岩材质可以不需考虑烟气及脱硫反应物对器壁的腐蚀而造成的运行、维修、管理等问题，从而可以降低运行费、维修费，给管理带来方便。（2）施工防腐设计塔体内壁采用“三布四油”的防腐防水工艺， “布”指玻璃钢布， “油”指环氧树脂，具体工艺如下：脱硫塔砌筑完毕，用水泥砂浆抹 250mm的带子缝，待水泥砂浆
18、凝固后，用环氧树脂涂抹缝隙，再直接粘贴玻璃钢布，待 8小时凝固后再刷一层环氧树脂，再粘贴一层玻璃钢布，如此循环工作，最终完成“三布四油”工艺。外壁用干硬灰勾缝，清理干净，保持外壁美观。保证脱硫塔耐腐蚀，提升了运行时间。（3）旋流脱硫装置在脱硫吸收塔中安装两层旋转装置，经过喷淋净化的烟气旋转上升，由于气流旋板的导向作用，气液两相充分接触，进行传质反应，即含硫烟气通过旋流装置时形成烟气与碱性水的接触面积剧增，含硫烟气在前进过程中被碱性水吸收，这样含硫烟气以旋流通过两级旋流板，使旋流板装置上喷淋的由上向下的碱性水滴、和烟气充分混和，使烟气中残留的尘粒及二氧化硫在冲击碰撞、粘附的循环，使烟气中的有害物质含二氧化硫被全部净化，脱硫效率高，烟气在塔内经过多级旋流装置的净化，可确保脱硫除尘效率达到技术要求。（4）喷淋布水装置在每级旋流装置上部安装一套新型的气液喷淋装置，每塔共 2套。它的最大特点是有效保证液体分布均匀，不留死角。喷淋开口度可调节，既便于维护清理，又可达到大流量供水，设备磨损轻、无堵塞，因此故障少，操作维护简单、效率高。喷头选用 316L螺旋喷嘴，该喷嘴在 1.5巴压强下，液体流率范围为 5.5-4140升/分，这种结构紧凑的喷嘴有着畅通的流道设计，可以最大程度地减少液体堵塞，使液体在给定尺寸的管道上达到最大的流量。保证喷淋效果，达到脱硫作用。（5）脱硫器塔体设置脱水除雾装置
