烧结机烟气脱硫工程技术方案.docx
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1、九江钢铁有限公司二期180m2烧结机烟气脱硫工程 技术方案九江钢铁有限公司二期180m2烧结机烟气脱硫工程 技术方案 江苏一同环保工程技术有限公司 2014年9月20日目 录1、项目概况61.1 项目背景61.2 项目内容61.3 编制依据61.4 能源介质需求91.5 设计参数101.5.1 脱硫烟气参数101.5.2 脱硫能源介质测算101.5.5 动力成本测算参数111.6 工程主要建设(设计)原则111.7 节能设计112、系统介绍122.1工艺流程122.2 化学反应132.3 工艺技术特点143、系统构成173.1 烟气系统173.1.1 增压风机183.1.2 烟道183.1.3
2、 烟气挡板门183.1.4 膨胀节193.2 SO2吸收系统193.3 制浆系统233.4 石膏脱水系统233.5 浆液排空系统243.6 工艺水系统243.7 压缩空气系统254、设备选型264.1 主要设备265、防腐及保温285.1 设备防腐285.2管道防腐296、供配电及传动356.1电力负荷356.2控制、保护及测量366.3照明366.4电缆选择及敷设376.5 防雷接地、抗震与消防386.6 电气施工技术要求397、仪表及控制系统487.1 总则487.2 供货方系统设计工作范围497.2.1 系统设计497.2.2 供货方工作范围507.2.3 现场服务范围517.3 供货范
3、围517.3.1 就地设备527.3.2 监控设备528、双方供货范围、设计分工及资料交付538.1 设备供货范围538. 2 内容及界面538.2.1 工程范围538.2.2 工程内容538.2.3 工程界面548.3 设计原则、要求558.3.1 设计原则558.3.2 设计要求568.4 双方资料交付578.4.1 供货方向业主方提供的设计技术资料578.4.2 业主方向供货方提供的设计技术资料589、劳动保护与安全卫生599.1 采取劳动保护和安全卫生的场所599.2 防火防爆599.3 防尘、防毒、防腐蚀609.4 防电伤、防机械伤害及其它伤害609.5 防噪声危害619.6 防暑、
4、防潮、防寒619.7 机构设置62二、主要设备清单63三、综合进度表70四、主要业绩表71五、运行成本分析72一、工艺技术部分1、项目概况1.1 项目背景九江钢铁有限公司为响应国家和地方环保政策的要求,公司拟对180m2烧结机配套合建一套脱硫工程,减少烟气中SO2、SO3、HF、HCl等含量,达到排放标准。本工程拟采用YTP石灰-石膏喷淋塔烟气脱硫工艺,烟气由主抽风机后烟道引入后进入脱硫系统,采用增压风机加压布置,脱硫吸收塔采用逆向喷淋技术,该技术能够保证脱硫效率在90%以上。1.2 项目内容本脱硫项目工作内容由供货方负责,为EPC总承包方式,包括设计、制造、施工(含管网、钢结构、电气,不含土
5、建施工),设备选型、供货、安装、调试、人员培训、资料交付、资料归档、全套竣工图、验收监测等。 本方案所提的范围,包括主抽风机出口至烟囱出口整个脱硫系统所有的工艺、土建和电控的设计、设备和材料供货、安装、调试、性能试验,同时按照工艺成熟、运行稳定、脱硫效率可稳定达标、设备布局合理的原则实施脱硫工程。系统运行需要的电、工艺水、通讯接口、冷却密封水等能源介质由总包方在指定接入点接入。1.3 编制依据(1) 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准GB28662-2012(2) 钢铁工业环境保护设计规范GB50406-2007(3) 工业炉窑大气污染物排放标准GB9078-1996二级标准(4) 工业企业
6、厂界环境噪声排放标准GB12348-2008中的类区标准。(5) 钢铁工业除尘工程技术规范HJ 435-2008(6) 大气污染治理工程技术导则HJ2000-2010(7) 工业金属管道设计规范GB50316-2000(8) 工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-95(9) 室外排水设计规范GB50014-2006(10) 工业循环水冷却设计规范GB/T50102-2003(11) 建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005(12) 建筑设计防火规范GB50016-2006(13) 屋面工程技术规范GB 50345-2004(14) 建筑采光设计标准GB/T50033-2001(15) 供
7、配电系统设计规范GB50052-95(16) 低压配电设计规范GB50054-95(17) 通用用电设备配电设计规范GB50055-93(18) 电力工程电缆设计规范GB50217-94(19) 建筑物防雷设计规范(2001版)GB50057-94(20) 建筑照明设计标准GB-50034-2004(21) 采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003(22) 火灾自动报警系统设计规范GB50116-98(23) 建筑结构荷载规范GB 50009-2001(24) 混凝土结构设计规范GB 50010-2002(25) 建筑地基基础设计规范GB 50007-2002(26) 建筑抗震设计规
8、范GBJ 50011-2001(27) 高耸结构设计规范GBJ 135-90(28) 涂装前钢材料表面锈蚀等级和除锈等级GB14907-94(29) 工程测量规范GB 50026-2007(30) 建筑给水排水设计规范GB50015-2003;(31) 钢结构设计规范GB 50017-2003 (32) 钢结构、管道涂装技术规程YB/T9256-96(33) 动力机器基础设计规范GB50040-96(34) 建筑物内部装修设计防火规范 GB50222-1995(35) 建筑地面设计规范 GB50037-1996(36) 钢铁企业总图运输设计规范GB 50603-2010(37) 工业企业设计卫
9、生标准GBZ1-2002(38) 工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002(39) 冶金工业安全生产设计规定冶生1996204号(40) 建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定原劳动部第3号令1996(41) 污染物自动监控管理办法(环境保护总局令第28号)(42) 固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T16157-1996(43) 固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法HJ/T76-2001(44) 固定污染源烟气排放连续监测技术规范HJ/T75-2007 (45) 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准HJ/T212-2005 (46) 环境污染源自动监控
10、信息传输、交换技术规范(试行)(47) 分析仪器通用技术条件GB12519-1990 (48) 污染治理设施运行记录仪认定技术条件HCRJ039-1998 (49) 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001(50) 建筑工程施工质量评价标准 GB50375-2006(51) 木结构工程施工质量验收规范 GB50206-2002(52) 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001(53) 建筑防腐蚀工程施工及验收规范 GB50212-2002(54) 工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97(55) 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB 50236-98
11、(56) 混凝土质量控制标准GB50164-92(57) 给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008(58) 压力容器设计管理规定 YB 9070-1992(59) 重型机械通用技术条件JB/T5000-2007(60) 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析GB11345-1989(61) 气动系统通用技术条件GB7932-2003(62) 液压系统通用技术条件JB/T3766-2001(63) 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB50150-2006(64) 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-2006(65) 电气装置安装工程低压电器施工及验收规范
12、GB50254-96(66) 建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002(67) 建筑给水排水及采暖工程施工及验收规范GB50242-2002(68) 通风与空调工程施工及验收规范 GB50243-2002(69) 自动化仪表工程施工及验收规范 GB50093-2002(70) 自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GB50131-2007(71) 起重设备安装工程施工及验收规范GB50278-2010(72) 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-20101.4 能源介质需求a)工业水压力: 0.20.6MPab)压缩空气压力: 0.40.6MPac)电源电压等级10
13、kV、380V、260Vd)吸收剂生石灰粉参数表粒度(目)纯度(%)250901.5 设计参数1.5.1 脱硫烟气参数序号项目单位数值1.烟气量m3/h11400002.烟气温度1503SO2浓度mg/Nm310001.5.2 脱硫能源介质测算项 目单 位数值进口SO2浓度mg/Nm31000出口SO2浓度mg/Nm3100钙硫比1.03脱硫率%90脱硫量kg/h674.25脱硫剂消耗量kg/h605水t/h25电kWh/h1580压缩空气Nm3/min2副产物生成量kg/h21801.5.5 动力成本测算参数序号项 目单 位价格1工艺水元/t2.02电元/ kWh0.73压缩空气元/m30.
14、14生石灰粉元/t4001.6 工程主要建设(设计)原则(1)严格控制烟气SO2的排放,遵循国家及地方环境保护的法律、法规。(2)按照工艺合理、投资经济、适应性强、运行高效稳定的原则,选用先进、适用的脱硫工艺。(3)系统设备选型合理,本着生产安全可靠、节约投资的原则,优化设计方案,确定经济合理的工艺及最佳的工艺参数。脱硫工程设计中考虑防腐蚀、防噪音等措施。(4)整套脱硫系统布置要切合现有场地,布置合理,系统简洁,操作容易,维修方便,管理简单,占地面积小。(5)为保证180m2烧结机可靠运行,脱硫系统设置旁路烟道,脱硫系统的启停都不影响系统正常运行。(6)脱硫工艺适用于已确定的180m2烧结机条
15、件,并考虑到生产及烟气在一定范围内变动的可能性。(7)符合国家产业政策,根据行业、业主总体规划,从实际出发,合理规划,留有发展余地。1.7 节能设计(1)确定合理的设计参数,避免取值过高,使设备参数余量过大造成装置能耗过大,浪费能源。(2)构筑物设置紧凑,房屋建筑布置合理。(3)在高程布置中,节约水头损失,减少跃高高度,以节约水泵提升高度,节约电耗。(4)本系统中的能源消耗比照同类工艺方法的装置实现能效对标。(5)设备选型方面,主要选用经我们考验的国内一线品牌,关键部位选用国外进口品牌。(6)整套脱硫装置阻力在设计时进行优化设计,降低装置阻力,本系统阻力1800Pa。2、系统介绍2.1工艺流程
16、YTP湿法喷淋塔烟气治理技术工艺流程图烟气由主抽风机引出,烟气经过原烟道至增压风机,经过增压风机加压后进入吸收塔。在吸收塔内,上行烟气与向下喷淋的循环浆液液滴逆流接触,通过化学反应脱去烟气中的SO2、SO3及HCl、HF等酸性气体,经除雾器除去烟气中夹带的液滴后,由吸收塔顶部出口排出,经烟囱排放。浆液制备系统将制成的合格浆液贮存在浆液罐中,根据系统需要由浆液泵送入吸收塔浆池。浆池内的浆液经过循环泵送至吸收塔上部喷淋层,经喷嘴雾化为细小液滴向下喷淋与向上运行的烟气充分接触,通过浆液吸收脱去烟气中的酸性气体,最终落入吸收塔浆池,进一步反应、结晶为CaSO42H2O颗粒。根据吸收塔内的悬浮固体物含量
17、的变化,石膏排出泵将排出一定量的石膏浆液,直接进入真空皮带机进行脱水。石膏脱水系统的大部分水进入回收水箱并全部返回系统各点回用,小部分水经废水处理系统处理。 烟气冷凝水、各储液箱溢流水、底流水经地沟汇集后送至事故浆液箱或吸收塔。2.2 化学反应在吸收塔中主要的化学反应有:(1) SO2的吸收过程:CaCO3+SO2+H2OCaSO31/2 H2O+1/2H2O+CO2(2) 反应产物的氧化:CaSO31/2H2O1/2O23/2H2OCaSO42H2O副反应有:脱HCl: 2HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO2脱HF : 2HF + CaCO3 CaF2 + H2O +
18、CO22.3 工艺技术特点石灰石膏湿法喷淋塔脱硫工艺本工程采用石灰作脱硫吸收剂,先将石灰粉加入制浆箱,搅拌制成浆液,通过石灰浆液泵进入吸收塔,浆池内的浆液经过循环泵送至吸收塔上部喷淋层,经喷嘴雾化为细小液滴向下喷淋与向上运行的烟气充分接触,通过浆液吸收脱去烟气中的酸性气体,最终落入吸收塔浆池,进一步反应、结晶为CaSO42H2O颗粒。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,而后经烟囱排放。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。 石灰-石膏湿法喷淋塔脱硫技术主要特点如下:(1)运行方便,随开随用,随关随停。(2)脱硫效率高。脱硫率高达95以上,脱硫后的烟气
19、不但二氧化硫浓度很低,而且烟气含尘量也大大减少,减少了半干法或干法脱硫工艺后续的除尘设施。(3)技术成熟,运行可靠性高。国外的石灰石膏法脱硫装置投运率一般达98以上,由于其发展历史长、技术成熟、运行经验多,因此不会因脱硫设备而影响180m2烧结机工序正常运行,能够保障脱硫装置年运行时间。(4)系统适应性强,完全适应烟气流量及SO2含量的变化。吸收塔喷淋层采用单元制设计,均设置专用泵,可根据烟气实际状况调整喷淋层的开闭,在最低的能耗下达到设计脱硫效率。为了完全适应烟气温度的变化,在脱硫塔入口前设置预冷却装置,确保烟气进入吸收塔的温度小于120。 (5) 脱硫吸收塔现场制作,碳钢内衬玻璃鳞片防腐。
20、在采取正常的防腐措施之外,根据我公司多年设计、施工及系统运行经验,在吸收塔内不同的运行区域还采取耐磨、耐冲刷的特别加强处理。(6) 通过采用CFD数值模拟设计,择优进行烟道、脱硫塔等设备的连接设计,实施烟气均流、稳流技术,在保证脱硫率的同时缩短反应时间、降低脱硫塔阻力。(7) 喷淋层的浆液喷嘴型式采用空心喷嘴,并通过计算机模拟,进行优化布置,对整个塔体有效横截面(烟气分布横截面)进行充分合理地覆盖,气液接触面积与接触几率大,有效提高脱硫效率,达到最好的气液接触和洗涤效率,从而实现最高的脱硫效率。如下图所示:(8)采用空喷嘴,所喷出锥状液膜气液接触效率高,无结垢,无沉淀堵塞。喷嘴材质为SiC,耐
21、磨损、耐腐蚀。(9)吸收剂资源丰富,价格便宜,钙利用率高。和半干法或干法脱硫工艺(钙硫比约1.3左右)相比,石灰石膏的钙硫比1.011.03,大大节省系统的运行费用。(10)脱硫副产物便于综合利用。石灰-石膏湿法喷淋塔脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。脱硫副产物综合利用,不仅可降低运行费用,而且可减少脱硫副产物处置费用。(11)系统压降低。该工艺压降约1800Pa,和干法、半干法相比,压降仅占30左右,因此可节省一定的运行电耗。(12)YTP湿法喷淋塔烟气治理技术除具有湿法喷淋塔脱硫技术一般优点外,还具有突出的不可比拟的技术优势:1) 烟气高速运行通过阶段性试验,得出了气速对吸收塔设计的影响,当
22、烟气的空塔气速高达4.0 m/s时,所有系统的运行仍能满足 SO2去除要求,试验还验证了去除SO2和压降的设计等式。高速烟气流的优点在于增强了质量传递能力,降低了设计成本。2) 最优塔体尺寸设计独立考证了反应区高度对设计模型的影响,相似的反应区条件下,确定了最优的塔体尺寸:烟气入口到第一喷淋层的距离、喷淋层之间的距离、系统采用最优塔体尺寸,平衡了去除SO2与压降的关系,使资金投入和运行成本降至最低。3) 高速除雾器气速 4.1 m/s, 测出只有少数液滴通过;满足出口液滴75mg/Nm34) 塔内气体流速采用塔内气流速设计,从而一方面减小吸收塔直径,减小占地面积,另一方面提高气流和喷淋液滴之间
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