150T锅炉脱硫方案.doc

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1、统一能源（射阳）热电有限公司150t/h锅炉烟气脱硫工程石灰-石膏法 + 空塔喷淋技术方案上海杜安环保设备有限公司二一四年一月目 录一、工程概况011.1、项目名称、建设单位011.2、项目概述011.3、拟定方案01二、设计条件、原则022.1、设计原则022.2、主要执行标准语规范02三、设计参数043.1、原始数据043.2、设计指标04四、脱硫技术介绍054.1、常见的脱硫工艺054.2、脱硫工艺的选择054.3、石灰石膏法脱硫工艺的基本原理064.4、常见的吸收塔形式074.5、吸收塔的选择08五、方案设计与工程范围085.1、方案设计085.2、工程范围08六、石灰石膏法烟气脱硫系

2、统介绍096.1、石灰法工艺流程介绍096.2、烟气系统116.3、吸收塔系统116.4、浆液循环系统126.5、吸收剂制备系统136.6、副产物处理系统136.7、电器控制系统146.8、其他说明156.9、质量保证及服务承诺16七、系统主要经济技术指标17八、系统配置及其报价198.1、设备配置清单198.2、基建项目清单218.3、工程报价21一、工程概况1.1 项目名称、建设单位项目名称：150t/h循环流化床锅炉烟气脱硫工程建设单位：统一能源（射阳）热电有限公司1.2 项目概述统一能源（射阳）热电有限公司作为现代化的生产企业，拥有先进的设备和技术。企业在发展生产的同时，也十分重视节能

3、、环保工作，为了适应国家和地方不断提高的环保标准，积极建设各类环保设施，以减少因生产给环境带来的影响，努力创造良好的生产、人居环境。厂区现有150t/h循环流化床锅炉一台，锅炉燃煤含硫量为0.8%，其烟气中的二氧化硫的排放浓度大约为1800mg/Nm3，含硫烟气不但对厂区和附近的空气环境造成了一定的影响，且二氧化硫的排放浓度也不符合环保部门的排放要求，如果配备烟气脱硫装置可在满足环保要求的同时改善空气质量，因此安装烟气脱硫系统是十分必要的。1.3 拟定方案结合该项目的实际情况，本工程拟选择石灰-石膏法脱硫工艺，并配合空塔喷淋技术来对锅炉的烟气进行脱硫处理，使之达到环保部门的排放要求。方案中二氧

4、化硫初始浓度约为1800mg/Nm，二氧化硫的设计排放浓度小于100mg/Nm。方案中所做设计在满足业主要求的同时满足国家其他关于安全、消防、环保方面的强制性标准。二、设计原则、依据2.1 设计原则贯彻国家的环保政策，严格遵守国家的有关法规、规范和标准。选用先进可靠的脱硫技术、工艺，确保脱硫效率满足规定要求。设计时充分考虑脱硫系统的安全性、稳定性以及运行的经济性。结合现有的客观条件，因地制宜，制定具有针对性的技术方案。系统运行适应风量、温度、二氧化硫浓度等负荷的变化与波动。系统的布局合理、紧凑，按照功能进行分区，便于运行和管理。系统具有紧急停车的功能，经过旁路烟道，不影响正常的生产。2.2 主

5、要执行标准与规范大气污染物综合排放标准（GB162971996） 工业窑炉大气污染物排放标准（GB90781996） 环境空气质量标准（GB3095-1996）湿式烟气脱硫除尘装置（HCRJO401999）燃煤烟气脱硫设备（GB/T19229-2003）火电厂烟气排放连续监测技术规范（HJ/T 752001）固定污染源与气态污染物采样方法（GB/T16157-1999）耐酸耐磨泵执行标准（Q17320282BBN004）设备及烟道保温技术通则（GB4272-92）压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（GB50275-2010）一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB18599-2001

6、）工业建筑防腐蚀设计规范（GB50040-1995）焊接件通用技术条件（JB/ZQ400-3-96）涂装通用技术条件（JB/ZQ4000-10-86）工业企业设计卫生标准（GB17055-1997）工业企业噪声控制设计规范。（GBJ871985）建设工程施工现场管理标准（JGJ5999）混凝土结构设计规范（GBJ10-93）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）钢结构设计规范（GB50017-2002）建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）机械设备安装工程施工及验收技术规范（TJ231） 工业管道施工及验收标准（GBJ23582）工业金属管道工程施工及验收规范（GB5023597）压力容

7、器技术管理规定（YB907092）工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范。(HGJ2291991)自动化仪表工程施工质量及验收规范。(GB50131-2007)低压配电装置规范（GBJ54-83）工业及民用通用设备电力装置设计规范（GBJ55-83）电力建设施工及验收技术规范（DL503194）电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ232-82）通用用电设备配电设计规范（GB5005593）电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB50168-2006）以上规范，若有新版本，以最新版本为准。 三、设计参数3.1 原始数据项目名称单位数值备注烟气源/锅炉CFB数量台1150t/h烟气温度120

8、除尘后烟气流量m3/h310000150t/h年运行时间h7200估算SO2初始浓度mg/Nm31800估算3.2 设计指标项目名称单位数值备注SO2排放浓度mg/Nm3100处理烟气量m3/h330000150t/h液气比L/ m310脱硫系统阻力Pa1200出口烟气含水量mg/Nm375出口烟气温度60脱硫装置可用率%95四、脱硫技术介绍4.1 常见的脱硫工艺脱硫技术经过多年的研究和发展，已经取得丰硕的成果。目前的脱硫技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三种。燃烧后脱硫技术即：对燃烧后产生的烟气进行脱硫，简称烟气脱硫技术(FGD技术)，这也是目前世界上唯一

9、大规模商业化应用的脱硫方式。常见的烟气脱硫技术可分为干法脱硫技术和湿法脱硫技术两类，其中湿法脱硫技术所占比例最大，市场占有率也最多。目前市面上最为常见的湿法脱硫工艺主要有：石灰(石)-石膏法、双碱法、氧化镁法、氨法这么几种。常见湿法脱硫工艺的技术特征工艺类型技 术 特 征石灰(石)-石膏法一次性投入较低、运行成本较低、控制要求不高、系统运行稳定、副产物容易分离。双碱法一次性投入较高、控制要求较高、运行成本较高、还原、沉淀池的设计要求较高、高PH环境下钙离子的流入容易造成塔内结垢。氧化镁法一次性投入较高、运行成本较高、控制要求较低、脱硫剂来源受限制、副产物分离系统较复杂。氨法一次性投入较高、运行

10、成本较高、副产物分离系统复杂、氨的逃逸、泄漏存在隐患、而且气溶胶的问题难以克服。4.2 脱硫工艺的选择本工程拟选用石灰-石膏法脱硫工艺，采用石灰粉CaO来制取脱硫用的循环浆液，制好的浆液储存在浆池之中，以备用泵注入吸收塔和含硫烟气接触反应。反应后生成物在塔内经过强制氧化，成为性质稳定的二水合硫酸钙，然后再通过脱水装置从系统中分离出来。4.3 石灰-石膏法脱硫工艺的基本原理石灰-石膏法脱硫工艺采用石灰粉CaO作为脱硫剂来吸收烟气中二氧化硫。吸收过程中发生的主要化学反应如下： (1) 气体从气相主体到液体表面气膜的扩散 XYm(气相主体) XYm (气膜)（XYm代表SO2、SO3、HCl） (2

11、) XYm从气膜穿过气液界面的扩散与溶解 XYm (g) XYm (aq) (3) 溶解后的气体的水合过程 SO2(aq) + H2O H2SO3 SO3(aq) + H2O H2SO4 (4) 溶液中的离解、氧化 H2SO3 H+ + HSO3- HSO3- H+ + SO32- HSO3- + 1/2 O2 HSO4- SO32- + 1/2 O2 SO42- (部分)(5) 在液相中，Ca(OH)2溶解与电离 CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 (aq) Ca2+ + 2OH- (6) 产生的OH-发生中和反应 H+ + OH- H2O(7) 盐的形成 2H2O + SO

12、42- + Ca2+ CaSO42H2O(s) 1/2H2O + SO32- + Ca2+ CaSO31/2H2O(s) CaSO31/2H2O + 1/2O2 + 3/2H2O CaSO42H2O(s)以上反应简单的说，就是烟气中的二氧化硫溶于水生成亚硫酸，然后和脱硫液中的碳酸钙成分反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再被强制氧化成硫酸钙，硫酸钙分子和水分子结合生成二水合硫酸钙即石膏。以上主要过程也可以近似看成如下反应： （a） （b） （c） （d）其中：式（a）为二氧化硫溶于水形成亚硫酸时的反应；式（b）为采用石灰制取脱硫剂时的最主要反应；式（c）为脱硫过程中发生的最主要的脱硫反应；式（d）为反应

13、生成物被氧化成稳定的脱硫副产物；4.4 常见的脱硫塔形式脱硫塔的形式很多，最常见的塔型主要有填料塔、旋流板塔、喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔以及在这些塔型上所衍生出来的其他塔型。不同结构的吸收塔其特点各不相同：填料塔和旋流板塔因为脱硫效率低、结垢严重已经面临淘汰；鼓泡塔和液柱塔脱硫效率虽高，但是动力消耗巨大，且稳定性较差，实际应用极少；喷淋塔将脱硫液雾化成弥散相的微小液滴，极大地增强了气液两相接触的比表面积，脱硫效率大幅提高，且喷淋塔属于空塔结构，因此阻力极小同时不会发生堵塞。4.5 吸收塔的选择根据上述比较，本工程拟选用喷淋塔作为烟气脱硫的反应载体，空塔喷淋技术是目前业内最为成熟、使用也最多的吸收技

14、术之一，十分适合石灰-石膏法脱硫工艺。空塔喷淋技术具有以下优点：脱硫效率高、操作弹性好、适用范围广、系统阻力小、运行费用低、不会结垢堵塞、运行稳定、维护方便。五、方案设计与工程范围5.1 方案设计 选择石灰作为脱硫剂，采用石灰-石膏法脱硫工艺； 配置1套喷淋吸收塔系统； 配置一套脱硫剂制备系统； 配置一套循环、氧化系统； 配置一套副产物处理系统； 配置一套电气控制系统；5.2 工程范围 烟气脱硫工艺流程设计； 脱硫塔体的设计与制造； 辅助设备的制作与采购； 控制系统的设计与制作； 基建部分的设计与施工； 脱硫系统的安装与调试；5.2.1 我方供货范围(1) 整个脱硫系统工艺、土建和电控的设计；

15、(2) 除土建之外的所有的脱硫工艺系统（包括吸收塔系统、脱硫液循环系统、烟风系统、脱硫剂输送系统、脱硫渣处理系统、事故浆液系统、仪电控制系统、给排水系统、管道、防腐等）。5.2.2 业主供货范围 (1) 土建结构施工（包括现场清理、设备基础、控制室、电缆沟、管架基础、土建改造等与土建相关的一切内容，包含预埋件）； (2) 接口内容（包括水、电、压缩空气、渣、废水接口内容）； (3) 烟风切换的指挥、实施、安全等工作，确保乙方施工的烟道顺利与甲方原有烟道对接。六、石灰-石膏法烟气脱硫系统介绍 本脱硫系统配套的子系统主要包括：烟气系统、吸收塔系统、浆液循环系统、脱硫剂制备系统、副产物处理系统、电气

16、控制系统。6.1 石灰-石膏法工艺流程介绍含硫烟气经除尘器后进入喷淋式吸收塔，与雾化后的脱硫液逆向对流接触、充分反应，完成对烟气的脱硫反应，脱硫后的净烟气经过除雾器除雾后进入烟囱排入大气。脱硫系统设置旁路烟道，当脱硫系统需要检修而停运时，可以通过对挡板门的调节，让烟气经由旁路烟道直接进烟囱排放。脱硫液采用塔内循环的吸收方式，循环泵从塔底将脱硫液打到喷淋层，通过喷嘴使其雾化后与塔内烟气充分接触，完成脱硫反应。脱硫液在重力作用下流回塔底，并再次由循环泵打回喷淋层循环利用。石灰粉储存在料仓内，根据工艺需要定量加灰。当石灰浆液罐内浆液不足时，开始补水至所需液位，并自动计量所需的脱硫剂至化浆罐内搅拌制浆

17、。成品浆液通过石灰浆液泵输送至脱硫液系统中。饱和反应后的循环液通过浆液排出泵，将部分浓缩浆液输送至石膏旋流器、真空皮带机或者压滤机进行脱水处理。脱水后的滤液流部分作为废水外排，部分返回浆液系统重新利用。脱硫系统采用“PLC+上位机” 的控制方式，操作员通过上位机对整个装置进行集中控制，提高系统整体自动化程度。系统工艺流程示意图6.2 烟气系统烟气系统主要包括烟道、支架、挡板门、膨胀节、增压风机等。(1) 烟道由足够强度的钢板制造，能承受所有的荷重条件。(2) 接触到烟气冷凝液或其夹带的雾滴的烟道，进行防腐保护。(3) 脱硫塔进出口设置烟道挡板门，来调节烟气流动状态。(4) 系统阻力过大时应设置

18、增压风机来维持系统的正常运转。(5) 必要时需设置膨胀节来补偿烟道的冷热伸缩引起的位移。6.3 吸收塔系统吸收塔为喷淋式的空塔结构，塔体通常采用碳钢、镍基合金钢、或者玻璃钢来制作，如果塔体采用碳钢来制作，需在其内部进行防腐。脱硫塔内安装有喷淋层、除雾器、冲洗装置等，塔体外部设扶梯平台、检修孔等，同时塔体预留各种管路和仪表的接口。烟气由吸收塔塔下部的烟气入口处引入塔内，在塔内与雾化的吸收液充分接触，并发生脱硫吸收反应，脱硫后的净烟气经过除雾后经塔顶的出口进入烟囱排入大气。除雾器安装在吸收塔顶部，依据液滴的撞击惯性、离心力来分离净烟气中夹带的雾滴。除雾器材质多为聚丙烯，且配套冲洗装置，这样可以避免

19、因气流中微小的尘粒在除雾器上的粘附而造成系统阻力增加。 喷淋层又称为脱硫液分布器，它是由喷淋管和喷嘴组成，浆液通过喷淋管的均匀分布到每个喷嘴，然后雾化喷出，与逆向流动的烟气充分接触，SO2在此吸收。喷嘴通常是不锈钢或者碳化硅材质，喷淋管常用的材质有：不锈钢管、衬胶钢管、FRP管、PPR管等。6.4 脱硫液循环系统脱硫液循环系统主要设备包括循环泵、管道、阀门等。吸收塔内的脱硫液由循环泵重复泵入吸收塔内进行循环脱硫。少部分浆液由排浆泵输送至石膏旋流器，然后再送到真空皮带机或者压滤机进行渣液分离，滤液进入滤液池，部分滤液用于化灰、外排，部分返回塔内循环使用。循环泵的泵体多为铸钢材质内衬和叶轮为高分子

20、耐磨耐腐材料，循环管道，大多采用复合管、耐腐蚀合金钢、FRP、PPR、UPVC材质 6.5 脱硫剂制备系统脱硫剂制备系统主要包括：料仓、卸料装置、输送机、消化罐、搅拌器、石灰乳泵等设备。本方案设计采用石灰作为脱硫消耗剂。石灰粉要求氧化钙含量大于90，目数大于250目。石灰粉料仓的有效容积应当能够满足系统正常运行的耗量需求，同时料仓的设计应当能够实现半自动储料的功能。6.6 副产物处理系统石灰-石膏法脱硫工艺的副产物主要是二水合硫酸钙，为了便于脱硫副产物的处理，需对脱硫副产物要进行沉淀、脱水等处理。从浓缩池底部用排浆泵将副产物浆液输送至石膏旋流器，进行初步脱水，然后再通过压滤机或者真空皮带机进一

21、步脱水。经脱水分离后副产物的含水率小于10%，然后入渣库存放待运。6.7 电气控制系统 供电方式 本工程负荷等级为二级。脱硫装置配电电压等级380V/220V，三相四线制，控制电源为交流220V。上位计算机等重要负荷必要时采用在线式UPS供电。 接地系统处理系统低压配电系统接地接零保护采用TN-C-S系统，所有电气设备金属外壳均需可靠接地和接零，民用动力、照明接地接零保护采用TT系统。 动力设备起动和控制方式所有动力设备设有欠压、短路和过载保护，电源总柜设过流保护。民用动力和民用照明设有短路、过载和漏电保护。动力电缆采用铠装电缆沿电缆沟暗敷设，无电缆沟地方软电缆和信号电缆均采用穿钢管埋地暗敷设

22、，电缆沟支架均需接地，形成接地网。集中控制的电动机等设备设就地操作箱。对脱硫系统及其辅助系统进行启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的报警。 自动化控制系统控制系统一般采用PLC控制，留有与DCS通讯的接口，必要时可以采用“PLC+上位机”方式。操作员不但能够通过现场、PLC对整个脱硫系统进行控制，还可以通过上位机进行集中控制，控制系统能检测系统负荷、烟气中的SO2的含量、烟气的温度等以及脱硫液的PH值等信号，并将监测信号输入PLC，PLC则会根据PID算法，自动实现脱还原剂的制备、钠碱的补充、脱硫液的流量调节等等，充分保证脱硫效率的稳定性。DCS系统运行画面示意图：6.8 其他

23、说明 防雷系统本工程为三类防雷，房屋、塔体、罐等采用避雷网(带)、避雷针或其它金属结构作为闪接器，每根引下线的冲击接地电阻不大于10，脱硫区域内的防雷保护根据需要设计和安装。 防火措施除采用阻燃电缆外，在脱硫塔内有防火阻燃的可靠措施。在墙洞、盘柜开孔处使用防火堵料封堵。 抗震设计按建筑抗震设计规范（GBJ11-89）执行。6.9 质量保证及服务承诺 质量保证a. 严格有效地控制质量保证的全过程，保证系统设备从设计、制造、订货、安装和服务都处于受控状态，确保设备产品的制造、施工、安装合格率达100%。b. 保证脱硫系统技术工艺成熟、可靠，系统投入运行后安全、稳定。通过环保监测部门测试达到设计要求

24、，提供监测报告，达到国家规定的环保排放标准。c. 设备制造、安装、施工、调试过程中，积极邀请业主相关部门全程参与、监督。 服务承诺a. 本着对用户负责，诚信服务的宗旨，加强售前、售中、售后服务，将“超前服务”“全过程服务”“终身服务”这一理念，贯彻在产品制造、安装、调试、检修的全过程。b. 对承建的设备，不分规格大小，不分路途远近，无论是否在保修期内，一律热情服务，用户对质量不满意，服务不停止。c. 接到用户反映的信息后，在3小时之内做出响应并最短时间派出服务人员赶往现场，调试、检修及时解决问题，确保设备正常运行。d. 负责对用户操作人员进行技术培训，并为用户提供烟气脱硫方面的技术咨询。e.

25、设备保质期限为一年，质保期内为用户免费保修，质保期满后成本保修。 七、系统主要经济技术指标项目名称单位数值备注脱硫塔主体寿命年30正常管理维护的情况下脱硫系统可用率%95同步率进口烟气温度120出口烟气温度60Ca/S摩尔比/1.03液气比L/m10进口SO2浓度mg/Nm31800估算出口SO2浓度mg/Nm3100脱硫效率%95脱硫系统压降Pa1200年工作小时数h7200系统烟气处理量m3/h330000烟气中SO2含量kg/h390SO2脱除量kg/h370石灰(CaO)耗量kg/h372(纯度按90%计)石膏生成量kg/h694系统循环水量m3/h3100工艺水耗量t/h8系统装机容

26、量kw540系统综合电耗kw378脱硫剂费用元/h74(200元/t)工艺水费用元/h8(1元/t)电耗费用元/h189(0.5元/kwh)人工费用元/h8元/h(每机1人)单机综合运行费用元/h279八、系统配置及其报价8.1 设备配置清单 、烟气系统序号设备名称规格/型号/参数数量单位备注1进出口烟道与系统配套1套碳钢2烟道支架与烟道配套1套碳钢3入口挡板门与烟道配套1台碳钢4旁路挡板门与烟道配套1台碳钢5入口烟道防腐玻璃鳞片1套塔前2米6出口烟道防腐玻璃鳞片1套全部防腐、吸收塔系统序号设备名称规格/型号/参数数量单位备注1脱硫塔=5600 H=145001台碳钢2塔内防腐玻璃鳞片1套3塔

27、体爬梯与塔体配套1套碳钢4检修平台与塔体配套1套碳钢5喷淋装置FRP1套3层/套6雾化喷嘴与喷淋层配套1套SiC/不锈钢7除雾器PP/FRP1套含支架8冲洗装置不锈钢/FRP1套9塔内氧化装置不锈钢/FRP1套含支架10氧化风机20m3/min 58.8kpa1台罗茨风机11冲洗泵Q=100m3/h H=40m1台管道泵12工艺水箱V=12m31台碳钢13连接管道与系统配套1套14仪表/阀门与系统配套1套、浆液循环系统序号设备名称规格/型号/参数数量单位备注1浆液循环泵Q=1000m3/h H=37m3台耐腐耐磨泵2连接管道与泵体配套1套PVC管/不锈钢管3仪表阀门与系统配套1套、脱硫剂制备系

28、统1制浆罐8m1台2搅拌器与制浆罐配套1台机械式3脱硫剂补充泵Q=3.5m3/h H=30M1台电动隔膜泵4连接管道与系统配套1套5仪表/阀门与系统配套1套、副产物处理系统序号设备名称规格/型号/参数数量单位备注1排浆泵Q=20m3/h H=30M2台耐腐耐磨泵2石膏旋流站HL-2001台内衬聚氨酯3真空皮带脱水机出料Q1.5T/H1台、电器控制系统序号设备名称规格/型号/参数数量单位备注1控制柜SZK-2A2台2现场控制箱SXK-2A2台3变频柜与循环泵配套3台4PLC控制柜西门子PLC1台5PH控制器YP-1002台6传感仪表与系统配套1套适 配8电气线缆与系统配套1套适 配 8.2 基建项目清单序号设备名称规格/型号/参数数量单位备注1脱硫塔基础与塔体配套1座混凝土2排污沟与系统配套1套混凝土3浆液循环池35m31座混凝土4石灰池8m31座混凝土5电缆沟与系统配套1套混凝土6辅机基础与设备配套1套混凝土7控制室与系统配套1座砖混8.3 工程报价1、以上设备费用为：560.0万元；2、基建部分费用为：0.0万元；（业主自行建造，我司负责设计）3、设备运输费用为：5.0万元；4、安装调试费用为：24.0万元； 工程总报价：589.0万