窑炉烟气脱硫项目方案

XXXXXXXX有限公司窑炉烟气脱硫项目方案 编制：新泰市逸凡机械有限公司2013年12月25日第一章 概述1.1项目概述本方案适用于XX窑生产线烟气脱硫改造，目前日均消耗热值5000 -6000kcal的烟煤约为12吨，按基本含硫量按2%计算，总烟气量约为18000-22000m3/h,，排烟温度80(注：锅炉尾部烟道中加装省煤器，将烟气温度降低）。烟气中烟尘含量较高。根据环保要求和本地脱硫剂供应情况，拟采用钠钙双碱法脱硫工艺对窑炉烟气进行脱硫处理。1.2主要设计原则1.根据现有实际情况，尽量减少工作量，优先解决难点。2.烟煤含硫量按的2.0%计，作为脱硫装置设计基础数据。3.脱硫效率：脱硫工艺设计效率90%以上。4.吸收剂石灰浆液采用外购的生石灰公司内制成，NaOH采用袋装固体碱。5.通过工艺计算确定塔体和设备参数。6.根据现场情况设置脱硫装置，选择合理位置综合布置，尽量使布置紧凑，减少占地面积，节约投资成本。第二章 工程概况2.1厂址概况（略）2.2燃煤及用水2.2.1煤质与煤种目前企业在生产中烟煤平均含硫量在2%左右，炉窑耗煤量约0.5吨/小时，二氧化硫转化率为80%，每小时产生二氧化硫量为：5002%280%=16kg/h 2.2.2水源与水质业主提供。2.3主要设备参数2.3.1锅炉参数窑炉主要技术参数如下：表2.3-1 砖窑主要技术参数序 号项 目单 位设计参数1烟煤耗量t/h0.52排烟温度2203锅炉烟气量M3/h220004烟气初始含尘量mg / m35烟气中SO2浓度mg/Nm32.3.3引风机参数型式： 流量： 20000m3/h 功率：22 KW2.6大气污染物排放状况生产过程中的污染物主要有：(1)炉窑燃烧过程中产生的烟气，飞灰和残次品。(2)各系统的运行过程中，各种机械设备运转及介质流动所产生的噪声。因此对环境的影响主要表现在废气、废渣及噪声。第三章 脱硫工艺原理3.1双碱法脱硫工艺原理本项目采用成熟的钠钙双碱法脱硫工艺进行脱硫设计。双碱法湿法工艺是以钠碱为脱硫剂，用钙碱再生的脱硫工艺，该工艺系统简单，适应性好，脱硫效率高，其主要脱硫机理具体反应如下：系统启动阶段，脱硫塔内吸收液中加入氢氧化钠，发生如下反应：首先二氧化硫融入吸收液中：SO2+H2O=H2SO3 （1）生成的亚硫酸再与吸收液中加入的氢氧化钠进行中和反应：2NaOH+ H2SO3=Na2SO3+2H2O （2）如果烟气中二氧化硫浓度过高，生成的亚硫酸钠溶液可以进一步吸收二氧化硫：Na2SO3+ H2SO3=2NaHSO3 （3）在以上主反应发生的时候还会有以下副反应发生：Na2SO3+1/2O2=Na2SO4当加入NaOH之后，反应（2）为主要反应，系统在启动一段时间内氢氧化钠成分消耗完毕，然后开始反应（3），pH值缓慢下降，当PH值下降到5.5以下时（表明溶液中主要成分为NaHSO3和Na2SO4）将吸收液排出塔体进入再生池进行再生再生阶段：首先在浆液制备池中加入CaO和水生成石灰浆液：CaO+H2O=Ca(OH)2 （4） 然后通入再生池中发生下列反应2NaHSO3+Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO31/2H2O+3/2H2O （5）脱硫塔内部分Na2SO3被氧化生成的Na2SO4于再生池中发生以下反应：Na2SO4+Ca(OH)2=2NaOH+CaSO4（6）氧化阶段生成的亚硫酸钙进入氧化池氧化CaSO31/2H2O+1/2O2+ 3/2H2O=CaSO42H2O （7）产生的CaSO42H2O经过沉淀池沉淀和脱水机脱水，形成最终产物石膏，最后装车外运进行产物综合利用。3.2双碱法脱硫工艺特点吸收剂采用Na2CO3或NaOH，主要作为塔内中间脱硫剂，再生剂采用石灰或熟石灰，采用塔外再生工艺，不会在塔内壁、管道、除雾器通道产生石膏晶体而发生结垢现象，影响系统正常运行。反应产物同普通石灰石石膏湿法方案一样均为二水硫酸钙（石膏） 脱硫效率高，可达98以上 煤种适用性好，可用于高中低含硫煤 机组适用性强，尤其适用中小机组 脱硫剂利用率大于95 相对于传统湿法脱硫工艺，双碱法脱硫工艺液气比只有石灰石石膏法的1/3,电耗水耗较低。第四章 脱硫工程方案本方案为砖窑脱硫装置改造方案，本方案设计充分考虑了现有场地条件和设备条件，全厂道路畅通以及脱硫岛区所有设备的安装、检修方便。本工程中脱硫岛分为主要系统和辅助系统两部分，主要系统包括吸收剂储存系统、烟气与吸收反应塔系统、循环浆液处理系统。辅助系统包括电气及控制系统等，工艺水由全厂统一调配。4.1吸收剂储存与供应系统脱硫剂的储存与供应考虑的原则： 考虑全厂场地配置、脱硫区域规划； 从全厂的道路运输、水电供应、全面性规划、设计脱硫剂的储存与供应。85%石灰通过一级消化和二级沉淀，制成石灰乳存入石灰浆液池。30%纯度液碱供应采用密封罐车运送到厂，打入厂内的液碱罐，设置液碱泵，通过补充一定量的液碱来调整液碱的损耗，保证脱硫效果和塔内环境。在脱硫塔附近设置浆液循环池，脱硫塔循环泵从循环池内抽取循环浆液向塔内喷淋洗涤烟气，洗涤后的浆液从塔底排出进入氧化再生池，通过再生氧化、一级沉淀除石膏、二级沉淀除去过量钙离子、循环液回到循环池再被循环泵抽取循环利用，沉淀下的石膏装车外运，综合利用。脱硫效率为98%，Ca/S=1.1计，消耗石灰量列表如下：表4.1-1 脱硫石灰用量(T)小时用量日用量年用量85%纯度石灰0.0170.408136注:1、日用量按24小时;年运行8000小时；4.2烟气与二氧化硫吸收系统SO2吸收系统该系统是FGD的核心，主要包括：吸收塔喷淋洗涤系统、除雾系统。喷淋层设在脱硫塔的中上部，脱硫塔循环泵均有自己的喷淋层。每个喷淋层都由一系列喷淋嘴组成，其作用是将脱硫液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对称排列，喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使脱硫塔断面上实现几乎完全均匀的喷淋效果。在喷淋层后设有两级除雾系统，阻力低于200Pa，并设有自动清洗系统。除雾器系统保证脱硫塔出口烟气中含水低于75mg/Nm3。脱硫塔系统所需工艺补充水量主要由除雾器冲洗水提供，除雾器冲洗程序按除雾器象限轮流工作，并受除雾器本身差压强制控制，同时，单位时间内的清洗水量与烟气流量有关。本脱硫工程配1座吸收塔，吸收塔为圆柱塔体，塔顶部配弯头及烟道接于原烟囱，全部为玻璃钢材质，因为烟气含硫量较高，塔内烟气流速保持在3.0m/s以下。4.3循环浆液处理系统浆液处理系统的主要设备（设施）有循环池、循环泵、再生池、一级沉淀池、二级沉淀池等由于吸收了二氧化硫，同时洗涤下烟尘，从吸收塔内排出的浆液主要成分为亚硫酸钠和飞灰，通过再生池再生作用，除去亚硫酸离子，再生液随产物经过沉淀池，回到循环池通过循环泵打入脱硫塔完成脱硫浆液的循环利用，其间自然损耗掉的碱通过液碱罐或添加袋装片碱来补充。4.4电气系统1脱硫装置用电负荷的要求根据工艺专业提供的负荷资料，窑炉脱硫装置的总用电负荷约为30KW，供电电压0.4kv。2脱硫系统负荷分布及供电方案本脱硫工艺主要包括吸收剂储存与供应系统、烟气与二氧化硫吸收系统，循环浆液处理系统。根据脱硫系统相对独立的特点以及工艺布置较为集中，确定在脱硫区设置脱硫配电控制设备。低压配电柜采用MNS低压配电柜。4.5仪控系统本工程采用集中控制系统，主要控制方案如下:循环池pH值控制本工程采用塔外循环方案，既能保证吸收塔和循环池检修方便，又 能防止塔内长期运行结垢堵塞。通过设置PH计监测循环池PH值来控制再生池内石灰的投入量，保证脱硫效果的持续性。当循环池里的浆液的pH值偏高时，减少石灰池供浆量，增大循环泵的循环流量，从而达到控制pH值的目的。鉴于整个脱硫反应是一个滞后系统，即PH值的改变具有一个时间较长的延时，所以石灰的加药量输出幅值有限制，以降低PH值波动，达到最优控制状况。除雾器冲洗水的控制由于炉窑未加装除尘设备，所以烟气中有一定的含尘量，在洗涤的过程中被洗涤过的烟气中会有很多湿灰在经过除雾器的时候粘在除雾器板缝之间造成除雾器堵塞，增大烟气系统的阻力，提高了能耗，因此要求根据除雾器前后差压需及时冲洗除雾器，以免长期堆积形成硬垢。4.6设备投资设备名称规格型号数量单价（元）金额（元）备注脱硫除尘器160090001台90000.0090000.00FRP净烟道4006m460.002760.00FRP除雾器折流式2层5500.0011000.00PP循环泵65UHB-40-202台4800.009600.00耐腐耐磨泵浆液排除泵65UHB-40-201台4800.004800.00耐腐耐磨泵循环水管道管件DN65、DN50、DN801宗5500.005500.00FRP、PPR操作台1套6500.006500.00仪器仪表1套8000.008000.00316L电缆KVV、KVVP、VV1宗4500.004500.00安装费29000.00税金17000.00合计188660.00第五章 脱硫运行成本分析5.1主要基础参数表5.1技经基本参数表1年运行小时数 80005职工工资 18000元/人年6运行人员3人/班（共3班）730% NaOH溶液 650元/吨8电价 0.5元/度9水费 2.0元/吨10水耗 0.5吨/小时11功率 30KW12石灰年消耗136吨13液碱年消耗14吨5.2. 运行费用估算结果因为石灰为窑炉生产副产品，石灰成本按10元/吨计年运行小时数（小时年）8000补给水 (t/h)0.5水价（元吨）2年耗水量(吨/年)4000年水费(元/年)8000总电功率(KW)30 年电耗量(度)240000电费（元度）0.5年电费(元/年)120000运行人工数3工人工资(元/年人)18000年人工费(元/年)54000液碱耗量(吨/年)14液碱价格（元/吨）650液碱总成本（元）9100石灰耗量(吨/年)136石灰价格（元/吨）500石灰总成本（元）68000费用合计（万元）25.91第六章 环境效益 社会效益6.1环境保护标准6.1.1有关环境质量标准（1）环境空气执行环境空气质量标准（GB309596）二级标准。表6.1-1环境空气质量标准（GB309596）中的二级标准污染物小时平均浓度mg/Nm3日平均浓度mg/Nm3年平均浓度mg/Nm3SO20.500.150.06PM10-0.150.10TSP-0.300.20（2）地表水执行地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准（3）环境噪声执行城市区域环境噪声标准(GB3096-93)中的2类标准。7.1.2主要污染物排放标准废气执行工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078-1996)中第二类排放标准：废水执行污水综合排放标准（GB8978-1996）噪声执行工业企业厂界标准（GB12348）6.2脱硫系统主要污染源及污染防治措施1、粉尘及防治吸收剂在输运和储存过程中会产生产生少量的石灰粉泄露和飞扬，采用袋式除尘器等除尘措施，排尘点的排气粉尘含量小于50mg/Nm3。防尘措施：防止跑、冒、滴、漏现象。运输车辆应采取密封措施。2、噪声及防治脱硫系统设备在运行过程中会产生噪声，对周围环境和工作人员造成影响，产生噪声的主要设备是水泵、风机、搅拌机。脱硫设备在风机附近，脱硫辅机的噪音不大于当地本底噪音。6.3实施脱硫工程前后的环境影响分析本工程砖窑位于国务院在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的划分方案（国函19985号）中划定的二氧化硫污染控制区。未上脱硫设备之前，砖窑SO2排放浓度为9984mg/m3，二氧化硫年总排放量达不到环保排放浓度和总量控制要求；新上脱硫装置98脱硫效率、SO2排放浓度为100mg/Nm3，年排放总量为32t，满足环保要求。脱硫后SO2排放浓度远低于工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078-1996)中二级标准规定的排放限值，也能满足地方环保规定的要求。6.4 社会效益环境中的二氧化硫主要危害是引起人体呼吸系统疾病，造成人群死亡率增加；二氧化硫排放还会引起酸雨的污染，腐蚀建筑物、破坏生态环境，造成巨大损失，因此二氧化硫的排放已成为制约社会主义经济发展的重要因素。当前，我国二氧化硫年排放总量大大超出了环境自净能力，造成近三分之一的国土酸雨污染严重。国家监测站多年监测的数据表明，环境空气中的二氧化硫浓度超标城市不断增加，全国已有62.3%的城市超过国家二级标准，二氧化硫排放引起的酸雨污染范围不断扩大。已由八十年代初的西南局部地区，扩展到西南、华中、和华东的大部分地区。本脱硫技改工程的实施，对改善本地大气环境质量、改善当地人民的生活质量以及保证当地经济的可持续发展等方面将起到显著的作用，能够发挥较大的环境效益和社会效益。