锅炉烟气脱硫除尘关键技术专项方案.doc
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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.设计根据与设计目12.1设计根据12.2设计参数12.3设计指标12.4设计原则22.5设计范畴22.6 技术原则及规范3第二章 工程设计阐明51、脱硫工艺选取52.钠钙双碱法工艺反映原理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12第四章 人员配备及防护办法141人员生产管理及配备142 消防安全和劳动卫生14第五章 环保151、设计原则;2、环
2、保设计执行重要原则、规范;3、重要污染状况及治理办法;第六章 效益评估161运营费用估算162经济效益评估173环境效益及社会效益17第七章 重要技术经济指标17第八章售后服务18第九章 工程报价18附图20第一章 概 述1.项目概况锅炉运营时将排放一定量粉尘和SO2,若不经解决直接外排,则会污染周边环境,危害周边居民身体健康,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,创造清洁适当环境,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2台75吨锅炉烟气进行脱硫除尘方案设计。2.设计根据与设计目2.1设计根据依照厂方提供关于技术资料及规定
3、为参照根据,并严格按照所有有关设计规范与原则,编制本方案:锅炉大气污染物排放原则GB13271-;(现)厂方提供技术文献;国家有关原则与规范。2.2设计参数本工程设计参数,重要根据厂方提供文献中详细参数,其详细参数见表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/h340000m3/h2烟气温度1401403含硫量%1.01.04年运营时间(采暖期按10个月)小时800080002.3设计指标设计指标严格按照国标和业主技术文献规定,设计参数下表2-2。表2-2 设计指标序 号项 目参 数1SO2排放浓度100 mg/Nm32烟尘排放浓度80mg/m33排放黑度林
4、格曼黑度不大于1级4烟气含湿量不大于75mg/Nm32.4设计原则1.认真贯彻执行国家关于环保方针政策,严格遵守国家关于法规、规范和原则。2.选用先进可靠脱硫技术工艺,保证脱硫效率高前提下,强调系统安全、稳定性能,并减少系统运营费用。3.充分结合厂方既有客观条件,因地制宜,制定具备针对性技术方案。4.系统平面布置规定紧凑、合理、美观,实现功能分区,以便运营管理。5.设计采用钠钙双碱法脱硫工艺,该办法技术成熟、脱硫效率高、运营安全可靠、操作简便。6.吸取塔拟采用喷淋塔,每套脱硫装置烟气解决能力为锅炉40%110%BMCR工况时烟气量;7.脱硫装置可运用率保证值为不不大于95%;脱硫设备年运用小时
5、按8000h考虑;8.烟气脱硫系统具备应付紧急停机有效办法;9.烟气脱硫系统能适应锅炉起动和停机,并能适应锅炉运营及其负荷变动;10.烟气脱硫系统便于寻常检查和正常维修、养护及进行年修。2.5设计范畴本设计范畴涉及烟气脱硫除尘系统工艺、系统构造、电气等专业设计,工程设计范畴:从锅炉出口引风机至烟囱进口前水平烟道接口之间脱硫除尘装置和相应配套附属设施。涉及: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 技术原则及规范(1)保护原则GB13271- 锅炉大气污染物排放原则()GB16297-1996 大气污染物综合排放原则中华人民共和国大气污染防治法(新1月1日起实行) G
6、B13223 火电厂大气污染物排放原则GB30951996() 环境空气质量原则GB3096 声环境质量原则(2)材料GB6991999 优质碳素构造钢技术条件GB71185 优质碳素构造钢热轧厚钢板技术条件GB71088 优质碳素构造钢薄钢板和钢带技术条件GB308782 碳钢焊条技术条件(3)设备原则HJ/T286- 环保产品技术规定 工业锅炉多管旋风除尘器HJ319- 环保产品技术规定 花岗岩类湿式烟气脱硫除尘装置GB4053.3- 固定式钢梯及平台安全规定第3某些:工业防护栏杆机钢平台JB161583 锅炉油漆和包装技术条件GBJ1791 钢构造设计规范(4)安装调试DL503194
7、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 电离建设施工及验收技术规范(热工仪表及控制装置篇)GB5020595 钢构造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 钢构造工程质量检查评估原则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查评
8、估原则GB856688 计算机控制软件设计、编程规范GBJ23582 工业管道施工及验收原则GB5025496 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PL5000 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GBJB-86 室外给排水设计规范第二章 工艺设计阐明1、脱硫工艺选取当前国内外脱硫技术应用最广泛是湿式石灰石石膏法。双碱法是先用可溶性碱性清液作为吸取剂吸取SO2,然后再用石灰乳或石灰对吸取液进行再生,由于在吸取和吸取液解决中,使用了不同类型碱,故称为双碱法。钠钙双碱法是以
9、碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸取烟气中SO2,然后再用石灰或熟石灰作为第二碱,解决吸取液,再生后吸取液送回吸取塔循环使用。由于采用钠碱液作为吸取液,不存在结垢和浆料堵塞问题,且钠盐吸取速率比钙盐速率快,所需要液气比低诸多,可以节约动力消耗。因而,本工程采用钠钙双碱法脱硫工艺。 2、钠钙双碱法工艺反映原理钠钙双碱法,在启动时以NaOH吸取SO2,吸取液用石灰乳液再生。吸取液再生后,循环使用。循环过程中重要反映如下:(1)脱硫过程2NaOH+ SO2Na2SO3+H2O (1)Na2SO3+ SO2+H2O2NaHSO3 (2)其中式(1)为启动阶段NaOH溶液吸取SO2反映;式(1)为吸取液pH
10、值高于9吸取SO2重要反映;式(2)为吸取液pH值较低(低于9)时重要反映。(2) 再生过程(用生石灰)CaO+H2OCa(OH)2 (3)2NaHSO3+Ca(OH)2Na2SO3+CaSO3+2H2O (4)Na2SO3+Ca(OH)22NaOH+CaSO3 (5) 式(3)生石灰生成石灰乳反映;式(4)第1步再生反映;式(5) pH9后来继续发生再生反映,所生成CaSO3及副产物CaSO4以半水化合物形式共沉淀。式(3)生石灰生成石灰乳反映;如有氧气存在下,曝气后继续发生反映:2CaSO3+ O22CaSO4 (6)式(6)反映生成CaSO4可资源化运用。本工程选取钠钙双碱法为脱硫工艺,
11、以石灰作为主脱硫剂,钠碱为助脱硫剂。由于在吸取过程中以钠碱为吸取液,脱硫系统不会浮现结垢等问题,运营安全可靠。且由于钠碱吸取液和二氧化硫反映速率比钙碱快诸多,能在较小液气比条件下,达到较高二氧化硫脱除率。3、脱硫除尘工艺由于锅炉烟气中具有一定粉尘,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详细如下所述:经电除尘器除尘后烟气靠引风机动力,进入脱硫塔,与布置在进口烟道初级喷淋装置喷淋进行传质换热,初级降温并去除某些SO2,进入塔内烟
12、气螺旋上升,与从塔内上部喷淋布水装置大面积喷淋出来吸取液充分混合接触,由于旋流装置合理设计,烟气在塔内产气愤动旋流,强劲上旋力与冲击力对SO2吸取液激烈搅动,获得最佳雾化效果,单位面积内洗涤液表面积增长上千倍,雾化洗涤液与烟气中二氧化硫充分混合,达到最抱负接触面积与方式,吸取溶解及反映充分。烟气经多级净化解决达到规定脱硫效果。在脱除SO2过程中,烟气经碰撞、拦截、凝聚、粘附、分离等作用,烟气中粉尘也逐渐被脱除。净化后烟气至烟囱达标排放。4、本工艺长处 工艺先进,技术指标完全能满足环保规定和厂家规定; 采用特制进口高效、防腐、耐磨喷头,喷雾液滴8001200m,具备极大比表面积,同步又不易引起二
13、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、运营费用低,具备良好经济性; 防结垢、防堵性能好,运营稳定,安全性能高; 防腐性能好,使用寿命长(主体设备在以上); 阻力小,压减少(湿法脱硫系统不大于1000Pa); 操作弹性宽,运营管理以便,系统简便,投资省; 可保证风机安全可靠长期运营。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。本脱硫除尘系统配备涉及: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、脱硫塔配备塔体型式:旋流板脱硫塔。塔体数量:1炉1塔,共1套。脱硫塔材质:花岗岩厚度
14、为250mm 。烟气进塔方式:烟气由下切线旋转上升,延长了气体分布途径,不但有助于气体分布均匀,并且由于气体翻腾形成了湍流,更有助于气液传质换热。脱硫剂选取: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)、烟气解决量:340000m3/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/Nm3(8)脱硫塔出口SO2 排放浓度:100mg/Nm3(9)、脱硫效率:90%;(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
15、雾器出口烟气中雾滴浓度:75mg/m3;(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(19)、安装1层除雾板(20)、年运营小时数: 8000 小时(21)、使用寿命:30年;3、脱硫塔特点(1)脱硫器塔体采用花岗岩材质脱硫器塔体所有采用花岗石(石英、长石和云母为重要成分)
16、材质,由于花岗岩自身防腐耐磨性能好,因而本旋流脱硫器具备非常好耐磨性、耐腐蚀性,产品使用寿命可保证以上。相对于以不锈钢等作为脱硫设备材质,本脱硫器采用花岗岩材质可以不需考虑烟气及脱硫反映物对器壁腐蚀而导致运营、维修、管理等问题,从而可以减少运营费、维修费,给管理带来以便。(2)施工防腐设计塔体内壁采用“三布四油”防腐防水工艺,“布”指玻璃钢布,“油”指环氧树脂,详细工艺如下:脱硫塔砌筑完毕,用水泥砂浆抹250mm带子缝,待水泥砂浆凝固后,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,最后完毕“三布四油”工艺。外壁用干硬灰勾缝,清理干净
17、,保持外壁美观。保证脱硫塔耐腐蚀,提高了运营时间。(3)旋流脱硫装置在脱硫吸取塔中安装两层旋转装置,通过喷淋净化烟气旋转上升,由于气流旋板导向作用,气液两相充分接触,进行传质反映,即含硫烟气通过旋流装置时形成烟气与碱性水接触面积剧增,含硫烟气在迈进过程中被碱性水吸取,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由上向下碱性水滴、和烟气充分混和,使烟气中残留尘粒及二氧化硫在冲击碰撞、粘附循环,使烟气中有害物质含二氧化硫被所有净化,脱硫效率高,烟气在塔内通过多级旋流装置净化,可保证脱硫除尘效率达到技术规定。(4)喷淋布水装置在每级旋流装置上部安装一套新型气液喷淋装置,每塔共2套。它最大特点
18、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,因而故障少,操作维护简朴、效率高。喷头选用316L螺旋喷嘴,该喷嘴在1.5巴压强下,液体流率范畴为5.5-4140升/分,这种构造紧凑喷嘴有着畅通流道设计,可以最大限度地减少液体堵塞,使液体在给定尺寸管道上达到最大流量。保证喷淋效果,达到脱硫作用。(5)脱硫器塔体设立脱水除雾装置烟气通过两级旋流装置后,通过设于脱硫器上方脱水除雾装置,为专设脱水除雾设备,能发挥最大除雾效率,减少了进入烟囱烟气含湿量,烟气通过脱硫器温降为3555,则脱硫器出口烟温约为75以上,同步在此温度下脱硫器出口烟气相
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