78m2烧结机烟气脱硫项目方案书.docx
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1、78m2步进烧结机烟气脱硫装置项目方案书目录1.前言12.工程条件及烟气参数33.脱硫建设条件54.脱硫工艺的选择85.项目方案总体布置说明176.主要设备清册187.生产组织及人员编制238.项目实施初步安排249.运行成本估算2510.主要技术经济指标2611.附图及其它27专题1LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺描述28专题2脱硫系统组成39专题3 180M2烧结机烟气循环流化床(干法)脱硫装置471. 前言福建龙净脱硫脱硝工程有限公司根据福建三金钢铁有限公司提供的设计条件,本项目拟采用龙净开发的专门用于烧结机烟气脱硫、脱酸的“LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺”+布袋除尘工艺,
2、系统按一机一塔进行配置,共1套脱硫装置。脱硫除尘系统的工艺流程为烧结机原电除尘器原主抽风机脱硫塔布袋除尘器脱硫引风机烟囱排放。采用CFB-FGD干法脱硫工艺较传统的湿法脱硫工艺相比,具有以下的主要优势:1) 对负荷及烟气含硫量适应能力强:福建龙净的“LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺”设有清洁烟气再循环装置,特别适用于烧结机运行需要及多机共用一塔的工艺布置,烧结机低负荷运行时确保脱硫系统正常稳定运行。2) LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺整个过程为干态,符合烧结主工艺的干态要求,以实现文明生产。3) 由于LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺具有巨大的比表面积吸收剂,可以吸附成气溶胶
3、状的SO3粒子,从而脱除几乎全部的SO3,因此,烟囱无需防腐。一是可节约停机实施烟囱防腐的时间(至少50天);二是可节省烟囱的防腐费用及今后的维护费用(至少需要几百万元)。4) 福建闽光三钢180M2烧结机烟气脱硫采用LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺,于2007年10月顺利通过72小时的试运行,SO2排放浓度低于400mg/m3,脱硫率也稳定在90%以上,最高达98%。同年11月底,福建省环保环境监测中心站对该装置进行监测,监测结果优于设计值。成功投运后,于2008年初承揽了福建闽光三钢130M2+220M2烧结机两机一塔、福建三安180M2+260M2烧结机三机一塔脱硫工程以及上海梅山
4、钢铁股份有限公司4400m2烧结机烟气脱硫改造工程合同。5) 由于LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺是一种脱硫除尘一体化的工艺,脱硫后采用布袋除尘器,可以达到50mg/Nm3的高环保标准要求,以弥补烧结机高比电阻对机头电除尘器的不利收尘。6) 采用烟囱背后旁路布置,后续脱硫系统的建设不影响烧结主机的正常运行,只需不到十天的停机交驳时间。7) 脱硫系统不用防腐,整体占地面积小,造价低,今后的维护费用小。8) 脱硫塔出口的烟温为70以上,无需再热排放,烟囱出口烟气流速较高,不会产生白烟,不影响烟囱的自拔力,出口粉尘、NOx的落地浓度较低,满足排放要求,对周围环境影响小。9) 无废水排放,且可脱
5、除95以上的重金属,符合工业用水零排放的要求。10) LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺可以有效地脱除HCl、HF、重金属等有害物质,而在湿法工艺中由于吸收液为酸性,无法脱除这些污染物。11) 启停方便,烟气工况适应性强,对各种SO2浓度烟气均能有效进行净化,设有清洁烟气再循环系统,对烧结机烟气负荷的变化均能快速适应。12) 技术成熟、可靠,适合烧结厂实际,设备可靠,经济上有好的性价比。2. 烟气参数2.1 工程原始参数项 目单 位参 数备 注炉 型烧结机数 量台1产 量m278 工况烟气量m3/h520000550000(短时)标况烟气量Nm3/h350000SO2浓度mg/Nm3200
6、0烟气温度120140最低80、最高200(瞬时)烟尘浓度mg/Nm3100设定值2.2 烟气排放参数脱硫装置出口烟气排放标准:SO2:200mg/Nm3粉尘:90%并符合钢铁工业污染物排放标准DB37/990-2008有关条文规定。3. 脱硫建设条件3.1 吸收剂的供应目前脱硫工艺的主要吸收剂为石灰石或生石灰粉。石灰石/石膏湿法脱硫工艺采用石灰石作为吸收剂,LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺采用生石灰作为吸收剂。吸收剂的来源一般为市场直接采购。其品质要求如下:3.1.1 石灰石品质要求为CaCO3含量90%MgO含量2%细度250目筛余量5%3.1.2 生石灰品质要求LJS烧结机烟气循环
7、流化床干法脱硫工艺,其品质要求如下:CaO纯度80%活性满足t604min(注:t60表示石灰加水后升温至60所需时间,按DINEN459-2标准执行)粒径1mm3.2 供脱硫用的电、水、汽、气等条件3.2.1 电电压等级6kV、380V、220V(照明和检修)、110V,电机功率大于800kW用高压电源。3.2.2 水LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺用水水质要求较低,可以使用处理后的工业废水进行脱硫,本工程脱硫用水从烧结厂工业水系统接入。水质要求如下:1) 脱硫塔内烟气降温用水水质要求:可允许的悬浮物最大粒径:30m可允许的磨损物含量:10ppm可允许的最高固体浓度:200ppm2)
8、石灰干消化用水质要求:水硬度:120dHpH:71SO42含量:100mg/LCl-含量:40mg/LNH3含量:7mg/L可允许的最高固体浓度:100ppm干残留物:400mg/L3.2.3 蒸汽LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺系统的蒸汽主要供灰斗及流化风加热用,所需蒸汽品质为0.3MPa、150的过热蒸汽,可从烧结厂蒸汽系统引接。3.2.4 压缩空气LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺系统的压缩空气主要供脱硫灰气力输送、脱硫塔吹扫、检修杂用、布袋除尘器吹扫及岛内仪表用。脱硫除尘岛压缩空气品质要求见下表:名称数值布袋除尘器清灰用压缩空气压力(MPa)0.080杂用压缩空气压力(MPa
9、)0.50.7仪用压缩空气:压力(MPa)0.40.6含油量(mg/m3)1干气体露点温度()-22含尘量(mg/m3)1(含尘粒度3m)4. 脱硫工艺的选择目前,烟气脱硫工艺达数百种,这些工艺有的已经达到商业化应用的水平,有的尚处于试验阶段。以下主要介绍石灰石石膏湿法脱硫工艺和LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺。4.1 石灰石石膏湿法脱硫工艺石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化
10、空气进行化学反应被脱除,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。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/石膏湿法烟气脱硫工艺的主要化学反应式如下:SO2+H2OH2SO3吸收过程CaCO3+H2SO3CaSO3+CO2+H2O中和反应CaSO3+1/2O2CaSO4氧化反应CaSO3+1/2H2OCaSO31/2H2O结晶过程CaSO4+2H2OCaSO42H2O结晶过程石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫主要特点如下:1) 脱硫效率高。石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达95%,但是由于湿法无法脱除SO3,
11、且GGH存在漏风问题,会使未脱硫的烟气通过GGH漏到净烟气区,因此脱硫率很难突破95%。2) 引进早,技术成熟,可靠性高,其工艺成熟于上世纪七十年代中期,在火力发电行业有大型机组的应用业绩。3) 该工艺适用于任何含硫量的烟气脱硫,但是在对烟气量含硫量低于3000mg/Nm3时,湿法工艺会存在资源大量浪费的情况。4) 系统复杂,占地面积较大,一次性建设投资相对较大。石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺比干法工艺的占地面积要大,即使合理布置,占地大幅度减少,其一次性建设投资比干法工艺也要高一些。5) 脱硫副产物便于综合利用。石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。主要用于建材产品和水泥
12、缓凝剂。但我国是盛产石膏的国家,现在全国大型火力发电厂基本上是采用湿法脱硫,石膏的产量已经大幅度上升,加之湿法脱硫无法脱除一些重金属和杂质,石膏品质较低,在现阶段石膏的综合利用已经无优势。6) 后期处理复杂,二次污染严重。石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺需要配置废水处理系统,GGH清洁系统,这些是石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺无法避免的。7) 烟囱必须防腐处理。由于湿法烟气脱硫只能脱除20%左右的SO3,而低浓度比高浓度酸液的腐蚀性更强,加之经过湿法脱硫后,脱硫烟气湿度增加,温度下降,烟气中存在过饱和水,湿法脱硫后的烟气露点温度反而上升,因此,无论是否采用GGH,后续烟道、烟囱均存在很大的腐
13、蚀。因此,烟道和烟囱内壁必须进行防腐处理,烟囱进行防腐需要增加造价。8) 湿法装置出口温度仅50左右,烟囱出口烟气流速远低于正常排烟温度(约70)下的烟气流速,同时,由于烟温较低,烟气所携带的热释放率低,造成烟气抬升高度大大降低,造成烟气中的粉尘、NOx的落地浓度大大高于正常排烟温度下的落地浓度,对周围环境造成不良影响。另外,排放的湿烟气在低温状态下容易产生白烟。一般而言,湿法FGD系统后冒“白烟”是很难彻底解决的,如果要完全消除“白烟”,必须将烟气加热到100以上。设置烟气再热器(GGH)也只能使烟囱出口附近的烟气不产生凝结,使“白烟”在较远的地方形成。但烟囱排放的湿烟气的凝结水可能在烟囱周
14、围地区形成“烟囱雨”,影响局部地区的环境质量。如图4-1图4-1“白烟”现象9) 湿法脱硫工艺使可吸入颗粒物排放增加。湿法脱硫塔虽脱除了部分粗颗粒,却提高了细颗粒的浓度,这些细颗粒是除雾器无法除去的湿法脱硫烟气中的细小液滴在换热器中干燥后产生的浆渣所形成的。此外,湿法脱硫工艺对烟气中的SO2脱除效率较高,但对SO3脱除效率并不高,仅20%左右。当脱硫后湿烟气排入大气中之后,未被脱除的SO3易与水蒸汽结合形成硫酸气溶胶,硫酸气溶胶会和大气中的其他物质反应,产生二次可吸入颗粒物。硫酸气溶胶是强氧化剂,其毒性比SO2更大。可吸入颗粒物对光的散射会使烟羽显现出颜色,根据入射光线的角度不同,烟羽会变黄或
15、变蓝,造成“蓝烟”(如图4-2)。可吸入颗粒物(PM10)已经逐渐成为中国许多大中城市的首要空气污染物,对人体健康、气候和大气能见度等造成了一定的危害和影响。图4-2烟囱“蓝烟”现象10) 脱硫系统无法快速响应烧结烟气负荷的变化运行。石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺的启停较为麻烦,需要的时间较长,无法快速相应烧结烟气负荷变化情况,而且在系统不进行投运时必须进行维护。11) 粉尘排放浓度较难满足要求。石灰石(石灰)/石膏湿法对细微颗粒的捕捉效果很差,要求脱硫前必须配置高效除尘器,烟气经过脱硫系统后,烟气还将增加夹带约15mg/Nm3左右的固体颗粒,因此粉尘浓度将会提高,很难满足国家50mg/Nm
16、3的排放要求,更难以达到30mg/Nm3的排放要求。12) 整个系统物料处于浆状,制浆、喷淋系统、除雾器、GGH易结垢、堵塞,工艺复杂,系统管理、维护费用较高。石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫是目前世界上技术成熟、应用最多的脱硫工艺,特别在美国、德国、日本,应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上,应用的单机容量已达100万千瓦。4.2 LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺是龙净环保在世界著名环保公司德国鲁奇能捷斯公司(LLAG)公司具有世界先进水平的第五代循环流化床干法烟气脱硫技术(CirculatingFluidizedBedFlueGas
17、Desulphurization,简称CFB-FGD)基础上进行开发并成功应用,其主要由吸收剂制备、脱硫塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉作为吸收剂。主抽风机排出的未经处理的烟气从底部进入脱硫塔,烟气经脱硫塔底文丘里结构加速后与加入的消石灰、循环灰及水发生反应,除去烟气中的SO2等气体。烟气中夹带的吸收剂和脱硫灰,在通过脱硫塔下部的文丘里管时,受到气流的加速而悬浮起来,形成激烈的湍动状态,使颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度,颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新,从而极大地强化了气固间的传热、传质。同时为
18、了达到最佳的反应温度,通过向脱硫塔内喷水,使烟气温度冷却到70左右。携带大量吸收剂和反应产物的烟气从脱硫塔顶部侧向下行进入脱硫除尘器,进行气固分离,经气固分离后的烟气含尘量不超过50mg/Nm3。为了降低吸收剂的耗量,大部分收集到的细灰及反应混合物返回脱硫塔进一步反应,只有一小部分被认为不再具有吸收能力的较粗颗粒被作为脱硫副产物排到脱硫灰库。最后经除尘器净化后的烟气经引风机排入烟囱。该脱硫工艺的主要化学反应式为:Ca(OH)2+SO2=CaSO31/2 H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO41/2H2O+1/2H2O CaSO31/2H2O+1/2O2=CaSO41/2H2OC
19、a(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2Ca(OH)22H2O(120)Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O此工艺化学反应过程产生的副产物呈干粉状态,其化学成分主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成,可以用于制作土堤、路基、垃圾填埋场防渗地层、混凝土添加剂、防噪音围墙、土地及废矿井回填、水泥添加剂等。LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺主要特点如下:1) 综合造价低。系统简单,在欧洲,整个综合造价相当于湿法的50%。2) 维护工作量和费用低。LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺基本不存在大的维护工作量,整个系统需
20、要维护的只有一些风机、水泵,整个维护费用占总投资的0.8%,而湿法的维护费用是干法的3倍左右。3) 电耗低。LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺电耗量是湿法电耗量的60%左右。4) 水耗量低。LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺只有消化系统和吸收塔降温系统需用水,整个水耗量是湿法水耗量的60%左右。5) LJS烧结机烟气循环流化床干法脱硫工艺脱除了几乎全部的HCl、HF和SO3,烟气温度高于露点15以上,因此不存在腐蚀问题,在CFB-FGD的反应温度下(约70),SO3是以硫酸气溶胶的形式而不是以分子的形式存在。气溶胶的直径大约为0.1m,而分子的直径大约为0.0001m。在循环流化床塔内
21、,Ca(OH)2颗粒粒径为25m,比表面积(BET)达20m2/g,具有巨大的吸附表面积。由于反应塔内气固间具有很高的滑落速度,床层密度高而且湍动激烈,因此,硫酸气溶胶很难从床层穿过而不被吸附到Ca(OH)2颗粒表面,不会形成二次可吸入颗粒。6) 工艺简单可靠,不受烟气中含硫量限制。当烧结原矿含硫量为1.11.2%左右,钙硫比不大于1.3时,脱硫率可达90%以上,排烟温度在70以上。如果烧结原矿含硫量发生变化时,只需改变钙硫比和吸收剂投入量就可以适应烧结原矿含硫量的变化。7) 对烧结机负荷适应力强,通过调节吸收剂加入量、水量、吸收塔压降,能快速相应烧结烟气负荷的变化情况。8) 脱硫除尘一体化,
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