锅炉湿法脱硫建设项目可行性研究报告(53页)-石油化工(编辑修改稿)

锅炉湿法脱硫建设项目可行性研究报告(53页)-石油化工(编辑修改稿)内容摘要：

黎明发动机厂从丹麦引进技术并建成一套 5000ONm3/h 工业装置，并对低硫煤 (含硫率 %)烟气进行了脱硫试验，在钙硫比为 时，取得 80%的系统总脱硫效率。 (5)炉内喷吸收剂 /增湿活化烟气脱硫工艺 该法是一种 将粉状钙质脱硫剂直接喷入燃烧锅炉炉膛的技术，由于投资及运行费用较低，该类工艺方法在近期内取得较大进展，在西北欧广大国家均已有工业运行装置。 芬兰 IVO 公司开发了炉内喷钙 /活化脱硫工艺 (LIFAC)，克服了脱硫效率不高及粉尘比阻升高而影响除尘效果的弊端，具体做法是 :在锅炉尾部安活化反应器，将烟气增湿，使剩余的吸收剂活化与二氧化硫反应。 其工艺简单，占地小，主要适用于中、低硫煤锅炉，脱硫率一般为 60 一 80%。 其主 要缺点是脱硫剂消耗量大，易产生粉灰，使除尘负荷加重。 南京下关电厂引进 LIFAC 全套技术， 配套 125MW 机组 (燃煤含硫率 %)，设计脱硫率 75%。 项目脱硫工艺的选择 根据对脱硫性能的要求和现场情况，本项目所选择的技术方案应当遵循以下原则： 由于该厂地处县区，环保要求高，又为了减轻对烟囱的腐蚀，应达到尽可能高脱硫效率，并能适应燃煤和运行状况的变化和未来对环保要求的提高，本方案按≥ 96%效率设计。 脱硫系统应采用成熟可靠的技术和设备。 使用当地可以稳定供应、价格较低、性能好的脱硫剂。 副产品能够在当地综合利用。 降低工程造价以及运行和维护成本。 同时 针对现有热电厂空场有限，且已经建成两个 300m3的沉淀池等现状，脱硫工艺选择钠钙双碱法脱硫工艺作为本工程脱硫工艺，有效地利用钠钙双碱法脱硫工艺的技术优势，又克服了该法再生池和澄清池占地面积较大的主要缺点。 双碱法脱硫工程描述 双碱法工艺原理 双碱法脱硫工艺技术 是目前应用成熟的一种烟气脱硫技术，尤其是在小热电燃煤锅炉烟气污染治理方面应用较为广泛 ,脱硫剂采用 氢氧化钠溶液（含 30%NaOH）和生石灰（含95%CaO）。 其工艺原理是：本双碱法是以氢氧化钠 溶液为第一碱吸收烟气中的二氧化硫，然后再用 生 石灰加水熟化成氢氧化钙 溶液作为第二碱，再生吸收液中 NaOH，付产品为石膏。 再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。 各步骤反应如下： 吸收反应： SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 副反应如下： Na2SO3 +1/2 O2 = Na2SO4 由于硫酸钠是很难再生还原的，一旦生成就需要补充 NaOH。 再生反应 用 氢氧化钙 溶液对吸收液进行 再生 2NaHSO3 + Ca(OH)2 = Na2SO3 + CaSO3 1/2 H2O + 3/2 H2O Na2SO3 + Ca(OH)2 + 1/2 H2O = 2NaOH + CaSO3 1/2 H2O 氧化反应 CaSO3 1/2 H2O + 1/2 O2 = CaSO4 1/2 H2O 工程描述 NaOH 溶液 由罐车直接运送到厂内 ，通过碱液泵送入碱液罐，再由碱液罐直接流入循环池，通过循环泵将碱液送到脱硫塔进行喷淋脱硫。 脱硫吸收剂（生石灰）干粉由罐车直接运送到厂内，同时按 一定比例加水并搅拌配制成一定浓度的吸收剂氢氧化钙（ Ca(OH)2）浆液，再由输送泵送入沉淀反应池，进行再生反应。 工艺流程如下 : 循环液从脱硫塔底排入沉淀反应池。 在沉淀反应池中加入氢氧化钙 , 氢氧化钙在沉淀反应池内发生如下再生反应： 2NaHSO3 + Ca(OH)2 = Na2SO3 + CaSO3 1/2 H2O + 3/2 H2O Na2SO3 + Ca(OH)2 + 1/2 H2O = 2NaOH + CaSO3 1/2 H2O 在曝气池，压缩空气向曝气池送入空气，使得氧化更加充分，同时不让石膏 沉淀在曝气池。 氧化反应如下： CaSO3 1/2 H2O + 1/2 O2 = CaSO4 1/2 H2O 也有副反应进行： Na2SO3 +1/2 O2 = Na2SO4 循环液从曝气池继续溢流到循环沉淀池，让石膏在此处沉淀下来，并通过抓斗吊抓走，最后将石膏一起外运或作其他处理。 循环液中再生得到的 NaOH 可重复使用，需要说明的是因为锅炉烟气中有大量氧气且温度较高二氧化硫浓度较低副反应会较多，也就是说要补充一定量的氢氧化钠。 再通过循环泵把循环液（含补充的新鲜氢氧化钠）再送入脱硫塔进行脱硫。 对 向沉淀反应池中加 Ca(OH)2和循环沉淀池加 NaOH 都是通过 PH 计测定 PH 值后加入碱液，达到脱硫工艺要求的 PH 值。 技术特点 （ 1）从技术、经济及装置运行稳定性、可靠性上考虑采用生石灰和氢氧化钠作为脱硫剂，保证系统脱硫效率可达 96%。 （ 2）采用双碱法脱硫工艺，可以基本上避免产生结垢堵塞现象， 减少昂贵的 NaOH耗量和降低运行费用。 （ 3）采用悬流洗涤方式可在较小的液气比下获得较大的液气接触面积，进而获得较高的脱硫除尘效率；并且，较小的液气比可以减少循环液量，从而减少循环泵的数量，从而降低了运行成本 也减少了造价。 （ 4）保证本脱硫装置连续运行，年运行时间大于 8400 小时。 （ 5）为确保整个系统连续可靠运行，采用优良可靠的设备，以确保脱硫系统的可靠运行 . （ 6）按现有场地条件布置脱硫系统设备， 力求紧凑合理，节约用地。 （ 7） 最大限度的把脱硫水循环利用，但是由于烟气中含有一定浓度的盐份和 Cl 离子，反应塔内部分水分蒸发，因此形成循环水中盐和 Cl 离子的积累，由于过高的盐和 Cl离子浓度会降低脱硫效率和腐蚀反应装置，所以必须调整脱硫循环水水质并补充少量工业用水。 设计基础参数 为保证系统运行稳定可靠以及出口 烟气达到合格的排放标准 ,要求提供的反应剂和工业水必须符合相关标准。 脱硫系统设计基础参数 根据公司燃煤锅炉近年平均燃煤含硫的变化，建议在编制脱硫技术规范书时， FGD装置煤质含硫量变化用 FGD 入口 SO2浓度变化进行覆盖，即：“脱硫装置燃用设计煤种时，脱硫效率≥ 95%，当 FGD 入口 SO2浓度增加 30%时脱硫率不低于 92%，当 FGD 入口 SO2浓度增加 50%时，脱硫系统能安全运行”。 表 42 脱硫系统设计基础参数 项 目 单 位 数值（单台炉） 入口烟气量 m3/h 100,000 入口烟气温度 ℃ 140 入口烟气量 Nm3/h 66,143 入口二氧化硫 kg/h 入口 SO2 浓度 mg/Nm3 3500 入口 烟尘 kg/h 入口 烟尘浓度 mg/Nm3 200 出口烟气量 m3/h 88,718 出口烟气温度 ℃ 60 出口二氧化硫 kg/h 出口 SO2 浓度 mg/Nm3 140 出口 烟尘 kg/h 出口 烟尘浓度 mg/Nm3 50 液气比 L/ m3 钙硫比 脱硫率 % 96 除尘 率 % 73 脱硫剂 30%NaOH 用量（启动） kg/h 脱硫剂 NaOH液用量（补充） kg/h 脱硫剂生石灰用量（含 90% CaO） kg/h 水 m3/h 10 电 kw 20 运行时间 h 7500 脱硫塔入口水温 度 ＞ 40o 脱硫系统各项性能参数 脱硫系统各项性能参数表 性能和设计数据 单位 数据 1．一般数据 脱硫系统总压力损失 Pa 1100 其中： 脱硫塔 Pa 600 总烟道（自引风机出口 到水平烟道进口） Pa 500 吸收剂摩尔比 Ca/S mol/mol 循环液气比 L/Nm3 SO2脱除率 % 96 出口 SO2浓度 mg/Nm3 140 脱硫塔出口含尘浓度 mg/Nm3 50 2．消耗 石灰粉（ 90%CaO） kg/h 其他助脱硫剂（ 100%NaOH） kg/h 工业水（规定品质） m3/h 10 电力（电动机总容量） kW 20 电力（ BMCR工况 设备耗电量） 20 压缩空气（仪表控制用） m3/h 3．脱硫塔 设计压力 Pa 3000 BMCR时烟气流速 m/s 脱硫塔直径 m 脱硫塔高度 m 16 脱硫塔壁厚 mm 10 脱硫塔本体材质 碳钢 4．吸收剂消化系统 系统耗电量 系统耗水量 t/h 第六章 脱硫工程设想 脱硫装置的总平面布置 本布置按一炉一塔（喷淋式 空腔塔）、无升压风机布置。 脱硫系统按其工艺特性集中布置于炉后烟囱南侧。 脱硫采取一炉一塔的布置方式，无升压风机，两台炉吸收塔布置在炉后烟囱南侧，两台炉吸收塔的西侧及东侧分别布置吸收塔浆液循环泵。 再生池和澄清池利用已经建成两个 300m3的沉淀池（加以改造）。 一炉一塔 脱硫工艺系统 设计 脱硫工艺系统 本工程烟气脱硫技术为双碱法湿法烟气脱硫工艺。 方案设计采用先进的喷淋塔（悬流洗涤方式）工艺，塔内上部设置喷淋层，出口烟道上设二级除雾器。 在吸收塔内，烟气中的 SO2 被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的 NaOH 发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于 75mg/Nm3 下排出。 其他同样有害的物质如飞灰， SO3， HCL 和 HF 也大部分得到去除。 氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氢氧化钙溶液作为第二碱，再生吸收液中 NaOH，付产品为石膏。 再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。 脱硫工艺系统 设计 两台炉各用一套脱硫吸收塔。 每套旋流脱硫除尘塔有以下设备组成：脱硫塔本体，主筒内有四层喷嘴，烟气经下部切向进入 除尘脱硫塔 ,使烟气呈高速旋转气流。 .在高速旋转气流中再加以四道旋转喷咀 ,喷流逆向喷淋注入碱性水，使水气充分接触，利用水气相对运动使水在烟气旋转离心力作用下被甩到除尘脱硫塔内壁自动形成水膜 ,起到非常好的除尘脱硫效果，烟气到除尘脱硫塔上部再进入脱水筒 ,烟气呈螺旋上升脱水。 脱水后的烟气进入热交换器于除尘脱硫前的高温烟气进行热交换，对净烟气进行升温，从而有效介决低温潮湿烟气造成引风机等的腐蚀。 （ 1） SO2吸收系统 SO2 吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括吸收塔、喷嘴、脱水筒和浆液 循环泵等设施、设备。 在吸收塔内，烟气中的 SO2被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的 NaOH 发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于 75mg/Nm3下排出。 脱硫塔采用开式喷淋塔（即“空塔”），结构简单，运行可靠，不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。 在喷淋塔内，吸收浆液与烟气逆流结构设计。 采用四层喷嘴将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率，并具有一定的除尘效果。 脱硫塔采用碳钢衬鳞片，上部 分为喷淋层和脱水筒两部分，每塔配置 2 台循环泵（一备一用）。 当脱硫系统解列或出现事故停机需要检修时，脱硫塔内的浆液流入沉淀反应池。 （ 2）烟气系统 锅炉机组燃煤的全部烟气量经各自的除尘器被送进脱硫塔，经洗涤脱硫后的烟气温度约 60℃，经引风机被送进共用烟道，最终由共用烟囱排入大气。 锅炉正常运行时，其脱硫系统亦同时运行。 正常运行时，无论脱硫装置处于何种工况都不会对锅炉和发电机组产生影响。 吸收塔低负荷运行时，可按吸收塔特性停运一层喷嘴。 整个脱硫系统随锅炉一起检修，更换喷嘴不需要停运锅炉。 （ 3）控制和电气系统 除尘脱硫系统将配备一套控制系统，能适应锅炉变负荷运行，极大地减少操作员的干预。 更重要的是系统中还设置了连锁保护和其它安全措施，以防止高温对系统设备的损坏及保障系统的可用性、设备的保护及安全。 （ 4）脱硫副产品处理系统 通过抓斗吊从循环沉淀池抓走石膏，最后将石膏一起外运或作其他处理。 （ 5）工艺水系统 FGD 装置所用的工艺水来源于电厂主体工程的工业水。 2 台炉两炉共设一个工艺水箱。 两塔共配 2 台工艺水泵 (1 用 1 备 )。 在 FGD 装置内水的损耗主要用于石膏附带水分和结晶水、以及蒸发水。 这 些损耗通 过输入新鲜的工艺水来补足。 工艺水还用来清洗吸收塔除雾器，同时也用作清洗所有输送浆液管道的冲洗水，包括：石灰石浆液系统、排放系统、石膏浆液管道、吸收塔循环管。