20th燃油锅炉的烟气脱硫工艺设计

目录任务书..........................................................................................................................ⅰ1.综述1.1烟气脱硫技术研究进展............................................................................................11.2石灰石／石灰-石灰法的反应机理..........................................................................31.3烟气脱硫技术发展趋势............................................................................................42.设计说明书............................................................................................................52.1概况...........................................................................................................................52.2设计依据、原则及设计范围...................................................................................52.3工艺设计...................................................................................................................52.3.1工艺流程................................................................................................................52.3.2主要设备设计/选型..............................................................................................92.4非工艺设计...........................................................................................................122.5项目经济评价.........................................................................................................152.5.1工程投资..............................................................................................................182.5.2工程运行费用......................................................................................................203.计算说明书...............................................................................................………223.1急冷塔.....................................................................................................................223.2吸收塔.....................................................................................................................243.3换热器.....................................................................................................................243.4泵和风机的选型计算.............................................................................................274.参考文献...............................................................................................................285.工程图纸攀枝花学院本科课程设计3计算说明书任务书油耗量1.4t/h，燃油平均含油量1.5%，出口烟气温度280℃，锅炉年运行时间5500h。由以上数据确定燃油锅炉的烟气脱硫工艺流程和主要反应设备的设计参数及工艺的主要技术性能参数和经济评价。攀枝花学院本科课程设计3计算说明书31综述我国燃煤工业锅炉烟气脱硫起步较早，但发展缓慢。早在50年代初，我国南京永利宁化工厂就在工业锅炉内喷撒石灰，以防治烟气中2SO对锅炉护管及设备的腐蚀，其效果较好。在80年代之前，我国燃煤工业锅炉烟气脱硫的研究及开发，基本上处于停滞阶段。到了80年代末或90年代初，由于我国大气2SO污染及酸雨污染日趋严重，研究与开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术便应运而生。许多部门着手研究及开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术。1995年8月，我国修改后的《中华人民共和国大气污染防治法》的正式出台，2SO在法规上定义为我国重要的必须治理的大气污染物，2SO污染防治及酸雨污染防治纳入法律条文，以法规形式确保2SO污染防治和酸雨污染防治。随着《中华人民共和国大气污染防治法》的贯彻和执行，在很大程度上促进了燃煤工业锅炉烟气脱硫的研究与开发。我国相当多的高等院校，中国科学院的院所，各部委的科研机构，地区的科研部门，环保局的科研院所，以及民营科研机构等，对燃煤工业锅炉烟气脱硫技术纷纷进行研究与开发。参加研究与开发的单位之广，人数之多，时间之长，在我国历史上实属罕见。燃煤工业锅炉烟气脱硫以其存在问题多，治理难度大，而成为我国当今令人关注的热点。由中国环境科学学会发起和主办的三届务实和卓有成效的“全国燃煤锅炉烟气脱硫技术交流会”，把我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术研究与开发，从引进、学习、消化、模拟阶段推进到独立自行研究与开发阶段，进一步推进到富有独创的研究与开发阶段。三届技术交流会，极大地促进了科研单位之间烟气脱硫技术的交流与学习，沟通了科研单位和用户之间的产销关系，促进了烟气脱硫技术及设备进入燃煤工业锅护的市场。可以说，中国环境科学学会，在促进我国烟气脱硫技术研究与开发方面功不可抹。1.1我国燃煤烟气脱硫技术现状在90年代不到10年内，我国研究与开发的烟气脱硫技术多达50种以上。时间短，种类多，技术广，在人类烟气脱硫研究与开发历史上也不多见。在研究与开发的50多种燃煤工业锅炉烟气脱硫技术中，包括炉内直接喷石灰/石灰石、沸腾床石灰石和喷雾干燥法等干法烟气脱硫，钙碱法、氨碱法、钠碱法及镁碱法等湿法烟气脱硫。湿法烟气脱硫占95%左右，干法烟气脱硫占5%左右。目前，干法烟气脱硫除个别方法外，仍处于研究及中试阶段，尚未工业化，近期内很难推广应用。湿法烟气脱硫趋于成熟，正处于工业化应用，是当前可行的脱硫技术。湿法又分为除尘脱硫组合—体化设备，和除尘与脱硫分体组合式设备。在研究与开发的50多种烟气脱硫技术中，运行稳定、安全可靠的烟气脱硫技术大约有10种左右，其脱硫效率均能达到国家允许的排放标准。其性能为脱硫效率较高(70～攀枝花学院本科课程设计3计算说明书490%)，无二次污染，液气及灰水分离良好，防腐、耐磨，无结垢、无堵塞、运转效率高(90%)，使用寿命长(10年以上)，能耗低，价格低廉，工艺过程及设备结构简单，操作方便，占地面积小。不到10年内，在烟气脱硫研究及开发中，一向被人们认为难以解决的腐蚀、磨损、结垢及堵塞等棘手的问题，取得突破性的解决，脱硫设备的使用寿命在10年以上，运转效率在90%以上。相当—部分关键技术，如防腐、耐磨、防结垢、防堵塞、灰水分离、液气分离等，达到或接近国际的先进技术。现就目前应用较为广泛的烟气脱硫技术进行介绍。1.1.1石灰石/石膏法石灰石/石膏法是目前应用最广泛、最多、最成熟的典型的湿法烟气脱硫技术。我国湿法烟气脱硫率可达98％以上，接近100％。国内采用此法脱硫的电厂主要有：重庆珞璜电厂一期、重庆珞璜电厂二期、太原第一热电厂、重庆电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂、陕西韩城第二电厂等。该工艺具有操作方便、原理简单、脱硫效率高(部分机组Ca／S接近1，脱硫效率超过9O％)、可应用于大容量机组、高2SO浓度条件、可利用率高(90％)、吸收剂来源广泛、价格也低廉、副产品石灰具有综合利用价值、运行和维护成本以及脱硫成本较低，是目前公认应用最广泛、技术最为成熟的脱硫技术。1.1.2喷雾干燥脱硫法(SDA法)SDA法是美国JOY公司和丹麦NIRO公司联合研制出的脱硫工艺。目前，国内采用此工艺的电厂主要有四川白马电厂和山东黄岛电厂等。此工艺脱硫效果不是太高(一般在7O％左右)，适合于中、低硫煤的脱硫。四川白马电厂机组每台容量为200MW，采用200目的生石灰aCO纯度在6O-70％)处理含硫量在3．2％左右的燃煤烟气(80003/mh)，脱硫效率可达到8O％左右。山东黄岛电厂机组每台为210MW，采用粒径4rflm纯度为7O％的生石灰处理含硫量为1．86％的燃煤(烟气为3000003/mh，炉后抽出部分烟气)脱硫效率为7O％左右。SDA工艺的特点：(1)工艺简单，操作简便安全；(2)维护费用低；(3)腐蚀性小，可采用普通碳钢制造；(4)采用静电除尘器或布袋除尘器；(5)过程无废水产生；(6)压降低，能耗少，符合当前节能减排的要求；(7)可适用于低、中、高硫煤。1.1.3炉内喷钙尾部增湿活化法(LIFAC法与LIMB法)LIFAC法由芬兰Iv0公司和TAMPELLA公司联合开发的基于炉内喷钙技术基础上发展起来的新型烟气脱硫工艺。传统炉内喷钙工艺的脱硫效率仅为2O～3O％，而LIFAC法在空气预热器和除尘器间加装一个活化反应器，并喷水增湿，促进脱硫反应，脱硫效率可达到7O～75％。LIFAC法比较适合中、低硫煤，其投资及运行费用具有明显优势，较具竞争力，比较适合中小容量机组和老电厂的改造。LIMB法与LIFAC法实质相同，只是增加了多级燃烧器以控制NOx的排放，分级送风燃烧攀枝花学院本科课程设计3计算说明书5的采用使得局部温度降低，既可减少NOx的生成，还可以使钙基脱硫剂避免受炉内高温烟气的影响，减少了脱硫剂表面的“死烧”，增加了反应表面积，提高了脱硫效率，国内主要在辽宁抚顺电厂和南京下关电厂应用，该工艺具有操作简单、占地面积少、脱硫率中等、吸收剂消耗量大，主要应用于低硫煤。辽宁抚顺电厂用此法，用石灰石处理4800003mh烟气量(燃煤含硫量为0．54％)，脱硫效率仅为4O％左右。南京下关电厂应用该套装置处理含硫量为0．92％燃煤，处