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山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议甲方：山西高义钢铁有限公司乙方：广州舒创有限公司2012年4月29日山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司1一一、、工工程程概概况况1．编制依据1.1关于山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫项目总承包招标要求。1.2国家现行的工程设计、施工规范、规程、定额和验收标准。1.3工程所在地的经济、交通、地形地貌、水文资料、物资材料供应和气象情况，以及场区的水、电、道路、通信等建设条件。2．工程概况工程名称：山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫项目总承包招标单位：山西高义钢铁有限公司建设地点：山西高义钢铁有限公司乙方式：总承包质量标准：合格工期要求：合同签订日起210天招标范围：360m2烧结烟气脱硫项目总承包。从设计、施工、设备采购、试运行（竣工验收）、培训、建设文件移交等全过程实行工程总承包。山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司2二二、、工工艺艺建建设设方方案案1．项目概况经过调查研究比较，山西高义钢铁有限公司360m2烧结烟气脱硫系统采用石灰石或石灰-石膏法脱硫。1.1山西高义钢铁有限公司360m2烧结烟气脱硫系统总体性能要求为：性能指标单位数据1.处理烟气量m3/h18000002.烟气进口SO2浓度mg/Nm3500-15003.液气比L/m3≤24.烟气通过脱硫系统的压降Pa≤15005.烟气出口SO2浓度mg/Nm3501.2脱硫塔的强度设计脱硫塔和塔顶烟囱强度设计满足下列荷载的危险组合：脱硫塔重载(自重、附属设备等)，地震载荷、风载和检修荷载。1.3脱硫系统总布置描述本工程为一台烧结机配合一台脱硫塔，脱硫前布置二台烧结风机，本脱硫系统不再专门设计脱硫引风机，脱硫后的出塔净烟气由塔顶烟囱排向大气。2．工艺设计2.1综述2.1.1任务和目的山西高义钢铁有限公司360m2烧结烟气脱硫工程建设时间紧，工期计划210天内完成。山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司32.1.2烟气条件山西高义钢铁有限公司360m2烧结烟气条件如下表序号名称单位数值备注1烟气量m3/h18000002SO2原始浓度mg/Nm3500-15003温度℃≤1502.1.3脱硫剂设计石灰石（或石灰）脱硫，石灰石（或石灰）为粉状，180目过筛率不少于90%，石灰粉或者石灰石粉的钙含量满足湿法脱硫工艺要求（CaO含量≥50%）。2.2气动乳化脱硫2.2.1气动机理气动乳化是一种过程，乳化是一种状态。气动乳化过程是这样形成的：在一圆形管状容器中，经加速的含硫烟气以一定角度从容器下端进入容器，与容器上端下流的不稳定循环液相碰，烟气高速旋切下流循环液，循环液被切碎，气液相互持续碰撞旋切，液粒被粉碎得愈来愈细，气液充分混合，形成一层稳定的乳化液。在乳化过程中，乳化液层逐渐增厚，当上流的气动托力与乳化液重力平衡后，最早形成的乳化液将被新形成的乳化液取代。2.2.2脱硫机理循环液带着被捕集的SO2断续流经均气室直至回到循环槽,在乳化室内，只要有足够的处理气流量，总将保持一相对稳定的乳化液层。含硫烟气在乳化室内参与了气动乳化过程，烟气中的SO2与乳化液层中的循环液微细液粒接触，由于在乳化液中，液粒的比表面积比起水山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司4膜除尘、喷淋除尘方式中液滴要大数倍至数十倍，因而，单位液量捕集SO2的效率显著增大。对于含硫烟气来说，液粒趋细，活化了液粒，更有利于化学净化过程。对于烟气，脱硫过程中的吸收、中和、氧化全部在乳化液层内完成。在工艺部分，结合电石泥/石灰脱硫，有更加具体的说明。2.2.3标准结构气动乳化脱硫塔由三部分组成，含硫烟气首先进入均气室，再进入气动乳化过滤元件组，最后通过气液分离室，净化后的烟气出塔并排入大气。各部件的作用简述如下：均气室的作用是均匀分配烟气给每一过滤元件，使每一过滤元件发挥同等的过滤作用。烟气分配不均匀，将严重影响过滤器除尘脱硫效率；气动乳化过滤元件组，是过滤器的核心，它提供一个主要是紊流掺混的强传质气动乳化空间，它是烟气净化的主要构件，气动乳化过滤元件的结构，气流速度，布液量都直接影响烟气净化的效率。气液分离室，用于气液分离，液气分离采用凝并和惯性原理，结构简单，气液分离室还有进一步除尘脱硫的作用。2.2.4气动乳化脱硫塔的应用气动乳化脱硫塔，在可靠性、液气比、脱硫率、耐磨、耐高温、耐腐蚀、防垢、防堵、防烟气带水、节能方面具有明显优势，13年以来有超过300台气动乳化脱硫塔的运行业绩。2.2.5技术重点采用气动乳化脱硫塔，优势在于提高脱硫率、与生产完全同步的运行率、极低的运行费用；采用气动乳化脱硫塔，关键在于脱硫塔的三耐二防，即耐磨、耐腐蚀、耐高温、防堵塞、防结垢；基础在于气动乳化的机理结构、没有喷嘴、316L不锈钢材质。山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司5完全落实三耐二防，是本次建设的重点。气动乳化脱硫，其经济性优势十分明显，年运行费仅为其他脱硫方式的30%。在本项目中，处理脱硫运行年运行费用555.9万元。2.2.6传统脱硫方式存在的问题——无处不在的腐蚀结垢和堵塞脱硫循环液含有钙、镁、铁等离子。这些离子会在塔内结垢，垢是混合结晶体，成长速度很快，结垢以后，脱硫系统完全报废。其他脱硫方式所用的脱硫塔，离不开喷嘴，连续工作的喷嘴不可避免地磨损、腐蚀、结垢、堵塞。喷嘴堵死后，脱硫失效。气动乳化脱硫塔是唯一不需要喷嘴的脱硫塔，没有喷嘴，不会堵塞。2.2.7气动乳化的防堵机理气动乳化脱硫塔的过滤元件不仅提供200mm×300mm的足够空间作为气流通道，更为重要的是，元件上面是高速旋转的乳化液层。通过每个过滤元件的透镜，可以一目了然地看到工作中的乳化液层，液层内的气液进行着高速旋切碰撞，冲涮着过滤元件。过滤元件与水平面成50度角。极大的元件间空间，以及循环液永不停顿地高速旋切碰撞，超过500多个案例已经证明，气动乳化塔不会堵塞。2.2.8气动乳化的耐腐机理气动乳化脱硫塔由316L不锈钢制作，其耐磨、耐腐蚀、耐高温价值已被证明，符合国际标准的316L不锈钢，耐含高氯离子浓度在内的各种强腐蚀浆液溶液的腐蚀。尽管316L不锈钢材料的单价一直是A3钢10倍。但10余年来舒创从来不以其他材质做塔，从来没有抱过任何侥幸心理，将脱硫塔穿孔风险转由用户承担。高温及热交变应力、高磨损、重腐蚀下，其他材料塔内防腐都不可靠。用316L不锈钢，万无一失。山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司62.2.9最节能的气动乳化气动乳化无喷嘴布液法仅对水量有要求，对水压没有要求，只要循环液够流入脱硫塔就行，其他方法需要较高的水压以求喷淋效果；气动乳化脱硫塔能使用任何脱硫剂，以更小的液气比，得到更高的脱硫率。非常节能。其他脱硫塔都带喷嘴，喷嘴必须克服0.15-0.2MPa的喷嘴阻力，才能产生符合脱硫要求的喷淋液，通常这种带喷嘴的脱硫塔的循环泵扬程需要60m，而不需要喷嘴的气动乳化脱硫塔循环泵扬程只需要20m，仅此单项，在相同循环液量的前提下，气动乳化脱硫已经节能66%，泵的扬程单项节能，仅为空塔喷淋的1/3。由于气动乳化是强传质脱硫，处理同样烟气量、同样浓度的含硫烟气，其液气比不到其他空塔喷淋脱硫的1/4。低扬程、低液气比，两项叠加综合节能效果明显，气动乳化强传质、低扬程、低液气比脱硫系统的能耗极低。小结：低扬程泵、低阻力塔、低循环液气比，气动乳化脱硫能耗极低，为用户降低脱硫成本，在运行费中，能耗占60%至80%，降低了能耗这个大头，用户的脱硫费用大大降低，实实在在省钱。乳化脱硫塔脱硫后生产二水石膏，应用广泛。所有采用气动乳化脱硫的用户，从来不需要为脱硫排放超标而困扰。2.2.10精巧设计以求完美脱硫设计精巧，源于我们的10多年的专业脱硫经验，我们在实践中精益求精，发展出了减少对仪表控制的依赖、容易操作能全天候经济运行的脱硫系统。而三耐二防、高效节能等用户的切实需求，已经完全融入项目的每个设计细节。山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司7气动乳化技术开发和项目建设得到国家的支持,双旋流器气动乳化脱硫塔获国家专利，更重要的得到了电力、石化、有色、冶金多行业的用户信任。2.3烟气系统2.3.1烟气系统主要设备组成序号名称单位数量规格型号101进口原烟气风门台23500mm×4000mm（尺寸数量暂定，或3500mm×8000mm一台）102旁路风门台2DN4000mm（尺寸数量暂定，或4500mm×4500mm一台）103塔顶烟囱台1DN6500mm×30000mm，A3钢外简，内衬316L不锈钢2.3.2烟气系统工艺流程详见烟气系统工艺流程图(PID)。2.4SO2吸收系统2.4.1吸收系统的组成和脱硫塔序号名称单位数量规格型号201脱硫塔本体台1材质：316L不锈钢；详细见设备表。除雾器层2层数：2山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司8序号名称单位数量规格型号202循环池（土建）台25000mm×5000mm×3000mm203循环槽搅拌机台2顶进式54rpm，7.5kw204循环泵台4流量：500m3/h；压头：26m205管道加压泵台120m3/h；压头：50m1350×36气动乳化脱硫塔的技术要求1）脱硫塔技术气动乳化脱硫塔2）专利权属广州舒创有限公司3）专利号ZL200820012148.44）脱硫塔材质100%进口316L不锈钢5）连支撑脚外型总尺寸11000mm×11000mm×12300mm（以实际为准）6）塔内电动部件无7）塔内活动部件无8）处理烟气量1800000m3/h9）设计烟气进口SO2浓度500—1500mg/m310）设计烟气出口SO2浓度50—100mg/Nm311）设计烟气温度0℃--500℃12）均气室数量1组13）总过滤器数量36组14）单个过滤器外型尺寸φ1530mm×3000mm山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司915）过滤器内流速5～9m/s16）总乳化发生器数量36个17）除雾器个数1个18）脱水除雾器外型尺寸11000mm×11000mm19）烟气除雾器流速2～5m/s20）脱水除雾器内除雾层数221）脱水除雾器防堵自动冲洗22）脱硫塔使用寿命≥10年23）适用脱硫剂石灰/石灰石24）脱硫剂浆液含固体率≤18%2.4.2吸收系统的工艺流程烟气从脱硫塔下部的均气室进入脱硫塔，在脱硫塔的吸收区，烟气与循环液充分传质，烟气中的SO2被脱除，脱硫后烟气经除雾后从塔顶离开脱硫塔。吸收了SO2的浆液落入塔的下部，流入脱硫塔循环槽，槽中被加入氧化空气，浆液就地氧化生成石膏。脱硫塔采用316L不锈钢制作，确保脱硫塔不会因腐蚀而停用。脱硫塔的中部是核心部件-气动乳化过滤单元，有36个过滤单元，每个高3m，确保了烟气中的SO2能稳定达标排放。脱硫塔的上方为除雾器，用来除去净化后烟气中夹带的水分。除雾器是塔的一部分，除雾器要求气流速度越小越好，速度小，水滴的动能小，便于捕捉。循环槽的底部布氧化空气管，槽内设搅拌器，搅拌器防止循环浆液沉淀，循环浆液在循环槽内由脱硫循环泵送入脱硫塔脱硫。详见吸收系统工艺流程图（PID）。山西高义钢铁有限公司360m2烧结机烟气脱硫技术协议广州舒创有限公司102.4.3吸收机理脱硫塔是系统的核心，湿法烟气脱硫效率由塔的传质能力决定，与液气二相在塔内接触程度相关。在塔内，SO2被水吸收，成为亚硫酸（氧化后为硫酸），再与碱性物（或二性物）反应生成亚硫酸盐及硫酸盐。石灰脱硫主要产物是石膏。其反应为：SO2的吸收：SO2(g)↔SO2(aq)SO2(aq)+H2O↔H++HSO3-HSO3-↔H++SO32-HSO3的氧化HSO3-+½O2↔H++SO42-H++SO42-↔HSO4-固