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1燃油锅炉烟气脱硫工程设计方案上海应用技术学院2008年2月21项目背景为了进一步降低锅炉烟气中的SO2含量，该厂拟对锅炉排出的烟气进行处理，要求烟气脱硫效率达到80%（或净化后烟气中SO2浓度不大于100mg/m3），特委托我方进行该锅炉烟气脱硫工程设计方案编制工作。2工程规模2.1气量与成分公司现有6t燃油锅炉1台，2t燃油锅炉1台需进行烟气脱硫，燃料为0＃低硫轻柴油。其中6t燃油锅炉的运行参数为：耗油量4～5t／d，锅炉运行时间：20h/d，排烟方式：直接排烟，不用引风机；烟气量：7360Nm3/h，烟气成分：SO2:500mg/m3，NOx:230mg/m3。烟气温度：160℃。2.2处理要求根据公司环保部门要求，排放气体中SO2小于100mg/m3，去除率80%以上。3工艺论证3.1脱硫工艺系统锅炉烟气脱硫根据不同的燃料、燃烧方式及锅炉的大小有不同的工艺，目前可分为干法与湿法两大类：3a)干法脱硫：采用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂。其优点是净化后烟气温度降低不多，从烟囱向大气排出时易扩散，无废水问题；缺点是脱硫率低。b)湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤烟气，以除去SO2。其优点是脱硫率高，易操作控制；缺点是存在废水后处理问题，烟气经洗涤处理后，烟气温度降低较多，不利于高烟囱排放扩散稀释，易造成污染，目前实际中广泛使用的是湿法，因为SO2酸性气体，采用碱液吸收。湿法脱硫主要有以下几种：石灰-石灰石法、氨法、钠碱法、氧化镁法、碱性硫酸铝-石膏法、海水法等。大部分用于大型的燃煤电厂锅炉的排烟脱硫上，每种方法均有其特点，有的可回收脱硫副产（如硫铵、亚硫酸钠、硫酸钠等），有的可根据沿海的特点，利用海水进行脱硫。经过对上述方法进行比较分析，结合本工厂锅炉的具体情况（锅炉吨位小，烟气量少，烟气中SO2浓度低，脱硫副产品产量低，不适宜回收等），我们认为钠碱法较适于本工程烟气脱硫。钠碱法采用的吸收剂主要为NaOH或Na2CO3,得到的产物一般为Na2SO3、NaHSO3或Na2SO4。目前公认的反应原理是钠碱先与SO2在有水的条件下发生反应，生成Na2SO3，再以Na2SO3为主进行吸收烟气中的SO2，反应生成NaHSO3。其流程可如下图所示：循环吸收液净化后气体（加热）至烟囱烟气风机4该方法特别适用于SO2浓度低的气体，其优点是系统简单、投资较低。同其他碱性吸收剂相比，钠碱的优点有：（1）比钙碱的深解度高，避免了结垢、阻塞等问题；（2）比钾盐的资源丰富、价廉；（3）与氨相比，便用运输、贮存，且钠碱吸收能力大，吸收剂用量相对较少。钠碱法脱SO2效果好，脱除效率完全可以达到80%以上。3.2吸收液系统用纯碱配浓度约为200g/L的溶液，同时加入纯碱用量十二万分之一的对苯二胺作为阻氧剂，再加入210g/L烧碱溶液，加入量相当于纯碱用量5%左右，便形成吸收液。吸收液循环使用，当吸收液pH值达5.6-6.0时，形成吸收富液排出。吸收富液中NaHSO3浓度约为250g/L。根据物料衡算，本工程中排出吸收富液体积流量约为25L/h，即每天产生600L吸收富液，5吸收富液较少，按传统方法回收其中的Na2SO3是不经济的做法，建议将富液积累一定数量后直接卖出。3.3烟气排放系统锅炉烟气经吸收塔后温度下降较多，通常在40℃-60℃,且含有大量饱合水蒸气，烟气顺利排放时温度一般需在70℃以上。故需烟气加热装置加热后排入烟囱。常用的烟气加热装置有混合法、电加热法、燃烧法、换热法。其中换热法属于能量再生式换热，在烟气脱硫中较为常用。4工艺设计4.1脱硫系统设计1）吸收塔（填料塔）气量：5150Nm3/h，吸收条件下时约为6200m3/h液体喷淋密度：12m3/(m2.h)空塔气速：0.5m/s气液比：3L/m3塔径：2200mm气液接触时间：10s填料高度：8m塔压降：0.50kPa/m总压降：4.0kPa6吸收液循环槽容积：20m3吸收液循环槽高度：2m吸收液循环槽直径：3.5m塔总高度12m结构型式：钢板（防腐）2）回转式换热器一套，气体流量：5150Nm3/h3）增压风机流量：7500Nm3/h（实际,）气压：50.Kpa数量：2台流量：3500Nm3/h气压：50.Kpa数量：2台4）吸收液循环泵流量：40m3/h扬程：15m功率：5.5KW数量：两台（一用一备）6）吸收液排放泵数量：两台（一用一备）流量：1.0m3/h7扬程：18m功率：1.1KW4.2工艺水系统设计1）碱溶解箱（两台）有效容积：1.0m3直径：1.2m有效高度：1.0m结构型式：钢板（防腐）配搅拌机（一台）2)吸收液贮存箱有效容积：6.0m3平面尺寸：2×2m有效高度：1.5m结构型式：钢板（防腐）配补液除雾泵：数量：两台（一用一备）流量：3.0m3/h扬程：18m功率：1.1KW3)事故放空池有效容积：30m38平面尺寸：4×5m有效高度：1.5m结构型式：钢混（防腐）配事故液返回泵：数量：一台流量：30m3/h扬程：15m功率：4.0KW4）吸收富液贮存箱有效容积：18m3平面尺寸：3×3m有效高度：2.0m结构型式：钢板（防腐）5土建设计设计说明：1)本工程建筑结构安全等级二级，设计使用年限25-50年，耐久等级3级。2）由于建设区属我国东南沿海地震带的东北端，受远端地震波影响，为少震、弱震区，抗震设防烈度为6度。3)构筑物施工时混凝土添加HEA抗裂防水剂，抵偿混凝土收缩，避免混凝土开裂，使混凝土结构更加密致，从而大大降低了渗透系数，9提高混凝土抗渗性能。并在施工中可不设伸缩缝，保证混凝土建筑施工的连续性。在抗裂和抗渗等几个方面保证混凝土的防水效果。4)主要结构材料的选用(1)建筑混凝土采用C25，钢筋采用Ι级(fy=210n/mm2)和П级钢(fy=310n/mm2)，框架填充墙采用轻质加气混凝土砌块。(2)结构物混凝土采用C30，抗渗标号S6，添加HEA抗裂防水剂。(3)建筑、构筑物的予埋件采用A3钢，并作防锈防腐处理。6电气与自控设计6.1电气设计供电形式：本处理站所有用电设备功率较小，根据设备情况，采用低压0.4KV专用线供电。结线形式：二路进线接入低压进线柜。6.2自控设计本工程中，所有水泵均以液位计自动控制其运行。吸收液进出采用pH计在线控制。相应的阀件根据参数状态自动启闭。整个系统采用微机控制其运行。107投资估算7.1直接投资序号名称数量单位总价(万元)土建投资1塔基础16m22事故放空池30m33其它设备投资1填料塔（含配件）1座2回转式换热器1套3增压风机4台4吸收液循环泵2台5吸收液排放泵2台6碱溶解箱2个7搅拌机2台7吸收液贮存箱1个8补液除雾泵2台9事故液返回泵2台10吸收富液贮存箱1个11管材12阀件13仪表14电柜及控制系统15运输费16安装费总计117.2间接费用序号费用名称金额(万元)1设计费(6%)2调试费3%3管理费6%小计9附工艺流程图