烟气脱硫工艺设计及规范

目录术语通用规定石灰/石灰石-石膏法氨法钠法氧化锌法氧化镁法活性焦（炭）法高分子有机溶液法循环流化床法喷雾干燥法海水法双氧水法术语0.设计规范：对设计的具体技术要求，是设计工作的规则。规范里的限定性词语规定了对该条文执行的严格程度：“应该”就是必须执行；“不宜”就是可执行可不执行；1.吸收剂：指脱硫工艺中用于脱除二氧化硫（SO2）等有害物质的反应剂，非气液接触脱硫用反应剂又被称为“脱硫剂”；2.烟气净化：指除去烟气中的烟尘、挥发性金属及其化合物、气态非金属化合物等对脱硫过程有害的杂质；3.再生塔：通过加热的方式，实现再生吸收剂、回收SO2的装置。也称为“解吸(析)塔”；4.副产物：吸收剂与烟气中SO2等反应后生成的物质。达到产（成）品标准的也称为“副产品”；5.废水：脱硫过程中产生的含重金属、酸以及其他有害杂质的溶液。达到一定酸浓度的溶液也称为“废酸”；6.液气比：指吸收塔入口循环液体积流量与吸收塔入口烟气体积流量(湿基)的比值，单位L/m3（标况）。7.装置可用率：指脱硫装置每年正常运行时间与主装置每年总运行时间的百分比。装置可用率=(A-B)/A×100%式中：A：主装置每年的总运行时间，h。B：脱硫装置每年因脱硫系统故障导致的停运时间，h。8.脱硫效率：脱硫装置脱除的SO2量与未经脱硫烟气中所含SO2量的百分比。脱硫效率=（C1-C2）/C1×100%式中：C1：脱硫前烟气中SO2的折算浓度，mg/m3；C2：脱硫后烟气中SO2的折算浓度，mg/m3。9.液气比：指吸收塔入口循环液体积流量与吸收塔入口烟气体积流量(湿基)的比值，单位L/m3（标况）。10.生石灰消化：指生石灰（CaO）与适量的水反应，生成消石灰（Ca(OH)2）或者生成消石灰浆液。11.氨回收率：指氨法脱硫工艺中氨的量与用于脱硫的氨的量之比。12.吸收塔内饱和结晶：吸收塔内，利用进口烟气的热量，使副产物溶液达到饱和并析出晶体的过程，又称为塔内结晶。13.吸收塔外蒸发结晶：吸收塔外，利用蒸汽等热源，将副产物溶液进行蒸发并析出结晶的过程，又称为塔外结晶。14活性焦：指一种以煤为主要原料，经过炭化、活化后所制备的圆柱状多孔材料，用于脱除烟气中的二氧化硫。15.吸附硫容：指把一定质量的活性焦填充于吸附柱中，指定二氧化硫浓度的污染气体，在恒温、恒湿、恒压下以一定的速度流过，在规定的时间内活性焦吸附二氧化硫增重所占填充样品质量的百分比。16.高分子有机溶液：指脱硫工艺中用于低温吸收二氧化硫（SO2），高温解吸出SO2，可循环利用的液体反应剂。17.富液/贫液：富液指溶剂类脱硫工艺中吸收了二氧化硫（SO2）的吸收液；贫液指经过再生二氧化硫（SO2）后的吸收液。18.海水恢复系统：指将吸收塔出口脱硫后的海水经中和、曝气等方法使最终排放的海水水质恢复到满足相关水质要求的系统。一般包括曝气池、曝气风机和曝气器等。19.曝气池：指利用中和、曝气方法对海水进行水质恢复处理的构筑物。工艺选择：1.烟气脱硫工艺应根据主体工艺操作制度、烟气性质（包括二氧化硫浓度和气量的波动）、二氧化硫排放控制总量、脱硫效率、脱硫剂供应、自然资源情况、脱硫副产物的综合利用、废水/废渣排放、厂址条件以及技术经济指标等因素，综合比较后确定。2.应考虑烟气及烟尘中的有害成分对脱硫剂活性、脱硫副产物质量的影响，对达到一定量、对环境有害的成分应集中无害化处理。3.除海水脱硫工艺外，应选用副产物综合利用的脱硫工艺，不应选用副产物抛弃脱硫工艺。4.脱硫装置负荷波动应适应主装置的负荷变化。5.脱硫装置入口烟气含尘量应小于1g/Nm3。6.脱硫效率应满足国家现行排放标准以及当地污染物排放总量控制的要求，脱硫装置可用率应不低于95%。通用规定：设计基础：设计基础应包括下列内容：1、烟气量（标态）；2、烟气成分（湿基，实际含氧量）、烟尘成分及烟尘浓度:序号成分单位序号成分单位1N2%9Fmg/Nm32O2%10Clmg/Nm33CO2%11Asmg/Nm34H2O%12NOXmg/Nm35CO%13H2Smg/Nm36SO2mg/Nm314二噁英类ngTEQ/Nm37SO3mg/Nm315其它8Hgmg/Nm33、烟气正常温度（℃）、事故烟气温度（℃）；4、烟气压力（Pa）及波动范围；5、脱硫剂成分；6、所在地水质分析资料；7、所在地气象资料；8、主工艺的操作制度。物料衡算：1、标准烟气流量和实际烟气流量转换时，烟气可视为理想气体。2、物料衡算的主要参数，应包括二氧化硫、三氧化硫、氧气、氮气、二氧化碳、氮氧化物等的体积流量；烟尘和挥发物包括氟、氯、汞、砷、铅、硒等对脱硫反应和环境排放有影响的有害物质浓度；烟气温度、烟气压力等。3、烟气量、烟气成分波动较大时，应对最大、正常、最小烟气条件下分别做物料平衡计算。4、计算结果中脱硫后的烟气中二氧化硫浓度须换算成干基、基准过量（过剩）空气系数的数值。5、采用湿法脱硫工艺，烟气应达到100%绝热饱和，水蒸气含量应为绝热饱和温度下的100%，烟气温度取比饱和温度高1～2℃。热量衡算：1、吸收应按绝热过程计算，吸收塔（脱硫塔）的热损失可忽略不计。2、吸收塔（脱硫塔）的热平衡内容，应包括入口烟气显热、入口烟气水蒸气潜热、反应热、吸收剂（脱硫剂）带入热、补充水带入热、排放浆液（废水）带出热、出口烟气显热、出口烟气水蒸气潜热。3、吸收剂制备、副产品（副产物）处理等可不做热量平衡计算。设备选型：1：各类设备的选型应满足长期安全可靠运行的要求。2：增压风机大容量吸收塔的脱硫增压风机宜选用静叶可调轴流式风机或高效离心风机。当风机进口烟气含尘量能满足风机要求，且技术经济比较合理时，可采用动叶可调轴流式风机。烟气量小于360Nm3/s时，每座吸收塔宜设置一台增压风机；当多台主机排烟合用1座吸收塔时，应根据技术经济比较比较后确定风机数量。对烟气量在720～840Nm3/s时，经技术经济比较确定，可设置1台、也可设置2台增压风机；对于烟气量在960～1200Nm3/s时，宜设置2台增加风机。增压风机的风量应为满负荷工况下的烟气量的110%；增压风机的压头应为脱硫装置在满负荷工况下并考虑10℃温度裕量下阻力的120%。3：吸收塔（脱硫塔）吸收塔的选型应满足结构简单、脱硫效率高、阻力小、操作维护方便、投资低的要求。吸收塔宜选用喷淋塔、填料塔、湍冲塔、旋流板塔等，应选用耐磨损和耐酸、碱、氯离子、氟离子腐蚀的材质。吸收塔应设置除雾器，除雾器应满足雾滴捕集效率高、阻力小、易冲洗、耐腐蚀、方便维护等要求。4：泵类设备浆液循环泵数量宜按多用一备选择；循环泵过流部件应耐磨损和耐酸、碱、氯离子、氟离子的腐蚀。设备布置及管道敷设设备布置：1、应按照工艺流程的顺序布置，满足烟道和管道短捷、顺畅的要求。2、公用设施宜与主体工程共用。3、在满足安全、生产、维护的前提下，设备布置应紧凑。4、符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。吸收塔（脱硫塔）布置：1、除寒冷地区外，塔设备宜布置在室外。2、塔内液体重力自流到泵槽或其他设备时，安装高度应根据塔内液面压力、流入设备高度、流入设备内部压力及管道压力降等因素确定。3、吸收塔宜布置在烟囱附近，浆液循环泵（房）应紧邻吸收塔布置。氧化风机宜布置在吸收塔附近，氧化风机采用罗茨风机时，应加设隔音设施。4、吸收剂制备及脱硫副产物处理场地宜在吸收塔附近集中布置，或结合工艺流程和场地条件因地制宜布置。增压风机布置：1、湿法烟气脱硫增压风机宜布置在吸收塔或烟气净化之前；半干法烟气脱硫的增压风机宜布置在脱硫塔之后。2、新建湿法烟气脱硫项目，增压风机宜与引风机合并。泵类设备布置：1、寒冷、多风、多沙地区宜将泵布置在室内；2、泵房设计应符合《泵站设计规范》GB50265中防火、防爆、安全、卫生、环保的规定，并应设置采暖、通风、采光、噪声控制等措施；3、泵布置在室外时，宜布置在管廊的下方或侧面，也可布置在被吸入设备或吸入侧设备的附近；4、在多雨地区，泵应布置在管廊下方或框架下面；5、布置泵时应便于阀门安装、操作和检修；6、泵基础边应设置带盖板的排水沟，也可使用排水漏斗和埋地管；7、当移动式起动设施无法接近质量较大的泵及其驱动机时，应设置固定式起吊设施，如吊梁、单轨吊车或桥式吊车。烟囱：烟囱内衬材料、出口直径、高度等应根据脱硫工艺、出口温度、含湿量、环保要求以及运行要求等因素确定，烟囱的设计应符合《烟囱设计规范》GB50051的规定。已建工厂新建脱硫装置时，应对现有烟囱进行分析鉴定，确保烟囱安全运行。管道敷设：1、管道敷设应根据总平面布置、管内介质、施工及维护检修等因素确定，在平面及空间上应与主体工程协调统一。2、管道宜与建筑物及道路平行敷设，干管宜靠近主要用户或支管多的一侧。3、脱硫装置区的管道除雨水下水道、生活污水下水道外，其他宜采用综合架空方式敷设。过道路地段，净高宜不低于5.0m；低支架布置时，人行地段净高宜不低于2.5m；低支墩地段，管道支墩宜高出地面0.15m～0.30m。4、脱硫装置区内的浆液沟道当有腐蚀性液体流过时应做防腐处理，废水沟道宜做防腐处理，室外电缆沟道设计应避免有腐蚀性浆液进入。5、雨水下水管、生活污水管、消防水管及各类沟道不宜平行布置在道路行车道下面。管道：烟气管道及材质设计1、根据输送介质的特性，选择合适的材质和流速；2、管道材质宜选择碳钢、不锈钢、碳钢内衬玻璃鳞片等；3、烟气流速宜取10m/s～20m/s。液体管道及材质设计1、浆液管道应根据输送介质特性选择材质和流速。流速的选择既要避免浆液中颗粒物的沉淀，又要减少对管道的磨损、降低管道阻力。2、浆液循环泵管道宜选用衬胶或玻璃钢管道；溶液输送管道材质可选玻璃钢、工程塑料管道、碳钢衬胶、316L不锈钢，具体材质应根据介质的浓度、温度、压力以及管道布置等因素选择。3、浆液管道上应有排空和停运自动冲洗的措施。4、浆液管道上的阀门宜选用蝶阀。阀门直径宜与主管道一致。5、所有泵类设备进、出口可曲挠橡胶接头的口径与管道口径一致，即泵进、出口先连接大小头，然后通过可曲挠橡胶接头与管道连接。6、液体管道流速：介质流速（m/s）泵前泵后自流浆液1.0-2.02.0-3.01.0工艺水、冷却水、废水1.0-2.02.0-3.01.0石灰/石灰石-石膏法该工艺采用液态钙基为吸收剂，与烟气中的SO2反应，生成亚硫酸钙，亚硫酸钙经强制氧化后生成硫酸钙（石膏）。石灰石-石膏法是目前世界上应用最为广泛的脱硫方法，所占比例在90％以上。脱硫系统主要包括烟气系统；吸收系统；除雾系统；石灰石浆液制备及供应系统；石膏脱水系统；废水处理系统。该工艺以技术成熟、运行可靠，脱硫剂来源广泛且价格便宜，系统投资低等优点而被国内外广泛应用，是目前最为成熟的烟气脱硫技术之一。石灰/石灰石-石膏法适应范围：由于吸收剂廉价、易得，适用于各行业烟气脱硫特点：技术成熟、运行可靠；系统投资低；脱硫效率较高；是目前最为成熟的烟气脱硫技术，被国内外广泛应用一般规定：副产物石膏应达到再利用的要求。脱硫装置应由吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、脱硫副产物处置系统、脱硫废水处理系统、烟气系统、自控和在线监测系统等组成。吸收剂：石灰石：碳酸钙（CaCO3）含量宜高于90%；石灰石粉宜采用细度325目90%过筛率。石灰粉：氧化钙(CaO)含量宜高于85%。消石灰：氢氧化钙(Ca(OH)2)含量宜大于90%（干基）,酸不溶物宜小于3%（干基）。钢渣、电石渣等钙基碱性反应剂：氢氧化钙(Ca(OH)2)含量宜大于75%（干基），酸不溶物宜小于5%（干基）。石灰石浆液的密度宜为25-30%（wt）。副产物：脱硫石膏应进行脱水处理，石膏脱水后纯度大于等于90%，含水率宜小于等于10%。石膏应能用于生产石膏板和用作生产水泥的填料或掺合物，并符合建材行业标准《烟气脱硫石膏》JC/T2074的相关要求。脱硫废水处理应符合下列规定：1、脱硫装置废水排放处理系统可以单独设置，也可经预处理去除重金属、氯离子等后排入主厂废水处理系统进行处理。对废水含盐量有特殊要求的，应