某40t锅炉烟气除尘脱硫技术方案

烟气除尘脱硫技术方案第1页共15页40t/h锅炉烟气除尘脱硫方案1．设计依据1.1业主提供的设计技术参数：名称数据名称数据1．锅炉类型（型号）燃煤炉13．净化后SO2排放浓度121mg/m32．锅炉年运行时间7200h14．除尘效率99.8%3．锅炉蒸发量40t/h15．除尘烟气出口温度65℃4．锅炉烟气量132000m3/h16．除尘SO2出口浓度mg/m35．锅炉耗煤量8000kg/h17．引风机型号Y4-73-11NO18D6．燃烧含灰量28.6%流量141210m3/h7．燃煤含硫量2.5%全压703Pa8．锅炉出口烟气温度1590℃电机功率55kw9．锅炉排气侧压力损失Pa18．可提供最大循环水量50m3/h10．烟尘初始排放浓度19．允许最大占地面积200m211．SO2初始排放浓度2424mg/m320．场地平面图12．净化后烟尘排放浓度mg/m31.2自然条件1.2.1气象最高气温℃，最低气温℃；夏季平均气压Hpa，冬季平均气压Hpa；最大风速m/s，平均风速m/s；最大降雨量mm，最小降雨量mm。1.2.2水文地质烟气除尘脱硫技术方案第2页共15页地下水位高程为m。最大冻土深度mm；地震烈度6度。场地土类别3类，海拔高度米。1.3主机型号与参数锅炉型号：煤粉炉。1.4技术要求①除尘效率：＞99.8%；②脱硫效率：≥95%；③烟尘排放浓度：＜mg/Nm3；④脱硫后的烟气温降：＜65℃；⑤装置总阻力：＜800pa；⑥碱液PH值：11~12.6；⑦排放烟气含湿率：≤6.5%：⑧林格曼黑度1级。1.4.1国家对火电厂烟气SO2允许排放浓度：当燃煤含硫量S≤1.0％时，为2100mg/m3；当燃煤含硫量S＞1.0％时，为1200mg/m3；烟气除尘脱硫技术方案第3页共15页1.4.2国家现行SO2排放限值表新建、改建、扩建工程SO2排放限值最高允许排放浓度/（mg/m3）最高允许排放速率/（kg/h）无组织排放监控浓度限值排气筒高度/m二级三级监控点浓度/（mg/m3）960（硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物生产）1520304050607080901002.64.322253957771101301703.56.6385883120160200270周界外浓度最高点0.40550（硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物使用）1.5质量要求1.51烟气脱硫后含湿度控制在国家标准范围内，含湿率≤6.5%，引风机不带水、不积灰,不震动；1.52主体设备正常使用寿命15年以上；1.53塔内设备不积灰、不结垢；烟气除尘脱硫技术方案第4页共15页1.54补水管、冲洗管为不锈钢厚壁管道或硬塑管；1.55主塔采用耐火阻燃玻璃钢材质制做。2．技术规范与标准2.1技术要求按《HCRJ040-1999》规定执行；2.2火电厂大气污染物排放标准《GB13271-2001》；2.3小型火电厂设计规范《GB50049-94》；2.4国家环保局制定的《燃煤SO2排放污染防治技术政策》；2.5国家标准《GB13223—1996》，《JB/2Q4000.3-86》；2.6地方标准：按当地环保部门有关规定执行；2.7国家标准：《大气污染源综合排放标准》。3.烟气脱硫技术方案3.1处理烟气量Q=132000m3/h。根据国家环保局关于推广湿法脱硫的意见及企业现状，设计采用湿法脱硫工艺。设脱硫塔1座，圆形结构，直径Ф3200，高H9500，双层。塔体采用耐火阻燃型玻璃钢制作。设计选用廉价石灰CaO作脱硫剂。即石灰经消化后，加水搅拌，制成Ca(OH)2浆液，用水泵送至脱硫塔与烟气接触，吸收烟气中的SO2。设计钙硫比为1:1.05。3.2脱硫工艺系统组成脱硫工艺由主塔、水气分离装置、脱硫风机、石灰投加系统、烟气连续监测系统、循环水系统及管道组成。4.工作原理烟气除尘脱硫技术方案第5页共15页脱硫除尘采用《涡轮导波旋涡微分潜水装置》。它是我国新一代脱硫除尘一体化高新技术设备。其除尘率可达99.8,脱硫率95%～99%！锅炉含尘烟气由主烟道进入脱硫塔，根据空气动力作用，设计以特定的角度、方向、流速旋转上升，在塔内储液槽的碱性液里，相互交溶、旋涡、碰撞，液体单位表面积迅速扩大，气、液、固三相粒子间的质量和能量相互传递，有害物质粒子被碱液吸附，提高了碱液与烟气中尘粒、SO2间的物理吸收和化学反应强度。经微分、潜水、漫游，烟气与碱性液充分接触、反复洗涤，烟气中的二氧化硫、尘硝、氮氧化物等被水吸收，随即气液分离。废液在离心力、重力作用下，沉入槽底浓缩，可自动或手动排渣，上清液调整PH值后循环使用。洁净烟气升腾，经涡轮式离心脱水装置高速旋转甩干，由风机引至烟囱，抬升、排空、扩散。4.1化学吸收特性①SO2是中等强度的酸性氧化物，用碱性物质吸收，生成盐类。②SO2在水中具有中等程度溶解度。溶于水后生成H2SO3，可氧化成稳定的H2SO4。③SO2与氧接触时，被氧化成SO3，酸性增强，易与碱性物质中和反应。4.2中和反应4.2.1使用Ca(OH)2脱硫剂化学反应式：①水溶液气态2222SOOHOHSO②233222SOHHSOHSOOH水溶液烟气除尘脱硫技术方案第6页共15页③OHCaOHCaOHCaO2222④OHOHCaSOSOOHCa223222121⑤2322232121HSOCaSOOHOHCaSO4.2.2使用CaO和MgO脱硫剂化学反应式：①OHOHMgSOOHSOOHMg2232222121②2322232121HSOMgSOOHOHMgSO③OHOHCaSOMgSOOHCaHSOMg22332232321④OHOHCaSOOHMgOHOHCaSOMg223222322121烟气中的SO2与碱液反应，生成固态物质后被脱除。4.3技术特点装置建成后，脱硫效率可达99%（仅用生石灰作脱硫剂即可达到99%）、除尘效率可达99.8%，不论烟气中灰尘量多大、颗粒多细都可除掉，同时也有很好的脱氮效果。与国内同类技术比较具有如下优点：①脱硫除尘脱水一体，效率高。由于气液两相接触充分，即使不加任何脱硫剂，其脱硫效率可达到70%，可使二氧化硫排放浓度达到国家排放标准；②投资省，见效快，轻巧易造；③耗水量小。锅炉房三废可充分利用，以废治污。省水、省电、省脱硫剂，运行费用低；④无喷嘴，无堵塞，无须维护，运行安全可靠；⑤运行阻力小，约800pa，可调节；⑥脱水效果好，冬季、夏季运行无差别，烟囱出口无白气，无烟。引风机安装不受限制；⑦适用玻璃钢、高分子塑料、不锈钢或钢板涂防腐材料制造，耐腐蚀，烟气除尘脱硫技术方案第7页共15页寿命长；⑧结构紧凑，占地少，操作简便，造型美观；⑨适用于大、中、小各型锅炉和火电厂锅炉除尘脱硫。5.循环水系统5.1脱硫供水采用循环水，循环水量Q=40m3/h，小时补水量Qh=2m3/h，对水质无特别要求。循环水池采用石灰池、沉淀池、PH值调整池三池合一，池内分格的构筑形式，钢砼结构。5.2循环水工艺流程5.3废物利用动力车间原有部分冲渣水、灰水，呈碱性，可以废物利用。建议将该部分废水引入新建脱硫系统后，作为脱硫循环水，用来洗涤烟气中的酸性物质，吸收SO2，不仅可节约水资源，还可以废治废。冲渣水、灰水中含有Na2+、Mg2+、AL3+等碱性阳离子，具有去垢的特性，循环利用，无排放（只补充小量新鲜水Q=2m3/h），无二次污染。循环水池脱硫塔利用冲渣水、灰水自来水补充水PH值调整石灰池耐腐泵烟气除尘脱硫技术方案第8页共15页6.脱硫剂制备6.1石灰投加系统流程6.2脱硫剂制备系统由石灰粉料仓，熟化制浆池，搅拌机，贮液池等组成。氧化钙、氧化镁为粉状物质，采用加水搅拌活化，制成水溶液用泵送入脱硫塔储液槽脱硫。石灰的纯度为90%。石灰粉料采用人工供料。今后锅炉扩建增大后可设定量给料机供料。设钢制CaO、MgO储仓各1个。CaO储量为10天，MgO储量为30天。储仓由建设单位自备。烟气除尘脱硫技术方案第9页共15页a)碱液PH值的界定根据化学原理和传质理论，采用石灰乳作吸收剂吸收SO2。较高的PH值可以提高SO2向液体的扩散速度，有利于化学反应，提高SO2的吸收速率，有利于脱硫效率的提高。当石灰乳的PH过低时，可使SO2逸出，影响脱硫效果。实践表明，当PH为中性时，脱硫率只能达到40%。当PH＝8~9时，脱硫率可达70%以上。当PH＝12时，脱硫效率达99%。因此，把PH值界定在PH＝11~12限值以内。b)脱硫工艺综述含尘烟气在脱硫塔储液槽的碱性液里交溶、旋涡、碰撞，气、液、固三相粒子间的质量和能量相互传递，有害物质粒子被碱液吸附，提高了碱液与烟气中尘粒、SO2间的物理吸收和化学反应强度。经微分、潜水、漫游，烟气与碱性液充分接触、反复洗涤，烟气中的二氧化硫、尘硝、氮氧化物等被水吸收。废液在离心力、重力作用下，槽底浓缩，排除。清液调整PH值后循环使用。洁净烟气经涡轮式离心脱水装置高速旋转甩干，由风机引至烟囱排空。烟气除尘脱硫技术方案第10页共15页9.工艺流程流程如下：10.副产物处置湿式钙法脱硫的副产物为含水石膏（CaSO4·2H2O）。脱硫塔排放的污泥极少，副产物石膏量少，无利用价值。采用抛弃法处置。11．管理与操作《涡轮导波旋涡微分潜水装置》是高新技术产品。是以崭新的设计理念，高强的环保意识，严谨的科学态度，潜心研制的高科技成果，其制作技术要求高，但管理、操作、维修尤其方便，体现为用户着想，用户第一石灰仓制浆循环水池锅炉水泵脱硫塔风机灰渣池处置烟气除尘脱硫工艺流程图烟囱烟气除尘脱硫技术方案第11页共15页的设计思想。它不但除尘、脱硫率可达99%以上，而且还解决了国内以往脱硫除尘工程中的“老大难”——带水、积灰、结垢、震动问题！12.经济技术分析12.1经济技术分析的5个要素①工程总投资（万元）；②单位造价（元/KW）；③年运行费用（万元/年）；④寿命期间脱硫成本（元/吨）；⑤售电电价增加值（元/MW·H）。12.2国内脱硫技术八大工艺方案比较有比较，方能鉴别。有鉴别，便于选择！序号工艺名称工艺流程技术指标耗电占发电容量比%单位容量投资（元·kwh）脱硫成本SO2（元/吨）占工程总投资比%1石灰-石膏法流程简单制浆复杂Ca/S=1.0脱硫95%1~1.5500~600945132简易湿法简单Ca/S=1.1脱硫70%1500~550940113磷铵复肥法脱硫简单制肥复杂脱硫95%1~1.57581485154喷雾干燥法制浆复杂Ca/S=1.5脱硫80%1476770125炉内喷钙法简单Ca/S=2脱硫70%0.521266696海水吸收法简单脱硫90%1~1.571713907.57循环流化床法简单Ca/S=1.2脱硫90%0.529774478电子束辐照法简单脱硫90%脱氮80%2105010001812.3成本是在寿命期间所发生的费用。包括投资还贷和运行费用在内的烟气除尘脱硫技术方案第12页共15页一切费用与此期间脱硫总量之比。即系统在寿命期间每脱除1kgSO2所需的费用（元/kg），综合体现了工程建设后的经济性。寿命年脱硫量还贷年运行费用寿命工程总投资成本脱硫2SO。12.4锅炉采用脱硫设备处理后，达标排放，控制了污染，净化了环境，企业减少了排污缴费，创建了社会效益和环境效益。●处理烟量：132000m3/h；●机组运行：320天;●耗煤量：8000kg/h；●燃煤含硫量：2.5%；●燃煤灰粉含量：28%；●锅炉初始SO2排量：320kg/h；●年SO2排放量320kg×7200小时=2304000kg/年（2304吨/年）；●治理后SO2减排量（脱硫率按95%计）：2304000kg/年×95%=2188800kg/年（2188.8吨/年）；●年减少SO2排污费（2.0元/kg·SO2）：2188800kg/年×2.00=4377600元/年；●CaO耗量：320kg/h；●CaO消耗费用：