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1/35Φ3.0×60m回转窑脱硫脱硝除尘烟气治理技术文件山东凯瑞环保科技有限公司日期：2019年7月2/35第一章工程概述贵公司拟新建现有两条φ3.0×60m回转窑，用于煅烧陶粒砂，窑炉用焦化煤气作为燃料，窑炉的燃烧温度为1450℃—1550℃。窑炉在燃烧的过程中产生一定的SO2、NOx以及粉尘，会对周围的大气环境造成一定的污染，根据国家环保排放标准和当地环保部门的要求进行进一步烟气治理，确保窑炉尾部排放SO2、颗粒物、NOX按照国家和当地环保排放要求达标排放。本期工程方案为窑炉烟气治理工程脱硫、除尘、脱硝一体化系统的设计、制造、安装调试、达标运行，针对业主方的现场特点，结合我司的工艺技术和工程经验，从工艺技术、安全运行、排放指标、经济指标等各方面进行了细致的论证，提出以以蜂窝体催化剂为载体氨水作为还原剂的SCR选择性催化还原法脱硝；CaOH为脱硫剂的半干法脱硫；余热利用；低压脉冲长布袋除尘器除尘，最终达标排放的工艺路线。本技术方案在给定设计条件下，颗粒物≤10mg/Nm³；SO2≤50mg/Nm³;NOX≤100mg/Nm³（折算基准氧含量为18%）的排放指标进行整体设计。技术方案包括脱硫、脱硝、除尘系统正常运行所必须具备的工艺系统设计、设备选型、采购或制造、运输、土建（构）筑物设计、施工及全过程的技术指导、安装督导、调试督导、试运行、考核验收、人员培训和最终的交付投产。3/35第二章设计说明2.1设计原则按照新建工程考虑，环保要求依据国家相关环保标准，确定如下设计原则：（1）脱硫采用以CaOH为吸收剂的循环流化床法半干法，脱硫后SO2≤50mg/Nm³;除尘采用低压脉冲长布袋除尘的方式，确保粉尘≤10mg/Nm³达标排放，脱硝采用蜂窝体催化剂为载体，18~20%氨水作为还原剂的SCR脱硝。（2）确保烟气治理系统的安全、稳定运行。（3）系统设备按照规范、紧凑、合理、美观的原则布置，最大限度地提高场地利用率。2.2设计依据（1）《环境空气质量标准》（GB2095-82)（2）《工业污染物排放标准》及其修改单(GB25464-2010)（3）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（4）《机械设备安装工程施工验收通用规范》（GB50231-98)（5）《钢结构设计规范》(TJ17)（6）《袋式除尘器安装技术要求与验收规范》(JB/T8471-96)（7）《袋式除尘器性能测试方法》(GB12138-1989)（8）《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》(GB12625-90)（9）《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》(JB/T5917-91)（10）《设计、加工制造标准》(GB10963-89)所有标准如有最新版本，均以最新版本为准。4/352.3设计范围①预除尘-SCR脱硝-余热利用-脱硫-除尘综合系统的工艺设计；②SCR脱硝系统、半干法吸收反应系统、袋式除尘器设备的烟气整流分配及喷氨的结构设计；③管道的优化布置，通风管道系统设计；④防腐工程设计；⑤电气、自控系统设计；⑥事故降温系统的设计；⑦保温工程的设计；⑧防结露措施的设计；土建由厂家负责，并由厂家负责将电供至本工程范围内。2.4烟气设计参数及设计指标1、窑炉尾气排放原始数据：序号参数名称单位参数值1回转窑条12燃料焦化煤气3烟气量Nm3/h≤60000~700004烟气温度℃350—4205颗粒物浓度mg/Nm3≤50006SO2浓度mg/Nm3≤4007NOx浓度mg/Nm3≤6008水份含量（H2O）%≤39O2含量%15~16%10窑炉年运行时间小时8000（全年生产）2、烟气污染物排放控制指标5/35序号名称单位数量脱硝系统控制指标1脱硝设计值mg/Nm31002脱硝保证值mg/Nm3≤1003装置可用率≥98%4催化剂m3~255脱硝塔阻力Pa≤8006反应器尺寸mm2050×4050×125007脱硝效率≥85%8烟气量Nm3/h27000918~20%氨水耗量kg/h56~80Kg（设计理论计算值）10催化剂化学使用寿命小时≥16000（正常使用情况下）11催化剂规格20孔反应温度300~420℃脱硫系统控制指标1脱硫设计值mg/Nm3502脱硫保证值mg/Nm3≤503装置可用率≥98%4系统阻力Pa≤6005吸收塔尺寸mmΦ2320×210006脱硫效率≥90%788%CaOH颗粒度目325颗粒物控制指标1颗粒物含量设计值mg/Nm3≤102颗粒物含量保证值mg/Nm3≤103设计风量≤120000m3/h4装置可用率≥98%5除尘系统阻力Pa≤15006过滤风速m/min≤0.626/357过滤面积m236208有效过滤面积m232589烟气进口设计温度℃≤15010除尘效率≥99.9%3技术参数表格1：旋风除尘器（1台）序号项目单位设计保证值1设计效率%40%2保证效率%40%3本体漏风率%3%4设计压力正压kPa5KPa负压kPa-5KPa5处理气量m³/h1000006出口粉尘浓度g/m³≤37设备阻力Pa≤5008除尘器数个29单个除尘器规格mm260010入口速度m/s18~242：低压脉冲长布袋除尘器（LDMC-3620(160×6000-1200)）（1台）序号项目单位设计保证值1设计效率%99.9%7/352保证效率%99.9%3本体漏风率%1%4壳体设计压力正压kPa5KPa负压kPa-5KPa5气布比m³/㎡/s0.0116出口粉尘浓度mg/m³≤10mg7设备阻力Pa≤12008每台除尘器室数个109过滤面积㎡362010处理风量m³/h12000011过滤速度m/min0.6112滤袋数量条120013滤袋材质PPS复合毡+PTFE14单条滤袋过滤面积㎡3.0115滤布纺织工艺机织混纺、高温定型，热压覆膜，涂胶16滤布供应厂商阜宁17滤袋尺寸MmΦ160×600018滤袋容允许连续使用温度℃15019滤袋允许最高使用温度℃15020滤笼材质Q235B21滤笼防腐工艺有机硅喷塑22脉冲阀形式及规格SV76MDC24V23脉冲阀数量1008/3524喷吹气源压力Mpa0.6~0.825耗气量m³/min326除尘灰斗数量827设备本体总重量吨12828保温层厚度10029保温层材质岩棉30保温层外铁皮厚度0.53：脱硫系统（1套）序号项目单位设计保证值1设计效率%≥902保证效率%≥903本体漏风率%1%4壳体设计压力正压kPa5KPa负压kPa-5KPa5出口SO2浓度mg/Nm³≤50mg6系统阻力Pa≤6007处理风量Nm³/h≤700008反应器流速m/s6~79CaOH输送功率Kw114、脱硝反应系统序号项目单位投标单位填写提供1设计效率%85%2保证效率%85%9/353催化剂层数层25催化剂单孔直径mm6.76催化剂单层高度mm12308催化剂最低反应温度℃3009催化剂最高耐温℃42010反应器内气体流速m/s3.5~511反应器本体重量吨19.812保温层厚度mm15013保温层材质岩棉14保温层外铁皮厚度mm0.55、喷氨及辅助系统序号项目单位1氨水罐容积m3402氨水罐壁厚、材质mm4/3043喷枪材质316L5风机功率kw3156风机最高耐温温度1407管道长度、壁厚~25m、6mm8管道保温层厚度mm150/100脱硝前150mm)9管道保温层材质硅酸铝针刺毡10管道保温层外铁皮厚度mm0.510/35第三章工艺选择3.1、总工艺流程图窑炉烟气氨水雾化喷入系统干燥回转窑SCR脱硝反应器旋风除尘器11/35工艺流程描述：回转窑燃烧后的烟气经过干燥回转窑后将烟气温度降至350~420℃，进入到旋风除尘器进行预处理后进入到脱硝反应器内，反应器采用蜂窝体催化器模块布置，在蜂窝体催化剂载体下与烟气中的NOx进行还原反应，使得NOx排放达标，经过余热利用后将烟气温度降到130℃后进入到流化床式脱硫吸收塔系统内进行脱硫，脱硫后的烟气在再进入布袋除尘器过滤烟气中的颗粒物。脱除了硫和颗粒物的烟气进入到，最后洁净的烟气经引风机输送到烟囱达标排放脱硫吸收反应器烟囱脱硫剂输送热水换热器布袋除尘器风机12/35第四章烟气脱硫脱硝除尘技术分析一、脱硫除尘部分4.1脱硫工艺原理描述该技术主要是根据循环流化床理论和原理，采用悬浮方式，使吸收剂在半干法塔内悬浮、反复循环，与烟气中的SO2充分接触、反应来实现脱硫的一种方法。烟气脱硫工艺分5个步骤：⑴吸收剂存储、输送和制备；⑵烟气雾化增湿调温；⑶脱硫剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合；⑷二氧化硫吸收；⑸废渣排除。⑵、⑶、⑷三个步骤均在半干法吸收塔中进行，其化学、物理过程如下所述。（1）化学过程：当雾化水经过双流体雾化喷嘴在脱硫塔中雾化，并与烟气充分接触，烟气冷却并增湿，氢氧化钙粉颗粒同H2O、SO2、H2SO3反应生成干粉产物，整个反应分为气相、液相和固相三种状态反应，反应步骤及方程式如下：⑴、SO2被液滴吸收；13/35SO2(气)+H2O→H2SO3(液)⑵吸收的SO2同溶液吸收剂反应生成亚硫酸钙；Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2OCa(OH)2(固)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O（3）部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应，氧化成硫酸钙CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)（2）物理过程：半干法塔内反应灰的高倍率循环使循环灰颗粒之间发生激烈碰撞，使颗粒表面生成物的固形物外壳被破坏，里面未反应的新鲜颗粒暴露出来继续参加反应。客观上起到了加快反应速度、干燥速度以及大幅度提高吸收剂利用率的作用。另外由于高浓度密相循环的形成，半干法塔内传热、传质过程被强化，反应效率、反应速度都被大幅度提高。而且反应灰中含有大量未反应吸收剂，所以半干法塔内实际钙硫比远远大于表观钙硫比。4.2烟气半干法塔系统本烟气处理系统包括烟气半干法塔系统、脱硫灰循环系统、吸收剂存储和输送系统、布袋除尘器系统以及控制系统。半干法及烟气系统主要包括半干法塔、连接烟道。烟气由脱硫塔下部通过布风装置进入脱硫塔。雾化水由脱硫塔喉部的双流体雾化喷嘴喷入脱硫塔，以很高的传质速率在脱硫塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3等反应产物。这些干态产物经过布袋除尘器分离、收集。烟气经过半干法塔、布袋除尘器净化14/35后，达到国家大气污染物排放标准和总量控制标准。（2）吸收剂存储、输送系统吸收剂存储设备主要是储粉仓。CaOH干粉通过储粉仓下部变频旋转给料器气力输送系统入半干法塔，再与塔内烟气以高传质的速度混合反应，脱除烟气中的酸性气体。储粉仓设有气化板，防止粉料搭桥结块。旋转给料器采用变频控制，可调节CaOH粉的用量。储粉仓的容积满足系统正常运行7天的需要。4.3布袋除尘器设备部分4.3.1本体和灰斗本工程除尘器为室外设置，压缩空气气包设有排水设施、检修扶梯、平台；除尘器本体保温厚度为100mm,外用100Kg/m3容重岩棉保温50mm，70Kg/m3容重岩棉保温50mm，并外附0.5mm厚彩钢板用于保护保温层。通过保温，避免除尘器本体内部因结露而使灰尘板结糊住布袋及损失热量，使布袋失去过滤功能，除尘器阻力上升。除尘器顶盖采用剪冲密封顶盖，重量、大小适合人工开启，所有孔、门制作及装配结束后，进行密封试验，确保无变形、无泄漏。除尘器的灰斗能承受烟气的长期的湿度、温度变化。每个灰斗下端进行保温使灰斗内的温度始终在露点以上，避免灰斗内壁因结露而造成集灰板结，不易排出。灰斗的贮存量满足8小时以上满负荷运行。设检修门，所有检修门、人孔采用快开式，开启灵活，密封严密。为避15/35免烟气短路带，灰斗斜侧壁与水平方向的交角不小于60°，以保证灰的自由流动。在每个灰斗口出口附近设计安装捅灰孔；灰斗及排灰口的设计保证灰能自由流动排出灰斗；灰斗出灰口处设有仓壁振打器，避免了灰尘搭桥，影响排灰。圈梁处充分考虑了钢结构的热膨胀，在此设计了定向支承和万向支承部件。除尘器各项设施采用人性化理念设计，除尘器能够实现离线状态下