萬噸鍋爐石灰石膏法脫硫方案

1、第一章，概述西安西聯(lián)熱電有限公司現(xiàn)有4臺150t/h循環(huán)流化床鍋爐投入使用，根據(jù)環(huán)保要求，需要配套建設(shè)相應(yīng)的脫硫除塵設(shè)施，將排放煙氣中的二氧化硫濃度控制在150mg/ m3以下。煙塵排放濃度：50mg/Nm3。（1）工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范 HJ462-2009（2）中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法 （1989年12月26日通過）（3）中華人民共和國大氣染污防治法 （2004年4月29通過）（4）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB16297-1996（5）火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn) GB13223-2003（6）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB13271-2001（7）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3095-

2、2012（8）工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn) GB12348-90（9）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978-1996（10）建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50015-2003（11）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50007-2002（12）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002（13）花崗巖類濕式煙氣脫硫除塵裝置HJT319-2006（14）花崗巖建材檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JC204-205-1996（15）脫硫除塵專用建材檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) GB/T4100.1-1999（16）濕式煙氣脫硫除塵裝置技術(shù)要求 HJ/T288-2006（17）壓力容器技術(shù)管理規(guī)定 YB907092 （18）鋼制壓力容器 GBl5098 （1）貫徹執(zhí)行

3、國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和新、改、擴(kuò)建項(xiàng)目的一系列方針政策和規(guī)范，在工程設(shè)計(jì)中貫徹切合實(shí)際、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用原則，確保排放煙氣達(dá)標(biāo)并最大限度地提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。（2）（3）（4）（5）操作簡單、維護(hù)方便、可靠性高、噪音小、運(yùn)行穩(wěn)定，無二次污染。本設(shè)計(jì)范圍包括煙氣脫硫系統(tǒng)工藝、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣等專業(yè)的設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)范圍：從鍋爐出口至煙囪進(jìn)口前水平煙道接口之間的脫硫裝置和相應(yīng)配套的附屬設(shè)施。包括：（1）脫硫劑制備系統(tǒng)（2）煙氣系統(tǒng)（3）SO2吸收系統(tǒng)（4）石膏脫水處理系統(tǒng)（5）工藝水系統(tǒng)（6）電氣控制系統(tǒng)2.4設(shè)計(jì)參數(shù)2.4.1原始參數(shù)：1）鍋爐原始參數(shù)2）煤質(zhì)資料序號名稱符號單位設(shè)計(jì)校核1碳Ca

4、r%50.602氫Qar%3氧Oar%3.164氮Nar%0.755硫Sar%2.506灰分Aar%31.877水分Mar%8發(fā)熱量Qnet,ar,pKcal/kg159209揮發(fā)份Vdaf%13.08除塵+脫硫總除塵效率：98%除塵脫硫后粉塵排放濃度：50mg/ Nm3脫硫效率：96%脫硫后SO2排放濃度：150mg/ Nm3裝置可用率：98%凈煙氣排放溫度：50；盡管各國開發(fā)的FGD方法很多，但真正進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用的方法僅是有限的十幾種。其中濕式洗滌法(含拋棄法及石膏法)占總裝置數(shù)的73.4%，噴霧干燥法占總裝置數(shù)的17.7%，其它方法占9.3%。美國的FGD系統(tǒng)中，拋棄法占大多數(shù)。在濕法中，

5、石灰/石灰石法占90%以上?？梢姡瑵袷绞?石灰石法在當(dāng)今FGD系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。盡管各國在FGD方面都取得了很大的進(jìn)步，但運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)驚人，而且各種方法均有其局限性，因此，至今許多研究者仍在不斷研究開發(fā)更先進(jìn)、更經(jīng)濟(jì)的FGD技術(shù)。 石灰石膏法（1）適用于燃料范圍大，脫硫效率高。該工藝脫硫率高達(dá)95%以上,脫硫后的煙氣不但SO2濃度很低,而且煙氣含塵量也大大減少。大機(jī)組采用濕法脫硫工藝,SO2去除量大,有利于地區(qū)和電廠實(shí)行總量控制。（2）技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性好。在世界脫硫市場上占有的份額達(dá)85%以上。適用范圍廣，不受燃煤含硫量與機(jī)組容量的限制，單塔處理煙氣量大，可達(dá)每小時(shí)3´106m

6、3，所以對高硫煤、大機(jī)組的煙氣脫硫更有特殊的意義。（3）對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng) 。該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫,無論是含硫量大于3%的高硫煤,還是含硫量低于1%的低硫煤。（4）緊湊的吸收塔設(shè)計(jì)（吸收塔集吸收、氧化、結(jié)晶于一體），節(jié)約投資和空間。（5）吸收劑消耗接近化學(xué)理論計(jì)算值并且吸收劑的資源豐富,價(jià)格便宜作為該工藝吸收劑的石灰石在我國分布很廣,資源豐富,品位也很好,碳酸鈣含量多在90%以上,優(yōu)者可達(dá)95%以上。在脫硫工藝的各種吸收劑中,石灰石價(jià)格最便宜,破碎磨細(xì)較簡單,鈣利用率較高。（6）脫硫副產(chǎn)物石膏可作為水泥緩凝劑或加工成建材產(chǎn)品。不僅可以增加電廠效益、降低運(yùn)行費(fèi)用，而且可以減少

7、脫硫副產(chǎn)物處置費(fèi)用，延長灰場使用年限。（7）技術(shù)進(jìn)步快。近年來國外對工藝進(jìn)行了深入的研究與不斷改進(jìn),如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化三塔合為一塔,塔內(nèi)流速大幅度提高,噴嘴性能進(jìn)一步改善等。通過技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新,可望使該工藝占地面積較大、造價(jià)較高的問題逐步得到解決。石灰石(石灰)石膏濕法脫硫是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最多的脫硫工藝,特別在美國、德國和日本,應(yīng)用該工藝的機(jī)組容量約占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?0%以上,應(yīng)用的單機(jī)容量已達(dá)1000MW及以上。因此，本工程采用濕式石灰石膏法。 濕式石灰石膏法工藝流程如下所示：石灰石膏法煙氣脫硫工藝的反應(yīng)機(jī)理為：在脫硫吸收塔內(nèi)煙氣中首先被漿液中的水吸收與漿

8、液中的CaO反應(yīng)生成CaSO3， CaSO3被鼓入氧化空氣中的O2氧化最終生成石膏晶體CaSO4·2H2O。其主要化學(xué)反應(yīng)式為： 吸收過程：SO2 (g) (l)+H2OH+HSO3-H+SO32-溶解過程：CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca (OH)2Ca2+2OH-氧化：HSO3-+1/2O2HSO42-H+SO42-結(jié)晶：Ca2+SO32-+1/2H2OCaSO3·1/2H2O (s) Ca2+SO42-+2H2OCaSO4·2H2O (s)煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓，進(jìn)入GGH煙氣冷卻器冷卻后從下部進(jìn)入吸收塔。與上面噴淋下來的的石灰漿液逆向接觸，吸收

9、煙氣中的SO2。潔凈煙氣從吸收塔頂部經(jīng)過兩級除霧后排出脫硫塔，再經(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后經(jīng)煙道排出。在吸收塔內(nèi)漿液吸收后生成亞硫酸鈣并沉降下來，在強(qiáng)制鼓風(fēng)氧化作用下亞硫酸鈣生成硫酸鈣晶體，然后通過石膏排出泵輸送到水力旋流器，經(jīng)旋流分離（濃縮）、真空脫水后生成石膏回收利用。旋流器上層清夜輸送到濾液池，濾液大部分用泵送回脫硫系統(tǒng)循環(huán)使用，當(dāng)漿液經(jīng)過多次循環(huán)利用后富集重金屬元素和Cl-等時(shí)，再用泵將漿液輸送到污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。3.4 石灰石石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)描述濕式石灰煙氣脫硫工藝流程，主要由石灰漿液制備系統(tǒng)、SO2吸收，氧化系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)和石膏脫水系統(tǒng)組成。（1）石灰漿液制備與供給系統(tǒng)石灰制

10、備系統(tǒng)是將從市場直接購進(jìn)粒度（250目）、純度（85%以上）符合要求的石灰粉由罐車運(yùn)到脫硫塔附近的料倉內(nèi)存儲，然后計(jì)量落入石灰乳制漿攪拌罐中，加水進(jìn)行攪拌，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-15%的石灰漿液，然后進(jìn)入石灰漿液配送箱，設(shè)置2臺石灰漿液輸送泵，配有一條石灰漿液輸送管。每條輸送管上分支出一條再循環(huán)管，回到石灰漿液箱，以防止?jié){液在管道內(nèi)沉淀。脫硫所需要的石灰漿液量由鍋爐煙氣量、SO2濃度負(fù)荷，Ca/S比和排出漿液的PH來聯(lián)合控制。需要制備的石灰漿液投加量由石灰漿液箱的液位和漿液的濃度進(jìn)行聯(lián)合控制，其中漿液的濃度由漿液的密度控制（設(shè)置有漿液密度儀）。（2）煙氣系統(tǒng)原煙氣通過煙道經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔

11、，在吸收塔中脫除后，通過煙道經(jīng)煙囪排放。系統(tǒng)由煙道、旁路擋板門、入口擋板門、出口擋板門、增壓風(fēng)機(jī)，膨脹節(jié)等等組成。1）煙道根據(jù)溫度、壓力、流量、污染物含量等最不利條件進(jìn)行煙道設(shè)計(jì)。煙道最小鋼板厚度6，煙道內(nèi)最大流速小于等于煙道采用Q235+玻璃鱗片防腐。2）煙氣擋板門與鋼制煙道的防腐措施不同，煙氣擋板門主要靠正確選用金屬材料來保證。（3）吸收氧化系統(tǒng)石灰漿液通過循環(huán)泵從吸收塔漿池送至塔內(nèi)噴嘴系統(tǒng)，與煙氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)吸收煙氣中的，在吸收塔循環(huán)漿池中利用氧化空氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石膏脫水系統(tǒng)。 氧化結(jié)晶區(qū)吸收區(qū)除霧區(qū)吸收塔是脫硫裝置的核心設(shè)備,采用集冷卻、

12、吸收、除霧于一體的噴淋空塔。脫硫塔由塔筒體、吸收器、除霧器、沖洗系統(tǒng)等組成。按其功能自下而上可分為三個(gè)主要的功能區(qū)：（1）氧化結(jié)晶區(qū)，該區(qū)即為吸收塔漿液池區(qū)，主要功能是石灰石溶解、亞硫酸鈣的氧化和石膏結(jié)晶；（2）吸收區(qū)，該區(qū)包括吸收塔入口及其以上的1層托盤和3層噴淋層。其主要功能是用于吸收煙氣中的酸性污染物及飛灰等物質(zhì)；（3）除霧區(qū)，該區(qū)包括兩級除霧器，用于分離煙氣中夾帶的霧滴，降低對下游設(shè)備的腐蝕、減少結(jié)垢和降低吸收劑及水的損耗。噴淋層設(shè)在吸收塔的中上部，吸收塔漿液循環(huán)泵對應(yīng)各自的噴淋層。每個(gè)噴淋層都是由一系列噴嘴組成，其作用是將循環(huán)漿液進(jìn)行細(xì)化噴霧。一個(gè)噴淋層包括母管和支管，母管的側(cè)向支管

13、成對排列，噴嘴就布置在其中。噴嘴的這種布置安排可使吸收塔斷面上實(shí)現(xiàn)均勻的噴淋效果。 吸收塔循環(huán)泵將塔內(nèi)的漿液循環(huán)打入噴淋層，為防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞，循環(huán)泵前都裝有網(wǎng)格狀不銹鋼濾網(wǎng)（塔內(nèi)）。單臺循環(huán)泵故障時(shí)，F(xiàn)GD系統(tǒng)可正常進(jìn)行，若全部循環(huán)泵均停運(yùn)，F(xiàn)GD系統(tǒng)將保護(hù)停運(yùn)，煙氣走旁路。 氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)重要部分，氧化空氣的功能是保證吸收塔反應(yīng)池內(nèi)生成石膏。氧化空氣由塔外的羅茨風(fēng)機(jī)提供。吸收系統(tǒng)還包括除霧器及其沖洗設(shè)備，吸收塔內(nèi)最上面的噴淋層上部設(shè)有二級除霧器，它主要用于分離由煙氣攜帶的液滴，采用阻燃聚丙烯材料制成。每級除霧器都安裝了噴淋水管，通過控制程

14、序進(jìn)行脈沖沖洗，用以去除除霧器表面上的結(jié)垢和補(bǔ)充因煙氣飽和而帶走的水分，以維持吸收塔內(nèi)要求的液位。（4）石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)由水力旋流器、真空皮帶脫水機(jī)、真空泵、濾液箱、廢水箱、石膏倉等組成。1）石膏旋流器吸收塔的含固為10%石膏漿液通過石膏排出泵送入石膏水力旋流站，在真空旋流的作用下，將石膏漿液濃縮至50%含固量左右，然后排入真空皮帶脫水機(jī)。2）石膏脫水機(jī)濃縮后的石膏漿液既進(jìn)入真空皮帶脫水機(jī)。50%含固量的石膏漿液經(jīng)脫水處理后表面含水率不大于10，由皮帶輸送機(jī)送入石膏儲存間存放待運(yùn)，可供綜合利用。石膏旋流站出來的溢流漿液進(jìn)入濾液箱后一部分返回吸收塔循環(huán)使用，一部分進(jìn)入泵送至廢水處理區(qū)域。

15、石膏旋流站濃縮后的石膏漿液全部送到真空皮帶機(jī)進(jìn)行脫水運(yùn)行。為控制脫硫石膏中Cl-，F(xiàn)-等成份的含量，確保石膏品質(zhì)，在石膏脫水過程中用工業(yè)水對石膏及濾餅濾布進(jìn)行沖洗，石膏過濾水收集在濾液箱中，然后用泵送到吸收塔。 （5） 供水系統(tǒng)從業(yè)主供水系統(tǒng)接至脫硫系統(tǒng)的水源，提供脫硫系統(tǒng)工業(yè)和工藝水的需要。工藝水系統(tǒng)設(shè)有工藝水箱，配2臺工藝水泵，主要用于制漿加水，同時(shí)也用作清洗除霧器、輸送管道和設(shè)備的沖洗水。（6）電氣系統(tǒng)整個(gè)鍋爐煙氣脫硫處理的配電裝置，包括現(xiàn)場控制柜、配電柜，相應(yīng)的動(dòng)力電纜、控制電纜、信號電纜和現(xiàn)場電纜，具體的數(shù)量根據(jù)各自的系統(tǒng)配套；整個(gè)鍋爐煙氣脫硫處理系統(tǒng)的自動(dòng)化控制設(shè)備，包括PLC、現(xiàn)

16、場控制柜、儀表等，保證鍋爐煙氣脫硫處理系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行所需要的一切保護(hù)措施。第四章，建構(gòu)筑物，設(shè)備選型4.1 脫硫裝置的主要設(shè)備材料本工程設(shè)計(jì)采用兩爐一塔，共設(shè)脫硫塔2座。每個(gè)脫硫塔的處理煙氣量為340000 m3/h脫硫裝置的主要設(shè)備見表3所示。表3 脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備一覽表系統(tǒng)名稱設(shè)備名稱規(guī)格型號材質(zhì)數(shù)量備注石灰漿液制備與供給系統(tǒng)石灰料倉12×8×6m（有效高度5m）碳鋼1倉頂除塵器布袋除塵，處理氣量：Q=100m3/h1石灰給料機(jī)處理量：2T/H1石灰乳制漿攪拌罐40m3 有效深度3.5m 取4×4碳鋼+玻璃鱗片防腐1石灰漿液池100m3 有效深度5m 取5

17、×5碳鋼+玻璃鱗片防腐1石灰漿液泵流量35 m3/h 揚(yáng)程20m 42用2備漿液密度儀1漿液液位計(jì)1PH計(jì)1煙氣系統(tǒng)煙道包括原煙氣煙道14m，凈煙氣煙道100m，旁路擋板門至煙囪入口之間的煙道200m采用碳鋼+玻璃鱗片防腐擋板門電動(dòng)擋板，規(guī)格2m×2m3增壓風(fēng)機(jī)Q=200m3/h1吸收氧化系統(tǒng)脫硫塔形式為噴淋塔，規(guī)格6000×32000，氧化結(jié)晶區(qū)高度15m，有效容積750m3。噴淋吸收區(qū)共三層，每層3m，除霧區(qū)共兩層，每層2m。采用碳鋼+玻璃鱗片防腐2兩爐一塔吸收塔攪拌器2氧化風(fēng)機(jī)Q=40 m3/min42用2備漿液循環(huán)泵Q=2500m3/h，H=30m86用2

18、備石膏排出泵流量120 m3/h 揚(yáng)程 20m 42用2備石膏脫水系統(tǒng)水力旋流器處理能力200 m3/h，按含固量10%計(jì)算真空皮帶脫水機(jī)石膏產(chǎn)量25t/h，皮帶面積20m2濾布、驅(qū)動(dòng)減速箱、變頻器、糾偏裝置、關(guān)鍵儀表等進(jìn)口，包括系統(tǒng)內(nèi)的全部閥門、平臺扶梯等。真空泵濾液箱100m3 有效深度4m 取8×5采用碳鋼+玻璃鱗片防腐濾液泵Q=40m3/h，H=30m廢水箱石膏倉事故池1000 m3，20m×10m×5m采用碳鋼+玻璃鱗片防腐事故漿液泵Q=100m3/h供水系統(tǒng)工藝水箱40 m3，有效深度3.5m 取4×4工藝水泵離心泵，Q=30m3/h，H=4

19、5m電氣系統(tǒng)總電源柜電機(jī)控制柜現(xiàn)場控制箱檢修電源箱DCS控制系統(tǒng)脫硫工程投資包括：吸收劑制備系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，吸收氧化系統(tǒng)，石膏脫水系統(tǒng)以及相應(yīng)配套的輔助生產(chǎn)項(xiàng)目、公用工程項(xiàng)目等工程費(fèi)用、工程建設(shè)其它費(fèi)用、鋪底流動(dòng)資金。項(xiàng)目造價(jià)人民幣 萬元（大寫：）。 合同總價(jià)，涵蓋了承包方為履行本合同規(guī)定的義務(wù)所需的全部費(fèi)用，包括設(shè)計(jì)、非標(biāo)制作設(shè)備采購、建筑、安裝、調(diào)試試運(yùn)、技術(shù)資料等和與本合同有關(guān)的費(fèi)用，具體明細(xì)如下：1 設(shè)計(jì)總費(fèi)用為人民幣 萬元。設(shè)計(jì)總費(fèi)用包括工程設(shè)計(jì)費(fèi)、技術(shù)服務(wù)費(fèi)、技術(shù)資料、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、技術(shù)支持等費(fèi)用。2 合同設(shè)備價(jià)格為人民幣 萬元。 合同設(shè)備價(jià)格包括，與合同設(shè)備有關(guān)的設(shè)備、各類箱罐、工藝

20、管道閥門配件購置、運(yùn)輸、非標(biāo)加工件材料費(fèi)等。3 合同電器儀表價(jià)格為人民幣 萬元。電器儀表價(jià)格包括項(xiàng)目各種規(guī)格電纜、配電箱盤、電器、儀表控制系統(tǒng)、電纜橋架現(xiàn)場安裝運(yùn)輸、和設(shè)備包裝費(fèi)。4 合同施工建筑工程費(fèi)價(jià)格為人民幣 萬元。 建筑工程價(jià)格，包括項(xiàng)目規(guī)定范圍內(nèi)所有相關(guān)工程建筑費(fèi)用。 5 合同安裝工程費(fèi)價(jià)格為人民幣 萬元。安裝工程價(jià)格包括所承包范圍內(nèi)相關(guān)安裝費(fèi)人工費(fèi)、耗材費(fèi)、大型施工機(jī)械使用費(fèi)、施工措施費(fèi)、非標(biāo)件加工件等各項(xiàng)的費(fèi)用。6 合同防腐、保溫工程費(fèi)； 萬元。 防腐、保溫工程費(fèi)包括合同內(nèi)外漏箱灌、系統(tǒng)工藝管道的保溫、油漆材料人工費(fèi)等。部分箱罐內(nèi)部防腐材料，人工費(fèi)。7 調(diào)試費(fèi)為人民幣 萬元。調(diào)試費(fèi)是指本合同工程的系統(tǒng)調(diào)試、整套啟動(dòng)調(diào)試費(fèi)及按政策法規(guī)要求的監(jiān)測接口調(diào)試的費(fèi)用。承包方對發(fā)包方技術(shù)人員的培