30t-h燃煤鍋爐煙氣脫硫設(shè)計(jì)方案

30t/h燃煤鍋爐煙氣脫硫設(shè)計(jì)方案院系：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：目錄1.概況12.設(shè)計(jì)依據(jù)12.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)12.2設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)范圍12.3排放標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)目標(biāo)22.3.1排放標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)22.3.2排放標(biāo)準(zhǔn)確定22.3.3總量控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)42.3.4最終設(shè)計(jì)目標(biāo)63.污染源強(qiáng)分析63.1污染物濃度的計(jì)算63.2煙氣中SO2的濃度計(jì)算93.3煙氣SO2排放量的計(jì)算103.4SO2地面最大濃度計(jì)算103.5煙塵濃度計(jì)算及除塵器的選擇114.工藝比選114.1脫硫工藝114.2常用工藝比較114.3工藝選擇134.4吸收設(shè)備的選擇134.5鈉鈣雙堿法工藝反應(yīng)原理144.5.1脫硫機(jī)理144.5.2旋流板塔吸收器脫硫除塵原理154.6脫硫系統(tǒng)工藝流程154.7工藝組成164.7.1脫硫劑制備系統(tǒng)164.7.2煙氣系統(tǒng)164.7.3SO2吸收系統(tǒng)164.7.4脫硫液循環(huán)系統(tǒng)與脫硫渣處理系統(tǒng)184.7.5電氣控制系統(tǒng)185.工藝技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)195.1脫硫劑制備系統(tǒng)195.1.1脫硫劑的選擇195.1.2脫硫劑的消耗量195.1.3脫硫劑液箱容量與設(shè)計(jì)195.1.4脫硫粉倉(cāng)容量與設(shè)計(jì)205.1.5石灰漿液泵205.1.6閥門(mén)、管道及管件205.2煙氣系統(tǒng)205.2.1增壓風(fēng)機(jī)205.2.2煙氣加熱設(shè)計(jì)215.2.3煙道215.2.4煙氣擋板215.2.5防腐225.3SO2吸收系統(tǒng)225.3.1塔徑及底面積計(jì)算225.3.2脫硫塔高度計(jì)算225.3.3循環(huán)泵的計(jì)算235.3.4除霧器的計(jì)算245.3.5噴嘴的計(jì)算255.4再生系統(tǒng)276.通用工程設(shè)計(jì)287.材料設(shè)備一覽表298.工程造價(jià)概算319.經(jīng)濟(jì)和效益分析329.1運(yùn)行費(fèi)用分析329.2節(jié)省費(fèi)用分析339.3環(huán)境和社會(huì)效益分析339.4主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)3410.三廢處理處置3410.1灰渣的處置3410.2污水的處置3510.3噪音的控制3510.3.1隔聲3510.3.2吸聲3510.3.3消聲器3511.工程內(nèi)容及施工計(jì)劃35參考文獻(xiàn)36附件37附圖1雙堿法煙氣脫硫工藝流程圖37附圖2吸收塔系統(tǒng)37附圖3石灰制備系統(tǒng)38附圖4煙氣系統(tǒng)圖38附圖5事故漿液系統(tǒng)39附圖6吸收塔平面圖39.概況現(xiàn)擬在中山市黃埔鎮(zhèn)新建一火電廠(chǎng)，需為其30噸的鍋爐進(jìn)行煙氣脫硫設(shè)計(jì)，其中燃煤的含硫量1.1%，鍋爐熱效率為75%，空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2。為保護(hù)自然環(huán)境，根據(jù)有關(guān)環(huán)保法規(guī)（廣東省火電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB44612-2009））的要求，并結(jié)合中小型鍋爐煙氣脫硫工藝選擇的“技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、工程可行”三統(tǒng)一原則，該廠(chǎng)擬采用氧化鎂脫硫工藝。（即設(shè)計(jì)要求：30噸鍋爐、煤的含硫量1.1%，鍋爐熱效率=75%，空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2）2.設(shè)計(jì)依據(jù)2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)1）《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）2）廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/765-2010）3）廣東省《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）4)《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》（HJ462－2009）5）《大氣污染防治手冊(cè)》6）三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)廢氣卷7）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）8）工業(yè)水處理設(shè)備手冊(cè)9）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996）及其2000修改單10）廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（DB44T753-2010）2.2設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)范圍(1)根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與排放標(biāo)準(zhǔn)，確定設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)范圍。鍋爐型號(hào)：30T/h鍋爐一臺(tái)煙氣排放量：19000m3/h燃料種類(lèi)：無(wú)煙煤（湖南金竹山）爐內(nèi)溫度：900℃煤消耗量：2.237152t/h燃燒方式:沸騰燃燒鍋爐排煙溫度：155℃電除塵器出口煙氣溫度：140℃煙氣濕度:1000℃煙氣壓力：2.45MPa煙氣含氧量：60.2605mol/kg（燃煤）工作時(shí)間:7000h/年目前SO2排放濃度：1353mg/mN3含硫率：1.1%鍋爐熱效率：75%空氣過(guò)剩系數(shù)：1.2(2)擬用雙堿法，據(jù)《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》（HJ462－2009），故有:液氣比（G/L）為2鈣硫比（Ca/S）為1.1凈化效率η不小于95%使用壽命15年可用率為95%2.3排放標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)目標(biāo)2.3.1排放標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)（1）廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44765-2010）（2）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）（3）《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）；（4）廣東省《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）（5）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3095-1996及其2000修改單（6）工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB9078-1996（7）廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（DB44T753-2010）2.3.2排放標(biāo)準(zhǔn)確定廢氣排放執(zhí)行廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/765-2010），詳見(jiàn)表2-1和表2-2。表2-1鍋爐煙塵最高允許排放濃度和煙氣黑度限值鍋爐類(lèi)別適用區(qū)域煙塵排放濃度限值（mg/m3）煙氣黑度（林格曼黑度，級(jí)）在用鍋爐執(zhí)行日期新建、擴(kuò)建、改建鍋爐執(zhí)行日期2010年11月1日2013年1月1日2010年11月1日2010年11月1日燃煤鍋爐≥7MW(10t/h)鍋爐A12080a80801.0B10080a10080a<7MW(10t/h)鍋爐全部區(qū)域15080a12080a12080a表2-2鍋爐二氧化硫最高允許排放濃度單位：mg/m3鍋爐類(lèi)別適用區(qū)域在用鍋爐執(zhí)行日期新建、擴(kuò)建、改建鍋爐執(zhí)行日期2010年11月1日2013年1月1日2010年11月1日燃煤鍋爐≥7MW(10t/h)鍋爐A450300300B600400400<7MW(10t/h)鍋爐A500400400B650500500按照標(biāo)準(zhǔn)，中山市屬于A區(qū)，50t鍋爐的煙塵濃度應(yīng)小于80mg/m3，SO2濃度小于300mg/m3為保證電廠(chǎng)周?chē)用駞^(qū)空氣質(zhì)量，同時(shí)執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)（GB3095—1996）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表2-3。表2-3環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095—1996）污染物名稱(chēng)取值時(shí)間濃度限值（mg/m3）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)SO2年平均0.06日平均0.151小時(shí)平均0.50根據(jù)廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB44765-2010排放標(biāo)準(zhǔn)，2010年11月1日后實(shí)施的項(xiàng)目屬于新建項(xiàng)目，燃煤鍋爐30t/h約為21MW(10t/h)，屬于≥7MW(10t/h)鍋爐類(lèi)別，且中山市屬A類(lèi)區(qū)域，50t鍋爐的煙塵濃度應(yīng)小于80mg/m3，其二氧化硫最高允許排放濃度限值為300mg/m3，且排放煙氣黑度小于林格曼黑度1級(jí)。2.3.3總量控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)（1）SO2排放總量根據(jù)廣東省《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001），本項(xiàng)目位于環(huán)境規(guī)劃的二類(lèi)區(qū)，執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；屬于第二時(shí)段的建設(shè)項(xiàng)目（2002.1.1后），詳見(jiàn)表2-4。表2-4廣東省二氧化硫最高允許排放速率污染物最高允許排放濃度（mg/m3）最高允許排放速率（kg/h）排氣筒高度（m）二級(jí)二氧化硫550（硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化學(xué)物使用）152.1203.630124021503260457064808490110100140依據(jù)廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/765-2010）中規(guī)定了燃煤鍋爐的煙囪最低允許濃度，詳見(jiàn)表2-5。表2-5燃煤、燃油（燃輕柴油、煤油除外）鍋爐房煙囪最低允許高度鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘?D)MWD＜0.70.7≤D＜1.41.4≤D＜2.82.8≤D＜77≤D＜1414≤D≤28t/hD＜11≤D＜22≤D＜44≤D＜1010≤D＜2020≤D≤40煙囪最低允許高度m20253035404535t/h屬于20-40這個(gè)區(qū)間，煙囪最低允許高度為45m，本設(shè)計(jì)中取60m，查表2-4知此時(shí)二氧化硫最高允許排放速率為45kg/h。由此計(jì)算二氧化硫總量標(biāo)準(zhǔn)：=最高允許排放速率×鍋爐運(yùn)行時(shí)間=45×7000kg/年=315t/年（2）煙塵排放總量根據(jù)廣東省《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001），本項(xiàng)目位于環(huán)境規(guī)劃的二類(lèi)區(qū)，執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；屬于第二時(shí)段的建設(shè)項(xiàng)目（2002.1.1后），詳見(jiàn)表2-6。表2-6廣東省顆粒物最高允許排放速率污染物最高允許排放濃度（mg/m3）最高允許排放速率（kg/h）排氣筒高度（m）二級(jí)顆粒物120（其他）152.9204.83019403250496070由上已知煙囪高度取60m，由此計(jì)算煙塵總量標(biāo)準(zhǔn)：=最高允許排放速率×鍋爐運(yùn)行時(shí)間=70×7000kg/年=490t/年2.3.4最終設(shè)計(jì)目標(biāo)選取濃度指標(biāo)和總量控制指標(biāo)中較嚴(yán)的一個(gè)作為最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)?？偭繕?biāo)準(zhǔn)=排放濃度×煙氣量×鍋爐運(yùn)行時(shí)間，可算出：315t/年時(shí)的SO2排放濃度=315×1000×1000/(19000×7000)=2.368g/m3=2368mg/m3>300mg/m3490t/年時(shí)的煙塵排放濃度=490×1000×1000/(19000×7000)=3.684g/m3=3684mg/m3>80mg/m3因而最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)按照排放濃度指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即：1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放濃度：≤80mg/m3；2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下SO2排放濃度：≤300mg/m3；3）排放煙氣黑度小于林格曼黑度1級(jí)3.污染源強(qiáng)分析3.1污染物濃度的計(jì)算含硫率為1.1%，結(jié)合地形便捷條件，故選擇湖南金竹山無(wú)煙煤最佳，其煤質(zhì)分析如表3-1。表3-1煤質(zhì)分析結(jié)果煤種產(chǎn)地應(yīng)用基水分w(War)/%干燥基灰分w（Ad）/%干燥無(wú)灰基元素分析應(yīng)用基低位發(fā)熱量Qdw/(kJ·kg-1)干燥無(wú)灰基揮發(fā)分w（Vdaf）/%空氣干燥基水分w（Wad）/%碳w（Cdaf）/%氫w（Hdaf）/%氧w（Odaf）/%氮w（Ndaf）/%硫w（Sdaf）/%無(wú)煙煤湖南金竹山7.524.00.91.1221900.72.0干燥基灰分占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（1-7.5%）×24%=22.2%干燥無(wú)灰基元素占煤的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（1-7.5%）×（1-24%）=70.3%以1kg燃煤為基礎(chǔ)，則：成分質(zhì)量/g物質(zhì)的量/mol理論需氧量/molC649.57254.13154.131H25.30812.654（分子）6.327O14.060.879-0.4395N6.3270.226（分子）S7.7330.2420.242H2O754.17灰分222（1）理論需氧量為（54.131+6.327-0.4395+0.242）mol/kg=60.2605mol/kg（燃煤）假定干空氣中氮和氧的摩爾比為3.78，則1kg燃煤完全燃燒所需要的理論空氣量為：60.2605×（1+3.78）mol/kg=288.0452mol/kg（燃煤）即標(biāo)況下（燃煤）（2）理論煙氣量（按照標(biāo)準(zhǔn)狀況換算體積，下同）理論上煙氣的組成為CO254.131mol/kg；H2O12.654+4.17=16.824mol/kg；N260.2605×3.78+0.226=228.01mol/kg、SO20.242mol/kg、222g/kg灰分。故理論干煙氣量為：（54.131+228.01+0.242）mol/kg=282.383mol/kg（燃煤）（燃煤）理論濕煙氣量為：（282.383+16.824）mol/kg=299.207mol/kg（燃煤）（燃煤）（3）實(shí)際煙氣量空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2，可求：實(shí)際干煙氣量Vfg=理論干煙氣量+理論空氣量×（空氣過(guò)剩系數(shù)-1）=（燃煤）實(shí)際濕煙氣量Vfg=理論濕煙氣量+理論空氣量×（空氣過(guò)剩系數(shù)-1）=（燃煤）4)鍋爐燃煤量：B=D(i2-i1)式中：D：鍋爐每小時(shí)的產(chǎn)汽量（kg／h）；Q低：煤的低位發(fā)熱量（kcal/kg）η：鍋爐的熱效率（%）；i2：鍋爐在某工作壓力下的飽和蒸汽熱焓（kcal/kg）；1.25MPa時(shí)為1400.4kJ/kgi1：鍋爐給水熱焓（kcal/kg），一般給水溫度取20℃，則i1=84.80kJ/kg，則B=30×1000×(1400.4-84.80)22190×75%6）SO2產(chǎn)污系數(shù)及其質(zhì)量流量二氧化硫產(chǎn)污系數(shù)：GSO2=2×1000×SY×P式中：SY-燃煤應(yīng)用基含硫量，%P-燃煤中硫的轉(zhuǎn)化率（煤粉爐一般取0.9），%GSO2=2×1000×SY×P=2×1000×（70.3×1.1%）×0.9=1391.94kg/t脫硫裝置入口煙氣中的SO2質(zhì)量流量可根據(jù)下面公式估算：M式中：M(SO2)——脫硫裝置入口煙氣中的SO2質(zhì)量流量，t/hK——染料燃燒中硫的轉(zhuǎn)化率（煤粉爐一般取0.9）Bg——鍋爐最大連續(xù)工況負(fù)荷時(shí)的燃煤量，t/hq4——鍋爐機(jī)械未完全燃燒的熱損失，%Sar——燃料的收到基硫分，%所以：MSO2=2×0.9×2.37×=24.742kg/h7）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的總干煙氣量：7.6154×2371.52=18060.07mN3/h取18100mN3/h標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的總濕煙氣量：7.9924×2371.52=18954.14mN3/h取設(shè)計(jì)煙氣量為19000mN3/h。3.2煙氣中SO2的濃度計(jì)算煙氣中SO2的實(shí)測(cè)濃度為：24.742×1000/19000=1.302g/mN3根據(jù)廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/765-2010）的相關(guān)規(guī)定，需將實(shí)測(cè)濃度折算，具體規(guī)定見(jiàn)表3-2表3-2鍋爐大氣污染物的過(guò)量空氣折算系數(shù)（DB44/765-2010）鍋爐類(lèi)型折算項(xiàng)目過(guò)量空氣折算系數(shù)α燃煤鍋爐煙塵初始排放濃度1.7煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度1.8鍋爐大氣污染物過(guò)量空氣系數(shù)折算排放濃度按下式計(jì)算：C=C'×C——折算后的煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度，g/mN3C'——實(shí)測(cè)的煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度，g/MN3α'——實(shí)測(cè)的過(guò)量空氣系數(shù)α——規(guī)定的過(guò)量空氣系數(shù)已知a=1.2，燃煤鍋爐的過(guò)量空氣折算系數(shù)a=1.8所以折算后煙氣中SO2的濃度c=1.302×1.2/1.8=0.868g/mN3=868mg/mN33.3煙氣SO2排放量的計(jì)算欲使二氧化硫達(dá)到廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/765-2010）的最高為300mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)，則其凈化率應(yīng)達(dá)到η=(868-300)/868=65.44%令η=80%符合《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》（HJ462－2009）對(duì)于65t/h以下工業(yè)鍋爐脫硫裝置的設(shè)計(jì)脫硫效率不宜小于80%的標(biāo)準(zhǔn)。則每小時(shí)去除SO2的量為：868×19000×10-6×80%=13.194kg/h出口煙氣中SO2的排放量為：868×19000×10-6×(1-0.80)=3.298kg/h=3298mg/s3.4SO2地面最大濃度計(jì)算取煙囪出口處平均風(fēng)速u(mài)為5.0m/s；煙囪出口處煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，故取煙囪出口流速v為9.0m/s；取?z?y為0.5;煙氣出口處煙流溫度Ts為155℃；煙囪高度取60m;煙囪出口內(nèi)徑D為2m。根據(jù)霍蘭德（Holland）公式得煙氣抬升高度：?H=VsDu(1.5+2.7Ts-TaTs總高度H=60+11.53=71.53m地面最大濃度ρmax=2Q?z脫硫結(jié)果滿(mǎn)足廣東省《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/765-2010），亦滿(mǎn)足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即小于居民區(qū)大氣中SO2最高允許的日平均濃度0.15mg/m3，脫硫效果良好。3.5煙塵濃度計(jì)算及除塵器的選擇由元素分析已知干燥基灰分占煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.2%，燃煤量為2371.52Kg/h,取煙塵的排放因子為80%，由上知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的總濕煙氣量19000mN3/h，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放濃度應(yīng)≤80mg/m3。則灰分質(zhì)量濃度為2371.52×1000×22.2%×80%/19000=2217mg/mN3除塵器的除塵效率需要達(dá)到[（2217-80）/2217]×100%=96.4%由于電除塵器對(duì)細(xì)粉塵有很高的去除率，而且具有能耗低、壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇電除塵器。4.工藝比選4.1脫硫工藝目前，脫硫工藝基本可分為三類(lèi)：濕法、干法和半干法。濕法脫硫主要包括石灰石-石膏法、海水法、氫氧化鎂法和氨吸收法等；干法脫硫包括爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫法、電子束法和荷電干粉法等；半干法包括噴霧干燥法、增濕灰循環(huán)脫硫、循環(huán)流化床脫硫法等。其工藝對(duì)比分析如下表4-14.2常用工藝比較由下表4-1可以看出，相對(duì)于半干法和干法脫硫工藝，濕法脫硫工藝具有脫硫效率高、工藝成熟、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此優(yōu)先選擇濕法脫硫工藝。但是，濕法脫硫工藝中，石灰石/石灰法占地面積大、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，不適合小型燃煤鍋爐；海水法對(duì)地理位置要求要高，一般只適用于沿海地區(qū)，而且由于海水的堿度有限，通常適用于燃用低硫煤（<1%）的電廠(chǎng)或鍋爐的脫硫。綜合以上分析，本次設(shè)計(jì)的待選方案主要有：鈉法、雙堿法、氧化鎂法和氨法。表4-1常用煙氣脫硫工藝綜合評(píng)價(jià)脫硫工藝濕法半干法干法石灰石/石灰法鈉法雙堿法氧化鎂氨法海水法噴霧干燥法爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床等離子體脫硫效率/﹪90~9890~9890~9890~9890~9870~9070~8560~7560~90≧90脫硫劑CaCO3/CaONaOHNaCO3NaOHNa2CO3CaOMgONH3海水CaOCaOCaONH3脫硫劑獲得容易容易容易因地區(qū)而異，廣東沒(méi)有大型鎂礦一般因地區(qū)而異，沿海地區(qū)容易較易較易一般容易可靠性高高高高一般高一般一般高高結(jié)垢易結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢易結(jié)垢易結(jié)垢易結(jié)垢不結(jié)垢堵塞堵塞不堵塞不堵塞不堵塞不堵塞不堵塞堵塞堵塞堵塞不堵塞占地面積大小中小大中中中中中運(yùn)行費(fèi)用高很高一般高高低一般一般一般一般投資大小較小大大較小較小小小大4.3工藝選擇鈉法由于脫硫劑較貴，因而運(yùn)行費(fèi)用高；氧化鎂法的脫硫劑氧化鎂不僅價(jià)格較貴，而且廣東地區(qū)鎂源不足，造成運(yùn)行成本高昂；氨法存在氨泄漏問(wèn)題，容易造成二次污染，而且脫硫劑價(jià)格高，因而在中小型鍋爐中應(yīng)用不多；相對(duì)于以上三種工藝，雙堿法消耗的脫硫劑主要是價(jià)廉的石灰。吸收液中的鈉堿通過(guò)再生，大部分可循環(huán)回用，減少了運(yùn)行費(fèi)用，具有投資少、占地面積較小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，符合中小型鍋爐煙氣脫硫工藝選擇的“技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理、工程可行’”三統(tǒng)一原則，因此本方案采用雙堿法脫硫工藝。4.4吸收設(shè)備的選擇SO2吸收凈化過(guò)程，處理的是低濃度SO2煙氣，煙氣量相當(dāng)可觀，要求瞬間內(nèi)連續(xù)不斷地高效凈化煙氣，脫硫吸收器的選擇原則，主要是看其液氣接觸條件、設(shè)備阻力以及吸收液循環(huán)量，因此選用氣相為連續(xù)相、湍流程度高、相界面較大的吸收塔作為脫硫塔比較合適。通常，噴淋塔、填料塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿(mǎn)足這些要求。常見(jiàn)吸收塔的性能比較詳見(jiàn)表4－2：表4-2常見(jiàn)吸收塔性能比較吸收器類(lèi)型持液量逆流接觸防堵性能操作彈性設(shè)備阻力除塵性能?chē)娏芩褪侵休^好低差填料塔高是差較好中中湍球塔中是好中中較好篩板塔中是中中中較好文丘里低否較好差高好旋流板塔高是好好低好表4-2吸收設(shè)備中，噴淋塔液氣比高，水消耗量大；篩板塔阻力較大，防堵性能差；填料塔防堵性能差，易結(jié)垢、黏結(jié)、堵塞，阻力也較大；湍球塔氣液接觸面積雖然較大，但易結(jié)垢堵塞，阻力較大；文丘里阻力大。相比之下，旋流板塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于快速吸收過(guò)程，且除塵脫硫效率高。因此，選用旋流板塔脫硫除塵器。4.5鈉鈣雙堿法工藝反應(yīng)原理4.5.1脫硫機(jī)理該法使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2，生成HSO32-、SO32-與SO42-，反應(yīng)方程式如下：一、脫硫過(guò)程N(yùn)a2CO3SO2Na2SO3CO2（1）2NaOHSO2Na2SO3H2O（2）Na2SO3SO2H2O2NaHSO3（3）其中：式（1）為啟動(dòng)階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)；式（2）為再生液pH值較高時(shí)（高于9時(shí)），溶液吸收SO2的主反應(yīng)；式（3）為溶液pH值較低（5~9）時(shí)的主反應(yīng)。二、氧化過(guò)程(副反應(yīng))Na2SO3O2Na2SO4（4）NaHSO3O2NaHSO4（5）三、再生過(guò)程2NaHSO3Ca(OH)2CaSO3NaOHH2O（6）Na2SO3CaOH2NaOHCaSO3（7）式（6）為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式（7）為再生至pH＞9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。本工程選擇鈉鈣雙堿法為脫硫工藝，以石灰作為主脫硫劑，鈉堿為助脫硫劑。由于在吸收過(guò)程中以鈉堿為吸收液，脫硫系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢等問(wèn)題，運(yùn)行安全可靠。且由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應(yīng)的速率比鈣堿快很多，能在較小的液氣比條件下，達(dá)到較高的二氧化硫脫除率。4.5.2旋流板塔吸收器脫硫除塵原理來(lái)自鍋爐的含塵煙氣首先進(jìn)入文丘里管，進(jìn)行初級(jí)噴霧降塵脫硫處理，而后以15～22m/s的流速切向進(jìn)入旋流板塔，在塔板葉片的導(dǎo)向作用下旋轉(zhuǎn)上升。逐板下流的液體在塔板上被煙氣噴成霧滴狀，使氣液間有很大的接觸面積。液滴在氣流的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力強(qiáng)化氣液間的接觸，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，經(jīng)過(guò)溢流裝置流到下一層塔板上，再次被氣流霧化而進(jìn)行氣液接觸。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2等酸性氣體被堿性液體吸收的效果好；旋流板塔同時(shí)具有很好的除塵性能，氣體中的塵粒在旋流塔板上被水霧粘附，并受離心力作用甩到塔壁而除去，從而具有較高的除塵除霧效率。對(duì)于煙氣中那些微細(xì)塵粒，在通過(guò)一級(jí)塔板后不可能全部被捕集，還有一定數(shù)量的塵粒逸出，當(dāng)其通過(guò)多層塔板后，微細(xì)塵粒凝聚，質(zhì)量不斷增大后被捕集、分離，從而達(dá)到最佳除塵效果。4.6脫硫系統(tǒng)工藝流程圖4-3脫硫系統(tǒng)的工藝流程圖4.7工藝組成4.7.1脫硫劑制備系統(tǒng)脫硫劑制備系統(tǒng)主要包括：石灰消化池、鈉堿罐、攪拌器及相應(yīng)的閥門(mén)、管道及管件等。由成品石灰（粒徑小于10mm（90％）的粉狀石灰）運(yùn)至廠(chǎng)里后手工加入石灰消化池進(jìn)行消化，消化后的石灰漿液自流至再生池中進(jìn)行脫硫液再生反應(yīng)。 鈉堿由運(yùn)輸車(chē)給料至鈉堿池，在池中與工藝水進(jìn)行混合直至達(dá)到所需的濃度，自流到再生池。4.7.2煙氣系統(tǒng)熱煙氣自鍋爐出來(lái)后進(jìn)入吸收塔，向上流動(dòng)穿過(guò)噴淋層，在此煙氣被冷卻到飽和溫度，煙氣中的SO2等污染物被脫硫液吸收。經(jīng)過(guò)噴淋洗滌后的飽和煙氣，經(jīng)除霧器除去水霧后，通過(guò)煙道經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪排空。從鍋爐出口至脫硫塔進(jìn)口段的連接煙道采用A3鋼制作，并根據(jù)需要設(shè)置膨脹節(jié)。4.7.3SO2吸收系統(tǒng)在吸收塔內(nèi)，脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的SO2、SO3等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等物質(zhì)。脫硫后的凈煙氣通過(guò)除霧器除去氣流中夾帶的霧滴后排出吸收塔。SO2吸收系統(tǒng)主要由脫硫主塔、連接煙道（副塔）、噴淋層、組合式除霧器、預(yù)埋件及外部鋼結(jié)構(gòu)、沖洗系統(tǒng)組成。(1)脫硫塔脫硫塔是系統(tǒng)的核心，采用旋流板塔作為吸收塔，旋流板塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于快速吸收過(guò)程，且除塵脫硫效率高。脫硫塔的材質(zhì)是本脫硫硫工程能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，按照要求，脫硫塔體材質(zhì)采用麻石制作。按國(guó)家相應(yīng)的規(guī)范執(zhí)行。吸收塔采用空塔噴淋結(jié)構(gòu)（根據(jù)脫硫率的需要設(shè)置2層高效霧化噴淋層）。吸收塔選用的麻石，能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均考慮防腐要求。吸收塔設(shè)計(jì)能防止液體泄漏。塔體上的人孔、通道、連接管道等在殼體穿孔的地方進(jìn)行密封，防止泄漏。吸收塔殼體設(shè)計(jì)能承受各種荷載，包括吸收塔及作用在吸收塔上的設(shè)備和管道的自重、介質(zhì)重、保溫重，以及風(fēng)載、雪載、地震荷載等。吸收塔底面能完全排空漿液。塔的整體設(shè)計(jì)方便塔內(nèi)部件的檢修和維護(hù)，吸收塔內(nèi)部的導(dǎo)流板、噴淋系統(tǒng)和支撐等不易堆積污物和結(jié)垢。吸收塔煙道入口段的設(shè)計(jì)考慮防止煙氣倒流和固體物堆積。吸收塔配備足夠數(shù)量和大小合適的人孔門(mén)，在附近設(shè)置走道和平臺(tái)。噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能合理分布要求的噴淋量,使煙氣流向均勻，并確保吸收漿液與煙氣充分接觸和反應(yīng)。所有噴咀能避免快速磨損、結(jié)垢和堵塞。噴咀的磨損壽命至少為2年。噴咀與管道的設(shè)計(jì)便于檢修，沖洗和更換，可實(shí)現(xiàn)不停爐檢修。(2)連接煙道連接煙道（副塔）是指從脫硫塔主塔出口至風(fēng)機(jī)進(jìn)口段。連接煙道采用碳鋼。其要求按國(guó)家相應(yīng)的規(guī)范執(zhí)行。(3)噴淋層在本脫硫系統(tǒng)中，為了達(dá)到良好的吸收效果，吸收塔設(shè)計(jì)成逆流式噴淋塔，設(shè)置2層的噴淋層，每層噴淋層由若干個(gè)高效霧化實(shí)心噴嘴組成，而每個(gè)噴嘴自成體系統(tǒng)，可單獨(dú)開(kāi)啟與關(guān)閉并可調(diào)節(jié)其噴液量。吸收液由噴嘴噴出，噴嘴均勻布置塔內(nèi)橫截面上，噴射出來(lái)的成實(shí)心錐型的漿液可以覆蓋整個(gè)橫截面，在滿(mǎn)足吸收SO2所需的比表面積的同時(shí)，該技術(shù)把噴淋造成的壓力損失減少到最小。傳質(zhì)吸收時(shí)間為2-3秒。(4)組合式除霧裝置平板折流式除霧器，兩級(jí)四通道，確保除霧效果。(5)沖洗系統(tǒng)由于本脫硫工藝采用雙堿法工藝，理論上除霧器、噴頭及管道不存在結(jié)垢問(wèn)題，但實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中除霧器、脫硫塔底部及部分管道均有沉積物與結(jié)垢現(xiàn)象的存在，故本工程在這些地方均設(shè)有沖洗裝置，沖洗水為工藝用水?？梢远ㄆ跊_洗除霧器、脫硫塔底部等部位因長(zhǎng)期運(yùn)行中可能產(chǎn)生的死角結(jié)灰，解決了除霧器無(wú)需停爐清灰的問(wèn)題。4.7.4脫硫液循環(huán)系統(tǒng)與脫硫渣處理系統(tǒng)泵前池的脫硫液通過(guò)循環(huán)水泵泵送到脫硫塔內(nèi)與煙氣接觸反應(yīng)后，從脫硫裝置底部排出，排出的含有CaSO4、CaSO3及少量粉塵渣（大部分煙塵在原除塵器中除去）的混合渣漿液體進(jìn)入再生池、沉淀池，與從石灰漿液池過(guò)來(lái)的石灰漿液發(fā)生再生反應(yīng)，并進(jìn)行脫硫副產(chǎn)物的沉淀，上清液流經(jīng)泵前池，經(jīng)沉淀后的池底渣漿由人工清出，濾液返流回泵前池，由循環(huán)水泵抽送到脫硫裝置進(jìn)行脫硫循環(huán)利用。4.7.5電氣控制系統(tǒng)（1）供電方式系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)力設(shè)備為分散式布置，均為三相電源供電，廠(chǎng)內(nèi)民用動(dòng)力和民用照明為單路三相電源供電分配使用，設(shè)計(jì)處理系統(tǒng)供電采用放射式供電方式，優(yōu)點(diǎn)是安全可靠。（2）接地系統(tǒng)處理系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)接地接零保護(hù)采用TN--C--S系統(tǒng)，所有電氣設(shè)備金屬外殼均需可靠接地和接零，民用動(dòng)力、照明接地接零保護(hù)采用TT系統(tǒng)。（3）低壓配電位置的確定設(shè)計(jì)要求低壓配電位置盡可能靠近負(fù)荷中心，由于區(qū)內(nèi)大功率用電設(shè)備主要為循環(huán)泵、渣漿泵等，其它動(dòng)力及照明負(fù)荷較小，故在泵房?jī)?nèi)設(shè)一電控室，安裝電源總柜、動(dòng)力柜和儀表柜等。（4）動(dòng)力設(shè)備起動(dòng)和控制方式所有動(dòng)力設(shè)備均設(shè)有欠壓、短路和過(guò)載保護(hù)，電源總柜設(shè)過(guò)流保護(hù)。民用動(dòng)力和民用照明設(shè)有短路、過(guò)載和漏電保護(hù)。動(dòng)力電纜采用鎧裝電纜沿電纜溝暗敷設(shè)，無(wú)電纜溝地方軟電纜和信號(hào)電纜均采用穿鋼管埋地暗敷設(shè)，電纜溝支架均可靠接地，形成接地網(wǎng)。對(duì)脫硫系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)進(jìn)行啟/停控制、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的報(bào)警。工藝系統(tǒng)和儀表、控制設(shè)備的設(shè)計(jì)、供貨能夠滿(mǎn)足上述要求。本系統(tǒng)供電電源均采用380V，50HZ交流電源。5.工藝技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)5.1脫硫劑制備系統(tǒng)5.1.1脫硫劑的選擇為保證脫硫石膏的綜合利用及減少?gòu)U水排放量，用于脫硫的生石灰的純度宜高于90%，漿液細(xì)度應(yīng)至少保證200目90%的過(guò)篩率；碳酸鈉選用市場(chǎng)上純度最高的。5.1.2脫硫劑的消耗量（1）生石灰消耗量：鈣硫比（Ca/S）為1.1；脫硫裝置入口煙氣中的SO2質(zhì)量流量M(SO2)為24.742kg/h；生石灰中CaO的含量為90%，所以，生石灰的質(zhì)量流量為m（生石灰）=1.1x24.742/64x56/90%=26.46kg/h（2）鈉堿消耗量：Na2CO3只是一種啟動(dòng)堿，啟動(dòng)實(shí)際上消耗的是石灰，理論上不消耗純堿，但是在吸收液循環(huán)吸收過(guò)程中蒸發(fā)被煙氣帶走、被脫硫渣帶走及部分排放，因而有少量損耗，故需在脫硫液池內(nèi)補(bǔ)充少量純堿。按照0.05mol（Na2CO3）/mol(SO2)補(bǔ)充量，則m（鈉堿）26.4664×0.05×106=3.05kg/h(以100%Na2CO35.1.3脫硫劑液箱容量與設(shè)計(jì)(1)石灰消化池本設(shè)計(jì)采用化灰池?cái)嚢杵?，得含固率?5%的石灰漿液，其密度為1.2t/m3，熟石灰的質(zhì)量流量為26.46÷56×78=36.86kg/h。按照《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》（HJ462－2009），脫硫劑漿液貯罐的容量宜不小于設(shè)計(jì)工況下2h的漿液消耗量，所以，熟石灰漿液箱容量為 V漿液箱=36.8615%×1.2×1000所以設(shè)計(jì)V漿液箱為0.5m3。尺寸：直徑φ=0.85m，高度h=0.86m。采用鋼砼結(jié)構(gòu)，化灰用水為工藝用水。(2)鈉堿溶解池鈉堿溶解池的有效容積取1.5m3。尺寸：直徑φ=1.23m，高度h=1.24m。5.1.4脫硫粉倉(cāng)容量與設(shè)計(jì)(1)石灰粉倉(cāng)考慮市場(chǎng)運(yùn)輸情況和運(yùn)輸條件，按HJ462－2009規(guī)定，粉料倉(cāng)的設(shè)計(jì)容積應(yīng)不少于2d的脫硫劑消耗量，故生石灰粉倉(cāng)容量取值為2d的石灰耗量。生石灰密度為1.1t/m3，所以，生石灰粉倉(cāng)容量為V粉倉(cāng)=26.46×24×2÷1100=1.2m3所以設(shè)計(jì)V粉倉(cāng)為1.5m3尺寸：長(zhǎng)1.1m×寬1.1m×高1.24m（2）鈉堿粉倉(cāng)考慮市場(chǎng)運(yùn)輸情況和運(yùn)輸條件，按HJ462－2009規(guī)定，粉料倉(cāng)的設(shè)計(jì)容積應(yīng)不少于2d的脫硫劑消耗量，故鈉堿粉倉(cāng)容量取值為2d的鈉堿耗量。鈉堿密度為2.5t/m3，所以，生石灰粉倉(cāng)容量為V粉倉(cāng)=10.2×24×2÷2500=0.19m3所以設(shè)計(jì)V粉倉(cāng)為0.2m3尺寸：長(zhǎng)0.5m×寬0.5m×高0.8m5.1.5石灰漿液泵吸收塔設(shè)置兩臺(tái)石灰供漿泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。漿液輸送管道選用襯塑管道。漿液管道上閥門(mén)采用蝶閥。5.1.6閥門(mén)、管道及管件閥門(mén)、管道及管件均采用SUS304材質(zhì)。5.2煙氣系統(tǒng)5.2.1增壓風(fēng)機(jī)30t/h鍋爐相當(dāng)于24.5MW機(jī)組容量，參考HJ/T179-2005經(jīng)驗(yàn)，機(jī)組容量在300MW以下，脫硫增壓風(fēng)機(jī)可選用高效離心風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為滿(mǎn)負(fù)荷工況下煙氣量的110%，增壓風(fēng)機(jī)的壓頭為脫硫裝置在滿(mǎn)負(fù)荷工況下并考慮10℃溫度裕量下阻力的120%。所以增壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為Q=19000×110%=20900m3/h正常狀態(tài)下，煙氣動(dòng)過(guò)煙氣管道、進(jìn)口擋板、脫硫塔噴淋層、除霧板、煙氣管道、出口擋板，整個(gè)系統(tǒng)壓降為△P=△P管道+△P擋板+△P噴淋+△P除霧，其中△P管道約為210Pa△P擋板約為2×5=10Pa△P噴淋約為85Pa△P除霧約為15Pa所以△P=210+10+85+15=320Pa，材料選取應(yīng)為耐熱合金鋼。表5-1增壓風(fēng)機(jī)參數(shù)名稱(chēng)風(fēng)量壓降材料增壓風(fēng)機(jī)20900m3/h320耐熱合金5.2.2煙氣加熱設(shè)計(jì)旁路加熱：在下游側(cè)的煙道中，將部分未處理的溫度約130-150℃的原煙氣與洗滌后的低溫凈煙氣混合，達(dá)到加熱的目的。經(jīng)過(guò)煙氣換熱器后的煙氣溫度不低于80℃，其漏風(fēng)率<1%。5.2.3煙道玻璃鱗片樹(shù)脂涂層5.2.4煙氣擋板選用雙百葉窗形式脫硫擋板門(mén)，一般壓損要小于50Pa，密封效果達(dá)到99.5%以上。5.2.5防腐為使得脫硫裝置能正常長(zhǎng)時(shí)間有效安全運(yùn)行，對(duì)必要的部位裝置必須進(jìn)行防腐處理，如下表5-2所示。表5-2FGD系統(tǒng)各部位防腐材料部位防腐材料煙氣管道玻璃鱗片樹(shù)脂脫硫塔玻璃鱗片樹(shù)脂漿液管道塑料除霧器塑料噴嘴碳化硅5.3SO2吸收系統(tǒng)5.3.1塔徑及底面積計(jì)算塔內(nèi)流速：設(shè)v=2m/sQ=νS=νπr2r=Q D=2r=1.92m,取整，即塔徑為2米底面積S=πr2=2.9m2得塔內(nèi)流速ν=2.0m/s假設(shè)較為準(zhǔn)確5.3.2脫硫塔高度計(jì)算液氣比取L/G=2.1，煙氣中水氣含量設(shè)為4%①循環(huán)水泵流量：Q=LG×Q×HG1000(L/M②塔底漿液區(qū)的高度：塔底漿液區(qū)取泵5min的流量，則H1=（42.13÷60×5）÷3.8=0.924m③計(jì)算洗滌反應(yīng)區(qū)高度：停留時(shí)間取2.5秒，則洗滌反應(yīng)區(qū)高度H2=2.0×2.5=5.0m反應(yīng)區(qū)為二級(jí)噴淋，層間距2.2m④除霧區(qū)高度取3.0米，所以，H3=3.0m第一級(jí)除霧器距離最上一層噴淋層距離為1m第二級(jí)除霧器距離第一級(jí)除霧器1m第二級(jí)除霧器上端留有1.0m的間隙⑤進(jìn)氣口煙氣管道直徑進(jìn)氣口煙氣流速不超過(guò)15m/s管道直徑：D=2×取管道直徑D管道為0.8m所以管道煙氣流速為13.4m/s⑥脫硫塔總高度：H=H1+H2+H3+D管道=0.924+5+3.0+0.8=9.7m5.3.3循環(huán)泵的計(jì)算一共分為2層噴淋層，一層噴淋為單向向下噴淋，第二噴淋為上下雙向噴淋。設(shè)循環(huán)泵揚(yáng)程分別為H1、H2；流量分別為Q1、Q2。根據(jù)規(guī)定，循環(huán)泵揚(yáng)程裕量為2bar。泵1：Q1=42.13m3/h×1/3=14m3/hH1=0.8m+0.924m+5m+2bar=26.7m泵2：Q2=42.13m3/h*2/3=28m3/hH2=0.8m+0.924m+（5-2.2）m+2bar=24.5m為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設(shè)計(jì)流速不應(yīng)超過(guò)2.5-3m/s，最低流速不低于0.6m/s，設(shè)定流速為2.5m/s，循環(huán)泵1連接管徑D所以取泵連接的管徑為50mm，流速為2.30m/s，符合要求。D所以取泵連接的管徑為70mm，流速為2.35m/s，符合要求。泵吸入口配備了濾網(wǎng)，以便泵及系統(tǒng)的堵塞表5-3循環(huán)泵參數(shù)循環(huán)泵揚(yáng)程/m流量/(m3/h)管道連接/mm泵125.816.350泵224.132.5705.3.4除霧器的計(jì)算（1）除霧效率：在正常運(yùn)行工況下，除霧器出口煙氣中的霧滴濃度低于75mgN/m3；（2）壓降：不考慮除霧器前后的干擾，保證在100%煙氣負(fù)荷下，整個(gè)除霧器系統(tǒng)的壓降低于15Pa。（3）耐高溫：80--95℃。（4）耐壓：保證承受沖洗水壓為0.3MPa時(shí)，葉片能正常工作。（5）沖洗噴嘴：為全錐形噴嘴，沖洗水噴射角度為90—120度，噴射實(shí)心圓錐，能夠保證葉片全部被覆蓋。為了減少煙氣通過(guò)除霧器后的攜帶水量，沖洗水的壓力一般要求200kPa（2bar）以上,沖洗強(qiáng)度在40L/(m2·min)左右,所以噴淋量Q=40x60x3.8/1000=9.1m3/h清水泵的揚(yáng)程H=H高度+2bar設(shè)清水泵揚(yáng)程分別為H3、H4；流量分別為Q3、Q4。清水泵1：Q3=9.1m3/hX0.5=4.55m3/hH3=0.8m+1.1m+4.4m+1.0+2bar=27.3m清水泵2：Q4=9.1m3/h×1/2=4.55m3/hH4=0.8m+1.1m+4.4m+2.0m+2bar=28.3m流量V=7.68m3/h為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設(shè)計(jì)流速不應(yīng)超過(guò)2.5-3m/s，最低流速不低于0.6m/s，設(shè)定流速為2.5m/s，清水泵的連接管徑D=2×所以取泵連接的管徑為30mm，流速為1.79m/s，符合要求。5-4清水泵參數(shù)清水泵揚(yáng)程/m流量/(m3/h)管道連接/mm泵127.34.5530泵228.34.55305.3.5噴嘴的計(jì)算本設(shè)計(jì)選取霧化角為90°的碳化硅噴嘴。單個(gè)噴頭在噴嘴下1m處的噴淋面積A1=3.14×(1×tan45°)2=3.14m2（1）噴淋層的噴嘴噴淋層所選用的覆蓋率為：300%單層噴淋層所需噴頭數(shù)量N=300%取整，N1=4噴淋層數(shù)：逆流噴淋層2層，順流噴淋層1層，一共3層。噴淋頭總數(shù)：4×3=12單個(gè)噴淋頭流量L（2）除霧器的噴嘴除霧層所選用的覆蓋率為：180%單層噴淋層所需噴頭數(shù)量N=180%取整，N2=3噴淋層數(shù)：一共2層逆流噴淋層。噴淋頭總數(shù)：3×2=6單個(gè)噴淋頭流量L表5-5噴嘴參數(shù)區(qū)域單個(gè)噴嘴噴淋量（m3/h）單層噴嘴數(shù)量（個(gè)）噴嘴總量（個(gè)）噴淋層4.1412除霧層1.436表5-6吸收塔計(jì)算表區(qū)域名稱(chēng)布置高度/m泵揚(yáng)程/m泵流量噴淋規(guī)格管道m(xù)3/h管徑總高9.3除霧區(qū)（180%覆蓋率）第一級(jí)除霧距離塔頂1.0m7.3-8.328.34.55逆向噴淋，3個(gè)噴嘴，單個(gè)噴嘴1.5m3/h30mm距離第二級(jí)除霧1.0m第二級(jí)除霧距離最上層噴淋1.0m6.3-7.327.34.55逆向噴淋，3個(gè)噴嘴，單個(gè)噴嘴1.5m3/h30mm反應(yīng)區(qū)（300%覆蓋率）第一層噴淋各層相差2.2m4.1-6.325.816.3逆向噴淋，4個(gè)噴嘴，單個(gè)噴嘴4.1m3/h，50mm第二層噴淋1.9-逆向+順向噴淋，8個(gè)噴嘴，單個(gè)噴嘴4.1m3/h70mm煙氣管道煙氣進(jìn)口風(fēng)速13.4m/s1.1-1.90.8m塔底儲(chǔ)蓄漿液區(qū)5min儲(chǔ)量0-1.15.4再生系統(tǒng)(1)循環(huán)泵選用防腐耐磨性能優(yōu)良的高分子量襯塑泵，型號(hào)為：250FXB-Z-500-37流量：40m3/h，揚(yáng)程：35m，功率：10kw數(shù)量為：2臺(tái)（一用一備）。泵吸入口配備了濾網(wǎng)，以便泵及系統(tǒng)的堵塞。(2)攪拌器設(shè)置兩臺(tái)攪拌器(功率為10kw)，其為全金屬結(jié)構(gòu)，接觸被攪拌流體的攪拌器部件，選用適應(yīng)被攪拌流體特性的材料，并具有耐磨損和腐蝕的性能。循環(huán)漿池?cái)嚢杵鞯脑O(shè)計(jì)和布置考慮了氧化空氣的最佳分布。(3)循環(huán)池采用現(xiàn)澆整體鋼砼結(jié)構(gòu)有效容積：3.0立方米。地下布置，設(shè)計(jì)標(biāo)高0.600m。分成三個(gè)區(qū)，氧化區(qū)、再生區(qū)及循環(huán)區(qū)。(4)沉淀池采用現(xiàn)澆整體鋼砼結(jié)構(gòu)有效容積：4.0立方米。地下布置，設(shè)計(jì)標(biāo)高0.600m。(5)再生池采用現(xiàn)澆整體鋼砼結(jié)構(gòu)有效容積：3.0立方米。地下布置，設(shè)計(jì)標(biāo)高0.600m。配有攪拌器。6.通用工程設(shè)計(jì)脫硫系統(tǒng)的狀態(tài)影響著最終的脫硫效率，也關(guān)乎著能污染物排放能否達(dá)標(biāo)。我們?cè)跣枰迷诰€(xiàn)監(jiān)測(cè)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，包括pH值，煙氣溫度，阻力損失，處理效率等數(shù)據(jù)值，更重要的是排放煙氣的分析，具體分析方法如表6所示。最終，所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到電腦上，經(jīng)過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，利用計(jì)算機(jī)的調(diào)控，使脫硫系統(tǒng)在最優(yōu)的環(huán)境下運(yùn)行。表6-1大氣污染物分析方法序號(hào)分析項(xiàng)目大氣污染物分析方法1煙塵GB/T16157重量法2煙氣黑度林格曼黑度圖法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》光電測(cè)煙儀法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》3二氧化硫HJ/T56碘量法HJ/T57定電位電解法自動(dòng)滴定碘量法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》非分散紅外吸收法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》電導(dǎo)率法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》4氮氧化物HJ/T42紫外分光光度法HJ/T43鹽酸萘乙二胺分光光度法定電位電解法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》非分散紅外吸收法《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》7.材料設(shè)備一覽表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格（型號(hào)）單位數(shù)量備注一、脫硫劑制備系統(tǒng)101石灰給料機(jī)150mm×250mm材料為碳鋼臺(tái)1102皮帶輸送機(jī)Q=1t/h，v=1m/s，臺(tái)1L=150mm，B=30mm，物料（進(jìn)口/出口）數(shù)量=2/1個(gè)103提升機(jī)斗提式，Q=2t/h，v=1.3m/s，臺(tái)1L=230mm，B=30mm，物料（進(jìn)口/出口）數(shù)量=1/1個(gè)104石灰粉倉(cāng)容積為5.4m3；尺寸：長(zhǎng)1.7m座1×寬1.7m×高1.9m；材料為碳鋼105石灰消化池?cái)嚢杵鞑鹑~式5kw套1106化灰漿池￠1.25×1.28m個(gè)1鋼混107鈉堿池￠1.56×1.57m個(gè)1鋼混108工藝水箱容積為10m3；個(gè)1材料為碳鋼，內(nèi)涂漆109工藝水泵離心式；Q=20m3/h，臺(tái)1+1一用一備p（進(jìn)口/出口）=（0/600）kPa；材料為鑄鐵110閥門(mén)、管道與管件若干二、煙氣系統(tǒng)201增壓風(fēng)機(jī)離心式；風(fēng)量：24200m3/h；壓臺(tái)1降：320Pa；材料為耐熱合金鋼202煙氣-煙氣再熱器裝置回轉(zhuǎn)式；φ=1.2m；電動(dòng)機(jī)組5kw臺(tái)1203煙氣擋板雙百葉窗式個(gè)3序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格（型號(hào)）單位數(shù)量備注三、SO2吸收系統(tǒng)301脫硫主塔（包括塔底漿液池）直徑×高度=φ2.2m×9.3m座1煙氣量24200m3/h；煙氣流速1.76m/s；液氣比=2.1L/m3；鈣硫比=1.1；殼體材料為碳鋼，內(nèi)襯玻璃鱗片樹(shù)脂302塔底漿液池直徑×高度=φ2.2m×1.1m；個(gè)1殼體材料為碳鋼，內(nèi)襯玻璃鱗片樹(shù)脂303塔底漿液池?cái)嚢杵麟妱?dòng)機(jī)功率5kw；臺(tái)2葉片、軸材料為耐熱耐腐合金鋼304除霧器材料為聚丙烯級(jí)2305噴嘴單個(gè)噴淋量4.1m3/h，材料為碳化硅個(gè)12噴淋層單個(gè)噴淋量1.4m3/h，材料為碳化硅個(gè)6除霧層306漿液循環(huán)泵型號(hào)：200UHB-Z-U-210-35離心式；Q=16.3m3/h；揚(yáng)程25.9m；殼體、葉輪材料為不銹鋼臺(tái)1三用一備型號(hào)：250UHB-Z-U-410-30離心式；Q=32.5m3/h；揚(yáng)程24.1m；殼體、葉輪材料為不銹鋼臺(tái)2+1307除霧清水泵型號(hào)：IS型的80-50-200離心式；Q=4.55m3/h；揚(yáng)程28.3m臺(tái)2+1兩用一備308閥門(mén)、管道與管件若干四、事故處理系統(tǒng)401事故漿液箱直徑×高度=φ2.2m×1.1m；個(gè)1殼體材料為碳鋼，內(nèi)襯玻璃鱗片樹(shù)脂402事故漿液箱攪拌器電動(dòng)機(jī)功率5kw；葉片、軸材料為耐磨耐腐合金鋼臺(tái)2403事故漿液箱排放泵離心式；Q=5m3/h，殼體、葉輪材料為不銹鋼，電動(dòng)機(jī)功率為2kw臺(tái)18．工程造價(jià)概算序號(hào)項(xiàng)目估算價(jià)格（萬(wàn)）1漿液制備系統(tǒng)0.82吸收系統(tǒng)2003煙氣系統(tǒng)254排放系統(tǒng)105熱工自控系統(tǒng)406勘測(cè)費(fèi)0.57設(shè)計(jì)費(fèi)78工程技術(shù)服務(wù)費(fèi)16.79其他費(fèi)用25萬(wàn)總計(jì)為320萬(wàn)元9．經(jīng)濟(jì)和效益分析9.1運(yùn)行費(fèi)用分析以下為設(shè)計(jì)煙氣脫硫裝置運(yùn)行7000小時(shí)/年所需基本費(fèi)用，燃煤含硫量以1.5％計(jì)算。各項(xiàng)消耗計(jì)算公式如下：（1）電耗費(fèi)用運(yùn)行額定功率×70％×7000小時(shí)×0.86元/kwh＝20×70％×7000×0.86＝8.43萬(wàn)元（2）水耗費(fèi)用循環(huán)水量×7000小時(shí)×3％×3.46元/m3＝27×7000×3％×3.46＝1.96萬(wàn)元（3）脫硫劑費(fèi)用CaO費(fèi)用=CaO消耗量×7000小時(shí)×300元/噸=0.1236×7000×300=25.96萬(wàn)元Na2CO3費(fèi)用=Na2CO3消耗量×7000小時(shí)×1500元/噸=0.0102×7000×1500=10.71萬(wàn)（4）人工費(fèi)表9-1人工費(fèi)計(jì)算表人員人數(shù)工資（元/人）操作人員41100技術(shù)人員31500檢修人員21200共計(jì)913.56萬(wàn)元/年(5)運(yùn)行費(fèi)用概算表9-2運(yùn)行費(fèi)用概算表項(xiàng)目單價(jià)年成本/(萬(wàn)元/年)電耗0.86元/kwh8.43水耗3.46元/m31.96脫硫劑CaO300元/噸25.96Na2CO31500元/噸10.71人工1.5萬(wàn)元/人13.56總計(jì)60.629.2節(jié)省費(fèi)用分析為了保持工藝先進(jìn)性及競(jìng)爭(zhēng)力，在開(kāi)發(fā)中努力保證運(yùn)行質(zhì)量和可靠性的前提下使工藝經(jīng)濟(jì)合理。系統(tǒng)采用閉路循環(huán)，采用低液氣比，電耗減小，F(xiàn)GD裝置的電耗通常小于電廠(chǎng)發(fā)電量的1.5%。FGD系統(tǒng)的自動(dòng)化水平高，減少了操作人員，通常每班為3人。年增收節(jié)支：國(guó)務(wù)院2003年1月2日頒布的《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》把污染收費(fèi)從原來(lái)的0.2Kg/元提高到現(xiàn)在的0.632Kg/元?，F(xiàn)在和以后的排污費(fèi)以632元/噸計(jì)算，每年排污費(fèi)節(jié)省632元/噸×110.2噸＝6.96萬(wàn)元9.3環(huán)境和社會(huì)效益分析項(xiàng)目實(shí)施后，能降低項(xiàng)目實(shí)施地區(qū)SO2對(duì)大氣