烧结机机头烟气脱硫工程可行性报告Word文档下载推荐.docx

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100～150

按常温150计算

3

标况烟气量（Nm3/h）

350000

4

配煤含硫量（%）

≤0.6

5

烧结烟气SO2含量（mg/Nm3）

1000

6

含湿量（%）

4.3～10.0

7

原有电除尘配制

单室三电场

8

电除尘后烟气含尘

浓度（mg/Nm3）

150

9

主风机型号

SJ9000

10

主风机额定风量（m3/h）

11

主风机余压值（Pa）

16500

12

主风机电机功率（KW）

13

烟囱高度（m）

100

14

烟气组成种类

N2，O2，CO，CO2，SO2NOx飞灰等

15

治理目标

SO2≤100（mg/Nm3）

烟尘≤50（mg/Nm3）

（2）、烧结机年运行小时数：

按7920小时/年计算

（3）、物价指标

水价：

1.0元/吨

电价：

0.528元/Kw·

h

石灰价：

200元/吨

工人工资：

20000元/年·

人

（4）、脱硫系统布置方式：

脱硫系统采用石灰-石膏法；

两台90m2烧结机各建一套脱硫设施。

（5）、脱硫副产物处理要求：

通过处理含水率10%左右，无二次污染；

废水通过处理达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中三级标准，大部分废水回用，少量排到附近污水池。

2.5设计分工

内容

接点位置

烟道

烧结风机出口烟道致消音器之间（有接口位置情况）

供电

由业主方接入脱硫系统进线柜内

工业水

脱硫区域外1米，0.3MPa

生活水

脱硫区域外1米，0.2MPa

压缩空气

脱硫区域外1米，0.5MPa

废水

脱硫区域外1米

3.湿法脱硫工艺

湿法烟气脱硫（WFGD）技术是目前应用较广泛的脱硫技术，其特点是整个脱硫系统位于烟道的末端、除尘系统之后。

湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高，适合于烧结机的烟气脱硫，由于脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫过程的反应温度低于露点，传统工艺是脱硫以后的烟气一般需再加热才能从烟囱排出。

现国外和国内对脱硫后的烟气处理趋向不采取加热可直接通过烟囱排放，即对脱硫后烟气不加热直接排放，对烟囱做防腐处理，或直接在塔顶烟囱排放。

目前，湿法脱硫技术占世界安装烟气脱硫的总容量的85%。

湿法脱硫技术包括石灰-石膏湿法、氧化镁法、磷铵肥法、碱式硫酸铝法、水和稀酸吸收法、双碱法等方法。

其中石灰-石膏湿法、氧化镁法烟气脱硫是目前湿法脱硫的主流方法。

我们此次采用石灰-石膏湿法和氧化镁法通用型技术，设计计算采用湿式石灰--石膏法。

3.1石灰-石膏法脱硫

工艺流程见方案流程图。

脱硫原理：

在现有的烟气脱硫工艺中，湿法石灰—石膏洗涤工艺最为成熟，运行可靠性最高，应用也最为广泛，已成为优先选择的脱硫工艺。

其工艺分自然氧化和强制氧化两种，其主要的区别是能否在吸收塔底部的贮液槽中通过鼓入空气把亚硫酸钙氧化成石膏（CaSO4·

2H2O），得到高纯度的产品。

目前，强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。

从除尘器出来的烟气进入吸收塔后，SO2直接和石灰浮液接触并被吸收去除。

新鲜的石灰浆液不断的被加入到吸收塔底部的贮液槽中，被洗涤后的烟气通过除雾器，然后通过烟囱被排放到大气中，反应产物从塔中取出，然后被送去脱水或进一步处理。

石灰—石膏法脱硫工艺的化学原理如下：

在水中，气相SO2被吸收并经下列反应离解：

SO2（气）+H2OSO2（液）+H2O

SO2（液）+H2OH++HSO3-2H++SO32-

由于H+被OH-中和生成H2O使得这一平衡向右进行。

OH-离子是由水中溶解的石灰产生的。

CaO+H2O→Ca（OH）2

Ca（OH）2+SO2→CaSO3+H2O

CaSO3+1/2O2→CaSO4

鼓入的空气也可用来氧化HSO3-和SO32-离子，最后成生石膏沉淀物

HSO3-+1/2O2SO42-+H+

SO32-+1/2O2SO42-+Ca2+CaSO4

工艺特点：

（1）脱硫效率高、技术成熟，脱硫效果能够满足环保新的要求。

石灰—石膏法脱硫技术最成熟，脱硫效率为95%以上，运行可靠，使用最普遍。

在国内外烟气脱硫市场占有率约为90%。

（2）运行成本低。

石灰（CaO）或熟石灰（Ca（OH）2）资源丰富，业主就有高品位的石灰资源，便于就地取材。

（3）脱硫产物可回收利用。

脱硫产物石膏（CaSO4）可做建材或水泥添加剂，每吨脱硫石膏价值40元，从而可以降低运行费用。

（4）工艺布置科学先进、设备结构简单，能有效降低一次性投资和运行费用。

脱硫塔采取三层喷淋，两级脱水，可使石灰脱硫塔喷雾吸收液气比L/G从20L/Nm3降低到6--8L/Nm3，就可节省运行电费近一半，也可大大减少循环水泵容量和循环水管管径，可节省一次投资。

（5）本工艺设计了石膏回收系统，从而使石膏可以综合利用，有经济效益（一般设计中石膏价格按约40元/吨算），同时不必占用大片渣场，这是十分有利的。

（6）如果考虑紧缩一次投资，和尽可能减少占地面积，也可不设计石膏回收系统，而把脱硫渣脱水后同高炉炉渣一并处理。

（7）占地面积小：

烧结机现场虽然紧凑，但完全能够满足工艺设备布置。

（8）工艺设备制作、安装周期短，能够满足该公司建设工期要求。

（9）系统自动化程度高。

脱硫系统采用PLC控制，实现自动控制，实时运行参数的显示功能，有效的减轻操作工的劳动强度，确保系统有效的连续运行。

（10）系统自动控制石灰浆液浓度和喷淋液气比。

停运时管道用水进行反冲洗，能有效防止“结垢、堵塞”现象的发生。

由于业主自己生产石灰，根据业主要求，本设计方案选用石灰—石膏法脱硫技术。

3．2技术要求

为了与烧结机运行匹配，脱硫装置的设计必须保证能快速启动，且在烧结机负荷波动时应有良好的适应特性。

脱硫装置必须满足如下运行特性：

（1）脱硫装置应能适应烧结机的正常波动负荷。

（2）整套脱硫系统及其装置的设置应能够满足整个系统在不同工况下运行的要求，脱硫装置及其辅助设备的启动、正常运行监控应在脱硫控制室实现。

整个系统的控制功能由脱硫系统的PLC实现。

（3）在装置停运期间，各个需要冲洗和排水的设备和系统（如：

石灰和石膏浆液系统的泵、管道、箱罐等）必须能实现冲洗和排水。

（4）自动运行方式需要的阀门和挡板等应配置气动/电动执行器。

（5）烟道和箱罐等设备应配备相应的人孔门。

（6）所有设备和管道，包括烟道、膨胀节等在设计时必须考虑设备和管道发生故障时能承受最大的温度热应力和机械应力。

（7）所有设备和管道，包括烟道的设计应考虑最差运行条件（压力、温度、流量、污染物含量）及事故情况下的安全富裕量。

（8）设计选用的材料必须适应实际运行条件，包括考虑适当的腐蚀余量。

（9）在设备的冲洗和清扫过程中产生的废水（例如：

石灰浆液或石膏浆液系统设备与管道等）应收集在脱硫岛的排水坑内，然后送至吸收塔系统中重复利用，不能将废水直接排放。

（10）所有设备与管道等的布置应考虑系统功能的实现和运行工作的方便

4.脱硫工艺计算

以下以一台烧结机的各种参数来计算，共上两套脱硫系统

4.1处理烟气量

项目

90m2烧结机

热态（t=150℃）

540000m3/h

标态

350000Nm3/h

4.2SO2原始排放浓度：

1000mg/Nm3

4.3脱硫效率

本脱硫系统的脱硫效率应不低于η，以满足排标要求

η≥（1000-100）/1000×

100%=90.0%

实际石灰—石膏法脱硫效率可达95%以上。

4.4生石灰粉耗量

生石灰小时耗量：

G90=350000×

900×

10-6×

56÷

64×

1.05÷

80%=362kg/h

生石灰年耗量：

Ga（90）=362×

7920/1000=2867t/a

4.5年脱硫量：

G（90）SO2=（1000－100）×

350000/1000×

7920=2495t/a

4.6石膏产量：

G（90）=6705t/a

4.7脱硫反应循环液气比：

5～8L/Nm3

4.8Ca/S摩尔比：

取1.05～1.1

4.9CaO浆液量

CaO浆液量：

G=3620kg/h

4.10制浆耗水量：

G=3.5t/h

4.11溶液循环流量：

90m2脱硫塔循环水量：

2100t/h

4.12废水排放量的计算

脱硫塔底部持液槽中排水量为：

G90=17m3/小时.塔

4.13水、电、汽耗量

脱硫系统估算水耗量如下：

水：

10t/h

电耗量：

374.615kw/h（详见5.6）

5.石灰—石膏法脱硫

5.1石灰—石膏法脱硫的技术参数

5.1.1烧结机规格：

90m2共两台

5.1.2脱硫效率：

在满足排标要求的前提下，本脱硫系统脱硫效率大于95%

5.1.3脱硫剂：

生石灰（或熟石灰）粉，纯度80%，颗粒度为200目

5.1.4Ca/S比：

1.05

5.1.5生石灰耗量：

G90=362kg/h,2867t/a

5.1.6脱硫量：

G（90）SO2=2495t/a

5.1.7石膏产量：

G（90）=6705t/a

5.1.8SO2排放浓度：

＜100mg/Nm3

5.1.9烟尘排放浓度：

＜50mg/Nm3

5.1.10液气比：

6～10L/m3

5.1.11溶液循环量：

90m2脱硫塔：

5.2脱硫工艺流程

本脱硫工程由制浆系统、烟气系统、脱硫塔吸收系统、副产品处理系统、废水排放系统、电气控制系统等组成。

石灰—石膏法脱硫工艺流程：

烧结烟气除尘后首先通过喷淋降温，再进入吸收塔进行脱硫反应，完成脱硫后的净化烟气经两级除雾后，再经烟囱排出。

石灰粉经加水消化制成5～10％浓度的浆液，用乳液泵泵入脱硫塔下部贮液槽中，再经循环泵打入塔内喷淋系统，喷淋脱硫。

脱硫塔下部贮液槽中20%的石膏浆，经泵进人石膏制备系统的水力旋流器浓缩，然后通过脱水机脱水成为含水低于10%的石膏，进入石膏仓。

脱水后的废水经处理后大部分循环回用，小部分处理达标后排放。

脱硫系统压力损失1200Pa，烧结主抽风机富余，方案按烟气脱硫系统不设增压风机处理。

脱硫后烟气直接通过塔顶烟囱排放。

石灰—石膏法脱硫工艺详见流程图。

5.3脱硫工艺系统

5.3.1、制浆系统

制浆系统由储灰仓、消化罐、乳液罐、搅拌器、乳液泵等组成。

用斗式提升机成品石灰粉送入钢制石灰粉仓内，再由定量给料机送到石灰消化罐，上清液经消化泵打入乳液罐，制成浓度为5%～10%的石灰浆液，这样制成的石灰浆液经乳液泵供入脱硫塔，由脱硫塔的循环泵供应循环液用以吸收烟气中的SO2。

根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的SO2浓度和pH值来控制打入吸收塔的石灰浆液量。

消化罐、乳液罐为钢砼结构或钢结构，内衬树脂防腐。

浆液浓度约为5～10%，用调节给水量来控制浆液浓度。

5.3.2烟气系统

烟气系统主要设备包括烟气挡板、烟道及其附件。

烟气经主抽风机出口，通过脱硫前预处理装置进行降温后进入吸收塔，在吸收塔内脱硫净化，经过塔顶除雾器除去水雾后，再经脱硫烟囱排入大气。

在原烟道上设置旁路挡板门，当烧结机启动、FGD装置故障、检修停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放，当脱硫装置进行检修时不会影响烧结机主系统的安全运行。

脱硫前降温装置处采用特殊防腐措施。

当脱硫系统投运时，打开入口挡板、关闭旁路挡板。

原烟气经入口挡板、降温装置进入吸收塔。

当烟气温度高于150℃或其它意外情况时，吸收塔将停用，此时，打开旁路挡板，关闭入口挡板，原烟气直接从原烟囱排放。

5.3.3脱硫塔吸收系统

脱硫吸收系统有脱硫吸收塔、喷淋装置、循环水泵、氧化风机、搅拌器、排液泵、脱水除雾器及反冲洗装置等组成。

吸收塔按其功能可分为喷淋区、除雾区和氧化区。

喷淋吸收区装有多个防堵雾化喷嘴.交叉布置。

烟气经电除尘器和引风机后，从喷淋区下部进入吸收塔，与均匀喷出的吸收浆液逆流接触。

喷淋管不仅能在母管内均匀分布浆液，而且也能把浆液均匀分配给连接喷嘴的支管。

所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅或相当的材料制作。

氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂，鼓风将CaSO3氧化成CaSO4，并结晶生成石膏。

吸收剂浆液制备系统将所需浓度的石灰浆液送入吸收塔底部的反应槽，与塔内未反应完全的吸收液及部分石膏混合，用再循环泵送至吸收塔上部喷嘴，喷入塔内进行脱硫反应。

脱硫后烟气经除雾后含水量≤75mg/Nm3，经烟囱排放。

5.3.4副产品处理系统

副产品处理系统来自吸收塔浓度约为20%的石膏浆，经泵进入水力旋流器浓缩，然后通过箱式板框压滤机脱水成为含水低于10%的石膏，再存入石膏仓库，送往用户使用。

滤液进入废水处理池，经氧化、调整PH值达标后回用。

5.3.5废水处理系统

废水排放系统一般来说，脱硫污水的pH值为4～6,含有大量的悬浮物。

处理的方法是先向污水中加入石灰乳，调整pH值。

废水达标后循环使用。

5.3.6工艺水系统

业主从供水系统提供一路工业水，供到承包方设置的工业水箱。

水箱配置2台工艺水泵（1运1备），每台泵选型时考虑流量10%裕量，压头20%裕量。

其主要用户为：

吸收塔蒸发水、浆液制备用水、事故紧急喷水；

除雾器及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水

5.3.7烟气污染物连续监测仪

烟气连续监测系统包括气体采样系统、分析仪器、零气系统、校正系统、数据采集系统、仪器控制柜等。

5.3.8、电气控制系统：

详见5.6

5.4主要设备的设计参数及选型

以下设备选型为一套90平米的设备，共需两套

5.4.1喷淋脱硫塔

塔体为碳钢结构，内壁用玻璃鳞片作防腐处理，塔外采用δ=80mm的保温材料保温后，外包δ=0.5mm的彩钢板。

脱硫塔直径7000mm，高H=26m，烟囱总高45米，一台

5.4.2脱硫塔喷淋装置

喷淋管采用FRP防腐耐高温材料；

喷嘴材质为SiC材料，防腐和耐磨。

5.4.3脱水器

采用折流板脱水器配合脱硫塔的烟气脱水，每塔二层，材质为聚脂FRP，带清洗装置。

5.4.4循环泵

选用耐磨防腐脱硫泵，三台，用于向脱硫塔供循环溶液。

250MFU-50-700/26-K型，Q=700m3/h，H=26m，110KW。

5.4.5乳液泵

选用50MFU-30-20/30-K型泵四台，两台用于将消化罐中的石灰浮液排入乳液罐，另两台用于将乳液罐中的石灰浮液排入脱硫塔内，都为一用一备，Q=20m3/h，H=30m,5.5KW。

5.4.6排浆泵

选用65MFU-50-30/40-K型泵二台，用于将塔底的石膏浆液打入水力旋流器，一备一用，Q=30m3/h，H=40m,11.0KW。

5.4.7废水回液泵

选用80MFU-32-50/32-Y型泵二台，用于将废水池内水打回脱硫塔，一备一用，Q=50m3/h，H=32m,11.0kw。

5.4.8氧化风机

选用罗茨风机一台，用于向脱硫塔底曝气区加入空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙。

SSR-175型，Q=40m3/min，P=58.8Kpa，75kw。

5.4.9脱硫塔搅拌装置

PMJ-II型搅拌器，每塔三台，每台N=5.5KW。

5.4.10氧化钙粉仓

设备直径Ø

4000mm，高H=6m，V=80m3。

另外配气化用罗茨风机。

SSR-100型一台，Q=6.55m3/min，P=58.8Kpa，11KW。

斗式提升机：

TD315型，H=15m,7.5kw

5.4.11消化罐、乳液罐

脱硫系统各自采用消化罐、乳液罐各一个，碳钢结构内衬防腐层，并配有搅拌机，用于将纯度80%以上的200目石灰粉与水搅拌混合成5～10%的石灰乳液供脱硫塔使用。

直径Ø

4000mm，高H=2500mm。

LMJ-I型搅拌器，每罐一台，每台N=5.5KW

5.4.12水力旋流器

选用水力旋流器一台，Q=30T/H，用于石膏浆液一级浓缩，使浆液固含量由20%，提高到50%左右，以便进入二级脱水浓缩。

5.4.13箱式板框压滤机

选用真空过滤机一台，用于二级脱水浓缩，使浆液固含量由50%提高到90%，以便集中处理或外运，F=5m2，5.5kw

5.4.14PH值自动控制仪：

两台

5.4.15液位仪：

四台

5.4.16SO2在线监测装置（进、出口，共两套）

5.5设备布置

脱硫除尘系统的主要设备为吸收塔和石灰制备系统和厂房，根据厂区总平面布置的规划，按工艺要求集中布置，各设备的平面和空间组合，既做到工作分区明确，又做到合理、紧凑、方便，外观造型协调、整体性好、节省投资，同时最大限度地节省用地。

脱硫设备布置在烟囱旁边的空地上，由于场地狭小，设备布置尽量紧凑。

制浆设备布置在其它空地上，脱硫塔旁布置氧化罗茨风机、循环泵、控制室。

废水处理布置在其他空地上。

5.6电气及自动控制系统

5.6.1电气

5.6.1.1电源负荷

每台90m2烧结机脱硫系统用电设备表

设备名称与规格

数量

单机功率

（kw）

总功率

备注

罗茨风机SSR-100型

电加热器DYK-Y

22

定量给料器DN300

1.1

TD315型，H=15m,

7.5

搅拌器LMJ-I

5.5

乳液泵50MFU-30-20/30-K

各开一备一

氧化风机SSR-175型

75

真空过滤机

真空泵

废水返回泵80MFU-32-50/32-Y

11.0

开一备一

工业水泵

烟道阀门

3.0

6.0

循环水泵250MFU-50-700/27-K

110

330

搅拌器LMJ-II

16.5

排浆泵65MFU-50-30/40-K

合计

529.6

考虑到制浆设备不连续运行及脱硫塔循环水泵可开二备一，系统总用电量为374.615kW。

5.6.1.2配电装置

低压配电中心（PC）采用GGD交流低压开关柜，柜体采用通用柜形式。

所有装置都有良好的接地。

每一开关柜均直接与就近的接地网相连，其接地线满足设备短路电流热稳定的要求。

5.6.1.3二次接线

保护及控制

电机、阀门由塑壳断路器、热继电器等实现保护。

保护装置供电电源采用220VAC。

所有电动机阀门的控制均纳入脱硫PLC系统控制。

信号与测量

脱硫区域所有开关状态信号、电气事故信号均送入脱硫PLC。

脱硫区域有如下电气信号及测量（不限于此）：

所有电动机的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失；

45kW及以上低压电动机、45kW以下I类低压电动机电流；

电度计量通过电度表其脉冲输出送入脱硫PLC实现脱硫岛重要设备自动计量。

电气量送入脱硫PLC实现数据自动采集、定期打印制表、实时调阅、显示电气主接线、亊故自动记录及故障追忆等功能。

5.6.2自动控制

5.6.2.1控制水平

1）本工程脱硫系统采用PLC实现对脱硫系统进行远方启/停控制，正常运行的监视和调整和保护。

PLC的控制对象如下：

烟道：

进口挡板门状态，旁路挡板门状态

吸收塔入口:

烟气温度，烟气压力，

除雾器出口:

烟气温度，烟气压力

吸收塔：

液位，循环液PH值

乳液槽：

液位

消化槽：

储料仓：

料位计

2）脱硫系统的控制室内设操作员站，方便调试人员对脱硫岛仪控系统的调试和运行人员的操作。

3）PLC的配置及功能

（1）每套系统采用一套PLC系统。

提供的PLC满足脱硫系统全部测量、控制、联锁保护的功能。

脱硫PLC控制系统控制模块采用西门子S7-300系列PLC。

所提供的PLC基本配置中，每种类型I/O测点至少有15%备用量。

（2）调节回路主要有：

烟道旁路挡板门的联锁回路

吸收塔循环液pH值——脱硫剂添加量自动调节

出口烟气SO2监测——控制pH值设定

吸收塔液位——吸收塔补水调节

除雾器反冲洗——冲洗水自动开断控制

吸收塔浆液排放——排浆阀自动控制

此外，对设备及各工艺系统进行程序启停控制及联锁保护。

包括下列必要的连锁：

a、进口烟气温度过高

b、进口或出口挡板门关闭

5.6.2.2主要仪表及设备的选型

变送器采用国内知名品牌设备如上海威尔泰。

重要参数（如PH，密度）测量分析仪表全部采用国际品牌产品。

温度、压力现场指示表、热电阻采用国内品牌产品。

开关、调节阀全部采用国内知名品牌产品，如海米特、巨良等。

5.6.2.3主要安装材料

电缆全部采用阻