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钠碱法脱硫的解决方案1doc
XXX热电厂
锅炉烟气钠碱法脱硫工程
技术方案
XXX公司
XXX公司
2016年3月
第一章总述
1.1烟气脱硫技术简介
为了控制大气中二氧化硫,早在19世纪人类就开始进行有关的研究,但大规模开展脱硫技术的研究和应用是从二十世纪50年代开始的。
经过多年研究目前已开发出的200余种SO2控制技术。
这些技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为:
①燃烧前脱硫(如洗煤,微生物脱硫);②燃烧中脱硫(工业型煤固硫、炉内喷钙);③燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FlueGasDesulfurization,简称FGD)。
FGD是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技术手段。
烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫,将之转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫,从而达到脱硫的目的。
FGD的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量的多少可分为两类:
①湿法,即采用液体吸收剂如水或碱性溶液(或浆液)等洗涤以除去二氧化硫。
②干法,用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。
按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。
按照吸收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法(抛弃法)。
1.2技术选择依据
各种不同的烟气脱硫技术所用的吸收剂、脱硫副产品,以及脱硫效率和投资成本差别很大。
对于某一具体项目,最适用的烟气脱硫技术一般是根据现场的客观条件和经济情况来选择的,即这种脱硫技术充分利用了现场的有利条件,并在整个使用期间总成本最低。
影响总成本的因素有很多,这些因素包括:
技术因素;经济因素(生产成本、投资成本);商业因素等。
理想的脱硫工艺应该是投资少,占地小,运行成本低,与主体工程兼容性好,脱硫效率能够满足排放标准要求,脱硫副产品容易处理,无二次污染。
如果副产品能有较好的销售市场,所产生的经济效益可冲抵部分装置运行费用,甚至有所结余,则是最理想的。
1.3工艺特点
目前国内烟气脱硫湿法技术主要有石灰石-石膏法技术和氨法脱硫技术。
氨是一种良好的碱性吸收剂,从化学反应机理上分析,烟气中二氧化硫的吸收是通过酸碱反应来实现的。
吸收剂碱性越强,越利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂。
与大型电厂常用的石灰石-石膏法脱硫相比,石灰石浆液吸收二氧化硫需要先有一个固-液反应过程,即固相石灰石(CaCO3)先酸溶于亚硫酸,生成亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2;而氨吸收烟气中的二氧化硫是反应速率极快的气-液或气-汽反应过程,可以比较容易地达到很高的脱硫效率。
而钠碱法脱硫工艺主要特点是系统简单,液/气比小,不结垢不堵塞,设备造价低,占地小。
脱硫废液主要成分为硫酸钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠。
此外,钠基还具有吸收其它酸性气体(如HCl,HF,HBr)等的良好性能。
广州维港环保科技有限公司,长期致力于电厂烟气污染治理的研究与实践工作,不仅获得了大量的研究成果,也取得了相当多的工程经验。
目前承担的国家863计划重点项目“燃煤烟气复合污染物控制与资源化”已获得重大技术突破,在多个领域处于国内领先水平,特别是在脱硫的同时低成本联合脱硝、出塔烟气复合污染物控制、烟气直排设计与技术、以及提高电除尘器效率等方面优势明显,并得到临汾热电2X300MW机组的应用示范,现该工程已基本完成建设和安装,定于今年11月下旬与电厂机组同时投运,将成为我国第一个能够自负盈亏的电厂脱硫项目。
第二章工程概况
XXX10MPa410t/h高压煤粉炉锅炉,生产过程中产生烟气431796Nm3/h(5#炉标况)和674000m3/h(6#炉工况),根据国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003),该锅炉需要配套建设烟气脱硫装置,脱硫技术方法采用钠碱法脱硫,5#、6#锅炉烟气一体脱硫,采用“2炉1塔”方案。
因为本次吸收剂采用的是乙烯废碱液,为了实施时能够稳定运行,XXX公司决定先做一套1万Nm3/h钠碱法脱硫的中试处理装置。
2.1自然条件及气象资料
●厂址地理位置
热电厂隶属于XXX分公司,位于乙烯厂区内的东南角。
地震基本烈度为6度,电厂海拔高度145.5m。
●交通运输
铁路:
热电厂燃煤经国铁运至XXX公司的交接站,再由公司的自备机车经0.8公里厂外专用线送至热电厂卸煤线。
按规划一期工程预留了四股铁路专用线,在二期工程中四股铁路专用线已全部建成,可满足本项目需要。
公路:
热电厂四面都与化工厂厂区的环形公路相通,内、外部道路运输极为方便,可满足本项目需要。
●水文气象
项目
值
年平均气温
4.4℃
极端最高气温
38.3℃
极端最低气温
-39.3℃
冬季采暖/通风室外计算温度
-26/-20℃
绝对最大气压
102.61kPa
绝对最小气压
96.75kPa
冬季平均气压
100.03kPa
夏季平均气压
98.77kPa
年平均相对湿度
64.6%
年平均降雨量
440mm
最大年降雨量
605.50mm
基本雪压
0.3kN/m2
最大积雪厚度
220mm
年平均风速
28.3m/s
瞬时最大风速
30.8m/s
基本风压
0.5kN/m2
全年主导风向
NW
夏季主导风向
S
冬季主导风向
NW
最大积雪厚度
22cm
最大冻土深度
209cm
地震基本烈度
6度
●工程地质
厂区地形平坦,坡度较小。
自然地面标高在145.5米左右,为了满足排水坡度,主厂房零米标高取用146.2米,高于百年一遇洪水水位143.59米。
地质断面上部为第四纪冲积层,由亚粘土和轻亚粘土构成,下部为第四纪湖沼沉积的灰色粘土构成。
地基基本强度0.14~0.2MPa。
地下水位接近低水位时期,静止水位高度为141.09~142.56米,据经验该区平均年水位变化幅度为2.5~2.8米左右,地下水对混凝土无侵蚀性。
2.2机组、系统概况
(1)主要设备及设计参数
表1:
主要设备及设计参数
设备名称
参数名称
单位
5#炉数据
6#炉数据
锅炉
型号
HG-410/9.8-MQ14
NG-410/9.8-M10
最大连续蒸发量
t/h
410
410
过热器出口蒸汽压力
MPa
9.8
9.8
过热器出口蒸汽温度
℃
540
540
空预器出口烟气量
Nm3/h
431796(标况)
674000m3/h
(工况)
设计排烟温度
℃
139(设计)
129-158℃(实际运行)
138(设计)
129-160℃(实际运行)
煤耗量
t/h
62.031
62.956
炉膛设计负压
Pa
-20~-40
-20~-40
烟囱
高度
m
180
180
出口内径
m
5.5
5.5
引风机
型号
Y4-73-25F
Y4-73№25F
电机功率
KW
630
1120
数量
台/炉
2
2
出力
m3/h
337700
409987
全压
Pa
3218
5732
(2)锅炉点火系统
锅炉点火采用渣油或天然气。
天然气作为废气回收掺烧利用,最大掺烧比例为15%B-MCR(锅炉额定出力410t/h)。
渣油和天然气不同时点火和助燃。
(3)燃烧制粉系统
锅炉采用水平浓淡直流式煤粉燃烧器,正四角切向布置;制粉系统采用钢球磨,中间仓储式热风送粉系统。
2.3燃料
(1)燃煤
本工程实际燃用煤种煤质资料见下表
表2:
煤质分析表
序号
名称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
1
全水份
Mt
%
7.26
6.2
2
灰份
Aar
%
37.57
31.03
3
碳
Car
%
47
53.50
4
氢
Har
%
3.2
3.25
5
氧
Oar
%
4.36
5.15
6
氮
Nar
%
0.43
0.69
7
硫
Sar
%
0.18
0.20
8
可燃质挥发份
Vdaf
%
34.23
33.00
9
低位发热量
Qnet,ar
KJ/kg
18212.58
20750.00
10
灰温度特性
t1
t2
t3
℃
℃
℃
1110
1300
1400
(2)燃气
表3:
天然气成份分析表
序号
成分
数据1(2006.4.27)
数据2(2006.4.28)
单位
1
甲烷m/m%
93.73
93.47
%
2
乙烷m/m%
3.13
3.08
%
3
乙烯m/m%
<0.01
<0.01
%
4
乙炔
0.40
0.36
%
5
丙烷m/m%
1.99
2.16
%
6
丙烯m/m%
<0.01
0.08
%
7
PD
0.69
0.65
%
8
MA
0.06
0.07
%
9
C4
0.05
0.07
%
10
发热量
8932
8954
Kcal/Nm3
表4火炬气成份分析表
序号
成分
数值
最大
最小
单位
1
氢气m/m%
11.93
11.95
0.01
%
2
甲烷
19.94
87.16
6.47
%
3
乙烷
0.78
40.16
0.02
%
4
乙烯
4.03
25.80
0.27
%
5
丙烷
1.11
36.49
<0.01
%
6
丙烯
6.81
7.19
0.16
%
7
乙炔
<0.01
2.31
<0.01
%
8
PD
0.63
4.47
<0.01
%
9
MA
8.33
2.16
<0.01
%
10
C4
5.28
6.44
0.16
%
11
C5
5.25
14.06
0.01
%
12
CO
0.04
<0.01
<0.01
%
13
N2
35.49
50.1
0
%
14
低位发热量
4342
Kcal/Nm3
2.4其他
(1)烟尘处理
布袋除尘器
(2)水源
工业水水质:
PH值7.5-8.5氯离子含量:
10-30mg/L
(3)废水处理
送往XXX公司污水处理场统一加工和处理。
(4)建筑状况
水膜除尘器拆除、引风机厂房为排架结构,除尘器控制室利旧。
(5)脱硫吸收剂资料
表5:
乙烯废碱液成份分析(以下数据需要进一步试验确定,仅供参考)
日期
PH
(无量纲)
NaOH
(g/l)
Na2SO4
(g/l)
Na2CO3
(g/l)
Na+
(g/l)
Cl-
(mg/l)
湿式氧化进料
(t/h)
湿式氧化出水
(t/h)
2005.5.12
23.39
6.38
56.55
2005.6.11
22.03
13.93
62.40
2005.9.10
44.75
17.36
61.49
2006.4.28
12.06
9.26
64.11
2006.12.5
7.39
6.94
99.75
2007.12.27
23.96
14.25
66.06
2008.4.24
28.42
15.18
78.09
2008.
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