锅炉废气除尘脱硫脱硝治理工程设计方案Word下载.docx
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1.《大气污染控制工程》;
2.《广东省建设项目环境保护管理条例》;
3.《无机化学工业污染物排放标准》(GB31573-2015);
4.《恶臭污染物排放标准》(GB4414554-93);
5.《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》HJ462-2009
6.国家和地方颁布的有关设计规范;
7.该厂提供的有关资料和要求。
四、设计目标及排放标准
1•设计目标
废气净化后符合国家新出标准《无机化学工业污染物排放标准》
(GB31573-2015)符合表3标准的要求:
单位为mg/m3
名称
颗粒物
二氧化硫
氮氧化物
排放标准
W30
W100
W200
2.设计基础资料及要求
以下为企业提供的锅炉相关参数:
项目
参数
锅炉数量
台
1
燃石油焦粉量
t/h
0.15
锅炉额建出力
0.9
石油焦粉中全硫分
%
3.0
完全燃烧理论需空气量
m3/li
1925
因此,木锅炉废气处理系统设计的风量为5000m3/ho
五、设计范围
木处理系统设计范围从锅炉出口到公共烟囱之间的除尘、脱硫脱硝项目相关设施设计。
其中包括】工艺设备、管道布置、电器设备、仪表自控及相关的处理设施的各专业施工图纸设计。
六、工艺设计
6.1.除尘工艺选择
除尘技术按其分离捕集粉尘的主要机制分为机械除尘、湿式除尘、过滤式除尘、静电除尘四种成熟的技术和设备。
按照除尘效率的高低,可把除尘器分为高效除尘器(电除尘器、过滤式除尘器和高能文丘里洗涤器)、中效除尘器(旋风除尘器和其他湿式除尘器)和低效除尘器(重力沉降室、惯性除尘器)三类。
常用除尘器的对比表
除尘器
处理气量
除尘效率
压力损失
投资费用
占地面积
性能及优点
重力沉降室
大
低
小
少
捕集尘粒M50Um结构简单,维护管理容易。
适宜于净化密度大,颗粒粗的粉尘
旋风除尘器
中
结构简单、操作维护方便、动力消耗不大,捕集5-loum以上的尘粒。
适宜于粉尘变化大的含尘烟气
水膜除尘器
咼
捕集尘径m可达90%以上。
常用于高温烟气降温和除尘,也可用于吸收气体污染物。
文丘里喷雾洗涤器
捕集尘径0.5〜5pm的尘粒可达99%以上。
常用于高温烟气降温和除尘,也可用于吸收气体污染物。
袋式除尘器
捕集尘粒>0.1um,性能稳定可靠,负荷变化适应性强。
使用受温度、湿度、腐蚀性限制。
静电除尘器
能捕集亚微米级粒子,能连续操作,可在高温或腐蚀条件下工作,应用于火力发电.水泥工业除尘。
由上表不难看出重力沉降和旋风除尘是针对大颗粒径粉尘除尘,对细微粉尘及烟气几乎没有除尘效果;
水膜与文丘里是利用水把粉尘加湿、加重从气体中分离出,但采用湿式除尘必须处理含污泥的水,否则有可能造成二次污染;
静电除尘虽然除尘效率很高,但它的投资成本、运行费用及维护成本都比较高。
6.2.脱硫工艺选择
FGD法是世界上唯一大规模商业化的脱硫技术,主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的S02,并使其转化为较稳定的硫的化合物。
FGD技术种类繁多,但是真正工业化的只有十几种。
FGD技术按脱硫后产物的含水量大小可分为湿法、半干法和干法;
按脱硫剂是否再生分为再生法和不可再生法;
按脱硫产物是否回收分为回收法和抛弃法。
其中湿法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的85%左右。
主要有以下几种:
(1)湿法石灰石/石灰烟气脱硫技术
该法是利用成木低廉的石灰石或石灰作为吸收剂吸收烟气中的S02,生成半水亚硫酸钙或石膏。
这种技术曾在70年代因其投资大、运行费用高和腐蚀、结垢、堵塞等问题而影响了其在火电厂中的应用。
经过多年的实践和改进,工作性能和可靠性大为提高,投资与运行费用显著减少。
该法主要优点为:
乩脱硫效率高(脱硫效率大于90%);
b.吸收剂利用率高,可大于90%;
c.设备运转率高(可达90%以上)。
该法是目前我国引进的烟气脱硫装置中主要方法。
主要缺点是投资大、设备占地面积大、运行费用高。
目前,从设计上综合考虑加强反应控制,强制氧化,从而减少吸收塔和附属设备体积、降低电耗、减少基本建设投资和运行费用。
选用耐腐蚀材料,提高吸收塔及出口烟气、挡板、除雾装置等的使用寿命,提高气液传质效率,建造大尺寸的吸收塔等因素,对此项技术作了进一步改进和提高。
(2)氨法烟气脱硫技术
氨法烟气脱硫采用氨作为二氧化硫的吸收剂,氨与二氧化硫反应生成亚硫酸彼和亚硫酸钱,随着亚硫酸氢镀比例的增加,需补充氨,而亚硫酸镀会从脱硫系统中结晶出来。
在有氧气存在的情况下述可能发生氧化反应生成硫酸镀。
该法根据吸收液再生方法不同,可以分为氨一酸法、氨一亚硫酸彼法和氨一硫彼法。
影响氨法脱硫效率的主要因素是脱硫液的组成,受溶液蒸气压和pH值的影响。
氨法的主要优点是脱硫剂利用率和脱硫效率高,且可以生产副产品。
但氨易挥发,使得吸收剂的消耗量增加,产生二次污染。
此外该法还存在生产成木高、易腐蚀、净化后尾气中含有气溶胶等问题。
(3)双碱法脱硫工艺
为了克服石灰/石灰石法容易结垢和堵塞的缺点,发展了双碱法。
该法先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收,然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生。
双碱法的明显优点是,由于塔内采用液相吸收,吸收剂在塔外的再生池中进行再生,从而不存在塔内结垢和浆料堵塞问题,从而可以使用喷淋塔浆液法,减小吸收塔的尺寸及操作液气比,降低成本。
另外,双碱法可得到较高的脱硫率,可达85%以上,应用范围较广,该法的主要缺点是再生池和澄清池占地面积较大。
6.3.脱硝工艺选择
废气处理中控制氮氧化物(NOx)的污染通常采用改进工艺和设备、改进燃烧、净化处理及高烟囱排放等方法。
目前采用的净化处理NOx的方法很多,主要可分为催化还原法(SCR法)、SNCR法。
(1)催化还原法:
催化还原工艺是一种广泛用于废气脱硝的成功的技术。
影响催化脱硝的因素有:
1)催化剂。
上述反应如果没有催化剂的作用,只有在很窄的高温范围内(989°
C左右)进行,而采用催化剂时,其反应温度可以大幅度降低。
显然,不同的催化剂具有不同的活性,因而反应温度和脱硝效果也有差异。
催化剂活性强意味着选择性弱,不希望的反应如so?
氧化为S03的反应就强。
应选择合适的催化剂和控制反应温度,使主反应速度大大超过副反应的速度,则有利于的脱除。
目前,大都采用非贵金属作催化剂,如A1©
为载体的铜铭催化剂、TiO:
为载体的帆餌和亚铮酸铜催化剂、氧化铁载体催化剂等,贵金属催化剂多采用钳。
2)还原剂用量。
还原剂血的用量一般用阳与枪的摩尔比来衡量,不同的催化剂有不同的Nft/NOx范围。
当这个比值过小时,反应不完全,NOx脱除率低。
在一定范围内,脱除率随NH3/N0x值增大而上升。
但NH3/N0x值过大则对脱除率无明显影响,且增加未反应氨的泄漏或排放,造成二次污染,也使还原剂耗量增加。
3)空间速度。
空速标志废气在反应器内的停留时间,一般由实验确定。
空速过小,催化剂和设备利用率低,空速过大,气体和催化剂的接触时间短,反应不充分,则NOx脱除率下降。
4)反应温度。
采用某种催化剂,如铜铭催化剂,当上述反应的温度改变时,可能发生一些不利于NOx还原的副反应,尤其当温度较高时。
例如,发生Xtt分解为N:
和H:
的反应,使还原剂减少,或者NHs被0:
氧化为NO的反应。
这些反应发生在350°
C以上,超过450°
C变得激烈,温度再高,还能再生成N0:
从而使NOx的还原率下降。
而在200〜350°
C之间,NH3与02只生成弘和HONOx的还原率随着反应温度的升高而增大。
研究表明,温度低于200°
C,可能生成硝酸^(NH>
NO3)和有爆炸危险的亚硝酸镀(NH4N02),严重时会堵塞管道。
可见,温度对SCR工艺极为重要,应实施严格控制。
SCR的最佳温度为300〜400°
C,这时仅有主反应能够进行。
(2)SXCR脱硝法:
SNCR脱硝系统一般用25%浓度的氨水或50%浓度的尿素作为还原剂,还原剂用罐装卡车运输,以液体形态储存于罐中。
其中尿素需要溶解稀释,以及供给过程中进行伴热防止其结晶。
还原剂通过计量分配模块分配到每只喷枪,由喷枪喷入炉内与NOx进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。
还原剂喷入炉膛温度为600〜1250°
C的区域,该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。
与SCR工艺不同,燃料类型(例如煤、生物质和垃圾等)对SXCR性能影响很小。
通过现场经验表明,只要存在“SNCR反应温度窗”,SNCR工艺就可应用于燃烧各种燃料的各种型式的窑炉。
根据对除尘、脱硫脱硝性能的要求和现场情况,木项目所选择的技术方案应当遵循以下原则:
-―又为了减轻对烟囱的腐蚀,应达到尽可能高脱硫效率,并能适应燃煤
和运行状况的变化和未来对环保要求的提高,木方案按290%效率设计。
-―系统应采用成熟可靠的技术和设备。
-―使用当地可以稳定供应、价格较低、性能好的脱硫剂。
-―降低工程造价以及运行和维护成本。
因此;
木项目废气方案工艺:
除尘脱硫工艺选择钠钙双碱法脱硫工艺;
脱硝工艺选择SNCR法。
6.2.工艺流程图
SNCR脱硝系统
窑炉废气
双碱法脱硫
咼烟囱达标排放
6.3.技术特点
(1)采用悬流洗涤方式可在较小的液气比下获得较大的液气接触而积,进而获得较高的脱硫除尘效率;
并且,较小的液气比可以减少循环液量,从而减少循环泵的数量,从而降低了运行成本也减少了造价。
(2)从技术、经济及装置运行稳定性、可靠性上考虑采用生石灰和氢氧化钠作为脱硫剂,保证系统脱硫效率可达90%,除尘效率大于98%o
(3)采用双碱法脱硫工艺,可以基木上避免产生结垢堵塞现象,减少昂贵的NaOH耗量和降低运行费用。
(4)SNCR法模块化的供给系统,使得系统安装、操作和维护简单,脱硝效率为40%、70%o
(5)•系统运行稳定,操作管理方便,自动化程度较高;
七、设备清单
设备
规格、材料
数量
备注
引
风
系
统
①300风管
Q235钢材
8=1.2mm
60
米
风机
5000m3/h
1台
SNCR脱硝系统
还原剂制备和喷
射系统
/
1套
计量、分配系统
双减法脱
硫系统
脱硝塔
尺寸:
(bl200*5500mm
含循环池、加药池
316不锈钢
水泵
功率:
4.5KI
材质:
铸铁
2台
八、运行费用和工期分析
1人工费
设备自动化高,不需专人操作,可以由厂内员工兼职。
2电费
项目主要耗电量为水泵,电费为Mi=15x24x0.8=288元/d。
3药费
项目主要消耗药剂为氢氧化钠、石灰。
根据木单位的多年的经验,类比同类型同规模的项目,药剂费约M2=1007U/do
4水费
项目循环池要定期补充一定水,水费为M3=4x2.5=10元/d。
5运行成本
M=288+100+10=398元/d。
注:
运行费用为估算值,最终运行费用视实际运行情况而泄。
九、质量保证及售后服务
1.工程保修期为一年,终身售后服务。
2.负责安装调试直到达标。
3.如遇到运行故障都可通知本公司。
十、废气处理工程投资概算
1、设备报价汇总表
序号
名称
报价合计(万元)
设备部分
如上表设备清单
2
制作、安装人工
5人25天完成:
安装7天
6
运输、吊装
设备运输及吊装
7
税金
含11%增值税
费用合计(元)
人民币:
***万元)
该报价有效期1个月。
2、以下为业主负责部分
设备存放区和风机基础、墙体开孔、废气处理站照明及遮棚
外围水、电、压缩空气接到设备放置区1米内
3
工程完成后,委托第三方检测验收
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