t锅炉烟气石灰石石膏法脱硫方案.doc
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1、2*130t/h循环流化床锅炉烟气石灰石石膏法脱硫工程技术方案*环保工程有限公司2016年3月目录1、前 言3第一章 概述31.1工程概况31.2范围和要求31.3设计依据和标准41.4设计治理目的目标6第二章 工况分析72.1厂址地理位置72.2交通运输82.3气象条件:92.4机组主要设备和设计参数92.5燃料(煤种)92.6项目烟气原始排放浓度10第三章 治理方案103.1总体设计思路113.2工艺流程153.3脱硫主要系统16第四章 主要设备、设施的技术参数164.1脱硫塔164.2 石灰石浆液制备和供应系统184.3烟气系统194.4浆液循环系统204.5脱硫石膏排出系统:204.6
2、石膏脱水系统:204.7浆液排放系统224.8反冲洗系统:224.9供配电系统224.10控制系统224.11脱硫塔系统保温防腐22第五章 施工组织构架25第六章 拟建组织机构和人员编制266.1 组织机构266.1.1管理机构266.1.2管理职能266.2 工作制度和劳动定员276.2.1 工作制度276.2.2 劳动定员276.3 人员培训27第七章 试运行测试、竣工验收组织287.1试运行测试287.1.1试运行条件287.1.2调试准备287.1.3电气和控制系统的调试287.1.4.动力(机械)设备的调试287.1.5试运行287.2竣工验收组织29第八章 运行费用估算308.1
3、计算标准308.2运行成本308.2.1人工费308.2.2系统运行费用30第九章 主要设备和配置和投资估算31第一章 概述1.1工程概况工程名称:*公司2*130t/h循环流化床锅炉烟气脱硫工程工程地址:*建设单位:*有限公司。1.2范围和要求1.2.1 范围(1)设计(工艺、结构、电气等专业设计);(2)施工(设备制造、采购和安装);(3)指导调试;(4)提供技术资料、编织操作维护手册、人员培训。1.2.2 技术要求(1)采用石灰石石膏法脱硫工艺,设计二氧化硫进口浓度为1500 mg/Nm3,系统出口二氧化硫排放浓度小于100mg/Nm3(设计脱硫效率大于97%,脱硫保证效率大于95%)。
4、脱硫系统入口烟尘浓度不超过50 mg/Nm3,系统出口烟尘排放浓度小于30mg/Nm3,并设置永久性采样监测孔和平台,符合环保要求。工艺系统设计上按当地环保标准在实际工艺状态下,保证外排SO2排放速率满足要求(即保证废气总排口的排放高度满足其速率达标对应值的要求)。(2)脱硫总效率:大于95;(3)除尘效率:大于40;(3)系统漏风率:小于2;(4)治理技术成熟,工程投资省、性价比高,占地面积小,系统运行可靠,操作维护简单,运行费用低,使用寿命长;(5)浆液管道材料选用防腐、耐高温材料和结构形式,风管管道阀门采用开关阀门进行风量调节和切换;(6)引风机具备足够的引风力,振动小、运行平稳,便于检
5、修和更换。(7)符合国家环境保护政策、有关的法律法规、规范和标准;(8)经济、高效节能的原则;(9)平面布置便于施工、安装、维修、占地少、与其他设施设备协调一致的原则;(10)废气经有效收集和治理后满足相应的国家排放标准,不会对区域环境空气造成不利影响,不会对厂区工人身体健康产生不利影响;(11)废气治理系统风量保持稳定,系统各支管风压保持平衡,系统设计合理;(12)废气处理系统具备灵活、可靠的调节功能,能够应对生产情况发生变化而确保稳定运行;1.3设计依据和标准GB16297-1996大气污染物综合排放标准 GB3095-1996环境空气质量标准 GB13223-2003火电厂大气污染物排放
6、标准 DL5000-2000火力发电厂设计技术规程 DL/T5121-2000火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程 GB50264-97工业设备和管道绝热工程设计规范 HGJ229-91工业设备、管道防腐蚀工程施工和验收规范 GBJ17-88 钢结构设计规范 GB/T16157-1996 烟尘和污染物采样方法 DLGJ158-2001火电厂钢制平台扶梯设计技术规定 DL/T5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程 GB14554-03恶臭污染物排放标准 GBJ16-87(2001年版)建筑设计防火规范 DL5053-1996火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程 GB12348-90工厂企业厂
7、界噪声标准 GB3096-93城市区域环境噪声标准 GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB5468-91 锅炉烟尘测量方法标准DLGJ102-91 火力发电厂环境保护设计技术规定(试行)和条文说明GB3095-1996环境空气质量标准DL/T5094-99火力发电厂建筑设计规程DL435-91 火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程DL/T5032-94火力发电厂总图运输设计技术规程DL/T5041-95火力发电厂厂内通信设计技术规定DL/T680-99耐磨管道技术条件GB50010-2002 混凝土结构设计规范GB50007-2002 建筑地基基础设计规范1.4设计治理目的目标1
8、.4.1设计参数3-1 设计参数表如下:名称烟气量110%2台(m3/h)含尘量(Mg/Nm3)SO2含量(Mg/ Nm3 )烟气温度()入口600000501500140-150出口6000003010050-55(无GGH)1.4.2设计治理原则 根据现场情况,选用成本可靠的治理技术; 在保证达到治理目标的前提下,尽可能节省投资; 确保设备性能稳定可靠和检修方便;第二章 工况分析本工程为2*130t/h循环流化床锅炉的烟气脱硫。2.1厂址地理位置本工程厂址位于*街。2.2交通运输:距*原约70公里,距*城区8公里2.3气象条件:设备安装地点 *有限公司厂区历年极端最高温 历年平均气温 历年
9、极端最低温 历年平均相对湿度 %绝对最大湿度 Pa绝对最小湿度 Pa历年平均降雨量 mm年盛行风向 C *%SW *%E *%年日照时数 h年平均雾日数 d年平均雷暴日数 D年平均气压 hPa年平均蒸发量 mm海拔高度 m(相对于黄海高程)最大积雪厚度mm最大风速m/s地震烈度6加速度0.052.4机组主要设备和设计参数锅炉主要设备设计参数设备名称参数名称单位数据设计工况锅炉型号CFB额定蒸发量t/h130最大连续蒸发量t/h145过热器出口蒸汽压力MPa9.81过热器出口蒸汽温度540空预器出口烟气量Nm3/h396610空预器出口空气过剩系数1.2空预器出口SO2浓度mg/Nm3炉内脱硫效
10、率%4050总脱硫效率%炉内脱硫Ca/S排烟温度140-150 烟囱高度m出口内径m2.5燃料(煤种)项 目符号单位设计煤种校核煤种1校核煤种2全水分Mt%收到基灰分Aar%干燥无灰基挥发份Vdaf%收到基碳Car%收到基氢Har%收到基氧Oar%收到基氮Nar%收到基全硫St.ar%收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg变形温度DT软化温度ST流动温度FT燃料消耗量:*t/h(额定工况)。2.6项目烟气原始排放浓度SO2排放浓度根据甲方提供燃煤参数,可计算SO2(额定工况下燃煤耗量*t/h)的原始排放浓度:额定工况下燃煤耗量*t/h全S 含量:每小时消耗的燃煤中的全S含量:*Kg*%=*K
11、g全S的80%为可燃,形成SO2,则每小时产生的SO2:*Kg80%64(SO2分子量)32(S分子量)=*Kg则SO2的原始排放浓度约为:*Kg396610m3/h(锅炉工况排气量) =*8mg/Nm3设计脱硫系统进口SO2的初始排放浓度为1500mg/Nm3。第三章 治理方案3.1总体设计思路 根据现场实际情况和甲方要求,治理工艺初步设计为石灰石石膏(湿法)脱硫。设计原则:(1) 脱硫效率97%。(2) 技术较为成熟,运行费用低;(3) 投资省; (4) 系统简便,易于操作管理。3.2工艺流程3.2.1工艺流程图3.2.2工艺流程概述3.2.2.1脱硫工艺选择石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺 石
12、灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液,在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以和鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。 脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配套的,但
13、近几年来,这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了应用根据美国EPRI统计,目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种,但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中,湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石/石灰石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术,其优点是:1、技术成熟,脱硫效率高,可达95%以上;2、原料来源广泛、易取得、价格优惠;3、 大型化技术成熟,容量可大可小,应用范围广;4、系统运行稳定,变负荷运行特性优良;5、副产品可充分利用,是良好的建筑材料;6、只有少量的废物排放,并且可实现无废物排放;7、技术进步快。石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫工艺,一般布置
14、在锅炉除尘器后尾部烟道,主要有:工艺水系统、石灰石制浆系统、脱硫塔系统、石膏脱水系统、废水处理系统、事故浆液系统、DCS控制系统、电气系统等分系统。基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO2)的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为:(1)气态SO2与吸收浆液混合、溶解(2)SO2进行反应生成亚硫根(3)亚硫根氧化生成硫酸根(4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐(5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时,SO2在吸收塔中转化,其反应简式式如下: CaCO3+SO2CaSO3+CO2 CaC
15、O3+2SO2+H2O Ca(HSO3)2+CO2在此,含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷入到烟气中。在吸收塔中SO2被吸收,生成Ca(HSO3)2 ,并落入吸收塔浆池中。当pH值基本上在5和6之间时, SO2去除率最高。因此,为了确保持续高效地俘获二氧化硫(SO2)必须采取措施将PH值控制在5和6之间;为了确保要将PH值控制在5和6之间和促使反应向有利于生成2H+SO2-2的方向发展,持续高效地俘获二氧化硫(SO2),必须采取措施至少从上面方程式中去掉一项反应产物物、消耗氢离子H+,以保持ph值和反应物浓度梯度。为达到这个目的,在湿法脱硫技术研究过程中采用:通过加入氧气使
16、硫酸氢氧化生成硫酸根,降低SO32-,通过加入吸收剂CaCO3消耗氢离子H+,维持PH值在5-6之间,同时使硫酸根与吸收剂反应生成硫酸钙,降低了溶液中硫酸根浓度。 通过鼓入的空气使亚硫酸氢钙在吸收塔浆池中氧化成石膏。 Ca(HSO3)2+O2+ CaCO3+3 H2O 2CaSO4.2H2O+CO2 石膏结晶是最终工艺阶段,对于整个工业过程是非常重要的,对最终产品的质量产生决定性的影响。为生产可用的产品必须对石膏的结晶过程进行有效的控制,使石膏结晶能够生成大量易于分离和脱水的石膏颗粒。影响石膏的结晶的参数主要是溶液的相对过饱和度,晶体的增长还受到晶体生长的时间,机械力、PH值变化等的影响。搅拌
17、悬浮液可以使晶粒大小的分布向颗粒较小的方向转移。达到一定的相对过饱和度时,晶种生长速率突然迅速加快,因此产生许多新颗粒(均匀晶种)。通过PH值的变化来改变的氧化速率有可能直接影响石膏的相对过饱和度。由于浆液循环使用,浆液中除石灰石外,还有大量的石膏。当石膏达到一定的过饱和度时(约130%)抽出一部分浆液送往石膏处理站,制成工业石膏。剩余浆液与新浆液混合循环,使加入的吸收剂充分被利用,并确保晶体的增长。石膏晶体的增长是最终产品处理比较简单的先决条件。 同时从吸收塔浆池中抽出相当量的反应物并送到石膏处理站。这批物料流的组分和吸收塔浆池中悬浮液相同,但是为了使其与悬浮液区别开,称为石膏浆液。在残余水
18、分小于10%重量的干石膏作为副产品从最后的工艺流程阶段排出。除了SO2外, Cl、F以很高的效率从烟气中排出。除氯化物、佛化物外,一系列的不溶性组分例如氧化铁,氧化铝和硅酸盐随一级脱水中产生的稀释流有相当一部分作为废水排放,以保证那些不需要的杂质在吸收浆液中的浓度保持在正常范围内。 综上所述,脱硫效率控制主要是通过以下手段控制的:1、控制吸收塔浆液的PH值(通过新石灰石浆液的加入)2、增加烟气在吸收塔内部的停留时间(增开循环浆泵)3、控制石膏晶体3.2.3炉内喷钙 碳酸钙通过计量通过压缩空气加压喷入锅炉燃烧室内,通过高温分解石灰石为生石灰,与烟气中二氧化硫反应,起到初步脱硫效果。钙硫比:2.5
19、左右达到最佳脱硫效果(40%左右脱硫效率)。炉内喷钙脱硫反应: CaCO3CaO+CO2(850) CaO+SO2CaSO33.3石灰石石膏脱硫系统 系统配置包括:烟气系统、石灰石浆液制备和供应系统、SO2 吸收系统、石膏脱水系统、排放系统、工艺水系统、压缩空气系统和辅助设施等。第四章主要设备、设施的技术参数4.1脱硫塔脱硫塔 塔体形式:FGD脱硫塔 塔体数量:二炉一塔,共1套。 脱硫塔材质:8-22mmQ235A(内外加强)碳钢加内防腐 烟气进塔方式:烟气由下进入,通过导流分布板均匀分布上升。烟气处理量:600000m/h。脱硫塔入口二氧化硫排放浓度:1500mg/m脱硫塔出口二氧化硫排放浓
20、度:100mg/m脱硫效率:97% 液气比:16.5L/m除雾器出口烟气中雾滴浓度75mg/m双层除雾耗石灰石量: 纯度按90%计,湿法脱硫效率97%,钙硫比:1.03,则计算碳酸钙消耗量:炉外消耗:2.5T/H。石灰石浆液浓度为30%,比重2.7g/cm。则每小时浆液消耗量:9.5m/h。制浆工艺水需要6.75m/h。循环浆液PH值:5.2-6.2脱硫主塔直径:5500/7600mm。脱硫塔高度:32m。安装3层喷淋,2层除雾器。脱硫塔内部采用玻璃鳞片处理。喷淋布水装置:喷淋系统能使浆液在吸收塔内均匀分布,流经每个喷淋层的流量相等。对喷嘴进行优化布置,以使吸收塔断面上几乎完全均匀地进行喷淋。
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