广阳热电广阳热源厂3X29MW煤粉锅炉烟气脱硫工程技术方案民生环保科技二。一五年四月目录1 .工程概述22 .工程设计22.1 总体设计原则22.2 设计依据32.3 设计参数及性能指标42.4 氧化镁法湿式烟气脱硫工艺52.4.1 工艺原理52.4.2 脱硫工艺特点62.5 项目设计72.5.1 设计围及原则72.5.2 工艺流程82.5.3 SO2吸收系统82.5.4 烟道系统122.5.5 循环液供应系统132.5.6 泥渣处理系统132.5.7 脱硫剂制备及供应系统142.5.8 工艺水系统142.5.9 电气设计142.5.10 运行费用估算172.6 安全运行指标192.6.1 烟气脱硫除尘系统的主要安全问题192.6.2 安全措施192.6.3 工艺运行监视及控制202.7 安全运行指标212.7.1 设备及管路防腐212.7.2 保温及油漆213 .供货设备一览表231. .工程概述广阳热源厂拟建3台29MW煤粉锅炉，为了积极响应国家节能减排的号召，拟同时配套建设锅炉烟气除尘、脱硫、脱硝设施及相关的配套设备和构筑物，使二氧化硫、氮氧化物、烟尘等指标达到国家的排放标准。本方案将根据提供的基础数据和相关国家标准，按照建设方和环境保护管理部门的意见，从技术和经济等方面，叙述其烟气脱硫除尘系统的可行性。烟气脱硫除尘系统参照国家规定的工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规（HJ462-2009）,采用成熟、先进、可靠的氧化镁湿式烟气脱硫工艺，3X40t/h锅炉采用3炉1塔的配置方式，塔氧化、循环。2. .工程设计2） 总体设计原则1）设计必须符合适用的要求：选择的处理工艺、构筑物（建筑物）型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足使用的需要，以保证烟气脱硫系统功能的实现。在充分尊重用户需求和环境保护管理部门意见的同时，认真执行国家有关法规、标准及规定。2）设计应符合经济的要求：选择的处理工艺应能满足系统需要和要求，并尽可能降低运行费用。设计中一方面尽可能选用质优价廉的设备，以及采用合理措施降低工程造价；另一方面又必须保证在工程建成投入使用后，取得最大的经济效益和使用效果。3）技术应当力求先进、合理：设计中必须根据生产的需要和可能，在经济合理的原则下，尽可能采用先进技术。在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。4）实用、美观，避免二次污染：平面布置和建、构筑物形式力求与厂区其它建筑和环境协调一致。整个系统设计应充分考虑设备噪声、处理药剂等可能造成的二次污染。5）不影响锅炉正常运行：脱硫系统工作时不影响锅炉的正常运行，并保证在给定设计条件下，确保烟气中SO2的达标排放。脱硫装置使用寿命长、操作维护简单，布置紧凑、占地面积小。处理设施有较高的耐冲击负荷能力，并能在北方冬季寒冷气候条件下正常运行。2.2设计依据1)建设方提供的基础资料及要求；2)环境空气质量标准(GB3095-1996O);3)大气污染物排放综合标准(GB16297-1996);4)工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078-1996);5)锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014);6)工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规(HJ462-2009);1. 煤炭工业污染物排放标准(GB20426-2006);2. 火电厂设计技术规程(DL5000-2000);9)火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2003);10)锅炉烟尘测试方法(GB5468-91);11)环境保护产品技术要求湿式烟气脱硫除尘装置(HJT288-2006);12)工业管道工程施工及验收规(GBJ235-82);13)机械设备安装工程施工及验收规(TJ231-78);14)气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸(GB985);15)漆装前钢料表面锈蚀等级和除锈等级(GB8923-1988);16)机械密封试验方法(GB/T14211);17)机械密封技术条件(JB4127.1-1999)18)工业企业厂界噪声标准II类混合区评价标准(GB12348)19)焊接件通用技术要求(JB/ZQ4000.3-86)20)装配通用技术要求(JB/ZQ4000.9-86)21)工业设备及管道绝热工程设计规(GB5026497)22)设备及烟道保温技术通则(GB4272-92)23)固定式钢直梯(GB4053.193)24)固定式工业防护栏杆(GB4053.393)25)固定式工业钢平台(GB4053.493)26)工业企业照明设计规(GB50034-92)27)低压配电设计规(GB5005495)28)供配电系统设计规(GB50052-95)29)通用用电设备配电设计规(GB50055-93)30)机械设备焊接标准(JB47082000)31)钢结构设计规(GBJ1791)1.2. 设计参数及性能指标本工程设计、制造、安装与3X40t/h煤粉锅炉相配套的脱硫系统。我公司严格按照建设方及相关标准要求，设计脱硫效率大于97%,保证烟气脱硫效率大于94%,烟囱出口SO2排放浓度0100mg/Nm3,烟尘排放浓度020mg/Nm3,相关的基本参数及燃煤煤质分析按下表设计。脱硫系统主要技术经济性能指标厅P项目名称单位数据1锅炉出力t/h3X402运行锅炉台33设计烟气总处理量m3/h2595004烟气温度C801207锅炉SO2初始排放浓度mg/Nm315008设计脱硫效率%979保证脱硫效率%9410处理后SO2排放浓度mg/Nm310011SO2脱除量kg/h25212脱硫工艺湿式氧化镁13脱硫塔配置一炉一塔14循环水形式塔氧化、循环15Mg/Smol/mol1.0316脱硫剂氧化镁粉17脱硫剂品质325目、90%纯度18MgO小时耗量kg/h19419MgO日消耗量t/d4.720系统装机功率kW212.621液气比L/m3622脱硫装置循环水量m3/h155023平均每天工艺水耗m3/d31824出口烟气中雾滴浓度3mg/Nm7525脱硫系统阻力Pa151.3. 氧化镁法湿式烟气脱硫工艺1 工艺原理氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了多个项目，的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。镁法脱硫工艺是镁的碱性氧化物与水反应生成氢氧化物，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应，氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。脱硫过程中发生的主要化学反应有：MgO+H2O=Mg(OH)2Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2OMgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2MgSO3+1/2O2=MgSO4氧化镁法脱硫是一种前景较好的脱硫工艺，该工艺较为成熟，原料来源充足，在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨，占全世界的80%左右。其资源主要分布在、等省，其中占总量的84.7%,其次是莱州，占总量的10%,其它主要是在大河，干洛岩岱、汉源，肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于各单位的脱硫系统中去。镁法投资少，运行费用低，脱硫效率高，结构简单，并且能够减少二次污染。镁法脱硫相对于钙法的最大优势是不会系统发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法pH值控制在6.06.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。同时与较为完整的石灰石/石膏法相比，占地面积小，运行性方面费用低，投资额大幅减小，综合经济效益得到很大的提高。总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁，既可以抛弃，也可进行综合利用。一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁，然后再经过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售，另一方面也可以直接煨烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸，本方案建议直接外排。1 脱硫工艺特点根据锅炉烟气脱硫工艺的特点，本方案采用氧化镁法湿式烟气脱硫工艺，并通过我公司近年来在工程实践中不断积累与探索，从设备的结构形式、材质选用、工艺系统做了一定改进和完善。1 本脱硫系统的特点按照以上设计思想，烟气脱硫系统并充分参照工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规（HJ462-2009）等相关国家规要求，本脱硫方案的主要特点如下：1）脱硫塔主体采用三炉一塔形式，系统设置合理的阀门切换程序，可以满足任何一台锅炉或三台锅炉脱硫功能的实现。2）脱硫塔主体采用SUS316L,喷淋管采用FRP材质，延长设备整体设有寿命。3）本方案脱硫液采用塔外氧化、塔外循环方式，脱硫液经过部分氧化、沉淀，调节pH后，再利用耐腐耐磨循环泵打入脱硫塔循环使用。4）泥渣沉淀采用斜板式沉淀池，起到一定的浓缩作用，减轻了后续泥渣脱水系统的负荷及造价。5）考虑到节约成本，沉淀池泥渣由排泥泵打入板框式压滤机过滤，滤渣外运定点存放，滤液外排。6）除雾器冲洗采用工业水，定期对除雾器进行冲洗，并作为系统补水。1 关于脱硫系统的认识1）烟气脱硫不仅是一个装置，更重要的是一个工艺系统：无论采用何种工艺，它都是一个系统工程，涉及化工、水处理、机械制造、电气自控等行业，所以一个完善的系统需要多专业的紧密配合。2）脱硫技术的成熟度、完善性（稳定运行）、先进性（达标排放），以及选择质量可靠过硬的产品对于脱硫系统能够安全、稳定运行至关重要，特别对于高寒地区，系统的完善性尤为重要。3）湿法烟气脱硫工艺的腐蚀结垢问题，应引起足够重视，设计中应根据各个部位介质特性，采取经济、合理的措施，实际运行中应严格操作，防止系统瘫痪。1.4. 项目设计1 设计围及原则1 设计围本工程设计围包括锅炉烟气脱硫塔系统，进、出口烟道、循环水系统、泥渣处理系统以及相关配套设备和控制系统。动力和控制系统的设计和报价分界点为系统动力电缆进户线。3X40t/h锅炉烟气脱硫系统的主要容及围包括： SO2吸收系统2）烟气系统3）吸收剂供应与制备系统2 FGD循环水供应系统3 DCS控制系统4 附属管道和辅助设施5 阀门和配件6 保温、紧固件和外覆层7 防腐8 .1.2设备选用及设计原则1）脱硫设备：主体采用316L不锈钢+有，平台栏杆爬梯采用碳钢防腐（采用耐高温、耐酸碱的有机硅防腐产品）。2）脱硫系统用泵：采用配套的水泵、管路及阀门，应具备良好的防腐、耐磨性能。为了保证脱硫系统的安全运行，主要设备应设置备用。泥渣系统管路设反冲洗系统，并充分考虑冬季温度，在零下20摄氏度运行的保温。设计液气比06L/m33）工艺系统水池：本系统水池含有氧化池、沉淀池