毕 业 设 计 设计题目： 氨法烟气脱硫 系 别: 生物化学工程系 专 业： 应用化工技术 班 级: 2009级2班 姓 名： 张 仕 勇 指导老师： 王 艳 领 2012年6月8日目 录目 录21.绪论41.1S02的危害42.国内外氨法烟气脱硫工艺生产现状52.1国外氨法烟气脱硫工艺生产现状52.2国内氨法脱硫工艺生产现状【3】52.2.1石灰石石膏湿法占主导地位62.2.2氨法脱硫国内脱硫市场的黑马63.车间布置平面图及工艺流程图73.1车间布局平面图(见附图一)73.2工艺流程图简图（见附图二）73.2.1工艺原理73.2.2工艺说明74.生产设备84.1脱硫系统84.2硫胺后处理系统95生产运行95.1开车准备95.1.1开车前对设备及系统检查95.2开车95.2.1压缩空气系统启动105.2.2工艺水（生产水）系统启动105.2.3脱硫塔注液105.2.4氨水自备系统启动105.2.5扰动泵启动105.2.6循环泵启动115.2.6.1循环泵启动条件115.2.6.2.吸收塔循环泵的顺控启动115.2.7除雾器冲洗系统启动115.2.7.1 除雾器冲洗系统启动条件115.2.7.2除雾器冲洗系统顺控启动115.2.8氧化风机启动125.2.8.1氧化风机的启动条件125.2.8.2氧化风机的启动125.2.9烟气系统启动125.2.10硫铵回收系统启动125.2.10.1引风机的启动125.2.10.2振动硫化床干燥机的启动135.2.10.3螺旋输送机启动135.2.10.4离心机启动135.2.10.5旋流器启动135.2.10.6母液系统的启动135.3停车135.3.1FGD系统停车前准备135.3.2停运氨水制备及输送系统145.3.3停运硫铵回收系统145.3.4停运FGD烟气系统145.3.5停运循环泵145.3.6停运氧化空气系统145.3.7停运除雾器冲洗系统145.3.8停运扰动泵155.3.9吸收塔浆液的排空155.3.10事故浆液池搅拌器启动155.3.11工艺水系统的停用156.氨法烟气脱硫工艺展望157. 参考文献16附图一1附图二21.绪论我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，燃煤广泛运用于电力、金属冶炼、玻璃及玻纤、化工等行业中，由于燃煤、含硫较高的重油和矿物原料中本身含硫、氟化钙等，烟气中含有大量的二氧化硫、HF等有毒有害气体，对大气造成严重污染，酸雨现象日趋严重，造成经济损失和生态环境破坏。削减SO2 排放量，控制大气污染，提高环境质量，是目前及未来相当长时期内我国环境保护的重要课题。SO2控制技术颇多，诸如改善能源结构，采用清洁燃料等，而烟气脱硫技术则是削减 SO2、SO3 排放量不可替代的技术。【1】1.1S02的危害SO2对金属钢结构的腐蚀比较严重，直接威胁到工业设施、生活设施和交通设施的安全。大量二氧化硫的排放含硫燃料燃烧所产生的烟气中的二氧化硫是环境治理的重要对象。SO2给人类带来最严重的问题是酸雨，酸雨的污染及其造成的危害已成为世界各国关注的全球环境问题之一。我国是世界上唯一以煤为主要能源的国家，燃煤SO2排放量占总SO2排放量的85%以上，使我国的酸雨发展异常迅速，严重的酸性降水和脆弱的生态系统，使我国经济损失严重。【1】SO2和由它形成的酸雨对人类和社会的危害十分严重。SO2易溶于人体的体液和其他黏性液中，长期的影响会导致多种疾病，危害人类健康。植物在SO2 的影响下，生长机能受到影响，产量下降，品质变坏，甚至叶片表面产生坏死斑、枯萎脱落。大气中是中国降水呈酸性的主要原因， SO2形成的酸雨和酸雾危害也相当大，主要表现为对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的损失。【2】SO2和酸雨污染是全球性的，是造成空气污染的主要物质，已成为制约中国经济、社会可持续发展的重要因素。随着中国进入世界贸易组织和全球环保意识的加强，控制和治理SO2污染(特别是加大对火电厂燃煤SO2的控制力度)，实现经济与环境双赢是中国能源和环境保护部门面临的严峻挑战，成为中国当前和今后相当一段时间内最为紧迫的环保任务之一。2.国内外氨法烟气脱硫工艺生产现状2.1国外氨法烟气脱硫工艺生产现状国外烟气脱硫研究始于1850年，经过多年的发展，至今为止，世界上已有2500多套烟气脱硫（简称FGD）装置，总能力已达200，000MW（以电厂的发电能力计），处理烟气量700Mm3/h，一年可脱二氧化硫近10Mt，这些装置的90%在美国、日本和德国。尽管各国开发的FGD方法很多，但真正进行工业应用的方法仅是有限的十几种。其中湿式洗涤法(含抛弃法及石膏法)占总装置数的73.4%，喷雾干燥法占总装置数的17.7%，其它方法占9.3%。美国的FGD系统中，抛弃法占大多数。在湿法中，石灰/石灰石法占90%以上。可见，湿式石灰/石灰石法在当今FGD系统中占主导地位。【5】尽管各国在FGD方面都取得了很大的进步，但运行费用相当惊人，而且各种方法均有其局限性，因此，至今许多研究者仍在不断研究开发更先进、更经济的FGD技术。目前工业化的主要技术有：湿式石灰/石灰石石膏法 该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2，生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。其技术成熟程度高，脱硫效率稳定，达90%以上，是目前国内外的主要方法。喷雾干燥法 该法是采用石灰乳作为吸收剂喷入脱硫塔内，经脱硫及干燥后为粉状脱硫渣排出，属半干法脱硫，脱硫效率85%左右，投资比湿式石灰石-石膏法低。目前主要应用在美国。吸收再生法 主要有氨法、氧化镁法、双碱法、W-L法。脱硫效率可达95%左右，技术较成熟。炉内喷钙增湿活化脱硫法 该法是一种将粉状钙质脱硫剂(石灰石)直接喷入燃烧锅炉炉膛的脱硫技术，适用于中、低硫煤锅炉，脱硫效率约85%。2.2国内氨法脱硫工艺生产现状【3】 19951999，华东理工大学和多家单位合作在“九五”期间获得国家计委“九五”重点科技攻关项目，发明和开发了第一代氨法脱硫技术, 以大型机组、高硫煤为基础，副产硫酸和硫铵。 20012005，华东理工大学又和多家单位合作，在“十五”期间获得了国家科技部“十五”863高科技计划项目，发明和开发了第二代氨法脱硫技术，发明专利ZL02266994.9和ZL02136906.2。氨法以氨(废氨水、液氨、碳铵或氨水等)为原料，回收烟气中的SO2，生产高价值的化肥，脱硫原料成本完全可以从回收产品中得到抵扣，甚至有利可图，而且投资低，运行成本低，不产生二次污染，几乎没有废水，没有废渣。 上海申川环保科技有限公司与多家单位合作，尤其玻璃钢设备制造单位合作，发明和开发了第三代氨法脱硫技术，称为SAAS，（Super Ammonia-Ammonium Sulfate）, 或称超级氨法，使工艺过程更为优化，脱硫塔结构更为简单，投资更低，效率更高，尤其可同时高效脱出NO2、HCl、HF和尘。申川公司的氨法脱硫技术适合其具体情况，可以实现以废治废，化害为利，和工业生态化链式生产的循环经济目标。2.2.1石灰石石膏湿法占主导地位我国石灰石石膏湿法在已经签订合同、在建和投运的火电厂烟气脱硫项目中所占比重达90%以上，材料国产化率达到90%左右，部分工程超过95%，其他工艺技术的设备国产化率也大于90%。图一：中国脱硫技术市场份额占比2.2.2氨法脱硫国内脱硫市场的黑马氨法脱硫工艺虽然起步晚，但也已经成熟，国内已经投运的脱硫装置已有30多套。单塔处理烟气量相当于50万kw机组，单个项目总规模达到8台470吨锅炉烟气总量。相对于石灰石-石膏法脱硫工艺来说，氨法脱硫可较容易实现98%以上的脱硫效率，并可与SCR等脱硝工艺共用氨供应系统等，且副产品硫酸铵利用价值相对较高，经济效益明显，多次被国家环保部等部门证明是“一项符合国家低碳循环经济的绿色工艺”。预计在“十二五”期间氨法脱硫行业在未来三年迎来爆发式增长，氨法脱硫的整体市场份额将提升一倍以上。氨法脱硫将成为国内脱硫市场的黑马，快速蚕食钙法脱硫的部分份额。3.车间布置平面图及工艺流程图3.1车间布局平面图(见附图一)平面布局图说明：该装置硫胺综合楼面向正西方向，从大门进去是硫胺综合楼第一楼，主要布置的设备有包装机、母液返回泵、板框压滤机给料泵、蒸汽换热器等。硫胺综合楼一楼有一个重要的作用就是储存产品硫酸铵。大门的北面就是楼梯，此楼梯是通向硫胺综合楼二、三、四的唯一通道。在硫胺综合楼西南方向就是氨水储罐，正对氨水储罐的就是两台氨水输送泵。在氨水储罐旁边就是工艺水（生产水）水箱，水箱是一个圆柱体，直径3.8米高6米。正对水箱的就是两台工艺水泵。水箱旁边就是圆柱体的脱硫塔，直径6.8米高31.2米，脱硫塔对面有三台循环泵、两台扰动泵、两台浆液排出泵。在浆液排出泵的正东面就是三台氧化风机。在脱硫装置东北方向就是高为180米的烟囱。烟囱的南面就是容积为300立方米左右的事故池，当脱硫系统出现故障或者需要检修时，停运系统产生的冲洗水、浆液等都排往事故池，从而达到整个脱硫装置零排放的目的。3.2工艺流程图简图（见附图二）3.2.1工艺原理在氨水制备中用NH3与脱盐水反应制备浓度为20%的氨水，以20%的氨水作为氨法烟气脱硫的吸收剂，反应如下： NH3+H2ONH3H2O2.脱硫装置吸收过程是氨法烟气脱硫技术的核心，它以烟气中的SO2和NH3H2O的反应为基础,得到亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中间产品,反应如下： NH3H2O + SO2 NH4HSO3 NH3H2O + NH4HSO3 （NH4)2SO3 + H2O 3.其中亚硫酸铵是二氧化硫的强吸收剂，此反应主要发生在脱硫塔的吸收区反应如下：2(NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3+(NH4)2SO44.在脱硫塔的氧化区，由氧化风机鼓入的氧化空气将亚硫酸铵氧化成硫酸铵反应如下： 2(NH4）2SO3 + O2 2(NH4)2SO43.2.2工艺说明锅炉排放的尾部烟气经布袋除尘器除尘后在离心式引风机的作用下通过汇集烟道，然后通过原烟道进入脱硫塔，烟气中的SO2去除在脱硫吸收塔内进行，吸收塔包括三层喷淋装置和一套两级除雾器，每层喷淋装置对应一台浆液循环泵。原烟气进入脱硫吸收塔后烟气折流向上与浆液循环泵喷淋下来的浆液充分接触，烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性成分被吸收，再连续流经两层除雾器而除去所含雾滴。经洗涤和净化的烟气流出吸收塔，通过净烟道进入烟囱再排入大气。吸收剂（20%氨水）通过氨水泵送至扰动泵泵前加氨口处，通过扰动泵管线进入脱硫塔，从而与SO2和NH4HSO3发生化学反应得到中间产物亚硫酸铵或亚硫酸氢铵。通过调节进入脱硫塔的氨水量和脱硫塔排出浆液浓度，使吸收塔浆池pH值维持在