窑街劣窑街劣质煤煤热电厂厂4130t/h+1180t/h锅炉烟气双碱炉烟气双碱法烟气脱硫工程法烟气脱硫工程江苏日升环保工程二一二年十一月烟气脱硫工艺引见烟气脱硫工艺引见 目前主要用于烟气脱硫工艺按方式可分为干法、半干法和湿法三大类。 一、干法 干法常用的有炉内喷钙(石灰/石灰石)，金属吸收等，干法脱硫属 传统工艺，脱硫率普遍不高(50%)，工业运用较少。二、半干法 半干法运用较多的为塔内喷浆法，即将石灰制成石灰浆液，在塔内 进展SO2吸收，但由于石灰奖溶解SO2的速度较慢，喷钙反响效率较 低，Ca/S比较大，普通在1.5以上(普通温法脱硫Ca/S比较为0.91.2)。 运用也不是很多。三、湿法 湿法脱硫为目前运用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的80%。湿 法脱硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、 钠钙双碱法、金属氧化物法、碱性硫酸铝法等，其中石灰石/石灰法、 氨法、钠碱法、钠钙双碱法运用较为普遍。湿法脱硫工艺引见湿法脱硫工艺引见一、石灰石一、石灰石/ /石灰法石灰法 此法采用石灰石浆液作为吸收剂，在吸收塔内经过喷此法采用石灰石浆液作为吸收剂，在吸收塔内经过喷淋雾化使其与淋雾化使其与 烟气接触，从而到达脱硫的目的。由于石灰石活性较低，烟气接触，从而到达脱硫的目的。由于石灰石活性较低，需经过增大需经过增大 吸收液的喷淋量，来保证足够的脱硫效率，因此运转费用吸收液的喷淋量，来保证足够的脱硫效率，因此运转费用较高。较高。二、钠碱法二、钠碱法 钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的的SO2SO2，并可，并可 副产高浓度副产高浓度SO2SO2气体或气体或Na2SO3Na2SO3，它具有吸收剂不挥发、溶，它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性解度大、活性 高、吸收系统不堵塞等优点，但也存在副产回收困难、运高、吸收系统不堵塞等优点，但也存在副产回收困难、运转费用高等转费用高等 缺陷。缺陷。三、氨法三、氨法 氨法采用氨水作为氨法采用氨水作为SO2SO2的吸收剂，的吸收剂，SO2SO2与与NH3NH3反响可产生反响可产生亚硫酸氨、亚硫酸氨、 亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。氨法主要优点亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。氨法主要优点是脱硫效率是脱硫效率 高高( (与钠碱法一样与钠碱法一样) )。但是由于氨易挥发，使吸收剂耗费量。但是由于氨易挥发，使吸收剂耗费量添加，脱硫添加，脱硫 剂利用率不高剂利用率不高; ; 氨法的回收过程也很困难，投资费用较高，氨法的回收过程也很困难，投资费用较高，需配备制需配备制 酸系统或结晶回收安装，系统复杂，设各繁多，管理维护酸系统或结晶回收安装，系统复杂，设各繁多，管理维护要求高。要求高。湿法脱硫工艺引见湿法脱硫工艺引见四、钠钙双碱法四、钠钙双碱法 钠钙双碱法钠钙双碱法(Na2CO3/Ca(OH)2)(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰法根底上结合钠是在石灰法根底上结合钠碱法，利碱法，利 用钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收用钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2SO2，吸收后，吸收后的脱硫液在的脱硫液在 再生池内利用较廉价的石灰进展再生，从而使得钠离子循再生池内利用较廉价的石灰进展再生，从而使得钠离子循环吸收利用。环吸收利用。 该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，处理了石灰法的塔该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，处理了石灰法的塔内易结垢的内易结垢的 问题，又具备钠碱法吸收效率高的优点。问题，又具备钠碱法吸收效率高的优点。综上：综上：1、钠、钠-钙双碱法具有工程投资少，运转本钱低，脱硫效率高，钙双碱法具有工程投资少，运转本钱低，脱硫效率高， 运转稳定等优点，被广为采用尤其在小型工程上；运转稳定等优点，被广为采用尤其在小型工程上； 2、结合本工程特点，故建议运用双碱法脱硫工艺！、结合本工程特点，故建议运用双碱法脱硫工艺！ 钠-钙双碱法是以Na2CO3或NaOH溶液为第一碱吸收烟气SO2，然后再用石灰作为第二碱，对吸收液进展再生。再生后的吸收液可循环运用。其反响原理是： 1吸收反响 2NaOH+ SO2 Na2SO3+ H2O Na2CO3+ SO2 Na2SO3+CO2 Na2SO3+ SO2+H2O 2NaHSO3 该过程中由于运用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。 2再生过程(用石灰浆液) CaO+H2O Ca(OH)2 2NaHSO3 + Ca(OH)2 Na2SO3+CaSO31/2H2O Na2SO3+ Ca(OH)2 2NaOH+CaSO31/2H2O 再生后所得的NaOH碱液送回吸收系统运用，所得半水亚硫酸钙可经氧化生成石膏CaSO42H2O。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -反响原理反响原理整套系统由六大部分组成：整套系统由六大部分组成：1 1、烟气系统；、烟气系统；2 2、SO2SO2吸收系统；吸收系统；3 3、吸收剂制备及供应系统；、吸收剂制备及供应系统；4 4、石膏脱水系统；、石膏脱水系统；5 5、工艺水系统；、工艺水系统；6 6、电控系统。、电控系统。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -系统组成系统组成1 1、烟气系统、烟气系统 烟气从锅炉引风机后的烟道上引出，进入吸收塔。在吸收塔内烟气从锅炉引风机后的烟道上引出，进入吸收塔。在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾，送入锅炉引风机后的总烟道，经然脱硫净化，经除雾器除去水雾，送入锅炉引风机后的总烟道，经然后烟囱排入大气。在烟道上设一段旁路烟道，并设置旁路挡板门，后烟囱排入大气。在烟道上设一段旁路烟道，并设置旁路挡板门，当锅炉启动、进入当锅炉启动、进入FGDFGD的烟气超温暖的烟气超温暖FGDFGD安装缺点停运时，烟气由旁安装缺点停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。路挡板经烟囱排放。 烟气系统主要包括烟气系统主要包括FGDFGD进出口烟道，进出口挡板门，旁路挡板门进出口烟道，进出口挡板门，旁路挡板门以及与挡板门配套的执行机构。以及与挡板门配套的执行机构。注：现根据环保局要求，取消旁路挡板，由原烟气进入吸收塔，注：现根据环保局要求，取消旁路挡板，由原烟气进入吸收塔，经过逆流塔反响后，由塔出口直接排入烟囱。烟囱需做防腐处置。经过逆流塔反响后，由塔出口直接排入烟囱。烟囱需做防腐处置。也可，直接由吸收塔顶部加装湿烟囱，直接排入大气，普通烟囱也可，直接由吸收塔顶部加装湿烟囱，直接排入大气，普通烟囱高度设置在高度设置在6565米。米。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -烟气系统烟气系统双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -吸收系统吸收系统2、吸收系统 锅炉烟气从吸收塔底部进入吸收塔，与设置3层喷淋层喷淋液逆流接触，进展酸碱中和反响。净烟气在塔体上段经过高效组合式除雾安装有二级除雾设备，机械去除雾滴效率在99.8%以上除去烟气中的雾滴，净化后的烟气经塔后烟道进入烟囱排放。 脱硫液在吸收塔内与烟气充分接触、反响后，经塔体底部排灰水沟回流入混合池，流入混合池的脱硫液与石灰浆液进展再生反响。循环混合池分为四个部分:再生区，沉淀区，清水区和氧化区。回流液首先进入再生池，与石灰浆液发生置换反响；接着进入沉淀区沉淀，上清液进入清水池后经循环水泵前往吸收塔。沉淀那么由泥浆泵打入氧化池，通入氧化空气进展氧化。3、吸收剂制备及供应系统 本工程脱硫吸收剂采用外购石灰粉250目，90%过筛率，用气力保送系统将石灰粉送至制浆区的石灰粉仓储存。储存于石灰粉仓中的石灰粉经过旋转给料阀进入石灰浆液池，由搅拌机将粉与工艺水搅拌充分混合，制成浓度约15%30%的石灰浆液，石灰浆液用浆液泵送至再生池进展置换反响。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -吸收剂制备供应系吸收剂制备供应系统统4、石膏脱水系统 氧化池的石膏浆液经过石膏排出泵送入石膏水力旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机。进入真空皮带脱水机的石膏浆液经脱水处置后外表含水率小于10，由皮带保送机送入石膏储存间存放待运。 石膏旋流站的溢流浆液进入滤液池，以备吸收塔及石灰石制浆系统的循环运用。石膏旋流站浓缩后的石膏浆液全部送到真空皮带机进展脱水运转。 为控制脱硫石膏中Cl等成份的含量，确保石膏质量，在石膏脱水过程中用工业水对滤布进展冲洗，石膏过滤水大部分搜集在滤液箱中，另一部分作为石膏冲洗水的补充。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -石膏脱水系统石膏脱水系统5、工艺水系统 系统的补充水，主要有：除雾器冲洗水、石灰浆液补充水、泵的循环水等。 不定期对系统的一些管路进展冲洗，水量不定。主要有：循环管路冲洗水、石灰浆液管路冲洗水，石膏排放管路冲洗水、污泥管路冲洗水等。 设置两台工艺水泵一用一备及两台除雾器冲洗水泵一用一备 ，一个工艺水箱。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -工艺水系统工艺水系统6、电控系统 电气设备选择在满足工艺要求以及确保人身平安的前提下，最大程度的选用操作方便、可靠性高、便于维护、自动化程度高的设备，以便使整个电气系统能高效、可靠的运转。 低压控制柜选用规范型控制柜，控制柜采用镀锌钢板制造而成，具有抗腐、耐潮、防尘等功能，平安可靠性高、发生缺点后影响范围小。各回路主开关选用高分段才干的塑壳断路器。 为了保证系统脱硫效率稳定，本脱硫系统采用PLC，上位机同时监视和控制脱硫设备内设备的运转。经过仪表监测系统，对整个脱硫岛进展温度、压力、液位等数据监测，可以是整个脱硫安装最优化运转。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -电控系统电控系统设计原那么1确保烟气烟尘30mg/Nm3 、二氧化硫100mg/Nm3 达标排放并到达总量控制要求；2确保烟气治理系统的平安、稳定运转；3因地制宜，优化组合，制定具有针对性的技术实施方案；4可利用废碱液脱硫，实现以废治废；5采用先进、成熟的脱硫工艺技术和设备,在确保到达设计目的的前提下,结合厂方的实践情况,尽能够降低工程投资和运转费用。双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -设计原那么设计原那么项目单位数值塔体构造3层喷淋+2级折板除雾液气比L/Nm32.5钙硫比Ca/S1.05烟气流速m/s4压降Pa800漏风率%2.5可利用率%99吸收剂CaO吸收剂利用率%95林格曼黑度级1设计脱硫效率%95净烟气含湿率%6净烟气温度5565双碱法脱硫工艺引见双碱法脱硫工艺引见- -重要设计参数重要设计参数项目传统双碱法日升双碱法吸收塔方式旋流板式吸收塔空塔喷淋式吸收塔技术成熟程度成熟成熟单塔处置规模130t/h1024t/h烟气在吸收塔内流场切向进入，烟气在吸收塔内旋向流动直接进入，烟气在吸收塔内逆向均匀流动Ca/S1.1-1.31.03-1.05液气比12.5脱硫率80%以上95%以上吸收塔内除雾器反向旋流板，除雾效率99%，烟气雾沫夹带150mg/Nm3粗细两层折板式除雾器，分级除雾，除雾效率99%，烟气流速较低。烟气雾沫夹带75mg/Nm3安装位置麻石塔引风机之前碳钢衬防腐资料引风机之后引风机之后运转方式负压运转正压运转传统双碱法与日升双碱法传统双碱法与日升双碱法- -对比表对比表1 1项目传统双碱法日升双碱法内部构件316L等不锈钢材质喷淋管FRP除雾器阻燃型PP喷嘴SiC1.4529等不锈钢材质系统阻力1300Pa1000Pa对锅炉负荷的适将70100%塔内烟气流速低时呵斥塔内烟气流速低，脱硫效率及除雾效率降低30100%，能快速适将锅炉负荷变化结垢问题存在，主要由于采用了固液分别效果不佳的低效设备。塔内将发生在吸收塔反面与吸收塔塔壁结合处。实际存在，由于采用了高效固液分别设备以及在设计上思索了各方面的影响。极大的减少了塔内结垢的能够，实践操作中，塔内没有结垢景象发生。丰富的设计和运转阅历，在细节方面的设计有独到之处。稳定性较稳定稳定腐蚀问题存在316L不锈钢材质点蚀景象没有传统双碱法与日升双碱法传统双碱法与日升双碱法- -对比表对比表2 2项目传统双碱法日升双碱法脱硫效率的影响烟气量、入口二氧化硫浓度、含氧量这种构造的吸收塔对烟气量比较敏感，系统滞后比较严重。锅炉负荷及煤种变化对脱硫率几乎没有影响，系统在设计时曾经思索到含氧量对系统的影响，系统对各种影响能快速反将。以及快速启动和退出。一次投资同等设备档次投资较低。低的塔内流速，塔径较大；低的固液分别效果，分别设备大；投资低。高效的吸收塔，可接受高的烟气流速，吸收塔塔径小。采用强化传质设备，提高传质效果，循环浆液量小，配套设备规模较小。高效的固液分别设备，投资较小，占地小。运转费用不含折旧每千瓦添加运转费用1分每千瓦添加运转费用0.70.9分传统双碱法与日升双碱法传统双碱法与日升双碱法- -对比表对比表3 3项目传统双碱法日升双碱法维护费用较低低年利用率80%以上95%以上占地面积大，现有场地很难满足小，采用了合理的分层设计，现有场地可满足两炉一塔的可行性根本不可行可行兼容性差好，充分思索到石灰的综合利用以及电石渣用于脱硫的可靠性。自动化程度低高定员189传统双碱法与日升双碱法传统双碱法与日升双碱法- -对比表对比表4 4窑街劣窑街劣质煤煤热电厂厂4130t/h+1180t/h锅炉烟炉烟气双碱法烟气脱硫气双碱法烟气脱硫n工程概略n目前安装5台锅炉，1、2、3、4号4130t/h循环流化床锅炉，5号1180t/h循环流化床锅炉，电厂锅炉运转方式采用5炉4运的方式1台备用。n脱硫系统布置方式n4台130t/h+1台180t/h燃煤锅炉设置4套SO2吸收系统即1套公用系统，即采用5炉4塔的1、2、3号炉采用2塔，4号炉1塔，5号炉1塔。窑街劣窑街劣质煤煤热电厂厂4130t/h+1180t/h锅炉烟炉烟气双碱法烟气脱硫气双碱法烟气脱硫n脱硫系统工艺：日升双碱法工艺如上所述n脱硫系统包含：烟气系统、吸收系统吸收塔、浆液循环系统、脱硫液再生系统、工艺水系统、石膏处置系统、电仪系统等。n脱硫系统排放规范：n脱硫排放浓度到达GB13323-2021要求，出口SO2浓度200mg/Nm3，脱硫效率95%。五炉四塔布置特点五炉四塔布置特点n1、节约工程占地面积n根据现场查看情况，流化床锅炉系统后部位置狭窄，且多为零散空地，采用5炉4塔布置方式，充分利用各锅炉系统后部烟道间零散空地，使得脱硫系统布置更加紧凑，合理。n2、合理优化系统配置,减少原有设备改造本钱、减少工程投资费用n由于脱硫塔布置较为紧凑，增压风机出口至脱硫塔进口、脱硫塔出口至烟囱间隔较其它布置方式间隔最小，烟道长度最短，因此，减少增压风机系统改造本钱、节省工期，从而减少工程直接投资费用。n采用5炉4塔布置方式，各锅炉脱硫系统独立运转，负荷较小，结合双碱法低液气比的优点，在工艺设备配置上，系统无高压用电设备，均为低压用电设备。较其它需设备高压电器系统的布置方式，电器投资费用较低。五炉四塔布置特点五炉四塔布置特点n3、降低系统日常运转能耗、运转费用较低n因脱硫系统布置紧凑，烟气系统较短，脱硫系统压力损失可有效降低200400Pa(随场地布置发生变化), 系统节约了电耗。另外，由于各个锅炉脱硫系统独立运转，锅炉负荷的变化，对脱硫系统影响最小，使安装利用率更高，减少了设备运转的能量损耗，从而运转费用较低。n4、运转控制灵敏n采用5炉4塔的1、2、3号炉采用2塔，4号炉1塔，5号炉1塔，各个脱硫系统独立运转，任何锅炉系统的启停，不影响其它脱硫系统的正常运转。 从而，使得各个系统的切换更灵敏和方便。系统物料参数系统物料参数系统保证值系统保证值序号保证值工程单位系统保证值1烟气量脱硫效率% 952FGD系统的可用率% 963进入烟囱前污染物排放浓度极限 mg/m3 2004设计煤种下的Ca/S1.035除雾器出口处烟气含水量mg/m31006脱硫系统入口及出口之间总的阻力降Pa 9507脱硫系统排烟温度 708粉尘浓度mg/m330 系统保证值系统保证值序号保证值工程单位系统保证值9总装机容量KW130010水耗t/h2011CaO，折合100%纯度t/a1275012NaOH，折合100%纯度t/a37513质保期年114一切钢衬橡胶件或钢衬玻璃鳞片保证期年1515脱硫设备的噪音dBA80脱硫系统投资概算脱硫系统投资概算n脱硫系统投资概算共分为如下几部分：n1、引风机系统改造：400万元10台引风机n2、烟囱防腐工程：500万元2座烟囱防腐n3、双碱法脱硫系统：2350万元。n4、窑街脱硫系统工程总投资概算总计为：3250万元。1、耗费脱硫剂费用脱硫剂需求量t/h本工艺脱硫剂为氢氧化钠和石灰，钙硫比取1.03，石灰含量为85%，氢氧化钠纯度100%，补充量为0.05molNaOH/molSO2，那么脱硫剂需求量为：2、脱硫剂消耗费用根据前面物料衡算可知，按脱硫年运转时间6500小时，以石灰单价为240元/吨计，每年耗费石灰费用为：12750t240元/t10-4 =306万元氢氧化钠单价按2000元/吨计，每年耗费工业烧碱费用为：375t2000y/t10-4=75万元每年耗费脱硫剂费用为：381万元运转费用分析运转费用分析3、电费计算电耗时，电价厂用电取0.36元/kWh，按照延续常开功率835kwh计算。电费：0.366500400/10000=93.6万元。4、水费水费以1.85元/t计，水耗量：16t/h，那么水费：1.85650016/10000=19.24万元5、人工费 人工方案安排4人，安排3班，每班1人，年人工费用约2万元/人，那么年运转人工费用为428万元6、年运转费用本工程按照锅炉满负荷运转估算：年直接运转费用=脱硫剂费用电费水费+人工费=381+93.6+19.24 +8=501.84万元吸收塔以往工程案例以往工程案例喷淋层以往工程案例以往工程案例以往工程案例以往工程案例除雾器以往工程案例以往工程案例循环泵以往工程案例以往工程案例综合区脱硫液再生系统以往工程案例以往工程案例泵房以往工程案例以往工程案例板框压滤机以往工程案例以往工程案例旋流器以往工程案例以往工程案例真空皮带脱水机以往工程案例以往工程案例真空皮带脱水机