氧化镁脱硫技术方案

氧化镁脱硫技术方案 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT2×75t/h、130t/h锅炉烟气脱硫工程技术建议书××××××××有限公司2011年11月19日目录1.工程概述现有一台130t/h循环流化床锅炉、两台75t/h粉煤炉，为了保护厂区周围的生产、生活环境，并积极响应国家节能减排的号召，预建设锅炉烟气脱硫设施及相关的配套设备和构筑物，使烟尘、二氧化硫等指标达到国家的排放标准，为企业自身的发展创造良好的条件。

本方案将根据建设方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，叙述其烟气脱硫系统的可行性。

烟气脱硫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范》（HJ462-2009），采用成熟、先进、可靠的氧化镁湿式烟气脱硫工艺，130t/h、 2×75t/h锅炉采用3炉1塔的配置方式，塔外氧化、塔外循环，副产物处理系统及电气热控系统为共用系统。

2.工程设计总体设计原则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。

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》（GB3095-19960）；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》（GB13271-2001）；6)《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（HJ462-2009）；7)《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）；8)《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范》（GBJ235-82）；13)《机械设备安装工程施工及验收规范》（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》（GB 8923-1988）；16)《机械密封试验方法》（GB/T14211）；17)《机械密封技术条件》（）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/）20)《装配通用技术要求》（JB/）21)《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264－97）22)《设备及烟道保温技术通则》（GB4272－92）23)《固定式钢直梯》（－93）24)《固定式工业防护栏杆》（－93）25)《固定式工业钢平台》（－93）26)《工业企业照明设计规范》（GB50034－92）27)《低压配电设计规范》（GB50054－95）28)《供配电系统设计规范》（GB50052-95）29)《通用用电设备配电设计规范》（GB50055－93）30)《机械设备焊接标准》（JB4708－2000）31)《钢结构设计规范》（GBJ17－91）设计参数及性能指标本工程设计、制造、安装与1×130t/h循环流化床锅炉、 2×75t/h粉煤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95%，保证烟气脱硫效率大于90%，烟囱出口SO2排放浓度≤100mg/Nm3，烟尘排放浓度≤50mg/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氧化镁法湿式烟气脱硫工艺2.5.1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，台湾的电站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。

其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、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～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煅烧生成纯度较高二氧化硫气体来制硫酸。

2.5.2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。

2.5.2.1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范》（HJ462-2009）等相关国家规范要求，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)考虑到系统造价及脱硫工艺要求，并综合考虑业主意见，脱硫塔主体采用Q-235碳钢加有机硅玻璃鳞片防腐，旋流板、喷淋管、螺旋喷嘴等主要部件采用316L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)泥渣沉淀采用平流式多斗沉淀池，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)考虑到现场的环境美观及系统工艺水耗，泥渣经过充分沉淀浓缩后，本方案设水力旋流器与真空皮带两级脱水系统。

首先利用泥浆泵打入水力旋流分离器中进行固液分离及浓缩，底部浓缩浆液重力进入真空皮带脱水机进一步脱水，分离后大量含水率较低的固体残渣进行储存利用或外运抛弃。

真空皮带脱水机采用工业水对滤饼进行冲洗，水力旋流分离器的溢流液及滤布、滤饼冲洗水收集在滤液地坑中，经澄清后作为药剂溶解水和滤布冲洗水，底部泥渣由泥浆泵重新进入泥渣脱水系统。

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。

2.5.2.2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DCS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。

项目设计2.6.1设计范围及原则2.6.1.1设计范围本工程设计范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。

2×75t/h锅炉烟气脱硫系统的主要内容及范围包括：1)SO2吸收系统2)烟气系统3)吸收剂供应与制备系统4)FGD循环水供应系统5)FGD泥渣处理系统6)DCS控制系统7)附属管道和辅助设施8)阀门和配件9)保温、紧固件和外覆层10)防腐2.6.1.2设备选用及设计原则1)脱硫设备：主体采用碳钢+有机硅玻璃鳞片防腐（采用耐高温、耐酸碱的高标准产品）。

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。

设计液气比小于2L/m3。

3)工艺系统水池：本系统水池含有氧化池、沉淀池、澄清池。

采用钢筋混凝土结构。

4)脱硫塔内喷淋管采用不锈钢316L，内部做耐磨处理。

5)以上脱硫系统含有配套的全部附属设备及钢架平台扶梯。

6)湿式脱硫装置正压运行，烟道包括脱硫装置入口斜管段和烟气出口至烟囱水平烟道入口的烟道。

脱硫塔出口至公共烟室的钢烟道采用玻璃鳞片防腐。

7)脱硫设备的电器和自控系统满足脱硫设备独立控制，并能将主要参数反馈到控制室，采用DCS自控系统，设有工程师站和操作员站。