烟气脱硫工艺设计及规范

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烟囱:
烟囱内衬材料、出口直径、高度等应根据脱硫工艺、出口温度 、含湿量、环保要求以及运行要求等因素确定, 烟囱的设计应 符合 《烟囱设计规范》 GB 50051的规定。已建工厂新建脱硫 装置时,应对现有烟囱进行分析鉴定,确保烟囱安全运行。
管道敷设:
1 、管道敷设应根据总平面布置、管内介质、施工及维护检修 等因素确定,在平面及空间上应与主体工程协调统一。 2、 管道宜与建筑物及道路平行敷设, 干管宜靠近主要用户或 支管多的一侧。
4:泵类设备 浆液循环泵数量宜按多用一备选择; 循环泵过流部件应耐磨损和耐酸、碱、氯离子、氟离子的腐蚀 。
设备布置及管道敷设
设备布置:
1 、应按照工艺流程的顺序布置,满足烟道和管道短捷、顺畅 的要求。 2、公用设施宜与主体工程共用。 3 、在满足安全、生产、维护的前提下,设备布置应紧凑。 4、 符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。
2. 应考虑烟气及烟尘中的有害成分对脱硫剂活性、脱硫副产物 质量的影响,对达到一定量、对环境有害的成分应集中无害化 处理。
3. 除海水脱硫工艺外,应选用副产物综合利用的脱硫工艺,不 应选用副产物抛弃脱硫工艺。
4. 脱硫装置负荷波动应适应主装置的负荷变化。
5. 脱硫装置入口烟气含尘量应小于 1g/Nm3。
增压风机布置:
1 、湿法烟气脱硫增压风机宜布置在吸收塔或烟气净化之前; 半干法烟气脱硫的增压风机宜布置在脱硫塔之后。 2、 新建湿法烟气脱硫项目,增压风机宜与引风机合并。
泵类设备布置:
1 、寒冷、多风、多沙地区宜将泵布置在室内; 2 、泵房设计应符合《泵站设计规范》GB50265中防火、防爆 、安全、卫生、环保的规定,并应设置采暖、通风、采光、噪 声控制等措施;
3:吸收塔(脱硫塔) 吸收塔的选型应满足结构简单、 脱硫效率高、 阻力小、 操作 维护方便、投资低的要求。 吸收塔宜选用喷淋塔、填料塔、湍冲塔、旋流板塔等,应选用 耐磨损和耐酸、碱、氯离子、氟离子腐蚀的材质。 吸收塔应设置除雾器,除雾器应满足雾滴捕集效率高、阻力小 、 易冲洗、耐腐蚀、方便维护等要求。
11.氨回收率:指氨法脱硫工艺中氨的量与用于脱硫的氨的量之比。
12.吸收塔内饱和结晶:吸收塔内,利用进口烟气的热量,使副产物溶液达到 饱和并析出晶体的过程,又称为塔内结晶。
13.吸收塔外蒸发结晶:吸收塔外,利用蒸汽等热源,将副产物溶液进行蒸 发并析出结晶的过程,又称为塔外结晶。
14活性焦:指一种以煤为主要原料,经过炭化、活化后所制备的圆柱状多孔 材料,用于脱除烟气中的二氧化硫。
6、液体管道流速:
介质
泵前
流速(m/s) 泵后
自流
浆液
1.0-2.0
2.0-3.0
<1.0
工艺水、冷却水、废水
1.0-2.0
2.0-3.0
<1.0
石灰/石灰石-石膏法
该工艺采用液态钙基为吸收剂,与烟气中的SO2反应,生成 亚硫酸钙,亚硫酸钙经强制氧化后生成硫酸钙(石膏)。石 灰石-石膏法是目前世界上应用最为广泛的脱硫方法,所占比 例在90%以上。
4、计算结果中脱硫后的烟气中二氧化硫浓度须换算成干基、 基准过量 (过剩)空气系数的数值。 5 、采用湿法脱硫工艺,烟气应达到 100%绝热饱和,水蒸气含 量应为绝热饱和温度下的 100%,烟气温度取比饱和温度高 1~ 2℃。
热量衡算:
1、 吸收应按绝热过程计算,吸收塔(脱硫塔)的热损失可忽 略不计。 2 、吸收塔(脱硫塔)的热平衡内容,应包括入口烟气显热、 入口烟气水蒸气潜热、反应热、吸收剂(脱硫剂)带入热、补 充水带入热、排放浆液(废水)带出热、出口烟气显热、出口 烟气水蒸气潜热。 3、吸收剂制备、副产品(副产物)处理等可不做热量平衡计算
脱硫系统主要包括烟气系统;吸收系统;除雾系统;石灰石 浆液制备及供应系统;石膏脱水系统;废水处理系统。
该工艺以技术成熟、运行可靠,脱硫剂来源广泛且价格便宜 , 系统投资低等优点而被国内外广泛应用,是目前最为成熟的 烟气脱硫技术之一。
石灰/石灰石-石膏法
适应范围:
由于吸收剂廉价、易得,适用于各行业烟气脱硫
石灰粉:氧化钙(CaO)含量宜高于85%。 消石灰:氢氧化钙(Ca(OH)2)含量宜大于90%(干基),酸不
溶物宜小于3%(干基)。 钢渣、电石渣等钙基碱性反应剂:氢氧化钙(Ca(OH)2)含量
宜大于75%(干基),酸不溶物宜小于5%(干基)。 石灰石浆液的密度宜为25-30%(wt)。
副产物:
3、 泵布置在室外时,宜布置在管廊的下方或侧面,也可布置 在被吸入设备或吸入侧设备的附近;
4、 在多雨地区,泵应布置在管廊下方或框架下面; 5、 布置泵时应便于阀门安装、操作和检修; 6、 泵基础边应设置带盖板的排水沟,也可使用排水漏斗和埋 地管;
7、 当移动式起动设施无法接近质量较大的泵及其驱动机时, 应设置固定式起吊设施,如吊梁、单轨吊车或桥式吊车。
脱硫石膏应进行脱水处理,石膏脱水后纯度大于等于90% ,含水率宜小于等于10%。石膏应能用于生产石膏板和用 作生产水泥的填料或掺合物,并符合建材行业标准《烟气 脱硫石膏》JC/T2074 的相关要求。
成分 F Cl As
NOX H2S 二噁英类 其它
单位 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 ngTEQ/Nm3
3、烟气正常温度(℃)、事故烟气温度(℃);
4、烟气压力(Pa)及波动范围;
5、脱硫剂成分;
6、所在地水质分析资料;
7、所在地气象资料;
8、主工艺的操作制度。
设计基础:
设计基础Leabharlann Baidu包括下列内容: 1、烟气量(标态); 2、烟气成分(湿基,实际含氧量)、烟尘成分及烟尘浓度:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
成分
N2 O2 CO2 H2O CO SO2 SO3 Hg
单位 % % % % %
mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3
序号 9 10 11 12 13 14 15
烟气脱硫工艺设计及规范
目录
术 语 通用规定 石灰/石灰石-石膏法 氨 法 钠 法 氧化锌法 氧化镁法
活性焦(炭)法 高分子有机溶液法 循环流化床法 喷雾干燥法 海水法 双氧水法
术语
0.设计规范:对设计的具体技术要求,是设计工作的规则。规 范里的限定性词语规定了对该条文执行的严格程度:“应该” 就是必须执行;“不宜”就是可执行可不执行;
吸收塔(脱硫塔)布置:
1、除寒冷地区外,塔设备宜布置在室外。 2 、塔内液体重力自流到泵槽或其他设备时,安装高度应根据 塔内液面压力、流入设备高度、流入设备内部压力及管道压力 降等因素确定。
3、吸收塔宜布置在烟囱附近,浆液循环泵(房)应紧邻吸收塔 布置。氧化风机宜布置在吸收塔附近,氧化风机采用罗茨风机 时,应加设隔音设施。 4、吸收剂制备及脱硫副产物处理场地宜在吸收塔附近集中布置 , 或结合工艺流程和场地条件因地制宜布置。
5、雨水下水管、生活污水管、消防水管及各类沟道不宜平行布 置在道路行车道下面。
管道:
烟气管道及材质设计
1、根据输送介质的特性,选择合适的材质和流速; 2、管道材质宜选择碳钢、不锈钢、碳钢内衬玻璃鳞片等; 3、烟气流速宜取 10m/s~20m/s。
液体管道及材质设计
1、浆液管道应根据输送介质特性选择材质和流速。 流速的选 择既要避免浆液中颗粒物的沉淀,又要减少对管道的磨损、降 低管道阻力。
3 、脱硫装置区的管道除雨水下水道、生活污水下水道外,其 他宜采用综合架空方式敷设。过道路地段,净高宜不低于 5.0m ;低支架布置时,人行地段净高宜不低于 2.5m;低支墩地段, 管道支墩宜高出地面 0.15m~0.30m。
4、脱硫装置区内的浆液沟道当有腐蚀性液体流过时应做防腐处 理,废水沟道宜做防腐处理,室外电缆沟道设计应避免有腐蚀 性浆液进入。
2、 浆液循环泵管道宜选用衬胶或玻璃钢管道;溶液输送管道 材质可选玻璃钢、工程塑料管道、碳钢衬胶、316L不锈钢,具 体材质应根据介质的浓度、温度、压力以及管道布置等因素选 择。
3、浆液管道上应有排空和停运自动冲洗的措施。
4、 浆液管道上的阀门宜选用蝶阀。阀门直径宜与主管道一致 。
5、 所有泵类设备进、出口可曲挠橡胶接头的口径与管道口径 一致,即泵进、出口先连接大小头,然后通过可曲挠橡胶接头 与管道连接。
设备选型:
1:各类设备的选型应满足长期安全可靠运行的要求。 2:增压风机 大容量吸收塔的脱硫增压风机宜选用静叶可调轴流式风机或高 效离心风机。当风机进口烟气含尘量能满足风机要求,且技术 经济比较合理时,可采用动叶可调轴流式风机。
烟气量小于 360Nm3/s 时,每座吸收塔宜设置一台增压风机;当 多台主机排烟合用 1 座吸收塔时,应根据技术经济比较比较后 确定风机数量。对烟气量在720~840 Nm3/s 时,经技术经济比 较确定,可设置 1 台、也可设置 2 台增压风机;对于烟气量在 960~1200 Nm3/s 时,宜设置 2 台增加风机。 增压风机的风量应为满负荷工况下的烟气量的110%; 增压风 机的压头应为脱硫装置在满负荷工况下并考虑10℃温度裕量下
物料衡算:
1、标准烟气流量和实际烟气流量转换时,烟气可视为理想气体 。
2、 物料衡算的主要参数,应包括二氧化硫、三氧化硫、氧气 、氮气、二氧化碳、氮氧化物等的体积流量;烟尘和挥发物包 括氟、氯、汞、砷、铅、硒等对脱硫反应和环境排放有影响的 有害物质浓度;烟气温度、烟气压力等。
3 、 烟气量、烟气成分波动较大时,应对最大、正常、最小烟 气条件下分别做物料平衡计算。
7.装置可用率:指脱硫装置每年正常运行时间与主装置每年总运行时间的百 分比。
装置可用率=(A-B)/A×100%
式中:A:主装置每年的总运行时间,h。
B:脱硫装置每年因脱硫系统故障导致的停运时间,h。
8.脱硫效率:脱硫装置脱除的SO2量与未经脱硫烟气中所含SO2量的百分比。 脱硫效率=(C1-C2)/C1×100%
式中: C1:脱硫前烟气中SO2的折算浓度,mg/m3; C2:脱硫后烟气中SO2的折算浓度,mg/m3。
9.液气比:指吸收塔入口循环液体积流量与吸收塔入口烟气体积流量(湿基)的 比值,单位L/m3(标况)。
10.生石灰消化:指生石灰(CaO)与适量的水反应,生成消石灰(Ca(OH)2 )或者生成消石灰浆液。
1.吸收剂:指脱硫工艺中用于脱除二氧化硫(SO2)等有害物质 的反应剂,非气液接触脱硫用反应剂又被称为“脱硫剂”;
2.烟气净化:指除去烟气中的烟尘、挥发性金属及其化合物、 气态非金属化合物等对脱硫过程有害的杂质;
3.再生塔:通过加热的方式,实现再生吸收剂、回收SO2的装置 。也称为“解吸(析)塔”; 4.副产物:吸收剂与烟气中SO2等反应后生成的物质。达到产( 成)品标准的也称为“副产品”; 5.废水:脱硫过程中产生的含重金属、酸以及其他有害杂质的 溶液。达到一定酸浓度的溶液也称为“废酸”;
18.海水恢复系统 :指将吸收塔出口脱硫后的海水经中和、曝气等方法使最 终排放的海水水质恢复到满足相关水质要求的系统。一般包括曝气池、曝气 风机和曝气器等。
19.曝气池:指利用中和、曝气方法对海水进行水质恢复处理的构筑物。
通用规定:
工艺选择:
1. 烟气脱硫工艺应根据主体工艺操作制度、烟气性质(包括二 氧化硫浓度和气量的波动) 、二氧化硫排放控制总量、脱硫效 率、脱硫剂供应、自然资源情况、脱硫副产物的综合利用、废 水/废渣排放、厂址条件以及技术经济指标等因素,综合比较后 确定。
15.吸附硫容:指把一定质量的活性焦填充于吸附柱中,指定二氧化硫浓度 的污染气体,在恒温、恒湿、恒压下以一定的速度流过,在规定的时间内活 性焦吸附二氧化硫增重所占填充样品质量的百分比。
16.高分子有机溶液:指脱硫工艺中用于低温吸收二氧化硫(SO2),高温 解吸出SO2,可循环利用的液体反应剂。
17.富液/贫液:富液指溶剂类脱硫工艺中吸收了二氧化硫(SO2)的吸收液 ;贫液指经过再生二氧化硫(SO2)后的吸收液。
特点:
技术成熟、运行可靠; 系统投资低; 脱硫效率较高; 是目前最为成熟的烟气脱硫技术,被国内外广泛应用
一般规定:
副产物石膏应达到再利用的要求。
脱硫装置应由吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、脱 硫副产物处置系统、脱硫废水处理系统、烟气系统、自控 和在线监测系统等组成。
吸收剂:
石灰石:碳酸钙(CaCO3 )含量宜高于90%;石灰石粉宜 采用细度325目90%过筛率。
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