烟气 脱硫技术方案

北京天利化工

2×2t/h锅炉烟气脱硫工程

技

术

方

案

二〇〇六年一月

目录

1. 工程概况 (2)

2. 工艺设计条件及要求 (2)

2.1工艺设计条件 (2)

2.2设计要求 (3)

3. 脱硫除尘工艺的比较选择 (3)

3.1脱硫工艺比较 (3)

3.2吸收设备选择 (3)

3.3旋流板塔脱硫技术介绍 (4)

3.3.1 技术背景 (4)

3.3.2旋流板塔工作原理 (4)

3.4脱硫工艺原理和特点 (6)

4 锅炉脱硫除尘设计方案 (7)

4.1工艺流程 (7)

4.2工艺流程概述 (7)

4.3主要工艺参数计算结果 (8)

4.4工程内容 (8)

4.4.1 吸收塔系统 (8)

4.4.2 脱硫液输送系统 (9)

4.4.3 补水及渣处理系统 (10)

5. 电气及热工控制系统： (10)

5.1供配电方案 (10)

5.2电气控制及仪表 (11)

5.3照明 (12)

6主要设备及材料明细表 (12)

8工程概算 (13)

1. 工程概况

北京天利化工现有2台2t/h锅炉，为了满足国家对环境保护的要求，决定进行烟气脱硫除尘治理。我公司在充分利用本公司的技术优势的原则下，同时结合鲁西化工具体情况，利用厂方的废氨水，采用氨法吸收脱硫工艺对烟气进行处理，使之达标排放。并实现了“以废治废”和降低运行成本的原则。

2. 工艺设计条件及要求

2.1 工艺设计条件

2.2设计要求

SO2排放浓度：<600mg/Nm3

3. 脱硫除尘工艺的比较选择

3.1 脱硫工艺比较

经过多年研究目前已开发出的200余种SO2控制技术，但真正进行工业应用的方法只有有限的十几种。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%。

下表是对几种常见的脱硫工艺进行的比较。

钠法和镁法由于脱硫产物后处理工艺复杂，相当于建设一个中小化工厂，国内应用也较少。石灰石/石膏法投资和运行成本比较高，不太适合中小型工业锅炉的脱硫工程。氨法脱硫工艺简单，脱硫效率高，特别适合厂方附近有氨源的脱硫工程，且其二次产物可以用生产复合肥。

结合北京天利化工现有燃煤锅炉的实际情况，利用厂方的的氨水（5%）作为脱硫剂，从工程投资、运行费用等方面综合考虑，本方案采用氨法脱硫工艺。

3.2 吸收设备选择

采用湿法脱硫技术，吸收塔是关键。吸收塔的选择原则主要是看其气液接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。气液接触条件直接影响脱硫效率；设备

阻力大需增加引风机电耗；吸收液循环量大，需增加水泵电耗。以下是几种吸收塔的比较：

以上吸收塔中：喷淋塔液气比高，水消耗量大；筛板塔阻力较大，防堵性能差，操作弹性低；填料塔防堵性能差，易结垢、粘结、堵塞，阻力也较大；湍球塔气液接触面积虽然较大，但易结垢堵塞，阻力较大。相比之下，旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、操作弹性宽等优点，适用于快速吸收过程，且具有很高的脱硫效率。

所以本方案决定采用高效旋流板塔作为北京天利化工锅炉烟气脱硫系统的吸收塔。通过以上脱硫工艺和设备的比较，决定在该燃煤锅炉烟气脱硫项目中，采用旋流板塔氨法烟气脱硫技术。

3.3 旋流板塔脱硫技术介绍

3.3.1 技术背景

旋流板塔由浙江大学环境工程研究所发明，自上世纪70年代问世以来，先后荣获了1978年全国科学大会奖、1984年国家发明奖，至90年代，又获得多项省部级奖励，在化工、轻工、冶金等行业得到广泛应用和大量好评。从80年代中后期开始，用于大气污染防治。

3.3.2旋流板塔工作原理

旋流板塔为圆柱形塔体，塔内根据需要装设各种不同类型的旋流塔板。工作时，烟气由塔底切向进塔，在塔板叶片的导向作用下使烟气旋转上升，并在

塔板上将逐板下流，将脱硫液吹成很小的雾滴，增大气液间的接触面积；液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气液间的接触，并被甩到塔壁上，然后沿塔壁流下，通过溢流装置到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。所以，即使在同等液气比的状态下，随着塔内塔板数的增加，其脱硫效率将不断提高；同时，液体在与气体充分接触后又能有效地利用离心力作用进行气液分离——避免了雾沫夹带现象，其气液负荷比常用塔板大一倍以上。含湿烟气在旋流塔板的导向作用下，旋转运动加剧，产生强大的离心力。在离心力的作用下，很容易从水气中脱离出来被甩向塔壁，又在重力作用下流向塔底。因塔板上液层薄、开孔率大而使压降较低，压降比常用塔板约一半，因此，综合性能优于常用塔板。

下图是旋流板脱硫原理简图：

流动轨迹

3.4脱硫工艺原理和特点

氨法烟气脱硫以氨水作为吸收剂脱除烟气中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的吸收液可用不同的方法处理，获得不同的产品，从而也就形成了不同的脱硫方法(见下列化学反应式)。其中较成熟的为氨-酸法、氨-亚硫酸铵法和氨-硫铵法。在氨法的这些脱硫方法中，吸收的原理和过程是相同的，不同之处在于对吸收液处理的方法和工艺路线，本工艺为简易湿法脱硫.

由于电厂烟气中的氧含量较高，从理论上可以将吸收液中的(NH

4)

2

SO

3

全部

化为(NH

4)

2

SO

4

，但由于接触时间较短及反应条件的限制，其与理论值有较大差

距，同时吸收液氧化率的高低直接影响到对SO

2

的吸收率。

氨法吸收SO

2

的原理：

NH3+H2O+SO2→NH4HSO3 (1)

2NH3+H2O+SO2→(NH4)2SO3 (2)

(NH4)2SO3 +SO2+H2O→2NH4HSO3 (3)

在通入氨量较少时发生(1)反应，在通入氨量较多时发生(2)反应，而(3)式表示的才是氨法中的真正吸收反应。在吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对SO2不具有吸收能力。随着吸收过程的进行，吸收液中的NH4HSO3数量增多，吸收液吸收能力逐步下降，此时需向吸收液中补充氨，使NH4HSO3转变为(NH4)2SO3 ，以保持吸收液的能力。

当加氨调配时：

NH4HSO3 +NH3→(NH4)2SO3 (4)

因此氨法吸收是利用(NH

4)

2

SO

3

——NH

4

HSO

3

不断循环的过程来吸收废气中

的SO

2的。补充的氨并不是直接用来吸收SO

2

，只是保持吸收液中(NH

4

)

2

SO

3

的一

定能浓度比例。NH

4HSO

3

浓度达到一定比例吸收液要不断从洗涤系统中引出，然

后用不同的方法对引出的吸收液进行处理。对于烟气而言，因其含有较高的氧量，吸收塔内会发生部分氧化反应：

2(NH4)2SO3 +O2→2(NH4)2SO4 (5)

2SO2 +O2→2SO3 (6)