窑炉烟气脱硫项目方案

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有限公司窑炉烟气脱硫项目方案

编制：新泰市逸凡机械有限公司2013年12月25日

第一章概述

1.1项目概述

本方案适用于XX窑生产线烟气脱硫改造，目前日均消耗热值5000 -6000kcal的烟煤约为12吨，按基本含硫量按2%计算，总烟气量约为18000-22000m3/h,，排烟温度80℃(注：锅炉尾部烟道中加装省煤器，将烟气温度降低）。烟气中烟尘含量较高。根据环保要求和本地脱硫剂供应情况，拟采用钠钙双碱法脱硫工艺对窑炉烟气进行脱硫处理。

1.2主要设计原则

1.根据现有实际情况，尽量减少工作量，优先解决难点。

2.烟煤含硫量按的2.0%计，作为脱硫装置设计基础数据。

3.脱硫效率：脱硫工艺设计效率90%以上。

4.吸收剂石灰浆液采用外购的生石灰公司内制成，NaOH采用袋装固体碱。

5.通过工艺计算确定塔体和设备参数。

6.根据现场情况设置脱硫装置，选择合理位置综合布置，尽量使布置紧凑，减少占地面积，节约投资成本。

第二章工程概况

2.1厂址概况（略）

2.2燃煤及用水

2.2.1煤质与煤种

目前企业在生产中烟煤平均含硫量在2%左右，炉窑耗煤量约0.5吨/小时，二氧化硫转化率为80%，每小时产生二氧化硫量为：500×2%×2×80%=16kg/h

2.2.2水源与水质

业主提供。

2.3主要设备参数

2.3.1锅炉参数

窑炉主要技术参数如下：

2.3.3引风机参数

型式：

流量：20000m3/h 功率：22 KW

2.6大气污染物排放状况

生产过程中的污染物主要有：

(1)炉窑燃烧过程中产生的烟气，飞灰和残次品。

(2)各系统的运行过程中，各种机械设备运转及介质流动所产生

的噪声。因此对环境的影响主要表现在废气、废渣及噪声。

第三章脱硫工艺原理

3.1双碱法脱硫工艺原理

本项目采用成熟的钠钙双碱法脱硫工艺进行脱硫设计。

双碱法湿法工艺是以钠碱为脱硫剂，用钙碱再生的脱硫工艺，该工艺系统简单，适应性好，脱硫效率高，其主要脱硫机理具体反应如下：

系统启动阶段，脱硫塔内吸收液中加入氢氧化钠，发生如下反应：首先二氧化硫融入吸收液中：

SO2+H2O=H2SO3 （1）

生成的亚硫酸再与吸收液中加入的氢氧化钠进行中和反应：

2NaOH+ H2SO3=Na2SO3+2H2O （2）

如果烟气中二氧化硫浓度过高，生成的亚硫酸钠溶液可以进一步吸收二氧化硫：

Na2SO3+ H2SO3=2NaHSO3 （3）

在以上主反应发生的时候还会有以下副反应发生：

Na2SO3+1/2O2=Na2SO4

当加入NaOH之后，反应（2）为主要反应，系统在启动一段时间内氢氧化钠成分消耗完毕，然后开始反应（3），pH值缓慢下降，当PH值下降到5.5以下时（表明溶液中主要成分为NaHSO3和Na2SO4）将吸收液排出塔体进入再生池进行再生

再生阶段：

首先在浆液制备池中加入CaO和水生成石灰浆液：

CaO+H2O=Ca(OH)2（4）

然后通入再生池中发生下列反应

2NaHSO3+Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O （5）

脱硫塔内部分Na2SO3被氧化生成的Na2SO4于再生池中发生以下反应：

Na2SO4+Ca(OH)2=2NaOH+CaSO4↓（6）

氧化阶段

生成的亚硫酸钙进入氧化池氧化

CaSO3·1/2H2O+1/2O2+ 3/2H2O=CaSO4·2H2O↓（7）

产生的CaSO4·2H2O经过沉淀池沉淀和脱水机脱水，形成最终产物石膏，最后装车外运进行产物综合利用。

3.2双碱法脱硫工艺特点

吸收剂采用Na2CO3或NaOH，主要作为塔内中间脱硫剂，再生剂采用石灰或熟石灰，采用塔外再生工艺，不会在塔内壁、管道、除雾器通道产生石膏晶体而发生结垢现象，影响系统正常运行。

反应产物同普通石灰石石膏湿法方案一样均为二水硫酸钙（石膏）

脱硫效率高，可达98％以上

煤种适用性好，可用于高中低含硫煤

机组适用性强，尤其适用中小机组

脱硫剂利用率大于95％

相对于传统湿法脱硫工艺，双碱法脱硫工艺液气比只有石灰石石膏法的1/3,电耗水耗较低。

第四章脱硫工程方案

本方案为砖窑脱硫装置改造方案，本方案设计充分考虑了现有场地条件和设备条件，全厂道路畅通以及脱硫岛区所有设备的安装、检修方便。本工程中脱硫岛分为主要系统和辅助系统两部分，主要系统包括吸收剂储存系统、烟气与吸收反应塔系统、循环浆液处理系统。辅助系统包括电气及控制系统等，工艺水由全厂统一调配。

4.1吸收剂储存与供应系统

脱硫剂的储存与供应考虑的原则：

➢考虑全厂场地配置、脱硫区域规划；

➢从全厂的道路运输、水电供应、全面性规划、设计脱硫剂的储存与供应。

85%石灰通过一级消化和二级沉淀，制成石灰乳存入石灰浆液池。30%纯度液碱供应采用密封罐车运送到厂，打入厂内的液碱罐，设置液碱泵，通过补充一定量的液碱来调整液碱的损耗，保证脱硫效果和塔内环境。在脱硫塔附近设置浆液循环池，脱硫塔循环泵从循环池内抽取循环浆液向塔内喷淋洗涤烟气，洗涤后的浆液从塔底排出进入氧化再生池，通过再生氧化、一级沉淀除石膏、二级沉淀除去过量钙离子、循环液回到循环池再被循环泵抽取循环利用，沉淀下的石膏装车外运，综合利用。

脱硫效率为98%，Ca/S=1.1计，消耗石灰量列表如下：

表4.1-1 脱硫石灰用量(T)

注:1、日用量按24小时;年运行8000小时；

4.2烟气与二氧化硫吸收系统

SO2吸收系统该系统是FGD的核心，主要包括：吸收塔喷淋洗涤系统、除雾系统。

喷淋层设在脱硫塔的中上部，脱硫塔循环泵均有自己的喷淋层。每个喷淋层都由一系列喷淋嘴组成，其作用是将脱硫液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对称排列，喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使脱硫塔断面上实现几乎完全均匀的喷淋效果。

在喷淋层后设有两级除雾系统，阻力低于200Pa，并设有自动清洗系统。除雾器系统保证脱硫塔出口烟气中含水低于75mg/Nm3。脱硫塔系统所需工艺补充水量主要由除雾器冲洗水提供，除雾器冲洗程序按除雾器象限轮流工作，并受除雾器本身差压强制控制，同时，单位时间内的清洗水量与烟气流量有关。

本脱硫工程配1座吸收塔，吸收塔为圆柱塔体，塔顶部配弯头及烟道接于原烟囱，全部为玻璃钢材质，因为烟气含硫量较高，塔内烟气流速保持在3.0m/s以下。

4.3循环浆液处理系统