最新烟气脱硫 设计工艺实例

烟气脱硫工艺设计说明书目录1 概述1.1 工程概况1.2 脱硫岛的设计范围2 设计基础数据及主要设计原则2.1 设计基础数据2.2 吸收剂分析资料2.3 脱硫用水资料2.4 主要工艺设计原则2.5 脱硫工艺部分设计接口3 吸收剂供应和脱硫副产物处置3.1 吸收剂来源3.2 脱硫副产物4 工艺系统及主要设备4.1 工艺系统拟定4.2 吸收剂系统4.3 烟气系统4.4 SO2吸收系统4.5 排放系统4.6 石膏脱水系统4.7 工艺水系统4.8 压缩空气系统4.9 物料平衡计算（二台锅炉BMCR工况时烟气量)4.10 主要设备和设施选择5 起吊与检修6 保温油漆及防腐6.1 需要保温、油漆的设备、管道及设计原则6.2 防腐7 脱硫装置的布置8 劳动安全及职业卫生8.1 脱硫工艺过程主要危险因素分析8.2 防尘、防毒、防化学伤害8.3 防机械伤害及高处坠落8.4 防噪声、防震动8.5 检修安全措施8.6 场地安全措施9 烟气脱硫工艺系统运行方式9.1 FGD启动9.2 FGD系统整组正常停运9.3 FGD紧急停运9.4 FGD装置负荷调整9.5 FGD停运措施1 概述1.1 工程概况锅炉：华西能源工业股份有限公司生产的超高压自然循环汽包炉，单炉膛，一次中间再热，固态排渣，受热面采用全悬吊方式，炉架采用全钢结构、双排布置。

汽轮机：东方电气集团东方汽轮机有限公司公司生产的超高压参数、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、6级回热、直接空冷抽汽凝汽式汽轮机。

发电机：山东济南发电设备厂生产的空冷却、静止可控硅励磁发电机。

本期工程需同步建设烟气脱硫装置，因有大量石灰石资源，且生产电石亦需要大量石灰石，故暂定采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置(以下简称FGD)，不设GGH，脱硫装置效率不低于95％，设备可用率不低于95%，按照《GB13223-2003 火电厂大气污染物排放标准》执行。

本章所述采用的环境保护标准、脱硫方式、脱硫效率等环保措施均以批复的环境影响报告书为准。

1.2 脱硫岛的设计范围本工程脱硫岛设计范围包括：烟气脱硫工程需要的工艺、电气、控制、供水、消防、建筑、结构、暖通等，本卷册说明中包括的内容为工艺、起吊检修、保温防腐方面内容，其它见相关专业说明书中内容。

脱硫岛与主体工程的设计接口如下：1) 烟气：原烟气从锅炉引风机出口后的汇合主烟道引出，设计接口界限为与主烟道接口处。

净烟气从吸收塔出口后直接接入烟囱，设计接口界限为净烟道出口靠近烟囱入口处。

具体可见布置图中所示；2) 吸收剂、工艺水、冷却水、消防、压缩空气、给水及排水等从脱硫岛分界线外1m分界；2 设计基础数据及主要设计原则2.1 设计基础数据2.1.1 FGD设计参数（按照二炉一塔设计, 单塔处理量为2×540t/h 锅炉BMCR工况时110%烟气量，已考虑10%的烟温裕量)。

表2.1-1 FGD设计参数2.2 吸收剂分析资料本工程拟采用石灰石浆液作为脱硫吸收剂，石灰石主要成分为CaCO3，为湿法脱硫广泛采用的脱硫剂，石灰石主要通过如下反应吸收SO2并生成石膏：在脱硫吸收塔中主要有如下反应：SO2的吸收过程：SO2+H2O→H2SO3H2SO3→H++HSO3- (低PH值时)（吸收区下部)H2SO3→2H++SO32- (高PH值时)（吸收区上部)Ca2++2HSO3-→Ca(HSO3)2Ca2++SO32-→CaSO3反应产物的氧化：2Ca(HSO3)2+O2→CaSO4+2H2O2CaSO3+O2→2CaSO4结晶生成石膏：CaSO4+2H2O→CaSO4.2H2O本工程石灰石的品质要求：CaO > 50％；MgO≤2％。

2.3 脱硫用水资料脱硫装置所需生产水分为工艺水及设备冷却水。

其中工艺水约为100t/h，来自电厂循环水排水及脱硫设备冷却水回水。

设备冷却水来自电厂工业水母管，接至脱硫岛内各用水点，回水返回至脱硫工艺水系统。

整个脱硫系统的建构筑物等生活、消防用水各接自电厂的生活、消防水管网系统。

其排水系统采用分流制，分别就近导入厂区相应管网系统。

系统产生的工业废水量约为7.2t/h。

送至主厂区统一处理。

2.4 主要工艺设计原则1) 本工程设计煤种含硫量为0.41%,校核煤种1含硫量为0.41％，校核煤种2含硫量为0.26％。

为保证脱硫装置能适应煤种含硫量的变化，本期工程采用校核煤种1作为脱硫装置设计及设备选型的煤质，脱硫装置按照煤质含硫量为0.41％进行设计。

2) 采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，二炉一塔设计，单塔处理能力为2×540t/h锅炉BMCR工况时110%的烟气量。

3) 脱硫装置效率不低于95%，脱硫装置可用率不小于95%。

4) 本期工程烟气系统采用增压风机与引风机合设的方案，不设置GGH，设置烟气旁路。

5) 吸收剂采用石灰石干磨制粉然后制浆的方式，制浆系统采用4炉共用。

6) 脱硫岛设置公用的石膏脱水系统，布置在脱硫综合楼内；脱硫系统不设置独立的废水系统。

7) 脱硫副产品－石膏经真空皮带脱水机脱水后含水率要求不大于10%，石膏运至综合利用用户或在灰场单独堆放处理。

8) 杂用、仪用压缩空气由全厂统一的压缩空气供应中心供应，脱硫岛内设储气罐。

9) 脱硫岛的设备冷却水来自电厂工业水管，脱硫工艺水来自电厂循环水排水及脱硫设备冷却水回水。

10) 脱硫系统原则上在满足运行条件情况下优先选择国产优质设备，部分工艺设备、材料、热控仪表考虑采用进口产品。

11) 脱硫系统按照日运行小时数22小时，年运行小时数7600小时设计。

12) 脱硫系统布置本着紧凑、实用、方便的原则，具体如下：脱硫设施布置在烟囱周围，主要脱硫设施分别对应四台机组，关于烟囱中心线布置。

脱硫岛内从引风机出口烟道接入开始：原烟道，吸收塔，净烟道。

两台吸收塔中间即为烟囱，吸收塔上方布置二个脱硫泵房，每个泵房内布置单套脱硫系统的循环泵、扰动泵、氧化风机等设备；泵房之间布置电气设备间，内设二台机组脱硫电气设备；脱硫场地右上方布置脱硫综合楼，内设脱硫控制室、石膏脱水间及石膏存储间；脱硫场地左上方布置制粉及制浆车间，内设干磨及制浆设备；综合楼下方，布置两台机组共用的事故浆液箱、工艺水箱。

2.5 脱硫工艺部分设计接口1) 烟气：原烟气从锅炉引风机出口后的汇合主烟道引出，设计接口界限为与主烟道接口处。

净烟气从吸收塔出口后直接接入烟囱，设计接口界限为净烟道出口靠近烟囱入口处。

2) 吸收剂：脱硫岛分界线外1m处；3) 工艺水、冷却水、消防、压缩空气、给水及排水等从脱硫岛分界线外1m分界；3 吸收剂供应和脱硫副产物处置3.1 吸收剂来源石灰石矿位于甘河子白杨河中上游东侧，长约50公里，海拔高度2015米至3500米之间，根据新疆地质九大队的区域地质调查报告，全市石灰石普查基础储量9212.5万吨，而且石灰石品质完全满足电厂脱硫的要求。

外购石灰石粉品质难以保证，湿磨制浆一次投入大、能耗高，因此电厂拟采用外购石灰石颗粒，厂内制粉然后制浆的方式。

干磨制粉的环保要求能够满足，与外购石灰石粉相比，虽然干磨一次投入高（比湿磨制浆投入低，且能耗低)，厂用电需求增加，但是考虑长远的生产及运营成本而言，干磨制粉更为经济。

结合本工程的具体情况，本工程推荐采用干磨制粉方案。

4台机组共用二台干式磨机，一用一备。

外购粒径小于20mm的石灰石颗粒直接运输至干磨的石灰石卸料斗。

石灰石品质均应满足以下要求：石灰石的品质要求：CaO > 50％；MgO≤2％。

表3.1-1 脱硫装置石灰石的消耗量如下表：注：日利用小时数按22小时计，年利用小时数按7600小时计。

3.2 脱硫副产物石灰石—石膏湿法烟气脱硫的副产品是表面含水量小于10％的石膏(即CaSO4.2H2O)，3.2.1 石膏产量见下表：表3.2-1 石膏产量注：石膏含水率10％，日利用小时数按22小时计，年利用小时数按7600小时计。

脱硫石膏又称FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，都是二水硫酸钙。

结晶水、附着水含量≥17％；颗粒细度250～350目；颜色有白色、灰色、浅黄色；脱硫石膏终二水石膏的品位一般在90～95之间；含碱低；有毒杂质少；放射性符合环保要求。

3.2.2 国外脱硫石膏的综合利用由于脱硫石膏的稳定型和对环境的无害性，可将之用于土地回填。

但是随着回填土地越来越紧张，脱硫石膏的综合利用越来越受重视。

目前在国外，脱硫石膏主要用来生产各种建筑石膏制品和用于水泥生产的缓凝剂。

脱硫石膏在日本、美国和德国的应用已相当普遍。

在德国，FGD 石膏的使用正不断增加，并逐渐取代天然石膏。

3.2.3 我国脱硫石膏的研究和应用近年来，随着国内脱硫市场的发展，有关部门对烟气脱硫石膏的性能进行了研究。

试验结果表明：烟气脱硫石膏在建材行业应用十分广泛，基本上能代替所有天然石膏生产的建材产品。

另外，经过检测研究，FGD石膏用于墙板等建筑材料的安全性也与天然石膏一样。

特别是放射性微量元素的含量，FGD石膏的放射性和天然石膏差不多而低于常用建筑材料，因此可以安全地作为建筑材料使用。

3.2.4 脱硫石膏的应用途径由于天然石膏是以石膏石为原始态的，而烟气脱硫石膏是以含自由水10％左右的湿粉状态存在，因此在利用上各有利弊。

对于煅烧建筑石膏粉，烟气脱硫石膏因为含更多的游离水，煅烧消耗更多的热量，或者需要一个预干燥处理工序，另外因为其级配不好，在应用上应该考虑研磨问题。

脱硫石膏的用途主要有以下几个方面：①可用于水泥缓凝剂硅酸盐水泥中一般加入5％左右的石膏来调节水泥的凝结时间，以达到水泥性能的要求。

在使用前须将脱硫石膏制成直径为φ20～40mm的并具有一定强度的球。

若周边有水泥厂或地处水泥生产基地，制水泥缓凝剂供应水泥厂是首选。

②可用于防水纸面③可用于纤维石膏板以石膏粉为主要原料，以木材纤维为加强筋，配以适量的化学添加剂，经一定生产工艺而得到的一种优质板材。

这种材料强度高，握钉力强，具有良好的防潮性能。

④石膏矿渣板是以二水脱硫石膏和水淬矿渣为主要原料，掺入有机或无机纤维，经碱性材料激发，通过一定的工艺成型的薄板。

这种板材具有轻质、耐火、可加工等特点，特别是具有很好的耐水性能，故可用于厨房、厕所、浴室的隔墙或天花板等。

⑤石膏砌块⑥石膏空心条板⑦粉刷石膏脱硫石膏脱水干燥厚，分别进行低温和高温煅烧而成为基础石膏，再加以砂子或膨胀珍珠岩以及各种化学添加剂，组合而成。

粉刷石膏是一种高效节能的新型抹灰材料，主要代替传统的水泥、石灰抹灰。

⑧α－高强石膏是二水脱硫石膏通过高温蒸压而成，具有密实的结晶结构和较好的防潮性能，比一般建筑石膏强度高5～7倍，广泛用于陶瓷工业模型、铸造工业、精密铸造以及建筑艺术石膏等。

⑨自流平石膏将脱硫石膏在高于500℃下煅烧，制成Ⅱ型无水石膏，再加入碱性激活剂、减水剂、保水剂等混合而成。