烟气脱硫设计说明书

电厂2×125MW机组烟气脱硫工程设

计说明书

1总论

1.1项目名称

燃煤电厂2×125MW机组烟气脱硫系统设计。

1.2设计依据

(1)设计任务书；

(2)相关法律法规、技术标准及规范。

1.3设计范围和技术要求

1.3.1 设计范围

（1）燃煤电厂烟气脱硫的技术方案和工艺要求；

（2）对烟气脱硫装置进行设计；

（3）管道系统。

1.3.2技术要求

达到国家排放标准及设计任务书中的要求。

1.4项目执行标准

1.4.1本项目涉及的国家标准

（1）环境空气质量标准GB 3095-1996。其中二级标准规定SO2的浓度限值如下：年平均为0.06 mg/m3（标准状态），日平均为0.15mg/m3（标准状态），一个小时平均为0.5 mg/m3（标准状态）。

（2）火电厂大气污染排放标准GB 13223-2011。

其中规定如表1所示。

表1 火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放浓度限值

单位：mg/m3（烟气黑度除外）

度为100 mg/m3；锅炉烟尘最高允许排放浓度为30 mg/m3

1.4.2本项目执行国家标准及任务书中的排放要求。

2方案选择与工艺设计2.1设计目的

通过本次设计，对石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺、双碱法、烟气循环流化床脱硫工艺优缺点进行比较，了解烟气脱硫工艺的基本流程以及在其过程中设计参数的选择、相应设备参数的计算，工艺流程图的绘制，以达到相应的国家或地方的相应标准。

2.2设计的参数

本次设计参数如下：

锅炉台数 2

蒸发量 150t/h

单台锅炉烟气量 53.2万m3/h

锅炉排烟温度142℃

锅炉排烟含尘量165 mg/ Nm3

锅炉燃煤量 18t/h

锅炉排烟含硫量 1346 mg/ Nm3

要求脱硫效率达到90%，SO2允许排放浓度为100mg/m3；锅炉烟尘最高允许排放浓度为30 mg/m3。

2.3除尘器的选择

由于电除尘器有一下特点：（1）除尘效率搞。普遍使用的三个电场的除尘器，当叹气中的粉尘状态处于一般状态时，其捕集效率可达99%以上。（2）设备阻力小，总的能耗低。电除尘器的能耗主要由设备阻力损失，供电装置、电加热保温和振打电动机等能耗组成。其他电烟气除尘的烟气阻力损失为主要能耗，在总能耗中占有较大份额。电除尘的阻力一般仅为200至300Pa,约为袋式除尘器的1/5。由于总的能耗较低，又很少跟换易损件，所以运行费用比袋式除尘器等要低的很多。使用范围较大。（3）能适用于高温（400℃）烟气，并能除去微细粉尘（可捕集粒径小于0.1μm的微粒）。（4）维护费用低。从经济性，适用性等方面综合考虑，本次设计采用电除尘器作为除尘设备。

2.4烟气脱硫工艺的选择

2.4.1煤中含硫量的计算

标准状况下浓度为1346mg/m3由PV=nRT ,P=ρRT/M,142摄氏度下浓度1346×273/(273+142)=885.44mg/m3,根据火力发电厂烟气脱硫设计技术规程M SO2=2KBg(1-ηso2/100)(1-q4/100)Sar/100

式中：

M SO2－脱硫前烟气中的SO2含量， t/h；

K －燃煤中的含硫量燃烧后氧化成SO2的份额；

Bg －锅炉BMCR负荷时的燃煤量，t/h；

ηso2 －除尘器的脱硫效率，见表3.0.7 ；

q4 －锅炉机械未完全燃烧的热损失，％；

Sar －燃料煤的收到基硫分，％。

注：对于煤粉炉 K=0.85～0.9。K值主要体现了在燃烧过程中S氧化成SO2的水平，建议在脱硫装置的设计中取用上限0.9。

由于选电除尘器,所以ηso2取0。查文献得q4约为4%-8%，本次设计取8%。885.44×53.2×10000/1000000000=2×0.9×18×1×（1-8/100）Sar/100

解得Sar=0.0158所以含硫量为1.58%

2.4.2石灰石-石膏湿法烟气脱硫

石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石经破碎能磨细成粉末状与水混合搅拌成吸收浆液，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去细小液滴，经换热器的加热升温排入烟囱。脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。其主要特点如下：

优点：脱硫效率高达95%，引用技术早，技术成熟，可靠性高。国外火电厂石灰石-石膏湿法脱硫装置投运率可达98%以上。该工艺适用于任何含硫量煤种的烟气脱硫，吸收剂实惠死后在我国资源丰富，价格便宜。脱硫副产物（二水石膏）主要用于建材产品和水泥混凝剂，脱硫副产物综合利用，不仅可以增加电场效益、还可延长灰场使用年限。

缺点：系统复杂，占地面积大，一次性建设投资相对较大。后期处理复杂，二次污染严重。该工艺需要配置废水处理系统，烟气再热系统GGH烟道和谭聪必须防腐蚀等。由于本次设计的热电厂是2*125MW，属于中小型热电厂，且燃煤中的含硫率为 1.5%。若用此方法投资大，负荷重，由于煤的含硫率不高，还会存在资源大量的浪费现象。因此不采用这个方法。

2.4.3循环流化床烟气脱硫法

循环流化床烟气脱硫法属于燃烧中的脱硫法。该工艺—以循环流化床的反应原理为基础，充分利用了循环流化床的独有特点，包括气固两相优越的传热与传质，吸收剂多次循环且接触反应时间长，能达到90%-95%以上的脱硫率，相当于湿法烟气脱硫效率。此工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可以采用其他对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由于锅炉排除的未经处理的烟气从吸收塔底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，在吸收塔内与很细的有吸收能力的粉末互相混合。颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床。烟气再进入吸收塔底部时要喷入一定量的水，以降低烟温和增加烟气中水分的含量。在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中二氧化硫反应脱硫。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排除，进入再循环分离器，在此烟气中大部分颗粒被分离出来，进过一个中间仓返回吸收塔，如此反复循环，股吸收剂利用率高。流化床燃烧技术还具有煤种适应性宽、燃烧效率高、易于实现炉内脱硫和排放低二氧化氮等优点，但是其初投资大、存在耗电量大和腐蚀、磨损等问题。此法不合适本次设计。

2.4.4双碱法

双碱法脱硫工艺是湿法脱硫工艺的一种，其原理是先用可用性的钠碱清液作为吸收剂吸收二氧化硫，再用钙碱对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中，使用不同类型的碱，故为双碱法。双碱法比之传统湿法有一下优点：以钠碱作为吸收剂，系统一般不会产生沉淀物。吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在脱硫塔以外，避免了他的堵塞和磨损，克服了石灰石-石膏湿法容易结垢和堵塞的缺点，提高了运行可靠性，降低了操作费用。钠碱吸收液吸收二氧化硫速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫率。双碱法种类多，其中钠钙双碱法是最常用的。

钠钙双碱法是采用纯碱吸收二氧化硫，吸收液再用石灰进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物，再生后的溶液返回吸收器，如此循环使用。此系统分为三个系统：烟气除尘脱硫系统、脱硫液循环系统和脱硫剂配置系统。它与其他方法比起，有如下优点：（1）钠碱循环利用，损耗少，运行成本低；（2）钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，运行费用低；（3）塔内钠基清洁吸收，吸收剂、吸收产物的溶解度大，塔外再生沉淀分离，可大幅度降低塔内和管道内结垢；