电厂燃煤锅炉脱硫设计

电厂燃煤锅炉脱硫设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

大气污染控制

课程设计（论文）

题目：燃煤电厂锅炉烟气脱硫装置设计（石灰石-石膏法）

学生姓名：李剑霞

专业：环境工程

班级： 13级1班

学号：

成绩：

2017年 1 月

摘要

本课程设计的任务是1000M的超超临界机组锅炉烟气的脱硫装置的设计，所用的方法是比较成熟的湿式石灰石-石膏法，主要的设计内容包括根据锅炉的生产能力、媒质、燃煤量等数据计算烟气量和SO2的浓度，对锅炉烟气工艺流程、设备选择进行计算选择，以期达到理想的处理效果。

关键词：烟气脱硫工艺、石灰石-石膏法、烟气量、脱硫设备

目录

引言

我国硫资源紧缺，60％需要进口，对外依存度高。与此同时，我国SO2排放量却高居世界首位，提高SO2利用率可大幅减少硫资源的进口量。通常，大气中SO2主要来源于煤炭燃烧，占SO2总排量的 94%，而火电SO2排放量又占总排量的60%。随着我国对大气污染和环境保护的日益重视，烟气脱硫技术得到了快速发展，脱硫技术越来越多，脱硫效率也越来越高。目前，我国烟气脱硫技术主要有干法、半干法和湿法三种。其中湿法脱硫工艺应用最广，湿法脱硫包括氨法（即氨－硫酸铵法）、石灰石法（石灰石－石膏法）、碱法（钠碱与双碱法）和金属氧化物吸收法等，我国90%以上的烟气脱硫工程采用的是石灰石－石膏湿法脱硫工艺。石灰石法主要应用在火电、钢铁和有色冶炼行业，而氮肥、焦化和煤化工行业多以氨法为主。

石灰石－石膏法脱硫技术已有几十年的运行经验是目前世界技术上成熟、实用业绩最多、运行状况较稳定的脱硫工艺。石灰石－石膏法脱硫是把石灰石磨成粉后与水混合，职称石灰石浆液，不断补充道吸收塔内。烟气在吸收塔内向上流动北乡下流动的循环浆液以逆流方式洗涤，循环浆液则通过循环泵向上输送到喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，气体和液体得以充分接触，一边脱除SO2、SO3、HCl和HF，同时生成的CaSO4在吸收塔底部与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终生成石膏。吸收塔底部的石膏浆液先在水力激流器中脱水支含固量余额40%，然后经带式真空过滤机过滤，得到含水量小于10%的石膏。脱硫后的经验起经两级除雾器去除水分，通过烟道进入烟囱排向大气。石灰石－石膏法脱硫工艺系统主要包括：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统等，脱硫效率高达95%，吸收器利用率90%，钙

硫比低，脱硫塔阻力约2000kPa，脱硫副产品为石膏。在不同的烟气负荷及SO2浓度下均可保持较高的脱硫效率和较好的系统稳定性。

1 设计任务书

设计题目

燃煤电厂锅炉烟气脱硫装置设计（石灰石-石膏法）

设计的目的与要求

课程设计是本科生培养目标的重要环节，是专业知识深化和系统提高的重要过程，以培养学生的实践能力、创新精神、理论联系实际能力等综合素质为目的。

课程设计基本要求如下：

①培养学生正确的设计思想和技术经济观点，理论联系实际的工作作风、严肃认真的科学态度；

②培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，提高学生独立分析和解决问题的能力；

③学生在查阅文献和收集资料、理论分析、经济技术分析、方案制定、绘图、计算等基本技能方面得到进一步的训练和提高。

设计依据标准

《环境空气质量标准》GB 3095-2012

《火电厂大气污染物排放标准》GB 13223-2011

《锅炉大气污染物排放标准》GB 13271-2014

《火电厂烟气排放连续监测技术规范》HJ/T 75-2007

《工业企业设计卫生标准》GB Z1-2010

《燃煤烟气脱硫设备第一部分：燃煤烟气湿法脱硫设备》GB/

《火电厂烟气脱硫工程技术规范书石灰石/石灰－石膏法》HJ/T179-2005 《火电厂石灰石∕石灰-石膏湿法烟气脱硫系统运行导则》DL/T 1149-2010 设计条件

1000 M超超临界机组

表1-1 锅炉设备的主要参数

额定蒸发量主蒸汽压力主蒸汽温度燃煤量排烟温度

（t/h）（MPa）（℃）（t/h）（℃）

2943 605 400 140~150 煤的工业分析值（收到基）：

C daf=%，H daf=%，O daf=%，S daf=%，N daf=%；W ar=%；A ar=%；V daf=%；

应用基低位发热量：22095 KJ/kg

空气过剩系数：a=

烟气最高温度130℃

烟气密度（标准状况下）： kg/m3

空气含水（标准状况下）： kg/m3

烟气在锅炉出口的压力：91 KPa

石灰石化学成分：CaCO3>%；MgO<%；Fe2O3<%；Al2O3<%；

吸收剂含水率2%，体积密度1250 g/m3，堆积静止角度38°。

年平均大气压力 KPa；最低温度平均值℃；最高温度平均值℃；冬季室外风速平均值 m/s；夏季室外风速平均值 m/s；海拔高度150 m。

连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道长度假设为230 m，90°弯头11个。

设计内容

a.根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，SO2浓度；

b.脱硫设备结构设计计算（包括吸收塔、浆液循环装置、氧化空气和搅拌器、除雾器、石灰石制备和贮存装置等）；

c. 烟囱设计计算；

d. 管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择

设计应完成的工作

编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定，设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、左侧装订成册；

系统图一张。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。系统平面布置图一张。

2石灰石-石膏法烟气脱硫概述

该工艺采用的是湿式石灰石-石膏脱硫法。

锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、喷淋增湿降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL 和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO42H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。