【正文】 紹興市柯興印染有限公司20t/h燃煤工業(yè)鍋爐脫硫脫硝工程設計方案浙江工業(yè)大學建筑設計研究院環(huán)境工程設計所設計許可證：國環(huán)設乙字9800352015年11月責 任 表設計證書：國環(huán)設乙字第980035號工程編號：浙工大ENG201533 委托單位：紹興市柯興印染有限公司設計單位：浙江工業(yè)大學建筑設計研究院環(huán)境工程設計所單位負責人： 工藝設計：學號 2111505135 姓名 姚帥工 程：審 核： 審 定：目錄第一章 項目概況 1第二章 工程設計 1 1 2 2 2 3第三章 設計依據(jù) 4 4 4 4 4 5 燃煤量計算 5 5 SO2的排放量 6 鍋爐及煙氣的設計參數(shù) 7 7第四章 工藝路線 8 8 8 8 9 12 12 13 16第五章 主要設備及構建物 20 20 21第六章 施工要求 22 22 22第七章 環(huán)境保護、勞動衛(wèi)生、工業(yè)安全、消防及排水部分 23 環(huán)境保護 23 勞動衛(wèi)生及工業(yè)安全 23 工業(yè)安全防護措施 23 23 消防及排水部分 24第八章 技術經(jīng)濟分析及主要技術經(jīng)濟指標 24 24石灰石用量 24原煤消耗量 24用電量見下表81 24 25 25 25 26 26 27第九章 結論 27第一章 項目概況紹興某印染企業(yè)有自備20t/h燃煤工業(yè)鍋爐一臺，目前除配備布袋除塵器以外，尚無安裝脫硫脫硝裝置。今年《中華人民共和國大氣污染防治法》和《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB 132712014）頒布以后，各地環(huán)保局先后制訂了當?shù)亍洞髿馕廴痉乐?015年度實施方案》，重點整治燃煤工業(yè)鍋爐，要求工業(yè)鍋爐限期完成脫硫脫硝改造。但到目前為止，中小型工業(yè)鍋爐煙氣污染治理還沒有一種成熟的適用方法，煙氣二氧化硫與氮氧化物幾乎在直排，主要原因是現(xiàn)有的火電廠脫硫脫硝方法和工藝不適合工業(yè)鍋爐。規(guī)定重點地區(qū)脫硫脫硝后煙氣出口濃度為：SO2≤200mg/Nm3，氮氧化物≤200mg/Nm3。根據(jù)新的環(huán)保要求編制《20t/h燃煤工業(yè)鍋爐脫硫脫硝裝置設計方案》，脫硫方法推薦石灰石石膏法，脫硝方法可以是氨法或其它可行的方法。第二章 工程設計（1）符合國家環(huán)境保護法律、法規(guī)和標準要求。（2）采用成熟可靠、技術先進的工藝，在保證處理效率的前提下，盡可能減少投資，降低成本。（3）脫硫脫硝工程的設計結合現(xiàn)場條件，力求使工藝流程和設備布置緊湊、合理，且不影響已建項目的正常使用。（4）脫硫后凈煙氣不加熱，煙氣尾氣溫度≥6070 186。C。（5）脫硫吸收劑制漿方式采用外購石灰粉制成漿液。（6）脫硝產(chǎn)生的廢水不能直接排放，通過污水處理站處理達標后排放。（7）采取必要的措施確保脫硫脫硝系統(tǒng)不影響鍋爐的正常運行。（8）在設備及管道運行中溢流、沖洗和清掃過程中產(chǎn)生的廢水應收集在廢水坑（箱）內，然后送至污水處理站處理，廢水不得直接排放。（1）脫硫脫硝劑制備系統(tǒng)包括從脫硫脫硝劑運輸?shù)綇S后儲存、制備、輸送到脫硫脫硝系統(tǒng)等全套主輔設備。（2）脫硫脫硝系統(tǒng)除塵器出口煙道到煙囪之間脫硫脫硝主輔設備。（3）脫硫副產(chǎn)品處理系統(tǒng)處理脫硫灰渣副產(chǎn)品的主輔設備。表21鍋爐設計參數(shù)表序號項目參數(shù)序號項目參數(shù)1鍋爐型號8額定工作壓力2額定蒸發(fā)量20t/h9額定蒸汽溫度(186。C)1943除塵器出口煙氣量（m3/h）6000010設計熱效率(%)834煙氣溫度(℃)14011鍋爐穩(wěn)定安全運行工況（%）70～1005過?？諝庀禂?shù)12煙囪高度（m）406除塵前粉塵排放濃度(mg/Nm3)2100013SO2排放濃度(mg/Nm3)20007除塵后粉塵排放濃度(mg/Nm3)5014NOx排放濃度(mg/Nm3)600設計標準以《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB 132712014）為依據(jù)，執(zhí)行重點地區(qū)特別排放限值。見下表：該型鍋爐按Ⅱ類煙煤進行設計,燃料應符合GB/T183422009《鏈條爐排鍋爐用煤技術條件》的規(guī)定。燃料的揮發(fā)份應25%,燃料顆粒度要求最好燃用分選過或含碎屑較少的煤，燃料顆粒度一般在625mm，小于6毫米的不宜超過30%，最大的粒度不應大于30毫米。表22 GB/T183422009《鏈條爐排鍋爐用煤技術條件》序號項目名稱符號單位設計煤種校核煤種1工業(yè)分析收到基全水份Mt%干燥無灰基揮發(fā)份Vdaf%收到基灰份Aar%收到基低位發(fā)熱值MJ/kg20992201392元素分析收到基碳份Car%收到基氫份Har%收到基氧份Oar%收到基氮份Nar%收到基硫份Sar%3可磨性指數(shù)KVT1—4煤灰熔融性變形溫度DT186。C13501210軟化溫度ST186。C13901270流動溫度FT186。C15001420第三章 設計依據(jù)此染料廠的工業(yè)鍋爐參數(shù)是20 t/ t/h，天工作時間24 h，年工作日為300 d。本工程煙氣脫硫系統(tǒng)所有設備、工具、配件的設計、制造、采購、施工、試驗和材料原則上滿足中國國家標準（GB系列）和電力行業(yè)標準（DL系列）及其它行業(yè)最新標準的要求。（1）《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB 132712014）（2）《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》DL50002000（3）《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》HJ/T 752001（4）《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》GB90781996（5）《污水綜合排放標準》GB 89781996（6）《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》GB123482008（7）《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》GBJ23282；（8）《電力建設施工及驗收技術規(guī)范》（9）《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規(guī)范》HJ462—2009（10）HJ/T75 火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范。（11）DL/T5196 火力發(fā)電廠煙氣脫硫設計技術規(guī)程，規(guī)范。 工業(yè)鍋爐廢氣污染物主要包括鍋爐煙氣中的煙塵、二氧化硫、含氮氧化物、一氧化碳以及煙氣黑度。這些污染物主要來自鍋爐燃燒煤炭、燃油和燃氣過程中的排放。對大氣污染影響最為突出的就是煙塵、二氧化硫以及NOx。 工業(yè)鍋爐中燃燒后產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）是一種毒性很大的黃煙，燃燒產(chǎn)生的氮氧化物包括多種化合物，如一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）和五氧化二氮（N2O5）等。氮氧化物很不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成二氧化氮以及一氧化氮，一氧化氮又變成二氧化氮，若不經(jīng)過治理通過煙囪排放到大氣中，就會形成觸目的棕（紅）黃色煙霧，俗稱“黃龍”，所以在眾多廢氣治理中NOx難度最大，是污染大氣的元兇。如果得不到有效控制不僅對操作人員的身體健康與廠區(qū)環(huán)境危害極大，而且隨風飄逸擴散，對周邊居民生活與生態(tài)環(huán)境造成公害。鍋爐燃燒產(chǎn)生的二氧化硫也是大氣污染的主要污染物之一，二氧化硫（SO2）是無色透明的氣體，有刺激性臭味。溶于水、乙醇和乙醚，在業(yè)態(tài)的情況下，二氧化硫比較穩(wěn)定不活潑。氣態(tài)的二氧化硫加熱到2000 186。C不分解，不燃燒，與空氣也不會組成爆炸性混合物，在火山爆發(fā)時也會噴出該氣體，二氧化硫溶于水，會形成亞硫酸（酸雨的主要成分），若亞硫酸進一步被氧化，在催化劑的存在下，便會迅速高效生成硫酸。 燃煤量計算已知1 t/h標煤產(chǎn)生6 t/h蒸汽，則20 t/h鍋爐的耗煤量為：20/6= t/h鍋爐年耗煤量：24300=24000 t/h。以1kg煤燃燒為基礎，即燃料成分名稱可燃成分含量(﹪)可燃成分的物質的量/mol理論需氧量/molC H168OSN水分灰分　　（1）理論需氧量 ++= mol（2）理論空氣量 Va0干空氣中N:O=:1，則理論空氣量Va0 = *= mol/kg*（3）理論煙氣量Vfg0 mol， mol， mol， mol，則理論煙氣量Vfg0= +++= mol*（4）實際煙氣量Vfg 根據(jù)公式Vfg= Vfg0+ Va0（α1）式中： α ——空氣過剩系數(shù)，；Vfg0 ——標準狀態(tài)下理論空氣量m3/kg； Vfg0 ——標準狀態(tài)下理論煙氣量m3/kg； 則實際煙氣量Vfg=+*()= m3/kg20 /h鍋爐耗煤量，：（1）在標準狀況下的煙氣量VNVN=**1000= m3/h（2）在煙氣出口溫度T=140 186。C，壓強P=125kPa下的煙氣量VS根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，將該狀態(tài)氣體轉化為鍋爐煙氣出口處溫度及壓力下的體積，則有*101325/273= VS*125000/(273+140)VS= m3/h SO2的排放量SO2的排放量的計算根據(jù)公式式中：MSO2 － 脫硫前煙氣中的SO2含量， t/h；K － 燃煤中的含硫量燃燒后氧化成SO2的份額；Bg － 鍋爐BMCR負荷時的燃煤量，t/h；ηso2 － 除塵器的脫硫效率；q4 － 鍋爐機械未完全燃燒的熱損失，％；Sar － 燃料煤的收到基硫分，％。表 31 除塵器的脫硫效率除塵器形式干式除塵器洗滌式水膜除塵器文丘里水膜除塵器ηSO2 (％)0515已知除塵器是布袋除塵器，屬于干式除塵器，ηSO2取0%，則SO2的濃度 =*103 kg/Nm3= mg/Nm3脫硫效率ηη=1200/=% 鍋爐及煙氣的設計參數(shù)根據(jù)設計依據(jù)，鍋爐及煙氣的設計初始條件見下表32表 32 鍋爐及煙氣的設計初始條件項目參數(shù)鍋爐煤耗量20 t/h燃煤含硫量 g/kg煤標況下鍋爐煙氣流量 Nm3/h實際鍋爐煙氣流量 m3/h煙氣溫度140 186。C標況下SO2排放濃度 mg/Nm3標況下NOx排放濃度600 mg/Nm3年運行時間7200 h（1）GB162971996 《大氣污染物綜合排放標準》（2）GB132712001 《鍋爐大氣污染物排放標準》第四章 工藝路線針對20t/h的燃煤工業(yè)鍋爐，采用以下流程對鍋爐燃煤產(chǎn)生的廢氣進行脫硫脫硝。見圖41圖41脫硝脫硫總工藝流程圖石灰石—石膏濕法脫硫工藝是目前世界上應用比較廣泛和較成熟的工藝。該工藝以石灰石漿液作為吸收劑，通過石灰石漿液在吸收塔內對煙氣進行洗滌，發(fā)生反應，以去除煙氣中的SO2，反應產(chǎn)生的亞硫酸鈣通過強制氧化生成含兩個結晶水的硫酸鈣(石膏)。該工藝特點是：圓柱形空塔，吸收劑與煙氣在塔內逆向流動，吸收和氧化在同一個塔內進行，塔內設置噴淋層，氧化方式采用強制氧化。總的來說石灰（石灰石）—石膏法脫硫工藝為濕式脫硫工藝，工藝流程簡單、技術先進又可靠，是目前國內外煙氣脫硫應用最廣泛的脫硫工藝。鍋爐煙氣通過增壓風機、降溫后進入吸收塔。在吸收塔內煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SOSO3，與此同時在“強制氧化工藝”的處理下反應的副產(chǎn)物被導入的空氣氧化為石膏（CaSO42H2O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過噴嘴進行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級脫水設備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機。經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。進行除霧器沖洗有兩個目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時作為補充水，穩(wěn)定吸收塔液位。在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46—55 186。C左右，且為水蒸氣所飽和。最后，煙氣通過煙道進入下一步脫硝的工藝流程。下圖42是脫硫工藝設備設計流程圖。圖42脫硫工藝設備流程圖此煙氣脫硝工藝采用的是濕法煙氣脫硝工藝，主要是以霧態(tài)的氧化性溶液及霧態(tài)的堿性溶液對煙氣進行脫硝。此工藝采用的煙氣增壓湍流是對脫硫后的鍋爐煙氣實施增壓后且使其呈現(xiàn)出湍流的狀態(tài)，增壓湍流狀態(tài)的煙氣有利于與其后各工藝過程的實施。在氧化反應的階可以使用湍流狀態(tài)的煙氣與霧態(tài)的氧化液充分混合且進行氧化反應，這是脫硝過程中很關鍵的工序。此項目所采用的工藝，在煙氣經(jīng)過氧化反應區(qū)霧態(tài)氧化液，能夠自然聚集成霧滴，繼而對霧滴進行收集后又回流到氧化液池中，這樣氧化液池中的氧化液通過初管道、氧化液循環(huán)泵、后管道、噴嘴，使液態(tài)的氧化液呈現(xiàn)