【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(shè)計(jì)方案浙江工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院環(huán)境工程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)許可證：國(guó)環(huán)設(shè)乙字9800352015年11月責(zé) 任 表設(shè)計(jì)證書(shū)：國(guó)環(huán)設(shè)乙字第980035號(hào)工程編號(hào)：浙工大ENG201533 委托單位：紹興市柯興印染有限公司設(shè)計(jì)單位：浙江工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院環(huán)境工程設(shè)計(jì)所單位負(fù)責(zé)人： 工藝設(shè)計(jì)：學(xué)號(hào) 2111505135 姓名 姚帥工 程：審 核： 審 定：目錄第一章 項(xiàng)目概況 1第二章 工程設(shè)計(jì) 1 1 2 2 2 3第三章 設(shè)計(jì)依據(jù) 4 4 4 4 4 5 燃煤量計(jì)算 5 5 SO2的排放量 6 鍋爐及煙氣的設(shè)計(jì)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(shè)備及構(gòu)建物 20 20 21第六章 施工要求 22 22 22第七章 環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生、工業(yè)安全、消防及排水部分 23 環(huán)境保護(hù) 23 勞動(dòng)衛(wèi)生及工業(yè)安全 23 工業(yè)安全防護(hù)措施 23 23 消防及排水部分 24第八章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 24 24石灰石用量 24原煤消耗量 24用電量見(jiàn)下表81 24 25 25 25 26 26 27第九章 結(jié)論 27第一章 項(xiàng)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(tái)，目前除配備布袋除塵器以外，尚無(wú)安裝脫硫脫硝裝置。今年《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》和《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 132712014）頒布以后，各地環(huán)保局先后制訂了當(dāng)?shù)亍洞髿馕廴痉乐?015年度實(shí)施方案》，重點(diǎn)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(méi)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(diǎn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)（1）符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）采用成熟可靠、技術(shù)先進(jìn)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(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，力求使工藝流程和設(shè)備布置緊湊、合理，且不影響已建項(xiàng)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(gòu)石灰粉制成漿液。（6）脫硝產(chǎn)生的廢水不能直接排放，通過(guò)污水處理站處理達(dá)標(biāo)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(yùn)行。（8）在設(shè)備及管道運(yùn)行中溢流、沖洗和清掃過(guò)程中產(chǎn)生的廢水應(yīng)收集在廢水坑（箱）內(nèi)，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(yùn)輸?shù)綇S后儲(chǔ)存、制備、輸送到脫硫脫硝系統(tǒng)等全套主輔設(shè)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(shè)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(shè)備。表21鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)1鍋爐型號(hào)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(shè)計(jì)熱效率(%)834煙氣溫度(℃)14011鍋爐穩(wěn)定安全運(yùn)行工況（%）70～1005過(guò)剩空氣系數(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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 132712014）為依據(jù)，執(zhí)行重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值。見(jiàn)下表：該型鍋爐按Ⅱ類煙煤進(jìn)行設(shè)計(jì),燃料應(yīng)符合GB/T183422009《鏈條爐排鍋爐用煤技術(shù)條件》的規(guī)定。燃料的揮發(fā)份應(yīng)25%,燃料顆粒度要求最好燃用分選過(guò)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(guò)30%，最大的粒度不應(yīng)大于30毫米。表22 GB/T183422009《鏈條爐排鍋爐用煤技術(shù)條件》序號(hào)項(xiàng)目名稱符號(hào)單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種1工業(yè)分析收到基全水份Mt%干燥無(wú)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(dòng)溫度FT186。C15001420第三章 設(shè)計(jì)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(shí)間24 h，年工作日為300 d。本工程煙氣脫硫系統(tǒng)所有設(shè)備、工具、配件的設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、施工、試驗(yàn)和材料原則上滿足中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB系列）和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DL系列）及其它行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)的要求。（1）《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 132712014）（2）《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL50002000（3）《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》HJ/T 752001（4）《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB90781996（5）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 89781996（6）《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB123482008（7）《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ23282；（8）《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》（9）《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》HJ462—2009（10）HJ/T75 火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范。（11）DL/T5196 火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)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(lái)自鍋爐燃燒煤炭、燃油和燃?xì)膺^(guò)程中的排放。對(duì)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(guò)治理通過(guò)煙囪排放到大氣中，就會(huì)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(duì)操作人員的身體健康與廠區(qū)環(huán)境危害極大，而且隨風(fēng)飄逸擴(kuò)散，對(duì)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(wú)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(huì)組成爆炸性混合物，在火山爆發(fā)時(shí)也會(huì)噴出該氣體，二氧化硫溶于水，會(huì)形成亞硫酸（酸雨的主要成分），若亞硫酸進(jìn)一步被氧化，在催化劑的存在下，便會(huì)迅速高效生成硫酸。 燃煤量計(jì)算已知1 t/h標(biāo)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(chǔ)，即燃料成分名稱可燃成分含量(﹪)可燃成分的物質(zhì)的量/mol理論需氧量/molC H168OSN水分灰分　?。?）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(shí)際煙氣量Vfg 根據(jù)公式Vfg= Vfg0+ Va0（α1）式中： α ——空氣過(guò)剩系數(shù)，；Vfg0 ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量m3/kg； Vfg0 ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量m3/kg； 則實(shí)際煙氣量Vfg=+*()= m3/kg20 /h鍋爐耗煤量，：（1）在標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)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(zhuǎn)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(jì)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(fù)荷時(shí)的燃煤量，t/h；ηso2 － 除塵器的脫硫效率；q4 － 鍋爐機(jī)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(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)，鍋爐及煙氣的設(shè)計(jì)初始條件見(jiàn)下表32表 32 鍋爐及煙氣的設(shè)計(jì)初始條件項(xiàng)目參數(shù)鍋爐煤耗量20 t/h燃煤含硫量 g/kg煤標(biāo)況下鍋爐煙氣流量 Nm3/h實(shí)際鍋爐煙氣流量 m3/h煙氣溫度140 186。C標(biāo)況下SO2排放濃度 mg/Nm3標(biāo)況下NOx排放濃度600 mg/Nm3年運(yùn)行時(shí)間7200 h（1）GB162971996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（2）GB132712001 《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》第四章 工藝路線針對(duì)20t/h的燃煤工業(yè)鍋爐，采用以下流程對(duì)鍋爐燃煤產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行脫硫脫硝。見(jiàn)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(yīng)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(guò)石灰石漿液在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，發(fā)生反應(yīng)，以去除煙氣中的SO2，反應(yīng)產(chǎn)生的亞硫酸鈣通過(guò)強(qiáng)制氧化生成含兩個(gè)結(jié)晶水的硫酸鈣(石膏)。該工藝特點(diǎn)是：圓柱形空塔，吸收劑與煙氣在塔內(nèi)逆向流動(dòng)，吸收和氧化在同一個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行，塔內(nèi)設(shè)置噴淋層，氧化方式采用強(qiáng)制氧化?？偟膩?lái)說(shuō)石灰（石灰石）—石膏法脫硫工藝為濕式脫硫工藝，工藝流程簡(jiǎn)單、技術(shù)先進(jìn)又可靠，是目前國(guó)內(nèi)外煙氣脫硫應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝。鍋爐煙氣通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)、降溫后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過(guò)噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SOSO3，與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)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(guò)漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過(guò)噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)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(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵排出，進(jìn)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(jí)脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機(jī)。經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級(jí)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(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)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(guò)煙道進(jìn)入下一步脫硝的工藝流程。下圖42是脫硫工藝設(shè)備設(shè)計(jì)流程圖。圖42脫硫工藝設(shè)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(duì)煙氣進(jìn)行脫硝。此工藝采用的煙氣增壓湍流是對(duì)脫硫后的鍋爐煙氣實(shí)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(guò)程的實(shí)施。在氧化反應(yīng)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(jìn)行氧化反應(yīng)，這是脫硝過(guò)程中很關(guān)鍵的工序。此項(xiàng)目所采用的工藝，在煙氣經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)區(qū)霧態(tài)氧化液，能夠自然聚集成霧滴，繼而對(duì)霧滴進(jìn)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(guò)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)