【正文】 黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 17 第三章 脫硫方案 主要脫硫工藝及項(xiàng)目脫硫工藝的選擇 主要脫硫工藝煙氣脫硫的歷史悠久，早在一百多年前就有人進(jìn)行了這方面的研究。(3)燃燒后脫硫，即煙氣脫硫(FGD)。按脫硫劑是否再生分為再生法和不可再生法。這種技術(shù)曾在 70 年代因其投資大、運(yùn)行費(fèi)用高和腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問題而影響了其在火電廠中的應(yīng)用。(可達(dá) 90%以上)。目前，從設(shè)計(jì)上綜合考慮加強(qiáng)反應(yīng)控制，強(qiáng)制氧化，從而減少吸收塔和附屬設(shè)備體積、降低電耗、減少基本建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用。該法根據(jù)吸收液再生方法不同，可以分為氨一酸法、氨一亞硫酸銨法和氨一硫銨法。此外該法還存在生產(chǎn)成本高、易腐蝕、凈化后尾氣中含有氣溶膠等問題。另外，雙堿法可得到較高的脫硫率，可達(dá) 80%以上，應(yīng)用范圍較廣，該法的主要缺點(diǎn)是再生池和澄黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 19 清池占地面積較大。美國也有巧套裝置(總?cè)萘?500OMW)在運(yùn)行，燃煤含硫量一般不超過 %，脫硫效率均低于 90%。其工藝簡(jiǎn)單，占地小，主要適用于中、低硫煤鍋爐，脫硫率一般為60 一 80%。脫硫系統(tǒng)應(yīng)采用成熟可靠的技術(shù)和設(shè)備。同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有工程場(chǎng)地有限等現(xiàn)狀，脫硫工藝選擇鈉鈣雙堿法脫硫工藝作為本工程脫硫工藝，有效地利用鈉鈣雙堿法脫硫工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。各步驟反應(yīng)如下：吸收反應(yīng)： SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 21 Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 副反應(yīng)如下： Na2SO3 +1/2 O2 = Na2SO4 由于硫酸鈉是很難再生還原的，一旦生成就需要補(bǔ)充 NaOH。1/2 H2O + 1/2 O2 = CaSO4在沉淀反應(yīng)池中加入氫氧化鈣, 氫氧化鈣在沉淀反應(yīng)池內(nèi)發(fā)生如下再生反應(yīng)：2NaHSO3 + Ca(OH)2 = Na2SO3 + CaSO31/2 H2O + 1/2 O2 = CaSO4黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 23 對(duì)向沉淀反應(yīng)池中加 Ca(OH)2 和循環(huán)沉淀池加 NaOH 都是通過 PH計(jì)測(cè)定 PH 值后加入堿液，達(dá)到脫硫工藝要求的 PH 值。（4）保證本脫硫裝置連續(xù)運(yùn)行，年運(yùn)行時(shí)間大于 8400 小時(shí)。黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 24 脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)根據(jù)公司燃煤鍋爐近年平均燃煤含硫的變化，建議在編制脫硫技術(shù)規(guī)范書時(shí)，F(xiàn)GD 裝置煤質(zhì)含硫量變化用 FGD 入口 SO2濃度變化進(jìn)行覆蓋，即：“脫硫裝置燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)，脫硫效率≥80%，當(dāng) FGD 入口 SO2濃度增加 30%時(shí)脫硫率不低于 62%，當(dāng) FGD 入口 SO2濃度增加 50%時(shí)，脫硫系統(tǒng)能安全運(yùn)行” 。 一爐一塔脫硫工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì) 脫硫工藝系統(tǒng)本工程煙氣脫硫技術(shù)為雙堿法濕法煙氣脫硫工藝。氫氧化鈉溶液為第一堿吸收煙氣中的二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氫氧化鈣溶液作為第二堿，再生吸收液中 NaOH，付產(chǎn)品為石膏。.在高速旋轉(zhuǎn)氣流中再加以四道旋轉(zhuǎn)噴咀,噴流逆向噴淋注入堿性水，使水氣充分接觸，利用水氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)使水在煙氣旋轉(zhuǎn)離心力作用下被甩到除塵脫硫塔內(nèi)壁自動(dòng)形成水膜,起到非常好的除塵脫硫效果，煙氣到除塵脫硫塔上部再進(jìn)入脫水筒,煙氣呈螺旋上升脫水。黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 28 脫硫塔采用開式噴淋塔（即“空塔”） ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，不會(huì)因?yàn)闈{液中的固態(tài)物質(zhì)和灰份在塔內(nèi)件沉積和結(jié)垢。 當(dāng)脫硫系統(tǒng)解列或出現(xiàn)事故停機(jī)需要檢修時(shí)，脫硫塔內(nèi)的漿液流入沉淀反應(yīng)池。吸收塔低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可按吸收塔特性停運(yùn)一層噴嘴。更重要的是系統(tǒng)中還設(shè)置了連鎖保護(hù)和其它安全措施，以防止高溫對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的損壞及保障系統(tǒng)的可用性、設(shè)備的保護(hù)及安全。兩塔共配 3 臺(tái)工藝水泵 (2 用 1 備) 。除霧器沖洗水泵接電廠保安電源，當(dāng)全廠斷電時(shí)，保證能夠啟動(dòng)沖洗水泵對(duì)吸收塔進(jìn)行沖洗。（2） 現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì) FGD 裝置的影響（1）實(shí)際煤種的變化對(duì) FGD 裝置有一定的影響，因?yàn)槊撼煞值淖兓瘜⒅苯訉?dǎo)致煙氣量，煙氣中各成分的比例、SO 2 濃度、SO 3 濃度、酸露黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 30 點(diǎn)等參數(shù)的變化，從而對(duì) FGD 裝置的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和防腐產(chǎn)生影響。（5）若鍋爐燃燒系統(tǒng)發(fā)生故障造成煙氣溫度超過最大允許值或煙氣超壓/ 低壓超過最大允許值，F(xiàn)GD 裝置必須解列。 主要設(shè)備選型 主要設(shè)備選型原則(1)脫硫塔的基本技術(shù)要求①當(dāng)鍋爐在 70110%BMCR 工況下，燃用設(shè)計(jì)煤種情況下，保證脫硫效率≥90% 、排塵濃度 ≤50mg/Nm3黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 31 ②)脫硫塔采用開式噴淋塔（即“空塔” ） ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，不會(huì)因?yàn)闈{液中的固態(tài)物質(zhì)和灰份在塔內(nèi)件沉積和結(jié)垢。③)脫硫塔采用碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片，系統(tǒng)使用壽命 10 年.（3） 工藝部分基本技術(shù)要求①采用濕式雙堿法脫硫工藝，主要為脫硫塔系統(tǒng)（每臺(tái)鍋爐配置單獨(dú)脫硫塔） 、煙氣系統(tǒng)、吸收劑供應(yīng)及制備系統(tǒng)、脫硫液循環(huán)及再生系統(tǒng)、脫硫渣處理系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)和電氣及儀表控制系統(tǒng)等組成。⑤脫硫塔不影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 32 主要設(shè)備（1）吸收塔（噴淋空塔）吸收塔是脫硫設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備。其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：表　431 　 　　技術(shù)參數(shù)表－吸收塔型式 單位 噴淋－吸收塔入口煙氣量 Nm3/h 557898－吸收塔出口煙氣量 Nm3/h 590130－設(shè)計(jì)壓力 Pa ?5000－漿液循環(huán)停留時(shí)間 min. －漿液全部排空所需時(shí)間 H 12－液/氣比(L/G) l/m3 －煙氣流速 m/s －煙氣在吸收塔內(nèi)停留時(shí)間 S －化學(xué)計(jì)量比 CaCO3/去除的 SO2 mol / mol －漿池固體含量: 最小/最大 Wt% 18/22－漿液含氯量 g / l 20－漿液 PH 值 －吸收塔吸收區(qū)直徑 m 9－吸收塔吸收區(qū)高度 m 10－漿池區(qū)直徑（或長(zhǎng)寬） m 9－漿池高度 m 7黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 33 －漿池液位正常/最高/最低 m 7/－漿池容積 m3 500－吸收塔總高度 m 17－材質(zhì) 攪拌器軸/葉輪 入口煙道材質(zhì)/厚度 襯 C276/ 本工程吸收塔采用目前脫硫裝置技術(shù)成熟可靠、被廣泛應(yīng)用的噴淋空塔，內(nèi)有攪拌器、氧化空氣分布系統(tǒng)、噴淋層及玻璃鱗片防腐內(nèi)襯。⑥脫硫后的主要副產(chǎn)物為石膏，可以作為建筑材料使用。③脫硫系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)滿足煤質(zhì)在下列范圍的變化：即硫（Sar）的波動(dòng)范圍 %～ 3%、灰（Aar）的波動(dòng)范圍 20%～40%、煙氣量增加 10%、煙溫增加 10℃等，此時(shí)脫硫效率保證值為大于 90%。采用四層噴嘴將脫硫劑漿液以霧狀均勻地噴灑于充滿煙氣的塔中，以保證高脫硫吸收效率，并具有一定的除塵效果。與濕煙氣接觸的煙道需進(jìn)行內(nèi)防腐改造。（3）若燃燒系統(tǒng)中空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)系數(shù)發(fā)生嚴(yán)重的偏差，也會(huì)對(duì)FGD 裝置產(chǎn)生影響。 脫硫系統(tǒng)和現(xiàn)有系統(tǒng)的影響（1）FGD 裝置和現(xiàn)有系統(tǒng)的相互影響本項(xiàng)目采用雙堿法濕法煙氣脫硫工藝（FGD） ，設(shè)置于系統(tǒng)現(xiàn)有除塵器后,引風(fēng)機(jī)和煙囪前，并形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的脫硫系統(tǒng)。這些損耗通過輸入新鮮的工藝水來補(bǔ)足。（5）工藝水系統(tǒng)FGD 裝置所用的工藝水來源于熱源廠主體工程的工業(yè)水。 。 鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，其脫硫系統(tǒng)亦同時(shí)運(yùn)行。采用四層噴嘴將脫硫劑漿液以霧狀均勻地噴灑于充滿煙氣的塔中，以保證高脫硫吸收效率，并具有一定的除塵效果。 （1）SO 2 吸收系統(tǒng) SO2 吸收系統(tǒng)是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心，主要包括吸收塔、噴嘴、脫水筒和漿液循環(huán)泵等設(shè)施、設(shè)備。 脫硫工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)三臺(tái)爐各用一套脫硫吸收塔。在吸收塔內(nèi)，煙氣中的 SO2 被脫硫劑漿液洗滌并與漿液中的 NaOH 發(fā)生反應(yīng)，最終生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，在吸收塔的后黑龍江省漠河縣西林吉鎮(zhèn)集中供熱一期鍋爐煙氣脫硫工程可行性研究報(bào)告 27 部設(shè)有旋風(fēng)分離器，以除去脫硫后煙氣帶出的細(xì)小液滴，使煙氣在含液滴量低于 75mg/Nm3 下排出。脫硫系統(tǒng)按其工藝特性集中布置于爐后煙囪南側(cè)。（7）最大限度的把脫硫水循環(huán)利用，但是由于煙氣中含有一定濃度的鹽份和 Cl 離子，反應(yīng)塔內(nèi)部分水分蒸發(fā)，因此形成循環(huán)水中鹽和 Cl離子的積累，由于過高的鹽和 Cl 離子濃度會(huì)降低脫硫效率和腐蝕反應(yīng)裝置，所以必須調(diào)整脫硫循環(huán)水水質(zhì)并補(bǔ)充少量工業(yè)用水。（2）采用雙堿法脫硫工藝，可以基本上避免產(chǎn)生結(jié)垢堵塞現(xiàn)象，減少昂貴的 NaOH 耗量和降低運(yùn)行費(fèi)用。循環(huán)液中再生得到的 NaOH 可重復(fù)使用，需要說明的是因?yàn)殄仩t煙氣中有大量氧氣且溫度較高二氧化硫濃度較低副反應(yīng)會(huì)較多，也就是說要補(bǔ)充一定量的氫氧化鈉。1/2 H2O在曝氣池，壓縮空氣向曝氣池送入空氣，使得氧化更加充分，同時(shí)不讓石膏沉淀在曝氣池。脫硫吸收劑（生石灰）干粉由罐車直接運(yùn)送到廠內(nèi)，同時(shí)按一定比例加水并攪拌配制成一定濃度的吸收劑氫氧化鈣（Ca(OH) 2）漿液，再由輸送泵送入沉淀反應(yīng)池，進(jìn)行再生反應(yīng)。1/2 H2O + 3/2 H2ONa2SO3 + Ca(OH)2 + 1/2 H2O = 2NaOH + CaSO3其工藝原理是：本雙堿法是以氫氧化鈉溶液為第一堿吸收煙氣中的二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氫氧化鈣溶液作為第二堿，再生吸收液中 NaOH，付產(chǎn)品為石膏。副產(chǎn)品能夠在當(dāng)?shù)鼐C合利用。南京下關(guān)電廠引進(jìn) LIFAC 全套技術(shù)，配套 125MW 機(jī)組(燃煤含硫率%)，設(shè)計(jì)脫硫率 75%。(5)爐內(nèi)噴吸收劑/增濕活化煙氣脫硫工藝該法是一種將粉狀鈣質(zhì)脫硫劑直接噴入燃燒鍋爐爐膛的技術(shù)，由于投資及運(yùn)行費(fèi)用較低，該類工藝方法在近期內(nèi)取得較大進(jìn)展，在西北歐廣大國家均已有工業(yè)運(yùn)行裝置。其工藝特點(diǎn)是投資較低，設(shè)計(jì)和運(yùn)行費(fèi)用較為簡(jiǎn)單，占地面積較少，脫硫率一般為 60 一 80%。該法先用可溶性的堿性清液作為吸收劑吸收，然后再用石灰乳或石灰對(duì)吸收液進(jìn)行再生。氨法的主要優(yōu)點(diǎn)是脫硫劑利用率和脫硫效率高，且可以生產(chǎn)副產(chǎn)品。(2)氨法煙氣脫硫技術(shù)氨法煙氣脫硫采用氨作為二氧化硫的吸收劑，氨與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸銨和亞硫酸銨，隨著亞硫酸氫銨比例的增加，需補(bǔ)充氨，而亞硫酸銨會(huì)從脫硫系統(tǒng)中結(jié)晶出來。主要缺點(diǎn)是投資大、設(shè)備占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高。該法主要優(yōu)點(diǎn)為:(脫硫效率大于 90%)。其中濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用約占整個(gè)工業(yè)化脫硫裝置的 85%左右。FGD 技術(shù)種類繁多，但是真正工業(yè)化的只有十幾種。這些技術(shù)歸納起來可分為三大類:(l)燃燒前脫硫，如洗煤、微生物脫硫。鍋爐參數(shù)見表 211表 211　鍋爐主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)　　目 鍋爐型　　號(hào) SHL14－額定出力 14MW熱水出水溫度 130℃熱水回水溫度 70℃鍋爐設(shè)計(jì)效率 %熱水流量 275t/h現(xiàn)工程 314MW 鏈條爐排熱水鍋爐，燃煤采用我省古蓮河露天煤礦原煤，煤質(zhì)分析見表 212，煤耗量見表 213，污染物排放情況見表 214，污染物總量排放情況見表 215。供熱方式為間接供熱，一級(jí)網(wǎng)供回水溫度 130/70℃；二級(jí)網(wǎng)供回水溫度85/60℃；熱源現(xiàn)有 314MW 熱水鍋爐，年耗標(biāo)煤 萬噸，現(xiàn)有供熱面積 萬平方米，現(xiàn)狀熱力站 6 座，其中一座在熱源內(nèi)。 集中供熱建設(shè)項(xiàng)目要實(shí)事求是、因地制宜，統(tǒng)籌安排，本著技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備可靠、提高效率、節(jié)約能源、降低投資的原則，進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)。5）在工程的實(shí)施中應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行安全、節(jié)約能源、管理方便、提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益、并盡可能降低工程造價(jià)為原則。 建設(shè)原則1）符合漠河縣城市總體規(guī)劃，與城區(qū)建設(shè)規(guī)劃、能源規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃相協(xié)調(diào)，使供熱設(shè)計(jì)達(dá)到合理、經(jīng)濟(jì)、可行的目標(biāo)，充分發(fā)揮集中供熱的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文教衛(wèi)生事業(yè)蓬勃發(fā)展。所以，大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，不遺余力地發(fā)展各項(xiàng)社會(huì)事業(yè)，堅(jiān)持為職工群眾辦實(shí)事、辦好事。大森林、大冰雪、神秘源頭、神奇天象等旅游資源得天獨(dú)厚，發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)潛力巨大。這里生態(tài)完好、森林廣茂、四