【導讀】陜西龍門鋼鐵有限責任公司球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告

　　

【正文】 石膏分離設備 吸收塔內被完全氧化后的漿液，經吸收塔排出泵排至石膏漿液箱（暫存），然后由石膏漿液泵送至壓濾機進行壓濾處理，一方面能夠穩(wěn)定的得到含水量 20%左右的石膏，外運后綜合利用；另陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 33 一方面壓濾后得到的濾液中固體含量低，經廠區(qū)廢水收集管網收集至污水處理系統(tǒng)或送至沖渣池沖渣使用。 含水量達到 20％左右的石膏，可以通過以下途徑處理： （ 1） 作為緩凝劑應用于水泥工業(yè)； （ 2） 做建筑輕型磚； （ 3） 建筑墻紙及裝飾紙面石膏板； （ 4） 特種石膏防 火板； （ 5） 粉刷石膏及免燒石膏陶瓷制品； （ 6） 礦井回填掩埋。 石灰－石膏濕法脫硫工藝的副產品為脫硫石膏，其顆粒較細，平均粒徑約： 35～ 60微米，顏色呈灰、黃，以 ，游離水含量約 10～ 20%，另外還有飛灰、碳酸鈣、亞硫酸鈣以及一些溶解鹽等雜質。 脫硫石膏與天然石膏的對比 脫硫石膏是一種質量較好的化學石膏，無論其純度還是細度均優(yōu)于天然石膏。因此若將其利用起來，替代天然石膏，既能保護資源，又能增加經濟效益。我國人均資源的擁有量很低，保護環(huán)境，合理利用各種資源非常重要，所以開展脫硫 石膏的綜合利用十分必要。脫硫石膏處置方式的選擇主要取決于市場對脫硫石膏的需求，脫硫石膏的質量以及是否有足夠的堆放場地等因素。 脫硫石膏的主要成分為 CaSO4178。 2H2O，呈黃色或灰褐色，酸堿度與天然石膏相當，呈中性或略偏堿性， CaSO4+CaSO4178。 2H2O含量一般在 80%以上。天然石膏的 CaSO4+CaSO4178。 2H2O一般在 70%～ 80%。 脫硫石膏特點是純度高、成分穩(wěn)定、粒度小、粉狀、游離水分約 20%～ 30%、含較多的水溶性鹽。根據燃燒的煤種和煙氣除塵效果的不同，脫硫石膏從外觀上呈現不同的顏色，質量優(yōu)良的 脫陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 34 硫石膏是灰白顏色的，但常見顏色是灰黃色或灰紅色。此外，脫硫石膏顆粒直徑主要集中在 30μ m～ 60μ m之間，而天然石膏粉碎后的粒度約為 140μ m 。 以下為天然石膏、某鋼鐵廠 球團 脫硫副產石膏成分對比表： 天然石膏與脫硫石膏成分對比表（ %） 項目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 結晶水 酸堿度 天然 ≈ 7 副產石膏 ≈ 7 從化學分析可知 ,脫硫石膏不含對水化性能有 負影響的雜質 ,適宜作水泥緩凝劑或建材添加劑。 脫硫石膏替代天然石膏可應用于：水泥、建材、建筑業(yè)及農業(yè)等領域，尤其在新型建筑材料中，石膏及石膏制品占有特殊地位，利用途徑亦很廣泛。在日本、德國及美國等工業(yè)發(fā)達國家中，脫硫石膏的綜合利用走在世界前列，已形成大規(guī)模生產，主要生產紙面石膏板、石膏砌塊和礦渣石膏板。除此之外，還可用于生產裝飾建筑石膏制品，石膏吸音板、石膏纖維增強 PVC地磚、抹灰石膏及石膏水泥輕質混凝土塊等。另外，石膏還可作為水泥的摻合料，起到緩凝作用，一般加入量為 3～ 5%。以往水泥中石膏摻合料取自天然石 膏礦，耗用了國家大量資源，用脫硫石膏替代天然石膏技術相對簡單，易于實現，但應控制石膏中有害雜質的含量，同時應將石膏表面水分大幅度降低，或對石膏造粒，以適應水泥廠工藝的需要。 根據中國硅酸鹽學會分別對珞璜的脫硫石膏與天然石膏做水泥緩凝劑進行對比試驗，得出如下結論： 陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 35 石膏種類 摻量 標準稠度用水量（ ml） 初凝h:min 終凝h:min 安定性 3d強度 MPa 28d 強度MPa 抗折 抗壓 抗折 抗壓 脫硫石膏 3 120 1:45 2:55 合格 4 120 1:57 3:05 合格 5 120 2:07 3:28 合格 天然石膏 3 120 1:57 3:03 合格 5 120 2:09 3:15 合格 從試驗結果可知 ,脫硫石膏的摻量大于 %時 ,水泥凝結時間能夠滿足標準要求 ,安定性合格 ,隨著石膏摻量增大 ,凝結時間延長 ,但強度變化不明顯。與相同摻量天然石膏的水泥相比 ,脫硫石膏作緩凝劑的水泥初凝時 間有所提前 ,終凝時間相差不大 ,強度比后者高 5%左右。脫硫石膏摻量在 %～ 4%之間水泥性能較好。摻量低于 2%,水泥的緩凝效果達不到要求。從上述結果可知 ,脫硫石膏可以和天然石膏一樣用于硅酸鹽水泥和普通水泥的生產。 脫硫石膏做水泥緩凝劑是可行的； 脫硫石膏不但能用做水泥緩凝劑，而且效果不低于天然石膏或者更好。 由于緩凝劑加入量為 ～ 4%，脫硫石膏雖有游離水分，但不會影響其使用。 當前，世界上工業(yè)發(fā)達國家的脫硫石膏的產量非常大，脫硫石膏的利用備受各國的普遍重視，目前，日本和德國多采用回收利用方 式，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等，石膏的利用率達90%以上。 我國的脫硫石膏利用尚處于起步階段，生產脫硫石膏并利用的電廠有重慶珞璜、太原一熱和北京一熱、浙江半山等幾個電廠，但在系統(tǒng)設計時均考慮了運至灰場堆放。 與燃煤鍋爐脫硫裝置副產石膏相比， 球團 煙氣石膏的主要區(qū)陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 36 別在于石膏中攜帶的 球團 煙塵中含有 Fe2O3成分，而水泥生產過程中需要添加一定的鐵，因此， 球團 煙氣脫硫裝置的石膏完全可以作為水泥緩凝劑進行銷售。另外，石膏的純度和燃煤電站石膏基本沒有區(qū)別，也可以作為紙面石膏板等建材的原料。 四、工藝水系統(tǒng) 工藝水從廠 區(qū)供水系統(tǒng)引接至脫硫系統(tǒng)工藝水箱，為脫硫工藝系統(tǒng)提供工藝用水。其主要用戶為： 178。吸收塔蒸發(fā)水、吸收劑制備用水等； 178。除霧器及所有漿液輸送設備、輸送管路、貯存箱的沖洗水等。 工藝水泵設置兩臺，一用一備，并考慮事故狀態(tài)。 沖洗水泵設置兩臺，一用一備，并考慮事故狀態(tài)。 五、煙氣系統(tǒng) 任何一套脫硫裝置投運后都必須保證 球團 的穩(wěn)定性、生產能力不受影響，同時必須具有應付危險事態(tài)的緊急停機的有效措施。因此， 球團 與脫硫裝置的交匯點：煙氣交接點的切換、煙氣引出能力就成為 球團 脫硫裝置設計的技術重點。 本裝置在煙風道的切換、隔斷設 備上選用了“中空密封型雙百葉快開隔離擋板門”，該擋板門不僅密封性好而且啟閉迅速，在煙氣壓力測量儀表、 PLC 控制系統(tǒng)的配合下，可以實現主抽風機與脫硫增壓風機交接煙道煙壓的實時控制，當主抽風機排風量增加而煙壓增加，信號經 PLC控制系統(tǒng)處理后傳輸至靜葉可調軸流風機，風機靜葉開度隨之增大，風機流量增加，從而將主抽風機與脫硫增壓風機交接煙道的壓力始終維持在 50Pa～ 100 Pa 之間，即保證了脫硫系統(tǒng)的經濟運行又可靠的維持了主抽風機的出口負壓，不會因主抽風機排風量劇烈波動造成脫硫增壓風機抽吸陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 37 不及時或能力不足而造成 球 團 產量降低。 當脫硫系統(tǒng)故障或 球團 煙氣煙溫異常時，脫硫 PLC控制系統(tǒng)報警并動作，在 20秒內將旁路隔離擋板開啟 50%， 45秒內開啟至100%，將故障煙氣切換至原煙囪排放，進入脫硫系統(tǒng)的原煙氣隔離擋板也隨之自動關閉，該設計不僅保護了脫硫系統(tǒng)免受損害而且能有效應對 球團 系統(tǒng)的突發(fā)故障。 六、系統(tǒng)防堵、防結垢措施 FGD裝置的防腐，除了在設計時針對不同的腐蝕環(huán)境選用適宜的防腐材料和施工工藝以外，在運行中還應采取以下措施來防止或減少腐蝕的發(fā)生。 （ 1）監(jiān)測漿液 PH值?？刂?PH值范圍以防止 PH值過低而加速腐蝕。 （ 2）保持表面無沉積物或氧化皮，沉積物或氧化皮的聚積會增大點蝕和縫隙腐蝕的危險，因此應及時沖洗。 （ 3）定期檢查，發(fā)現問題及時處理。 運行中設備的防垢措施 （ 1）提高業(yè)主原有除塵器的除塵效率和可靠性，使 FGD裝置入口煙塵濃度在設計值范圍內，并定期沖洗，以防止產生灰垢。 （ 2）運行控制吸收塔漿液中石膏的過飽和度，最大不得超過125％。 （ 3）選擇合理的 PH 值運行，避免 PH值急劇變化。 （ 4）向吸收塔內漿液鼓入足夠的氧化空氣，保證亞硫酸鈣的氧化率大于 95％。 （ 5）對接觸漿液的管道在停運時及時沖洗干凈。 （ 6） 保證除霧器、漿液管道等的沖洗系統(tǒng)運行可靠 （ 7）煙氣擋板系統(tǒng)定期清灰 陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 38 （ 8）定期檢查，發(fā)現問題及時處理。 第三節(jié) 設備方案選擇 一、設備選擇原則 脫硫吸收塔是煙氣治理工藝系統(tǒng)中的主體設備，實際的脫硫就是在塔內完成的，煙氣在塔內的上升速度，滯留時間直接影響煙氣中 S02與堿性液體的吸收反應及液體對煙塵捕集的凈化效率，為了強化吸收捕集過程、降低設備的投資和運行費用，吸收設備必須滿足以下要求： 氣液之間有較大的接觸面積和一定的接觸時間。 氣液之間擾動激烈、氣流分布均勻、吸收阻力小，吸收效率高。 操作穩(wěn)定并有合適的操作彈性。 氣流通過時壓降小。 結構簡單、制造維修方便、造價低廉，使用壽命長。 不結垢、不堵塞、抗腐耐磨能力強。 目前常用的濕法脫硫除塵設備有噴淋塔、液柱塔、填料塔、篩板塔、旋流板塔等，旋流板塔是一種噴射型板式塔，應用了多種脫硫除塵凈化機理，脫硫、除塵、脫水除霧于一體，具有壓降低、不易結垢堵塞、操作彈性大，同等條件下液氣比低、液滴霧化好、氣液接觸面積大、吸收速率高、具有很高的脫硫除塵效率。 二、項目主要設備選型表 本項目依據所采用的生產工藝技術和生產規(guī)模，對主 要設備進行選用，本項目需新增工藝設備、電氣設備以及熱控設備等主要設備 233 臺 /套。詳見下表： 陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 39 主要設備一覽表 序號 分項名稱 型號規(guī)格 單位 數量 備注 1 石灰漿液制備系 統(tǒng) 脫硫劑粉倉及支 架等 粉倉：鋼制Ф 4000mm、直段高：4500mm、錐段高 3500mm；材質：Q235+H型鋼制作 座 1 石灰粉倉頂除塵 器 MC24 臺 1 料位計 阻旋式 臺 4 手動插板閥 DN350 臺 1 皮帶稱重給料機 5t/h，變頻控制 臺 1 漿液制備池攪拌 器 頂進式， ,軸及葉片碳鋼襯膠 臺 1 漿液供給泵 Q=15m3/h， H=40m， ,密封形式為機械密封 ,全金屬泵，過流部件耐磨耐蝕合金 臺 2 2 煙氣系統(tǒng) 原 煙氣煙道及相關平臺、扶梯制安 2021 2800/3000 4000mm，材質： Q235，厚度 6㎜ 項 1 吸收塔入口膨脹 節(jié) 6000 2021mm，非金屬補償器 個 1 原煙氣膨脹節(jié) 2021 2800mm，非金屬補償器 個 2 原煙氣膨脹節(jié) 3000 4000mm，非金屬補償器 個 1 原煙氣煙道保溫 巖棉 + 套 1 旁路煙道擋板（含 電動執(zhí)行機構） 電動雙百葉 2021 2800，葉片、框架材料為 Q235，擋板門及擋板門葉片等過流部件采用Q235,密封片采用 316L 個 2 原煙氣擋板（含電 動執(zhí)行機構） 電動雙百葉 2021 2800，葉片、框架材料為 Q235，擋板門及擋板門葉片等過流部件采用Q235,密封片采用 316L 個 2 陜西龍門鋼鐵有限責任公司 球團煙氣脫硫工程項目可行性研究報告 40 序號 分項名稱 型號規(guī)格 單位 數量 備注 密封風機 風量： 8000m3/h,風壓： 4000Pa；15KW 臺 2 煙道支架 型鋼 套 1 3 吸收塔系統(tǒng) 吸收塔及塔內支撐、塔外平臺扶梯制安 φ ，塔體板厚≥ 10mm,碳鋼制作 套 1 吸收塔內外防腐（含塔內支撐） 碳鋼內襯玻璃鱗片，局部加強 套 1 直排煙囪 φ ，塔體板厚≥ 8mm,碳鋼制作 套 1 直排煙囪內外防 腐 碳鋼內襯玻璃鱗片，外部玻璃絲 布樹脂防腐并刷航標漆 套 1 濕法脫硫脫水器 國舜專利技術，去除 煙雨 套 1 吸收塔循環(huán)泵 A H=19m； Q=1650m3/h； 220KW,密封形式為機械密封 ,全金屬泵，過流部件耐磨耐蝕合金 臺 1 吸收塔循環(huán)泵 B H=21m； Q=1650m3/h； 250KW,密封形式為機械密封 ,全金屬泵，過流部件耐磨耐蝕合金 臺 1 吸收塔循環(huán)泵 C H=23m； Q=1650m3/h； 250KW,密封形式為機械密封 ,全金屬泵，過流部件耐磨耐蝕合金 臺 1 吸收塔噴淋層 材質： FRP 層 3 吸收塔噴嘴 材質： SiC， 625L/min 個