【正文】 .................................................................................................... 63 第六章 結(jié)論 .................................................................................................................. 64 附表一、脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備一覽表 ................................................................................. 65 第一章 概述 項(xiàng)目概況 某廠 現(xiàn)有兩臺(tái) 石灰窯鍋爐 ，燃煤含硫量 約 1％ ，鍋爐配有經(jīng)典除塵器。為了貫徹執(zhí)行國(guó)家新制定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的控制要求，需對(duì)鍋爐排放的煙氣進(jìn)行脫硫處理，使得排放的煙氣的 SO2 達(dá)標(biāo)排放。 我公司通過(guò)與廠方相關(guān)人員初步聯(lián)系后，根據(jù)廠方提供的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料，結(jié)合電廠的生產(chǎn)情況和廠區(qū) 總體工藝布置情況以及鍋爐聲場(chǎng)運(yùn)行特點(diǎn)，本著技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，不產(chǎn)生二次污染，適合電廠實(shí)際情況，項(xiàng)目實(shí)施期間不影響鍋爐安全生產(chǎn)運(yùn)行的原則，推薦采用雙堿法脫硫技術(shù)。 設(shè)計(jì)依據(jù) DB37/6642020《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 。 某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 5 廠方提供的技術(shù)資料； 國(guó)家其他相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。電氣控制系統(tǒng)及圖件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。供方將提出來(lái)暖所需的熱負(fù)荷量及接口尺寸要求，上下水總管接口尺寸的要求以及通風(fēng)、照明所需的電氣資料等。 本次改造工程的電源、氣源、水源、汽源由業(yè)主提供接入口，連接設(shè)計(jì)工作由供方負(fù)責(zé)。 ? 引風(fēng)機(jī)出口至煙囪水平煙道進(jìn)口之間的煙道設(shè)計(jì)（含吸收塔進(jìn)出口煙道支撐及固定、膨脹設(shè)施、煙氣擋板門(mén)、吸收塔的連接部分等） ? 工藝系統(tǒng)設(shè)備本體煙道、過(guò)渡管道及設(shè)施、設(shè)備保溫油漆 ? 平臺(tái)、步道（含測(cè)點(diǎn)、檢修人孔等處） ? 吸收塔的儲(chǔ)存、制備及供應(yīng)系統(tǒng) ? 脫硫液循環(huán)及再生系統(tǒng) ? 脫硫渣氧化、處理系統(tǒng) ? 工藝水、消防水系統(tǒng) ? 熱空氣在熱管道設(shè)計(jì) ? 工程范圍內(nèi)檢修用起吊設(shè)施 ③ 電氣、控制部分 ? 配電室平面設(shè)計(jì) ? 電源系統(tǒng)電器主接線方式 ? 與工藝系統(tǒng)配套的配電系統(tǒng)及其控制系統(tǒng) ? 電纜及電纜橋架、支架 某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 8 ? 電纜設(shè)施、電纜通道（包括現(xiàn)有電纜溝的核定） ? 工程配套的 DCS 系統(tǒng)及必要的儀器。吸收塔設(shè)置在電除塵器及引風(fēng)機(jī)的后面，塔處于正壓運(yùn)行狀態(tài)； 4) 設(shè)計(jì)脫水除霧器，降低煙氣含水量達(dá)到煙氣含水率低于國(guó)家 100mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)避免煙氣及煙氣露點(diǎn)腐蝕的問(wèn)題； 5) 設(shè)計(jì)旁路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煙氣擋板門(mén)的自動(dòng)切換，保證鍋爐的正常運(yùn)行，增加系統(tǒng)的安全性 6) 脫硫渣經(jīng)過(guò) 真空帶式慮機(jī)脫水處理后，該脫硫渣可用于做水泥添加劑、制磚、筑路等，實(shí)現(xiàn)脫硫渣再利用； 7) 系統(tǒng)整體的布局、新增設(shè)備的安裝位置、管道走向等需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，與廠方協(xié)商并交換意見(jiàn)后方確定； 8) 工程實(shí)行設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和人員培訓(xùn)相結(jié)合的工程方式。經(jīng)過(guò)多年研究目前已開(kāi)發(fā)出的 200 余種 SO2 控制技術(shù)。FGD 是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技術(shù)手段。FGD 的方法按脫硫劑和脫硫產(chǎn)物含水量的多少可分為兩類(lèi)：①濕法，即采用液體吸收劑、吸附劑或催化劑以除去二氧化硫②干法，用粉 狀和粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑以除去二氧化硫。按照吸收二氧化硫后吸收劑的處理方式可分為再生法和非再生法（拋棄法）。 盡管各國(guó)開(kāi)發(fā)的 FGD 方法很多，但真正進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用的方法僅是有限的十幾種。美國(guó)的 FGD 系統(tǒng)中，拋棄法占大多數(shù)?？梢?jiàn)，濕式石灰∕石灰石在當(dāng)今 FGD 系某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 10 統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。 目前工業(yè)化的主要技術(shù)有： 1. 濕式石灰∕石灰石 石膏法 該法用石灰石的漿液吸收煙氣中的 SO2生成半水亞硫酸鈣或再氧化成石膏。 2. 噴霧干燥法 該法是采用石灰乳作為吸收劑噴入脫硫塔內(nèi)，經(jīng)脫硫及干燥后為粉狀脫硫渣排出，屬半干法脫硫，脫硫效率 80﹪左右，投資比濕式石灰石 石膏法低，目前主要應(yīng)用于美國(guó)。脫硫效率可達(dá) 95%左右，技術(shù)較成熟。先后有 60 多個(gè)高校、科研和生產(chǎn)單位對(duì)多種除塵脫硫工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。而投入巨資引進(jìn)的示范工程雖然設(shè)備先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定，但投資巨大，運(yùn)行費(fèi)用也相當(dāng)高。下表列出了我國(guó)所引進(jìn)的部分 FGD 裝置情況。 某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 11 鈉鈣雙堿法是較為常用的脫硫方法之一，該方法在國(guó)外（如日本、美國(guó)）已有大型化成功應(yīng)用，在日本和美國(guó)至少有 50 套雙堿法脫硫裝置，成功應(yīng)用于電站 和 工 業(yè) 鍋 爐 ， 較 大 規(guī) 模 的 有 美 國(guó) Centaral Illinos Public Service Newtow1,575MW. 在吸收國(guó)外雙堿法工藝基礎(chǔ)上， 國(guó)內(nèi)的 鈉鈣雙堿法煙氣脫硫工藝 ，以達(dá)到最小的能耗和最大的脫硫效率，保證系統(tǒng)脫硫率 90％～ 95％。該工藝與其它脫硫工藝的比較見(jiàn)下表。 旋流板塔自 1974 年首次用與衢州化工公司碳銨干燥尾氣回收氨以來(lái)，已廣泛用作中小氮肥廠的半水煤氣脫硫塔、飽和熱水塔，除塵、冷卻、冷凝塔等，也用與環(huán)保行業(yè)脫除煙氣和廢氣中的飛灰、 SO NOx、 H2S 及鉛、貢蒸汽等，取得了巨大的環(huán)保效益和社會(huì)效益，獲得 1978 年全國(guó)科技大獎(jiǎng)和 1984 年國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。 從二十世紀(jì) 80 年代前期開(kāi)始，旋流板塔開(kāi)始用于小型鍋爐的煙氣脫硫研究，在實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上對(duì)同時(shí)脫硫、除塵、除霧相關(guān)的工程性問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。 旋流板塔工作原理 旋流板塔為圓柱形塔體，塔內(nèi)根據(jù)西藥裝設(shè)各種不同類(lèi)型的旋流塔板。所以即使在同等液體氣比的狀態(tài)下，隨著塔內(nèi)塔板的增加，其脫硫除塵效率將不斷提高；同時(shí)，液體在與氣體充分接觸后又能有效地利用離心力作用驚醒氣液分離 — 避免了霧沫夾帶現(xiàn)象，其氣液負(fù)荷壁常用塔板大一倍以上。 由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的 SO2 被堿性液體吸收（脫硫）的效果好；氣體中的塵粒也易被水霧粘附而出去，此外塵粒及霧滴受離心力甩到塔壁后，亦使之被粘附而除去，從而使氣流帶出塔的塵粒和霧滴很少。 空塔噴淋脫硫技術(shù) 空塔噴淋具有壓降低，霧化效果好，噴霧均勻，覆蓋面積大，氣液流通量大，操作彈性寬，除塵效率高，不易堵塞，效率穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，它在爐外煙氣濕法脫硫方面得到廣泛應(yīng)用，早在而使世紀(jì)八 十年代已在美國(guó)、日本及歐洲就有廣泛應(yīng)用，尤其在石灰 /石灰石 — 石膏法煙氣脫硫技術(shù)方面，因其耐磨性好，防堵塞性能優(yōu)，噴霧噴嘴加工易于掌握，所以顯示出獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。 空塔噴淋的脫硫效率與旋流板塔相媲美，三層全開(kāi)都可達(dá)到 90％－ 95％，運(yùn)行管理好了可達(dá)到 97％左右。 空塔噴淋技術(shù)的工作原理是：空塔噴淋塔體為圓柱形塔體，塔內(nèi)根據(jù)需要裝設(shè)不同材料的噴淋母管和不同材料的噴嘴，分三層布置。這時(shí)，噴出的堿性吸收液和上流的煙氣充分接觸，鈉堿液液滴、液霧與煙氣中的 SO2 劇烈碰撞，經(jīng)反應(yīng)生成 Na2SO3 或者生成 NaHSO3 或者生成某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 14 少量 Na2SO NaHSO4，反應(yīng)后的液體 流出塔外，自流到循環(huán)池。 旋流塔板、空塔噴淋層圖： 圖 ： 鈉鈣雙堿法工藝反應(yīng)原理 該法使用 Na2CO3 或 NaOH 液吸收煙氣中的 SO2 生成 HSO31SO32SO42,反應(yīng)方程式如下： 一、脫硫過(guò)程 Na2CO3 + SO2 = Na2SO3CO2 (1) 2NaOH + SO2 =Na2SO3 + H2O (2) Na2SO3 + SO2 = H2O + 2NaHSO3 (3) 其中：式 (1)為啟動(dòng)階段 Na2CO3 溶液吸收 SO2 的反應(yīng) 。 本工程選擇鈉鈣雙堿法為脫硫工藝，以鈉堿作為主脫硫劑，石灰 為助脫硫劑。由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應(yīng)的速度比鈣堿快很多，能在較小的液氣比條件下，達(dá)到較高的而氧化硫脫除率。 1） 煙氣系統(tǒng) 本方案采用兩爐 一塔 ，即兩座吸收塔處理兩臺(tái)鍋爐煙氣，煙氣系統(tǒng)具體流程為： 鍋爐的煙氣首先分別經(jīng)電除塵器除去大部分煙塵后，通過(guò)引風(fēng)機(jī)分別進(jìn)入脫硫系統(tǒng)。 另外，煙氣系統(tǒng)設(shè)有旁路煙道，旁路煙道上有電動(dòng)擋板，方便切換，在咽氣入口、出口煙道上都設(shè)有擋板確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。 在吸收塔內(nèi)，脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的 SO SO HF、 HCl 等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉和少量的硫酸鈉等物質(zhì)。 3） 吸收液循環(huán)及再生系統(tǒng) 脫硫液在脫硫塔內(nèi)與二氧化硫充分接觸、反應(yīng)后，流入循環(huán)池，部分溶液通過(guò)再生泵打入再生池，與來(lái)自石灰漿液池中的石灰漿液進(jìn)行再生反應(yīng)。在循環(huán)池中補(bǔ)充一定量的鈉堿液后，脫硫液由循環(huán)泵泵入脫硫塔循環(huán)使用。 4）脫硫渣處理系統(tǒng) 脫硫液在再生池再生后，鈉堿得到再生，二氧化硫以半水亞硫酸鈣的形式在沉淀池內(nèi)沉淀下來(lái)，上清液回流到脫硫液系統(tǒng)中循環(huán)使用，沉降物通 過(guò)渣漿泵進(jìn)入真空帶式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行脫水，最終脫硫渣堆放或其他利用。這類(lèi)材料兼有木材和紙的性能，具有耐熱、耐水、耐寒、防震隔音等特性，廣泛用作室內(nèi)裝修、家具制作、包裝紙的材料，并可用作建筑材料，如建筑施工的模板等。 建筑業(yè)：對(duì)脫硫渣、飛灰、水泥進(jìn)行混合，通過(guò)固化可以制造建筑材料。 5）電器控制系統(tǒng) 電器控制系統(tǒng)主要包括 DCS 系統(tǒng)、電器控制與保護(hù)、照明及檢修系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)及安全滑觸線、通訊系統(tǒng)、電纜和電纜構(gòu)筑物、防火阻燃設(shè)施、電氣設(shè)備布置。在吸收塔內(nèi)脫硫凈化，經(jīng)除霧器除去水霧后，經(jīng)煙囪排入大氣。 （ 2）設(shè)計(jì)原則 當(dāng)鍋爐從 50％倒 100％的工況條件下，煙氣脫硫裝置的煙氣系統(tǒng)都能正常運(yùn)行，并且在滿(mǎn)負(fù)荷工況下進(jìn)煙溫度加 10℃裕量條件下仍能安全連續(xù)運(yùn)行。 在煙氣脫硫裝置的進(jìn)、出口煙道上設(shè)置密封擋板，用于鍋爐運(yùn)行期間脫硫裝置的某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 17 隔斷和維護(hù)，旁路擋板具有快速開(kāi)啟的功能，全關(guān)到全開(kāi)的開(kāi)啟時(shí)間 0—— 45s。 在煙氣系統(tǒng)中，設(shè)有人孔和卸灰門(mén)。 3． 2． 1． 2 煙道及其附件 3． 2． 1． 2． 1 技術(shù)要求 根據(jù)本章節(jié)的規(guī)范和要求，煙道管材、煙道擋板、管道膨脹節(jié)（法蘭連接）、分流板、導(dǎo)向板、墊圈和螺栓材料，通道設(shè)施及所有其他必要的附件都須符合相應(yīng)要求。 吸收塔入口煙道采用 5mm 鋼板，內(nèi)襯玻璃鱗片防腐。 排水設(shè)施的大小考慮最大排水量，排水設(shè)施由能滿(mǎn)足周?chē)h(huán)境要求的材料制作。 在裝置停運(yùn)期間，煙道（尤其是旁路煙道）采取合適的措施避免腐蝕。 煙道的設(shè)計(jì)能提供平滑和穩(wěn)定的流動(dòng)條件，與工藝的要求相一致，煙道外部要充分加固，以防止過(guò)度的顫動(dòng)和振動(dòng) ，并且煙道設(shè)計(jì)滿(mǎn)足在各種煙氣溫度和壓力下（包括流動(dòng)不均勻時(shí)）均能理想運(yùn)行。 關(guān)于壓降、煙道走向、煙道形狀和內(nèi)部件盡可能優(yōu)化設(shè)計(jì)。、變徑及急轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置導(dǎo)流板，導(dǎo)流板材質(zhì)與煙道一某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 18 致并能滿(mǎn)足周?chē)h(huán)境的要求。外部煙道加強(qiáng)筋盡可能統(tǒng)一間隔排列。加強(qiáng)筋的布置考慮防止給水。 煙道采用預(yù)制保溫板保溫，保溫層外部完全覆蓋外裝金屬彩板。 煙道頂部覆蓋頂板，頂板能支撐行走荷重和至少 150kg的局部荷重，頂板布置適于排水。 煙氣擋板 設(shè)計(jì)原則 擋板的設(shè)計(jì)能承受各種工況下煙氣的溫度和壓力，并且沒(méi)有變形或泄漏。 技術(shù)要求 煙道旁路擋板采用百葉窗式雙層氣體密封式擋板，而且具有優(yōu)良的氣密性，全密封零泄露。 煙氣脫硫入口煙氣擋板和出口凈煙氣擋板也采用百葉窗式雙層氣體密封式板，有優(yōu)良的氣密性。 每個(gè)擋板的操作靈活方便和可靠。 擋板（包括旁路擋板）打開(kāi) /關(guān)閉位置的信號(hào)將用于鍋爐的連鎖保護(hù)。 全部擋板采用可拆卸保溫結(jié)構(gòu)，并且避免餐熱不均勻現(xiàn)象。膨脹節(jié)在所有運(yùn)動(dòng)和事故條件下都能滿(mǎn)足區(qū)部連接設(shè)備和煙道的軸向和徑向位移。 煙道上的膨脹節(jié)考慮防腐保溫。 ? 不采用石棉材料。在同等條件下，選擇可靠性已證實(shí)的材料。 ? 膨脹節(jié)考慮煙氣的特性，膨脹節(jié)外保護(hù)層烤爐檢修。排水配件能滿(mǎn)足運(yùn)行環(huán)境要求，由防腐材料，排水返回到煙氣脫硫區(qū)域的排水坑。 ? 膨脹節(jié)框架將以相同半徑波節(jié)連續(xù)布置，不使用鑄模波節(jié)膨脹節(jié)。 某廠 1 石灰窯 煙氣脫硫項(xiàng)目 20 ? 最少再膨脹節(jié)沒(méi)變提供提供 1m的凈空，包括平臺(tái)扶梯和鋼結(jié)構(gòu)通道的距離 ? 膨脹節(jié)及煙道密封與普通鋼有優(yōu)良?xì)饷苄浴? ? 特別注意不銹鋼與普通鋼 的焊接（即使提供了內(nèi)襯），以便將腐蝕減至最小。如果裝運(yùn)限制，要求拆開(kāi)完整的膨脹節(jié)，那么這種拆開(kāi)范圍也最多僅是滿(mǎn)足裝運(yùn)的限定，臨時(shí)攝制的鋼條和支架降附在膨脹節(jié)一起，以維持準(zhǔn)確地結(jié)合面尺寸，直到完成煙氣脫硫系統(tǒng)盒煙道的安裝工作。 ? 框架內(nèi)外密封焊接在煙道上。 引風(fēng)機(jī) 本工程由于新增了脫硫裝置，系統(tǒng)主力將增加約 1200Pa。 若采用增壓風(fēng)機(jī)方式：增壓風(fēng)機(jī)用于克服脫硫除塵裝置造成的系統(tǒng)壓力降。在滿(mǎn)