【正文】 方案的比較和選擇理由 氨法脫硫以水溶液中的SO2和NH3的反應為基礎： SO2＋H2O＋XNH3 = (NH4)xH2－XSO3 （1） 得到亞硫酸銨中間產(chǎn)品，亞硫酸銨再進行氧化： (NH4)XH2XSO3+1/2O2+(2x)NH3=(NH4)2SO4 （2） 2. 工藝流程鍋爐引風機（或脫硫增壓風機）來的煙氣，經(jīng)換熱降溫至100℃左右進入脫硫塔用氨化液循環(huán)吸收生產(chǎn)亞硫酸銨；脫硫后的煙氣經(jīng)除霧凈化入再熱器（可用蒸汽加熱器或氣氣換熱器）加熱至70℃左右后進入煙囪排放。吸收劑氨水（或液氨）與吸收液混合進入吸收塔。硫酸銨溶液在蒸發(fā)結晶器中蒸發(fā)結晶，生成的結晶漿液流入過濾離心機分離得到固體硫酸銨(含水量2～3%)，再進入干燥器，干燥后的成品入料倉進行包裝，即可得到商品硫酸銨化肥。2）.脫硫副產(chǎn)物價值高因為氨法脫硫是回收法，副產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，可使氨增值，所以氨法脫硫的運行費用小，煤中含硫量愈高，運行費用愈低。依托我國龐大的化肥工業(yè)、化害為利。3）.裝置阻力小方便鍋爐系統(tǒng)配置，節(jié)省運行電耗。因此，氨法脫硫裝置可以利用原鍋爐引風機的潛力，大多無需新配增壓風機；即便原風機無潛力，也可適當進行風機改造或增加小壓頭的風機即可。 4）.脫硫裝置可靠運行方便、高效、脫硫效率高氨法為氣液兩相反應，反應物活性強，具有較大的化學反應速率，脫硫劑及脫硫產(chǎn)物皆為易溶性的物質(zhì)，裝置內(nèi)脫硫液皆為澄清的溶液無積垢無磨損。其次，氨法采用了先進的重防腐技術，并選用可靠的材料和設備，%，日常維護量少，且節(jié)約維修費用。脫硫部分的設備占地與鍋爐的規(guī)模相關，50t/h1000t/h的鍋爐占地在150m2500m2左右；脫硫液處理即硫銨工序占地與鍋爐的含硫量有關，但相關系數(shù)不大，整個硫銨工序正常占地在500m2內(nèi)。6）.既脫硫又脫硝適應環(huán)保更高要求氨法脫硫的吸收劑為氨，氨對NOX同樣有吸收作用。4但氨法脫硫也存在以下的技術問題:1）、氨的揮發(fā)氨法脫硫的脫硫劑在常溫常壓下是氣體，是易揮發(fā)的，而后者是固體，是不揮發(fā)的。 2）、亞硫酸銨氧化困難向亞硫酸銨水溶液中鼓入空氣直接氧化，便可得到硫酸銨。NH4+顯著阻礙O2在水溶液中的溶解。3）、硫銨結晶存在的問題硫銨在水溶液中的飽和溶解度隨溫度變化不大，結晶析出硫銨的方法一般采用蒸發(fā)結晶，消耗額外蒸汽。該法是用石灰漿吸收煙氣中的SO2，反應原理如下：脫硫過程：Ca(OH)2+SO2→CaSO31/2H2O+1/2H2O+SO2→Ca(HSO3)2氧化過程：2CaSO32 H2OCa(HSO3)2 + 1/2 O2 + H2O → CaSO42H2O即石膏比較容易在噴嘴、管道上結垢，堵塞噴嘴和管道，這也是一個世界性的難題。同時其采用控制PH值延緩CaSO42H2O在沉淀池中加速沉淀的方法防止管道結垢堵塞。石灰干法煙氣脫硫工藝的反應原理和濕法相同，不同的是濕法采用石灰漿吸收煙氣中的SO2，而干法使用的石灰粉吸收煙氣中的SO2。雙堿法脫硫工藝是為了克服石灰／石灰石法煙氣脫硫容易結垢、需要循環(huán)水量大、能耗高的缺點而發(fā)展起來的，鈉鈣雙堿法（Na2C03Ca(OH)2）用純堿啟動、鈉堿吸收S0石灰再生，再生后吸收液循環(huán)使用。具體反應方程式如下： 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 脫硫后的反應產(chǎn)物進入再生池內(nèi)用另一種堿，一般是 Ca(OH)2 進行再生，再生反應過程如下： Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3 Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3 H2O脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)或直接堆放、出售。 脫硫方案的確定 由于該項目是在原兩臺產(chǎn)汽量為50t/h的三廢流化混鍋爐的基礎上，增加兩套鍋爐煙氣脫硫裝置，為了便于統(tǒng)一管理，裝置工藝技術方案的選擇盡量吻合現(xiàn)有裝置。 企業(yè)目前鍋爐概況某某化工有限公司兩臺產(chǎn)汽量為50t/h的三氣流化混燃爐，其煙氣經(jīng)燃燒爐后經(jīng)組合除塵器除塵后，再經(jīng)余熱鍋爐后的水膜除塵后，通過30米高的煙囪放空。組合式除塵器除塵的細灰落入下部水封。 現(xiàn)有50t/h鍋爐主要設備表31現(xiàn)有50t/h鍋爐裝置主要設備序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1三廢流化混燃爐Φ852816800臺各1 共2臺2余熱鍋爐Q170/臺各1 共2臺3組合式除塵器Φ625016800臺各1共2臺4煙囪Φ250035000臺各1 共2臺5一次風機919 NO 16D臺各1 共2臺6二次風機926 NO 臺各1 共2臺7鍋爐給水泵 DG85678臺3 共3臺8螺旋給煤機 LGG15臺各1共2臺9引風機 Y473 NO 22D臺各1 共2臺10水膜除塵器Ф3900/Ф340018500臺各1共2臺 本項目鍋爐煙氣脫硫技術方案 我們設計方案遵循以下幾條原則：適用于燃煤及水煤漿鍋爐的除塵脫硫項目。本技術方案采用濕式氨法脫硫技術，技術成熟可靠，經(jīng)濟合理。最大限度的降低制造成本。保證設備運行安全、可靠基本實現(xiàn)無故障運行。雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石 / 石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的 SO2 先溶解于吸收液中，然后離解成 H+ 和 HSO3；然后 H+ 與溶液中的 OH 中和反應，生成鹽和水，促進 SO2 不斷被吸收溶解。 1/2H2O +1/2H2O 存在氧氣的條件下，還會發(fā)生以下反應： Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4 再生的 NaOH 可以循環(huán)使用。在脫硫過程中，煙氣夾雜的煙道灰同時被循環(huán)水濕潤而捕集進入循環(huán)水，從脫硫除塵器排出的循環(huán)水變?yōu)榛宜?稀灰漿)。上清液溢流進入反應池與投加的石灰進行反應，置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)水中，同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，可通過沉淀清除，并可以回收，是生產(chǎn)水泥的良好原料。鈉、鈣雙堿法脫硫的性能特點 濕式雙堿法脫硫是一種低成本、高效率的脫硫方法。用NaOH脫硫，循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液。雙堿法脫硫技術是國內(nèi)外運用的成熟技術，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術，具有廣泛的市場前景。BCT型除塵脫硫設備，系針對 BWC型水膜除塵器技術未被突破和脫硫效率低的現(xiàn)狀，應廣大用戶的迫切要求，由該研究所攻關研制成功的一種除塵脫硫效率高、自控性能優(yōu)越、操作簡單的新型除塵脫硫設備，并獲得了國家專利，專利號為：。 4煙氣脫硫主要設備選擇本工程選擇的主要設備脫硫塔適用于各類型燃煤、燃油鍋爐以及冶金、礦山、煤炭、化工、鑄造、陶瓷、建材、電力等行業(yè)的煙氣凈化，凈化非纖維性、非水凝性的溫度不高于300℃含塵氣體的除塵脫硫。普通樹脂復合材料制品耐溫性能較差，不適合作除塵器的主體材料，是最近研制的耐高溫改性樹脂基復合材料，屬國內(nèi)首創(chuàng)。聚酯的衰變系數(shù)一般為10—20年，玻璃鋼除塵脫硫器是其它耐高溫材料的有機結合體，并綜合考慮了除塵器的其它性能，玻璃鋼除塵器除具備耐高溫、耐腐蝕這一特性外，設備進口內(nèi)還加上了耐磨層，大大提高了除塵脫硫器的使用壽命。4）、科學獨特的葉輪脫水器，節(jié)能降耗，利用離心力原理脫水，葉輪脫水設備，不用動力能源，設備內(nèi)無運動性零部件，從而提高了運行可靠性和穩(wěn)定性，降低了損耗，減少維護成本。6）、設備除塵脫硫一體化，耗水量小，可采用氫氧化鈉、工業(yè)堿性廢水或爐渣水、鍋爐排污廢水作脫硫劑，不僅節(jié)約能源，而且無第二次污染。8）、本產(chǎn)品為濕式，水與氣充分交換，微小的塵粒通過水霧吸附下來，排出的水經(jīng)過沉淀封閉循環(huán)使用，一方面節(jié)約水資源，另一方面防止水流入下水道，造成二次污染。10）、該產(chǎn)品結構嚴密，具有良好的密封性能和耐腐蝕性能，且造價低，使用壽命長。12）、對煙氣的總量和煙氣中的SO2濃度，波動適應性強，—8%的煤中含硫量。5同類產(chǎn)品的技術水平對比一般燃煤工業(yè)鍋爐排煙都含有較多的硫化物、氮氧化物等有害氣體，遇水化合后形成腐蝕性強的酸性液體，對金屬部件有較強的腐蝕能力，對麻石中含有的鈣、鎂、鐵等成分也會逐漸引起化學反應，逐步腐蝕麻石的內(nèi)部，破壞麻石結構，使其層層浸蝕剝落。并且麻石除塵器的砌縫不嚴容易造成漏風系數(shù)過高，造成風壓風量不足，影響系統(tǒng)的正常運行。而BCT系列玻璃鋼除塵脫硫器則完全采用符合條件要求的玻璃鋼樹脂制作，完全克服了以上不足。液滴被氣流帶動旋轉，產(chǎn)生的離心力強化氣液間的接觸，最后甩到塔壁上，沿壁下流。旋流板塔由于特殊的內(nèi)部結構設計，決定了它是一種高效通用型傳質(zhì)設備，具有通量大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率高等優(yōu)點，其綜合性能優(yōu)于國內(nèi)外普遍使用的濕法煙氣脫硫除塵裝置。 表32雙堿法脫硫工程的主要設備序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1脫硫塔Φ300011000臺.12玻璃鋼耐腐蝕泵100FSZ37臺43攪拌機 臺14循環(huán)水泵 50FS25 臺25曝氣風機 臺26石灰乳投加槽 臺17堿液制備槽 臺18沉淀池出渣機套29PH值控制儀套110板式壓濾機臺1 主要技術經(jīng)濟指標表33 主要技術經(jīng)濟指標序號內(nèi)容單位參數(shù)備注1主要設備BCT脫硫塔2規(guī)格m初步設計，內(nèi)徑高度3處理煙氣量Nm3/h10萬2可根據(jù)實際煤種作適當?shù)恼{(diào)整4進口煙氣含硫量mg/Nm3 415同上5煙道出口溫度℃1051256脫硫效率%≥90%7SO2排放濃度mg/Nm3≤988煙塵排放濃度mg/Nm3≤469正常運行時的脫硫劑NαOH清液PH=9~12 10洗滌塔阻力Pa≈850 11循環(huán)水量m3/h1202要盡可能減少供液管道的結垢，也可再加大用水量，具體供液量按要求定 12循環(huán)水壓力MPa≥煙氣參數(shù) （1）進脫硫塔煙氣量100000Nm179。 （3）進脫硫塔煙氣中煙塵含量176㎎/Nm179。 （2）脫硫塔出口煙氣中的煙塵含量46㎎/Nm179。 設計標準及規(guī)定本設計按國家和原化工部頒發(fā)的有關設計規(guī)定、規(guī)范、標準進行設計，采用的主要標準有：《過程檢測和控制系統(tǒng)用文字代號和圖形符號》 HG/T20505—2000《分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)定》 HG/T20573—2000《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》 GB50058—92《自動化儀表選型規(guī)定》 HG/T20507—2000《控制室設計規(guī)定》 HG/T20508—2000《儀表供電設計規(guī)定》 HG/T20509—2000《儀表供氣設計規(guī)定》 HG/T20510—2000《信號報警連鎖系統(tǒng)設計規(guī)定》 HG/T20511—2000《可燃氣體檢測報警使用規(guī)范》 SY6503—2000 設計原則根據(jù)生產(chǎn)特點及工藝要求，結合目前國內(nèi)行業(yè)控制技術的發(fā)展趨勢，從可靠性、實用性及先進性為原則，確定儀表設備選型。 控制方案根據(jù)工藝裝置的規(guī)模、工藝流程的特點及操作上的要求，由于該項目為鍋爐煙氣脫硫項目，為了更好達到脫硫效果，本設計采用集散控制系統(tǒng)對系統(tǒng)后的工藝參數(shù)將在CRT上進行顯示、記錄、控制和報警，從生產(chǎn)裝置的實際情況考慮，調(diào)節(jié)回路均采用可靠適用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。危險場所依照電氣專業(yè)的劃分，本設計在危險場所的儀表，滿足電氣專業(yè)《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB50058——92的要求。本裝置中還存在可燃性氣體，所以還需按照要求，在可燃氣體存在的區(qū)域設立可燃氣體探測器，現(xiàn)場的一次儀表還必須是隔爆或本安型儀表。1 溫度測量集中測量時，高溫選用隔爆型熱電偶，分度號為K，低溫選用隔爆型熱電阻，分度號為Pt100。檢測元件配有與其工藝管道的材質(zhì)相應的保護套管。就地測量時，根據(jù)不同的工藝介質(zhì)，分別選用不銹鋼壓力表、氨用壓力表及隔膜式壓力表。3 流量測量根據(jù)工藝操作的不同要求，在無震動的地方選用旋渦流量計，有震動的地方采用角取標準孔板或高壓孔板及金屬浮子流量計等流量儀表。5 自動分析儀表設計采用PH值自動分析儀表。7可燃氣體探測器可燃氣體探測選用總線制在線式全天候氣體探測器。 動力供應儀表電源：來自電氣專業(yè)，通過不間斷電源供給各類儀表使用。10%；頻率：50Hz177。2%；頻率：50Hz177。1%用電量：10KVA。 5 建廠條件及廠址方案 建廠條件 廠址的地理位置景縣位于衡水市東部，距衡水市區(qū)約30公里，東臨吳橋縣，南與故城縣接壤，西連武邑縣、棗強縣，北與阜城縣毗鄰。廠區(qū)南側為龍華鎮(zhèn)公路，東、北兩側為農(nóng)田，西側為龍華至景縣縣城的公路。景縣地處東經(jīng) 116176。