某40t锅炉烟气除尘脱硫技术方案

40t/h锅炉烟气除尘脱硫方案1．设计依据

1.1业主提供的设计技术参数：

1590℃

1.2自然条件

1.2.1气象

最高气温℃，最低气温℃；

夏季平均气压Hpa，冬季平均气压Hpa；

最大风速m/s，平均风速m/s；

最大降雨量mm，最小降雨量mm。

1.2.2水文地质

地下水位高程为m。

最大冻土深度mm；地震烈度6度。场地土类别3 类，海拔高度米。

1.3主机型号与参数

锅炉型号：煤粉炉。

1.4技术要求

①除尘效率：＞99.8%；

②脱硫效率：≥95%；

③烟尘排放浓度：＜mg/Nm3；

④脱硫后的烟气温降：＜65℃；

⑤装置总阻力：＜800pa；

⑥碱液PH值：11~12.6 ；

⑦排放烟气含湿率：≤6.5 %：

⑧林格曼黑度1 级。

1.4.1国家对火电厂烟气SO2允许排放浓度：

当燃煤含硫量S≤1.0％时，为2100mg/m3 ；

当燃煤含硫量S＞1.0％时，为1200mg/m3；

1.4.2 国家现行SO2排放限值表

新建、改建、扩建工程SO2排放限值

1.5质量要求

1.51烟气脱硫后含湿度控制在国家标准范围内，含湿率≤6.5 %，引风机

不带水、不积灰,不震动；

1.52主体设备正常使用寿命15年以上；

1.53塔内设备不积灰、不结垢；

1.54补水管、冲洗管为不锈钢厚壁管道或硬塑管；

1.55主塔采用耐火阻燃玻璃钢材质制做。

2．技术规范与标准

2.1技术要求按《HCRJ040-1999》规定执行；

2.2火电厂大气污染物排放标准《GB13271-2001》；

2.3小型火电厂设计规范《GB50049-94》；

2.4国家环保局制定的《燃煤SO2排放污染防治技术政策》；

2.5国家标准《GB13223—1996》，《JB/2Q4000.3-86》；

2.6地方标准：按当地环保部门有关规定执行；

2.7国家标准：《大气污染源综合排放标准》。

3.烟气脱硫技术方案

3.1处理烟气量Q=132000m3/h。

根据国家环保局关于推广湿法脱硫的意见及企业现状，设计采用湿法脱硫工艺。设脱硫塔1座，圆形结构，直径Ф3200 ，高H9500 ，双层。塔体采用耐火阻燃型玻璃钢制作。

设计选用廉价石灰CaO作脱硫剂。即石灰经消化后，加水搅拌，制成Ca(OH)2浆液，用水泵送至脱硫塔与烟气接触，吸收烟气中的SO2。

设计钙硫比为1:1.05 。

3.2脱硫工艺系统组成

脱硫工艺由主塔、水气分离装置、脱硫风机、石灰投加系统、烟气连续监测系统、循环水系统及管道组成。

4. 工作原理

脱硫除尘采用《涡轮导波旋涡微分潜水装置》。它是我国新一代脱硫除尘一体化高新技术设备。其除尘率可达99.8 ,脱硫率95% ～99% ！

锅炉含尘烟气由主烟道进入脱硫塔，根据空气动力作用，设计以特定的角度、方向、流速旋转上升，在塔内储液槽的碱性液里，相互交溶、旋涡、碰撞，液体单位表面积迅速扩大，气、液、固三相粒子间的质量和能 量相互传递，有害物质粒子被碱液吸附，提高了碱液与烟气中尘粒、SO 2

间的物理吸收和化学反应强度。

经微分、潜水、漫游，烟气与碱性液充分接触、反复洗涤，烟气中的二氧化硫、尘硝、氮氧化物等被水吸收，随即气液分离。废液在离心力、重力作用下，沉入槽底浓缩，可自动或手动排渣，上清液调整PH 值后循环使用。洁净烟气升腾，经涡轮式离心脱水装置高速旋转甩干，由风机引至烟囱，抬升、排空、扩散。 4.1化学吸收特性

① SO 2是中等强度的酸性氧化物，用碱性物质吸收，生成盐类。 ② SO 2在水中具有中等程度溶解度。溶于水后生成H 2SO 3，可氧化

成稳定的H 2SO 4。

③ SO 2与氧接触时，被氧化成SO 3，酸性增强，易与碱性物质中和

反应。

4.2中和反应

4.2.1使用Ca(OH)2脱硫剂化学反应式：

① ()()水溶液气态2222SO O H O H SO ?→+ ② ()-+-++→+→?233222SO H HSO H SO O H 水溶液

③ ()-

++→→+OH Ca OH Ca O H CaO 2222

④ ()O H O H C a S O

SO OH Ca 223222

121+?=+ ⑤ ()2322232

121

H S O Ca SO O H O H CaSO =++? 4.2.2使用CaO 和MgO 脱硫剂化学反应式： ① ()O H O H MgSO O H SO OH Mg 2232222

121+?=++↓ ② ()2322232

121HSO Mg SO O H O H MgSO =++?

③ ()()O H O H CaSO MgSO OH Ca HSO Mg 22332232

321+?+=+ ④ ()()O H O H C a S O OH Mg O H OH Ca SO Mg 223222322

121+↓?+=++ 烟气中的SO 2与碱液反应，生成固态物质后被脱除。

4.3 技术特点装置建成后，脱硫效率可达99%（仅用生石灰作脱硫剂即可达到99%）、除尘效率可达99.8%，不论烟气中灰尘量多大、颗粒多细都可除掉，同时也有很好的脱氮效果。与国内同类技术比较具有如下优点 ： ①脱硫除尘脱水一体，效率高。由于气液两相接触充分，即使不加任何脱 硫剂，其脱硫效率可达到70%，可使二氧化硫排放浓度达到国家排放标准； ②投资省，见效快，轻巧易造；

③耗水量小。锅炉房三废可充分利用，以废治污。省水、省电、省脱硫剂， 运行费用低；

④无喷嘴，无堵塞，无须维护，运行安全可靠； ⑤运行阻力小，约800pa ，可调节；

⑥脱水效果好，冬季、夏季运行无差别，烟囱出口无白气，无烟。引风 机安装不受限制；

⑦适用玻璃钢、高分子塑料、不锈钢或钢板涂防腐材料制造，耐腐蚀，

寿命长；

⑧结构紧凑，占地少，操作简便，造型美观； ⑨适用于大、中、小各型锅炉和火电厂锅炉除尘脱硫。 5. 循环水系统

5.1脱硫供水采用循环水，循环水量Q=40m 3/h ，小时补水量Q h =2m 3/h ，

对水质无特别要求。循环水池采用石灰池、沉淀池、PH

值调整池三池合一，池内分格的构筑形式，钢砼结构。 5.2

循环水工艺流程

5.3 废物利用

动力车间原有部分冲渣水、灰水，呈碱性，可以废物利用。建议将该部分废水引入新建脱硫系统后，作为脱硫循环水，用来洗涤烟气中的酸性物质，吸收SO 2，不仅可节约水资源，还可以废治废。冲渣水、灰水中含有Na 2+、Mg 2+、AL 3+等碱性阳离子，具有去垢的特性，循环利用，无排放（只补充小量新鲜水Q=2m 3/h ），无二次污染。

PH 值调

6.脱硫剂制备

6.1石灰投加系统流程

6.2脱硫剂制备系统由石灰粉料仓，熟化制浆池，搅拌机，贮液池等组成。

氧化钙、氧化镁为粉状物质，采用加水搅拌活化，制成水溶液用泵送入脱硫塔储液槽脱硫。

石灰的纯度为90% 。石灰粉料采用人工供料。今后锅炉扩建增大后可设定量给料机供料。设钢制CaO、MgO储仓各1个。CaO储量为10天，MgO储量为30天。储仓由建设单位自备。

a)碱液PH值的界定

根据化学原理和传质理论，采用石灰乳作吸收剂吸收SO2 。较高的PH值可以提高SO2向液体的扩散速度，有利于化学反应，提高SO2的吸收速率，有利于脱硫效率的提高。

当石灰乳的PH过低时，可使SO2逸出，影响脱硫效果。实践表明，当PH为中性时，脱硫率只能达到40%。当PH＝8~9时，70%以上。当PH＝12时，脱硫效率达99% 。因此，把PH值界定在PH＝11~12限值以内。

b)脱硫工艺综述

含尘烟气在脱硫塔储液槽的碱性液里交溶、旋涡、碰撞，气、液、固三相粒子间的质量和能量相互传递，有害物质粒子被碱液吸附，提高了碱液与烟气中尘粒、SO2间的物理吸收和化学反应强度。经微分、潜水、漫游，烟气与碱性液充分接触、反复洗涤，烟气中的二氧化硫、尘硝、氮氧化物等被水吸收。废液在离心力、重力作用下，槽底浓缩，排除。清液调整PH值后循环使用。洁净烟气经涡轮式离心脱水装置高速旋转甩干，由风机引至烟囱排空。

9. 工艺流程

流程如下：

10. 副产物处置

湿式钙法脱硫的副产物为含水石膏（CaSO4·2H2O）。

脱硫塔排放的污泥极少，副产物石膏量少，无利用价值。采用抛弃法处置。

11．管理与操作

《涡轮导波旋涡微分潜水装置》是高新技术产品。是以崭新的设计理念，高强的环保意识，严谨的科学态度，潜心研制的高科技成果，其制作技术要求高，但管理、操作、维修尤其方便，体现为用户着想，用户第一

烟气除尘脱硫工艺流程图

的设计思想。它不但除尘、脱硫率可达99% 以上，而且还解决了国内以往脱硫除尘工程中的“老大难”——带水、积灰、结垢、震动问题！ 12. 经济技术分析

12.1 经济技术分析的

5个要素

①

工程总投资（万元）；

② 单位造价（元/KW ）； ③ 年运行费用（万元/年）； ④ 寿命期间脱硫成本（元/吨）； ⑤ 售电电价增加值（元/MW ·H ）。 12.2国内脱硫技术八大工艺方案比较

有比较，方能鉴别。有鉴别，便于选择！

12.3 成本是在寿命期间所发生的费用。包括投资还贷和运行费用在内的

一切费用与此期间脱硫总量之比。即系统在寿命期间每脱除1kgSO 2所需的费用（元/kg ），综合体现了工程建设后的经济性。 ()寿命

年脱硫量还贷

年运行费用寿命工程总投资成本脱硫???+=

2SO 。

12.4 锅炉采用脱硫设备处理后，达标排放，控制了污染，净化了环境，

企业减少了排污缴费，创建了社会效益和环境效益。

● 处理烟量：132000 m 3/h ； ● 机组运行：320天; ● 耗煤量：8000kg/h ； ● 燃煤含硫量： 2.5%； ● 燃煤灰粉含量：28%； ● 锅炉初始SO 2排量：320 kg/h ；

● 年SO 2排放量320kg ×7200小时=2304000kg/年（2304吨/年）； ● 治理后SO 2减排量（脱硫率按95%计）：

2304000kg/年×95% =2188800kg/年（2188.8吨/年）； ● 年减少SO 2排污费（2.0元/kg ·SO 2）： 2188800kg/年×2.00 =4377600元/年； ● CaO 耗量：320 kg/h ； ● CaO 消耗费用：

0.32t/h ×80元 =25.6元/小时，合184320元/年（300天）。

● MgO 耗量：320 kg/h ×10%=32 kg/h ；

● MgO 消耗费用（按200元/吨）：32 kg/h ×0.2元=6.4元/

小时，6.4元×7200时= 46080元/年；

●电费155kw/h×0.3元/kw·h）=46.5元/小时，合334800元/年；

●人工费（每人按1万元/年）：6人×1万元= 6万元/年；

●本项目40t/h锅炉每年新增原料消耗，动力消耗，人工费用

合计：184320+46080+334800+60000=625200元/年:

●脱硫费用（脱除1kgSO2运行费用）:

625200元/年÷2304000kgSO2/年=0.27元/ kgSO2 。

经过治理后每年减少SO2排放量为2304000kg/年。按国家新政策规定SO2排污费为2元/kg·SO2，每年减少上缴排污费为4608000元/年。

12.5工程建设分项投资表

12.6主要经济技术指标

12.7主要消耗指标

13. 工程建设总投资人民币：伍拾伍万肆千叁佰元整。

14. 附图

14.1 除尘脱硫工艺流程示意图（略）

14.2烟气连续监测系统图（略）

设计:

2006-10-26