20th燃油锅炉的烟气脱硫工艺设计任务书...................................................... ...
1.综述
1.1烟气脱硫技术研究进展 (1)
1.2石灰石/石灰-石灰法的反应机理 (3)
1.3烟气脱硫技术发展趋势 (4)
2.设计说明书 (5)
2.1概况 (5)
2.2设计依据、原则及设计范围 (5)
2.3工艺设计 (5)
2.3.1工艺流程 (5)
2.3.2主要设备设计/选型 (9)
2.4非工艺设计 (12)
2.5项目经济评价 (15)
2.5.1工程投资 (18)
2.5.2工程运行费用 (20)
3.计算说明书.......................................... .?.;：22 3.1急冷塔. (22)
3.2吸收塔 (24)
3.3换热器 (24)
3.4泵和风机的选型计算 (27)
4.参考文献 (28)
5.工程图纸
任务书
油耗量1.4t/h，燃油平均含油量1.5%,出口烟气温度280C，锅炉年运行时间5500h。由以上数据确定燃油锅炉的烟气脱硫工艺流程和主要反应设备的设计参数及工艺的主要技术性能参数和经济评价。
1综述
我国燃煤工业锅炉烟气脱硫起步较早，但发展缓慢。早在50年代初，我国
南京永利宁化工厂就在工业锅炉内喷撒石灰，以防治烟气中SO2对锅炉护管及设备的腐蚀，其效果较好。在80年代之前，我国燃煤工业锅炉烟气脱硫的研究及开发，基本上处于停滞阶段。到了80年代末或90年代初，由于我国大气SQ污染及酸雨污染日趋严重，研究与开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术便应运而生。
许多部门着手研究及开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术。1995年8月，我国修改
后的《中华人民共和国大气污染防治法》的正式出台，SO2在法规上定义为我国
重要的必须治理的大气污染物，SO?污染防治及酸雨污染防治纳入法律条文，以
法规形式确保SO?污染防治和酸雨污染防治。随着《中华人民共和国大气污染防治法》的贯彻和执行，在很大程度上促进了燃煤工业锅炉烟气脱硫的研究与开发。我国相当多的高等院校，中国科学院的院所，各部委的科研机构，地区的科研部门，环保局的科研院所，以及民营科研机构等，对燃煤工业锅炉烟气脱硫技术纷纷进行研究与开发。参加研究与开发的单位之广，人数之多，时间之长，在我国历史上实属罕见。燃煤工业锅炉烟气脱硫以其存在问题多，治理难度大，而成为我国当今令人关注的热点。由中国环境科学学会发起和主办的三届务实和卓有成效的“全国燃煤锅炉烟气脱硫技术交流会”
，把我国燃煤工业锅
炉烟气脱硫技术研究与开发，从引进、学习、消化、模拟阶段推进到独立自行研究与开发阶段，进一步推进到富有独创的研究与开发阶段。三届技术交流会，极大地促进了科研单位之间烟气脱硫技术的交流与学习，沟通了科研单位和用户之间的产销关系，促进了烟气脱硫技术及设备进入燃煤工业锅护的市场。可以说，中国环境科学学会，在促进我国烟气脱硫技术研究与开发方面功不可抹。
1.1我国燃煤烟气脱硫技术现状
在90年代不到10年内，我国研究与开发的烟气脱硫技术多达50种以上。时间短，种类多，技术广，在人类烟气脱硫研究与开发历史上也不多见。在研究与开发的50多种燃煤工业锅炉烟气脱硫技术中，包括炉内直接喷石灰/石灰石、沸腾床石灰石和喷雾干燥法等干法烟气脱硫，钙碱法、氨碱法、钠碱法及镁碱法等湿法烟气脱硫。湿法烟气脱硫占95流右，干法烟气脱硫占5%左右。目前，干法烟气脱硫除个别方法外，仍处于研究及中试阶段，尚未工业化，近期内很难推广应用。湿法烟气脱硫趋于成熟，正处于工业化应用，是当前可行的脱硫技术。湿法又分为除尘脱硫组合一体化设备，和除尘与脱硫分体组合式设备。在研究与开发的50多种烟气脱硫技术中，运行稳定、安全可靠的烟气脱硫技术大约有10种左右，其脱硫效率均能达到国家允许的排放标准。其性能为脱硫效
率较高（70?90%）,无二次污染，液气及灰水分离良好，防腐、耐磨，无结垢、无堵塞、运转效率高（＞90%）,使用寿命长（10年以上），能耗低，价格低廉，工艺过程及设备结构简单，操作方便，占地面积小。不到10年内，在烟气脱硫研
究及开发中，一向被人们认为难以解决的腐蚀、磨损、结垢及堵塞等棘手的问题，取得突破性的解决，脱硫设备的使用寿命在10年以上，运转效率在90%以
上。相当一部分关键技术，如防腐、耐磨、防结垢、防堵塞、灰水分离、液气分离等，达到或接近国际的先进技术。
现就目前应用较为广泛的烟气脱硫技术进行介绍。
1.1.1 石灰石/石膏法
石灰石/石膏法是目前应用最广泛、最多、最成熟的典型的湿法烟气脱硫技术。我国湿法烟气脱硫率可达98%以上，接近100%。国内采用此法脱硫的电厂主要有：重庆珞璜电厂一期、重庆珞璜电厂二期、太原第一热电厂、重庆电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂、陕西韩城第二电厂等。该工艺具有操作方便、原理简单、脱硫效率高（部分机组Ca/S接近1,脱硫效率超过90%）、可应用于大容量机组、高SC2浓度条件、可利用率高（＞90 %）、吸收剂来源广泛、价格也低廉、副产品石灰具有综合利用价值、运行和维护成本以及脱硫成本较低，是目前公认应用最广泛、技术最为成熟的脱硫技术。1.1.2喷雾干燥脱硫法（SDA法）
SDA法是美国JOY公司和丹麦NIRO公司联合研制出的脱硫工艺。目前，国内采用此工艺的电厂主要有四川白马电厂和山东黄岛电厂等。此工艺脱硫效果不是太高（一般在7O%左右），适合于中、低硫煤的脱硫。四川白马电厂机组每台容量为200 MW采用200目的生石灰C a O纯度在6O- 70%）处理含硫量在3.2% 左右的燃煤烟气（8000
m3/h），脱硫效率可达到8O%左右。山东黄岛电厂机组每台为210MW，采用粒径4flm纯度为7O%的生石灰处理含硫量为1. 86%的燃煤（烟气为300000m3/h，炉后抽出部分烟气）脱硫效率为7O%左右。SDA工艺的特点：（1）工艺简单，操作简便安全；（2）维护费用低；（3）腐蚀性小，可采用普通碳钢制造；⑷ 采用静电除尘器或布袋除尘器；（5）过程无废水产生；⑹ 压降低，能耗少，符合当前节能减排的要求；（7）可适用于低、中、高硫煤。
1.1.3炉内喷钙尾部增湿活化法（LIFAC法与LIMB法）
LIFAC法由芬兰Iv0公司和TAMPELI公司联合开发的基于炉内喷钙技术基础上发展起来的新型烟气脱硫工艺。传统炉内喷钙工艺的脱硫效率仅为2O?
3O%，而LIFAC法在空气预热器和除尘器间加装一个活化反应器，并喷水增湿，促进脱硫反应，脱硫效率可达到7O?75%。LIFAC法比较适合中、低硫煤，其投资及运行费用具有明显优势，较具竞争力，比较适合中小容量机组和老电厂的改造。LIMB法与LIFAC 法实质相同，只是增加了多级燃烧器以控制NOXI勺排放，
分级送风燃烧的采用使得局部温度降低，既可减少NOX勺生成，还可以使钙基脱
硫剂避免受炉内高温烟气的影响，减少了脱硫剂表面的“死烧”，增加了反应表面积，提高了脱硫效率，国内主要在辽宁抚顺电厂和南京下关电厂应用，该工艺具有操作简单、占地面积少、脱硫率中等、吸收剂消耗量大，主要应用于低硫煤。辽宁抚顺电厂用此法，用石灰石处理480000m3「h烟气量（燃煤含硫量为0. 54 %），脱硫效率仅为40%左右。南京下关电厂应用该套装置处理含硫量为0. 92%燃煤，处理烟气量2X 544000 m^'h，脱硫效率约75%。
1.1.4海水脱硫法
海水脱硫工艺是利用海水的碱度和水化学特性达到脱除烟气中S02的方法，
可用于燃煤含量硫不高并以海水作为循环冷却水的沿海电厂。海水脱硫的原理是在脱硫吸收塔内用海水作为脱硫剂逆行喷淋洗涤，烟气中的S02被海水吸收而
除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放，吸收SQ被海水
吸收并在洗涤液中发生水解和氧化作用，洗涤液引入曝气池，通过提升pH抑制
SO2的溢出。经曝气处理使其中的S&-被氧化成为稳定的S&-—并使海水的pH 值与COD调整达到排放标准后排放大海。此套工艺一般适用于海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂，海水脱硫工艺简单、无结垢、堵塞现象，吸收剂来源充足、可用率高，无脱硫灰渣产生，脱硫效率达90%以
上。高、中、低硫煤均可以采用，但对于内陆电厂，推广使用不太现实，深圳西部电厂采用该套工艺用天然海水处理含硫量在0. 75%的燃煤，脱硫效率在
90%以上。
1.1.5荷电干式喷射法
采有该工艺的国内电厂主要有山东德州热电厂、杭州钢铁集团第二热电厂、广州造纸有限公司自备电厂和兰化热电厂等。该套工艺具有占地少、投资成本低、运行费用较低、脱硫率中等等特点，主要适用于中、低硫煤，山东德州热电厂利用该套装置处理含硫1. 0 %的燃煤脱硫率达到70%左右。
1.1.6电子束照射法（EBA法）
EBA法是一种较新的脱硫工艺，其原理为：在烟气进入反应器之前先加入氨气，然后在反应器中用电子加速器产生的电子束照射烟气，使水蒸气与氧等分子激发产生氧化能力强的自由基，这些自由基使烟气中的SO2和N0x很快氧化，
产生硫酸与硝酸，再和氨气反应形成硫酸铵和硝酸铵化肥，由于烟气温度高于露点，不需再热。EBA法是一种干法处理过程，无废水废渣产生，脱硫率与脱硝率可分别达到
9O%和8O%以上。操作简单、过程易于控制、对不同含硫量的烟气和烟气量的变化有较好的适应性和负荷跟踪性，副产物可以作为化肥，脱硫
成本较低。国内成都热电厂采用该套装置处理含硫量 2.0 %的燃煤，脱硫率达
80%左右。
1.1.7氨水洗涤法脱硫工艺
该脱硫工艺采用氨水作为脱硫吸收剂与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中S02与氨水反应生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得硫酸铵。该法脱硫效率高，能满足任何地方环保的要求，整个系统不产生废水或废渣、能耗低、符合节能目标、运行可靠性高和适用性广。华东理工大学已经完成 2.5000 kW机
组烟气氨酸法脱硫中试。
1.1.8 烟气循环流化床脱硫工艺(CFB-FGD)
循环流化床脱硫技术是一种使高速气流与所携带的稠密悬浮颗粒充分接触的技术。其原理是：在循环流化床中加入脱硫剂石灰石以达到脱硫的目的。由于流化床具有传质和传热的特性，所以在有效吸收SO2的同时还能除掉HC1和HF 等有害气体。用此法可处理高硫煤，当n c a : n s为
1?1.5时，脱硫效率能达到90%?97%°CFB —FGD工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。一般采用
干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对SO2 有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。目前，科林公司与国际知名公司合作开发的循环流化床烟气脱硫技术已申报国家专利并在赤峰热电厂锅炉130t/ h上应用，处于试运行阶段。
1.1.9脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫(PPCP法)
PPCP法是靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体产生高能电子(5-20 eV)，由于只提高电子温度，而不是提高离子温度，能量效率比EBA高2倍。此
工艺设备简单、操作简便、投资是EBA法的60%。因此，成为国际上千法脱硫脱硝的研究前沿，而且该工艺还具有脱硝能力，高能电子可以激活、裂解、电离烟气分子，产生OH O HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里烟气中的SCh NO被活性粒子和自由基氧化为高价氧化物SQ、NO2并与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物存在的情况下生成(NH4)2SO4 / (NH4)2SO4/ HN4NO3的气溶胶，再由收尘器收集，具有有害污染物清除彻底、不产生二次污染等优点。
1.1.10其它脱硫方法
近些年，随着人们环保认识的加强，又开发出一些新的脱硫方式，如“筛网式”脱硫装置、“新型筛板塔式除尘脱硫装置”、“旋流板塔”、“水膜除尘简易湿式脱硫装
置”、“湿式?曝气除尘”、烟道喷淋除尘脱硫和排气净化串联法、“湿式脱硫除尘器”以及水膜式脱硫除尘设备等。这些设备都具有操作较为简单、占地面积少、脱硫率中等以及集脱硫与除尘于一身的特点，适用于现有的燃煤脱硫处理。
1.2烟气脱硫技术发展趋势
目前已有的各种技术都有自己的优势和缺陷，具体应用时要具体分析，从投资、运行、环保等各方面综合考虑来选择一种适合的脱硫技术。随着科技的发展，某一项新技术韵产生都会涉及到很多不同的学科，因此，留意其他学科的最新进展与研究成果，并把它们应用到烟气脱硫技术中是开发新型烟气脱硫技术的重要途径，例如微生物脱硫、电子束法脱硫等脱硫新技术，由于他们各自独特的特点都将会有很大的发展空间。随着人们对环境治理的日益重视和工业烟气排放量的不断增加，投资和运行费用少、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、污染少、无二次污染的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。各种各样的烟气脱硫技术在脱除二氧化硫的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益，但是还存在一些不足，随着生物技术及高新技术的不断发展，电子束脱硫技术和生物脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术将会代替传统的脱硫方法。
为了保护环境，我国政府已经严格控制SQ的排放量并开展了一系列卓有成效的节能减排措施。尽管如此，我国作为一个燃煤使用大国，加强企业环保意识以及强制推动下政府相关政策与法规具有重要意义。我相信，通过对烟气脱硫技术的深入研究，大气中SO2将会大大降低。
1.3烟气脱硫的目的、意义和主要内容
采用烟气脱硫工艺之后，排放的大气污染物（SC2、烟尘）排放量及排放浓度均明显减小，从而降低了电厂大气污染物对当地环境的影响程度，将极大地改善区域大气环境质量，环境效益十分显著。同时根据国务院《排污费征收使用管理条例》（国务院令第369号）及《排污费征收标准管理办法》（国家计委、财政部、国家环保局、国家经贸委令第31号），实施烟气脱硫后每年可减少大气中二氧化硫的排放量，这对人类可持续发展十分有利。