工业锅炉脱硫除尘改造方案(精)(最新整理)

工业锅炉脱硫除尘改造方案目前, 世界上烟气脱硫工艺有上百种,但具有实用价值的工艺仅十几种。

根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法 3 种。

湿法脱硫工艺应用广泛, 占世界总量的 85.0%,其中氧化镁法技术成熟, 尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说, 具有投资少, 占地面积小, 运行费用低等优点, 非常适合我国的国情。

我单位现有SHL6.5-25锅炉一台，日供煤量160立方米，目前生产产生了大量的二氧化硫及烟尘，严重污染空气，对环境造成了很大的影响。

并对周边农村蔬菜种植带来一定损失，每年就蔬菜种植所支付的赔偿多达数万元。

针对此情况，我单位经过研究分析、调查论证，决定对现有锅炉排放烟尘进行脱硫除尘改造。

通过改造后，将使锅炉产生的二氧化硫及烟尘得到控制净化使用。

避免造成周边农村种植业的污染，改善良好环境。

我单位将针对单位锅炉的设备特点，治理需要，采用镁法脱硫工艺技术，此技术方案，脱硫率高，运行费用低，不结垢等优点。

工艺方案将采用原麻石水膜除尘塔，改造成旋流板喷淋吸收塔，进行脱硫除尘。

采用氧化镁为脱硫吸收反应剂，确保较高的脱硫效率。

该系统工艺简单，投资较低，运行稳定可靠。

采用湿法脱硫工艺, 要考虑吸收器的性能,其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等。

旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 可以快速吸收烟尘, 具有很高的脱硫效率。

1 主要设计指标1 二氧化硫 (SO2 排放浓度 <500 mg/m3, 脱硫效率≥80.0%;2 烟尘排放浓度< 150 mg/m3, 除尘效率≥99.3%;3 烟气排放黑度低于林格曼黑度Ⅰ级;4 处理烟气量≥15000m3/h;5 处理设备阻力在 800～1 100 Pa 之间, 并保证出口烟气不带水;6 出口烟气含湿量≤8.0%。

2 脱硫除尘工艺及脱硫吸收器比较选择2.1 脱硫除尘工艺比较选择脱硫除尘工艺比较选择如表 1 所示。

通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析: 石灰石-石膏法虽然工艺非常成熟,但投资大, 占地面积大, 不适合中、小锅炉。

相比之下,氧化镁法具有投资少、占地面积小、运行费用低等优点, 因此, 本方案选用氧化镁法脱硫工艺。

2.2 脱硫吸收器比较选择脱硫吸收器的选择原则,主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。

脱硫吸收器比较选择如表 2 所示。

表 2 吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大; 筛板塔阻力较大, 防堵性能差;填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大; 湍球塔气液接触面积虽然较大,但易结垢堵塞, 阻力较大。

相比之下, 旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率。

因此, 选用旋流板塔脱硫吸收器。

3 脱硫除尘原理[1]3.1 氧化镁法脱硫原理氧化镁法脱硫的主要原理: 在洗涤中采用含有MgO 的浆液作脱硫剂, MgO被转变为亚硫酸镁(MgSO3 和硫酸镁 (MgSO4 ,然后将硫从溶液中脱除。

氧化镁法脱硫工艺有如下特点:1 氧化镁法脱硫工艺成熟, 目前日本、中国台湾应用较多, 国内近年有一些项目也开始应用。

2 脱硫效率在 90.0%～95.0%之间。

3 脱除等量的 SO2, MgO的消耗量仅为 CaCO3的 40.0%。

4 要达到 90.0%的脱硫效率, 液气比在 3～5L/m 3之间, 而石灰石- 石膏工艺一般要在 10～15L/m 3之间。

5 我国 MgO储量约 80 亿 t, 居世界首位, 生产量居世界第一。

3.2 旋流板塔吸收器脱硫除尘原理来自锅炉的含尘烟气首先进入文丘里管, 进行初级喷雾降尘脱硫处理, 而后以 15～22 m/s的流速切向进入旋流板塔筒体, 首先通过离心力的作用,烟气中的大颗粒被甩向塔壁,并被自上而下流动的吸收液捕集。

当烟气高速通过旋流塔板时,叶片上的吸收液被吹成很小的雾滴,尘粒、吸收液和雾滴相互之间在碰撞、拦截、布朗运动等机理的作用下, 粒子间发生碰撞,粒径不断增大。

同时高温烟气向液体传热时, 尘粒被降温, 使水汽凝结在粒子表面,粒子质量也随之增大, 在旋流塔板的导向作用下, 旋转运动加剧, 产生强大的离心力,粉尘很容易从烟气中脱离出来被甩向塔壁, 在重力作用下流向塔底, 实现气固分离。

对于烟气中那些微细尘粒, 在通过一级塔板后不可能全部被捕集, 还有一定数量的尘粒逸出, 当其通过多层塔板后, 微细尘粒凝并, 质量不断增大后被捕集、分离, 从而达到最佳除尘效果。

4 脱硫除尘工艺设计[2-3]4.1 主要设计参数主要设计参数: 处理烟气量 15 000 m3/h; 烟气温度 150～160℃; 脱硫除尘塔入口烟温150～160℃;脱硫除尘塔出口烟温 55 ℃; 脱硫塔入口烟气 SO2 浓度 2 500 mg/m3 (计算值;脱硫效率>83.0% (设计值; 脱硫剂氧化镁粉>200 目, 纯度>90.0%; 液气比 2～3 L/m3; 脱硫剂耗量 14 kg/h (max; 脱硫剂浆液浓度 10.0%; 吸收塔入口烟气粉尘浓度 22 g/m3(计算值; 除尘效率 99.3% (设计值。

4.2 脱硫除尘工艺设计说明烟气脱硫除尘工艺可分为脱硫剂配制系统、烟气脱硫除尘系统和循环水系统三大部分。

锅炉配备 1 台旋流板塔, 锅炉烟气从烟道切向进入文丘里而后高速进入主塔底部,在塔内螺旋上升中与沿塔下流的脱硫液接触, 进行脱硫除尘, 经脱水板除雾后,由引风机抽出排空。

脱硫液从旋流板塔上部进入, 在旋流板上被气流吹散, 进行气液两相的接触, 完成脱硫除尘后从塔底流出, 通过明渠流到综合循环池。

把原水膜除尘器溢流槽部分拆掉后 ,筒体上重新砌筑升高 ,内装1层导流塔板、3层旋流塔板 ,塔顶装喷淋装置 ,副塔内装1层脱水装置。

其脱硫除尘工艺流程见图2。

旋流板塔烟气脱硫除尘装置采用湿法烟气脱硫技术,其主塔内旋流塔板板形如汽轮机的隔板。

运行时 ,烟气由塔底向上切向进塔。

塔顶喷淋除尘水,除尘水经旋流塔板中的叶片表面均匀向下流动,烟气在塔内旋流塔板叶片的导向作用下与除尘水(或碱液接触,使液滴与烟气充分接触后能得到有效的分离 ,其气液负荷为常用板塔的 150%以上。

因塔板叶片上液层薄 ,开孔率大 ,使吸收塔内阻力很少 ,比常规塔少50 % ,且弹性宽,抗堵性强。

烟气经主塔后从塔顶进入副塔,通过脱水装置经引风机、烟囱排向大气。

主塔中配有冲洗塔板的装置。

该装置除尘效率达98 % ,脱硫效率也可达 70 % ,但脱硫效果受喷淋水pH值的影响很大,pH值高 ,脱硫效果好。

另外 ,该除尘器设计的液气比要比一般的高 50 %左右。

液气比高,对提高除尘脱硫效率有利 ,但其负面影响是锅炉排烟温度低 ,烟气带水,引起引风机积灰、振动及令钢烟道、引风机、烟囱产生腐蚀 ,并减少了烟囱的浮升力,不利烟尘扩散。

4.3 脱硫剂制备系统工艺流程设计说明脱硫剂 MgO 乳液的制备系统主要由灰斗、螺旋给料机、乳液贮槽、搅拌机、乳液泵等组成。

4.4 脱硫除尘工艺设备设计说明1 文丘里管: 文丘里管由满缩管、吼管和扩张管三部分组成。

2 旋流板塔: 脱硫除尘塔 (旋流板塔塔体采用麻石砌筑,主塔平台、支架、梯子等为碳钢,塔内件包括喷头、旋流板、脱水器、检修孔、支架、接管,这些物件均采用 316 L不锈钢材质, 以确保整套装置的使用寿命。

设备外径为 2 540 mm (塔壁厚220 mm, 高度为 17 000 mm。

3 副塔: 塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢, 塔内包括一层脱水器,增加脱水效果。

设备外径为 2 000 mm (塔壁厚 200 mm, 高度为 17 000 mm。

4.5 废水处理系统脱硫废水产生量较小, 约 0.5t/h, pH 在 6～7 之间, 主要含 SO3, MgSO4 和固体悬浮物等,建议将其汇入工厂原有沉淀池污水处理系统一并处理。

4.6 烟气排放分析经湿法脱硫洗涤净化后的冷烟气经脱水器脱水后, 温度降至露点以下, 通常为 50～60 ℃,所含水蒸气已近饱和, 极易结露, 对后续烟道腐蚀性较大, 采用蒸汽再热器提高烟气扩散温度(≥80℃后经烟囱排放。

通过对锅炉烟气污染物净化, 最终排放烟气中污染物浓度预计为:烟尘≤140 mg/m3, SO2≤450mg/m3。

5 投资估算和经济分析1 工程主要费用: 46.01 万元。

2 运行费用: 按月运行 720 h (30 d×24 h/d,电费 0.6 元/度, 水费 1.62 元/t, MgO 450 元/t计,职工月工资按 800 元/人计, 各项运行费用合计0.69 万元/月。

3 效益: 环境效益, 每月减少烟尘排放 472.0t, SO2 排放 45.4 t; 综合社会效益,按国内外资料统计, 以每排放 1.0 t SO2 引起综合经济损失 500 元计, 每月可减少综合经济损失2.27 万元; 企业效益, 节支增收合计每月25.86 万元。

5 结论1 旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫工艺通过工程实例证明, 其系统运行可靠性高,除尘脱硫效率高,完全达到了国家环保标准, 在技术上是完全可靠的。

2 旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫技术投资少,占地面积小, 运行费用低, 非常适合我国的国情。

3 旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫技术不但在技术和经济上是可行的, 而且经济效益和社会效益都非常显著。