烟气脱硫脱硝设计方案

35t/h流化床锅炉除尘脱硫

技术方案

XXXX有限公司

编制时间：二〇二二年四月二十八日

第一部分

1、企业简介

XXXX有限公司；

2．设计依据及设计原则

设计依据

有关标准与规范：

1.《中华人民共和国环境保护法》（1989-12-26）

2.《中华人民共和国大气污染防治法》（GB 8978-1996）

3.《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》（国发〔2005〕39号）

4.《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011升级为超低排放）（２０１４~２０２０年）。

5.《火电厂烟气脱硫设计技术规程》（DL/T 5196-2004）

6.《火电厂烟气脱硫工程技术规范》（HJT 179-2005石灰石-石灰－石膏法）

7.《火电厂氮氧化物防治技术政策》（( 环发[2010]10号 2010-01-27实施)）

8.《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》（HJ562-2010）

9.《火电厂烟气脱硝技术及工程应用》（化学工业出版社-2007）

10.《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ+462－2009)

11.《环境保护产品技术要求—湿式烟气脱硫除尘装置》（HJT/288-2006）

12.《电力设施抗震设计规范》（GB 50260-96）

13.《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB 50229－2006）

14.《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）

15.《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》（HJT/ 76-2007）

16.《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（GB26453-2011），

17.《锅炉大气污染物综合排放标准》(GB)；

设计原则

2.2.1 烟气脱硫系统布置满足系统整体布置要求；

2.2.2 确保脱硫系统不影响锅炉的正常运行；

2.2.3 脱硫装置使用寿命长、脱硫塔阻力小、维护简单、布置紧凑、占地面积小；

2.2.4 在满足系统各项指标的前提下，尽可能降低工程投资和运行成本；

3．设计参数及要求

设计参数

根据用户提供的资料,各项技术参数如下所示

参数名称 单 位 参数值 备注

锅炉型号 链条锅炉

锅炉蒸发量 t/h 6

投产日期

锅炉台数 台 1

锅炉燃煤量 t/h （1台）

燃煤应用基含硫量SY %

燃煤应用基含灰量AY %

引风机出口烟气温度 0C 150

锅炉出口烟气量 m3/h 18000 （1台）

SO2排放浓度(锅炉出口) mg/Nm3 519 按煤含硫或用煤量计算

脱硫后SO2排放浓度 mg/Nm3 ≤100

压力损失 Pa ≤1000

林格曼黑度 级 1

除尘后烟尘浓度 mg/Nm3 ≤30

脱硫剂名称 钠钙双碱法

引风机参数 型号:

风量: m3/h

全压： pa

功率： kw

数量：1台

技术要求

方案设计要求

SO2排放浓度≤100 mg/Nm3；

林格曼黑度: 1级；

脱硫除尘器阻力：<1000pa；

除雾效率： ≥97%：

液气比: m3；

循环水量: 30m3/h ；

供水压力： ≥cm2；

Ca/s摩尔比: ；

4. 脱硫工艺

脱硫工艺比较

目前世界上烟气脱硫技术（FGD）有上百种，具有实用价值的工艺仅十几种，分别适应不同的场合和要求。以下是几种脱硫技术的比较：

脱硫剂名称 脱硫效率 脱硫成本 二次污染 备注

炉内喷钙法 低，＜50％ 较低 无 会降低锅炉热效率

塔内喷浆法 较低，＜70% 中等 无 不稳定，易堵

石灰石／石灰法 较高 中等 无 可制石膏，易结垢

钠碱法 高 高 无 适用于高度ＳＯ２回收

氨法 较高 较高 轻微污染 回收系统复杂

氧化镁法 高 中等 无 回收成本较高

钠钙双碱法 较高 低 无 钠钙循环吸收块

氧化脱硫法 高 低 无 稳定

吸收设备选择

采用湿法脱硫技术，吸收器的性能优劣直接影响烟气脱硫效率、系统的运行费用等指标。脱硫吸收器的选择原则主要是看其气液接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。气液接触条件直接影响脱硫效率；设备阻力大需增加引风机电耗；吸收液循环量大需增加水泵电耗。以下是几种吸收设备的比较：

吸收器类型 持液量 逆流接触 防堵性能 操作弹性 压降 脱硫性能

旋流板塔 中 是 中 好 高 好

空心塔 大 是 中 好 中 差

湍板塔 中 是 好 中 中 中

新型316L孔板 中 是 差 差 中 好

旋流喷淋塔 中 是 好 好 低 好

以上吸收设备中：旋流板塔，压降高、除雾率低：空心塔液气比高，气液接触：孔板塔阻力较大，易结垢、粘结、堵塞；湍板塔气液接触面积虽然较大，但易结构堵塞，

阻力较大。相比之下，旋流喷淋塔具有负荷高、压降低、不易堵、除雾率高、弹性宽等优点，用于多级吸收过程，且具有很高的脱硫效率。

通过以上脱硫工艺和设备的比效，决定采用本公司的HSXC型旋流喷淋塔湿法烟气脱硫技术作为该项目的首选工艺。结合天津天铁练焦化工有限公司的具体情况，使用该技术具有“双高双低”的突出优势，即脱硫效率高，系统运行可靠性高，投资费用低，运行费用低。在220t/h、130t/h、75t/h、35t/h、20t/h等各种规模锅炉烟气脱硫除尘的工业应用上获得巨大成功，本公司已经成功实施几百套示范工程。

旋流板塔脱硫除尘原理介绍

4.3.1脱硫原理

由于本方案中XXXXXX有限公司提供的脱硫剂采用钠钙双碱法脱硫工艺。我们对35t/h流化床炉锅炉燃烧状况进行深入了解,它的锅炉出口烟气量大和国家环保要求烟气SO2排放浓度低，采用我公司新技术HSXC型高效旋流喷淋式多级结合接触吸收,能达到排放的标准。

第一级：含硫烟气经引风机带动送进入文丘里室内,该室内设有高效螺旋空心喷嘴喷出碱雾, 含硫烟气经过时与碱雾接触降温和SO2被吸收,完成一级脱硫。但由于烟气中SO2末被脱掉，随着烟气进入主塔体。

第二级：通过离心力的作用旋转上升同时塔内有大量沿下流的脱硫液与SO2接触吸收。含硫烟气上升立即进入第一层旋流板,将在旋流板上喷出大量的碱性液雾布满了整个塔内，含硫烟气与碱性水雾有充分接触反应，然后进入第二层旋流板同样再次吸收,完成了二级脱硫,如有漏洞的含硫烟气随着上升,

第三级：离开一二级脱硫后的含硫烟气上升，在塔体中部烟气流速降低, 塔体上中部装备有二层高效螺旋空心喷嘴,大量的喷出碱性液雾在次压住形成了良好的雾化吸收区, 含硫烟气与碱性脱硫剂通过多级雾化区充分的碰撞接触吸收， 脱硫后的废水从塔底排出沉淀, 由水泵打入塔内循环使用，达到最佳脱硫效果，SO2排放浓度可达200 mg/Nm3以下。

钠钙双碱法是为了克服湿式石灰-石膏法中结垢的缺点而发展起来的。烟气在塔中与溶解的碱（氢氧化钠）溶液相接触，烟气中的SO2被吸收掉，因而避免了在塔内结垢；脱硫废液再与第二碱（石灰）反应，使溶液得到再生，再生后的吸收液循环使用，同时产生硫酸钙不溶性沉淀。双碱法有多种组合。最常用的是钠钙

双碱法，首先利用钠碱溶液吸收SO2，然后将吸收下来的SO2沉淀为不溶性的硫酸钙，并使溶液得到再生，循环使用。

双碱法与石灰石-石灰法的总效果相同，从烟气中脱除SO2，消耗石灰，产生亚硫酸盐或硫酸盐浆液。但中间步骤不一样，双碱法中SO2的吸收和泥浆的沉淀反应完全分开，从而避免了吸收的堵塞和结垢问题。

（１）在吸收塔内发生以下SO2吸收反应：

2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O

Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3

（２）用石灰（CaO）对吸收液再生，则在石灰反应池中进行下面反应：

2NaHSO3 + Ca（OH）2 Na2SO3 + CaSO3·1/2 H2O + 3/2 H2O

Na2SO3 + Ca(OH) 2 2NaOH + CaSO3 ·1/2 H2O

钙钠碱双碱法工艺具有如下优点:

（1） 钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快。.

（2） 用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH的水溶性,在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀堵塞现象,便于设备运行与保养。

（3） 钠钙双碱法吸收采用钠碱吸收，而且吸收系统内不生成沉淀物，解决结垢和堵塞问题。

（4） 脱硫效率高，PH值控制≥10情况下，SO2排放浓度可达200 mg/Nm3以下。

（5） 操作简便，系统可长期运行稳定。

5、设计方案

烟气参数

5.1.1烟气中SO2浓度的计算

烟气中SO2浓度的计算 (6t/h锅炉单台)

按照6t/h锅炉单台出口烟气量20000m3／h，出口烟气温度问150 oC，锅炉燃煤量／h考虑，燃煤应用含硫量％, 脱硫效率≥80%进行计算：

（1）锅炉产生的SO2量=锅炉燃煤量×燃煤应用基含硫量×(64/32)×％

＝1130kg/h×％×（64/32）×90％

＝h

（2）锅炉标态烟气量 =20000m3/h×273÷（273＋150）

=12907 Nm3/h

（3）产生烟气SO2浓度=锅炉产生的SO2量/锅炉标志烟气量

=67 kg/h×106÷12907 Nm3/h

＝519mg/Nm3

( 4 ) 脱硫后SO2排放浓度＝产生烟气SO2浓度×(1-80％)

＝519 mg/Nm3×(1-80％)

＝ mg/Nm3

( 5 ) 每小时需脱除SO2量=锅炉产生的SO2量×80％

=67 kg/h×80％

= kg/h

5.1.2 氢氧化钙消耗量的计算

根据脱硫效率≥80％的设计。计算的脱硫吸收液Ca(OH) 2消耗量如下：

每小时消耗的Ca(OH) 2量=锅炉脱除的SO2量×56÷64×（Ca/s）

＝h×56÷64×

＝ kg/h

5.1.3 钠（NaOH）消耗量的计算

根据烟气量及燃煤量，计算的脱硫吸收液NaOH消耗量如下：

系统运用第一次用500㎏钠碱NaOH，然后补充NaOH消耗量2.㎏/h。

5.1.4钠钙双碱采用全自动系统投药原理

根据烟气量的大小和脱硫液气比的要求设计，新建容量为60m3的一套沉淀池、循环泵流量30 m3／h两台、二用一备。

采用全自动投药法: 将石灰粉(CaOH)加入上料机提升到储存灰灌，然后用螺旋输送机，送到搅拌机内加水搅拌成石灰浆,放进爆气池还原, 进入沉淀池，沉淀后到清水池用泵打入脱硫塔循环使用。但沉淀池内水PH值是脱硫关健部位, 在脱硫塔前设有PH值测量仪，他是专们调节PH值高低, PH值高低有显视器显视, 循环泵进口PH值控制在≥10，脱硫塔底出口PH值控制在≥7, 然后PH值高低用石灰来自动调节