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脱硫技术方案.doc

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上传者: 鱼鱼 2012-03-15 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《脱硫技术方案doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含济源市万洋冶炼集团有限公司烟化炉脱硫项目技术方案*****有限公司烟化炉脱硫项目技术方案湘潭市南方高新技术研究院河南南方高新环保科技有限公司年月目录符等。

济源市万洋冶炼集团有限公司烟化炉脱硫项目技术方案*****有限公司烟化炉脱硫项目技术方案湘潭市南方高新技术研究院河南南方高新环保科技有限公司年月目录一、*****有限公司简介………………………………二、湖南湘潭南方高新技术研究院简介………………………………三、NFT塔脱硫除尘技术介绍………………………………………四、设计依据…………………………………………………………五、设计计算主要数据………………………………………………六、工艺设计与平面布置……………………………………………七、主要设备配置……………………………………………………八、系统运行费用……………………………………………………附录一湖南湘潭南方高新技术研究院NFT塔推广应用业绩附录二湖南湘潭南方高新技术研究院相关证书一、*****有限公司简介(略)二、湖南湘潭南方高新技术研究院简介湖南湘潭南方高新技术研究院是在陈汉东院长、魏先勋教授、博士生导师李立清教授、陈建军博士、王继徽教授、张海良博士的主持下与中国科学院、中南大学、湖南大学环境科学与工程学院、湘潭大学化工学院、德国技术合作公司合作的科研开发机构。专门研究开发领先于时代的高新科技项目并促进高新技术转化为生产力全方位为社会经济建设服务。南方高新技术研究院在国家科技部、国家知识产权局、湖南省科技厅的指导下与中国科学院、湖南大学、湘潭大学等实力雄厚的高等院校、科研究所及众多大中型企业建立了广泛的横向联系和技术协作网络。年经湖南省科委批准核定成立为高新技术股份制企业。全院有一批高素质管理人才和规范管理体系其中博士生导师、教授、博士名。经过多年的努力现已形成了由我院环保工程研究所设计、环保设备厂生产制造、环保安装工程公司施工安装、运行维护的设计、制造、施工、检测及售后服务于一体的环保高新技术专业化企业。并且在电站锅炉、工业锅炉和民用锅炉的烟气治理实践中取得了优异成绩技术与经济实力雄厚。所研发的NFT系列技术产品主要用于电站锅炉、工业锅炉的烟气脱硫除尘治理现有诸多客户群遍布全国辐射海外。我院自行开发研制的NFT系列高效湿式脱硫除尘设备与装置核心技术国际领先已获国家专利分别在年、年获得ZL、ZL专利证书是拥有自主知识产权的高新科技成果它克服了传统脱硫除尘装置的诸多缺陷利用三级除尘脱硫机理实现高效除尘脱硫。装置气、液系统畅通无积灰不堵塞总阻力Pa风机不带水材料防腐耐磨系统持续运行稳定同时具有投资省、施工易、操作简便、维修便捷等优点。该装置现已在湖南、山东、四川、广西、广东、江西、河南、新疆等省市投入使用运行良好效果显著创造了明显的社会环境效益与经济效益。“南方”人的宗旨是:致力于高新技术开发全方位为经济建设服务促进环保事业腾飞。湖南湘潭南方高新技术研究院NFT塔推广应用业绩见附录一。湖南湘潭南方高新技术研究院有关证书见附录二。三、NFT塔脱硫除尘技术介绍、传统脱硫除尘技术介绍我国脱硫除尘技术最早始于上世纪六十年代随着我国经济实力的逐步增强和环境标准日趋严格。我国治理二氧化硫污染的力度不断加大脱硫技术也有长足的发展。目前减排二氧化硫的途径有:煤炭洗选、洁净煤烧技术和烟气脱硫但最主要的手段是烟气脱硫。而湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术吸收剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽并有较大幅度降低工程造价的可能性。目前单机容量在万千瓦以上的火电机组容量点火电总装机容量的%高参数、大容量火电机组是当前和今后相当长时间内火电发展的方向。因此大机组脱硫是火电厂脱硫的工作重点是控制火电厂二氧化硫的关键。而湿法脱硫工艺是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺而湿法脱硫工艺又以石灰石石膏法应用最多下面是主要脱硫工艺的基本情况比较表:表主要脱硫工艺的基本情况比较表脱硫方式石灰石(石灰)石膏湿法喷雾干燥法炉内喷钙尾部烟气增湿海水脱硫工艺电子束法脱硫技术成熟程度成熟成熟成熟成熟成熟适用煤种不限中低硫煤中低硫煤低硫煤中高硫煤应用规模万kw以上万kw以下万kw以下不限不限脱硫率以上~~以上吸收剂石灰石石灰石灰石灰石海水液氨副产物石膏亚硫酸钙亚硫酸钙硫铵硝铵废水有无无无市场占有率高以上一般~一般~较少较少工程造价较高中等较低中等较高运行维护工作量较大中等中等较少较大由于石灰石石膏湿法脱硫的脱硫效率高脱硫剂价廉易得、技术成熟因而在大型火电机组中的应用占到以上。国内从事脱硫行业的大型环保公司大多通过引进技术、消化吸收和创新发展等方法使石灰石石膏湿法脱硫工艺变得日益成熟。尽管他们的工艺及设备不相同但核心设备都是一个外形庞大内部装有喷淋、除雾、氧化、带搅拌器的石膏浆液池等多种装置的钢塔。工程投资大、运行费用高、设备容易腐蚀、易堵塞从而造成故障多、维修困难、投运率低等一系列问题。、NFT塔脱硫除尘技术介绍NFT塔脱硫除尘技术及系列湿式高效脱硫除尘装置项目是我院与湖南大学环境科学与工程系共同研制出来的治理燃煤锅炉烟气、钢铁烧结烟气和其他生产工艺排放烟气中二氧化硫和粉尘的高科技环保产品是国家级科技攻关项目成果。该项目已通过国家环保总局委托原机电部主持的专家鉴定鉴定认为该研究成果开创了适合中国国情的燃煤锅炉烟气、钢铁烧结烟气脱硫除尘的新途径居国内领先地位在工艺上设备及防腐耐磨技术的研究达到国际先进水平。NFT塔脱硫除尘技术已获得多项国家专利年经评审被确认为年国家重点环境保护实用技术项目。NFT塔脱硫除尘技术作用机理从锅炉出来的含尘含硫烟气流经烟道首先进入布袋除尘器将烟气中的绝大部分烟尘脱除下来然后进引风机送入NFT装置主塔的旋流喷淋室与高效雾化的净化液体在紊流状态下进行充分的接触使极细微的烟尘颗粒进行初步的浸润大的烟尘颗粒在此过程中被收集下来细的烟尘颗粒则增大了粘结团聚力在气流分配和调整的过程中凝聚而落入净化液滴中。硫化物与碱雾进行了一定的传质同时对烟气中所含的硫化物有一定程度的净化。根据理论计算一般在完成此过程后烟尘的吸收效率可达以上硫化物的净化率可达以上。经过初步润湿与净化的烟气流在旋流喷淋室被分配给各处强化通道的过程中在一定的惯性力、离心力共同作用下使其净化过程得到了强化冲破了细微尘粒表面的气膜使细微尘粒得到了进一步的良好浸润便于收集在液体之中同时也强化了气液的传质过程使气流中的硫化物也得到了较好的吸收将表面积较大的细微尘粒与还未能参与反应的硫化物收集下来。同时也使聚积在塔内的吸收液在强大气流力的作用下自动激化液雾形成具有高效捕集与吸收的泡沫液雾层。在此过程中脱硫效率可达以上。在气流力的强大作用下气流把积聚在塔底水封池的除尘脱硫液激起沸腾形成无数的泡沫增大了气、液、固接触的表面积使三相的传质得到了进一步的优化湿式净化的液体粘附、滞留、碰撞、吸收的双膜理论等各项净化机理得到了更好的发挥使烟尘吸收彻底脱硫反应完全。在完成此过程后硫化物的脱除效率可达以上。经过前面三个过程使从锅炉出来的含尘含硫烟气流得到了高效净化但也与液体、一定比例的固体(细微烟尘颗粒)混为一体成为含液烟气亦称烟气带水将会对烟气输送通道和烟囱带来严重的影响。因此必须将含在烟气中的液体分离出来这是现有湿式除尘脱硫系统的一个重要的问题。为此我们利用物理冷凝与重力自然沉降的双重分离机理在装置上采用独特的工艺设计使烟气在内塔中不断与内壁发生碰撞接触并运行较长时间而使粗液滴被阻挡下来然后使烟气通过内塔上部的二级除雾器进一步除去细液滴使气、液得到良好的分离从而得到理想的除尘脱硫运行效果。在NFT内吸收了SO和烟尘的循环水从塔底部排出塔外流入氧化池进行氧化反应再进入浓缩沉淀池进行沉淀物和循环水的初步分离然后流入循环池进入再循环。NFT塔结构见下图:图NFT塔特点及结构图NFT塔脱硫除尘技术特点NFT塔脱硫除尘技术作为一种国际先进国内领先的脱硫除尘新技术其理论成熟作用机理先进实际工程应用效果好受到了客户的一致好评其特点主要表现在以下五个方面:、脱硫效率高:NFT塔采用旋流喷淋、自激沸腾、泡沫吸收三级高效净化吸收使气、固、液三相充分接触烟尘吸收彻底脱硫反应完全脱硫效率高。而传统脱硫技术则靠单一的喷淋技术来吸收SO和烟尘为了使脱硫率达到以上只能采取加大喷淋量的办法。若同样的容积同样的循环水量则传统塔达不到NFT塔的脱硫率。、运行费用低:由于NFT塔独特的设计NFT塔脱硫的液气比控制得很低。以石灰石石膏法为例NFT塔为~:传统塔为~:运行中常达到~:更高者:。而且传统塔的高度也比NFT塔高以上循环水是靠水泵泵送的因此传统塔水泵的流量和扬程都大得多电耗则比NFT塔高几倍。因此NFT塔的运行费用低得多只有传统塔的。、维修量小且易:NFT塔内部是空的除喷嘴和除雾器外无其它设备塔体材料防腐耐磨不怕结垢喷嘴若出现故障可单个拿出在塔外检修不影响脱硫塔运行只要保证反冲洗的正常运行除雾器一般不会出现问题。相反传统塔内部设备众多防腐、防漏、防结垢、防堵塞的要求很高容易出现问题。一旦出现故障必须停机修理烟气只能通过旁路直接排放空中造成空气污染。NFT塔结构简单极少故障无须停机修理可以不设旁路即使出现故障只要在除雾器的反冲洗的程序控制中把轮流间歇冲洗改为全部持续冲洗即可。、投资费用少:NFT塔塔体采用天然防腐耐磨材料制造使用寿命在年以上其建造费用远远低于建造钢塔的费用塔外设备亦较少采用密闭结构因而防腐、防漏、防结垢的要求降低造价也比钢塔系统的费用低与同类钢塔系统相比造价只有进口装置的国内装置的。、投运率高:NFT塔系统能够长期安全稳定运行投运率达到以上而传统塔系统易出故障且不易维修投运率一般在左右低的甚至只有一旦设备停止运行烟气只能直接排放造成严重污染。过去的钢塔系统都要使用气相换热器(GGH)以降低进口烟气温度提高出口烟气温度。但GGH极易结垢堵塞是造成投运率不高的主要原因之一。新建的脱硫工程取消GGH但需对出口烟道和烟囱提高防腐等级要花费一笔巨大的开支。而NFT系统由于喷淋量小出口烟气温度一般在以上即使在入口烟气温度较低时也能保证出口烟气有较高的温度不需要设置换热器不仅节约了投资还降低了维修费用提高了投运率。另外NFT塔脱硫除尘技术能够适用于各种不同脱硫剂的湿法脱硫如:石灰石法、石灰法、双碱法、双碱法、氨法液碱法和氧化镁法等。NFT塔技术与其它脱硫技术的比较NFT塔脱硫技术与其它脱硫除尘技术产品的各项技术经济指标比较表。表NFT塔与其它脱硫除尘技术产品比较表技术指标NFT设备与装置旋流板塔筛板塔半干半湿文氏管水膜塔湍球填料塔搅拌鼓泡塔冲激式除尘塔工作原理旋流喷淋、自激沸腾与泡沫吸收旋流喷淋文丘里、水膜除尘气液沸腾泡沫吸收冲击除尘效率脱硫效率阻力pa(小)>>>>烟气出口湿度>引风机严重带水>引风机严重带水水量大时带水带水、结灰风机带水需除雾烟道带水带水需除雾防腐优一般一般差良一般一般良维护维护费用低主体设备不用更换无维修费用易损件喷嘴定期更换室外安全作业维护费高每年需维修两年需更换旋流塔内不安全作业维护费用高每三年更换筛板塔内不安全作业施工困难维护费高不防腐维修不便湍球更换费用高施工难度大接触停留时间不易控制维护不易使用寿命年使用寿命长主体使用寿命长一般附件寿命短使用寿命短主体使用寿命长附件寿命短寿命短寿命短寿命长NFT塔湿法技术与传统石灰石石膏湿法脱硫技术比较NFT塔高效湿法脱硫除尘技术应用到MW以上火电机组脱硫工程上去与目前占据大型机组脱硫工程主流技术的钢塔石灰石石膏湿法脱硫技术相比也具有跟多的优点。在此以MW机组锅炉的钢塔石灰石石膏湿法脱硫系统为例对两者进行相关比较。首先通过NFT塔和传统钢塔的结构图进行比较见下图:SHAPE*MERGEFORMAT图NFT塔和传统钢塔的结构图比较下表是石灰石石膏湿法脱硫(MW机组)NFT技术与国外(德国)技术(也是我国目前应用最广的技术)在各个技术指标上性价比的比较表。见下表:表NFT技术与国外(德国)技术比较表技术指标南方塔NFT技术德国塔(steinmuller)技术性价比技术特点雾化喷淋自激沸腾泡沫吸收三级脱硫除尘气液充分反应时间长三至六级喷淋技术单一气液脱硫反应时间短NFT脱硫剂反应更充分,使用脱硫剂成本相对低除尘效率()>脱硫效率()>>设备阻力(Pa)<<阻力小液气比(Lm)~~CaS主塔大小外塔Φ*m高m内塔Φm高mΦm双内塔结构塔低m容积小设备配置充分利用国内自行研制防腐耐磨材料作为塔的主材防腐耐磨性能好使用寿命年以上。主塔内衬为硫化橡胶易脱落老化外钢筒要定期作防腐处理使用寿命短维修费用高。循环泵由于液气比低循环泵功率相对小运行成本低液气比高循环泵功率大运行成本高设备造价高设备造价循环系统费用低塔材成本低。循环系统投资造价高塔材成本高。运行费用循环泵电耗相对小循环泵电耗相比要高维修费用主塔维修费用很低主塔维修费用高节能(钢材)花岗石为主钢材为主节约钢材吨总装机容量KWKW低KW年耗电(KWHa)(年运行h)年节电(节电)耗水量(th)年节水t单位投资元KW元KW低元KW运行费用元吨SO元吨SO低元吨SO结论NFT新型高效湿法烟气脱硫净化吸收塔彻底解决了核心技术依赖国外进口的难题该装置特点:节能、降耗、安全、稳定、可靠三级吸收反应吸收剂一次利用率高工艺技术国际领先运行成本低维修费用低投资少(是国外技术成本的)。。四、设计依据、烟气流量:mh、烟气SO含量:mgm、烟气烟尘含量:mgNm、烟气出口温度:、要求排放SO含量:mgNm、要求脱硫效率:>、要求排放烟尘含量:mgNm、原有引风机参数:、烟道管道直径:、消耗材料当地价格:电费:元kwh水费:元m人工费用:元人月五、设计计算主要数据、脱硫量:kgh脱硫率>、除尘量:kgh、石灰、碱消耗量:kgh、脱硫渣生产量:kgh、用水量:循环水量th耗水量th、电耗量:电容量kw耗电量kwhh、人工:每班人共人六、工艺设计与平面布置一、工艺流程示意图二、工艺说明本工艺采用双碱法湿法脱硫由于烟气已经经过布袋除尘烟气中烟尘含量已很低烟气通过NFT塔时进一步除尘较易达到排放要求即烟尘mgNm,因此本工艺设计的重点是脱除SO。对于烟气脱硫而言石灰石法和双碱法都是成熟的工艺NFT塔都能很好的运用比较而言只要双碱法的供应能得到保证双碱法就有石灰石法不能比拟的优越性由于主要成分是Ca(OH)因此循环水量小得多因而循环水泵的功率也小得多循环池、氧化池和沉淀池也可以小得多因此脱硫系统的占地面积小投资少运行费用低所以我们在本工艺中选用双碱法脱硫。本工艺采用NFT塔作为吸收塔允许在超负荷的工况下正常工作在烟气含硫量变化或负荷变化时可以采取调节循环水量和脱硫剂加入量的办法予以适应达到既保证脱硫效率又减低能耗、物耗的效果。烟气从引风机通过进气烟道进入NFT塔进气口在塔内经循环水的三级吸收得到净化脱硫除尘后的烟气在内塔中上升脱除粗水滴再经过二级除雾器除水然后从NFT塔的出气口进入排气烟道至烟囱排空。原有引风机的流量和全压均能满足脱硫系统的要求不需要更换和改造。在烟道系统中除进气烟道和排气烟道外还设立了旁路烟道通过风门的联动操作分别实现烟气经NFT塔脱硫后排空或从旁路烟道直接排空。烟道均按要求采取保温以及防腐措施。本工艺的水循环系统由循环泵、管道、阀门和喷嘴等组成带有脱硫剂的循环水由循环泵从循环池中抽取通过管道进入安装在NFT塔外塔上部的喷嘴喷入塔内吸收SO和烟尘后从NFT塔塔底部的出口流出再经水沟流入氧化池。在氧化池中循环水中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙硫酸钙随循环水流入沉淀池中并沉淀于池底澄清后的循环水流入混合池与制好的脱硫浆液混合再流入循环池中从而实现水的循环使用而没有污水外排防止了二次污染。水泵安装在泵房中露天工作的水管均有防冻保护能够保证循环系统的正常工作。反冲洗系统由清水泵、管道、电磁阀、喷嘴和除雾器组成水源从业主的自来水管接入自动控制系统将控制反冲洗系统定期轮流对除雾器进行冲洗以保证除雾器正常工作。管道等外露设备均采取保温防冻措施。出渣系统由渣浆泵和压滤机组成渣浆泵从沉淀池池底抽取沉渣经管道流入压滤机压滤过的水分压滤机台上的沟中流入氧化池滤渣运走抛弃。电控系统由电控箱、自控箱、操作台和仪器仪表等组成采取集中控制和分散控制相结合的方式既能集中在控制台操作又能各系统就地操作。土建系统的泵房、风机房等由业主配置采暖设备水池均为露天运行在系统正常运行时不会出现结冰现象在系统长时间停止运行时水池在低温下可能冻结业主应避免在严寒时停止运行在已冻结而要启动运行时首先应对循环池采取化冻措施再逐步启动。消防设备中消防用水应由业主提供消防栓到适当位置。本工艺系统均选用质地优良、性能可靠的设备和材料能够保证脱硫除尘系统稳定、安全、可靠地运行达到业主提出的烟气排放SOmgNm烟尘mgNm及其他各项要求。系统助力<Pa七、主要设备配置序号名称型号规格单位数量备注一、脱硫除尘塔系统NFT塔内塔Φm外塔Φ座壁厚均为m除雾器m二级除雾器喷嘴JX"Lmin个º个º个其他附件套二、烟道系统进气烟道组长度待定保温出气烟道组长度待定保温防腐旁路烟道组长度待定保温风门个尺寸待定膨胀节待定烟道支撑待定其他附件套待定三、循环水系统循环水泵(防腐耐磨)UHBZKAQ、H、KW台开备主管道套长度待定保温防腐管道阀门附件套长度待定四、反冲洗系统清水泵台自来水压力>公斤可以直接冲洗电磁阀个管道及附件套待定管道保温五、浆液制备系统制浆机V=mkw台含固率六、出渣系统渣浆泵Q=mhH=mN=kw台防腐耐磨压滤机台七、电控系统电控柜套操作台个电缆及附件套待定八、土建系统八、系统运行费用、石灰、碱消耗费用:kgh元kg=元h、水消耗费用:th元t=元h、电消耗费用:kwhh元kwh=元h、人工费用(年运行小时):人元人时=元h系统小时运行费用总计:+++=元h每kgSO脱除费用:元hkgh=元kg以上运行费用计算未包括贷款利息固定资产折旧维修费用和环保奖罚等项目费用。附录一湖南湘潭南方高新技术研究院NFT塔推广应用业绩序号用户单位锅炉吨位数量(台)NFT型号运行效果湘电股份有限公司thNFTⅣ监测达标湘潭九州公司thNFTV监测达标桂林电力电容器厂thNFTV监测达标江西核工业瑞丰生化有限公司thNFTV监测达标怀化燎原节能产品厂thNFTⅣ监测达标芜湖环球化工设备有限公司thNFTV监测达标常德德海制药有限公司thNFTV监测达标娄底市钢城锅炉制造厂thNFTV监测达标赣州康明织染有限公司thNFTV监测达标花垣县四方宾馆thNFTV监测达标江西萍乡矿务局高坑发电厂thNFTV监测达标河南银鸽投资公司thNFTV监测达标岳阳厂thNFTV监测达标岳阳厂thNFTV监测达标湖北中盐宏博集团有限公司thNFTV监测达标开封东郊电厂thNFTV在建江西花鼓山煤矿发电厂thNFTV监测达标青海杰邦环保科技开发有限公司thNFTV监测达标广西钦州怡丰蓝天化工有限公司thNFTV监测达标青海杰邦环保科技开发有限公司thNFTV监测达标湘潭钢铁集团热电厂#炉thNFTV监测达标青海杰邦环保有限公司thNFTV监测达标湖北中盐宏博集团有限公司thNFTV监测达标萍乡高坑发电厂thNFTV监测达标乌鲁木齐熔热电厂thNFTV监测达标湘潭电机厂thNFTV监测达标广州市南港板业有限公司thNFTV监测达标湘潭钢铁集团热电厂#炉thNFTV监测达标临清三和纺织集团有限公司热电厂thNFTV监测达标新疆奎愉热电厂thNFTV在建谷神生物科技集团有限公司thNFTV在建德州华茂生物科技有限公司热电厂thNFTV在建山东中茂圣源纸浆有限公司热电厂thNFTV在建临沂华龙热电有限公司thNFTV监测达标山东滨化滨阳燃化有限公司thNFTV监测达标焦作市隆丰皮草企业有限公司thNFTV监测达标焦作市隆丰皮草企业有限公司thNFTV监测达标孟州市金玉米有限责任公司thNFTV监测达标孟州市金玉米有限责任公司thNFTV监测达标孟州市鑫源有限责任公司thNFTV监测达标济源金利冶炼有限公司鼓风炉NFTV监测达标济源金利冶炼有限公司烟化炉NFTV监测达标洛宁永宁金铅冶炼有限公司制酸尾气NFTV监测达标河南佳昱环保公司高温煅烧炉thNFTV在建山东淄博周北电厂thNFTV在建附录二湖南湘潭南方高新技术研究院相关证书

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