某中小型燃煤锅炉厂的除尘脱硫工艺设计.doc

某中小型燃煤锅炉厂的除尘脱硫工艺设计学 校： 吉 首 大 学 院 系：生物资源与环境科学学院 专 业： 环 境 工 程 班 级： 2006 级环境工程 姓 名： 毛 拓 学 号： 20064075001 指导老师： 史 凯 完成时间： 2008 年 12月 31日 目 录第一章绪 论41.1 工程概况41.2 国内外主流除脱硫工艺简介41.2.1 PS型燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术41.2.2 GGT一型燃煤锅炉烟气脱硫器51.2.3 湿式冲旋脱硫除尘技术51.2.4 湿式旋风除尘脱硫技术61.2.5 麻石脱硫除尘技术61.2.6 湿式石灰石/石灰一石膏法61.2.7 几种脱硫技术的综合比较71.3 国内外主流除尘工艺技术现状8第二章 设计说明92.1 设计简介92.2 废气中所含污染物种类、浓度及温度92.3 设计规模92.4 设计范围92.5 设计指标9第三章 工艺设计103.1 总体设计准则103.2 废气处理方法选择113.2.1 除尘方法选择113.2.2 脱硫工艺选择123.3 系统工艺流程123.3.1 概述123.3.2 工艺流程图123.3.3 原理说明13第四章 治理工程内容134.1 除尘工艺134.1.1 工艺描述134.1.2 主要工艺设备功能简述144.1.3 相关设计参数计算174.2 脱硫工艺184.2.1 烟气系统194.2.2 SO2吸收系统214.2.3 石灰石浆液制备系统254.2.4 石膏脱水系统264.2.5 工艺水系统284.2.6 脱硫装置、烟道及浆液管道的防腐294.3 自动控制系统29第五章 劳动定员30第六章 投资估算30第七章 效益估算317.1 工艺系统物料消耗指标：317.2 环境效益327.3 经济效益327.3.1 投入费用327.3.2 收益金额327.3.3 综合效益33第八章 后 记33参考文献及相关法规标准33附 图34第一章 绪 论1.1 工程概况中国环境污染的规模居世界首位，大城市的环境污染状况在目前是世界上最严重的，全球大气污染最严重的20个城市中有10个在中国。我国是燃煤大国，煤炭约占一次能源消费总量的76%，年约消耗煤炭10亿多吨，并且煤炭中的80%用于直接燃烧。由此带来的S02年排放量连续多年超过2000万吨。我国由燃煤引起的煤烟型污染日益严重，是世界上S02严重污染的国家之一。某些城市的空气污染程度己达到世界上发达国家上世纪50、60年代污染最严重的程度。由此不难断定，我国大气污染的特点是以煤烟型污染为主，主要污染物为粉尘、二氧化硫等，而这些污染物的来源主要是锅炉烟气。因此，对燃煤工业锅炉和电站锅炉进行除尘脱硫成为国内外科研和管理部门关注的一个热点，但一般是注重某一类型锅炉的除尘脱硫研究。本课题拟从中小型燃煤工业锅炉的除尘脱硫技术着手，主要根据国家大气污染物排放标准和锅炉房大气污染物排放标准，研究开发适合中国国情的湿法除尘脱硫技术。期望能对我国燃煤锅炉烟气除尘脱硫技术与装置的研究开发有一定参考意义。1.2 国内外主流除脱硫工艺简介燃烧后脱硫技术即对锅炉烟气进行脱硫，这是我国及世界上目前脱硫的主要方法。电厂锅炉烟气的脱硫技术由于投资高，工艺复杂，不适合中小型锅炉烟气的治理。近年来，我国科技人员针对中小型锅炉烟气的脱硫技术进行了研究，比较有影响的主要有以下几种：1.2.1 PS型燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术这种技术具有脱硫和除尘两种功能。脱硫除尘装置有两部分组成:上部为喷雾脱硫塔，下部为湿式除尘器。在脱硫塔内，烟气中的二氧化硫，被喷嘴喷出的分散的石灰浆液滴吸收，生成CaSO3和CaSO4，烟气温度由150190下降到80左右。烟气在脱硫塔内完成第一次脱硫除尘后，直接进入下部的湿式除尘器。除尘器内特殊的喷气管及喷气头使烟气在除尘器底部与贮水(灰)池进行剧烈运动，以实现高效除尘和脱硫的目的。其工艺流程见图1-1所示。主要反应式为式(1-1)和式(1-2):Ca(OH)2+S02CaSO3+HSO- (1-1)2Ca(OH)2+2S02+022CaSO4+2HSO- (2-2)主要技术指标是:脱硫率大于S0%(钙硫比1.51.6)，除尘效率90%。缺点是一次性投资较高，运行费用较高。图1-1 PS型燃煤锅炉烟气脱硫工艺流程图PS型脱硫除尘器制浆系统蒸汽烟气排烟排渣烟气排烟蒸汽制浆系统排渣PS型脱硫除尘器图1-1 PS型燃煤锅炉烟气脱硫工艺流程图1.2.2 GGT一型燃煤锅炉烟气脱硫器该技术的基本原理是:利用喷射雾状的高效脱硫除尘药剂水溶液，在对锅炉排放的烟气、粉尘进行增湿的同时，使二氧化硫得到吸收、反应、凝结于粉尘。再通过离心式旋风除尘器，使吸收了SO2的尘粒和液滴降入集尘箱，达到脱硫和提高除尘效率的目的。工艺流程见图1-2所示。在一定吸收液的碱度条件下，设备脱硫效率达60%，除尘效率达95%左右。自来水药 剂水流量计除垢剂计量泵药流量剂共用电控混合管道图1-2 GGT一型燃煤锅炉烟气脱硫工艺流程图1.2.3 湿式冲旋脱硫除尘技术基本原理是利用冲激、旋风二级除尘机制，在除尘器内部设置了冲激室和旋风室。烟气由锅炉进入冲旋室后，自上而下冲激水面，进行初次除尘，润湿烟尘，增大细微尘粒的重量。然后烟气自下而上，在除尘器上部经由导板组成的通道进入旋风室。在旋风室内自上而下沿室壁作螺旋运动，利用离心力进行二次除尘，然后由轴线向上经出口排出。在除尘过程中，烟气中的二氧化硫溶解于水，生成亚硫酸微滴，并与尘粒一起从烟气中分离出来。主要技术指标:S02去除率80%，烟尘去除率95%，阻力1100Pa。1.2.4 湿式旋风除尘脱硫技术该技术利用锅炉自身运行过程中产生的烟尘、炉渣和废水来治理烟气。基本原理是拦截碰撞、离心分离、酸碱中和反应等共同作用。在装置内，喷成雾状的吸收液与旋转进入的烟气作用，进行脱硫和除尘。然后进入文氏管装置，进一步脱硫和除尘。除尘脱硫后的烟气经脱水装置除去烟气中的液态水，净化烟气经引风机和烟囱排入大气。除尘脱硫污水进入锅炉出渣装置，一方面与炉渣中的碱性物质发生中和反应，另一方面炉渣吸附除尘脱硫污水中的尘粒，减轻沉淀水池的沉淀粉尘的负荷。主要技术指标:在吸收液不外加碱的条件下，脱硫效率50%，除尘效率95%，装置阻力9.50 m；K(2)=1.5, 9.45L9.50 m；K(3)=3, 9.40L9.45 m。计算得： t= (1266000-V)/(330001)38d、喷淋层：为使喷淋液沿整个吸收塔截面均匀分布,2层喷嘴是交错布置，每层喷嘴88个。喷嘴由SiC制成。这是一种脆性材料,但耐磨性好,且抗化学性极佳。e、搅拌器：个数：3个； f、氧化喷枪部分：位于搅拌器前；数目：三个。 4.2.2.3.2 吸收塔浆液循环泵吸收塔浆液循环泵为离心泵，泵的壳体采用球墨铸铁加橡胶衬，叶轮和入口轴套采用合金或相当材料。在泵的每个吸入端装设自动关断阀，吸入口配备滤网。吸收塔浆液循环泵参数见主要设备清单。4.2.2.3.3 氧化风机氧化风机为罗茨型。氧化风机能提供足够的氧化空气，氧化风管布置合理，使吸收塔内的亚硫酸钙充分转化成硫酸钙。氧化风机为两台，一运一备。氧化风机流量裕量为10%，压头裕量为20%。氧化风机参数见吸收系统主要设备清单。4.2.2.3.4 石膏浆液排出泵石膏浆液排出泵为离心泵，泵的壳体采用球墨铸铁加橡胶衬，叶轮和入口轴套采用合金或相当材料。设置两台石膏排出泵，一运一备。排浆泵参数见吸收系统主要设备清单。4.2.2.3.5主要设备清单序号名 称单位数量性 能1吸收塔（液柱塔）套1含全套内部装置：浆液喷浆管及喷嘴、搅拌器、氧化空气管道、除雾器及喷嘴等；2吸收塔浆液循环泵（离心式）台2外壳材质：球墨铸铁橡胶；叶片材质： A49；电机：450kW；3吸收塔搅拌器台3MUT-TSCHAMBER，德国，15 kW；4氧化风机（罗茨式）台3Aerzener,GM150S,德国254 kW,叶片材质：可锻铸铁；轴材质：合金结构钢；5石膏浆液排出泵台2离心式；叶片材质： A49；外壳材质：球墨铸铁橡胶；4.2.3 石灰石浆液制备系统4.2.3.1 工艺介绍用自卸密封罐车将成品石灰石粉(粒径为通过250目筛，筛余量小于10)通过管道送入钢制石灰石粉仓内