双碱法三废炉烟气脱硫可行性研究报告

编号河北XX化工有限公司双碱法三废炉烟气脱硫可行性研究报告新泰市XX环保设备研究所工程咨询资格证号二九年三月主要编制人员工艺总图运输设备土建电气自控仪表给水排水技术经济环境保护安全卫生审核目录1总论311概述312研究结论92改造规模及方案1021改造方案符合国家政策1022改造方案103工艺技术方案1231锅炉烟气脱硫概况1232企业目前锅炉概况1733本项目锅炉烟气脱硫技术方案1734自控技术方案234原料、辅助材料及动力供应265建厂条件及厂址方案2651建厂条件2652厂址方案296总图运输、储运、土建2961总图运输2962储运3063厂区外管网3064土建307公用工程方案和辅助生产设施3171给排水3172供电及电信3273辅助设施方案348消防3481设计依据及标准规范3482设计原则3583消防措施359环境保护3691厂址与环境现状3692执行的环境质量标准和排放标准3693本工程新增主要污染源、污染物及治理措施3794环境影响分析3895环保投资3896环保管理与监测机构3810劳动保护与安全卫生38101编制依据38102项目生产过程中职业危害因素的分析3911组织机构与人力资源配置41111工厂体制及组织机构的设置41112生产班制和定员41113人员的来源和培训4112项目实施计划42121建设周期的规划42122实施进度规划4213投资估算和资金筹措42131投资估算42132资金筹措4314财务评价43141经济技术指标4315结论4416项目招标方案45161概述45162发包方式45163招标组织形式45164招标方式比选45165本项目拟采用的招标方式说明461总论11概述111项目名称、建设单位名称、企业性质及法人项目名称双碱法三废炉烟气脱硫工程建设单位河北XX化工有限公司企业性质有限公司单位地址法人代表112可行性报告编制的依据和原则1121编制依据1中华人民共和国环境保护法2中华人民共和国大气污染防治法3火电厂大气污染物排放标准GB1322320034中石化协产发（2006）76号化工投资项目可行性研究报告编制办法、投资项目可行性研究指南、建设项目经济评价方法与参数（第三版）。5新泰市XX环保设备研究所与河北XX化工有限公司签订的双碱法锅炉烟气脱硫工程可行性研究报告编制合同书。6由河北XX化工有限公司提供的项目有关基础资料。1122编制原则1项目建设必须符合国家产业政策和发展方向。严格贯彻执行国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要、国务院关于加快发展循环经济的若干意见及关于落实科学发展观加强环境保护的决定和国家发展和改革委员会关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知精神及国家标准、规范、政策。2走新型工业化发展道路，大力推进节能降耗，以技术创新为动力，以项目实施为基础，实现“十一五”期间废气、废弃物减排的目标；3考虑河北XX化工有限公司的实际情况和建设要求，采用技术先进可靠、高效环境治理的成熟技术，力求做到环保治理技术先进、设备配置先进可靠、不影响原装置的稳定操作、产品质量符合有关标准。在确保治理效果的前提下，尽量减少占地、降低运行费用和一次性投资；4项目建设与生产同时进行，尽量做到不影响正常生产。充分利用现有的生产设备、公用工程、辅助工程、生活福利设施和人员的有利条件，节约投资，加快建设进度；5严格执行环境保护、消防、安全工业卫生法规，落实“三废”处理和安全卫生措施，使项目实施后，各项指标符合国家和企业安全卫生要求，企业在获得经济效益的同时，产生良好的社会效益。注重采取环境保护措施，努力避免产生新的污染源。执行化工建设项目环境保护设计规范，注重采取环境保护措施，环保工程与工艺装置同步设计、同步施工和同步投产；6厂区总体规划布局、车间的平面布置及生产配套设施，执行危险化学品安全管理条例（国务院令第344号）、安全生产许可证条例（国务院令第397号）的有关规定和要求。7项目建设必须符合企业的整体发展规划。充分利用公司现有生产装置、公用工程、辅助工程、生活福利设施和人员的有利条件，节约投资，加快建设进度。在满足生产工艺要求的前提下，严格控制辅助设施的建设规模。8根据地方和行业基价表，结合企业的实际情况，实事求是地编制工程投资估算。113项目提出的背景、必要性1131企业概况河北XX化工有限公司原名为河北景县化肥厂，始建于1975年，2004年改制后更名为河北XX化工有限公司；座落于景县龙华镇，占地180000M2,其中建筑面积42000M2。现有工程技术人员75人，拥有资产总值58亿元。该厂现有合成氨装置生产能力26万吨/年，两套生产能力共计35万吨/年尿素装置及其配套的公用工程及辅助工程，企业产品“素雪”牌尿素被河北省技术监督局认定为“质量信得过产品”，畅销河北、山东、安徽、江苏、河南、四川、内蒙、东北三省及京津等十几个省区。XX公司作为氮肥行业清洁生产单位，全面树立和落实以人为本、全面协调可持续的科学发展观，坚持把节能降耗环境治理放在首位，按照“减量化、再利用、资源化”的原则，从源头治理着手，提高资源综合利用水平，大力发展循环经济，实现“资源消耗低，环境污染少”的目标，以提高清洁生产水平为核心，从技术、管理等方面采取综合措施，加快推行清洁生产型企业建设，促进了企业的可持续和谐发展。1132项目提出的背景、投资必要性和意义1项目提出的背景1可持续发展的战略要求我国是一个人均资源拥有量很少的国家，环保问题已严重阻碍了我国经济的发展和企业效益的提高。资源与环境问题、人口问题已被国际社会公认是影响21世纪可持续发展的三大关键问题。新中国成立后特别是改革开放以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的巨大成就，但是，我们在资源和环境方面也付出了巨大代价。经济增长方式粗放，资源消耗高，浪费较大，污染严重，能源紧缺与环境污染已成为制约我国经济与社会进一步发展及人民生活与健康水平进一步提高的重大因素。党的十六届五中全会提出“要加快建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济，加大环境保护力度，切实保护好自然生态，认真解决影响经济社会发展特别是严重危害人体健康的突出的环境问题，在全社会形成资源节约的增长方式和健康文明的消费模式”。因此，企业必须转变经济增长方式，大力推行清洁生产工厂建设。2行业发展的需要合成氨工业是一项基础化学工业，在化学工业中占有很重要的地位。中国合成氨生产企业中小型居多，生产规模小，大部分产汽锅炉没有采取脱硫措施。我国年排放的SOJ近2000万吨，造成的经济损失超过1000亿元，国家国民经济和社会发展“十一五”规划纲要中，把SO2排放总量减少10作为刚性指标，根据现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五”规划，“十一五”期间现有火电厂需安装烟气脱硫设施213亿千瓦。因此，烟气脱硫行业将迅速发展，市场空间巨大，研制和推广自主知识产权的烟气脱硫技术已刻不容缓。本项目针对河北XX化工有限公司两台50吨/H三废混燃锅炉的特性，应用常见易得的石灰以及纯碱，采用喷雾增湿降温、烟气均匀分布等原创技术，即“双碱法烟气脱硫除尘技术”，提高脱硫剂活性，实现脱硫剂与SO2均匀分布，增加碰撞几率，投资及运行费用低，脱硫效率达90以上，系统运行稳定，副产物可资源化。该项目拥有自主知识产权，全部设备国产化，符合中国国情。本项目的实施顺应了我国目前烟气脱硫技术和设备国产化的紧迫形势，对于缩短与国际领先技术的差距具有十分重要的现实意义。3企业发展的需要河北XX化工有限公司现有生产能力为年产氨醇26万吨，年产尿素35万吨；现有的锅炉均无专用脱硫装置，虽也采取了部分脱硫措施，但始终没有达到理想效果，如果因为其烟气中污染物排放超标而停产，将造成不可估量的损失，因此提出对公司现有的两台50T/H三废流化混燃锅炉烟气增上脱硫装置是符合时代发展和国家环保要求的，项目的实施就更有必要。4企业的社会责任保护环境是全社会的共同责任，也是企业生存发展的需要，更是企业重要的社会责任。作为氮肥行业清洁生产企业，为贯彻落实国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要，实现SO2排放总量减少10目标责任，XX公司已与景县人民政府签署了“十一五”污染物减排目标。必须大力实施节能技术改造，加大投入，用先进适用技术改造或新建环境治理装置，降低污染物排放，确保“十一五”期间实现污染物减排目标的实现。目前节能减排是中国经济生活中的一个重点，胡锦涛同志在十七大报告中提出，要坚持节约资源和保护环境的基本国策，建设资源节约型、环境友好型社会。河北XX化工有限公司的领导层深深意识到了节能减排的经济效应和社会责任，始终把这项工作作为重点来抓。公司将通过加大技术改造、加强生产管理、加大环保投入、加强环保宣传教育等措施推进节能减排目标的落实，在实现经济效益的同时，实现人与环境的和谐发展，将公司建设成安全型、节约型、环保型的绿色化工企业。2项目投资必要性和意义河北XX化工有限公司是生产合成氨、尿素的行业，基础原料为煤，电力消耗也较高，属能耗高、污染物排放量大的企业，因此在环境治理方面面临着一定的压力，但是也存在着较大的环境治理空间。公司一直对环保工作比较重视，近几年先后投资了7500余万元建设了两台产汽量为50吨/H三气锅炉、全厂放空气回收；尿素解吸废液及甲醇残液回收的综合利用工程；水处理系统改造工程，全厂稀氨水、工艺冷凝液、排污油水回收改造；年产12万吨氨醇醇烃化替代铜洗精制原料气工程；新建每小时废水80M3末端全厂污水处理站等环保系统。为了达到环境综合治理，本着源头治理、综合回收利用，公司决定对生产系统两台产汽量为50吨/H的三废流化混燃锅炉烟气，采用先进成熟的双碱法锅炉烟气脱硫技术，各增上一套脱硫装置，以达到减少污染物排放的目的。该项目的实施必将产生较好的经济效益和显著的社会效益、环境效益。此次改造主要通过下列方式进行采用双碱法脱硫技术，对两台产汽量为50吨/H的三废流化混燃锅炉烟气中的SO2进行脱除，最终达到两台产汽量为50吨/H三废流化混燃锅炉烟气中的SO2排放量低于国家标准排放值，年节减排SO2336吨。114关键技术双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石灰石法烟气脱硫容易结垢、需要循环水量大、能耗高以及氨法脱硫脱硫剂易挥发容易形成二次污染和氨法脱硫的生成物亚硫酸铵氧化困难、硫酸铵水溶液需用蒸汽加热蒸发变为产品硫酸铵结晶而消耗蒸汽等缺点而发展起来的，钠钙双碱法（NA2C03COH2）用纯碱启动、钠碱吸收S02、石灰再生，再生后吸收液循环使用。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H和HSO3；然后H与溶液中的OH中和反应，生成盐和水，促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下2NAOHSO2NA2SO3H2ONA2SO3SO2H2O2NAHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是CAOH2进行再生，再生反应过程如下CAOH2NA2SO32NAOHCASO3CAOH22NAHSO3NA2SO3CASO31/2H2O1/2H2O存在氧气的条件下，还会发生以下反应CAOH2NA2SO31/2O22H2O2NAOHCASO4H2O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、出售。再生的NAOH可以循环使用。湿式双碱法脱硫是一种低成本、高效率的脱硫方法。在本工艺中，由于消耗的是石灰，与使用氧化镁、氨水相比，运行成本较低，同时由于直接发生反应的是NAOH和NA2CO3，提高了反应速度与效率，大大减少了持液量，同时，由于直接脱硫剂是碱性强、反应活性好的NAOH，因此据相关资料和相关实验得知，脱硫效率最高可达95甚至更高。用NAOH脱硫，循环水基本上是NAOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术，具有广泛的市场前景。本工程的关键技术是BCT型玻璃钢除尘脱硫设备，该脱硫设备吸收了各类除尘脱硫设备的优点，克服存在的弊病，使其尽可能结构简单，造价低，不需管理维修，运行费用少，而且十年内均可满足环保排放要求。BCT型除尘脱硫设备，系针对BWC型水膜除尘器技术未被突破和脱硫效率低的现状，应广大用户的迫切要求，研制成功的一种除尘脱硫效率高、自控性能优越、操作简单的新型除尘脱硫设备，并获得了国家专利，专利号为ZL032453205。BCT型除尘脱硫设备保留了水膜除尘器的结构、采用圆形阻力小、装配紧凑、占地面积小、施工安装方便、净化效率高、允许入口含尘浓度高、允许风量大、能净化湿度大且具有一定粘性的粉尘而不致堵塞，以及用水量小等长处，彻底更新了自控系统的给水管路，技术性能先进、功能可靠、运行稳定。115经济效益和社会效益本工程采用双碱法烟气脱硫技术，对两台产汽量为50吨/H三气流化混燃锅炉烟气中的SO2进行脱除，可使锅炉烟气中的SO2含量由415/NM3将至98/NM3，烟尘含量由176/NM3将至46/NM3，每年（年操作天数按350天计）可减少向大气排放SO2的量为336吨，年减排烟尘2184吨，并可副产CASO42H2O干基约1216吨。环保效益明显。实施该项目需投入总资金430万元。该项目建成投产后年可减少向大气排放SO2约336吨，年减排烟尘2184吨，并每年副产CASO42H2O干基约1216吨。综上所述，XX公司以技术创新为动力，以项目实施为基础，利用先进成熟的技术成果对两台产汽量为50吨/H的三废流化混燃锅炉烟气中的SO2进行脱除，将为社会和企业创造良好的环保效益，符合公司和社会的发展要求，对增强企业核心竞争力，提高经济效益有着积极的意义，同时可从源头上削减二氧化硫和烟尘的排放，改善周边环境，因此项目的实施是必要的和必需的。116可行性研究报告研究范围1项目建设的意义和必要性；2改造规模及方案；3工艺技术方案和设备选择；4原料、辅助材料及动力的供应；5建厂条件及厂址方案项目的环境保护、劳动安全和卫生评估；6总图运输、储运、土建；7公用工程方案和辅助生产设施；8节能计算；9消防；10环境保护及治理措施；11劳动安全和安全卫生；12组织机构与人力资源配置；13项目实施计划；14投资估算及资金筹措；15财务评价；16结论；17项目招标方案。12研究结论通过各方面分析，本可行性研究报告认为1本项目的建设符合国家产业政策、节能政策和国家“十一五”发展规划。2项目建设单位具备良好的基础条件和外部环境，本项目可依托公司现有资源，结合生产现状，进行节能改造。3本项目拟采用的节能技术先进适用、成熟可靠、经济合理。4因本项目为纯环保工程，主要技术经济指标无法估算，但其社会和环保效益可观。因此，项目的实施是必要的和必需的。2改造规模及方案21改造方案符合国家政策开展清洁生产保护环境，是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源，改善环境，提高经济效益，促进经济增长方式由粗放型向集约型、清洁型转变，实现资源优化配置和可持续发展都具有重要的意义。“十一五”规划纲要中，把SO2排放总量减少10作为刚性指标，党的十六届五中全会提出“要加快建设资源节约型、环境友好型社会，大力发展循环经济，加大环境保护力度，切实保护好自然生态，认真解决影响经济社会发展特别是严重危害人体健康的突出的环境问题，在全社会形成资源节约的增长方式和健康文明的消费模式”。胡锦涛同志在十七大报告中提出，要坚持节约资源和保护环境的基本国策，建设资源节约型、环境友好型社会。综上所述，河北XX化工有限公司拟实施的“两台产汽量为50吨/H锅炉烟气SO2脱除项目”符合国家节能减排和环境治理政策、规划要求。22改造方案此次改造主要通过下列方式进行采用双碱法脱硫技术，对两台产汽量为50吨/H的三废流化混燃锅炉烟气中的SO2进行脱除，最终达到两台产汽量为50吨/H三废流化混燃锅炉烟气中的SO2排放量低于国家标准排放值，年节减排SO2336吨，年减排烟尘2184吨。双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石灰石法烟气脱硫容易结垢、需要循环水量大、能耗高以及氨法脱硫脱硫剂易挥发容易形成二次污染和氨法脱硫的生成物亚硫酸铵氧化困难、硫酸铵水溶液需用蒸汽加热蒸发变为产品硫酸铵结晶而消耗蒸汽等缺点而发展起来的，钠钙双碱法（NA2C03COH2）用纯碱启动、钠碱吸收S02、石灰再生，再生后吸收液循环使用。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H和HSO3；然后H与溶液中的OH中和反应，生成盐和水，促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下2NAOHSO2NA2SO3H2ONA2SO3SO2H2O2NAHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是CAOH2进行再生，再生反应过程如下CAOH2NA2SO32NAOHCASO3CAOH22NAHSO3NA2SO3CASO31/2H2O1/2H2O存在氧气的条件下，还会发生以下反应CAOH2NA2SO31/2O22H2O2NAOHCASO4H2O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、出售。再生的NAOH可以循环使用。湿式双碱法脱硫是一种低成本、高效率的脱硫方法。在本工艺中，由于消耗的是石灰，与使用氧化镁、氨水相比，运行成本较低，同时由于直接发生反应的是NAOH和NA2CO3，提高了反应速度与效率，大大减少了持液量，同时，由于直接脱硫剂是碱性强、反应活性好的NAOH，因此据相关资料和相关实验得知，脱硫效率最高可达95甚至更高。用NAOH脱硫，循环水基本上是NAOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术，具有广泛的市场前景。本工程的关键技术是BCT型玻璃钢系列除尘脱硫设备，就是吸收了各类除尘脱硫设备的优点，克服存在的弊病，使其尽可能结构简单，造价低，不需管理维修，运行费用少，而且十年内均可满足环保排放要求。BCT型除尘脱硫设备，系针对BWC型水膜除尘器技术未被突破和脱硫效率低的现状，应广大用户的迫切要求，由该研究所攻关研制成功的一种除尘脱硫效率高、自控性能优越、操作简单的新型除尘脱硫设备，并获得了国家专利，专利号为ZL032453205。BCT型除尘脱硫设备保留了水膜除尘器的结构、采用圆形阻力小、装配紧凑、占地面积小、施工安装方便、净化效率高、允许入口含尘浓度高、允许风量大、能净化湿度大且具有一定粘性的粉尘而不致堵塞，以及用水量小等长处，彻底更新了自控系统的给水管路，技术性能先进、功能可靠、运行稳定。3工艺技术方案31锅炉烟气脱硫概况由于大气污染日益严重，国家环保局修订了GB132712001锅炉大气污染物排放标准，对烟尘和SO2排放制订了更严格的排放要求，因此一些老式除尘脱硫设备已不能满足环保要求，所以选择除尘脱硫设备要特别慎重。目前锅炉烟气脱硫工艺有以下几种，湿法烟气脱硫工艺；半干法烟气脱硫工艺；烟气循环流化床脱硫工艺；干法脱硫工艺；NID半干法脱硫工艺。选择除尘脱硫工艺设备时应考虑的因素如下1含尘气体的物理、化学性质，如化学成份、腐蚀、温度、湿度、含尘浓度以及气体量和它的波动范围等。2粉尘的物理、化学性质，如化学成份、比重、分散度、腐蚀性、吸水性、比电阻、粘结性、纤维性和爆炸性。3了解脱硫除尘器的阻力和对入口气体、含尘浓度、粉尘粒度的适用范围，对净化后排出气体的允许含尘浓度、温度和湿度的要求。4确定脱硫除尘器装配型式，了解脱硫除尘器外形尺寸。311脱硫方案的比较和选择理由3111氨法脱硫1工艺原理以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础SO2H2OXNH3NH4XH2XSO3（1）得到亚硫酸铵中间产品，亚硫酸铵再进行氧化NH4XH2XSO31/2O22XNH3NH42SO4（2）2工艺流程锅炉引风机（或脱硫增压风机）来的烟气，经换热降温至100左右进入脱硫塔用氨化液循环吸收生产亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾净化入再热器（可用蒸汽加热器或气气换热器）加热至70左右后进入烟囱排放。脱硫塔为喷淋吸收塔是专利设备，主要引用在湿式石灰石/石膏脱硫中常用的结构，在反应段、除雾段增加了相应的构件增大反应接触时间。吸收剂氨水（或液氨）与吸收液混合进入吸收塔。吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液，再将硫酸铵溶液泵入过滤器，除去溶液中的烟尘送入蒸发结晶器。硫酸铵溶液在蒸发结晶器中蒸发结晶，生成的结晶浆液流入过滤离心机分离得到固体硫酸铵含水量23，再进入干燥器，干燥后的成品入料仓进行包装，即可得到商品硫酸铵化肥。氨法脱硫技术特点1）完全资源化变废为宝、化害为利氨回收法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥（也可根据当地的条件副产其它产品），不产生任何废水、废液和废渣二次污染，是一项真正意义上的将污染物全部资源化并且符合循环经济要求的技术。2）脱硫副产物价值高因为氨法脱硫是回收法，副产高附加值的产品，可使氨增值，所以氨法脱硫的运行费用小，煤中含硫量愈高，运行费用愈低。原料来自于化肥产品又回到化肥，既不影响化肥的总量供应又改善了国内化肥品种的结构。依托我国庞大的化肥工业、化害为利。氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程，每吸收1吨二氧化硫需消耗05吨氨并可生产2吨硫酸铵。3）装置阻力小方便锅炉系统配置，节省运行电耗。利用氨法脱硫的高活性，液气比较常规湿法脱硫技术降低，脱硫塔的阻力仅为850PA左右，无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000PA左右；配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也仅在1250PA左右。因此，氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力，大多无需新配增压风机；即便原风机无潜力，也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50以上,循环泵的功耗降低了近70。4）脱硫装置可靠运行方便、高效、脱硫效率高氨法为气液两相反应，反应物活性强，具有较大的化学反应速率，脱硫剂及脱硫产物皆为易溶性的物质，装置内脱硫液皆为澄清的溶液无积垢无磨损。所以，氨法更容易实现PLC、DCS等自动控制，操作控制简单易行；脱硫效率可稳定在90以上（有特别要求时可稳定在95以上）。其次，氨法采用了先进的重防腐技术，并选用可靠的材料和设备，使装置可靠性高达985，日常维护量少，且节约维修费用。5）装置设备占地小便于老锅炉改造氨法脱硫装置无需原料预处理工序，脱硫副产物的生产过程相对也较简单，；且处理量较少（每吸收1吨二氧化硫产生2吨的硫酸铵），设备选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关，50T/H1000T/H的锅炉占地在150M2500M2左右；脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关，但相关系数不大，整个硫铵工序正常占地在500M2内。与钙法脱硫技术比较，占地节省50以上。6）既脱硫又脱硝适应环保更高要求氨法脱硫的吸收剂为氨，氨对NOX同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有还原作用，所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的，减轻温室效应。4但氨法脱硫也存在以下的技术问题1）、氨的挥发氨法脱硫的脱硫剂在常温常压下是气体，是易挥发的，而后者是固体，是不挥发的。因此，氨法脱硫需要解决氨的挥发问题，防止氨随脱硫尾气溢出损失，需要防止形成二次污染。2）、亚硫酸铵氧化困难向亚硫酸铵水溶液中鼓入空气直接氧化，便可得到硫酸铵。但亚硫酸铵氧化和其他亚硫酸盐相比明显不同，NH4对氧化过程有阻尼作用。NH4显著阻碍O2在水溶液中的溶解。当盐浓度小于05MO1/L（约5WT）时，亚硫铵氧化速率随其浓度增加而增加，而当超过这个极限值时，氧化速率随浓度增加而降低。3）、硫铵结晶存在的问题硫铵在水溶液中的饱和溶解度随温度变化不大，结晶析出硫铵的方法一般采用蒸发结晶，消耗额外蒸汽。因此，如何控制过程的工艺条件使硫铵饱和结晶从而降低能耗是该方法的第三个技术关键。3112石灰石湿法烟气脱硫工艺该法是用石灰浆吸收烟气中的SO2，反应原理如下脱硫过程CAOH2SO2CASO31/2H2O1/2H2OCASO31/2H2O1/2H2OSO2CAHSO32氧化过程2CASO31/2H2O2O23H2O2CASO42H2OCAHSO321/2O2H2OCASO42H2OSO2石灰湿法烟气脱硫工艺较为成熟，脱硫效率较高，但在此过程中生成的CASO42H2O即石膏比较容易在喷嘴、管道上结垢，堵塞喷嘴和管道，这也是一个世界性的难题。理想的解决结垢堵塞的方法是将脱硫塔设计成接近空塔，防止脱硫塔堵塞；喷嘴设计成在正常生产时可拆卸，定期（3个月）拆卸清堵；在脱硫泵和喷嘴之间采用PPR或内衬胶管来防腐和防止管道结垢，其余部分采用明沟等方式防结垢。同时其采用控制PH值延缓CASO42H2O在管道中沉淀，并使CASO42H2O在沉淀池中加速沉淀的方法防止管道结垢堵塞。该工艺理论上可行，但工业化应用业绩很差，达不到要求。3113石灰干法烟气脱硫工艺石灰干法烟气脱硫工艺的反应原理和湿法相同，不同的是湿法采用石灰浆吸收烟气中的SO2，而干法使用的石灰粉吸收烟气中的SO2。与石灰湿法脱硫工艺相比，石灰干法烟气脱硫虽然解决了喷嘴和管道堵塞问题，但脱硫效率较低，最高只能达到90，而且占地面积比较大，投资和运行费用也很高。3114双碱法脱硫双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石灰石法烟气脱硫容易结垢、需要循环水量大、能耗高的缺点而发展起来的，钠钙双碱法（NA2C03CAOH2）用纯碱启动、钠碱吸收S02、石灰再生，再生后吸收液循环使用。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H和HSO3；然后H与溶液中的OH中和反应，生成盐和水，促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下2NAOHSO2NA2SO3H2ONA2SO3SO2H2O2NAHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是CAOH2进行再生，再生反应过程如下CAOH2NA2SO32NAOHCASO3CAOH22NAHSO3NA2SO3CASO31/2H2O1/2H2O存在氧气的条件下，还会发生以下反应CAOH2NA2SO31/2O22H2O2NAOHCASO4H2O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、出售。再生的NAOH可以循环使用。312脱硫方案的确定由于该项目是在原两台产汽量为50T/H的三废流化混锅炉的基础上，增加两套锅炉烟气脱硫装置，为了便于统一管理，装置工艺技术方案的选择尽量吻合现有装置。本可研在总结国内各种锅炉烟气脱硫工艺技术的特点上，最终确定采用双碱法锅炉烟气脱硫工艺技术。32企业目前锅炉概况河北XX化工有限公司两台产汽量为50T/H的三气流化混燃炉，其烟气经燃烧炉后经组合除尘器除尘后，再经余热锅炉后的水膜除尘后，通过30米高的烟囱放空。321工艺流程简述烟气流程造气产生的废渣、废灰、废气和提氢来的可燃气体（也可用也可不用）及部分无烟煤沫，同时在混燃炉内燃烧，产生的高温烟气经组合除尘器除尘后进入蒸汽过热器，然后进入余热锅炉，再入省煤器及空气预热器，后经水膜除尘器除尘后由引风机送入经烟囟放空。组合式除尘器除尘的细灰落入下部水封。汽水流程脱盐水岗位来的除氧水，经给水泵提压后进入省煤器，提高温度后进入余热锅炉，经对流管束换热后产生汽化，进入上锅筒，经汽水分离后，进入蒸汽过热器，控制蒸汽温度430450，经主汽阀输出，供下岗位及汽轮机使用。322现有50T/H锅炉主要设备表31现有50T/H锅炉装置主要设备序号设备名称规格型号单位数量备注1三废流化混燃炉852816800台各1共2台2余热锅炉Q170/100050382/450台各1共2台3组合式除尘器625016800台各1共2台4烟囱250035000台各1共2台5一次风机919NO16D台各1共2台6二次风机926NO112D台各1共2台7锅炉给水泵DG85678台3共3台8螺旋给煤机LGG15台各1共2台9引风机Y473NO22D台各1共2台10水膜除尘器3900/340018500台各1共2台33本项目锅炉烟气脱硫技术方案331方案制定的原则我们设计方案遵循以下几条原则1、适用于燃煤及水煤浆锅炉的除尘脱硫项目。2、保证除尘脱硫效果，排放标准达标。3、本技术方案采用湿式氨法脱硫技术，技术成熟可靠，经济合理。4、技术有较大的适用性，可根据不同工况条件进行调整。5、最大限度的降低制造成本。6、在不增加操作人员任何操作程序的前提下最大限度的降低运行成本。7、保证设备运行安全、可靠基本实现无故障运行。332双碱法脱硫1、双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石灰石法烟气脱硫容易结垢、需要循环水量大、能耗高的缺点而发展起来的，钠钙双碱法（NA2C03CAOH2）用纯碱启动、钠碱吸收S02、石灰再生，再生后吸收液循环使用。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H和HSO3；然后H与溶液中的OH中和反应，生成盐和水，促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下2NAOHSO2NA2SO3H2ONA2SO3SO2H2O2NAHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是CAOH2进行再生，再生反应过程如下CAOH2NA2SO32NAOHCASO3CAOH22NAHSO3NA2SO3CASO31/2H2O1/2H2O存在氧气的条件下，还会发生以下反应CAOH2NA2SO31/2O22H2O2NAOHCASO4H2O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、出售。再生的NAOH可以循环使用。2、钠、钙双碱法脱硫工艺流程叙述将钠钙碱液用泵打入FRP复合材料的除尘脱硫设备中，以含NA2CO3的循环水为吸收剂，根据煤的全硫分含量及烟气中SO2浓度确定NA2CO3，通过特殊的喷头，使吸收剂雾化，烟气和雾化后的吸收剂在反应板上充分混合、接触，SO2与NA2CO3发生化学反应，生成易溶于水的NA2SO3及NAHSO3，完成脱硫反应。在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水稀灰浆。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除，并可以回收，是生产水泥的良好原料。因此可做到废物综合利用，降低运行费用。3、钠、钙双碱法脱硫的性能特点湿式双碱法脱硫是一种低成本、高效率的脱硫方法。在本工艺中，由于消耗的是石灰，与使用氧化镁、氨水相比，运行成本较低，同时由于直接发生反应的是NAOH和NA2CO3，提高了反应速度与效率，大大减少了持液量，同时，由于直接脱硫剂是碱性强、反应活性好的NAOH，因此据相关资料和相关实验得知，脱硫效率最高可达95甚至更高。用NAOH脱硫，循环水基本上是NAOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术，具有广泛的市场前景。本工程的关键技术是BCT型玻璃钢系列除尘脱硫设备，就是吸收了各类除尘脱硫设备的优点，克服存在的弊病，使其尽可能结构简单，造价低，不需管理维修，运行费用少，而且十年内均可满足环保排放要求。BCT型除尘脱硫设备，系针对BWC型水膜除尘器技术未被突破和脱硫效率低的现状，应广大用户的迫切要求，由该研究所攻关研制成功的一种除尘脱硫效率高、自控性能优越、操作简单的新型除尘脱硫设备，并获得了国家专利，专利号为ZL032453205。BCT型除尘脱硫设备保留了水膜除尘器的结构、采用圆形阻力小、装配紧凑、占地面积小、施工安装方便、净化效率高、允许入口含尘浓度高、允许风量大、能净化湿度大且具有一定粘性的粉尘而不致堵塞，以及用水量小等长处，彻底更新了自控系统的给水管路，技术性能先进、功能可靠、运行稳定。4烟气脱硫主要设备选择本工程选择的主要设备脱硫塔适用于各类型燃煤、燃油锅炉以及冶金、矿山、煤炭、化工、铸造、陶瓷、建材、电力等行业的烟气净化，净化非纤维性、非水凝性的温度不高于300含尘气体的除尘脱硫。具体有以下特点1）、耐高温BCT系列玻璃钢除尘脱硫器，其主体采用改性耐高温高性能树脂基复合材料。普通树脂复合材料制品耐温性能较差，不适合作除尘器的主体材料，是最近研制的耐高温改性树脂基复合材料，属国内首创。2）、耐酸碱腐蚀，抗老化，轻质高强，使用寿命长由于采用了树脂复合材料这一广普耐腐蚀材料，并对其进行了耐高温的改性处理，并且设备主体使用大型缠绕设备一次成型，大大增加了设备强度，使BCT系列除尘脱硫器具备了高强度、耐腐蚀等性能，在正常规范操作的情况下维修率几乎为零。聚酯的衰变系数一般为1020年，玻璃钢除尘脱硫器是其它耐高温材料的有机结合体，并综合考虑了除尘器的其它性能，玻璃钢除尘器除具备耐高温、耐腐蚀这一特性外，设备进口内还加上了耐磨层，大大提高了除尘脱硫器的使用寿命。3）、结构采用分体组合式，方便了运输与安装BCT型除尘脱硫器在结构上进行科学合理的分体式设计，这种新颖精巧的结构方便了用户的运输及安装，节省了人力物力和日常维护保养。4）、科学独特的叶轮脱水器，节能降耗，利用离心力原理脱水，叶轮脱水设备，不用动力能源，设备内无运动性零部件，从而提高了运行可靠性和稳定性，降低了损耗，减少维护成本。5）、设备扩散室内液气接触的比面积大，除尘脱硫效率高，实验证明液气比L/G04KGM3，脱硫效率可达90以上。6）、设备除尘脱硫一体化，耗水量小，可采用氢氧化钠、工业碱性废水或炉渣水、锅炉排污废水作脱硫剂，不仅节约能源，而且无第二次污染。7）、BCT型玻璃钢除尘脱硫器适用于50吨/小时以下的蒸汽或热水锅炉的除尘脱硫，效果均达到国家大气污染物排放标准。8）、本产品为湿式，水与气充分交换，微小的尘粒通过水雾吸附下来，排出的水经过沉淀封闭循环使用，一方面节约水资源，另一方面防止水流入下水道，造成二次污染。9）、该产品为分体式组装成型，方便运输、安装，便于升级改造，实现多级除尘脱硫。10）、该产品结构严密，具有良好的密封性能和耐腐蚀性能，且造价低，使用寿命长。11）、采用了先进的喷淋水膜技术，提高了喷淋效率，节约了循环水量。12）、对烟气的总量和烟气中的SO2浓度，波动适应性强，适应于098的煤中含硫量。13）、具有先进的除尘脱硫性能，解决了各种应用旋风原理工作，除尘器因锅炉负荷下调造成除尘效率降低的特点。5同类产品的技术水平对比一般燃煤工业锅炉排烟都含有较多的硫化物、氮氧化物等有害气体，遇水化合后形成腐蚀性强的酸性液体，对金属部件有较强的腐蚀能力，对麻石中含有的钙、镁、铁等成分也会逐渐引起化学反应，逐步腐蚀麻石的内部，破坏麻石结构，使其层层浸蚀剥落。由于受高速烟气冲刷，形成沟或麻坑，高低不平，形不成水膜，影响除尘效果，增加维修难度，从而降低了除尘器的使用寿命。并且麻石除尘器的砌缝不严容易造成漏风系数过高，造成风压风量不足，影响系统的正常运行。金属除尘器由铁板或不锈钢板材组成，内衬铸石，耐酸胶泥防腐，但两者加热后膨胀系数不同，粘接不牢固，铸石高温后遇水容易击碎、脱落而降低设备使用寿命。而BCT系列玻璃钢除尘脱硫器则完全采用符合条件要求的玻璃钢树脂制作，完全克服了以上不足。6、结构特征、工作原理烟气由塔底进风口进入脱硫塔，由于塔板叶片的导向作用而旋转上升，并在塔板上将逐板下流的浆液喷成几十微米的细雾滴，使气液间接触面积急剧增大（比水膜除尘器的气液接触面积增大几百至上千倍）。液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2被碱性液体吸收（脱硫）的效果好。旋流板塔由于特殊的内部结构设计，决定了它是一种高效通用型传质设备，具有通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率高等优点，其综合性能优于国内外普遍使用的湿法烟气脱硫除尘装置。为了保证本设备的耐腐蚀性，采取了玻璃钢主体防腐措施（内部配件选用玻璃钢或进口不锈钢制作）。333双碱法脱硫工程的主要设备表32双碱法脱硫工程的主要设备序号设备名称规格型号单位数量备注1脱硫塔300011000台12玻璃钢耐腐蚀泵100FSZ37台43搅拌机台14循环水泵50FS25台25曝气风机台26石灰乳投加槽台17碱液制备槽台18沉淀池出渣机套29PH值控制仪套110板式压滤机台1334主要技术经济指标表33主要技术经济指标序号内容单位参数备注1主要设备BCT脱硫塔2规格M30110初步设计，内径高度3处理烟气量NM3/H10万2可根据实际煤种作适当的调整4进口烟气含硫量MG/NM3415同上5烟道出口温度1051256脱硫效率907SO2排放浓度MG/NM3988烟尘排放浓度MG/NM3469正常运行时的脱硫剂NOH清液PH91210洗涤塔阻力PA85011循环水量M3/H1202要尽可能减少供液管道的结垢，也可再加大用水量，具体供液量按要求定12循环水压力MPA025335脱硫工艺技术条件的确定1、烟气参数（1）进脱硫塔烟气量100000NM/H2（2）进脱硫塔烟气中SO2含量415/NM（3）进脱硫塔烟气中烟尘含量176/NM2、设计指标要求（1）脱硫塔出口烟气中的SO2含量98/NM（2）脱硫塔出口烟气中的烟尘含量46/NM34自控技术方案341自控设计范围本设计范围包括河北XX化工有限公司两台50T/H锅炉的烟气脱硫装置的相关仪表改造的自控设计。342设计标准及规定本设计按国家和原化工部颁发的有关设计规定、规范、标准进行设计，采用的主要标准有过程检测和控制系统用文字代号和图形符号HG/T205052000分散型控制系统工程设计规定HG/T205732000爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892自动化仪表选型规定HG/T205072000控制室设计规定HG/T205082000仪表供电设计规定HG/T205092000仪表供气设计规定HG/T205102000信号报警连锁系统设计规定HG/T205112000可燃气体检测报警使用规范SY65032000343设计原则根据生产特点及工艺要求，结合目前国内行业控制技术的发展趋势，从可靠性、实用性及先进性为原则，确定仪表设备选型。本工程的自控设计遵循技术先进、投资合理、产品质量稳定、生产管理集中的原则。344控制方案根据工艺装置的规模、工艺流程的特点及操作上的要求，由于该项目为锅炉烟气脱硫项目，为了更好达到脱硫效果，本设计采用集散控制系统对系统后的工艺参数将在CRT上进行显示、记录、控制和报警，从生产装置的实际情况考虑，调节回路均采用可靠适用的调节系统。对于生产过程的越限变量，设置声光信号报警。危险场所依照电气专业的划分，本设计在危险场所的仪表，满足电气专业爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892的要求。对具有强腐蚀和高粘稠性的工艺介质，本设计在接触介质的检测元件和调节阀的材质与结构方面以及仪表安装都作了相应的考虑。本装置中还存在可燃性气体，所以还需按照要求，在可燃气体存在的区域设立可燃气体探测器，现场的一次仪表还必须是隔爆或本安型仪表。345仪表选型考虑到该项目的特殊性及生产环境，现场一次仪表以电动型隔爆仪表为主，辅之以其他相应的仪表，有腐蚀性介质的地方还必须选取用防腐蚀材料。1温度测量集中测量时，高温选用隔爆型热电偶，分度号为K，低温选用隔爆型热电阻，分度号为PT100。就地测量时，选用双金属温度计。检测元件配有与其工艺管道的材质相应的保护套管。2压力测量集中测量时，采用本安型压力变送器。就地测量时，根据不同的工艺介质，分别选用不锈钢压力表、氨用压力表及隔膜式压力表。与介质接触部分材质和工艺管道的材质一致。3流量测量根据工艺操作的不同要求，在无震动的地方选用旋涡流量计，有震动的地方采用角取标准孔板或高压孔板及金属浮子流量计等流量仪表。4液位测量对易结晶、强腐蚀性的工艺介质，选用本安型法兰式差压变送器，一般工艺介质选用差压变送器，现场液位选用磁翻柱液位计。5自动分析仪表设计采用PH值自动分析仪表。6执行机构设计全部采用气动执行机构，与其相配的有单座、套筒、蝶阀等调节阀，对于一般介质，阀体材料采用铸钢，阀芯材料为1CR18NI9TI；对腐蚀性介质，阀芯为衬四氟，高压选用高压角型气动调节阀。7可燃气体探测器可燃气体探测选用总线制在线式全天候气体探测器。8集散控制系统选用技术力量雄厚、具有现场经验并有良好售后服务的国内外厂商。346动力供应仪表电源来自电气专业，通过不间断电源供给各类仪表使用。交流输入220VAC10；频率50HZ5交流输出220VAC2；频率50HZ02HZ直流输出24V1用电量10KVA。仪表空气为无水无尘无油的净化压缩空气4原料、辅助材料及动力供应41原材料消耗和来源411原材料及公用工程消耗定额表41烟气脱硫消耗定额序号名称单位时耗年耗1石灰T0054202电KWH22184800412原材料的来源石灰是经常使用的建筑材料，并且使用量不大公司附近建材市场即可买到；因本项目脱硫产品不含纯碱，只需少量补充损失的钠离子，所以不计消耗定额。5建厂条件及厂址方案51建厂条件511厂址的地理位置景县位于衡水市东部，距衡水市区约30公里，东临吴桥县，南与故城县接壤，西连武邑县、枣强县，北与阜城县毗邻。技改项目建设地点位于龙华镇道北工业区XX公司厂址内（龙华镇东北角），石德铁路龙华站北075公里。厂区南侧为龙华镇公路，东、北两侧为农田，西侧为龙华至景县县城的公路。厂区南侧1000米为景县广联水泥厂及景县厨房设备厂。512气象条件景县地处东经11616，北纬3740之间。属暖温带半湿润大陆性季风气候。四季分明，春季多西南风，夏季炎热多雨，秋季秋高气爽，冬季寒冷干燥。该地区年平均气温125，一月平均气温41，极端最低气温为239，七月平均气温264，极端最高气温为419。年平均风速26米/秒，区域年主导风向为S风，出现频率134，次多风向为SSW风，出现频率87，年静风频率为81。513地质、地貌景县地处黑龙港流域，属华北平原的一部分，地势平坦，平原面积占全县总面积的918。西南地势较高，向东及东北缓慢倾斜。海拔由25M降至141M，属湖积、冲积平原地貌单元。洼地占72，沙岗面积占1。土壤主要为潮土，占999，其次为褐土。一平原景县地处黑龙港流域，属华北平原的一部分。平原面积10858KM2，占全县总面积的918。地势相对低洼，由西南向东北，平均地面坡降为1/5000至1/10000。由于古代黄河、漳河的泛滥，河道经常迁徙改道，泥沙的交错沉积、冲刷，使局部地起伏不平，有岗有洼。二洼地境内有蝶形大洼8处，面积852KM2，占全县总面积的72。西南部有广川洼；中部有杨院洼、温城洼、朱河洼；东部有赵桥洼、第十洼；东北部有冷家洼、连镇洼等。三沙岗境内沙岗面积为12KM2，占全县总面积的1。西南部，呈姜家园大冯古庄小冯古庄为一线，沿古代河道分布有沙岗。南部，呈大洋小洋陈庄范庄后枣林为一线，沿惠民渠上游河道