100万吨焦炉烟气脱硫脱硝技术方案

1、For personal use only in study and research; not for commercial use 100万吨焦化2 60孔焦炉 烟气脱硫脱硝工程 技 术 方 案目录 第一章 总 论 . 6 1.1 项目简介 . 6 1.2 总则 . 6 1.2.1 工程范围 . 6 1.2.1 采用的规范和标准 . 6 1.3 设计基础参数（业主提供） . 7 1.3.1 基础数据 . 7 1.3.2 工程条件 . 8 1.4 脱硫脱硝方案的选择 . 9 1.4.1 脱硫脱硝工程建设要求和原则 . 9 1.4.2 脱硫脱硝工艺的选择 . 10 1.5 脱硫脱硝和余热回收整

2、体工艺说明 . 11 第二章 脱硫工程技术方案 . 11 2.1 氨法脱硫工艺简介 . 11 2.1.1 氨法脱硫工艺特点 . 12 2.1.2 氨法脱硫吸收原理 . 12 2.2 本项目系统流程设计 . 13 2.2.1 设计原则 . 13 2.2.3 设计范围 . 14 2.2.4 系统流程设计 . 14 2.3 本项目工艺系统组成及分系统描述 . 14 2.3.1 烟气系统 . 15 2.3.2 SO2 吸收系统 . 15 2.3.3 脱硫剂制备及供应系统 . 16 2.3.4 脱硫废液过滤 . 16 2.3.5 公用系统 . 17 2.3.6 电气控制系统 . 17 2.3.7 仪表控

3、制系统 . 18 第三章 脱硝工程技术方案 . 20 3.1 脱硝工艺简介 . 20 3.1.1 SCR 工艺原理 . 20 3.2 SCR 系统工艺设计 . 21 3.2.1 设计范围 . 21 3.2.3 设计原则 . 21 3.2.2 设计基础参数 . 21 3.2.3 还原剂选择 . 22 3.2.4 SCR 工艺计算 . 22 3.2.5 SCR 脱硝工艺流程描述 . 23 3.3 分系统描述 . 24 3.3.1 氨气接卸储存系统 . 24 3.3.2 氨气供应及稀释系统 . 24 3.3.3 烟气系统 . 25 3.3.4 SCR 反应器 . 25 3.3.5 吹灰系统 . 26

4、 3.3.6 氨喷射系统 . 26 3.3.7 压缩空气系统 . 26 3.3.8 配电及计算机控制系统 . 26 第四章 性能保证 . 28 4.1 脱硫脱硝设计技术指标 . 28 4.3.1 脱硫脱硝效率 . 28 4.3.2 SCR 及 FGD 装置出口净烟气温度保证 . 29 4.3.3 脱硫脱硝装置可用率保证 . 29 4.1.4 催化剂寿命 . 29 4.1.5 系统连续运行温度和温度降 . 29 4.1.6 氨耗量 . 29 4.1.7 脱硫脱硝装置氨逃逸 . 30 4.1.8 脱硫脱硝装置压力损失保证 . 30 第五章 相关质量要求及技术措施 . 31 5.1 相关质量要求 .

5、 31 5.1.1 对管道、阀门的要求 . 31 5.1.2 对平台、扶梯的要求 . 315.2 防腐措施 . 32 5.3 电气控制及自动化 . 32 5.3.1 供配电系统 . 32 5.3.2 控制、仪表系统 . 33 第六章 经济效益分析及投资报价 . 36 6.1 运行成本 . 36 6.1.1 脱硝运行成本（年运行时间 8760h） . 36 6.1.2 脱硫运行成本（含增加风机及热备，年运行时间 8760h） . 36 6.2 建设投资成本 . 37 第七章 设计、供货、施工范围 . 38 7.1 乙方设计范围 . 38 7.2 乙方施工范围 . 38 7.3 乙方供货范围 .

6、38 附件 1：脱硝系统设备清单 . 38 附件 2：脱硫系统设备清单 . 39 附件 3：余热回收及热备系统的技术方案另附 错误！未定义书签。第一章总论 1.1 项目简介 河北某 100 万吨焦化 200 孔 5.5m 捣固焦炉，年产能 108 万吨。由于烟气中 SO2、NOx 原始含量较高，焦炉烟气未经处理排放，不能达到大气污染物排放标准。现拟新建一套脱 硫脱硝和余热回收装置（脱硫脱硝余热利用一体设计），使焦炉烟气实现达标排放。此脱 硫脱硝工程采用总承包（EPC）方式，经处理后使 SO2 排放浓度小于 30mg/m3、颗粒物排 放浓度小于 15mg/m3，NOx排放浓度小于 150mg/m

7、3（ NOx 按此指标设计），基准氧含 量按 9%计。项目竣工后，按照项目所在地环保部门要求委托具有资质的监测机构对 SO2、 NOx、颗粒物等指标进行检测，出具正式检测报告，作为验收的重要技术依据。 1.2 总则 1.2.1 工程范围 河北焦化焦炉脱硫脱硝工程总承包 EPC）的全部工作，包括但不限于设计 包括脱硫脱 硝初步设计、脱硫部分施工图设计）、供货、施工、调试、 试运行、竣工验收、人员培训 直至最终交付使用及售后服务等方面的工作。 工程所需的水源、气源、电源、汽源等公用工程由业主确定接口 ，我方负责接口施工 1.2.1 采用的规范和标准 GB50187 工业企业总平面设计规范 GB50

8、160 石油化工企业设计防火规范 GB6222 工业企业煤气安全规程 GB12710 焦化安全规程 GB2893 安全色 GB12710 化工企业安全卫生设计规定 GB12710 焦化安全规程 GB14554 恶臭污染物排放标准 GB4272 设备及管道保温技术通则 GB50184 工业金属管道工程质量检验评定标准 GB50185 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准 DLGJ158 火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定 YB9070 压力谷器技术管理规疋 GBI50 钢制压力容器 GBZ2 作业环境空气中有害物职业接触标准 GB8978 污水综合排放标准 GB12348 工业企业厂界噪声标准

9、 GBJ87 工业企业噪声控制设计规范 DL5027 电力设备典型消防规程 GB50016 建筑设计防火规范 GB50116 火灾自动报警系统设计规范 GB50034 工业企业照明设计标准 GB9089.4 户外严酷条件下电气装置装置要求 GB7450 电子设备雷击保护导则 GB50057 建筑物防雷设计规范 GB12158 防止静电事故通用导则 GB50052 供配电系统设计规范 GB50054 低压配电设计规范 GB50055 通用用电设备配电设计规范 GB50056 电热设备电力装置设计规范 GB50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 DL/T620 交流电气装置的过电压保护和绝

10、缘配合 DL/T5137 电测量及电能计量装置设计技术规程 GBJ63 电力装置的电测量仪表装置设计规范 GB50217 电力工程电缆设计规范 CECS31 钢制电缆桥架工程设计规范 DL/T621 交流电气装置的接地 GB997 电机结构及安装型式代号 GB4942.1 电机外壳分级 GB1032 二相异步电机试验方法 GBJ42 工业企业通讯技术规定 GB50260 电力设施抗震设计规范 GB50011 建筑抗震设计规范 GBJ68 建筑结构设计统一标准 GB50017 钢结构设计规范 GB50040 动力机器基础设计规氾 JGJ107 钢筋机械连接通用技术规程 YB3301 焊接 H 型

11、钢 YB4001 压焊钢格栅板 GB50219 水喷雾火火系统设计规范 GB50140 建筑灭火器配置设计规范 1.3 设计基础参数（业主提供） 131 基础数据 表 1 焦炉及烟道气原始参数 项目名称 单位 数值 备注 焦炉型号 JT55-550D 顶装/捣固焦炉 捣固 项目名称 单位 数值 备注 焦炉座数 座 2 焦炭年产量/座焦炉 万 t/a.座 54 万 焦炉炭化室咼度 m 5.5 炭化室数量 孔 60 2x60 孔 焦炉烟囱 座 2 烟囱咼度 m 90 焦炉烟道气废气量 Nmh 130000 温度 C 285 NOx 浓度） mg/Nrri 1000 SO（浓度） mg/Nrri 3

12、50 颗粒物 mg/m3 20 H2O % 焦炉煤气加热核算值 表 2 烟道气净化后的排放指标 项目名称 单位 数值 备注 NOx 浓度） mg/Nrm 150 目前是 SQ（浓度） mg/Nrm 30 目前是 颗粒物 mg/m3 15 目前是 运行时间 h 8760 1.3.2 工程条件 （1）工程地质及水文条件 略。 （1）气象条件 2）抗震设防 按现行的建筑抗震设计规范、构筑物抗震设计规范、建筑工程抗震设防分 类标准等国家 及行业的规范、规程及标准进行设计。该厂区的地震烈度为 7 度，地震加 速度为 0.15g （3）工程位置 根据现场实际条件确定。 （4）总平面布置 平面设计在满足生产

13、工艺的同时 ，充分考虑到运输、消防、安全、卫生、职业健康、节 约土地等 因素。按工艺的生产、功能特点、结合场地自然条件 ，进行总平面布置。充分利用现 有空余场地 ，尽可能少占地 ，特别是不得影响焦炉的正常生产运行。 （5）公用工程 提供的原料：水、电、气、汽等。工程所需的水源、气源、电源、汽源等公用工程由 业主确定接口位置 ，投标方负责接口施工。投标人在投标时提供相关公用工程负荷。 1.4 脱硫脱硝方案的选择 1.4.1 脱硫脱硝工程建设要求和原则 本工程的主要目的是：根据先进可靠的脱硫脱硝技术，结合焦化厂的实际情况，确定 合理的脱硫脱硝技术方案、选择最佳投资方案，以满足日益严格的环境保护要求

14、。 同时， 通过对拟建设项目的技术可行性、经济合理性和项目可实施性等进行论证，明确投资的总 费用和运行成本，基本原则是： （1）脱硫脱硝系统的设计脱除率应能满足当前适用的国家排放标准和地方环保局的排放要 求。 （2）所采用的技术能够充分利用原有的资源，从而达到综合利用的目的； （3）采用的脱硫脱硝工艺应在技术上先进、成熟、可靠的，不影响焦炉的安全稳定运行，且污染物的脱 除率、基建投资、占地面积和运行费用等综合性能最佳。 （4）所采用的脱硫脱硝工艺不应造成新的污染，如噪声、粉尘、废水、恶臭等，工艺的污染防治措施应 能满足有关的环保要求 ; （5）根据工厂总平面布置的规划，整体布局紧凑、合理，系统

15、顺畅，节省占地，节省投资。 （6）对于容易损耗、磨损或故障时容易影响装置运行性能的所有设备和配件（例如吸收塔 喷嘴、泵等），设计时充分考虑其更换和维修的方便。 （7） 烟道和箱罐等设备配备足够数量的人孔门，并考虑开 /关方便，设计相应的维护平台 （8） 所有设备和管道包括烟道的设计充分考虑最差运行条件（压力、温度、流量、污染物 含量）下的防冻、保温、浆液管道的防堵塞防磨损及事故情况下的最大温度热应力、机械 应力等的安全裕量。 1.4.2 脱硫脱硝工艺的选择 1）脱硫工艺选择 烟气脱硫技术可以分为二类：湿法、干法。湿法烟气脱硫技术是当今脱硫市场的主流，约占脱硫总 量的 80%以上。其中氨法、石灰

16、石石膏法、双碱法是湿法脱硫中的主流技术。这三类方法各有其适用性, 适合不同需求。各种工艺的优缺点归纳如下表： 脱硫 工艺 经济技术指标（以 90000Nn3/h处理量为例） 占地 面积 （怦） 投资 预算 万元 系统阻 力（Pa） 液气比 脱硫 效率 % 系统 电耗 KW/h 系统 水耗 m3/h 堵塞情况 脱硫剂 消耗 kg/h 脱硫 产物 脱硫产物 处理方式 氨法 150 550 900 23 仝95 35 6 不堵塞 14.4 硫酸铵 送硫铵装 置 镁法 200 420 700 23 仝98 56 6 不堵塞 13.8 硫酸镁 提取硫酸 镁 双碱法 300 600 700 23 仝98

17、70 6 存在堵塞 19.6 硫酸钙 固废抛弃 石灰石 膏法 300 500 1200 812 仝95 162 6 存在堵塞 19.6 硫酸钙 固废抛弃 半干法 150 300 3000 仝80 150 12 存在堵塞 25.1 硫酸盐 固废抛弃 根据上述论述，氧化镁法、石灰石石膏法、双碱法和半干法等都面临二次固体废物的 处理问题，也无法实现废水零排放的目标，同时还存在其它不同的问题。 只有氨法脱硫巧妙地利用了厂内丰富的剩余氨水、蒸氨塔和硫铵工段等有利条件对脱 硫剂和副产物分别进行循环处理，即剩余氨水经蒸氨塔净化处理后可作为焦炉烟气脱硫的 清洁氨源，脱硫后产生的硫酸铵溶液可送至硫铵工段生产成品

18、硫铵，不产生废固的二次污 染，同时也实现了污水的零排放；另外，从投资、运行、占地面积、脱硫效率、功耗、脱 硫剂的消耗等多方面综合评估，我公司认为采用氨作为吸收剂的氨法脱硫具有很好的综合 性能， 故此， 本项目推荐采用氨法脱硫工艺。 2）脱硝工艺选择 脱硝工艺目前有选择性催化还原技术 SCR 工艺、炉内脱硝的 SNCF 工艺、低温等离子脱硝工艺、臭氧脱硝工艺等。应用较普遍且较成熟可靠的是 SCR 和 SNCF 两种工艺，但由于伙 炉是由大量立火道组成的燃烧室组成， SNCRM 本不适合焦炉，因此只有 SCR 比较适合，但 鉴于焦炉烟气温度偏低，只能选用低中温催化剂。 使用 SCR 兑硝工艺，还原

19、剂可就地取材，即选用焦化厂蒸氨系统自产的氨水即可，可 以节省大量的原料运输成本和采购成本等；其次，使用本工艺，还可与氨法脱硫工艺更好 的衔接起来，氨水供应系统可公用，节省基建投资。 综上所述，烟气脱硝最可靠的工艺仍然是 SCF 工艺，我公司推荐使用此工艺。 1.5 脱硫脱硝和余热回收整体工艺说明 从焦炉总烟道引出的 285C的烟气，经分级过滤器过滤掉大部分焦油杂质后， 先进行 SCR 脱硝，然后再进入换热器将脱硫后的烟气提温至 130C，同时烟气降温至 215,然后再进行 脱硫；提温后的脱硫烟气直接进入原有烟囱排放。 另外，当增压风机停电或其它故障时，需打开进烟囱的旁路挡板将焦炉烟气排入烟囱

20、时，如烟囱内如为常温，则不能在烟囱根部及时形成有效的吸力，而影响焦炉的安全生产。 为此，本项目特设计了热备系统，即从脱硝后的热烟气送至烟气 -空气再热器，在烟气-空 气再热器中将冷空气（经烟囱根部吸力而吸入）升温至 130C左右，送入烟囱进行热备，这 样使得烟囱始终具备拔烟功能，从而确保焦炉的安全生产。 工艺流程图如下图所示。 由于现场两座焦炉相距较远，采用一炉一套脱硫脱硝系统进行建设 第二章脱硫工程技术方案 2.1 氨法脱硫工艺简介焦炉烟气 换热器 280 C 2.1.1 氨法脱硫工艺特点 氨水是氨溶于水得到的水溶液，呈碱性，氨离子能与很多酸根离子进行反应，生成相 应的盐。氨水是一种良好的碱

21、性吸收剂，其碱性强于钙基吸收剂，用氨吸收烟气中的 SO2 是气液或气汽反应，反应速率快，吸收剂利用率高，吸收设备体积可以大大减少。脱 硫副产物 (硫酸铵溶液 )经过浓缩后，直接排至焦化硫酸铵制取系统。 因此，氨法脱硫与氧化镁法、石灰石(石灰)石膏法、钠钙双碱法等其它湿法脱硫工 艺相比，具有如下特点和优势： ( 1)氨的活性高，氨法脱硫的脱硫效率比石灰(石) - 石膏法更高； (2) 脱硫、 脱硝使用同一种吸收剂， 部分设备如氨槽等可以共用， 装置占地面积减小， 一次投资成本低； (3) 氨法脱硫的液气比很低，只有 56。当烟气中的 S02 气体浓度很低时，液气比 可以降到更低； ( 4)吸收剂

22、易得(厂内可直接提供吸收用氨水)，焦化厂内应用综合运行成本低； (5) 产生的硫酸铵溶液可直接经浓缩后排至厂内硫酸铵制取系统，无需新增副产物处 理装置； ( 6)最终副产物硫酸铵作为常用氮肥，经济价值高。 2.1.2 氨法脱硫吸收原理 氨法脱硫技术是以水溶液中的 NH3 和 S 0 2反应为基础，在多功能烟气脱硫塔的吸收段 氨将锅炉烟气中的 S02 吸收，得到脱硫中间产品亚硫酸铵(简称硫铵，下同)或亚硫酸氢 铵的水溶液，见反应方程式( 1)；在循环槽内鼓入压缩空气进行亚硫铵的氧化反应，将亚 硫铵氧化成硫铵溶液，见反应方程式( 2)。 S02+H20+xNH3=(NH4) xH2-xS03 (1

23、) ( NH4) xH2-xS031/202+(2-x) NH3=(NH4) 2S04 (2) 在脱硫塔的浓缩段，利用高温烟气的热量将硫铵溶液浓缩，得到 20%以上的硫酸铵溶液， 再送至硫铵工段饱和器进行处理。 具体如下： 氨法吸收是将氨水通入吸收塔中，使其与含 S02 的烟气接触，发生如下反应： 2NH3H2O SO2= (NH4)2SO3 NH3H20S02 =NH4HS03 1) 2) (NH4)2SO3 SO2H2O=2NH4HSO3 (3) 在通入氨量较少时发生 (1)反应，在通入氨量较多时发生 (2) 反应，而 (3)式表示的才是氨 法中的真正吸收反应。在吸收过程中所生成的酸式盐

24、NH4HSO3对 SO2不具有吸收能力。随 着吸收过程的进行，吸收液中的 NH4HSO3数量增多，吸收液吸收能力逐步下降，此时需向 吸收液中补充氨，使 NH4HSO3转变为(NH4)2SO3，以保持吸收液的能力。 当加氨调配时： NH4HSO3 +NH3 (NH4)2SO3 (4) 因此氨法吸收是利用 (NH4)2SO3NH4HSO3 不断循环的过程来吸收废气中的 SO2 的。补充的氨并不是直接用来吸收 SO2，只是保持吸收液中(NH4)2SO3的一定浓度比例。 NH4HSO3 浓度达到一定比例 ,吸收液要不断从洗涤系统中引出， 然后用不同的方法对引出的 吸收液进行处理。 吸收塔内强制鼓入氧化

25、空气后会发生如下氧化反应： 2(NH4)2SO3 +02 2(NH4)2SO4 (5) 2SO2 +O22SO3 (6) 由以上叙述可知，(NH4)2SO3 NH4HSO3水溶液中的(NH4)2SO3与 NH4HSO3的组成状 况对吸收影响很大， 而控制吸收液组成的重要依据是吸收液上的 SO2 和 NH3 的分压。在实 际的洗涤吸收系统中，由于氧的存在使部分(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4，氧化的结果，使 氨的有效浓度变低， 于吸收不利。 实际烟气脱硫工业应用中， pH 值是最易直接获得的数据， 而 pH 值又是(NH4)2SO3 NH4HSO3水溶液组成的单值函数。控制吸收液的 p

26、H 值，就可获 得稳定的吸收组分，也就决定吸收液对 SO2 的吸收效率以及相应的 NH3 消耗。 2.2 本项目系统流程设计 2.2.1 设计原则 (1) 适应煤种变化，确保烟气(SO2、烟尘)达标排放并达到总量控制要求。 (2) 确保烟气治理系统和焦炉的安全、稳定运行。 (3) SO2 脱除效率达到环保要求，用户可根据实际生产负荷，通过调整脱硫剂的使用量， 达到最佳的脱硫效果，并有持续发展的空间，适应 SO2 总量削减要求。 4） 烟囱出口烟气温度及含湿量达到标准要求 （5） 选用质量可靠、 能耗低的机电设备及性能优异、 价格适宜的专用设备， 尽可能降低系 统的运行费用。 （6） 操作容易，

27、管理简单，维修方便。 （7） 因地制宜，合理布局，系统阻力小，减少占地面积，节省投资。 （8） 脱硫塔出塔净烟气不进行升温，以节省能耗、降低运行成本。 2.2.3 设计范围 本项目具体设计范围如下： 脱硫塔系统： SO2 吸收塔一座； 脱硫剂系统：氨水加注系统、循环液体调配系统及相关的计量装置一套； 脱硫剂雾化喷淋系统一套； DCS+上位机电气控制系统一套； 为节约投资，将部分脱硝设备与脱硫设备进行有效整合。 烟囱热备：鼓风机一台，换热器一台 2.2.4 系统流程设计 本系统由引风机、吸收塔、脱硫液制备输送系统、脱硫废液处理系统组成。 脱硝后的高温烟气进过换热器后，进入余热锅炉，然后在经过引风

28、机增压后进入脱硫 塔，在吸收塔内脱硫，吸收塔内的浆液一部分循环喷淋，然后经过板框压滤机直接外排至 焦化厂现有硫铵工段，进行脱硫废液的综合处理；脱硫后的烟气从脱硫塔顶部排出，进入 换热器升温至 130C，然后再进入焦化厂原有烟囱排放。 吸收塔顶部采用 2 层屋脊一层管束除雾器。 2.3 本项目工艺系统组成及分系统描述 脱硫工艺采用湿式氨法脱硫。脱硫装置的烟气处理能力为 130000Nm3h （焦炉烟气）， 脱硫效率按大于 90%设计。 FGD 系统由以下子系统组成： （ 1 ）烟气系统 （2）SO2吸收系统（浓缩冷却塔、吸收塔） （3）脱硫剂制备及供应系统（包括氨水储存系统、供氨系统、混合脱硫剂

29、制备系统） （4）脱硫废液过滤及蒸发浓缩系统 （5）公用系统 2.3.1 烟气系统 烟气系统的设计将考虑系统的正常运行及紧急情况的操作。原烟气经过引风机加压后， 从吸收塔底部进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，与循环浆液逆流接触。烟气中的 SO2 被 浆液吸收。除去 SOX 及其它污染物（含部分烟尘）。 设置烟道旁路，在脱硫塔入口烟道和旁路烟道设置气动挡板门，当发生停电事故时， 旁路烟道和进口烟道自动切换，烟气进入原有烟囱排出。 设置热备烟道，向烟囱中鼓入热空气，使烟囱处于热备状态。 烟气系统设有人孔门和除灰孔。人孔门和除灰孔直径不小于 DN600。 烟气系统的膨胀节用于补偿烟道热膨胀引起的位移，

30、膨胀节在所有运行和事故条件下 都能吸收所有的位移。 非金属膨胀节蒙皮主材为耐腐蚀、 厚 2.0 毫米及以上的聚四氟乙稀橡胶布。 接触湿烟气 并位于水平烟道段的膨胀节通过膨胀节框架排水，排水孔最小为 DN150，排水注意防冻设 计，排水返回到 FGD 区域的排水坑。 在膨胀节每边提供 1 m 的净空，包括平台扶梯和钢结构通道的距离。 2.3.2 SO2 吸收系统 吸收塔系统包括吸收塔（含喷淋系统、洗涤除雾系统、吸收液储存系统、吸收液排除 系统）、循环泵、各类阀门。 （1 ） 吸收塔 经过初步计算，设计吸收塔塔高 26m （吸收塔本体高 28 米，其中底部储液区 4 米、烟 气入口段及喷淋吸收区共

31、 14 米、除雾及二次吸收区 8 米），塔体直径 5m,烟气入口段在 储液区上部 1 米出，入口处采用抗不锈钢内衬，抗热冲击及烟气冲刷。 整个吸收塔设置 3 层喷淋，每层喷淋设置一台循环泵 吸收塔顶部设置 2 层屋脊式除雾器 +1 层管束除雾器，每层除雾器下端设置一层工艺水 喷淋系统，作为净烟气洗涤。 整个吸收塔主要分三部分：储液区、吸收反应段（喷淋区）、洗涤除雾区 脱硫主要参数如下（仅供参考，详细设计时确定）： 项目 参数 备注 脱硫塔入口烟气量 130000Nm3/h 入口 SO2 浓度 300mg/ Nmi 浆液池直径 5600 入塔烟气温度 180C 出口烟气温度 55 C 吸收段直径

32、 5000 吸收塔材质 碳钢防腐 内衬玻璃鳞片 厚度 8-14mm 吸收喷淋层数 3 层 喷淋层喷嘴 碳化硅 吸收喷淋层管道材质 玻璃钢 除雾器 2 层屋脊+1 层管束 液气比 5 全塔压降 90% 设计工况下 循环泵 3 台: Q=350m3/h , H=16 20m,45KW 氧化风机 2 台，流量：300Nm 3/h，P=80KPa 搅拌器 3 台 耐腐蚀合金 （3） 洗涤除雾系统 除雾器安装在吸收塔上部，用以分离净烟气夹带的雾滴粉尘、氨盐。采用 2 级优质 PP 高分子材料屋脊式除雾器和 1 层管束除雾器，耐温为 120 度，总压力损失不大于 600P& 除雾器系统的设计特别注意到脱硫

33、装置入口的飞灰浓度影响。该系统还包括去除雾器 沉积物的冲洗系统，运行时根据给定或可变化的程序，既可自动冲洗，也可进行人工冲洗。 根据以往工程经验在二级除雾器的上部可选择增加一层冲洗喷嘴，该层喷嘴可以提供 在异常情况下或检修时对除雾器进行人工冲洗，不存在任何冲洗不到的表面。除雾器冲洗 水由单独设置的工艺水泵提供。 2.3.3 脱硫剂制备及供应系统 脱硫剂储存系统由稀释罐、脱硫剂输送泵、磁性翻板液位计等组成。 来自焦化厂化产工段的废氨液送入稀释罐，在稀释罐内稀释成 6%的氨水，然后定量送 入脱硫塔进行脱硫。 2.3.4 脱硫废液过滤 脱硫塔底部的脱硫液经过过滤后，去除其中的粉尘颗粒，然后送入焦化厂

34、的硫铵工段， 回收硫酸铵化肥。 235 公用系统 公用系统主要为脱硫塔工艺水系统，水源由业主提供，并输送到脱硫界区内，用于除 雾器冲洗。根据业主提供管末端压力为 0.5MPa,满足工艺水压力要求。可直接使用。 2.3.6 电气控制系统 （1） 电源 甲方提供一路 380V，600KVA 电源至乙方配电柜，供脱硫脱硝。 乙方提供脱硫脱硝 UPS 电源。 （2） 通信 脱硫岛设置生产管理电话和生产调度电话， 脱硫岛设配线箱，甲方负责。 新建脱硫系统及脱硝系统的调度电话以及通信全由甲方负责，并接入原厂调度系统。 （3） 电缆 连接买方设备和卖方设备之间的电缆由买方供货，其分界点在卖方电气设备电缆端子

35、 处。连接卖方设备/装置之间的电缆由卖方供货安装。 该部分电缆的设计、安装敷设卖方与买方的分界点为脱硫岛区域外 1 米，脱硫岛区域 外 1 米均为买方范围。连接卖方设备/装置之间的电缆由卖方供货安装敷设。 电缆的导体采用铜导体。 0.4kV 动力电缆最小截面不得小于 2.5mm2。 耐热电缆和移动电缆，其导体应由细的铜绞线组成。 电缆敷设设施如桥架、电缆沟、电缆防火设施、照明设施（道路照明）等与买方的分 界点为脱硫岛区域外 1 米。 （3）照明 交流正常照明系统采用 380/220 V，3 相 4 线。 各场所的照明电源由脱硫岛内就近或相邻的 PC 或 MCC 供电。 各场所的检修电源由就近或

36、相邻的 PC 或 MCC 供电 （4）接地 乙方负责将脱硫岛接地网，并连接至买方厂区接地网，甲方提供 2 处接地点。 （5）信号与测量 脱硫岛控制室利用原有脱硫系统控制室；所有开关状态信号、电气事故信号及预告信 号、电流、电压模拟量等均送入脱硫岛 DCS。信号输入满足脱硫岛 DCS 系统需要。脱硫岛 内电气开关柜的测量量和信号应（不限于）包括如下内容： 380V 低压厂用电源 3 相电流、有功功率； 380V 低压厂用母线 3 线电压； 220V 直流母线电压； 工艺控制联锁要求监视的 55kW 以下低压电动机电流； 380V 低压 PC 所有开关的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失； 干

37、式变压器温度报警； 所有电动机的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失； 电气量送入脱硫岛 DCS 实现数据自动采集、定期打印制表、实时调阅、显示电气主接 线、厂用电接线，UPS/直流系统画面，事故自动记录及故障追忆等功能。 2.3.7 仪表控制系统 （1） DCS 系统 新建氨法脱硫系统和 SCR 脱硝系统共用一套 DCS 系统。 DCS 采用国内知名品牌。 乙方负责与 FGD_DCS 系统供应商进行设计和接口配合，并进行详细设计， FGD_DCS 与热电厂机组 DCS 之间的通讯方式由甲方指定。 （2） 火灾报警系统 新建脱硫脱硝岛火灾报警系统属乙方设计和供货范围，乙方的火灾报警系统作为全

38、厂 火灾报警系统的子系统，并入全厂火灾系统，通讯接口点在脱硫岛火灾报警盘的通讯接口 上。 （3） 接地 新建脱硫脱硝控制系统接地利用甲方原有控制室内的接地系统。 （ 4） 仪表 乙方负责脱硫岛仪控部分的全部控制设备、全部仪表、全部安装材料，并负责安装和 调试。 乙方提供主要仪表包括但不限于： 就地及远传仪表 在 PID 图所规定的相关管道和设备上安装压力表、压力变送器、温度表、温度变送器 等仪表。 就地仪表表盘 10Q 仪表材质及形式满足现场检测介质及使用环境的要求。 压力变送器和温度变送器可采用整体式或分体式 （根据使用环境确定） ，信号 420mA。 压力变送器、温度变送器选用川仪。 在浆

39、液池上安装 PH 分析仪、液位仪、质量 /密度计，均选用川仪。 在脱硫塔入口和出口烟道一套 CEMS 系统，用于分析脱硫前及脱硫后烟气中 S02 的含 量。 在脱硫塔出口安装一套氨分析仪。 CEMS 系统选用青岛佳明、聚光、雪迪龙等品牌。第三章 脱硝工程技术方案 3.1 脱硝工艺简介 3.1.1 SCR 工艺原理 选择性催化剂还原（SCR）技术是在烟气中加入还原剂（最常用的是氨水和液氨），在 催化剂和合适的温度等条件下， 还原剂与烟气中的氮氧化物 （ NOx ）反应，生成无害的氮气 和水。主要反应如下： 4N0 + 4NH3 + 02 4N2 + 6H2O N0 + N02 + 2NH3 2N

40、2 + 3H2O 目前世界上流行的脱硝工艺主要为 SCR 工艺和 SNCR 工艺两种。此两种方法都是利用 氨对NOx的还原功能，在一定的条件下将 NOx （主要是 N0）还原为 N2和水，还原剂为 NH3。其不同点则是在 SCR 工艺中，采用了催化剂促进主反应（4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O）的进行，使反应温度区间降到了 300C 400C（本方案中，我公司独有的低温脱硝 催化剂将反应温度区间将至 190C 280C），同时极大的提高了脱硝效率（脱硝效率可达 90%以上），为目前大型企业所普遍采用 。 SNCR 工艺则是在没有催化剂的情况下，将还原 剂喷入锅炉内温度区间为

41、 800E 1100C之间部位，使之发生脱硝的主反应。在 SCR 反应器 内，NO 通过以下反应被还原： 4NO+4NH3+O24N2+6H2O 6NO+4NH35N2+6H2O 当烟气中有氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与 NO 还原量有一对一的关 系。在锅炉的烟气中，NO2 般约占总的 NOx浓度的 5%, NO2参与的反应如下： 2NO2+4NH3+O23N2+6H2O 6NO2+8NH3 7N2+12H2O 上面两个反应表明还原 NO2比还原 NO 需要更多的氨。 在绝大多数锅炉烟气中，NO2仅占 NOx总量的一小部分，因此 NO2的影响并不显著。 SCR 系统 NOx脱除效

42、率通常很高，喷入到烟气中的氨几乎完全和 NOx反应，只有一小 部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。 对 SCR 系统的制约因素随运行环境和工艺过程而变化。制约因素包括系统压降、烟道 尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限制、 SO2氧化率、温度和 NOx 浓度，都影响催 化剂寿命和系统的设计。除温度外， NOx、NH3 浓度、过量氧以及较高的水含量和停留时间 也对反应过程有一定影响。 3.2 SCR 系统工艺设计 3.2.1 设计范围 本项烟气脱硝系统的设计范围为(整套脱硝系统)：氨水接卸储存输送系统、氨水计 量分配系统、氨水汽化系统、 SCR 反应系统(导流板、整流器、预处理器、催化剂、

43、吹灰 器、催化剂装载工具、附属钢结构等)、仪电控制系统、脱硝岛界区内消防系统、脱硝岛 界区内全部土建工程。 3.2.3 设计原则 (1) 脱硝系统能够安全可靠运行，观察、监视、维护简单，运行过程中能够确保人员 和设备安全。 (2) 具有足够的脱硝效率，保证达标排放： NOx 浓度150mg/m150mg/m3 3，脱硝效率8%(%(烟 气工况符合设计条件的情况下 ) )。 (3) 投资少、运行成本低，采用先进、成熟、可靠的技术，造价经济、合理，便于运 行维护。 ( 4 )还原剂来源可靠，储运方便，价格经济合理。 (5) 脱硝装置在闭合状态，密封装置的泄漏率为 0，不允许氨气泄漏到大气中。 (6

44、) 脱硝装置应能快速启动投入，在负荷调整时有良好的适应性，在运行条件下能可 靠和稳定地连续运行。脱硝系统能适应焦炉的启动、停机及负荷变动。 (7) 脱硝装置的调试、启 /停和运行应不影响主机的正常工作。 (8) 脱硝装置检修时间间隔应与机组的要求一致，不应增加机组的维护和检修时间。 (9) 在设计上要留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道。 根据现有条件考虑合理的检修起吊设计和供货。 3.2.2 设计基础参数 根据业主提供的资料，可知烟气中最大 NOx 值按 1000mg/m3 要求脱硝后烟气中 NOx 含量小于 150mg/Nm3。 两座焦炉共用一套脱硝系统。 323 还原剂选择

45、 经过考虑，采用 15 20%氨水的作为脱硝剂 采用一炉一塔形式。 3.2.4 SCR 工艺计算（单套） 工艺设计参数一览表 项目 数据 单位 备注 SCR反应器入口 条件 烟气量 130000 Nm3hr 温度 285 C NOx浓度（标态） 1000 mg/Nm3 烟尘浓度 0 mg/Nm3 SO2 300 mg/Nm3 SCR反应器出口 条件 NOx浓度 85 % 考虑最大 NOx值 寿命期内 SO2/SO3转化率小于 1 % 寿命期内氨逃逸率 3 ppm 催化剂型式 低温蜂窝式 21 孔 催化剂型号 XY-21 催化剂活性物质 TQ2/V2O5/WO3 加金属梯 催化剂基材 陶瓷 节距

46、（孔径距离） 7.05 (6.1) mm (mm) 比表面积 478 m2m3 催化剂面积 420450 Kg/m3 开孔率 72.9 % 催化剂寿命 化学寿命 24,000 h 机械寿命 8 年 反应器数量/炉 1 个 每反应器催化剂初装层数 3 层 每反应器催化剂备用层数 1 层 (3+1) 催化剂单元尺寸（长X宽 高） 150X150X1200 mm 催化剂模块（单元排列方法） 3X3X8 催化剂模块尺寸（长忍 高） 970X1880X1305 mm 反应器内尺寸（长X宽） 5000X4200 mm 最少内尺寸 催化剂模块 排列数量 第一层 10 块 5X2=10模块 第二层 10 块

47、5X2=10模块 第三层 10 块 5X2=10模块 第四层 反应器总模块 数量 共三层催化剂 30 块 标准模块 催化剂总体积 第一层 19.44 m3 第二层 19.44 m3 第三层 19.44 m3 第四层 0 m3 总三层合计 58.32 m3 催化剂模块重量 （正常约） 950 kg 催化剂重量 单层 9500 kg 催化剂重量 3 层 9500 kg 催化剂总活性比表面积 27877 m2 工作温度 220280 E 最低喷氨温度 200 E 空速（Sv） 2229 Nm3/h 面速（Av） 4.66 m/h 线速度 反应器速度 4.03 m/s 设计温度 300 E 催化剂孔内

48、速度 5.51 m/s 设计温度 300 E 单层压降 200 Pa 设计温度 300 E 催化剂要求最大温升速度 60 E /min 烟温 120E以上时 催化剂要求入口烟气速度偏差 15 % 按此进行催化剂选型 催化剂要求入口烟气温度偏差 10 E 按此进行催化剂选型 催化剂要求入口烟气氨氮混合偏差 100% A:脱硫装置统计期间可运行小时数，h0 B :脱硫装置统计期间强迫停运小时数，h0 C：脱硫装置统计期间强迫降低出力等效停运小时数， h 4.1.4 催化剂寿命 催化剂的要求可结合催化剂厂家的相关要求。机械寿命为 9 年，化学寿命为 3 年。 4.1.5 系统连续运行温度和温度降 在

49、满足 NOx 脱除率、氨的逃逸率及 SO2/SO3转化率的性能保证条件下，乙 方应保证SCR 系统具有正常运行能力。 烟温不低于 230 最低连续运行烟温 220 C 最高连续运行烟温 280 正常温度降： v 10 C 4.1.6 氨耗量 在设计负荷时，且原烟气中 NOx 含量不超过 1000 mg/m3时，乙方应保证系 统氨耗量为 w 75 kg/h。 4.1.7 脱硫脱硝装置氨逃逸 氨的逃逸率不大于 10 ppm 4.1.8 脱硫脱硝装置压力损失保证 设计工况并确保脱硫效率的条件下，脱硫脱硝装置连续运行的总压损不大于 2600 Pa 设计工况，吸收塔压损不大于 1800 Pa （不含烟囱

50、自拔力） 设计工况， 附加催化剂层未投运时， 从脱硝系统入口到出口之间的压力损失 不大于 800 Pa; 化学寿命期内， 对于 SCR 反应器内的每一层催化剂， 压力损失应保证增幅 不超过 20%，同时还必须满足在附加催化剂层投运时的最大阻力不得大于 1000 Pa。第五章 相关质量要求及技术措施 5.1 相关质量要求 5.1.1 对管道、阀门的要求 （1）所有设备和管道 （包括烟道 ）的设计考虑最差运行条件 （压力、温度、流量 ） 及事故情况下的安全裕量。 设计选用的材料应适应实际运行条件， 特别是使用两 种不同钢材连接时应采取适当的措施 （2）烟道和风道的布置应力求简短平直、附件少、阻力小

51、、气密性好，避免出 现“袋形”、“死角”及局部流速过低的管段。烟道材质碳钢，厚度： 6mm。烟 道烟速不大于 15m/s。烟道内壁根据必要性进行防腐。 （3） 管道设计时应充分考虑工作介质对管道系统的腐蚀与磨损，选用恰当的管 材、阀门和附件。所有阀门设计选型应适合于介质特性和使用条件。 （4） 阀门的布置应便于操作和维护，阀门的门杆应尽量向上垂直布置。所有阀 门应尽量能在不超过相应平台 1.5m 高处进行操作。 5.1.2 对平台、扶梯的要求 （1） 设计时要考虑系统与设备的热膨胀， 以及平台、扶梯和栏杆协调性 （如型式、 色彩）。同一平台不同荷重的特定区域应作上永久标记。 （2） 所有设备检

52、修和维护平台、扶梯采用钢结构设计。 （3）对于平台扶梯，与设备及其他构筑物的最低净空高度不小于 2.0m，平台宽 度不小于 800mm。 （ 4）用于设备运行和维护的扶梯，倾斜角度应尽可能统一， 60及以上倾斜角 的扶梯不采用。 （5）爬梯高度大于 3600mm 或爬梯安装在较高的地方（垂直高度2500mm）,设 计保护圈。爬梯高度大于 5000mm 时，设计过渡平台。 （ 6）在离地高度小于 20m 的平台、通道及作业场所的防护栏杆高度不得低于 1050mm,在离地高度等于或大于 20m 高的平台、通道及作业场所的防护栏杆不 得低于 1200 mm。 5.2 防腐措施 结合系统特点，适当设置

53、膨胀节和支吊装置， 并考虑防腐和便于拆卸及检修。 钢结构、管道涂装工程技术规程按钢结构、管道涂装工程技术规程 YB/T9256-96 执行。所有钢结构构件制造完毕后，采用喷砂或喷丸除锈，达到国 家标准。所提供设备的内外表面均负责刷 2 道防锈漆， 1 道中间漆， 2 道面漆。 涂装按 钢结构、 管道涂装技术规程 YB/T9256-96 执行。 脱硫装置外主体采用优质碳钢焊接， 反应段及过流部件为不锈钢制作， 为防 止烟气中的酸碱对设备腐蚀， 采用玻璃鳞片防腐工艺技术及环氧树脂贴玻璃纤维 布加强工艺。 5.3 电气控制及自动化 5.3.1 供配电系统 （1）脱硫低压配电室、变压器室及 DCS 机

54、柜间等充分利用现有建筑物，具体方 案由投标人现场勘查、交流后确定。 （2）电气设备选择原则 1）低压电机单机功率110kW 时，应有 2 个及以上接线口。 2）当电机单机功率200kW 时，采用高压电机。 3） 0.4kV 电机单机功率75kW 时，电机应能满足软起的要求。 4）电缆选用 A 级阻燃聚丙烯交联电缆。所有动力及控制电缆均采用国内优 质品牌电缆， 电缆在桥架及电缆沟内敷设时需将高、 低压电缆分开敷设， 动力与 控制电缆分开敷设。 所有高压电缆头采用优质冷缩电缆头， 低压电缆需使用镀锡 线鼻子并电缆做镀锡处理。 5）所有高低压电动机防爆、防护等级需满足现场环境使用要求，冷却方式 采用

55、强制风冷。 6）低压开关柜采用 GGD2 柜体（进线柜采用下进线，其他配电柜至现场设 备采用下出线），低压开关柜留有 20%的 30KW 电动机备用回路，预留 2 路 400A、 2 路200A 开关回路，低压开关柜预留 55KW 电动机开关二路，10KW 电动机开 关回路四路， 24V 直流 40A 电源两路。预留 120A 电源回路。开关回路安装多功 能电度表。 进线柜安装液晶全数字式三相多功能电度表， 由两段电源进线， 中间 加联络柜。 (5)所有低压电气元件采用国内知名产品：如人民电器、正泰、德力西产品。 室外防护等级IP65，室内 IP54。 ( 6)检修电源箱、照明箱满足现场环境使

56、用要求 (采用不锈钢材质 )，装漏电保 护器。检修电源 380V 一路， 220V 一路。 (7)灯具选用节能 LED 灯，现场照明亮度室内不低于 100LX，室外不低于 75Lx , 室外照明配管安装，室内照明预埋管由投标人配合土建预埋照明穿线管。 ( 8)现场桥架：采用热镀锌梯形桥架，按规范要求，桥架连接处带包塑静电跨 接线。 ( 9)镀锌钢管：现场电仪施工选用热镀锌钢管，钢管壁厚按国家标准执行。 ( 10)配电柜采用全拼装结构， 母线及分支母线采用镀锡铜排， 母线及分支母线 按相序安装热缩管， 零排和地排规格不得小于相母线的二分之一， 柜体用泠轧钢 板(2mm)由螺栓组装而成，并喷塑处理

57、，配电柜颜色为：微机灰。 ( 11)端子排应符合有关设计要求， 每个出线端子只能接一根导线，几个内部跨 接线可以接两根导线， 每个开关柜留有 15%备用端子。端子标号及线号按图纸标 号标示。每个控制回路应留有两对常开触点并连接到端子排上。 ( 12)防雷接地：材料选用热镀锌，并符合防雷接地图集施工规范。 ( 13)现场电动机、检修箱、照明箱、操作柱与电气配管全部采用挠性管连接。 ( 14)投标人负责整个烟气脱硫项目有关的电气部分施工， 包括现有装置的拆除、 移位。 ( 15)取消焦炉余热锅炉 PLC 控制系统，全部进入焦炉烟气脱硫 DCS 系统。系 统间的监控数据、连锁信号、操作全部实现硬线直

58、接连接，重要监控数据、连锁 信号必须由投标人确认认定。 5.3.2 控制、仪表系统1）仪控系统应能有效地监控成套脱硫设备的生产过程， 确保运行可靠， 操作、 维护方便，采用中央集中监测控制为主，就地仪表监测控制相结合的原则。 （2） 为适应工艺流程的需要，自控系统采用 DCS 集散型控制系统，主要工艺参 数的显示、数据存储、趋势记录、历史记录、报警、控制、制表、统计分析及流 程图画面动态显示等均由集散系统完成。现场其他成套设备原则上不使用 PLC 进行控制，全部进 DCS 系统进行集中控制。 （3） DCS 系统要确保能随机调阅上述运行参数及历史趋势曲线，环保相关数据 至少保存一年以上，实现实

59、时监控、工况分析和总量辅助工作。 （4） 操作站显示器为 22彩色 LCD 屏，并带有操作键盘、报警、报表生成等功 能。操作员站必须实现声光报警功能。操作员在读写主控数据采取直接读取。 （ 5）仪表测量系统是可靠和先进的，在考虑先进性的同时，以可靠性为主。 （6） DCS 系统的控制器采用冗余容错结构，具有控制器、电源及通讯总线的冗 余以保证系统的可靠性。 带有自诊断功能， 对故障进行诊断指示， 并可以在线进 行更换。对 I/O 点的响应处理频率应在 0.5 秒以下，对控制回路或控制组的响应 处理频率应在 0.10.5 秒。DCS 系统具有相应的冗余空槽，在包含用户常规工程 设计所需的点数基础

60、上，再具有 20%的余量（ I/O 、槽位、总线、电源负荷、端 子、隔离栅、继电器等）。 （7） 用于控制输出的 DO 点加中间继电器转换，24VDCE电，电气柜加中间继电 器，原则上 220VAC 不得进入 DCSK制柜；Al/AO 点带隔离栅。 （8） 自控仪表电源 220VAC 或 24VDC 现场仪表的供电原则上采用 24VDC 自控 仪表系统的各设备用电由专用供电柜负责供给， 供电柜电源采用一路不间断电源 UPS 和一路市电供给。 （9） DCS 系统预留与 PLC 通讯的通讯模块及接口，通讯协议为 ModbusRTU 通 讯协议,RS485 通讯接口。DCS 系统需提供 OPCS讯