水泥有限公司烟气脱硫工程

1、枣庄山水水泥有限公司窑尾烟气脱硫工程技术方案南京西普环保科技有限公司:O 一五年H-一月一、概述1二、项目设计参数 1.2.1、 设计基本参数 1.2.2、 物料介质主要参数2.三、设计规范与标准 3.3.1、 概述3.3.2、 规程与标准 3.3.3、 设计目标.4.3.4、 性能保证 5.四、脱硫工艺介绍 6.4.1、 工艺系统说明6.4.2、 氨法脱硫系统主要设备8.五、设备清单125.1、设备清单12六、报价单14七、工程进度14八、工程质量及服务1.4九、关于我们15一、概述枣庄山水水泥有限公司位于山东省枣庄市，公司现有一条 3000t/d新型干法 水泥生产线，目前窑尾烟气 SO2排

2、放浓度500mg/m3,水泥厂大气污染物排放 标准(GB4915-2013)中要求窑尾烟气 SO2排放浓度小于100mg/m3。厂内生料磨正常运行时，在生料内添加电石渣，可有效将SO2降至50mg/m3 以下，生料磨停止运行后SO2气体浓度会急剧上升，严重超过排放标准。为保证 烟气排放浓度达标，生料磨就需要连续运行， 根据生料库库位平衡的需要，此时 生料磨的喂料量降低，无法满负荷运行， 造成吨生料粉磨耗电量大幅增加。 因此 急需通过其他更加经济、稳定的工艺对窑炉尾气治理，达到国家排放标准。本项目厂区内另建有一套 SNCR烟气脱硝系统，利用氨水作为还原剂，在分 解炉高温区域内氨和氮氧化物反应，将

3、氮氧化物降至400mg/m3以下。本工程拟采用高温氨法脱硫，通过氨水和 SO2反应，生成硫酸俊、硫酸氢俊、亚硫酸俊、 亚硫酸氢俊等硫酸根化合物，达到去除烟气中的SO2,喷射位置位于C2/C3烟气 出口管道。氨水的卸载和储存单元可以利用原有 SNCR脱硝系统的设备，采用一 体化的集成设备，不需要增加土建工程，安装简单方便，无需停窑，仅需脱硝系 统短暂停机，将氨水接入脱硫集成设备内，不会造成氮氧化物超标，电气控制系统并入原有脱硝系统内，统一管理。二、项目设计参数2.1、 设计基本参数以下设计参数根据水泥生产线检测仪表记录而来，其他工艺参数设计时考虑 严格于现有的工艺参数。单台锅炉烟气参数项目单位设

4、计参数烟气量m3/h400000脱硫前在线检测SO2排放浓度mg/Nm3500脱硫后在线检测SO2排放浓度mg/Nm3<100备注：上述表中对应的烟气参数取自窑尾在线分析仪2.2、 物料介质主要参数(1)脱硫剂：20%氨水(2)电源动力电源：三相五线制 380 V/ 220 V, 50Hz事故电源：直流 220 V控制电源：直流 220 V或交流220 V(3)压缩空气压力：0.4Mpa0.6Mpa温度：常温三、设计规范与标准3.1、 概述本项目为枣庄山水水泥有限公司3000t/d新型干法水泥生产线烟气脱硫工程，具体设计参数详见上述表格。本工程采用高温氨法脱硫工艺，脱硫剂采用20%浓度的

5、氨水溶液。脱硫系统 运行方式为连续运行，该系统具有很高的可靠性和可用率， 不会因为该系统的故 障而导致水泥生产线停机。我方提供安全可靠、技术先进、运行经济的，且能满足环境保护要求的脱硫 系统。3.2、 规程与标准脱硫装置的设计、制造、安装、调试、试运行等应符合相关的中国规范及标 准。脱硫系统的设计、供货、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等应 符合相关的中国法律及规范。对于标准的采用应符合下述原则：GB4915-2004水泥厂大气污染物排放标准HJ 2001-2010火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法GB20801-2006压力管道规范工业管道GB50034- 92工业企业照明设计标准GB

6、50040- 96动力机器基础设计规范GB17055-1997工业企业设计卫生标准GBJ54-83低压配电装置规范GBJ55-83工业及民用通用设备电力装置设计规范GB3095-1996环境空气质量标准GA/T75 94安全防范工程程序与要求GB50052- 95供配电系统设计规范GB50054- 95低压配电设计规范GB50055- 93通用用电设备配电设计规范GB50058- 92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范DL/T620 -1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T5137-2001电测量及电能计量装置设计技术规程GB755 87旋转电机基本技术要求GB997 81

7、1;电机结构及安装型式代号GB1971-80«电机线端标志与旋转方向GB4942.1 85 «电机外壳分级GB1032-85三相异步电机试验方法EIA RS- 232 C数据终端设备与使用串行二进制数据进行EIA RS- 485数据终端设备与使用串行二进制数据进行IEC国际电工学会TCP/IP网络通讯协议工程中的工作语言为中文，所有的文件、图纸均用中文进行编写。上述标准中不包含的部分采用技术来源国标准或国际通用标准，由我方提 供，业主确认；如上述标准均不适用，由业主和我方讨论并确定；上述标准有矛盾时，按较高标准执行。3.3、 设计目标(1)脱硫项目采用先进、成熟、可靠的脱硫

8、技术，布局合理、装备优良、 运行经济，维护方便。(2)在窑炉任何生产负荷范围内，以氨水为脱硫剂作为考核标准，废气 中SO2排放浓度不高于100mg/Nm3 (氧含量10%,干基)。(3)脱硫系统设备管路密封良好，无泄漏。(4)脱硫装置的调试、启停和运行应不影响水泥生产线的正常运行。(5)车间布置留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道。(6)脱硫效率以及SO2的排放达到环保部门规定要求，同时不影响水泥生 产线的正常生产。3.4、 性能保证在水泥窑炉上新建脱硫系统，其目的是为了确保锅炉烟气中SO2的排放浓度在生产的任何情况低于国家环保局要求的排放浓度。性能保证指标项目性能保证处理前SO

9、2基础浓度mg/Nm 3（标况、干态、10%O2）500脱硫处理后SO2控制浓度mg/Nm 3（标况、干态、10%O2）V 100脱硫系统物耗表压缩空气总量Nm3/min （氨水喷射时）<0.5氨水耗量kg/h （20%的氨水）<338表格中计算数值为高温氨法脱硫系统连续运行，SO2按最大值500mg/Nm3降至100 mg/Nm3的氨水（20%）理论耗量，实际使用过程中氨水耗量应小于计算值。四、脱硫工艺介绍4.1、 工艺系统说明4.1.1、 SO2的产生及排放过程水泥窑系统中的硫是由原料和燃料带入的。原料中的硫以有机硫化物、硫化 物（简单硫化物或者复硫化物如硫铁矿）或者硫酸盐的形

10、式存在，单质硫可以忽略不计。原料中存在的硫酸盐在预热器系统通常不会形成SO2气体，大体上都会进入窑系统。其中一部分硫酸盐会在窑内高温带发生分解，生成的SO2气体随窑气向窑尾运动，在到达最低两级预热器等温度较低区域时， 冷凝在温度较低 的生料上，并随生料沉集一起进入窑内， 形成一个在预热器和窑之间的循环， 而 未分解的硫酸盐则会随着熟料离开窑系统。原料中以其他形式存在的硫（主要以 硫化物形式存在），则会在300600c被氧化生成SO2气体，主要发生在五（四） 级预热器的第二级旋风筒或者六级预热器的第三级旋风筒。在预分解窑系统内， 燃料由窑头和分解炉喂入。分解炉燃料燃烧生成的SO2会被分解炉存在的

11、大量活 性CaO吸收，生成的CaSO4随物料经最低级旋风筒由窑尾烟室进入窑内。窑头 喂入的燃料产生的SO2气体会和硫酸盐在窑内高温带分解产生的SO2气体经历类似的历程。原料中的硫氧化产生的SO2在通过上级旋风筒时会被部分吸收， 其余则随废 气一道从预热器排出。如果废气用于烘干原料，则SO2在原料磨中进一步被吸收。 在温度低于600c的情况下，CaCO3对SO2的吸收效率要远低于CaO。上面两级 预热器中CaCO3分解率极低，且仅有少量 CaO被烟气从高温部分带上去，因此 吸收效率很低。再加上此时湿度较低以及排放前的停留时间较短，SO2排放浓度可能很高。如果存在有机硫化物，其氧化行为与硫铁矿接近

12、。总之，新型干法水泥生产过程中的SO2排放与燃料带入的硫和硫酸盐在预热 器和窑之间的循环关系不大，而与原料中硫化物的量密切相关。4.1.2、 脱硫工艺基本原理目前水泥厂可以采用的脱硫技术主要包括干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱 硫。干法脱硫工艺包括反应剂喷注法、热生料喷注法等，半干法脱硫主要是喷雾 干燥脱硫法，湿法脱硫包括氨法脱硫、双碱法脱硫、石灰石石膏法等脱硫工艺。反应剂喷注法是指将熟石灰喷入预热器系统适当位置，利用熟石灰与SO2 反应，生成亚硫酸钙，随物料进入窑系统，此后经历的过程与原料、燃料中带有 的硫类似，在窑系统内部循环，未分解的硫酸钙排除窑系统，达到月出SO2的目 的。基于SO2的产生

13、位置，脱硫剂的喷射位置一般位于 C2/C3烟气出口管道上。热生料喷注法是将已分解的生料喂入预热器系统适当位置。已分解的生料中 含有大量的CaO, CaO可以与SO2反应生成硫酸钙。喷射的位置同样位于 C2/C3 的烟气出口管道。喷雾干燥脱硫法是一种湿法与干法相结合的脱硫工艺，将消化后的石灰石浆 液喷入吸收塔，雾化后的小液滴中含有大量 Ca(OH)2颗粒，烟气中的SO2会溶 于溶液中反应被吸收。一般利用水泥厂的增湿塔作为吸收塔，未反应的Ca(OH)2随着烟气进入尾部收尘后排出，生成的含硫化合物随窑灰进入生料磨。氨法脱硫目前广泛应用于电厂脱硫系统内，是一种高效、低成本的湿法脱硫 工艺，脱硫效率可达

14、95%以上。该工艺利用氨水吸收烟气中的 SO2生成亚硫酸钱， 在富氧条件下亚硫酸钱会被氧化成硫酸钱，从而脱除烟气中的SO2。喷射位置同样位于C2/C3烟气出口管道。该工艺在水泥厂具有很高的应用价值， 水泥厂一般 都建有SNCR脱硝系统，利用SNCR脱硝系统的氨水作为脱硫剂，可减少一次 投资成本，运行管理方便。双碱法脱硫是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收 二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺应用在水泥厂脱硫时需要建设脱硫塔， 一次投资成

15、本较大。石灰石石膏法主要应用于火电厂的烟气脱硫工程，采用石灰石或石灰作为脱 硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反 应从而被脱除，最终反应产物为石膏。一次投资成本过大，占地面积高，运行成 本高，系统管理复杂，该工艺并不适用于水泥厂脱硫系统中。综上分析，本项目厂区内同时设有 SNCR脱硝系统，SNCR脱硝系统利用 氨水作为脱硫剂，为了降低成本，同时又能达到脱硫的效果，本项目采用氨法脱硫。利用氨水作为脱硫剂，喷入烟气系统内，使氨

16、和SO2反应，达到脱硫的目的,一般喷射位置选择 C2/C3烟气出口。脱硫反应脱硫效率的主要影响因素有氨硫比、温度、脱硫剂与烟气混合程度等因素。氨水在适合的喷射位置均匀的分配在烟气中， 根据不同喷射形式和喷射系统 任务，氨水液滴将被均匀的分布在反应区域的截面上。脱硫反应氨硫比一般控制在1.5左右，喷氨量过大会导致较大的氨逃逸，对 除尘设备造成一定腐蚀。选择合理的喷射位置， 合适的喷氨量，将不会对后续处 理设备造成影响。因此选取合适的的喷枪，合理的喷射角度及喷射距离就显得尤 为重要。4.2、 氨法脱硫系统主要设备氨法脱硫装置整套工艺是全机械化和自动运行的，主要包括4个分系统：1）氨水卸载、储存系统

17、2）集成系统3）喷射与监测系统4）工艺的管理和控制系统4.2.1、 氨水卸载、储存系统氨水运输和储存需要特别的安全措施，槽车上的氨水经卸氨泵储存在储罐中，储存在立式的304不锈钢储罐中。为了防止由于过热引起的氨蒸汽的释放， 储罐体以及其辅助设施采取遮阳防雨措施以避免阳光直晒和雨淋。安全起见，储罐不置于密闭的房间内。一般氨水储存量满足 57天的氨水用量即可。氨水储罐设有1个泵模块用来从槽车向储罐加注氨水（PMF）,该模块同时 还可以用于紧急排水或为罐体维修时做排液准备。氨水储存罐、卸氨泵站利用原有脱硝系统的设备.不另增加。4.2.2、 集成系统集成系统包括氨水的输送系统、计量分配系统以及电气控制

18、系统，是整个脱 硫工艺的核心。输送泵一用一备，将氨水输送至喷射模块。输送系统包含必要的 阀门、止回阀、过滤器、压力表。计量分配系统用来测量和控制正常运行时需要的脱硫剂量的组件被装配在给料分配模块中，这些模块配有一个控制阀和一个流 量变送器，用来自动控制到喷枪的脱硫剂溶液总流量。另外，计量分配系统还包括手动阀门、气动控制阀门。 可以方便灵活地控制 每根喷枪的实际流量，以便于获得更加均匀的流场分布。 在分配柜中还设置有压 力开关及阀门，可以实时监控整个分配柜的运行状态，保障系统安全运行。集成模块C-HOPE流场分布4.2.3、 脱硫剂喷射系统喷射系统由压缩空气减压模块、压缩空气环管、氨水环管、喷枪

19、组成，喷枪布置在C2/C3出口烟气管道内，共布置4支喷枪，侧方向喷入， 所有脱硫剂的流量平均分配到每一只喷枪内，保证最佳的雾化效果，最大的覆盖面积。喷枪采用双流体喷嘴内部混合。每支喷枪由 外部的压缩空气管和靠内部的氨水溶液管组成。内部管与外部管相连接，外部管通过卡套接头与喷枪套管连接。 喷枪具有极高的 穿透力，还可以调节喷雾效果和液滴的尺寸。对于有角度的喷枪，喷射角度可以 在运行期间进行改变。喷枪没有可移动部件， 只有外部管是可以活动的。在现场 可以通过调节外部管以获得不同的喷雾形式。固定安装的喷枪通过外缠不锈钢的聚四氟乙烯软管向炉窑内喷射氨水。标准的喷枪的外径为22mm,并且通过5/4”的快

20、速接头直接连接。喷枪的最 小外径可达12mm。标准的喷枪可以安装在1-?”的滑动管上，用于自动伸缩系统。 喷枪安装时，调整好正确的插入深度和喷雾效果后， 使用卡套接头在相应的位置 进行固定。需要维护喷枪时，打开快速接头即可卸下喷枪，重新插入时无需再次 调整。根据项目实际情况进行喷枪的专门设计， 可以生产单一或多重喷雾、无角度 或带角度以及扇形喷雾，也可以根据具体的项目设计雾滴的大小。 对于更为恶劣 的使用环境，喷枪还可以安装一个可选择的护套，材质为耐热的不锈钢。对于规模较大的系统，用于控制和监测喷枪的设备可以组装在单独的喷射模 块内。小系统则会与给料分配系统结合在一起。C-HOPE喷枪组件4.

21、2.4、 控制和管理系统控制和管理系统协调、控制、管理以及监测等所有处理功能。主要的硬件设 备有：1) 一个标准的 分布式计算机控制模块”，安装在储罐区域或统一布置于厂 区配电室内。2) 一个子控制柜安装在给料分配系统里面。3) 泵体运行的控制柜，安装在泵模块上。本套脱硫系统控制可并入原有电气系统中完善系统“分布式计算机控制模块”包括带有运行程序的PLC和一个有触摸屏的人机界面。它接收来自炉窑和其附属控制柜的二进制信号和模拟信号，通过换算， 为还原反应提供设定值并且和子控制柜以及中控室进行交流。PLC可以直接与全厂DCS进行通信，接收厂信号并控制工艺。PLC操作将由触摸屏实现。工艺图 片用于操

22、作和系统管理。这些图片使操作更加容易直观，常用命令基本都在界面 上给出并通过按钮即可操作。必要的工艺数据在操作终端上显示并传送到厂区 DCS上进行正常监视。“分布式计算机控制模块”还包括脱硫剂输送模块和计量输送系统的调节和 处理功能。触摸屏用来向系统发出指令，还可以查看系统运行信息等。PLC里的 运行程序记录了工艺参数、运行生成的曲线以及处理运行图片，报警等。分布式计算机控制模块主要的分布式计算机控制模块经常布置在罐区，需要防尘、防水，但同时也可以布置在专门的电气设备问，中控室或者分解炉的给料和喷射设备附近。脱硫控制系统也可并入原有脱硝系统中，利用原有的控制柜及PLC模块，若模块不足可以根据需

23、要扩展，模块补充部分费用已经包括在本案报价中，本 工程采用该种方式。五、设备清单5.1、设备清单序号设备名称型号规格数量生产厂家备注分项1分项设备名称：计量分配、控制系统、输送单元（氨水集成单元）1输送泵Q=3 m3/h; H=130m2台格兰富2压力表直径：60mm;量程：016bar1个德国WIKA3气动调节阀1002-GC-N-36-SV-OS-AEP-361个美国Badger4电气转换器V18311H.4.8.2.2.10.11个ABB5电磁流量计OPTIFLUX4100c-015G44CSTP 0SA1AM0001个德国Korhne6氨泄漏检测仪MOT500-NH3 , 0 200P

24、pm1个深圳科尔诺7压力开关PSD-30, 4 20mA; 24VDC ;量 程016bar1个德国WIKA8阀门DN15（二片式、三片式）1批温州美恐9气功二联件GC3000-081只亚德客10气动球阀DN15,带限位开关1个德国EA11PLC模块S7系列1套西门子12电气元件/1套施耐德/ABB13计量控制柜/1套设备集成分项3分项设备名称：喷射系统1调压分配压缩空气调压分配模块1套南京西普2喷枪75-125L/H , 23bar4支南京西普3喷枪套管PQTG-444支南京西普3减压阀00.6Mpa1批国一线4阀门DN15 （二片式）1批温州美制5金属软管G3/8 接头；L=2m12个南京

25、西普分项3管道1氨水管304不锈钢1批2压缩空气管镀锌钢管1批分项4分项设备名称：电缆、桥架1控制电缆/1套远东/江南2电缆桥架及其 辅材/1套国产六、报价单脱硫工程报价单厅F名称单价备注1脱硫系统设备费652,000含税2技术服务费10,0003运保费20,000总价：Y: 682000大写：陆拾捌万贰仟圆整1、以上报价设备含17%增值税发票；2、以上报价不含安装，含安装指导，此项目无土建施工；3、付款方式：发货前支付合同总价的 70%,验收合格后一个月内支付合同总价的 30%;七、工程进度本工程为总承包工程，我司不仅考虑了工程、各工作范围和供货范围各个产 品和服务的质量，同时还考虑了产品和服务各阶段的进度控制。总体交货进度要求：满足整