砖厂烟气除尘脱硫项目治理方案

第1页共16页惠州平陵XXXX砖厂砖窑烟气除尘脱硫项目设计方案设计单位:佛山市正州环保通风设备有限公司施工单位:佛山市正州环保通风设备有限公司项目负责：胡春铭TEL:180-7970-9120编制日期:2017年6月20日第2页共16页第一章概述1.1项目概述本方案适用于砖窑生产线烟气除尘脱硫改造，总烟气量约为100000m3/h,，排烟温度50℃-70℃。烟气中烟尘含量较高。根据环保要求和本地脱硫剂供应情况，拟采用钠钙双碱法脱硫工艺对砖窑炉烟气进行除尘脱硫处理，分三套处理，每套处理风量20000m3/h、30000m3/h、50000m3/h。1.2主要设计原则1.根据现有实际情况，尽量减少工作量，优先解决现况难点。2.烟煤含硫量按的2.0%计，作为脱硫装置设计基础数据。3.脱硫效率：脱硫工艺设计效率80%以上。4.吸收剂石灰浆液采用外购的生石灰公司内制成，NaOH采用袋装固体碱。5.通过工艺计算确定塔体和设备参数。6.根据现场情况设置脱硫装置，选择合理位置综合布置，尽量使布置紧凑，减少占地面积，节约投资成本。第二章工程概况2.1厂址概况2.2燃煤及用水2.2.1煤质与煤种目前企业在生产中烟煤平均含硫量在2%左右，砖炉窑耗煤量约1.5吨/小时，二氧化硫转化率为80%，每小时产生二氧化硫量为：1500×2%×2×80%=48kg/h2.2.2水源与水质第3页共16页业主提供。2.3主要设备参数2.3.1砖窑炉参数窑炉主要技术参数如下：表2.3-1砖窑主要技术参数序号项目单位设计参数1烟煤耗量t/h2排烟温度℃3锅炉烟气量M3/h4烟气初始含尘量mg/m35烟气中SO2浓度mg/Nm32.3.2引风机参数1.型号：4-72-8C流量：15800-26500m3/h转速：1450r/min功率：15KW压力：2000-1500Pa2.型号：4-72-10C流量：29000-36000m3/h转速：1000r/min功率：22KW压力：1500-1200Pa3.型号：4-72-12C流量：45795-63397m3/h转速：1000r/min功率：45KW压力：1859-1729Pa第4页共16页2.4大气污染物排放状况生产过程中的污染物主要有：(1)炉窑燃烧过程中产生的烟气，飞灰和残次品。(2)各系统的运行过程中，各种机械设备运转及介质流动所产生的噪声。因此对环境的影响主要表现在废气、烟尘、废渣及噪声。第三章脱硫工艺原理3.1双碱法脱硫工艺原理本项目采用成熟的钠钙双碱法脱硫工艺进行脱硫设计。双碱法湿法工艺是以钠碱为脱硫剂，用钙碱再生的脱硫工艺，该工艺系统简单，适应性好，脱硫效率高，其主要脱硫机理具体反应如下：系统启动阶段，脱硫塔内吸收液中加入氢氧化钠，发生如下反应：首先二氧化硫融入吸收液中：SO2+H2O=H2SO3（1）生成的亚硫酸再与吸收液中加入的氢氧化钠进行中和反应：2NaOH+H2SO3=Na2SO3+2H2O（2）如果烟气中二氧化硫浓度过高，生成的亚硫酸钠溶液可以进一步吸收二氧化硫：Na2SO3+H2SO3=2NaHSO3（3）在以上主反应发生的时候还会有以下副反应发生：Na2SO3+1/2O2=Na2SO4当加入NaOH之后，反应（2）为主要反应，系统在启动一段时间内氢氧化钠第5页共16页成分消耗完毕，然后开始反应（3），pH值缓慢下降，当PH值下降到5.5以下时（表明溶液中主要成分为NaHSO3和Na2SO4）将吸收液排出塔体进入再生池进行再生再生阶段：首先在浆液制备池中加入CaO和水生成石灰浆液：CaO+H2O=Ca(OH)2（4）然后通入再生池中发生下列反应2NaHSO3+Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O（5）脱硫塔内部分Na2SO3被氧化生成的Na2SO4于再生池中发生以下反应：Na2SO4+Ca(OH)2=2NaOH+CaSO4↓（6）氧化阶段生成的亚硫酸钙进入氧化池氧化CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O=CaSO4·2H2O↓（7）产生的CaSO4·2H2O经过沉淀池沉淀和脱水，形成最终产物石膏，最后装车外运进行产物综合利用。3.2双碱法脱硫工艺特点吸收剂采用Na2CO3或NaOH，主要作为塔内中间脱硫剂，再生剂采用石灰或熟石灰，采用塔外再生工艺，不会在塔内壁、管道、除雾器通道产生石膏晶体而发生结垢现象，影响系统正常运行。反应产物同普通石灰石石膏湿法方案一样均为二水硫酸钙（石膏）脱硫效率高，可达80％以上脱硫剂利用率大于95％第6页共16页我公司已经在多个项目上已经应用成熟的湿式除尘法+喷淋雾化脱硫工艺技术。较之其它脱硫工艺，该工艺具有以下优点：具有最佳的性价比。该工艺技术与国内外其它脱硫技术相比脱硫效率达到90%以上，而且液气比远远低于其它钙法技术。具有工艺流程简单，投资省、综合运行成本低的特点。脱硫后的烟气SO2排放可以在高浓度情况下完全满足环保排放要求，并且烟气含尘量进一步减少；技术成熟，运行可靠性高。该工艺技术烟气脱硫装置投入率为90%以上，系统主要设备很少发生故障，因此不会因脱硫设备故障影响正常生产系统的安全运行；对操作弹性大，对煤种变化的适应性强。该技术用碱液作为脱硫剂，工艺吸收效果好，吸收剂利用率高，可根据炉窑煤种变化，适当调节PH值、液气比等因素，以保证设计脱硫率的实现；再生池和沉淀池分离在塔外，大大降低塔内和管道内的结垢机会；钠碱循环利用，损耗少，运行成本低；正常操作下吸收过程无废水排放；石灰水易沉淀分离，可降低水池的投资；脱硫渣无毒，溶解度极小，无二次污染，可考虑综合利用；钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，可降低液气比，从而既可降低运行费用，又可减少水池、水泵和管道的投资；石灰作再生剂(实际消耗物)，运行成本低。可以用废碱液作为脱硫剂，进一步降低成本。工艺简单，比较适用于中小型工业砖窑配套使用。相对于传统湿法脱硫工艺，双碱法脱硫工艺液气比只有石灰石石膏法的1/3,电耗第7页共16页水耗较低。第四章脱硫工程方案本方案为砖窑脱硫装置改造方案，本方案设计充分考虑了现有场地条件和设备条件，全厂道路畅通以及脱硫区所有设备的安装、检修方便。本工程中脱硫区分为主要系统和辅助系统两部分，主要系统包括吸收剂储存系统、烟气与吸收反应塔系统、循环浆液处理系统。辅助系统包括电气及控制系统等，工艺水由全厂统一调配。4.1吸收剂储存与供应系统脱硫剂的储存与供应考虑的原则：考虑全厂场地配置、脱硫区域规划；从全厂的道路运输、水电供应、全面性规划、设计脱硫剂的储存与供应。85%石灰通过一级消化和二级沉淀，制成石灰乳存入石灰浆液池。30%纯度液碱供应采用密封罐车运送到厂，打入厂内的液碱罐，设置液碱泵，通过补充一定量的液碱来调整液碱的损耗，保证脱硫效果和塔内环境。在脱硫塔附近设置浆液循环池，脱硫塔循环泵从循环池内抽取循环浆液向塔内喷淋洗涤烟气，洗涤后的浆液从塔底排出进入氧化再生池，通过再生氧化、一级沉淀除石膏、二级沉淀除去过量钙离子、循环液回到循环池再被循环泵抽取循环利用，沉淀下的石膏装车外运，综合利用。脱硫效率为80%，Ca/S=1.1计，消耗石灰量列表如下：表4.1-1脱硫石灰用量(T)第8页共16页小时用量日用量年用量85%纯度石灰0.0170.408136注:1、日用量按24小时;年运行8000小时；4.2烟气与二氧化硫吸收系统SO2吸收系统该系统是FGD的核心，主要包括：吸收塔喷淋洗涤系统、除雾系统。喷淋层设在脱硫塔的中上部，脱硫塔循环泵均有自己的喷淋层。每个喷淋层都由一系列喷淋嘴组成，其作用是将脱硫液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对称排列，喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使脱硫塔断面上实现几乎完全均匀的喷淋效果。在喷淋层后设有一级除雾系统，阻力低于200Pa，除雾器系统保证脱硫塔出口烟气中含水低于75mg/Nm3。本脱硫工程配1座吸收塔，吸收塔为圆柱塔体，塔顶部配弯头及烟道接于原烟囱，全部为玻璃钢及PP-A材质，因为烟气含硫量较高，塔内烟气流速保持在3.0m/s以下。4.3循环浆液处理系统浆液处理系统的主要设备（设施）有循环池、循环泵、再生池、一级沉淀池、二级沉淀池三级沉淀池等由于吸收了二氧化硫，同时洗涤下烟尘，从吸收塔内排出的浆液主要成分为亚硫酸钠和飞灰，通过再生池再生作用，除去亚硫酸离子，再生液随产物经过沉淀池，回到循环池通过循环泵打入脱硫塔完成脱硫浆液的循环利用，其间自然损耗掉的碱通过液碱罐或添加袋装片碱来补充。第9页共16页4.4电气系统1．脱硫装置用电负荷的要求根据工艺专业提供的负荷资料，砖窑炉脱硫装置的总用电负荷约为75KW，供电电压380V。2．脱硫系统负荷分布及供电方案本脱硫工艺主要包括吸收剂储存与供应系统、烟气与二氧化硫吸收系统，循环浆液处理系统。根据脱硫系统相对独立的特点以及工艺布置较为集中，确定在脱硫区设置脱硫配电控制设备。配电柜采用MNS配电柜。4.5仪控系统本工程采用集中控制系统，主要控制方案如下:①循环池pH值控制本工程采用塔外循环方案，既能保证吸收塔和循环池检修方便，又能防止塔内长期运行结垢堵塞。通过设置PH计监测循环池PH值来控制再生池内石灰的投入量，保证脱硫效果的持续性。②当循环池里的浆液的pH值偏高时，减少石灰池供浆量，增大循环泵的循环流量，从而达到控制pH值的目的。鉴于整个脱硫反应是一个滞后系统，即PH值的改变具有一个时间较长的延时，所以石灰的加药量输出幅值有限制，以降低PH值波动，达到最优控制状况。4.6设备投资20000风量设备名称规格型号（mm)数量单价（元）金额（元）备注脱硫除尘塔Ø2000×45001套第10页共16页风管道Ø70015m弯头Ø7004个循环泵50FSB-5.5KW2台循环水管道管件、配件DN75、DN501项自动加药系统25PFX-8加药泵、PH计、贮液罐2M3、搅拌机1套排放烟囱Ø7006m电控含控制电箱、控制开关、配件1项电缆KVV、KVVP、VV1项运输、吊卸1套合计备注：报价为设备价格，不含环评、检测、土建等费用，如需安装指导，指导费按一个人500元一天计算，来回车费另算。第11页共16页30000风量设备名称规格型号（mm)数量单价（元）金额（元）备注脱硫除尘塔Ø2600×50001套风管道Ø90015m弯头Ø9004个循环泵50FSB-7.5KW2台循环水管道管件、配件DN75、DN501项自动加药系统25PFX-8加药泵、PH计、贮液罐2M3、搅拌机1套排放烟囱Ø9006m电控含控制电箱、控制开关、配件1项电缆KVV、KVVP、VV1项运输、吊卸1套合计备注：报价为设备价格，不含环评、检测、土建等费用，如需安装指导，指导费按一个人500元一天计算，来回车费另算。第12页共16页50000风量设备名称规格型号（mm)数量单价（元）金额（元）备注脱硫除尘塔Ø3600×60001套风管道Ø110015m弯头Ø11004个循环泵100FSB-15KW2台循环水管道管件、配件DN75、DN501项自动加药系统25PFX-8加药泵、PH计、贮液罐2M3、搅拌机1套排放烟囱Ø11006m电控含控制电箱、控制开关、配件1项电缆KVV、KVVP、VV1项安装、运输、吊卸1套合计备注：报价为设备价格，不含环评、检测、土建等费用，如需安装指导，指导费按一个人500元一天计算，来回车费另算。第13页共16页第五章脱硫运行成本分析5.1主要基础参数表5.1技经基本参数表1年运行小时数8000230%NaOH溶液650元/吨3电价-元/度4水费-元/吨5水耗-吨/小时6功率--7石灰年消耗-吨8液碱年消耗-吨5.2.运行费用估算结果因为石灰为窑炉生产副产品，石灰成本按10元/吨计年运行小时数（小时／年）补给水(t/h)水价（元／吨）年耗水量(吨/年)年水费(元/年)总电功率(KW)第14页共16页按照一年运行333天计算，设备每天运行成本832元。第六章环境效益社会效益6.1环境保护标准6.1.1有关环境质量标准（1）环境空气执行《环境空气质量标准》（GB