15噸鍋爐脫硫除塵器設備方案:
1 15噸鍋爐脫硫除塵器設備脫硫工藝的選擇
濕法煙氣脫硫技術(WFGD)是目前應用較廣泛的脫硫技術,其特點是整個脫硫系統位于煙道的末端、除塵系統之后。濕法煙氣脫硫過程是氣液反應,其脫硫反應速度快,脫硫效率高,適合于燃煤鍋爐的煙氣脫硫和鋼鐵廠的燒結脫硫。由于脫硫過程在溶液中進行,脫硫劑和脫硫生成物均為濕態,其脫硫過程的反應溫度低于露點,傳統工藝是脫硫以后的煙氣一般需再加熱才能從煙囪排出。近幾年國外和國內對脫硫后的煙氣處理趨向不采取加熱可直接通過煙囪排放,即對脫硫后煙氣不加熱直接排放,只是對煙囪做防腐處理,這樣比對煙氣加熱更能節省直接投資和節省用地。目前,濕法脫硫技術占世界安裝煙氣脫硫的機組總容量的85%。
本方案脫硫工藝采用雙堿法脫硫技術。脫硫效率不小于95%。煙氣脫硫裝置的出力在鍋爐額定工況110%的基礎上設計,_小可調能力40%額定工況,燃用設計煤種的煙氣流量相適應;煙氣脫硫裝置應能在鍋爐額定工況下進煙溫度加20℃裕量條件下安全連續運行。事故狀態下,煙氣脫硫裝置的進煙溫度不得_過180℃,當溫度達到180℃時,全流量的旁路擋板應立即打開。
2雙堿法脫硫技術
1)脫硫總工藝流程
(1)煙氣流程如下:
鍋爐→布袋除塵器→引風機→脫硫塔→煙囪
(2)脫硫副/流程如下:
脫硫塔→出灰溝→_池→曝氣池→真空壓濾系統→石膏→外運
具體如下所述:鍋爐煙氣經布袋除塵器除塵后,靠引風機的動力,進入脫硫塔,與塔內上部噴淋布水裝置大面積噴淋出來的吸收液充分混合接觸,由于煙氣與噴淋也逆向交換反應,強勁的上旋力與沖擊力對SO2吸收液激烈攪動,獲得_的霧化效果,單位面積內的洗滌液表面積增加上千倍,霧化的洗滌液與煙氣中的二氧化硫充分混合,達到_理想的接觸面積與方式,吸收溶解及反應充分。煙氣經多級凈化處理達到要求的脫硫效果。
在脫除SO2的過程中,煙氣經碰撞、攔截、凝聚、粘附、分離等作用,煙氣中的粉塵也逐漸被脫除。凈化后的煙氣至煙囪達標排放。
本工藝的優點
工藝_,技術指標_能滿足環保要求和廠家要求;
★采用特制進口_、防腐、耐磨噴頭,噴霧液滴800~1200μm,具有_大的比表面積,不易引起二次夾帶;
★脫硫效果好,脫硫效率≥95%;
★投資省、運行費用低,具有良好的經濟性;
★防結垢、防堵性能好,運行穩定,安全性能高;
★防腐性能好,使用壽命長(主體設備在20年以上);
★阻力小,壓降低(濕法脫硫系統小于1200Pa);
★操作彈性寬,運行管理方便,系統簡便,投資省;
★可確保風機安全可靠長期運行。
2)雙堿法工藝反應原理
鈉鈣雙堿法,在啟動時以NaOH吸收SO2,吸收液用石灰乳液_。吸收液_后,循環使用。循環過程中的主要反應如下:
(1)脫硫過程
2NaOH+ SO2→Na2SO3+H2O (1)
Na2SO3+ SO2+H2O→2NaHSO3 (2)
其中式(1)為啟動階段NaOH溶液吸收SO2的反應;式(1)為吸收液pH值較高時(高于9)溶液吸收SO2的主要反應;式(2)為吸收液pH值較低(低于)時的主要反應。
(2)_過程(用生石灰)
CaO+H2O→Ca(OH)2 (3)
2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3+2H2O (4)
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 (5)
如有氧氣存在下,還會發生以下反應
式(3)生石灰生成石灰乳的反應;式(4)第1步_反應;式(5)_過程在pH>9以后繼續發生的主反應.所生成的CaSO3及副產物CaSO4 以半水化合物形式共沉淀。
式(3)生石灰生成石灰乳的反應;
曝氣后繼續發生反應:
2CaSO3+ O2→2CaSO4 (6)
式(6)反應生成的CaSO4可資源化利用。
本工程選擇雙堿法為脫硫工藝,以石灰作為主脫硫劑,鈉堿為助脫硫劑。由于在吸收過程中以鈉堿為吸收液,脫硫系統不會出現結垢等問題,運行安全可靠,且能達到較高的脫硫效率。
3 15噸鍋爐脫硫除塵器設備脫硫工藝計算
1)處理煙氣量
項目
10t/h、15t/h鍋爐
熱態(t=110~140℃)
30000 m3/h、45000 m3/h
2)SO2原始排放濃度:
本方案SO2原始排放濃度按_值3000mg/Nm3考慮。
3)脫硫效率
本脫硫系統的脫硫效率應不低于η,以滿足排標要求
η≥(3000-200)/3000×_ =93.3%,實際石灰石—石膏法脫硫效率≥95%。
4)石灰粉耗量
石灰粉小時耗量(含量按90%計算):G(CaO) =24.7kg/h
石灰粉年耗量:G(CaO) = 24.7×8000 =197600kg /a
5)年二氧化硫脫出量:G(SO2) = 246400kg/a
6)石膏產量:G(CaSO4·2H2O) = 529800kg/a
7)脫硫反應循環液氣比:3 L/Nm3
8)Ca/S摩爾比 :取1.03
9)石灰漿液量
脫硫漿液石灰含量:≤30%
10)制漿耗水量:
G(制漿水) =0.1 t/h
11)溶液循環流量
Q(循環液)=180m3/h,分三層噴淋(另外設置一層備用),每一層的噴淋量為:56 m3/h
4脫硫工藝系統
雙堿法脫硫FGD系統的組成
1)石灰漿液制備系統
2)煙氣系統
3)脫硫塔吸收系統
4)漿液回收系統
5)石膏脫水系統
6)電氣系統
7)熱控制系統
8)輔助設備系統(工藝水系統等)。
1)石灰漿液制備系統
石灰漿液制備系統的主要功能是制備合格的吸收劑漿液,并根據吸收塔系統的需要為其提供足夠的用量,以達到要求的脫硫效率。本方案共設一套石灰漿液制備系統,滿足20t/h鍋爐使用量。
石灰石液制備系統設置石灰粉倉一座(粉倉頂部設有布袋除塵器及真空釋放閥、并設有料位計)、下料及輸送裝置、石灰漿液消化罐一個以及相應的攪拌裝置,并具有自動報警功能。(脫硫島不設石灰石加工設備,石灰石粉外購,粒度325目過篩,用罐車泵入石灰石粉倉內)
石灰粉倉的容積滿足20t/h煤粉鍋爐脫硫系統正常運行時30天的用量。
脫硫劑漿液制備系統設1個石灰石漿液制備池,按不小于20t/h循環煤粉鍋爐正常工況運行下6小時的石灰漿液量設計,設置石灰漿液供給泵2臺(每臺泵容量按滿足滿負荷工況所需110%的石灰漿液量)。
所有要求的泵和輸送漿液或其他侵蝕性介質的泵,全套包括:
電機、聯軸器、泵和電機的公用基架、法蘭、配件等以及襯里、沖洗設施(用于漿液泵和輸送其他侵蝕性介質的泵上)。
所有泵的啟停采用_地控制,對制漿池設置漿液采樣口、密度測量裝置、液位測量。
2)煙氣系統
FGD裝置采用鋼煙道、鋼支架,此外,整個FGD系統設有旁路煙道,并配有旁路擋板,脫硫系統可通過旁路擋板與旁路煙道隔離。FGD入口溫度_過180℃或鍋爐運行發生其他故障時,煙氣走旁路,直接排到煙囪。
煙道設計壁厚為6mm。煙道流速不_過15m/s。
未接觸到低溫飽和煙氣冷凝液或未接觸從吸收塔循環噴淋夾帶霧滴的煙道,用普通碳鋼或相當材料制作。
接觸腐蝕環境的凈煙氣煙道和原煙氣煙道將以適當的涂層進行保護(玻璃鱗片樹脂)。煙道的走向能滿足冷凝液的排放,不產生積水。
煙道上設有膨脹節。
3)脫硫塔吸收系統
脫硫吸收系統有脫硫吸收塔、噴淋裝置、循環水泵、氧化風機、攪拌器、石膏排液泵、脫水除霧器及反沖洗裝置等組成。
吸收塔采用噴淋結構(材質為麻石,防腐),為_排放指標達到要求及_同步率,設三層噴淋,各層配置相應的循環泵。除霧器側面設有沖洗噴嘴,正常運行時_層除霧器的兩面,_層除霧器的正面自動按程序輪流清洗各區域,_凈煙氣液滴含量不_過75mg/Nm3。
吸收塔漿液池上部設溢流口,_漿液液位低于吸收塔煙氣入口段的下沿。
進入脫硫塔前的煙氣溫度_過180℃時設置必要的煙氣降溫系統,進入脫硫塔前的煙氣溫度偶爾_過180℃時應設計應急降溫設施。
脫硫塔各配置四臺漿液循環泵(三用一備),采用臥式離心泵,變頻電機。
4)副產品處理系統
副產品處理系統來自吸收塔濃度約為11~15%的石膏漿液,經泵進入水力旋流器和真空皮帶過濾機脫水系統進行脫水,成為含水低于15%的石膏。分離灰渣后濾液的上清液部分循環回用。
5) 15噸鍋爐脫硫除塵器設備電氣控制系統
(1)脫硫工程380V電氣系統
380/220V系統為中性點直接接地系統,采用PC、MCC(電動機控制中心)兩級供電方式。脫硫工程設兩段脫硫PC段,由母聯開關連接。 75KW及其以上的低壓電機采用軟啟動器進行啟動,75KW以下電機全壓啟動。
(2)脫硫工程設電氣綜合室,低壓配電柜(PC)、低壓脫硫變壓器等集中布置在脫硫工程內的電氣綜合室內。MCC及其余電氣控制設備應采用集中布置的方式。
(3)脫硫工程電氣系統納入脫硫工程PLC控制,不設常規控制屏。納入脫硫工程監控的電氣設備包括: 380V PC進線及分段開關、饋線開關、脫硫變壓器、直流系統。電氣系統與脫硫工程PLC采用硬接線。
(4)整套系統設計為自動運行或機旁操作,采用成熟、可靠、完善的控制方案,可在無人值守的情況下安全、穩定的運行。
◆邏輯控制及聯鎖保護;
◆重要工藝參數顯示/趨勢查詢/上下限報警;
5設備、管道的防腐
15噸
鍋爐脫硫除塵器設備濕法脫硫系統在吸收塔脫硫反應完成后,煙溫降至60℃左右。吸收塔出口的含飽和水蒸氣的凈煙氣,主要成分為水蒸氣、二氧化硫、三氧化硫等酸性氣體。當溫度較低時,硫酸霧凝結成液體硫酸附著在設備的內壁上,或溶解于洗滌液中,因此具有很強的腐蝕性,_采取防腐措施。
設備、煙道防腐采用玻璃鱗片方案,循環液管道采用硬聚氯乙烯管材或玻璃鋼材料。