工业锅炉湿法脱硫实用技术设计-2×40t/h

1.工程概况

本公司根据国家SO₂总量控制要求和锅炉污染物排放标准、业主要求，拟对北京××供热厂2×40t/h燃煤锅炉烟气实施脱硫工程。本项目实施后将对周围环境，特别是对大气污染物的控制治理以及改善周围地区的空气质量起到至关重要的作用，可获得巨大的环境效益和一定的经济效益。本公司采用袋式除尘加MgO喷淋泡沫塔烟气脱硫技术达到烟气排标。

2.脱硫技术设计技术原则

1）从技术、经济及装置运行稳定性、可行性上，考虑采用MgO作为脱硫剂，保证系统脱硫效率在95%以上，达到SO₂的排放标准。

2）采用MgO作为脱硫剂，可以从根本上避免产生结垢堵塞现象，并且根据国家相关的政策法规，低浓度的MgSO₄溶液没有限制排放的要求，故采用MgO法进行脱硫可处理达标少量排放MgSO₄溶液，进而简化脱硫工艺系统，减少一次性投入。

3）采用喷淋泡沫洗涤方式，可在较小的液气比下获得较大的液气接触面积，进而获得较高的脱硫除尘效率；而且，较小的液气比可以减少循环液量，从而减少循环泵的数量或型号，降低运行成本。对整个系统都考虑了防腐措施，反应塔内壁、管道、泵、搅拌器、储罐内壁、烟道等部位都采用性能良好的防腐材料进行防腐处理。

4）保证本脱硫装置连续运行，年运行时间大于7000h。同时，保证锅炉及脱硫系统的安全生产和正常运行。

5）为确保整个系统连续可靠运行，应采用优良可靠的低噪声辅机设备，以确保脱硫系统的可靠运行。

6）按现有场地条件布置脱硫系统设备，力求紧凑合理，节约用地。

7）最大限度地循环利用脱硫水，但是由于烟气中含有一定浓度的盐和Cl^-离子，反应塔内部分水分蒸发，因此形成循环水中盐和Cl^-离子的积累，由于过高的盐和Cl^-离子浓度会降低脱硫效率和腐蚀反应装置，所以必须处理达标排放少量的脱硫水，并补充少量工业用水。

3.设计条件

（公司名）锅炉烟气参数如下：

1）烟气温度：160℃；

2）烟气量：120000m³/h；

3）布袋除尘后烟尘浓度：50mg/Nm³；

4）SO₂浓度：800mg/Nm³；

5）提供使用的场地面积及方位。

4.可达到的排放标准

1）烟尘浓度：30mg/m³；

2）SO₂浓度：50mg/m³；

3）烟气黑度：＜1级；

4）烟气温度：50℃。

5.脱硫除尘工艺流程说明（见图4-36～图4-418LBY001-0）

（1）脱硫除尘系统运行参数（单台锅炉）

图4-36 2×40t／h锅炉脱硫除尘工艺流程图

l—袋式除尘器 2—脱硫塔 3、4—循环泵 5—罗茨鼓风机 6—引风机 7—氧化沉淀池 8—立式排水泵 9—MgO浆液池 10—搅拌机 11—立式乳液泵 12—脱硫排水泵

图4-37 2×40t/h锅炉脱硫除尘平面布置图

注：1．管道安装走向见流程图和有关剖面图。

2.Z2-Z7为管道支架。

3．烟道进引风机入口处应设支架支承。

图4-38 2×40t/h锅炉脱硫除尘A—A剖面图

图4-39 2×40t/h锅炉脱硫除尘B—B剖面图

MgO耗量：40kg/h；

循环液量：360m³/h；

曝气量：4m³/min；

待处理水量：2m³/h。

（2）脱硫剂制备 外购200目左右的MgO粉储存在灰棚内，用人工小车运至浆液池旁倒入浆液池，加水搅拌配成10%左右的浆液，再由乳液泵送至乳液槽，搅拌均匀供脱硫使用，一般每次配制可供4～8h使用的乳液量。本方法优点是简单可靠，避免了使用气力输送MgO粉至储粉斗，以及储粉斗至乳液槽的管道输送过程中的搭桥、吸湿等因素导致堵塞。

（3）吸收塔及脱硫过程 吸收塔的结构为逆向喷淋泡沫洗涤塔，由于采用MgO吸收和自冲洗大孔塔板不会发生结垢堵塞，所以采用喷雾加泡沫塔板方式可在较小的液气比下获得较大的液气接触面积，进而获得较高的脱硫除尘效率。工业实验及工业实用表明，在液气比为5时，脱硫率达95%左右；并且较小的液气比可以减少循环液量，从而减少循环泵的数量或型号，降低运行成本。锅炉排烟经过袋式除尘器后，通过增压风机送入脱硫塔使烟气经两层喷嘴组的喷淋洗涤吸收，由于洗涤液被特制的螺旋喷嘴雾化成比表面积极大的雾滴，可以与烟气进行充分的传质、吸收、涤尘过程。喷淋吸收液从喷淋布水器及喷嘴喷出，从上到下流入塔底循环池中，由循环泵再循环使用。净化后的烟气再经过一层塔板鼓泡液膜吸收发生二次脱硫除尘过程。同时，泡沫塔板对烟气具有一定的脱水作用，可减少烟气带水量。经过喷雾吸收洗涤及泡沫吸收洗涤的烟气中夹带着一定的水滴，在进入烟道、引风机、烟囱前必须进行脱水，为此在脱硫塔内要设置除雾脱水段，脱除水雾后的烟气方可进入烟道及烟囱。经过上述烟气治理，可达标排放。脱硫前段采用袋式除尘可有99%的除尘效率，保证了除尘达标。

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图4-40 2×40t/h锅炉脱硫除尘C—C剖面图

图4-41 2×40t/h锅炉脱硫除尘泵房平面布置图

由于经过湿法洗涤后烟气温度已到露点（约50℃），因此流经烟道引风机和烟囱后，会不断产生冷凝水，对于在露点以下温度排放的烟气，烟道和烟囱都必须进行防水腐蚀、防酸腐蚀的措施。

（4）脱硫反应 脱硫过程主要化学反应如下：

洗涤吸收液吸收SO₂后，pH值迅速下降，通过pH计检测控制注入Mg（OH）₂悬浊液，调整到pH=6.5后循环使用。

（5）脱硫废液废渣的处理 脱硫塔中生成的反应产物，对于工业和采暖锅炉一般不作回收利用，只经过沉淀脱水后即可与锅炉炉渣一起处理。由于进行强制氧化后生成的MgSO₄具有较大的溶解度（最大可生成约30%的溶液）所以实际上很少有固体废渣产生。只要通过维持循环液中6%～10%的MgSO₄含量就可以循环使用。对于本套工艺，每台脱硫塔的实际处理水量控制在2m³/h左右，经曝气混凝沉淀可保证其色度、pH、SS、COD、重金属等指标均能达标排放。

（6）关于锅炉烟气脱氮 烟气脱氮也是大气污染控制的重要课题，该项目没有提出脱氮要求，但是随着环境质量标准的不断提高，必然会要求实施烟气脱氮。可供采用的脱氮技术有低氮燃烧技术、炉内喷射脱氮剂脱氮，如尿素溶液，也可在锅炉后安装脱氮反应器。为此也将增加可观的投资。

（7）脱硫塔（见图4-42）

图4-42 脱硫塔简图

1—脱硫塔本体采用碳钢衬玻璃鳞片防腐层 2—耐热玻璃鳞片防腐层 3—烟气进口 4—特种耐高温耐腐蚀衬里 5—特种喷嘴组合 6—反冲洗喷嘴组 7—脱水器 8—塔内曝气组合 9—塔板

正常维修时应适时更换易损件，设备寿命为20年。

6.主要控制回路[见图4-43（见全文后插页）]

1）循环浆液pH值控制脱硫剂添加量。通过pH值传感器控制电动调节阀（DF4），实现脱硫剂添加量的控制。

2）脱硫塔内液位控制补水量。通过液位变送器（LF1）输出信号控制电磁阀（DF2），实现补水量的自动调节。

3）随着脱硫过程的进行循环浆液中的MgSO₄浓度不断增加，需及时地外排部分浆液。通过定时器KC2与电磁阀（DF3）的联锁实现对浆液外排量的控制。

4）烟气温度在线监测及控制。为保证脱硫塔的安全运行，在塔的出口位置设有温度传感器（T12）。

5）在塔内烟气入口位置设有温度传感器（T11）。

6）除雾器反冲洗定时控制。通过KC1时间继电器设定反冲洗时间，通过DF-1电磁阀控制。

7）一号MgO熟化池液位控制。池内设液位传感器（LT2），LT2控制电磁阀（DF5）的开关和搅拌机的开关。

8）二号浆液储池内液位控制。罐内设液位传感器（LT3），LT3控制脱硫浆液输送泵的开停和控制浆液搅拌机的启停。

9）脱硫系统控制，设计自动和手动两套方式。

7.主要脱硫及配套设备报价

8.运行费用（按一年运行2880h计，一台40t/h锅炉计算）

1）脱硫剂MgO粉费用：

40kg/h×2880h×300元/t=3.45万元/年

2）电费：

67kW×2880h×0.5元/（kW·h）=9.64万元/年

3）水费：

5m³/h×2880h×2元/m³=2.88万元/年

4）人工费：

4人×4000元/季·人=1.6万元/年

因此一年运行费用合计（3.45+9.64+2.88+1.6）万元=17.57万元。

所以每千克SO₂脱除费用为175700元÷163200=1.076元

9.经济效益及社会效益

1）每年可削减SO₂排放163.2t。

2）每年可少交排污费19.6万元。

3）每年可减少SO₂污染引起的综合经济损失163.2t×4300元/t=70.2万元