75噸鍋爐煙氣脫硫項目技

術

方

案1概述1背景和任務******集團有限責任公司重視環保，嚴格按照環保“三同時”的要求建設煙氣脫硫裝置，在對各種脫硫技術進行了對比的基礎上，將氣動乳化脫硫技術作為選項之一，因為該技術有很多使用范例。氣動乳化脫硫最高脫硫率99.79%,在可靠性、液氣比、脫硫率、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、防垢、防堵、防煙氣帶水、系統節能等方面具有優勢。相對于其它用于煙氣脫硫的技術，氣動乳化脫硫技術完全能滿足******集團有限責任公司鍋爐煙氣脫硫項目的要求。氣動乳化脫硫，在達到高脫硫率的同時，運行電費僅其他方法的30機氣動乳化脫硫，運行率達到100%。有超過300臺脫硫塔在運行，其中部分脫硫塔己經運行了13年，脫硫率全部在99%以上。本方案以氣動乳化脫硫塔為核心設備，采用石灰石脫硫，本項目完成以后,S02排放W200mg/Nm\1.2煙氣條件和環保要求序號名稱單位數值備注1處理煙氣量m3/h5000002煙氣溫度℃W1503原煙氣S02濃度mg/m3<20004凈煙氣S02濃度mg/Nm'!W2002氣動乳化脫硫2.1氣動機理氣動乳化是一種過程，乳化是一種狀態。氣動乳化過程是這樣形成的：在一圓形管狀容器中，經加速的含硫煙氣以一定角度從容器下端進入容器，與容器上端下流的不穩定循環液相碰，煙氣高速旋切下流循環液，循環液被切碎，氣液相互持續碰撞旋切，液粒被粉碎得愈來愈細，氣液充分混合，形成一層穩定的乳化液。在乳化過程中，乳化液層逐漸增厚，當上流的氣動托力與乳化液重力平衡后,最早形成的乳化液將被新形成的乳化液取代。2脫硫機理循環液帶著被捕集的S0?斷續流經均氣室直至回到循環槽,在乳化室內，只要有足夠的處理氣流量，總將保持一相對穩定的乳化液層。含硫煙氣在乳化室內參與了氣動乳化過程，煙氣中的S02與乳化液層中的循環液微細液粒接觸，由于在乳化液中，液粒的比表面積比起水膜除塵、噴淋除塵方式中液滴要大數倍至數十倍，因而，單位液量捕集S02的效率顯著增大。對于含硫煙氣來說，液粒趨細，活化了液粒，更有利于化學凈化過程。對于煙氣，脫硫過程中的吸收、中和、氧化全部在乳化液層內完成。3標準結構氣動乳化脫硫塔由三部分組成，含硫煙氣首先進入均氣室，再進入氣動乳化過濾元件組，最后通過氣液分離室，凈化后的煙氣出塔并排入大氣。各部件的作用簡述如下：均氣室的作用是均勻分配煙氣給每一過濾元件，使每一過濾元件發揮同等的過濾作用。煙氣分配不均勻，將嚴重影響過濾器除塵脫硫效率；氣動乳化過濾元件組，是過濾器的核心，它提供一個主要是紊流摻混的強傳質氣動乳化空間，它是煙氣凈化的主要構件，氣動乳化過濾元件的結構，氣流速度，布液量都直接影響煙氣凈化的效率。氣液分離室，用于氣液分離，液氣分離采用凝并和慣性原理，結構簡單，氣液分離室還有進一步除塵脫硫的作用。2.4適用范圍該技術開發得到了國家的支持，已經用于有色冶煉、化工、電力、鋼鐵行業。氣動乳化已經有應用燒堿、工業廢純堿溶液、石灰、石灰石、氧化鎂脫硫劑的應用案例。氣動乳化脫硫已應用于山西高義鋼鐵有限公司、河南安陽華誠鋼鐵、新普鋼鐵、鳳寶鋼鐵、湖北長江銀業、株洲冶煉廠、英德新裕、韶關中威、內蒙古赤峰紅煒等六十余家單位的煙氣脫硫，設計全部達標排放。由此可見，貴公司煙氣脫硫，一定能達到排放的要求。3石灰石脫硫1原理石灰石-石膏法脫硫工藝是典型的氣體化學吸收過程，在洗滌煙氣的過程中發生了復雜的化學反應，煙氣中S02的脫除在氣、液、固三相中進行，發生了氣-液反應和液-固反應。其主要反應方程式如下：吸收：TOC\o"1-5"\h\zS02+H20-H2s03(1)S03+H20TH2s04(2)中和：CaCO3+H2SO3->CaSO3+CO2+H2O(3)CaC03+H2soLCaSO4+CO2+H2O(4)氧化：2C3SO3+O2->2CaSO4(5)結晶：CaSO4+2H2O^CaSO4-2H2O(6)2物料需求鍋爐按年運行330天計算，原煙氣SO,濃度平均2000mg/k、凈煙氣S0?濃度平均200mg/Nm\煙氣量500000/分計算，脫硫劑用量如下：脫硫劑品種小時用量(噸)年用量(噸)單價(元/噸)年費用(萬元)石灰1.40611137.5180200.484脫硫工藝本項目系統按工藝設計分為煙氣系統、吸收系統、制漿系統、石膏處理系統、工藝水系統組成。4.1煙氣系統(詳細見煙氣系統P1D圖示)煙氣系統由脫硫塔、進塔風門、旁路風門、膨脹節、塔頂煙囪等組成。脫硫時，5#、6#、7#鍋爐經除塵后，煙氣匯入一條總管，進入脫硫塔入口，脫硫后煙氣從塔頂煙囪排入大氣。不脫硫時，煙氣直接通過旁路煙道進入原煙囪排空。4.2SO2吸收系統2.1吸收系統的工藝流程（詳細見吸收系統P1D圖示）由氣動乳化脫硫塔、循環槽、循環槽攪拌機、循環泵、工藝管道閥門等組成。原煙氣從脫硫塔下部的均氣室進入脫硫塔，在脫硫塔吸收區，煙氣與循環液充分傳質，原煙氣中的SO?被脫除，脫硫后煙氣經除霧后從塔頂離開脫硫塔。吸收了SO2的漿液落入塔的下部，由出塔漿管引入循環槽。氣動乳化脫硫塔循環槽設有攪拌器，防止循環漿液出現沉降，循環漿液在循環槽內由脫硫循環泵送入脫硫塔進行脫硫。反應完全的漿液通過渣漿泵打入沉降池處理。3制漿系統（詳細見制漿系統PID圖示）本系統由粉倉總成、制漿槽、制漿槽攪拌機、給漿泵及工藝管道閥門等組成。石灰在制漿槽內配制成濃度15%的石灰石漿液，由給漿泵送至循環槽，通過槽外的循環泵送入脫硫塔脫硫。4.4工藝水系統本系統的工藝水全部來自三級沉降后的廢水，系統內部設計時無廢水外排。5工期本次工程總工期為土建完成后120天交付調試。6項目效果與投資之間的關系氣動乳化脫硫塔最高脫硫率99.79樂在可靠性、液氣比、脫硫率、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、防垢、防堵、防煙氣帶水、系統節能方面具有優勢。全世界有200多種脫硫方法，但是，國內基本上沒有能夠正常運行的脫硫裝置。株洲亦輝環保設備有限公司開發的專利技術一一氣動乳化脫硫塔，運行率100%,且脫硫率高、經濟性好。其原因在于：a.脫硫率高：脫硫率很高，設計脫硫率在90~99%之間，采用氣動乳化脫硫塔，同等液量循環液產生的比表面積是噴淋方式的10倍乃至數十倍，因此處理相同煙氣量，氣動乳化脫硫塔的效率比噴淋等其他方式要高很多。最高脫硫率99.99%Ob.使用期（壽命）高：塔體和所有塔內件均由316L不銹鋼制造，耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、脫硫塔設計使用壽命20年以上。316L不銹鋼能耐500℃以下高溫使用，在空氣中表面能產生一層致密氧化膜，能有效抵抗腐蝕和磨損。最高壽命（無故障）連續運行13年。c.低PH值：由于脫硫循環液含有鈣、鎂、鐵等離子。在高PH值運行時這些離子會在塔內結垢，垢是混合結晶體，成長速度很快，結垢以后，脫硫系統完全報廢。針對大量脫硫系統報廢的現狀，氣動乳化脫硫以酸性循環液運行，對脫硫塔、循環泵、閥門起到酸性除垢作用，不結垢不堵塞。在酸性循環液條件下，氣動乳化脫硫保持90%至99.5%的脫硫率。株洲亦輝環保設備有限公司在安鋼集團新普特鋼有限公司的現場安裝了脫硫系統，清水脫硫連續運行9小時，PH值維持4.2以上時，脫硫率超過90%,安陽華誠鋼鐵有限公司、新普特鋼有限公司、河南風寶特鋼有限公司的技術專家及領導參與了測試，株洲亦輝環保設備有限公司脫硫塔在低塔阻、低PH值條件下，貢獻出的高脫硫率，產生了極大興趣，并充分肯定。d.低液氣比（升水/立方米煙氣）：由于氣動乳化脫硫循環液的比表面積是其他的方法的數十倍，所以液氣比（升水/立方米煙氣）僅為噴淋的1/5。本項目設計工作液氣比為1.5。e.低循環液壓：氣動乳化脫硫塔以水柱直接布液，沒有噴嘴，首先完全避免了其他方法常見的噴嘴結垢、堵塞、磨損等導致脫硫系統報廢問題。其次，其他方法離不開噴嘴，漿液通過噴嘴會損耗30米左右的脫硫循環泵的揚程，沒有噴嘴，泵選型時,就選擇比前者少了30米揚程的泵，在濕法脫硫系統，脫硫循環泵的電耗占了整個脫硫系統的70%以上。本項目設計循環泵揚程26米。f.省電節能：低壓、小流量循環液的雙重因素?，使循環泵等設備小型化，脫硫能降低能耗。本項目設計（滿負荷）運行時，實際每小時運行功率129.77KW,理論運行功率每小時163.9KWOg.脫硫劑不受限：石灰石、石灰、電石泥、氧化鋅、氧化鋅、氧化鎂各種堿性物和工業廢液。h.模塊化設計：采用標準的模塊化設計，大量多管（4管、6管、8管、9管、12管、16管、20管、24管及以上的）旋流器組合。標準化的旋流器直徑750、890、1190、1530、1860、已經有超過200個多管脫硫塔的案例。從銷售、施工圖設計、采購、裝車發貨、現場點驗、安裝、培訓運行、運行中設備管理，全部采用與施工圖一致的位號管理。J.無故障運行：設備體積小，脫硫系統操作簡單、維護方便，有大量無人值守小型脫硫系統在運行。多個項目無故障運行時間超過10年。K.防堵機理氣動乳化脫硫塔的過濾元件不僅提供200mmX300nun的足夠空間作為氣流通道，更為重要的是，元件上面是高速旋轉的乳化液層。通過每個過濾元件的透鏡，可以一目了然地看到工作中的乳化液層，液層內的氣液進行著高速旋切碰撞,沖涮著過濾元件。過濾元件與水平面成50度角。極大的元件間空間，以及循環液永不停頓地高速旋切碰撞，有超過300多個案例已經證明，氣動乳化塔不會堵塞。（附圖L株冶多膛爐脫硫塔乳化液層，從1999年7月運行至今，已經超過12年，進口S0?濃度14400—25000mg/Nm：出口S02濃度10mg/Nn?脫硫率99.8%與生產系統同步運行率100%,沒有出現過堵塞、腐蝕，至今還在一如既往運行）L.耐腐機理氣動乳化脫硫塔由316L不銹鋼制作，其耐磨、耐腐蝕、耐高溫價值己被證明，符合國際標準的316L不銹鋼，耐含高氯離子濃度在內的各種強腐蝕漿液溶液的腐蝕。國家標準HJT179-2005之7.2.3條明確說明，316L不銹鋼可耐60000n】g/L的氯離子溶液腐蝕，而所有的濕法脫硫系統，循環液中的氯離子濃度不會超過11600mg/Lo盡管316L不銹鋼材料的單價一直是A3鋼10倍。但株洲亦輝環保設備有限公司從來不以其他材質做塔，從來沒有抱過任何僥幸心理，將脫硫塔穿孔風險轉由用戶承擔。高溫及熱交變應力、高磨損、重腐蝕下，其他材料塔內防腐都不可靠。用316L不銹鋼，萬無一失。（316L不銹鋼氣動乳化脫硫塔塔體一一安裝在中國電力集團下屬企業的氣動乳化脫硫塔的316L不銹鋼材質的過濾器組件，500臺氣動乳化脫硫塔全部由316L不銹鋼制作、安裝，采用316L不銹鋼的還包括所有循環漿管、排漿管、脫硫后的凈煙氣管及所有管道的主要部件。）M.節能機理（低循環泵功率）其他脫硫塔都帶有噴嘴，噴嘴