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脱硫塔解决方案

 

 

 

 

                                 

 

 

 山东同达环保设备有限公司

 

 

 

砖厂烟气除尘脱硫项目设计方案

设计单位:山东同达环保设备有限公司

施工单位:山东同达环保设备有限公司

 

第一章概述

1项目概述

本方案适用于砖厂生产线烟气除尘脱硫改造,排烟温度70℃-90℃烟气中含硫量较高,根据环保要求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。

2主要设计原则

2.1.根据现有实际情况,尽量减少工作量优先解决现有难点。

2.2煤矸石含硫量按4%计算两条窑每天用量4-5吨左右排烟量为:400000m3/h,作为脱硫装置设计基础数据。

2.3脱硫效率:脱硫工艺设计效率99%以上(即m3<300g)

2.4除尘效率:除尘工艺设计效率92%以上

2.5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。

2.6通过工艺计算确定塔体和设备参数。

2.7根据现场实际情况设置脱硫装置,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。

 

2.8设备(脱硫塔)设计高度为17米,直径4.2米两台为主塔。烟囱(也作为副塔)直径3.5米,高度28米。采用二级脱硫除尘工艺;一种烟气两级脱硫塔,其特征在于,包括:喷淋层,其设置于所述脱硫塔顶部;脱硫液层,其设置于所述喷淋层下方并和喷淋层连通,用于内置脱硫液;进气层,其设置于所述脱硫液层下方并和脱硫液层连通,所述脱硫液层和进气层之间设置有隔板,所述隔板上设置有多个穿过隔板并延伸如所述脱硫液层中一定距离的中空管,所述中空管设置于脱硫液层中的部分的管壁设置有多个孔洞,所述中空管开口于所述进气层;另外,所述进气层设置为两端内径大于中部内径且侧壁呈一定弧度弯折的筒状;积液层,其设置于所述进气层下方并和进气层连通。设备的制作工艺是玻璃钢现场缠绕成型,内衬树脂901,外加强层外边层为198树脂。设备的主要特点:强度高、重量轻、耐老化、耐腐蚀、防渗漏等特点。

 

 

第二章脱硫工艺原理

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:

首先二氧化碳融入吸收液中

So2+H2O=H2SO3

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

如果烟气中二氧化硫浓度过高生成的亚硫酸钠溶液可进一步吸收二氧化硫

Na2SO3+H2SO3=2NaHSO3

在以上元反应发生的时候还会有以下副反应发生

Na2Soa3+11202=NaSO4

当加入NaoH之后,反应②为主要反应系统活动一段时间内氢氧化钠成分消耗完毕,然后开始反应③PH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Na2So)将吸收液排出塔体,进入再生池进行再生。

开发阶段: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

2NaHSOS+(acoH)2=Na2SO3+CaSO3   ⑤

112H2O↓+3/2H2O

脱硫塔内部分Na2SO3被氧化生成的Na2SO4于再生池中发生一下反应

Na2SO4+(aCoH)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↓

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。

反应产物用普通石灰石石膏湿法方案一样均为硫酸钙(石膏)脱硫效率高,可达98%以上,脱硫利用率大于98%。

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,交立其他脱硫工艺,该工艺其有以下优点

具有最佳的性价比,该工艺技术与国内其他脱硫技术相比脱硫效率达98%以上,而且液气比远远低于其他技术。

其有工艺流程简单,投资省,综合运行成本低的特点,脱硫后的烟气SO2排放可以提高浓度状况下完成满足环保排放要求,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90%以上,系统主要设备很少发生故障,因此③会固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,该技术用碱液做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值循环池液气比等因素,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,具体规格如下:

 

 

 

20000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10000

 

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

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。

工艺简单,比较适用于中小型工业砖窑配套使用。

相对于传统理法脱硫工艺,双碱法脱硫工艺液气比只有石灰石石膏法的1/3电耗水耗较低。

第三章 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,全厂道路畅通以便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

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,去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,二级沉淀除去过量的钙离子,循环液回到循环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。

3.2烟气与二氧化硫吸收系统

SO2吸收系统该系统是JGD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,脱硫循环泵均有自己的喷淋层没个喷淋层都由一系列喷嘴组成,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,喷嘴就布量在其中,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,在喷淋层没有一级除雾系统,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

本脱硫工程每条窑配一座吸收塔,吸收塔为圆柱塔体,塔顶部烟道出口直接接在烟囱上,吸收塔及烟囱材质全部为玻璃钢材质,因为烟气含硫量较高,塔内烟气流速保持在3.0cm/S一下。

3.3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石灰,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。

3.4电气系统

脱硫装量用电负荷的要求

根据工艺专业提供的负荷资料,脱硫装量的总用电负荷约为40kw,供电电压380v

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案,又能防止塔内长期运行结垢堵塞,通过设置PH值监测循环池PH值来控制再生池内石灰的吸入量,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,鉴整个脱硫反应是滞后系统即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。

 

 

 

3.6设备投资

名称

规格

单位

数量

备注

玻璃钢一级脱硫塔

DN4200*17000

2

出风口DN2600,观察口DN500,排污口DN400.

 

玻璃钢浆液喷淋

DN4200

6

玻璃钢反冲洗喷淋

DN4200

2

玻璃钢旋流板

DN4200

4

玻璃钢二级脱硫塔(即烟囱)

DN3500*28000

1

 

 

玻璃钢清水喷淋

DN3500

2

塔体连接弯头

DN2600

6

 

塔体连接管道

DN2600

30

 

简易爬梯护栏

 

2

 

 

 

 

 

 

第四章环境效益社会效益

4.1环境保护标准

4.1.1有关环境质量标准

①环境空气执行《环境空气质量标准》(GB3095-96)二级标准

②地表水执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)111类标准

③环境噪声执行《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)中的二类标准

4.1.2主要污染物排放标准

废气执行工业砖窑大气污染物排放标准(GB9078-1996)中第二类排放标准

废水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)噪声执行《工业企业厂界标准》(GB12348)

4.2社会效益

环境中的二氧化硫主要危害会引起人体呼吸系统疾病,造成人群死亡率增加,二氧化硫排放还会引起酸雨的污染,腐蚀建筑物,破坏生态环境,造成巨大损失,因此二氧化硫的排放会成为制约是会主义经济发展的重要因素。

本脱硫工程的实施,对改善本地大气环境质量,改善当地人民的生活质量以及保证当地经济的可持续发展等方面将起到显著的作用,能够发挥较大的环境效益和社会效益。

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