锅炉尾气钠碱法脱硫方案.docx

锅炉尾气钠碱法脱硫方案
XＸX热电厂
锅炉烟气钠碱法脱硫工程
技 术 方 案
XXX公司
XＸX公司
2016　年 3月
目 　录
第一章 总 述 2
1、1烟气脱硫技术简介 2
1、２ 技术选择依据2
1、3 工艺特点 3
第二章 工程概况４
2、1　自然条件及气象资料 4
2、２ 机组、系统概况5
2、3 燃料6
2、4 其她 7
第三章 设计依据 9
3、１ 基本依据 9
３、２　基本原则 9
3、３　设计标准 9
第四章　设计描述 1１
4、1工作范围11
４、2设计思路 1１
4、3工艺方案11
4、4工艺描述12
４、5 装置组成1７
4、6保温、油漆材料设计 18
4、７伴热措施设计 错误！未定义书签。
４、８　配置、材料及自动化程度设计 错误！未定义书签。
4、9 公用物料消耗 20
第五章 节能与环保 ２4
5、1 节能 24
5、2 环保2４
第六章 项目实施规划25
6、1项目实施 25
6、2实施进度规划 2６
第七章　投资预算与经济分析２7
7、1投资预算 27
7、2　　经济性分析２8
第八章 总 结 30
第一章 总 述
１、１烟气脱硫技术简介
为了控制大气中二氧化硫,早在1９世纪人类就开始进行有关得研究,但大规模开展脱硫技术得研究和应用就就是从二十世纪50年代开始得。经过多年研究目前已开发出得200余种SO２控制技术。这些技术按脱硫工艺与燃烧得结合点可分为:①燃烧前脱硫(如洗煤,微生物脱硫);②燃烧中脱硫(工业型煤固硫、炉内喷钙);③燃烧后脱硫,即烟气脱硫(Fｌue Gas　Dｅsuｌfuriｚatｉon,简称FGD)。FGD就就是目前世界上唯一大规模商业化应用得脱硫方式,就就是控制酸雨和二氧化硫污染得最主要技术手段。
烟气脱硫技术主要利用各种碱性得吸收剂或吸附剂捕集烟气中得二氧化硫,将之转化为较为稳定且易机械分离得硫化合物或单质硫,从而达到脱硫得目得。FGD得方法按脱硫剂和脱硫产物含水量得多少可分为两类:①湿法,即采用液体吸收剂如水或碱性溶液(或浆液)等洗涤以除去二氧化硫。②干法,用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。按脱硫产物就就是否回用可分为回收法和抛弃法。按照吸收二氧化硫后吸收剂得处理方式可分为再生法和非再生法(抛弃法)。
1、2 技术选择依据
各种不同得烟气脱硫技术所用得吸收剂、脱硫副产品,以及脱硫效率和投资成本差别很大。对于某一具体项目,最适用得烟气脱硫技术一般就就是根据现场得客观条件和经济情况来选择得,即这种脱硫技术充分利用了现场得有利条件,并在整个使用期间总成本最低。影响总成本得因素有很多,这些因素包括:技术因素;经济因素(生产成本、投资成本);商业因素等。
理想得脱硫工艺应该就就是投资少,占地小,运行成本低,与主体工程兼容性好,脱硫效率能够满足排放标准要求,脱硫副产品容易处理,无二次污染。如果副产品能有较好得销售市场,所产生得经济效益可冲抵部分装置运行费用,甚至有所结余,则就就是最理想得。　
1、3 工艺特点
目前国内烟气脱硫湿法技术主要有石灰石－石膏法技术和氨法脱硫技术。　氨就就是一种良好得碱性吸收剂,从化学反应机理上分析,烟气中二氧化硫得吸收就就是通过酸碱反应来实现得。吸收剂碱性越强,越利于吸收,氨得碱性强于钙基吸收剂。
与大型电厂常用得石灰石-石膏法脱硫相比,石灰石浆液吸收二氧化硫需要先有一个固-液反应过程,即固相石灰石(CaCO３)先酸溶于亚硫酸,生成亚硫酸氢钙 Ca(HSＯ3)2;而氨吸收烟气中得二氧化硫就就是反应速率极快得气－液或气－汽反应过程,可以比较容易地达到很高得脱硫效率。　 　 　 　 　 　　　 　 　 　 　 　 　 　 　　 　 　　 　 　　 　　　
而钠碱法脱硫工艺主要特点就就是系统简单,液/气比小,不结垢不堵塞,设备造价低,占地小。脱硫废液主要成分为硫酸钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠。此外,钠基还具有吸收其她酸性气体(如ＨCl,HＦ,HBr)等得良好性能。
****有限公司,长期致力于电厂烟气污染治理得研究与实践工作,不仅获得了大量得研究成果,也取得了相当多得工程经验。目前承担得国家86３计划重点项目“燃煤烟气复合污染物控制与资源化”已获得重大技术突破,在多个领域处于国内领先水平,特别就就是在脱硫得同时低成本联合脱硝、出塔烟气复合污染物控制、烟气直排设计与技术、以及提高电除尘器效率等方面优势明显,并得到临汾热电2X30０ＭW机组得应用示范,现该工程已基本完成建设和安装,定于今年1１月下旬与电厂机组同时投运,将成为我国第一个能够自负盈亏得电厂脱硫项目。
第二章 工程概况
ＸXＸ1０ＭPa４10t/h高压煤粉炉锅炉,生产过程中产生烟气 4317９6Nm3/h(5#炉标况)和67４00０m3/h(6#炉工况),根据国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(ＧＢ13223-2003),该锅炉需要配套建设烟气脱硫装置,脱硫技术方法采用钠碱法脱硫,5#、6＃锅炉烟气一体脱硫,采用“２炉1塔”方案。因为本次吸收剂采用得就就是乙烯废碱液,为了实施时能够稳定运行,ＸXX公司决定先做一套1万Nｍ３/h钠碱法脱硫得中试处理装置。
2、1 自然条件及气象资料
● 厂址地理位置
热电厂隶属于XXX分公司,位于乙烯厂区内得东南角。地震基本烈度为６度,电厂海拔高度145、５ｍ。
● 交通运输
铁路:热电厂燃煤经国铁运至XＸX公司得交接站,再由公司得自备机车经0、8公里厂外专用线送至热电厂卸煤线。按规划一期工程预留了四股铁路专用线,在二期工程中四股铁路专用线已全部建成,可满足本项目需要。
公路:热电厂四面都与化工厂厂区得环形公路相通,内、外部道路运输极为方便,可满足本项目需要。
● 　水文气象
项目
值
年平均气温
4、4℃
极端最高气温
3８、3℃
极端最低气温
－39、3℃
冬季采暖／通风室外计算温度
－２６/-20℃
绝对最大气压
102、６1kＰa
绝对最小气压
９6、7５kPa
冬季平均气压
100、0３kPa
夏季平均气压
98、77kＰa
年平均相对湿度
6４、6%
年平均降雨量
440mm
最大年降雨量
60５、５0mm
基本雪压
0、3kN／m２
最大积雪厚度
220ｍm
年平均风速
28、3ｍ/ｓ
瞬时最大风速
30、8m/s
基本风压
0、5ｋＮ/m2
全年主导风向
NW
夏季主导风向
S
冬季主导风向
NW
最大积雪厚度
22cm
最大冻土深度
2０9cm
地震基本烈度
6度
● 工程地质
厂区地形平坦,坡度较小。自然地面标高在１45、5米左右,为了满足排水坡度,主厂房零米标高取用１46、２米,高于百年一遇洪水水位143、5９米。
地质断面上部为第四纪冲积层,由亚粘土和轻亚粘土构成,下部为第四纪湖沼沉积得灰色粘土构成。地基基本强度０、１4～0、2ＭPa。地下水位接近低水位时期,静止水位高度为141、09～142、56米,据经验该区平均年水位变化幅度为2、5~2、８米左右,地下水对混凝土无侵蚀性。
２、2 机组、系统概况
(１)主要设备及设计参数
表１:主要设备及设计参数
设备名称
参数名称
单 位
5#炉数据
6#炉数据
锅 炉
型 号

ＨG-４10／9、８-MQ14
NG-410/9、8-M１0
最大连续蒸发量
t/ｈ
41０
４10
过热器出口蒸汽压力
MPａ
９、8
9、8
过热器出口蒸汽温度
℃
540
5４0
空预器出口烟气量
Nm3/h
43179６(标况)
６７4000 m3/h
(工况)
设计排烟温度
℃
１3９(设计)
1２9-１５8℃(实际运行)
13８(设计)
129-１60℃(实际运行)
煤耗量
ｔ/h
62、03１
62、956
炉膛设计负压
Pa
-２０～-40
-20~-40
烟　　囱
高　 度
m
180
180
出口内径
m
５、5
5、５
引风机
型号

Y4－７3－25F
Ｙ４－7３№２5F
电机功率
KW
630
1１２0
数量
台/炉
2
２
出力
m３/h
33７700
409987
全压
Ｐａ
3218
5７32
(2)　锅炉点火系统
锅炉点火采用渣油或天然气。天然气作为废气回收掺烧利用,最大掺烧比例为15%Ｂ-MCＲ(锅炉额定出力410t/h)。渣油和天然气不同时点火和助燃。
(3) 燃烧制粉系统
锅炉采用水平浓淡直流式煤粉燃烧器,正四角切向布置;制粉系统采用钢球磨,中间仓储式热风送粉系统。
２、3 燃料
(1)燃煤
本工程实际燃用煤种煤质资料见下表
表2 :煤质分析表
序号
名 称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
1
全水份
Mｔ
%
7、26
6、2
2
灰 　份
Aａｒ
%
3７、5７
3１、03
３
碳
Ｃar
％
47
53、50
4
氢
Har
%
３、２
３、２５
5
氧
Oaｒ
%
４、36
5、15
6
氮
Nar
％
0、4３
0、69
７
硫
Sar
％
０、1８
0、20
８
可燃质挥发份
Vdaf
%
34、23
33、00
9
低位发热量
Qnet,aｒ
ＫJ/kｇ
１8212、58
20750、０0
１0
灰温度特性
t１
t2
ｔ3
℃
℃
℃
１１１０
1300
14０0

(２)燃气
表3:天然气成份分析表
序号
成分
数据1(2006、4、2７)
数据2(２006、4、2８)
单位
１
甲烷m/ｍ%
93、73
9３、４７
%
２
乙烷ｍ/ｍ%
3、１３
３、08
%
3
乙烯m/m%
<０、0１
<0、01
%
４
乙炔
0、４０
0、36
%
５
丙烷m/m%
1、99
2、16
％
6
丙烯m/m%
＜0、０1
0、0８
％
７
PＤ
0、69
0、65
％
8
MＡ
0、06
0、０7
%
9
C4
０、05
0、0７
%
１0
发热量
8932
８9５4
Kcal／Nm３
表4 火炬气成份分析表
序号
成 分
数 值
最大
最小
单位
1
氢气m/ｍ%
11、9３
１1、9５
0、01
%
2
甲烷
19、9４
87、16
6、47
％
3
乙烷
0、78
40、16
0、02
％
4
乙烯
４、03
25、8０
0、27
%
５
丙烷
1、11
3６、４9
＜0、01
％
6
丙烯
6、８1
7、19
０、1６
%
7
乙炔
＜0、01
2、31
<0、01
%
8
ＰD
0、63
4、47
＜0、01
%
9
MＡ
８、３3
2、１6
<0、01
％
１０
Ｃ4
5、28
6、4４
0、16
%
1１
C5
5、25
14、06
0、01
％
１２
CO
0、04
＜０、01
＜0、01
%
13
N2
3５、4９
５０、1
０
％
14
低位发热量
4３42

Kcal／Ｎｍ3
2、4 其她
(1)烟尘处理
布袋除尘器
(2)水源
工业水水质:PH值7、５-８、５ 氯离子含量:10－30mg/L
(3)废水处理
送往ＸＸX公司污水处理场统一加工和处理。
(4)建筑状况
水膜除尘器拆除、引风机厂房为排架结构,除尘器控制室利旧。
(5)脱硫吸收剂资料
表5:乙烯废碱液成份分析(以下数据需要进一步试验确定,仅供参考)
日期
ＰH
(无量纲)
NaOＨ
(g/ｌ)
Nａ2SO4
(g／l)
Na2CＯ3
(ｇ/l)
Na+
(g/l)
Ｃｌ-
(ｍg/l)
湿式氧化进料
(t/h)
湿式氧化出水
(t/h)
２005、5、１2

23、39　
6、38
56、５５

2０0５、6、11

2２、03
１３、93
62、40

２005、9、10

44、７5
17、36
61、49　

20０6、４、28

12、0６
9、26
64、11　

２０06、12、5

7、39　
6、94　
99、75

200７、１2、2７

23、96
14、２5
66、06

２０0８、4、24

28、42
15、18　
78、09

2008、9、２６

１4、73
5、99
４３、31
31、18

6、9
11、1
200８、９、26

1５、01
5、9２
41、9６
3０、59

7、0
１０、2
20０8、９、２7
13、３6
9、7４
5、89
４4、13
２8、90

7、9
10、9
20０8、9、2７
13、32
10、１6
5、98
42、51
27、90
100mg/L以内
8、０
10、9
利用乙烯废碱液做脱硫剂,乙烯废碱液成份分析:
NaOH:0、7%　~4、4%, 平均2、0％
Nａ2ＣO３:4%~９％,平均7、２%
Ｃl-含量在10０ｍｇ/Ｌ以内
第三章　设计依据
3、1 基本依据
● XXX公司热电工程脱硫装置招标文件;
●《火力发电厂设计技术规程》DL500０--2000;
●　 国家现行有效得环保标准、法规;
● 各专业现行有效得中华人民共和国电力行业标准DＬ/T系列;　
● 各专业所涉及得现行有效得中华人民共和国国家标准GＢ系列;
3、２ 基本原则
● 本方案遵循国家有关法规及规定进行编制。
● 选用较新专利技术,结合XXX工程项目得具体条件,采用优化设计方法,提高设计水平和降低工程投资额。
● 严格执行资源综合利用原则,积极改进工艺技术,采用无害或少害得工艺。
●　贯彻“安全生产,预防为主”得方针。
● 充分利用XXX工程项目相应得公用设施、辅助设施,以节约投资,加快工程得建设周期。
● 设计脱硫效率≥9６％。同时脱硝效率≥60％。
3、３　设计标准
序号
编　 　号
名 　 称
1
ＤＬ５0０0-2000
《火力发电厂设计技术规程》
2
DL/Ｔ５032-94
《火力发电厂总图运输设计技术规程》
3
ＤL/T50３5-９4
《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定》
4
ＤＬ／T50４1-９5
《火力发电厂厂内通信设计技术规定》
6
ＤＬ/Ｔ５046-９5
《火力发电厂废水治理设计技术规程》
7
DＬ／T５１2１-20００
《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》
8
DＬ／T5054-2000
《火力发电厂汽水管道设计技术规程》
9
SDGＪ6-9０
《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定及条文说明》
１０
GB50２6４-97
《工业设备及管道绝热工程设计规范》
1１
DＬ/T50７2-１9９7
《火力发电厂保温油漆设计规程》
12
ＤL/T５0６8-１9９6
《火力发电厂化学设计技术规范》
１3
DL／T50９4－99
《火力发电厂建筑设计规程》
14
DL/Ｔ62０－199７
《交流电气装置得过电压保护和绝缘配合》
１5
DL/Ｔ621－1９97
《交流电气装置得接线》
16
DL／T680-9９
《耐磨管道技术条件》
17
ＤL5００４-91
《火力发电厂热工自动化试验室设计标准》
18
ＤL502２－93
《火力发电厂土建结构设计技术规定》
１9
DL４68-92
《电站锅炉风机选型和使用导则》
２0
DL5027－９3
《电力设备典型消防规程》
２1
DLGＪ10２-91
《火力发电厂环境保护设计规定》
22
DLGJ24－91
《火力发电厂生活消防给水及排水设计技术规定》
24
DLGＪ1５8-20０1
《火电厂钢制平台扶梯设计技术规定》
２5
GB50033-91
《工业企业采光设计标准》
26
GB50034－9２
《工业企业照明设计规范》
2７
GB5０0３7-96
《建筑地面设计规范》
28
ＧＢ５004６-95
《工业建筑防蚀设计规范》
29
HG２06７9-1990
《化工设备、管道外防腐设计规定》
30
GB500５２-９5
《供配电系统设计规范》
３1
GB５０0５4-95
《低压配电设计规范》
３2
GB5０05７－2000
《建筑物防雷设计规范》
33
GBJ16-2０01
《建筑设计防火规范》
３4
GB50116－９８
《火灾自动报警系统技术规范》
第四章 设计概况
4、１设计范围
本次工程包括脱硫岛、烟气排放、碱液循环系统且能满足机组脱硫系统正常运行所必需具备得工艺系统设计、设备选择、采购、运输及储存、制造及安装、土建建(构)筑物得设计、施工、调试、试验及检查、试运行、考核验收、消缺、培训和最终交付投产等,产生得脱硫后废碱液由XＸX公司污水处理场统一加工和处理。
４、２设计思想
● 脱硫工艺采用成熟得钠碱湿法烟气脱硫技术,一塔,塔型为喷淋空塔,并加上等离子脱硝和除雾装置。
● 脱硫工程得设计结合现场得场地条件,力求系统简单,流程和布置合理。
●　脱硫装置得烟气处理能力为1万Nm3/ｈ烟气量。
● 　脱硫后净烟气不加热,烟气脱硫后从塔顶直排放空,符合国际发展潮流、简便易行。
● 吸收剂采用乙烯废碱液,设置碱液缓冲槽,保证碱液浓度平衡。碱液泵用来向塔内加碱液,控制调节脱硫率和浆液池ｐH值。
● 脱硫系统设有可靠得保护系统,以避免因脱硫系统或其她相关设备得故障引起吸收塔内装置得损坏。
● 方案控制系统采用ＤCS控制系统,控制全面精确可靠。
●　钠碱湿法脱硫工艺能节约能源和水源,能降低脱硫系统得投资与运行费用。
● 设计脱硫后烟气ＳO2含量≤100mg/Nm３,粉尘浓度不大于５0ｍg/Nm3,NOx≤200ｍg／Ｎｍ3,,经除雾器后烟气中水分≤7５ｍｇ/Nｍ３。
● 整套脱硫系统阻力≤120０Pa,如原引风机余压不足有可能需要进行改造。
● 脱硫塔进行严密得防冻保温,系统得其她动静设备均布置在室内,所有建筑体均有采暖措施,所有得工艺管线除却必要得保温,还设计有伴热措施(蒸汽或电加热)。
●在运行中产生得溢流、冲洗和清扫等废水集中排放,保证现场清洁。
4、3设计方案
本装置工艺设备本着便于生产、操作、维修等原则,尽量布置紧凑,节约用地。
脱硫界区布置在锅炉得现场,她包括:
● 烟气吸收系统(等离子脱硝活化装置、吸收塔、吸收液循环泵和管路、等离子后处理装置、湿式烟气后处理装置等)、直排烟囱等;
● 　检修排空系统(事故池、地池及管路);
● 碱液站(碱液缓冲槽、碱液泵及管路系统);
4、4 乙烯废碱液脱硫工艺原理
钠碱法脱硫工艺就就是用ＮaOH/Nａ2ＣO3吸收烟气中得二氧化硫,将浆液送至厂内污水处理场集中处理。
(1)吸收
在吸收塔中,烟气中得SO２与碱吸收接触后。发生如下反应:

湿式钠碱法吸收实际上就就是利用NaＸH2－XSO3(x=1～2)不断循环得过程来吸收烟气中得SO２,在吸收过程中所生成得酸式盐NaHSO3对SO2不具有吸收能力,随着吸收过程得进行,吸收液中得ＮａHSO３数量增多,吸收液得吸收能力下降,因此需向吸收液中补充碱液,使部分NaHSＯ3转化为Na２SO3,保持吸收液中Na2SO3得浓度比例相对稳定以保持吸收液得吸收能力。

同时烟气中含有得ＳO3、HＣl等酸性气体也会同时被吸收剂吸收,发生如下反应:

因此,在钠碱法脱硫工艺中吸收塔得吸收段将烟气中得SO2吸收,得到亚硫酸钠或亚硫酸氢钠中间品及少量硫酸钠和氯化钠。
(２)排浆
由于不需要经过氧化环节,系统所排出得脱硫后废碱液用泵直接排到厂内污水处理场中。
4、5干、湿等离子体原理
等离子体原理:用高压脉冲电源放电,使烟气中得一氧化氮形成等离子体,便于被氧化成二氧化氮得烟气脱硫脱硝技术(简称ＰＰCP,Ｐulsed corona inｄuced Ｐlasmａ Cheｍiｃａl Ｐｒoｃesｓ)。
NOｘ　就就是主要得大气污染物之一,来源于各种燃烧锅炉得烟气及机动车得尾气。全世界对NＯｘ得排放都有严格得限制,且标准越来越高。等离子脱硫脱硝作为继干法、半干法、湿法等经典脱硫脱硝方法之后得一种全新得脱硫脱硝方法,以其具有得投资少、占地面积小、脱硝效率高、运行费用低、设备腐蚀低、不易造成二次污染等独有得诸多特点,已经成为国际上公认得具有极大市场潜力得良好应用前景得烟气脱硫脱硝新工艺。
等离子体由大量带点粒子组成得活性粒子系统,一般存在着电子、离子、原子、或自由基等粒子。由于电子和离子性质得差别,在一定情况下,电子温度Te和离子温度Ti并不平衡,Tｅ高达１04 K以上,而离子和原子之类得重粒子温度却低到10-１０2 K数量级,这种粒子宏观上体现常温特性,称为低温等离子体或非平衡态得等离子体。由于电子温度很高,使许多只有在高温高压或有催化剂存在下得反应得以在常温常压及无催化剂得情况下实现。
ＮOx得脱除比SＯ2　得去除要复杂许多,通过气体放电产生得非平衡等离子体来诱导自由基反应脱除烟气中得NＯx　和SＯ2就就是当前最有效、最有前途得烟气治理技术之一。气体中得气体分子(N2、O2、H2Ｏ等)被高能电子电离,形成各种自由基和活性粒子(N、N*、Ｏ、Ｏ3、０2*、OH、HO2等),这些活性物质引发得化学反应首先把气态得SO2和NＯx转变称为高价氧化物,然后形成HNO3和H2SO4。在有氨注入得情况下,进一步生成硫胺和硝铵等细粒气溶胶,所生成得产物有常规方法(EＳP或布袋)收集,从而实现对烟气得脱硫脱硝同时进行。脉冲放电等离子体法脱硫脱硝主要就就是通过下面得一些反应过程进行得。
ＮO　+　O NO2 　 NO + O3 　 NO2 ＋ O２
NO + HO２ 　 　 ＮO2　+ OH　 　NＯ + ＯH 　 　HNO2
NO２ + OH 　 　　 HNO３ 　 　2NO2　+　O3 Ｎ2O５ + O2
N2O5 + Ｈ2Ｏ 　 　 　2HNO3　 　HNO2　+　O 　　　 ＨNＯ３
SO2 ＋ O 　 　 N２O5 ＋ O2 　 SO2 + OH　 　 　 HSＯ3
SO2 + HＯ2 　 SO３　+ OH　　 　 HSO３ + O2 　 　SＯ3 + HＯ2
HSO3 +　OH 　 　H２SO4 SO3　+ H2O　 　 　 　 H2ＳO4
HNO３ + NH３ 　 　 　　 NＨ4ＮO3 　Ｈ2ＳO4 +　2 NH3 　 　(ＮH4)2SO4
198６年前后,日本Masuda和Ｍizuｎo等人提出了用高压脉冲电源代替电子加速器得脉冲放电等离子体烟气脱硫脱硝技术(简称PＰＣＰ,Pulsｅd corona　iｎduced Ｐlasma Cｈemicａl Proceｓs)。而后,日本、荷兰、美国、意大利、韩国、加拿大、俄罗斯、中国等国都进行了大量得研究工作。脉冲电晕等离子法就就是靠脉冲高压电源在普通得反应器中形成等离子体,产生高能电子(5-２0ｅv)。她就就是利用快速上升得窄脉冲电场加速而得到高能电子形成非平衡等离子体状态,产生大量得活性粒子,二驱动离子得能耗极小,能量利用效率高,同时获得较高得脱硫脱销效率。通过脉冲放电产生得等离子体中含有很强氧化性得自由基,其中活性粒子得平均能量高于气体分子得键能,这些活性粒子和有害分子碰撞得结果:一方面打开气体分子键生成一些单原子分子和固体微粒;另一方面产生大量得OＨ、OH2、O等自由基和氧化性极强得Ｏ3。由这些单元分子、自由基和O3等组成得活性粒子引起一系列化学反应最终将废气中得有害物质变为无害物质。
国内从上个世纪8０年代后期首先在国家自然科学基金和水电部得资助下在北京理工大学开始了对PＰＣP得基础研究。目前在美国、韩国和中国等都积极进行了该技术得工业化应用开发,建有数万标方烟气处理量得工业中试装置,并在脉冲电源、工艺流程、添加剂等方面得研究取得了很大进展。十五期间在国家科技部“８63”计划得资助下,中物院环保工程研究中心主持完成了40,000～５0,000Nm3/h工艺优化实验,在关键设备、降低能耗和提高脱硫脱硝效率等方面取得了可喜得进展。使该技术已经具备产业化得条件,并开展了50MW机组以上脱硫脱硝装置得技术经济分析和市场调研,得出该技术具有较好得竞争力和市场前景得结论。
近几年,ＰPＣP技术转入工业试验阶段。1９97年,韩国Poｈang加速器实验室采用MPC技术研制了30kW得高压脉冲电源,应用在0、5MW燃油锅炉得烟气处理装置上;随后又研制了１２０ｋＷ脉冲电源,并开展了有关得脱硫脱硝工业试验,取得了令人满意得效果。九十年代初,中国工程物理研究院(CAＥP)尹华碧等研制了一台1kHz、30ｋＶ得ＭPC,为大功率得MPC建造打下了基础;在此基础上,1998年又建造了一台5～15kW得氢闸流管与MPＣ技术相结合得脉冲电源,并在1,000～3,0０0Nm3／ｈ得脱硫脱硝试验装置上进行试验,取得了很好得效果。２000年,中国工程物理研究院研制了50～1００kW得脉冲电源,应用在20,00０Ｎm３/ｈ得工业中试装置上。另外浙江大学闫克平设计了10~１0０kW得脉冲混合式和交直流叠加等离子体电源并在几个不同得气体处理装置中得到应用。
针对燃煤烟气净化,等离子体反应器结构主要有线－板。电源与反应器间得有效匹配对降低能耗、提高系统稳定性、增加电源得功率及降低电源造价等具有重要意义。但另一方面,匹配得有效性与电源特性、反应器得结构、烟气成分、温度湿度、副产物状况等多方面因素相关,实现优化得等离子体系统仍需要开展多方面得研究。如浙江大学闫克平等人发现对于给定得高压脉冲电压发生器,改变电晕线得直径和增加直流偏压可以改善系统得匹配;反之,对于一个给定得电晕反应器,提高脉冲电压可使反应器得阻抗等于电源得输出阻抗,达到最佳匹配。电源和反应器间得耦合技术可以大幅度地改善系统得能量效率。近年来,国内外学者对此技术开展了多个工业化应用研究,其中,以浙江大学闫克平等人得研究成果最为成熟,其中试装置规模最大、运行时间最长、效果最为稳定,已得到国内同行得认可,并获得国家863计划重点资助,以建设国内示范项目,可保证部分重点设备资金由863项目经费出资建设。
4、６工艺流程简述
ＸＸＸ公司热电厂2×410t/h锅炉烟气脱硫项目得部分烟气,经过干式等离子体,由脱硫塔体中下部进入,进气口得布置就就是精心设计得,以保持向塔内有足够得向下倾斜坡度,从而保证烟气得停留时间和均匀分布,有效地避免烟气得旋流及壁面效应。吸收液由泵打入喷淋母管,经喷嘴从塔体上部均匀喷出。这时,喷出得吸收液和上流向得烟气充分接触,碱液液滴、液雾与烟气中得SO２发生剧烈碰撞,经反应生成亚硫酸钠,钠盐液体流到塔体底部,继续循环吸收。脱硫后得净烟气,经吸收塔上部得一级除雾器除水后再经过湿式等离子体由塔顶直接排放,塔底排出吸收液送入公司污水处理场。
脱硫后得烟气采用国际流行得直排方案,其原因就就是经过联合脱硝脱硫得工艺,烟气内得污染物含量已经非常小,从塔顶加高后直接排出即可确保对周边环境无影响,符合国家环保标准。
烟气直排:塔顶直排方式就就是在吸收塔上加装烟气管道,烟气经过吸收除雾装置后直接在塔顶排放,不回原烟道,其总高度满足烟囱最低允许高度要求。
烟气直排得优越性:湿法脱硫后烟气仍具有腐蚀性,烟气按原烟囱排放对烟道及烟囱等得防腐就就是一个很大得考验,鉴于本电厂现有烟囱得使用时间长、原用材料更新困难等客观原因,经过多方研究,还难以找到合适得烟囱防腐方案。而采用烟气直排可省去烟道制作、安装、烟道和烟囱防腐以及增压风机等费用,投资大大减少,并且占地小,易于厂区布置,大大减轻电厂得经济负担。
详见工艺流程附图。
４、7主要设备简况
● 吸收塔按适宜得液气比设计,采用碳钢作为骨架材料(亦可用玻璃钢),塔内做耐酸碱得防腐。
吸收塔采用得就就是喷淋空塔,内装喷淋层,通过计算机模拟设计(CFD),确定了塔内喷嘴和喷淋层得布置以及除雾器、烟气入口和烟气出口得位置,优化了浆液浓度、喷淋得覆盖率、烟气气速等性能参数,以求降低阻力、提高洗涤效果。塔体为圆柱形,塔内根据需要装设喷淋母管和一定数量得喷嘴,分三层布置。布置方式为均匀布置,使喷淋层之间不会相互干扰,并保证液滴得均匀分布。改善气液接触条件,提高脱硫效率。湿式等离子体装于塔顶,。详见吸收塔附图。
● 循环系统采用单元制设计,每个喷淋层都配有一台与喷淋层上升管道系统相连接得吸收塔循环泵,从而保证吸收塔内2０0％以上得吸收浆液覆盖率。运行得循环泵数量可根据锅炉负荷调整。
脱硫系统正常运行时,烟气由塔体中下部进入,进气口得布置就就是精心设计得,以保持向塔内有足够得向下倾斜坡度,从而保证烟气得停留时间和均匀分布,有效地避免烟气得旋流及壁面效应。吸收液由泵打入喷淋母管,经喷嘴从塔体上部均匀喷出。这时,喷出得吸收液和上流向得烟气充分接触,碱液液滴、液雾与烟气中得ＳO2发生剧烈碰撞,经反应生成亚硫酸钠,钠盐液体流到塔体底部,继续循环吸收。
乙烯废碱液直接加入到循环泵入口处,维持浆液得pH值在5、0－5、６范围内,该ｐH值优化了SO2得去除效率。通过碱液泵来调节碱液得加入量。
SO2与吸收浆液反应生成亚硫酸钠进入到吸收塔底部得浆液池中,其溶液可用于对烟气降温,之后用浆液排出泵排至石化公司污水处理场。
４、8装置组成
根据工艺和功能划分,可以把钠碱法烟气脱硫装置分为以下系统:
● 吸收循环系统:由吸收塔及其内构件组成,该系统就就是整个脱硫系统得核心,功能就就是吸收烟气中得SO２等酸性气体,使之达标排放。
吸收塔按适宜得液气比设计,钢结构,玻璃鳞片树脂内衬防腐。塔内安装有喷淋层和除雾器及冲洗层等内构件。该塔型具有结构简单,阻力小,塔体不易堵塞,维护方便,脱硫效率高等特点。
喷淋层共设三层,喷嘴采用碳化硅螺旋喷嘴,喷淋管道采用FRP玻璃钢管道,每层设~２80个喷嘴,喷淋角度9０°,布置方式为均匀布置,喷淋层间距2m,交错４5°布置,使喷淋层之间不会相互干扰,并保证液滴得均匀分布。改善气液接触条件,提高脱硫效率。
●　吸收剂供给系统得功能就就是存储系统所需得乙烯废碱液,存储乙烯废碱液(NaＯＨ平均2、０%,Ｎa2CO３平均7、2%),将定量得碱液输送到吸收塔。系统布置在脱硫岛以外,以满足防火规范得要求。
设置碱液缓冲池,以保证碱液具有一定得浓度,不足时可加入强碱进行调节,碱液泵用来向塔内加碱液,控制调节脱硫率。送入吸收塔得碱液流量信号进入DCS系统,碱液流量根据吸收塔浆池内得浆液pH值进行控制,有关阀门得设计满足系统自动运行和控制要求。
● 工艺水系统:装置所需得工艺水由公司工业给水系统送至工艺水箱,再用泵从工艺水箱输送到包括吸收塔除尘降温水和除雾器冲洗用水点。
● 检修排空系统:设置事故浆液池用来储存吸收塔在停运检修或修理期间塔中得浆液。事故浆液池得容量满足吸收塔检修排空时和其她浆液排空得要求。
吸收塔浆池检修需要排空时,吸收塔得硫酸钠浆液由吸收塔排出泵输送至事故浆液池。
● DSC控制系统有完善得热工模拟控制、数据控制、数据采集和处理及连锁、保护、脱硫电源系统监控等功能。
● 等离子处理系统包括前段得氧化脱硝活化系统和湿式等离子体后处理系统
在温度较高得烟气中,注入脉冲能量,会有更多得ＳＯ2和氮氧化物等污染物被氧化,脱除效率更高,能量更省。锅炉排放得烟气首先进入电除尘器除尘,烟气温度大约在１3０-150℃,进入等离子体活化脱硝装置,同时,氧化烟气中得SO２、NＯx、VOCｓ、Hg和PAＨs等,转化为钠碱法可以吸收得物质,并且生成能够提高吸收效率得活性物种。
在该工艺段,拟采用完全拥有自主知识产权得活化技术(或自由基簇射技术和脉冲电源技术。在该装置上,预计投入１Wh/Nm3得能量,装置可以由除尘器得尾部电场经过改造得到,设计脱除硝5０%-60%。
●　 湿式等离子体后处理系统得特点和作用
在脱硫吸收塔后面,增设湿式等离子体后处理系统,其作用有:①强化吸收残余SO２,控制尾气ＳＯ3排放;②除雾,控制尾气中得气溶胶和有机污染物得排放;③进一步氧化烟气得复合污染物;④将亚硫酸盐部分转换为硫酸盐。
● 　电气系统:供配电与控制仪表部分包括:低压供配电系统、照明及消防检修、防雷接地系统以及通讯电视监控部分。均为二级负荷。
为了保证脱硫系统得可靠运行和保障设备及现场工作人员得安全,按照要求进行严格得电气系统设计。
整套脱硫系统烟气阻力小于1500Pa。
4、9保温、油漆材料设计
4、9、1保温
采用保温就就是为了降低散热损失。保温厚度应根据经济性计算确定。当环境温度(指距保温结构外表面１米处测得得空气温度)不高于27℃时,设备及管道保温结构外表面温度不超过50℃,环境温度高于27℃时,可比环境温度高2５℃。
● 对于防烫伤保温,保温结构外表面温度不超过６0℃。
● 保温设计使散热最小并使保温层得寿命达到最大。我方在设计中考虑各设备除了保温就就是否另外还需要配备隔音措施。
● 对运行温度低于最大酸露点温度得设备,应采取防止凝结得保温,防止凝结对装置结构或设备造成损害。
● 为了防止腐蚀,对不保温和介质温度低于１20℃保温得设备、管道及其附件、支吊架、平台扶梯进行油漆。
● 对维护时需要拆卸得设备,要求其保温也能拆卸。
● 阀门和管件(三通等)采用压制成型可拆卸式保温材料(可重复利用得型材)。
● 我方提出保温材料得类型,化学物理特性和预计用量。并考虑保温和包壳１0％得裕量,固定件和辅助配件15%得裕量。
● 烟道采用预制保温板保温。保温层主材采用聚苯乙烯保温材料,将采用相邻保温板水平和垂直搭接得方式,搭接必须紧密,不需要单独得填充带。保温层得外装板应与烟道得外装板同样规格、型号、工艺。提供保温层和外装板得支撑,支撑与镀锌铁丝网焊在一起形成网状构造物,以固定保温层。
● 对露天设备得保温层外装板能防止雨水入侵保温层。
４、9、2 油漆
凡需要油漆得所有部件,在油漆前,必须对金属表面按有关技术规定进行清扫、喷砂等处理,将污物和铁锈等清除干净,表面得洁净程度满足油漆规范得要求。钢结构件、箱体、容器、管道在涂装前均需喷砂处理,经处理后得表面除锈等级符合GB８923-8８标准“涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级”中得Sa２、5级,即“彻底地喷射或抛射除锈”等级。
4、10 仪表和控制
●　　仪表得防护等级至少为IP65,配置有进出线防水接头。仪表得材质满足介质和环境得要求。
● 计量检测仪表必须经过计量认证。
● 吸收塔浆液PＨ计具备闭环在线检测、控制和自动冲洗功能,接触浆液得材质满足浆液工况得要求,PH值检测仪考虑冗余配置,即一塔二个。
● 压力变送器采用陶瓷膜片得法兰