平方烧结炉烟气干法脱硫除尘技术方案.doc

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105m2烧结机烟气脱硫脱硝
技术方案
一、 概述
我国的煤炭资源丰富，煤炭是我国的主要能源。燃煤的同时，也给大气环境带来了非常大的压力。燃煤烟尘可长期在空气中漂浮,影响大气质量和能见度。而其中的二氧化硫、氮氧化物更是严重危害到人类生存环境。我国每年排放SO2近2000万吨，给大气环境造成严重污染。钢铁工业的烧结工序所排放的SO2（在不包括自备电厂排放的SO2情况下）约占钢厂总排放量的90％。我国二氧化硫的排放标准制定为≤400mg/m3。目前，国内在燃煤烟气脱硫技术推广过程中,还存在着一定的问题,特别是在政策制定的系统性和协调性方面,制约了燃煤烟气脱硫技术的应用。针对这种状况，我公司在中科院的技术支持下自主研发了一种纯干法脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体技术（附带硫回收）,这种技术遵循了降低投资及运行费用、维护方便、运行稳定等原则,同时回收了宝贵的硫资源,不仅很好地推进我国燃煤烟气脱硫技术应用，而且可以带动相关产业发展，是一种可资源化的烟气脱硫技术。
1、 活性炭《干法脱硫、脱氮、脱硝、脱汞一体塔》是一种节能、降耗的脱硫装置
我公司针对负荷,燃烧情况，烟气特性（烟气量、烟气温度、烟气露点温度、烟气含湿度、含尘浓度等），粉尘特性，出灰方式等情况，设定活性炭脱硫塔装置运行参数，结合国内外成功的范例,提出烧结机烟气活性炭干法脱硫、脱硝的一体工艺技术方案。
太原钢铁公司450m2烧结机所使用的活性炭脱硫脱硝系统就是一个典型的例子。
活性炭属无定型炭，由许多呈石墨型的层状结构的微晶不规则地集合而成，具有结晶缺陷。这些内部结构使活性炭在水处理中不仅具有吸附能力，还能起到催化作用。活性炭内部有无数微细孔隙纵横相通，其孔径为1 ×10 - 10～1 ×10 — 6μm ，特别是1 ×10 - 10～1 ×10 - 9μm 的微孔居多，使活性炭具有巨大的比表面积(可达1 000 m2/ g） 。这些物理特性也是活性炭具有强大吸附能力的原因之一。
活性炭由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能,因此具有极强的吸附功能。而且可以再生重复使用，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。目前，改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域，在治理环境污染方面越来越显示出良好前景.
2。活性炭在大气污染控制中的应用
2。1烟气脱硫、脱硝技术
我国是以煤为主要能源的国家。目前,SO2已成为我国空气最主要污染物之一.SO2的排放不仅对人体有害，还会引起酸雨。尤其是大气中SO2 可以导致多种呼吸器官疾病和更多诱发心血管疾病，而且SO2 在环境中形成的酸沉积会引起江河湖泊的酸化，对植物和农作物造成损害。此外，酸沉积能加速大气中的各种建筑物及金属物的腐蚀.同时，随着我国汽车工业迅速发展，NOX的污染业日益严重。因此,烟气的脱硫、脱硝在大气污染控制中就显得尤为重要。
在众多的烟气脱硫脱硝技术中，活性炭法不但经济可行，而且技术方法成熟，在国内外已有不少商业化运行的装置.
从最新验证性实验(燃煤排烟SOx:800 ppm，NOx：190 ppm)得出中试结果及经济性评价如下：
（1） 没有发生装置故障和活性炭过热问题，具有可靠性、安全性;
(2) 脱硫率能达到97%以上,而脱硝率能达到80%以上；
(3) 工业用水量只有湿法脱硫的1/60，排水量可减少1/10；
(4） 在现有的烟气排放气体和环境条件下，对干式同时脱硫脱硝技术和目前所使用的技术(SCR+湿式脱硫系统）进行比较结果，两者的建设费用干式脱硫、脱硝一体技术稍低.
2。2脱硫工艺方法对比表
脱硫工艺方法比较表
工艺
脱硫率
水耗
气耗
新增能耗
单位投资
运行费用
备注
％
t/h
t/h
kwh
元/kw
元/tso2

石灰+石膏
95
70
2
5000
624
1547

循环流化床
90～95
50

1200
624
500

喷雾干燥
70~75
50

3000
371
1228

炉内喷钙+
尾部增湿
70～75
50

1500
277
1289

活性炭脱硫脱硝一体塔
97
7.3

1300（化产工艺）？
816（国产活性炭）
1000
再投入30％可实现脱硝

2.3脱硫脱硝一体化
    从技术角度来看,单纯的烟气脱硫技术已相当成熟，单纯的烟气脱硝技术也有成功的先例，而烟气脱硫脱硝一体化技术只有活性炭干法脱硫脱硝技术已经成熟并且得以商业化运行至今.从发展趋势来看，《脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体化技术》将是我国钢铁烧结、燃煤电厂、水泥窑头、有色冶金、化工等烟道气治理的主要方向。
活性炭吸附烟气干法脱硫回收技术适合我国国情，是值得大力发展的脱硫新技术。我国煤炭资源多分布在山西、西南、西北等中西部地区，该地区缺水严重，发展节水烟气脱硫技术有独特的优势.活性炭吸附烟气干法脱硫回收技术作为集高效、硫资源化、节水烟气脱硫技术于一体的技术，在工艺上已经发展比较成熟，在国内外有多套工业装置在运行，在国外已经进入工业推广应用和产业化阶段,在国内也已经进入工程开发和工业应用阶段。
二．系统方案说明
1　概述
本方案针对105m2烧结机的相关技术参数，提出烧结机烟气脱硫脱硝的方案。本方案能够确保105m2烧结机的脱硫脱硝系统能够投资省、效果好、不重复投资、一次达标排放，做到环境效益、经济效益、社会效益的同步增长。
2 工程设计依据
2.1 105m2烧结机烟气参数
烧结机参数： 105m2
烟 气 量： 336000m3/h（工况）
烟 气 温度： 110～120℃
烟气含硫量 : 600～800mg/m3
2。2 脱硫工艺
2。2.1 工艺简介
在本方案中我们采用活性炭干法脱硫（吸附法）,此法的烟气《脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体》工艺是一个系统简单、运行可靠、脱硫率高、利用率高、灵活性高、无脱硫废水、可适用于大中小型脱硫、脱硝系统的装置.
活性炭移动层脱硫、脱硝、除尘技术是处理烟气的先进技术，与其他处理方法比较具有处理效率高、占地面积小的特点，此技术在世界及国内有许多成功范例，例如：太钢不锈、澳大利亚BSL钢铁厂、新日铁大分、新日铁名古屋、韩国浦项等均有运行实例。实践证明活性炭移动层脱硫、脱硝、除尘技术是一项应用成熟、运行稳定的技术。
2。2.2 污染物核算
105m2机头工况烟气量为:336000m3/h，烟气温度t=110～120℃，烟气中SO2平均度为600～800mg/m3（工况），脱硫效率为95％，脱硫效率为80%.年生产运行时间按8400小时计算
名称
初始参数
SO2产生量
t/年
排放浓度

mg/m3
SO2排放量
t/年
SO2削减量
t/年
烟气量
m3/h
336000

SO2
mg/m3
600～800
1975.68
90～120
296。35
1679.33
2。2。3 脱硫工艺系统的主要构成
该装置主要由烟气系统、脱硫系统、脱硝系统以及相应的电气、仪控（含监测装置）等系统组成。
烟气系统主要包括有：
＊ 烟气系统
＊ 增压风机系统
脱硫系统主要包括有：
* 吸附系统
＊ 解吸系统
＊ 活性炭的输送系统
＊ 活性炭的补给
* 热风循环系统
* 冷风循环系统
* 除尘系统
脱硝系统主要包括有：
＊ 氨系统(包括液氨储存输送蒸发混合注入）
2。2.3。1 烟气系统
根据105m2机头烟气量计算，在满足环保要求的基础上,确定一套适量的脱硫脱硝设备。
选择增压风机时,首先要考虑全压，烟气系统总阻力由以下几部分组成。
ΔP系统=ΔP烟道+ΔP净化设备
系统正常运作时，烧结烟气通过机头除尘器净化后,烟气经过现有主风机及新增设的增压风机进入脱硫脱硝设备，经过净化以后,再通过烧结主烟囱排入大气.
为了方便系统运行时各设备的调节，在烟道上设置挡板阀，供净化设备停止运行或检修时，切换挡板以使烟气能够从烟囱排放。
流程图如下：烧结除尘

烟囱

烧结机头除尘后烟气

富 硫
气 体
去 制
硫 酸
设 备

活性炭
再生塔
吸附塔
加压风

氨储存、
制备

2.2.3.2 脱硫系统：
脱硫系统中又分为:吸附系统、活性炭再生系统、活性炭输送系统、活性炭的补给系统、除尘系统和热风循环系统、冷风循环系统。
2。2。3.2.1 吸附系统
在脱硫系统中,吸附系统是整个工程中最重要的系统，主要设备由吸收塔、NH3添加系统等组成.在吸收塔内设置了进出口多孔板,使烟气流速均匀，提高净化效率。吸收塔内设置三层活性炭移动层，便于高效的脱硫。
脱硫反应：在脱硫反应中，是物理吸附和化学吸附相结合的复合效应：
a. 物理吸附
SO2→SO2（SO2吸附在活性炭微细孔中）
b. 化学吸附
SO2+O2→SO3
SO3+nH2O→H2SO4+（n-1）H2O
c。向硫酸盐转化（靠？NH3/SO2）
H2SO4+NH3→NH4HSO4
NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4
脱硝反应:
l SCR反应
NO+NH3+1/2O2→N2+3/2H2O
l non-SCR(与脱离?时生成的还原性物质直接反应）
NO+C.。.Red→N2 （C-Red：为活性炭表面的还原性物质）
2。2.3.2.2 解吸系统
吸附了硫化物的活性炭,经过输送机送至解吸塔，在这里活性炭从上往下运行，首先经过加热段，将活性炭所吸附的物质解吸出来。富二氧化硫气体（“SRG"）排至后处理设施,制备硫酸。解吸后的活性炭，在冷却段中冷却,然后经过输送机返回吸附塔，循环使用。
①．硫酸的分解反应
H2SO4.H2O→SO3+2H2O
SO3+0。5C（化学损耗）→SO2+0.5CO2
H2SO4。H2O+0。5C(化学损耗)→SO2+2H2O+0.5CO2
②．酸性硫氨的分解反应
NH4HSO4→SO3+NH3+H2O
SO3+3/2NH3→SO2+H2O+1/3N2
NH4HSO4→SO2+2H2O+1/3N2+1/3H2O
③．碱性化合物(还原性物质）的生成
—C。.+NH3=-C..。NH+H2O
④．表面氧化物的生成和消灭
—C。..+O=-C。。。O
-C.。.O+3/2NH3=—C。.。+H2O+1/3N2
三．控制系统的结构与组成
控制系统采用分散控制、集中监视和管理的分布式控制方式。
1 系统控制方式
根据钢厂烧结工艺系统运行要求，系统设有PLC全自动、手动两种控制方式,通过控制柜上的切换开关实现两种功能的切换。在半自动控制方式下,部分设备的切换开关打在手动位，通过控制柜或现场操作盘上的操作按钮进行控制，其余设备的切换开关打在自动位，通过PLC来控制其开停;在手动控制方式下，控制柜上切换开关全部打在手动位，通过控制柜或现场操作盘上的操作按钮进行控制。
2 系统运行方式
为保证工艺系统安全运行和控制设备故障时的应急操作，系统设计有两种运行方式。
2.1 手动运行方式
在工艺系统不完善，但控制系统正常的情况下，可使用手动运行方式。由操作人员进行人为操作。
2.2 现场操作方式
在控制系统异常情况下,为保证工艺系统正常进行，可使用部分排灰设备的现场操作方式。
四、系统性能保证
系统的优化设计、先进的检测手段、安全的保护措施是钢厂烧结烟气除尘净化系统的保证。
1　脱硫系统
1.1 脱硫装置设计为塔状结构,各层均设有检查口及爬梯走廊。
1.2 在塔体内的烟气出入口处均设有在线检测仪表,以便监测SO2的入口浓度及排放浓度。
1.3 在塔体的斜上方设计有活性炭储存仓。
1.4 塔体的设计高度足以满足活性炭对SOX的吸附.
1.5 系统设有烟气旁路、开关阀门。及所有电动执行机构在满负荷正常压力下能顺利实现开关闭。并且所有电动阀门均装配有手轮，以便进行紧急情况下实现手动操作。
1.6 系统安装先进的仪表及控制系统。采用PLC+DCS相结合的控制系统。DCS系统作为烧结机DCS系统的远程控制站，能在脱硫脱硝系统中控室内控制和操作，也能在烧结工段监控室内远程控制和操作。MMI站具有操作员站(OPU）和临时工程师站（ENG)的功能。
1.7 脱硫副产品的方案将根据要求另行制定。
2 系统设计参数
项 目
工艺参数（单台锅炉）
处理烟气量
336000Nm3/h×1
除尘器烟气入口温度
110℃~120℃
烟气含SO2量
600～800mg/Nm3
净烟气中的SO2
≤200mg/Nm3　
脱硫空速 ？
≥500 h-1
脱硫塔阻力
≤2700 Pa
脱硫效率
≥85%
脱硫产稀硫酸浓度
～30％

五．工程设计采用技术规范及设计原则
1 我公司提供的产品设计、制造、配套、检验、工厂试验、投运性能指标满足下列规范和标准：
1。1《火电厂大气污染手排物标准》GB13223—2003；
1。2《火电厂烟气脱硫设计技术规程》DL/T5196—2004
1.3 《火电厂设计技术规程》DL5000—2000
1。4《工业设备抗震鉴定标准》；
1.5《工业企业噪声控制设计规范》GBJ97-85;
1.6《工业企业厂界噪声标准》GB12348—90；
1。7《工业企业噪声标准》GB12348-90；
1。8《工业企业噪声控制设计规范》GBJ78—85；
1.9《工业企业设计卫生标准》GB17055-1977
1.10《环境空气质量标准》GB3095-1996；
1.11《锅炉烟尘测试方法》GB5468—91；
1。12《普通碳素结构钢和低合金钢冷轧薄钢板及钢带》GB11253-89;
1。13《普通碳素结构钢和低合金钢热轧厚钢板技术条件》GB3274-83；
1。14《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》GB699—88；
1。15《碳素结构钢》GB700-88;
1.16《焊接接头的基本形式与尺寸》GB985—986—88；
1。17《钢结构设计规范》GBJ17-88；
1。18《电气装置安装工程及验收规范》GBJ232-82；
1.19《除尘器除尘效率测试》ZBJ880022.3—88;
1.20《建筑钢结构荷载规范》GBJ9—87；
1.21《固定式钢斜梯》GB4053.2—83;
1.22《固定式工业钢平台》GB4053.4—83、
1.23《火力发电厂保温材料技术条件》DL/T776—2001；
1.24《火力发电厂保温油漆设计技术规定》DL/T5072—1997;
1。25《混凝土结构设计规范》和1993年局部修订（GBJ10-89）
1。26《电力建筑施工及验收技术规范》
1.27《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—88）
1.28《压缩机风机泵安装工程施工及验收规范》（GB50275—98）
1。29《电力行业企业安全设施规范手册》。
1.30《火力发电厂厂内通信设计技术规程》DL/T5041-95
1.31《火力发电厂热工自动化设计技术规程》NDGJ16—89
1.32《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB93-96
1.33《电器设备接地设计技术规范》SDJ8—79
1.34《电气测量仪表装置设计技术规程》SDJ9—89；
2 我公司的设计原则
1 严格有效地控制质量保证的全过程,保证设备从设计、制造、安装、调试和服务都处于受控状态，以满足用户要求。
2 提供的活性碳脱硫、脱硝技术工艺先进，成熟，经济实用。
3 脱硫、脱硝设备密封性好,抗冲击能力强.
4 优化设计脱硫、脱硝除尘烟气净化系统，保证脱硫效率，经环保部门检测，烟气净化后达标排放.
5 脱硫、脱硝吸附剂循环利用，运行费用低.
6 与烧结机同步运行率100％。
7 脱硫系统适应性好，在负荷调整时有良好的适宜的调节特性，在烧结机实际运行的条件下能持续安全稳定运行。在煤质和负荷发生变化时,能快速响应,保证脱硫、脱硝效果达到设计指标。
8 脱硫吸收塔装置使用性能稳定，主体设备寿命长，塔内装置耐腐蚀,耐磨损，耐高温。
9 脱硫系统将按贵方要求和场地进行具体设计。
六、工程投资与运行成本估算
1。
主要设备一览表
序号
设备名称
规格与型号
单位
数量
材 质
功率（kW)
制造商
一、吸附系统

台

二、解析系统

台

三、活性炭输送系统

台

四、活性炭补给系统

台

五、除尘系统

台

六、热风循环系统

台

七、冷风循环系统

台

八、脱硝系统

台

合计

2。工程投资估算：XXXXXXXX万元。不含土建工程。
2.1设备费：
2。2电器、仪表费：（应附电器仪表主要一览表）
2.3按装费：
2。4设计费：
2。5运行调试费：
2.6人员培训费：
2.7验收监测费：
3.运行成本估算
3。1电费：
3。2活性炭消耗:
不含设备折旧、人工费，X元/吨矿。
七．公司的质量控制和服务承诺
1　质量控制措施:
加强对设备的进货检验，把问题消除在安装之前;设备到现场后，严格保管存放，对有特殊要求的设备材料应按要求进行保管、保养；对外委、外购件要严格检查验收,证件齐全,做好记录;技术员、质量员要对施工过程按照相关规范进行指导　、监督、检查，高标准严要求，对关键工序要重点检查落实，确保工程质量。　　
2 提交的资料
● 系统总图
● 用户运行、维护手册
3 服务项目
● 对系统工程的设计、配套设备、工程安装管理、运行调试、用户管理和操作人员培训等全过程的交钥匙工程及相关的服务。
● 参加12小时的无负荷运行和不少于48小时的负荷运行.
● 负责对买方操作、维护、管理人员一周5人次培训。
4 性能测试
4。1 工厂测试
按照国家有关检测标准进行测试，有关检测报告由双方进行存档。
4。2 现场检测
现场检测在用户参与和监督下进行,包括安装及试运行检测应严格按照系统设计说明书所述的有关标准、规范和设计要求执行。检测结果应由用户接受和签证。
检测包括:
l 系统有关运行参数的检测。
l 主要设备运行参数的检测.
l 设备运行状态的检测。
l 紧急情况报警的检测。
l 电气设备和控制状态的检测。
有关须国家监督机构进行的检测工作,由用户组织有资质的机构进行，我公司将给予协助.
5包装、运输、产品验收
我公司提供的产品出厂时按规定进行必要的包装，确保各设备部件在运输过程中，不变形或损坏。交钥匙工程在工程总体验收时进行。我公司提供设备须由用户进行仓储、保管的设备以双方供货交接状态办理交货验收手续后为供货验收依据,用户仓储、保管、搬运过程中造成设备丢失、损坏的,须由双方协商解决.
公司以科技投入为先导，以过硬的质量作保证，以精良的设备先进的工艺为核心，是集设计、制造、安装、调试、售后服务于一体的环保产品开发生产基地。公司拥有雄厚的经济实力，高素质的管理队伍，拥有全过程的CAD工作设计，计算机管理网络，电控自动化设备体系.
公司宗旨：产品质量第一,信誉至上.
公司以新的机制，新的起点致力于环境工程、环保设备的研究开发,努力提高自身素质，增强市场竞争力。

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