资源描述
105m2烧结机烟气脱硫脱硝
技术方案
一、 概述
国内煤炭资源丰富，煤炭是国内重要能源。燃煤同步，也给大气环境带来了非常大压力。燃煤烟尘可长期在空气中漂浮，影响大气质量和能见度。而其中二氧化硫、氮氧化物更是严重危害到人类生存环境。国内每年排放SO2近万吨，给大气环境导致严重污染。钢铁工业烧结工序所排放SO2（在不涉及自备电厂排放SO2状况下）约占钢厂总排放量90%。国内二氧化硫排放原则制定为≤400mg/m3。当前，国内在燃煤烟气脱硫技术推广过程中，还存在着一定问题，特别是在政策制定系统性和协调性方面，制约了燃煤烟气脱硫技术应用。针对这种状况，我公司在中科院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），这种技术遵循了减少投资及运营费用、维护以便、运营稳定等原则，同步回收了宝贵硫资源，不但较好地推动国内燃煤烟气脱硫技术应用，并且可以带动有关产业发展，是一种可资源化烟气脱硫技术。
1、活性炭《干法脱硫、脱氮、脱硝、脱汞一体塔》是一种节能、降耗脱硫装置
我公司针对负荷，燃烧状况，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，出灰方式等状况，设定活性炭脱硫塔装置运营参数，结合国内外成功范例，提出烧结机烟气活性炭干法脱硫、脱硝一体工艺技术方案。
太原钢铁公司450m2烧结机所使用活性炭脱硫脱硝系统就是一种典型例子。
活性炭属无定型炭，由许多呈石墨型层状构造微晶不规则地集合而成，具备结晶缺陷。这些内部构造使活性炭在水解决中不但具备吸附能力，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 微孔居多，使活性炭具备巨大比表面积(可达1 000 m2/ g) 。这些物理特性也是活性炭具备强大吸附能力因素之一。
活性炭由于其具备独特吸附表面构造特性和表面化学性能，因而具备极强吸附功能。并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。当前，改性活性炭材料被广泛用于污水解决、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应用
2.1烟气脱硫、脱硝技术
国内是以煤为重要能源国家。当前，SO2已成为国内空气最重要污染物之一。SO2排放不但对人体有害，还会引起酸雨。特别是大气中SO2 可以导致各种呼吸器官疾病和更多诱发心血管疾病，并且SO2 在环境中形成酸沉积会引起江河湖泊酸化，对植物和农作物导致损害。此外，酸沉积能加速大气中各种建筑物及金属物腐蚀。同步，随着国内汽车工业迅速发展，NOX污染业日益严重。因而，烟气脱硫、脱硝在大气污染控制中就显得尤为重要。
在众多烟气脱硫脱硝技术中，活性炭法不但经济可行，并且技术办法成熟，在国内外已有不少商业化运营装置。
从最新验证性实验(燃煤排烟SOx：800 ppm，NOx：190 ppm)得出中试成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，具备可靠性、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1/60，排水量可减少1/10；
(4) 在既有烟气排放气体和环境条件下，对干式同步脱硫脱硝技术和当前所使用技术(SCR+湿式脱硫系统)进行比较成果，两者建设费用干式脱硫、脱硝一体技术稍低。
2.2脱硫工艺办法对比表
脱硫工艺办法比较表
工艺
脱硫率
水耗
气耗
新增能耗
单位投资
运营费用
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，单纯烟气脱硫技术已相称成熟，单纯烟气脱硝技术也有成功先例，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营至今。从发展趋势来看，《脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体化技术》将是国内钢铁烧结、燃煤电厂、水泥窑头、有色冶金、化工等烟道气治理重要方向。
活性炭吸附烟气干法脱硫回收技术适合国内国情，是值得大力发展脱硫新技术。国内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营，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．系统方案阐明
1 概述
本方案针对105m2烧结机有关技术参数，提出烧结机烟气脱硫脱硝方案。本方案可以保证105m2烧结机脱硫脱硝系统可以投资省、效果好、不重复投资、一次达标排放，做到环境效益、经济效益、社会效益同步增长。
2 工程设计根据
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
在本方案中咱们采用活性炭干法脱硫（吸附法），此法烟气《脱硫、脱硝、脱氮、脱汞一体》工艺是一种系统简朴、运营可靠、脱硫率高、运用率高、灵活性高、无脱硫废水、可合用于大中小型脱硫、脱硝系统装置。
活性炭移动层脱硫、脱硝、除尘技术是解决烟气先进技术，与其她解决办法比较具备解决效率高、占地面积小特点，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、韩国浦项等均有运营实例。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、运营稳定技术。
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%。年生产运营时间按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 脱硫工艺系统重要构成
该装置重要由烟气系统、脱硫系统、脱硝系统以及相应电气、仪控（含监测装置）等系统构成。
烟气系统重要涉及有：
* 烟气系统
* 增压风机系统
脱硫系统重要涉及有：
* 吸附系统
* 解吸系统
* 活性炭输送系统
* 活性炭补给
* 热风循环系统
* 冷风循环系统
* 除尘系统
脱硝系统重要涉及有：
* 氨系统（涉及液氨储存输送蒸发混合注入）
2.2.3.1 烟气系统
依照105m2机头烟气量计算，在满足环保规定基本上，拟定一套适量脱硫脱硝设备。
选取增压风机时，一方面要考虑全压，烟气系统总阻力由如下几某些构成。
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，烟气通过既有主风机及新增设增压风机进入脱硫脱硝设备，通过净化后来，再通过烧结主烟囱排入大气。
为了以便系统运营时各设备调节，在烟道上设立挡板阀，供净化设备停止运营或检修时，切换挡板以使烟气可以从烟囱排放。
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系统，重要设备由吸取塔、NH3添加系统等构成。在吸取塔内设立了进出口多孔板，使烟气流速均匀，提高净化效率。吸取塔内设立三层活性炭移动层，便于高效脱硫。
脱硫反映：在脱硫反映中，是物理吸附和化学吸附相结合复合效应：
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
脱硝反映：
l SCR反映
NO+NH3+1/2O2→N2+3/2H2O
l non-SCR（与脱离？时生成还原性物质直接反映）
NO+C...Red→N2 （C-Red：为活性炭表面还原性物质）
2.2.3.2.2 解吸系统
吸附了硫化物活性炭，通过输送机送至解吸塔，在这里活性炭从上往下运营，一方面通过加热段，将活性炭所吸附物质解吸出来。富二氧化硫气体（“SRG”）排至后解决设施，制备硫酸。解吸后活性炭，在冷却段中冷却，然后通过输送机返回吸附塔，循环使用。
①．硫酸分解反映
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．酸性硫氨分解反映
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）生成
-C..+NH3=-C...NH+H2O
④．表面氧化物生成和消灭
-C...+O=-C...O
-C...O+3/2NH3=-C...+H2O+1/3N2
三．控制系统构造与构成
控制系统采用分散控制、集中监视和管理分布式控制方式。
1 系统控制方式
依照钢厂烧结工艺系统运营规定，系统设有PLC全自动、手动两种控制方式，通过控制柜上切换开关实现两种功能切换。在半自动控制方式下，某些设备切换开关打在手动位，通过控制柜或现场操作盘上操作按钮进行控制，别的设备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，控制柜上切换开关所有打在手动位，通过控制柜或现场操作盘上操作按钮进行控制。
2 系统运营方式
为保证工艺系统安全运营和控制设备故障时应急操作，系统设计有两种运营方式。
2.1 手动运营方式
在工艺系统不完善，但控制系统正常状况下，可使用手动运营方式。由操作人员进行人为操作。
2.2 现场操作方式
在控制系统异常状况下，为保证工艺系统正常进行，可使用某些排灰设备现场操作方式。
四、系统性能保证
系统优化设计、先进检测手段、安全保护办法是钢厂烧结烟气除尘净化系统保证。
1 脱硫系统
1.1 脱硫装置设计为塔状构造，各层均设有检查口及爬梯走廊。
1.2 在塔体内烟气出入口处均设有在线检测仪表，以便监测SO2入口浓度及排放浓度。
1.3 在塔体斜上方设计有活性炭储存仓。
1.4 塔体设计高度足以满足活性炭对SOX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，以便进行紧急状况下实现手动操作。
1.6 系统安装先进仪表及控制系统。采用PLC+DCS相结合控制系统。DCS系统作为烧结机DCS系统远程控制站，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站具备操作员站（OPU）和暂时工程师站（ENG）功能。
1.7 脱硫副产品方案将依照规定另行制定。
2 系统设计参数
项 目
工艺参数（单台锅炉）
解决烟气量
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 我公司提供产品设计、制造、配套、检查、工厂实验、投运性能指标满足下列规范和原则：
1.1《火电厂大气污染手排物原则》GB13223-；
1.2《火电厂烟气脱硫设计技术规程》DL/T5196-
1.3 《火电厂设计技术规程》DL5000-
1.4《工业设备抗震鉴定原则》；
1.5《工业公司噪声控制设计规范》GBJ97-85；
1.6《工业公司厂界噪声原则》GB12348-90；
1.7《工业公司噪声原则》GB12348-90；
1.8《工业公司噪声控制设计规范》GBJ78-85；
1.9《工业公司设计卫生原则》GB17055-1977
1.10《环境空气质量原则》GB3095-1996；
1.11《锅炉烟尘测试办法》GB5468-91；
1.12《普通碳素构造钢和低合金钢冷轧薄钢板及钢带》GB11253-89；
1.13《普通碳素构造钢和低合金钢热轧厚钢板技术条件》GB3274-83；
1.14《优质碳素构造钢钢号和普通技术条件》GB699-88；
1.15《碳素构造钢》GB700-88；
1.16《焊接接头基本形式与尺寸》GB985-986-88；
1.17《钢构造设计规范》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《建筑钢构造荷载规范》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-；
1.24《火力发电厂保温油漆设计技术规定》DL/T5072-1997；
1.25《混凝土构造设计规范》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《施工现场暂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《电力行业公司安全设施规范手册》。
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 我公司设计原则
1 严格有效地控制质量保证全过程，保证设备从设计、制造、安装、调试和服务都处在受控状态，以满足顾客规定。
2 提供活性碳脱硫、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、脱硝吸附剂循环运用，运营费用低。
6 与烧结机同步运营率100%。
7 脱硫系统适应性好，在负荷调节时有良好适当调节特性，在烧结机实际运营条件下能持续安全稳定运营。在煤质和负荷发生变化时，能迅速响应，保证脱硫、脱硝效果达到设计指标。
8 脱硫吸取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 脱硫系统将按贵方规定和场地进行详细设计。
六、工程投资与运营成本估算
1.
重要设备一览表
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
共计
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：（应附电器仪表重要一览表）
2.3按装费：
2.4设计费：
2.5运营调试费：
2.6人员培训费：
2.7验收监测费：
3.运营成本估算
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．公司质量控制和服务承诺
1 质量控制办法：
加强对设备进货检查，把问题消除在安装之前；设备到现场后，严格保管存储，对有特殊规定设备材料应按规定进行保管、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有关规范进行指引 、监督、检查，高原则严规定，对核心工序要重点检查贯彻，保证工程质量。
2 提交资料
● 系统总图
● 顾客运营、维护手册
3 服务项目
● 对系统工程设计、配套设备、工程安装管理、运营调试、顾客管理和操作人员培训等全过程交钥匙工程及有关服务。
● 参加12小时无负荷运营和不少于48小时负荷运营。
● 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
按照国家关于检测原则进行测试，关于检测报告由双方进行存档。
4.2 现场检测
现场检测在顾客参加和监督下进行，涉及安装及试运营检测应严格按照系统设计阐明书所述关于原则、规范和设计规定执行。检测成果应由顾客接受和签证。
检测涉及：
l 系统关于运营参数检测。
l 重要设备运营参数检测。
l 设备运营状态检测。
l 紧急状况报警检测。
l 电气设备和控制状态检测。
关于须国家监督机构进行检测工作，由顾客组织有资质机构进行，我公司将予以协助。
5包装、运送、产品验收
我公司提供产品出厂时按规定进行必要包装，保证各设备部件在运送过程中，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顾客进行仓储、保管设备以双方供货交接状态办理交货验罢手续后为供货验收根据，顾客仓储、保管、搬运过程中导致设备丢失、损坏，须由双方协商解决。
公司以科技投入为先导，以过硬质量作保证，以精良设备先进工艺为核心，是集设计、制造、安装、调试、售后服务于一体环保产品开发生产基地。公司拥有雄厚经济实力，高素质管理队伍，拥有全过程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。
公司以新机制，新起点致力于环境工程、环保设备研究开发，努力提高自身素质，增强市场竞争力。
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