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氨法脱硫方案

14
2020年4月19日
文档仅供参考

泰山集团 · 威海石岛重工

锅炉烟气氨法脱硫
技术方案

生命源于自然，环保延续生命……
泰山集团化工环保设备部
泰山集团是总资产32亿元，拥有泰山集团股份有限公司、威海石岛重工有限公司、华电换热设备有限公司、泰安阳光轻工机械制造有限公司等分公司， 销售50亿元。其中石岛重工：生产车间厂房面积7万平方米，设有：高度38米，面积5万平方米的重容分厂，最大起吊能力640吨；1万平方米的轻容分厂；6700平方米的机加分厂及3300平方米洁净特材分厂。探伤、热处理、卷板综合实力国内第一。
公司现有职工3200人，其中高级工程师76人，工程师158人，在上海还有由30人组成的科技研发专业队伍，工程技术人员占公司人员总数的15%。泰山集团是以集科研、设计、生产、安装、调试总承包于一体的股份制企业。泰山集团是中国500家最大机械工业企业、中国500家重合同守信用企业、中国大企业集团综合竞争力500强、自主创新能力行业十强、全国“AAA”级信誉企业。
泰山集团已经过ISO9001国际质量管理体系认证，多种产品填补国内空白，并被列入国家级火炬计划获得国家重大技术装备成果奖。
公司具有先进的剪切、成形、焊接、表面处理、检测等设备，具有较强的焊接、机械加工、电气自动化控制的生产能力，拥有一批从事环保废水处理行业十多年的技术骨干队伍，拥有一批经验丰富、具有高素质的管理队伍。在产品上运用先进技术，注重优化设计，在工程上做到周密组织施工，精心安装调试，严保零故障质保体系，全程售后服务，使得各项水处理工程合格率都在100％，受到用户一致好评。
公司依据自身科技研发中心和南京大学等国内多家知名大专院校环境系建立了长期的协作关系，不断吸收新技术，开发新产品，特别是高盐度化工废水、烟气脱硫脱硝处理技术，当前已达国内领先水平。
近些年在废水处理工程应用方面，公司设计人员根据研发中心提供的小、中试数据，结合实际工程经验，注重优化设计，周密组织施工，精心安装调试，全程售后服务，受到用户一致好评，为公司可持续发展奠定了坚实的基础。

主要产品有
蒸发器：降膜蒸发器、升膜蒸发器、强制循环蒸发器、自然内循环蒸发器、自然外循环蒸发器、刮板薄膜蒸发器、MVR蒸发器、盐水蒸发器、蒸发结晶器、废酸浓缩蒸发器、硫化碱蒸发器、氯化铵蒸发器、硫酸铵蒸发器、硫酸锌蒸发器、硫酸钠蒸发器、氯化钠蒸发器、氯化钙废水蒸发器。
结晶器：硝酸钠真空结晶器、OSLO结晶器、DTB结晶器、刮壁结晶器、连续结晶器。
塔器：碳化塔、甲醇精馏塔、甲醇合成塔、乙醇精馏塔、异丙醇精馏塔。
反应器：加氢反应器、连续浸出反应器。
容器：高压容器、球罐（10~6000立方米）。
换热器：列管换热器、螺纹管换热器、高压换热器、板式换热器等。
特材加工:哈氏合金、钛材、锆材等特种容器及换热器、
换热器：列管换热器、螺纹管换热器、高压换热器、板式换热器等。
锅炉：工业锅炉、电站锅炉、锅炉辅机。
余热锅炉：焦化余热锅炉、制酸余热锅炉、催化裂化余热锅炉。

工程总包
脱硫脱硝：烟气氨法脱硫系统、 烟气镁法脱硫系统、烟气氧化法脱硫脱硝系统。
废水处理：氨氮废水处理、高盐高COD废水处理、高难化工废水处理。
锅炉及安装：工业锅炉、电站锅炉、锅炉辅机。
余热回收：各种余热锅炉、全厂余热综合利用系统。

工程技术咨询：安小刚
QQ：泰山集团 QQ:安工
网址：.com

生命源于自然，环保延续生命……

一、设计要求
1.1 装置规模及组成
50T燃煤锅炉，按煤种含硫1%计算脱硫塔相关参数如下：

锅炉相关参数
序号
参数名称
单位
参数值
1
锅炉数量
台

2
锅炉型号
t/h
50
3
煤炭低位发热量Qent.ar
kJ/kg
18882.5
4
锅炉用煤量
kg/h
7788.101339
5
锅炉效率
%
0.85
6
蒸汽温度
℃
200
7
锅炉烟气总量标态
Nm3/h
58785.32099
8
工况烟气量
Nm3/h
97900.16918
9
锅炉烟气出口温度
℃
160
10
省煤器
台

11
省煤器烟气出口温度
℃
160
12
原烟气颗粒排放浓度工况
mg/Nm3
2386.543783
13
净化后烟气颗粒排放浓度
mg/Nm3
50
14
原烟气烟气黑度
(林格曼黑度)级

15
净化后烟气黑度
(林格曼黑度)级

16
原烟气汞及其化合物
mg/Nm3

17
净化后烟气汞及其化合物
mg/Nm3

18
原烟气其它有害物
mg/Nm3

19
净化后烟气其它有害物
mg/Nm3

20
烟煤含硫量
%
1.5
21
原烟气SO2排放浓度
mg/Nm3

22
净化后烟气SO2排放浓度
mg/Nm3

23
脱硫效率
%

24
SO2产生量
T/a
1869.144321
25
SO2去除量
T/a
1829.984254
26
SO2排放量
T/a
23.71875
27
原烟气NOX排放浓度
mg/Nm3
350
28
净化后烟气NOX排放浓度
mg/Nm3
280
29
脱硝效率
%
20~30%
30
NOX产生量
T/a

31
NOX去除量
T/a

32
NOX排放量
T/a

33
脱硫废液（20%硫酸铵）
T/a
35241.49363
34
脱硫废液（20%硫铵）
kg/h
4405.186704
35
废渣排放（含水率40%）
T/a

36
硫酸铵产量
T/a
7048.298727
37
硫酸铵产量
kg/h
881.0373409
38
硝酸铵产量
T/a

39
硝酸铵产量
kg/h

脱硫消耗定额
1
氨水消耗（15%）
T/a
571.8700793
2
氧化镁消耗（85%）
kg/h

3
纯碱消耗
T/a

4
纯碱消耗
kg/h

5
压缩空气消耗
T/a

6
压缩空气消耗
kg/h

7
水耗
T/a

8
水耗
kg/h

9
电耗
KW/a
224000
10
电耗
KW/h
28
11
蒸汽消耗（双效）
T/a
6000
12
蒸汽消耗（双效）
kg/h
750
13
人工

要求：氨法脱硫 氨水浓度10-15%
提供脱硫塔投资预算，材质：316L不锈钢

脱硫量：16000*1.5%=240kg/h
SO2的分子量是64
NH3的分子量是17
(NH4)2·SO4的分子量是132

计算蒸发量：按蒸发量：2.4t/h设计，进料温度：20~30度。
硫酸铵铵产量(干基）：1t/h
离心机出来的物料水分：小于7%
1.2 公用物料和能量规格
1.2.1 循环水：上水温度 ≤30℃，回水温度 ≤40℃；上水压力 0.25Mpa.G，回水压力 0.2Mpa.G
1.2.2 电源： 低压 380V / 220V 50Hz；仪表用电 DC24V AC220V
1.2.3 压缩空气：压力 0.5Mpa.G，无油、无尘
热源：0.6MPa蒸汽。
1.2.4
1.3 性能指标
1.3.1 设计产品产量≥1t/h
1.3.2 硫酸铵性质
无色结晶或白色颗粒。无气味。280℃以上分解。0.1mol/L水溶液的pH为5.5。相对密度1.77。折光率1.521。低毒，半数致死量（大鼠，经口）3000mg/kg。有刺激性。硫酸铵主要用作肥料，适用于各种土壤和作物。还可用于纺织、皮革、医药等方面。

设备材质：溶液可能含有氯离子腐蚀性强，对设备的腐蚀极为严重，工业纯钛对硫酸铵有优良的耐腐蚀性能，因此换热管采用TA。

二、 工艺原理及流程
脱硫方案如下：
氨法脱硫原理：
吸收过程主要是氨和SO2在以离子形式反应：
2NH3＋H2O＋SO2 → (NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋H2O＋SO2 → 2NH4HSO3

氧化过程主要是利用空气生成（NH4）2SO4
(NH4)2SO3＋O2 → (NH4)2SO4
NH4HSO3 ＋O2→NH4HSO4
NH4HSO4 ＋NH3 → (NH4)2SO4
氨法脱硝原理：
烟气中的NOX主要是NO和NO2，其中NO占90%以上，脱硫产生的（NH4）2SO3 是一种还原剂，能够将烟气中的NO还原为N2，主要反应方程式：
2（NH4）2SO3+2NO（g）=2（NH4）2SO4+N2

该原理能够不用催化装置，就能去除一定量的NO, 而且烟气中含硫量越高，产生的（NH4）2SO3越大，脱氮的效率就越高。

氨法脱硫的工艺流程
采用氨水作为脱硫吸收剂,与进入吸收塔的烟气接触混合,烟气中的SO2与氨水反应,生成亚硫酸铵,经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应,生成硫酸铵溶液,经冷却后
结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得化学肥料硫酸铵。氨法属于湿法脱硫技术 。

1、强制外循环蒸发、结晶后进稠厚器，用离心机分离（1台离心机）。
2、材质： 用钛
本套系统具有以下优点：
1、 根据物料特点及来料条件，采用强制蒸发工艺，系统设计合理、稳定。
2、 传热效率高、操作弹性大、运转可靠。
3、 采用真空操作，蒸发温度低并有效降低设备腐蚀。
工艺思路1路线最简单
综合效益最大化
成本优势： 1原料成本低。
2 经过采用真空蒸发方式，
工艺环境优势：本项目工艺可控性高，操作简便，稳定性好，能耗低。而且原料无毒无害，生产过程中无污染物产生，对环境不会造成危害性影响。由于原料问题得以解决，使得生产成本大大降低。

三、 氨法脱硫成套设备

序号
货物名称
规格型号
数量
1
烟道

1
2
除尘器
烟气量170000m3/h，
温度160℃，PPS锅炉专用滤袋,含配套系统
1
3
氨水罐
30立方米
1
4
循环泵
工程塑料泵
1
5
氨水泵
工程塑料泵
1
6
脱硫塔
双喷淋脱硫塔φ3800，含高效除雾器及冲洗水系统
1
7
氧化罐
玻璃钢4米
1
8
曝气风机
罗茨风机10m³/min，一开一备
2
9
浆液泵
6m³/h，工程塑料泵
1
10
过滤器

1
11
缓冲池

1
12
预热器

1
13
蒸发器
蒸发量4吨/h，双效蒸发器换热器TI，其它接触物料的部分Ti或玻璃钢
1
14
硫酸铵冷却结晶器

1
15
冷凝水罐
3m3，玻璃钢
1
16
连接管
玻璃钢管道
1
17
冷凝器冷凝水罐

1
18
凉水塔
凉水塔150T
1
19
真空泵
2BV壳体碳钢，叶轮等为不锈钢，
1
20
进料泵
四氟
1
21
轴流泵
Ti
1
22
过料泵
四氟
1
23
母液泵
四氟
1
24
离心机
推料离心机,不锈钢316L
1
25
母液罐
6m3，玻璃钢
1
26
干燥器

1
27
包装机

1
28
管路、阀门

1
29
安装

1
30
钢平台

1
31
电器及控制

1

设备占地空间尺寸为长×宽×高：25×12×16m。

我方负责提供资料如下：
1、设备的准确外型尺寸，及设备布置等工艺图纸。
2、全套工艺流程图，能够监测液位，流量等指标。
3、所需要的泵的选型，管道安装方式等所需要的资料。
其它