xxxx双碱法烟气脱硫可行性报告的完整版.doc

河南xxxxx科技有限公司热力分厂2#和3#炉双碱法烟气脱硫工程可行告

一、概 述
1、项目背景
河南xxxxx科技有限公司是以生产xxxxx及系列产品，集科、工、贸于一体的国家大二型、高度人工智能化的现代化企业。现有干部职工860人，其中大专以上学历人员338人，工程技术人员276人，高中级以上技术人员112人。从事研究与试验发展人员233人，占职工总数的27%，拥有高级专家、博士21人。是国家火炬计划重点高新技术企业，河南省百户重点企业，河南省农业产业化龙头企业。总资产49158万元，占地260亩。具有年产10万吨xxxxx及系列产品的生产能力，生产规模居世界第二位、亚洲第一位，其中DL-xxxxx产量居世界首位，是国内最大的xxxxx生产和出口创汇基地，属典型的农产品深加工外向型企业。
设有国家博士后科研工作站、全国首家xxxxx工程技术研究中心和省级企业技术中心。在国内同行业中独家通过ISO9001国际质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、HACCP食品安全管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证、FAMI-QS欧洲饲料添加剂认证、Kosher认证和Halal伊斯兰清真认证。“金丹”商标被命名为河南省著名商标，“xxxxx”被命名为河南省知名商品和河南省名牌产品。目前，金丹正在瞄准国际xxxxx发展的最新技术，开展技术创新活动，按照创建节约型、环保型、生态友好型企业及循环经济的要求，开展xxxxx更高品质的研究，进一步开发多功能xxxxx系列产品，加快市场前景广阔的聚xxxxx技术的研发。在不断创新基础上，加快工程项目的建设，走出一条技术含量高、资源得到综合利用的新型工业化之路。
现河南xxxxx科技有限公司热力分厂拟建两台75t/h循环流化床锅炉（2#和3#炉），在燃煤锅炉运行过程中，产生的烟气含有大量的有害物质，其中最重要的污染物就是二氧化硫，二氧化硫的超标排放严重危害人们的身体健康及造成大气污染，所以必须对烟气进行脱硫处理，使其达到国家排放标准。

2、 环境条件
2.1气象
河南金丹位于周口市xxxxx县，周口属于典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，见表1所示。
表1 周口的气象参数
项 目　
参 数
多年平均相对湿度
66%
多年平均大气温度
12.7～14.6℃
多年极端最高气温
43.8℃
多年极端最低气温
-16.7℃
多年年平均降水量
790.42mm
冬季大气压力
101.28kPa
夏季大气压力
多年平均风速
99.17kPa
3.2m/s
多年最大风速
基本风压
12.4m/s
0.45kN/m2
基本雪压
0.4kN/m2
最大冻土深度
220mm
2.2 地质状况
xxxxx县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，第一组。抗震措施按国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）及相关规范采用，该场地土类型属中软土，建筑场地类别属Ⅲ类，属对抗震有利地段，根据《岩土工程勘查规范》（GB50021-2001）及《建筑设计规范》（GB50011-2001），抗震设防烈度为6度时，饱和粉土和沙土可不考虑地震液化影响。
拟建场地自然地面基本平坦，根据区域地质资料，该场地内无全新活动断裂、滑坡、地震液化、地面沉陷等不良地质作用，场地稳定性较好，适宜本工程建设。
3、各种烟气脱硫工艺对比
（1）石灰石—石膏法
石灰石—石膏法利用石灰石粉料浆洗涤烟气，使石灰石与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙，脱去烟气中的SO2，再将亚硫酸钙氧化反应生成石膏。优点：脱硫率高，达到95%以上、工艺成熟、适合所有煤种、操作稳定、操作弹性好、脱硫剂易得、运行成本低、副产物石膏可以综合利用，不会形成二次污染； 缺点：工艺流程较长，投资很高。
（2）简易石灰石—石膏法
简易石灰石—石膏法烟气脱硫工艺的脱硫原理和普通石灰石—石膏法脱硫基本相同，只是吸收塔内部结构简单（采用空塔或采用水平布置），省略或简化换热器。优点：投资和占地面积比传统石灰石—石膏法小； 缺点：脱硫率低：约70%，系统运行的可靠性较低。
（3）旋转喷雾干燥法
此法将生石灰制成石灰浆，将石灰浆喷入烟气中，使氢氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资也较小。
缺点：脱硫率较低：约70-80%、操作弹性较小、钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。
（4）炉内干法喷钙
直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉，石灰石粉在高温下分解为氧化钙，氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资也较小。 缺点：脱硫率较低：约30-40%、操作弹性较小、钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。
（5）炉内喷钙—尾部增湿法
直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉，石灰石粉在高温下分解为氧化钙，氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。为了提高脱硫率，在尾部喷入水雾，增加氧化钙与烟气中的SO2反应活性。优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资也较小。 缺点：脱硫率较低：约70%、操作弹性较小、钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。
（6）烟气循环流化床法
在流化床中将石灰粉按一定的比例加入烟气中，使石灰粉在烟气当中处于流化状态反复反应生成亚硫酸钙。优点：钙利用率高、无运动部件、投资省。缺点：脱硫率较低≥80%、对石灰纯度要求较高，国内石灰不易保证质量、烟气压头损失大、由于加料不均匀会影响锅炉运行。
（7）活性炭法
使烟气通过加有催化剂的活性炭，烟气中的SO2经催化反应成SO3并吸附在活性炭中，用水将活性炭中的SO3洗涤成为稀硫酸同时使活性炭再生。优点：脱硫率较高：≥90%、工艺流程简单、无运动设备、投资较省、运行费用低。缺点：副产物为稀硫酸，不适宜运输，只能就地利用消化。活性炭每5年需要更换。
（8）双碱法
双碱法脱硫是以含有NaOH的循环液为吸收剂，通过特制的喷头使吸收剂雾化。烟气和雾化后的吸收剂在脱硫塔内充分混合接触，SO2与NaOH发生化学反应，生成易溶于水的Na2SO3和NaHSO3溶液，出塔后经反应池加石灰乳反应，生成NaOH和CaSO3，含NaOH的澄清液循环吸收。该工艺吸收剂NaOH易溶、碱性强且反应速度快，而NaOH或Na2CO3只作为启动碱，实际主要消耗的是生石灰。优点：该法脱硫效率可达90%，脱硫成本低；缺点：Na2SO3氧化副产物Na2SO4较难再生，需不断向系统补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。
（9）氨—硫酸铵法
该工艺以氨为脱硫吸收剂，在吸收塔内采用饱和的硫酸铵循环浆液和烟气中SO2充分接触，在吸收塔的喷淋区发生吸收SO2的反应，生成硫酸氢铵和亚硫酸氢铵，氧化空气注入吸收塔底部使亚硫酸铵氧化成硫酸铵，过饱和硫酸铵溶液再经过离心干燥产生硫酸铵。优点：该法脱硫效率可达90%，脱硫剂为废氨水，脱硫成本低，产生硫酸铵销路好，可抵消运行成本，没有二次污染；缺点：需要氨源。
（10）电子束法
将烟气冷却到60℃左右，利用电子束辐照；产生自由基，生成硫酸和硝酸，再与加入的氨气反应生成硫酸铵和硝酸铵。收集硫酸铵和硝酸铵粉造粒制成复合肥。优点：脱硫率高：≥90%、同时脱硫并脱硝，副产物是一种优良的复合肥，无废物产生。缺点：投资高，因设备元件不过关，大型机组应较困难。
（11）脉冲电晕法
将烟气冷却到60℃左右，利用高压电场辐照；产生自由基，生成硫酸和硝酸，再与加入的氨气反应生成硫酸铵和硝酸铵。收集硫酸铵和硝酸铵粉造粒制成复合肥。优点：脱硫率高：≥90%、同时脱硫并脱硝，副产物是一种优良的复合肥，无废物产生。缺点：投资高，因设备元件不过关，大型机组应较困难。
（12）海水脱硫法
利用海水洗涤烟气吸收烟气中的SO2气体。优点：脱硫率比较高：≥90%、工艺流程简单，投资省、占地面积小、运行成本低；缺点：受地域条件限制，只能用于沿海地区。只适用于中、低硫煤种、有二次污染。

4、烟气脱硫工艺选择
根据目前国内外脱硫技术的状况, 要选择好适当的脱硫技术必须从以下几点进行综合考虑：
（1）所选择的脱硫技术是否影响原有或新建装置的正常生产。有些脱硫技术在对已建成的装置进行实施脱硫工程，须对原有装置进行改造，脱硫工程建成后有可能影响到原有装置的生产或锅炉的运行情况，此类影响包括两方面的内容；一是脱硫装置在建设期的影响；即在装置建设期间，原装置需停工，由此会造成经济损失；二是装置投用后对原有设施的影响。即装置建成后会造成原有生产装置或锅炉运行不稳定，特别是脱硫设施在开停车时对原有装置或锅炉的影响。
（2）所选择的脱硫技术是否技术先进可靠。技术的先进性表现在该技术是否能达到预期的脱硫目的；是否具有占地面积少、能耗和操作费用低等特点。可靠性表现在装置或锅炉是否维修容易；是否能够长期稳定运行。
（3）脱硫装置的现场条件是否满足脱硫技术的要求。脱硫工艺中所需的脱硫剂和脱硫所产生的废弃物或副产品的量都很大，脱硫装置附近可提供何种脱硫剂；脱硫废弃物和副产品如何处理是非常关键的，就近获取脱硫剂和处理废弃物及副产品的地点可减少总运输量，从而可减少脱硫的运行费用，此外是否能够选取经济合理、安全可靠的堆渣场。另外，脱硫工艺是否要消耗大量水、电、汽等公用工程。
（4）所选择的脱硫技术在装置投用后，其一次性投资和运行费用的综合性考虑是否经济可行。需将装置总投资和将来运行的概况进行经济分析，准确作出该脱硫装置的可行性研究报告。
（5）脱硫装置投用后是否会产生新的污染。有些脱硫装置在运行时有可能产生新的污染物，污染物的处理又会增加新的费用。
脱硫工艺的种类虽然很多，但根据实际情况进行准确选择，从烟气量、SO2的浓度、吸收剂、占地面积及脱硫后产生的废物如何处理等情况进行综合考虑，结合不同脱硫工艺特点，对不同的脱硫工艺进行科学分析，并对选择的工艺进行技术经济评价，使最终选择的脱硫工艺装置经济可行。
据以上考虑比较，本项目工程采用双碱法烟气脱硫工艺。

二、技术可行性
本工程使用双碱法烟气脱硫工艺，双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素，钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统（曝气系统），从而增加初投资及运行费用，用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题，单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺较好的解决了上述矛盾问题。
1、基本原理
钠钙双碱法（Na2CO3-Ca(OH)2）采用纯碱吸收SO2、石灰还原再生。再生后吸收液循环使用。其基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分：
1.1、脱硫过程：
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2 (1)
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O (2)
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 (3)
以上三式因吸收液酸碱度不同而异，（1）式为启动反应，碱性较高时（PH＞9）；（2）式为主要反应；碱性到中性甚至酸性时（5＜PH＜9），则按（3）式发生反应。
1.2、再生过程（石灰再生）：
2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3+2H2O (4)
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 (5)
在石灰浆液（石灰达到过饱和状况）中，NaHSO3很快跟Ca(OH)2反应从而释放出[Na+]，[SO32-]跟[Ca2+]反应，反应生成的CaSO3以半水化合物形式慢慢沉淀下来而使[Na+]得到再生。可见Na2CO3只是作为一种启动碱，起动后实际消耗的是石灰，理论上不消耗纯碱（只是清渣时会带出一些，因而有少量损耗）。再生的NaOH和Na2SO3等脱硫液循环使用。
由于存在着一定的氧气，因此会发生下面的副反应：
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4 (6)
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO4·2H2O (7)
2、工艺流程
双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统，烟气系统，SO2吸收系统，脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。
2.1 吸收剂制备及补充系统
脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂，氢氧化钠干粉料加入碱液罐中，加水配制成氢氧化钠碱液，碱液被打入返料水池中，由泵打入脱硫塔内进行脱硫，为了将用钠基脱硫剂脱硫后的脱硫产物进行再生还原，需用一个制浆罐。制浆罐中加入的是石灰粉，加水后配成石灰浆液，将石灰浆液打到再生池内，与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应。在整个运行过程中，脱硫产生的很多固体残渣等颗粒物经渣浆泵打入石膏脱水处理系统。由于排走的残渣中会损失部分氢氧化钠，所以，在碱液罐中可以定期进行氢氧化钠的补充，以保证整个脱硫系统的正常运行及烟气的达标排放。为避免再生生成的亚硫酸钙、硫酸钙也被打入脱硫塔内容易造成管道及塔内发生结垢、堵塞现象，可以加装瀑气装置进行强制氧化或特将水池做大，再生后的脱硫剂溶液经二级沉淀池充分沉淀保证大的颗粒物不被打回塔体。另外，还可在循环泵前加装过滤器，过滤掉大颗粒物质和液体杂质。
2.2 烟气系统
从引风机出口至主烟道间的烟道开口把烟气引入FGD系统，在引风机后的烟道上设置旁路隔离风门，以阻止烟气直接从烟道排入烟囱。在脱硫塔中，烟气中的二氧化硫、粉尘以及其他污染物被去除。
在发生紧急情况或进行维修时，设置在烟道的旁路挡板打开，FGD进口挡板关闭，烟气直接进入烟囱，不影响锅炉的正常运行。
2.3 SO2吸收系统
烟气进入吸收塔内向上流动，与向下喷淋的脱硫浆液以逆流方式洗涤，气液充分接触。脱硫塔采用内置若干层旋流板的方式，塔内最上层脱硫旋流板上布置一根喷管。喷淋的氢氧化钠溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上，然后碱液均匀布开，在旋流板的导流作用下，烟气旋转上升，与均匀布在旋流板上的碱液相切，进一步将碱液雾化，充分吸收SO2、SO3、HCl和HF等酸性气体，生成NaSO3、NaHSO3，同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。用作补给而添加的氢氧化钠碱液进入返料水池与被石灰再生过的氢氧化钠溶液一起经循环泵打入吸收塔循环吸收SO2。
在吸收塔出口处装有两级旋流板（或折流板）除雾器，用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。在此过程中，烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获，两级除雾器都设有水冲洗喷嘴，定时对其进行冲洗，避免除雾器堵塞。
2.4 脱硫产物处理系统
脱硫系统的最终脱硫产物仍然是石膏浆(固体含量约20%)，具体成分为CaSO3、CaSO4，还有部分被氧化后的钠盐NaSO4。从沉淀池底部排浆管排出，由排浆泵送入水力旋流器。由于固体产物中掺杂有各种灰分及NaSO4，严重影响了石膏品质，所以一般以抛弃为主。在水力旋流器内，石膏浆被浓缩(固体含量约40%)之后用泵打到渣处理场，溢流液回流入再生池内。
如果回收利用石膏，可以将石膏浆液经过真空皮带脱水机进一步脱水，使其脱水处理后表面含水率小于10%，由皮带输送机送入石膏储存间存放待运，可供综合利用。
2.5电气与控制系统
脱硫装置动力电源自电厂配电盘引出，经高压动力电缆接入脱硫电气控制室配电盘。在脱硫电气控制室，电源分为两路，一回经由配电盘、控制开关柜直接与高压电机(浆液循环泵)相连接。另一回接脱硫变压器，其输出端经配电盘、控制开关柜与低压电器相连接，低压配电采用动力中心电动机控制中心供电方式。
系统配备有低压直流电源为电动控制部分提供电源。
脱硫系统的脱硫剂加料设备和旋流分离器实行现场控制，其它实行控制室内脱硫控制盘集中控制，亦可实现就地手动操作。
正常运行时，由立式控制盘自动控制各个调节阀，控制脱硫系统石灰供应量和氢氧化钠补给量，要在锅炉负荷变动时能自动予以调节。烟气量的控制是根据锅炉排烟量，由引风机入口挡板通过锅炉负荷信号转换为烟气量与实际引入脱硫装置的烟气量反馈信号控制。吸收剂浆液流量的控制是通过进入脱硫装置的SO2量以及循环浆池中浆液的PH值来控制的。副产品浆液供给量通过吸收剂浆液的流量来控制。除雾装置清洗水的流量、吸收室入口冲洗水的压力以及脱水机排出液流量单独控制。脱硫塔底部的液位亦属于单独控制，即通过补给水量来控制。吸收剂浆池浓度的控制由补给水量调节给料器的转速以控制石灰加入量，继而达到控制浓度的目的。吸收室出口除雾器的清洗是按一定的时间间隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。
3、二次污染问题的解决
采用氢氧化钠作为脱硫剂，在脱硫塔内吸收二氧化硫反应速率快，脱硫效率高，但脱硫的产物Na2SO4很难进行处理，极易造成严重的二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺，用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物用石灰来再生，只有少量的Na2SO4被带入石膏浆液中，这些掺杂了少量Na2SO4的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液分离，分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放，溶液流回再生池继续使用，因此不会造成二次污染。
4、工艺特点
与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法有以下优点：
（1）脱硫效率高
本技术方案采用钠碱吸收烟气中的SO2，钠碱作为强碱，活性高、反应快且充分，吸收剂利用率高，在脱硫的同时可以保持较高的除尘率。
主脱硫系统采用三级脱硫吸收，一级在脱硫塔入口前，设置文丘里预脱硫段，SO2吸收率在70%-80%；二级在脱硫塔内雾化喷淋循环吸收，三级为三层旋流吸收板吸收SO2 ，总SO2吸收率达到95%以上。
（2）设备可靠，运行寿命长
本工艺技术在脱硫塔内为碱性条件下（PH=7-7.6）吸收，一方面有利于酸性SO2的循环吸收，可以提高系统的脱硫效率；另一方面，脱硫塔内脱硫副产液为碱性，克服了其他工艺控制脱硫塔内酸性（PH＜6）条件对脱硫塔本体和管网的酸性腐蚀；
通常情况下，FGD系统能长期稳定运行，寿命在20-25年，不会对锅炉正常运行造成影响。
（3）系统稳定性高，动力消耗小，即节省投资又降低运行成本
再生反应和沉淀分离在塔外，脱硫塔内主要是可溶性的钠碱溶液循环，从根本上克服了用石灰作为脱硫剂造成的脱硫塔和管道内的结垢问题。
由于采用三层螺旋雾化喷淋和三层旋流吸收板，在同样脱硫效率的情况下，液气比大大低于其他类的双碱法工艺技术，因此系统的循环量减少，循环泵选型小，节省动力消耗，运行费用得到降低；钠碱循环利用，损耗少，生石灰作再生剂（实际消耗物），运行成本低；灰水易沉淀分离，可大大降低水池的投资。

三、工艺系统
1、烟气系统
烟气系统主要设备包括烟道、旁路烟气挡板、进出口烟气挡板、膨胀节、引风机等。
1.1、烟道
烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行设计。
脱硫塔出口至主烟道的净烟道采用玻璃钢材质（FRP），其余烟道采用碳钢加外保温。
烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风雪载荷、地震载荷、灰尘积累和保温重量。
烟道最小壁厚至少按5mm设计，并考虑一定的腐蚀余量。
烟道的布置能够确保冷凝液的排放，不允许有水或者冷凝液的聚积。故烟道要提供低位点的排水和预防冷凝液聚积的措施，任何情况下膨胀节和挡板都不能布置在低位点。
烟道保护层材料为彩色压型钢板，厚度为0.5mm。
烟道的设计尽量减小烟道系统的压降，其布置、形状和内部件均进行优化设计。
管径的选择，由公式
πD2/4*V=Q
D=(4 Q/Vπ)1/2
其中Q—烟气流量，m3/s；
V—烟气流速，m/s。
这里V取15 m/s，Q为175000 m3/h，得出管径D烟道=2032mm,取2000mm。
1.2、挡板
烟气挡板包括入口原烟气挡板、出口净烟气挡板、旁路烟气挡板。挡板的设计能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且不会有变形或泄漏。
FGD入口原烟气挡板、出口净烟气挡板和烟道旁路挡板均采用带密封气的单轴双百叶窗挡板门，具有100%的气密性。
FGD出口挡板和烟道旁路挡板所有与接触烟气的部分均采用碳钢加玻璃鳞片树脂。
旁路挡板具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间≤25秒。
挡板密封空气系统包括密封风机及其密封空气站。密封气压至少维持比烟气最高压力高500Pa，因此风机设计有足够的容量和压头。密封空气站配有电加热器，加热温度不低于100℃。
3、引风机
引风机选型充分考虑锅炉、除尘器、脱硫系统的总阻力。
2、脱硫剂供给系统
2.1、石灰储仓
外来的生石灰送入石灰储仓中。石灰储仓建在再生池旁边，石灰乳液由石灰储仓的出口流入再生池中进行脱硫液的再生反应，设置1座。
由循环泵出口引一路管道向石灰储仓加溶液，帮助石灰乳液流入再生池，管道上安装电动调节阀，用来控制由脱硫塔进入再生池的溶液的PH值。
先来计算生石灰的用量：
由脱硫过程中基本原理的化学方程式可以得出，CaO和脱除的SO2摩尔量上是对等的，求出SO2的质量就行了。
烟气中SO2的质量为：0.5292t/h，则需要CaO的质量为：0.834t/h（两台锅炉）。
生石灰的堆积密度0.72t/m3，所以石灰储仓的容积为：V石灰仓=55.6 m3。（每天按24h计算，储存2天的量）
2.2、碱液罐
碱液罐用来储存纯碱，定期向循环池加入，以补充系统损失的钠离子，设置1座。
在脱硫过程中理论上不消耗纯碱，Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，一般双碱法中钠碱消耗的设计值为5%。
所以钠碱消耗的量为： 0.08 t/h。钠碱2天的补给量：3.84 t，取纯碱在碱液中的质量分数是17.7%，水的体积为：21.7 m3。
碱液罐采用玻璃钢结构。
3、SO2吸收系统
整个系统包括以下内容：脱硫塔、循环泵及管道、阀门等。
3.1、脱硫塔
设置2座脱硫塔，每台75t/h锅炉对应1座，脱硫塔采用玻璃钢（FRP）材质。
在脱硫塔内设置三层喷淋层，为便于更换喷头，在脱硫塔上设置三层操作平台和爬梯。为防止烟气带水，脱硫塔内设置旋流板除雾器和环形档液板。
吸收塔是脱硫装置的核心，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计(包括吸收塔的高度设计、吸收塔的直径设计)，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。
（1） 吸收塔的高度设计
吸收塔的高度由三大部分组成，即吸收塔文丘里预脱硫高度、吸收塔吸收区高度和吸收塔除雾区高度。但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。
a.吸收塔吸收区高度
达到给定的吸收目标需要一定的塔高。烟气量增大只需相应增大塔的横截面积。通常烟气中SO2浓度很低。吸收区高度的计算式理论上表达为：
h = H0 ×NTU
式中：H0为传质单元高度；H0 = Gm/( kya) , kya为体积吸收系数，其中ky为以污染物气相摩尔差为推动力的总传质系数，a为塔内单位体积中的有效传质面积，m2/m3；实验表明，对于低浓度废气，H0近似为常数。NTU为传质单元数，近似值NTU=( y1 -y2) /Δym ,即气相总的浓度变化除以平均推动力，其中Δym=(Δy1 - Δy2) / ln (Δy1/Δy2)；Δy1、Δy2分别为塔底、塔顶的气相总推动力。NTU是吸收困难程度的度量。NTU增大，则达到吸收目标所需的塔高随之增大。根据一些烟气脱硫喷淋塔的经验数据可得NTU=3.6～3.8。
式中分子部分Gm( y1 - y2 )可近似看作需要吸收清除的污染物量， 即给定目标；分母部分kyaΔym为吸收系数与平均推动力之乘积，可视为吸收能力。在给定烟气量、烟气进出口浓度后，设计、运行要尽可能使分母所表示的吸收能力大。吸收能力强，则设计塔高可降低，反之则增高。或者是给定吸收区高度，吸收能力强，则脱硫率提高。因此，设计、运行应追求高的体积吸收系数，以及高的平均推动力。吸收区高度(或给定高度讨论吸收能力)的主要影响因素有：液气比、烟速、浆液pH值等参数，以及吸收塔结构等。这些参数在技术、经济因素制约下，都存在最佳值。于是在各种因素综合作用下，塔高也被确定在一个合理范围。
液气比和烟速的影响如下：
工程设计中液气比L/G指吸收剂循环量与烟气流量之比(L/m3)。L/G 增大，将使吸收推动力增大，传质单元数减小；气液传质面积增大，使体积吸收系数增大，因而可降低塔高。如果给定吸收区高度，L/G增大，则脱硫率提高。但另一方面，L/G增大，液体停留时间有所减少；而且循环泵流量增大，塔内气体流动阻力增大使风机耗能增大，投资和运行费用相应增加。实际设计和运行应尽可能采用适当小的液气比。
烟速提高可增大吸收系数。烟速增大，气液两相界面湍动加强，气膜厚度减薄，传质速率系数提高；烟速增大可减缓液滴下降速度，使体积有效传质面积增加，因而可使塔高降低。但是另一方面，烟速增大，烟气停留时间缩短，要求增加塔高，因此使其对塔高的降低作用削弱。实际中烟速提高还影响除雾效果。
研究及实践表明，逆流喷淋塔的烟气流速合适的范围是(2.6-3.4)m/s；典型值为3m/s。设计时需考虑浆液雾化状况、烟气污染物浓度、脱硫率要求等。
由于传质速率系数影响因素的复杂性，难于理论计算，通常需要从相当规模的实验装置来确定。因而实际工程设计主要是经验性设计。h按烟速和停留时间确定。例如，烟速3m/s，接触反应时间(2.5～5)s，则
h=(7.5～15)m。设计时需考虑喷雾状况、液气比等。目前实际中h多为(7～10)m，本设计方案h取9m。
b.吸收塔除雾区高度
除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置)，通常为二级除雾器。除雾器设置冲洗水，间歇冲洗除雾器。湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。本设计采用旋流板除雾器。它的作用原理是气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流，其中的液滴在惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，达到除雾的目的，除雾率可达90%－99%。
除雾区分成两段，每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层（3-3.5）m，距离最上层冲洗喷嘴（3.4-3.5）m。
据上所述，除雾区的高度确定为3.5m。
c.文丘里预脱硫高度
文丘里预脱硫高度设置为3m。
d.烟气进出口高度设计
根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且烟道呈正方形，故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性。
烟气的进口温度为150℃,它的体积流量为：
175000m3/h=48.61m3/s
取进口流速为20m/s，h2×20 m/s =48.61m3/s，得h=1.56m
烟气的出口温度为50℃,它的体积流量为：
175000×323/423=133628 m3/h=37.12m3/s
h2×20 m/s =37.12m3/s，得h=1.36m
所以烟气进出口的高度为：1.56+1.36=2.92m
因此吸收塔的高度为：H=9+3.5+3+2.92=18.42m
（2） 吸收塔内径
假设喷淋塔截面为圆形，得到实际运行状态下烟气体积流量Vg，选取烟速u，则塔径计算公式为：
D= 2 ×
其中：Vg为实际运行状态下烟气体积流量，m3/s
烟气进口温度为150℃，出口温度为50℃，可按60℃计算塔内烟气体积流量：175000×333/423/3600=38.27 m3/s。u为烟气速度，3m/s
因此喷淋塔的内径D= 2 ×=2×=4.03m，取4m。
（3） 吸收塔喷淋系统的设计
在满足吸收二氧化硫所需表面积的同时，应该尽量把喷淋造成的压力损失降低到最小，喷嘴是净化装置的最关键部分，必须满足以下条件：
①能产生实心锥体形状，喷射区为圆形，喷射角度为60-120°；
②喷嘴内液体流道大而畅通，具有防止堵塞的功能；
③采用特殊的合金材料制作，具有良好的防腐性能和耐磨性能；
④喷嘴体积小，安装清洗方便；
⑤喷雾液滴大小均匀，比表面积大而又不容易引起带水；
喷嘴的功能是将大量的纯碱转化为能够提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟气中二氧化硫。湿法脱硫采用的喷嘴一般为离心压力雾化喷嘴。本设计方案采用螺旋雾化喷嘴。
喷嘴布置分成2-6层，一般情况下为4层；层数的安排可以根据脱硫效率的具体要求来增减。低负荷时可以停止使用某一层，层间距0.8-2米，离心式喷嘴1.7米。实际上从浆液池液面到除雾器，整个高度都在进行吸收反应。因而实际吸收区高度要比h高6-8米。
本方案采用3层喷嘴，层间距为1.5米。碱液由吸收塔再循环泵输送到喷嘴，喷入烟气中。喷淋系统能使碱液在吸收塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量相等。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置成均匀覆盖吸收塔的横截面，并达到要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收碱液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现至少90%的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产生结垢。喷嘴系统管道采用FRP玻璃钢，喷嘴采用SIC,是一种脆性材料，但是特别耐磨，而且抗化学腐蚀，可以长期运行而无腐蚀、无磨损、无石膏结垢以及堵塞等问题。
3.2、吸收塔配套结构
a.人孔
塔设备内径大于2500mm，封头和筒体都应该开设人孔，室外露天设备，考虑清洗，检修方便，一般选用公称直径450mm或者500mm的人孔；常压大型设备，贮槽则选用公称直径为500mm或者600mm的人孔。本设计方案中的吸收塔应该选用公称直径为500mm的人孔。
b.文丘里
在每座脱硫塔之前设置1座文丘里，文丘里采用玻璃钢（FRP）材质。
c.循环泵
循环泵采用耐腐耐磨泵，2开1备，循环泵将再生后的脱硫液一路输送至文丘里预脱硫段喷头进行预脱硫，另一路输送至脱硫塔三层螺旋雾化喷淋层进行三层雾化喷淋。
4、再生系统
整个再生及除渣系统包括以下内容：再生池、沉淀池、澄清池、循环池等。
4.1、再生池
再生池为钢筋混凝土结构，配备搅拌器，设置1座，用来进行脱硫剂的再生反应。
4.2、沉淀池
沉淀池为钢筋混凝土结构，设置2座，用来将再生后脱硫液中的灰渣和难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙等颗粒物沉淀下来，保证脱硫液的澄清，沉淀池底部的石膏浆由排浆管排出进入石膏脱水系统，沉淀后的上清液流入澄清池进行进一步的脱硫液澄清处理。
4.3、澄清池
澄清池为钢筋混凝土结构，设置1座，用来进一步澄清脱硫液中含有的杂质，保证循环池内脱硫液的澄清，澄清池上清液流入循环池内储存。
4.4、循环池
循环池为钢筋混凝土结构，设置1座，用来储存再生后的脱硫液。
5、石膏脱水系统
5.1、工艺描述
石膏脱水系统功能是将沉淀池内的石膏浆液输出脱水，使其含水率达到一定要求并贮存待运。从沉淀池排出的石膏浆液重量百分浓度约为20%，经水力旋流器浓缩至重量百分浓度约50%后进入石膏分离器，经脱水处理后的石膏固体物表面含水率不超过10%，脱水石膏经石膏输送机送入石膏脱水贮存楼中存放后用装载机装车外运。水力旋流器同时具有浓缩和分离功能。石膏等粗大颗粒在离心力作用下旋转下落，而飞灰等细小粉尘则随水流从溢流口流出。通过重力的作用，水力旋流器底部的石膏浆液进入真空皮带脱水至石膏含水小于10%后再通过石膏输送皮带存放于石膏脱水贮存楼底层。为控制脱硫石膏中Cl-等成份的含量不超过100ppm，确保脱硫石膏质量满足用作建筑材料的要求，在石膏脱水过程中设有冲洗装置，用清水对石膏进行冲洗。石膏脱水装置滤出液、石膏及脱水装置冲洗水进入沉淀池，作为补充水循环使用。考虑到进入脱硫系统的细颗粒粉煤灰的不断累积会影响脱水系统的脱水能力，加大了水力旋流器分离出来的溢流液的数量，同时为节约用水，设有浓缩器。水力旋流器的溢流液被送人浓缩器中浓缩处理，其浓缩液中细小的粉煤灰颗粒占有较大的比重，为避免其对后部的石膏脱水系统带来不利影响，将其作为废水直接排入冲灰系统，浓缩器的溢流清液返回系统再利用。
5.2、设计基本原则
（1）脱硫工艺设计应为脱硫副产物的综合利用创造条件。
（2）石膏脱水系统宜按公用系统设置，可按两套或多套脱硫装置合用一套设置，但石膏脱水系统一般应不少于两套。
　　（3）石膏脱水系统的出力应按设计工况下石膏产量的150%选择，且不小于100%校核工况下的石膏产量。
　　（4）脱水后的石膏可在石膏仓内堆放，也可堆放在石膏库内。石膏仓或库的容量，应不小于24小时石膏的产生量，石膏仓应采取防腐措施和防堵措施。在寒冷地区，石膏仓应采取防冻措施。
　　（5）石膏仓或石膏贮存间宜与石膏脱水车间紧邻布置，并应设顺畅的运输通道。石膏仓下面的净空高度应确保拟采用的石膏运输车辆能够通畅。
（6）每套石膏脱水系统宜设置两台石膏脱水机，单台设备出力按设计工况下石膏产量的75%选择，且不小于50%校核工况下的石膏产量。对于多炉合用一套石膏脱水系统时，宜设置n+1台石膏脱水机，n台运行一台备用。在具备水力输送系统的条件下，石膏脱水机也可根据综合利用条件先安装一台，并预留再上一台所需位置，此时水力输送系统的能力按全容量选择。
（7）若脱硫副产物暂无综合利用条件时，可经一级旋流浓缩后输送至贮存场，也可经脱水后输送至贮存场，但宜与灰渣分别堆放，留有今后综合利用的可能性，并应采取防止副产物造成二次污染的措施。
5.3、石膏水力旋流器
水力旋流器是一种分离、分级设备，具有结构简单、占地小、处理能力强、易于安装和操作等优点，在各行业中的应用十分广泛。它的原理：当带压浆液进入旋流器后，在强制离心沉降的作用下，大小颗粒实现分离过程。旋流器的各个部件分别起不同的作用。进料口起导流作用，减弱因流向改变而产生的紊流扰动；柱体部分为预分离区，在这一区域，大小颗粒受离心力不同而由外向内分散在不同的轨道，为后期的离心分离提供条件；锥体部分为主分离区，浆液受渐缩的器壁的影响，逐渐形成内、外旋流，大小颗粒之间发生分离；溢流口和底流口分别将溢流和底流顺利导出，并防止二者之间的掺混。
5.4、真空皮带脱水机
（1）脱水过程的基本原理
真空皮带机脱水过程实质上属于过滤过程。将需要分离的液体(或气体)混合物置于具有细微孔道过滤介质的一侧，在压差推动力作用下，流体通过过滤介质的细孔道流到介质的另一侧，流体中的固体颗粒则被截留，从而实现液体与固体颗粒的分离。
（2）应用
石膏浆液由真空皮带机的给料和配料系统均匀地分布在滤布表面，形成滤饼。与真空箱相通的真空凹槽提供压差推动力，在真空压差推动力的作用下，石膏浆中的液体透过滤布进入真空槽并进一步收集，随着皮带运行，石膏滤饼中的含水率逐渐下降，最终在皮带机的落料端形成副产品—石膏。
（3）设计
真空带式脱水机包括一个碳钢框架，