烟气脱硫设计.doc

盛兴电厂烟气
除尘脱硫工艺设计

学校：四川师范大学
学院：化学与材料科学学院
班级：2008级7班
姓名：刘莹
学号：2008080724

27

1、概况 4
2、设计标准及规范 4
3、设计要求、依据和原则 6
3.1 设计要求 6
3.2 设计依据和原则 6
4、设计参数和治理要求 7
4.1 设计原始资料 7
4.2治理要求 8
5、烟气脱硫工艺方案 9
5.1除尘器的选择 9
5.2脱硫方法的选择 11
5.2.2半干法烟气脱硫 14
5.2.3干法烟气脱硫 16
5.3石灰—石膏法脱硫处理工艺原理 18
5.4工艺流程框图 19
5.５工艺流程说明 19
5.5 工艺设计及设备选型说明 21
5.5.1烟道系统 21
5.5.2 脱硫塔 22
6、系统安全性、可靠性设计 25
6.1 厂区管道、管架、管沟 25
6.2维护检修与起吊设施 25
6.3 保温与油漆 25
6.4 材料 25
7、电气设计 26
7.1 供电系统 26
7.2 控制系统 26
8、给水排水设计 26
8.1 给水系统 26
8.2 排水系统 27
9、人员培训 27

1.概况
随着经济和社会的发展，化工业逐渐发展壮大，这些工厂排放的尾气严重地污染了我们赖以生存的环境。对于这些尾气的处理其中高温气体净化主要包括脱硫和除尘两部分，此外还须脱除HCI、HF和碱金属蒸汽等有害杂质。在常规工艺中，脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成。而在脱硫除尘一体化工艺过程中，将脱硫和除尘两个单元操作结合起来，即在一个操作单元中既达到除尘的目的又满足脱硫的要求。脱硫除尘一体化操作可以简化工艺流程，节约设备投资。因而，目前烟气脱硫除尘一体化装置主要是通过工艺改造和设备优化组合来实现脱硫除尘的目的， 研究开发适合于我国燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化设备具有重要的使用价值。
(1)、项目名称：盛兴化工厂烟气除尘脱硫工艺设计
(2)、地 点：四川省西昌市
2、设计标准及规范
（1） 《中华人民共和国大气污染防治法》；
（2） 《中华人民共和国环境保护法》（1989年）；
（3） 《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年4月修订）；
（4） 《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》（1995年）；
（5） 《中华人民共和国水污染防治法》（1996年）；
（6） 《建设项目环境保护管理条例》国务院令第 253 号（1998年）；
（7） 《工业企业厂界噪声标准》(GB12348)
（8） 《锅炉大气污染物排放标准》、GB13271-2001
（9） 《建筑结构荷载规范》(GB50009)
（10） 《建筑抗震设计规范》(GB50011)
（11） 《构筑物抗震设计规范》(GB50191)
（12） 《建筑设计防火规范》GHJ16 (GB50016-2006)
（13） 《电力设施抗震设计规范》(GB50260)
（14） 《建筑抗震设计规范》(GBJ11)
（15） 《火电厂烟气脱硫工程技术规范》HJ/T 178-2005
（16） 《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87)
（17） 《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140)
（18） 《建设项目（工程）竣工验收办法》（ 国家计委1990 年）
（19） 《建设项目环境保护竣工验收管理办法》（ 国家环境保护总局2001 年）
（20） 《湿式烟气脱硫除尘装置技术条件》HCRJ040－1999
（21） 《优质碳素结构钢技术条件》GB/T699－88
（22） 《工程建筑防腐设计规范》GB50046－1995
（23） 《焊接件通用技术条件》JC205－92
（24） 《三废处理工程技术手册（废气卷）》
3、设计要求、依据和原则
3.1 设计要求
本项目为盛兴化工厂的烟气除尘脱硫工程。有效去除该化工产的尾气中含有大量二氧化硫气体、硫酸酸雾、水汽及粉尘；其中酸解尾气中含大量的二氧化硫气体、硫酸酸雾；锅炉尾气中含有大量的二氧化硫气体及粉尘。
3.2 设计依据和原则
3.2.1设计依据
《锅炉大气污染物排放标准》 GB13271-2001
《袋式除尘器技术要求》 GB/T6719-2009
《袋式除尘器性能测试方法》 GB12138-89
《袋式除尘器安装技术要求与验收规范》 JB/T8471-1996
《环境空气质量标准》 GB3095-1996
3.2.2设计原则
由于锅炉设备是燃料的化学能转化为热能，又将热能传递给水，从而产生一定温度和压力的蒸汽和热水的设备。其中锅炉型号：SZL4—13型，SZ——双锅筒纵置式，L——链条炉排，4——蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h 或热水锅炉额定供热量为若干104kcal/h新单位制应为MW。燃料燃烧就是供给足够的氧气，也就是想炉膛内供给足够的空气。冬季室外温度：-1℃，设备安装在室外，考虑在冬天设备的防冻措施，以及冬季排气冷凝形成的水雾、烟雾等。按锅炉大气污染物排放标准（GB 13271—2001）中二类区标准执行，故建地应在二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。
在设计过程中要考虑各除尘器的除尘效率，设备用费等各项技术经济条件。通过计算，根据工况下的烟气量、烟气温度及达到的除尘效率选择除尘器。我选择的是SCX型除尘脱硫技术工艺，这是一种非常典型的湿法烟气脱硫除尘工艺，具有结构简单、压力损失小、操作稳定、脱硫除尘效率高等优点。根据气液相对运动的不同，喷雾除尘脱硫装置可以分为逆流型和错流型。逆流型是烟气向上运动，雾滴由喷嘴喷出向下运动，使气液得以充分混合，完成除尘脱硫过程;错流型是雾滴由喷嘴向下喷出，而烟气水平流动。此外，在一些喷雾脱硫塔中，还有采用顺流型的，即烟气向上运动，雾滴由喷嘴向上喷出，与烟气同向流动，来增加气液接触时间，提高传质效果，同时与逆流布置相比可以减小压力损失，但在应用中还是以逆流型更为常见。
4、设计参数和治理要求
4.1 设计原始资料
烟气处理量；2200 其中二氧化硫含量为4500mg/ m3
锅炉排烟温度：300℃ ；
烟气密度（标准状态下）：0.615kg/m3 ；
粉尘浓度；3.62g/ m3
空气过剩系数：α＝1.4 ；
排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的比例:26% 。
当地大气压力：97.86kPa ；
冬季室外空气温度：－1℃ ；
空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3 ；
烟气其它性质按空气计算。
经测试分析，粉尘粒度分布如下表所示。要求经除尘装置后粉尘的排放浓度为0.8g/m3,压力损失不大于2000Pa
4.2治理要求
按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：
标准状态下烟尘浓度排放标准：≤200mg/m3；
标准状态下SO2排放标准：≤900mg/m3；
烟尘的粒度分布

粒径范围（）
平均粒径（）
质量百分数分布
<5
3
5
5～10
7.5
7
10～30
20
22
30～60
45
35
60～80
70
18
>80
90
13

锅炉型号：SZL4-13型，额定蒸发量2.8MW/h ；
设计耗煤量：
学号
锅炉台数（台）
设计耗煤量kg/(h·台）
烟尘的排放因子（％）
煤质组别
24
2
650
26
（3）
燃煤煤质如下表所示
组别
CY
HY
SY
OY
NY
WY
AY
VY
(3)
68
4
1.4
5
1
6
14.6
13

5.烟气脱硫工艺方案
5.1除尘器的选择
（1）离心式除尘器
离心分离除尘器的工作原理是，利用烟气作旋转运动，依靠离心作用将烟气中粉尘分离出来。这种离心力要比单独靠中立获得的分离大得多，因而除尘较有效。它的结构简单，运行操作方便，可以分离捕集较细的粉粒，但除尘效率不高，约85%左右，阻力一般不大于1000Pa，因此，它被广泛应用于独立的除尘装置，也可作其他除尘器的预处理装置。
(2) 洗涤式除尘器
洗涤式除尘器是用液滴、液膜、气泡等洗涤含尘气体，使含烟气相互凝集，从而使尘粒得到分离的装置。其中应用最多的是文丘里洗涤除尘器，它的主要部件是文丘里管。压力水从文丘里管的喉口的小孔进入，高速的含尘烟气流通过喉口将水雾化成无数水滴，同时使尘粒粘附在所生产的水滴上。将这种气液混合物引入分离器，使水滴与尘粒分离，烟气得到净化。文丘里洗涤器的除尘效率一般在95%以上，它随液滴直径、喉管气速的增加而增加。当液滴直径比尘粒大50倍时，其除尘效率最高。这种除尘器结构简单，除尘效率高，水滴还能吸收烟气中的二氧化硫的三氧化硫。其缺点是阻力大，需要有污水处理装置。
(3) 袋式除尘器
袋式除尘器是使含尘气体通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用玻璃纤维作滤料的空气过滤器，主要可用于通风及空气调节的气体净化。袋式除尘器的除尘机理如下：含尘气体进入滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体从排出口排出，沉积在滤料上的粉尘可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率，滤布起形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，但随着粉尘在滤袋上的积聚，滤袋两侧的压力增大，会把有些已附在滤料上的细小粉粒挤压过去，使除尘效率下降。袋除尘器的阻力一般为1000-2000Pa。另外，若除尘器阻力过高，还会使除尘系统的处理气体量下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘器阻力达到一定数值后要及时清灰，清灰不能过分，即不应破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率显著降低。
(4) 电除尘器
电除尘器是利用静电力实现尘粒与烟气流分离的一种除尘装置。电除尘器是在放电极与平板状集尘极之间加以较高的直流电压，使电晕极发生电晕放电。当含尘烟气低速流过放电极与集尘极之间时，首先烟气中的气体分子发生电离，由于含尘烟气中大部分气体（氮气、氢气、二氧化碳）与电无亲和力，故会带负电荷成为负离子，它在向正极移动中遇到随烟气流动的大部分粉尘会使粉尘取得负电荷而转向阳极板上，使粉尘所带的电荷得到中和。集尘板上粉尘到一定厚度时，可用机械振打的方法使之落入灰斗。
(5) 旋风除尘器
旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。旋风除尘器用于工业生产以来，已有百余年历史。对于捕集5-10μm以上的粉尘效率较高，其除尘效率可达90%以上，被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。
综合以上几种除尘器，本工程决定采用旋风除尘器，因为旋风除尘器结构简单，除尘器本身无运动部件，不需特殊的附件设备，占地面积小，制造、安装投资较少。操作、维护简单，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低。操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度限制。对于粉尘的物理性质无特殊要求，同时可根据化工生产的不同要求，选用不同材料制成，或内衬各种不同的耐磨、耐热材料，以提高使用寿命。
该设计中要求高温（300℃）条件下处理气体量（２２００ m3/h），除尘效率应该大于，压力损失低于2000Pa，能够有效捕集的粉尘。重力沉降室体积大，效率低，只能作为高效除尘的预处尘装置，除去较大和较重的粒子。惯性除尘器的净化效率不高，一般只能用于多级除尘中的第一级除尘，捕集以上的粗尘粒。电除尘器对细粉尘有很高的捕集效率，高达99%。旋风除尘器是利用旋转气流陈升的离心力使尘粒从气流中分离的装置，在造作运行中可以接受的压力损失一般低于2000Pa，能够有效捕集的粉尘。通过比较，选择旋风除尘器最符合设计要求。
5.2脱硫方法的选择
根据脱硫过程所处的不同阶段，可分为燃烧前脱硫(如洗煤，固硫技术等)，燃烧中脱硫(如炉内喷钙技术)和燃烧后脱硫即烟气脱硫，其中烟气脱硫技术是目前控制大气中排放最有效和应用最广的一项脱硫技术。烟气脱硫按照脱硫方式和产物的处理形式划分，可分为湿法、半干法和干法3类。
5.2.1湿法脱硫
湿法烟气脱硫是净化烟气中的最重要的应用最广泛的方法，约占总处理量的80%。湿法烟气脱硫通常是指用液体或浆液吸收净化烟气中的，因此湿法烟气脱硫也被称为吸收法。其优点是：湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般高于90％，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位。其缺点是：生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高，统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高。
（1）石灰一石膏法
石灰一石膏法是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的，生成亚硫酸钙。经分离的亚硫酸钙()可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙 ()，以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺．脱硫效率达到90％以上。
图1 湿式石灰石-石膏法烟气脱硫的简易流程图

（2）氨水洗涤法
硫烟气经换热器冷却，预洗涤器洗涤除去和，洗涤后烟气经过两级脱硫洗涤器除去其中的，洗涤中产生的浓度约30％的硫酸铵溶液可以送到化肥厂进一步处理或直接作液体氮肥出售，也可将溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。从经济方面来看，该法是目前已有回收法烟气脱硫技术中最好的。但是，在烟气脱硫领域，氨法的发展相当缓慢，由于有大量粉尘，脱硫产品经过除尘后，必须经净化后才能达到标准。
图2 氨水洗涤法工艺流程

（3）海水脱硫技术
海水脱硫技术在电厂的应用取得了较快的进展，原理是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱碗方法。在脱硫吸收塔内，大最海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气．烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的被氧化成为稳定的，并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。
图3 海水烟气脱硫工艺流程

5.2.2半干法烟气脱硫
半干法脱硫剂在干燥状态下脱硫，在湿状态下再生或者在湿状态下脱硫，在干状态下处理脱硫产物的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫．在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既具有湿法脱硫速度快，效率高的优点，又具有干法无污水和废酸排出，脱硫后产物易于处理的优点而受到人们广泛的关注。半干法烟气脱硫工艺包括常规的喷雾干燥烟气脱硫以及循环流化床烟气脱硫，GSA烟气脱硫，NID烟气脱硫工艺等。
（1） 喷雾干燥法
该法是最重要的一种半干法脱硫工艺，是除石灰石一石膏法外占有率最高的烟气脱硫方法。该法是利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化，湿态的吸收剂喷人吸收塔后，吸收剂与烟气中的二氧化硫发生化学反应，同时烟气中的热量使吸收剂不断蒸发干燥。完成脱硫反应后的干粉状产物，部分在塔内分离，由吸收塔锥形底部排出，部分随除酸后的烟气进入除尘设备。基本的喷雾干燥烟气脱硫工艺的流程见图l。该法工艺流程较为简单，占地面积小，投资运行费用不高；脱硫产物为干态易处理，无废水排放。缺点是维护复杂，塔壁及塔底积灰严重，腐蚀问题是技术关键，该法适用于中小机组及含硫量低于2％的中低硫煤。
图4 喷雾干燥烟

（2）循环流化床烟气脱硫
循环流化床烟气脱硫技术是20世纪80年代德国鲁奇公司开发的一种新的半干法脱硫工艺。它以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，从而使吸收剂与烟气的接触时间增加，大大提高了吸收剂的利用率。它不但具有干法脱硫工艺的许多优点，如占地少、投资小、流程简单，副产品可以综合利用等，而且能在很低的钙硫比（Ca／S=l～1．2）情况下接近或者达到湿法工艺的脱硫效率。该技术是一种适合我国国情的脱硫技术，它不仅适合于大型锅炉，而且也适用于中、小型锅炉的污染治理。随着脱硫市场的不断扩大，循环流化床烟气脱硫技术已经引起了人们越来越多的关注。
图5 循环流化床烟气脱硫原理图

（3）GSA脱硫装置
GSA(Gas Suspension Absorption)工艺即气体悬浮吸收烟气脱硫工艺，它与CFB—FGD工艺思路相近，是一种以石灰石为吸收剂的半干法脱硫技术。它的工艺特点是在吸收塔出口安装旋风分离器作预除尘，生石灰经消化制成石灰浆液后喷人吸收塔，烟气与雾化的石灰浆液充分接触以脱除二氧化硫。GSA工艺的关键之处是大量覆盖着新鲜石灰浆液的灰的再循环，这种工艺的传热、传质特性优于传统的半干法工艺。
（4）粉粒一颗粒喷动床烟气脱硫工艺
该法是目前日本学者研究出的一种新的半干法脱硫方法，又称为射流床烟气脱硫技术，其原理为：底部有小尺寸进气口的圆筒状反应器，内部装有粗颗粒，粗颗粒同时受上升气流和下降浆液的作用，气速高于某一值后，在到达一定高度后下降，形成环状区。整个床层高度上都有从环状区向喷动区的相当剧烈的传质和传热，在整个过程中，浆液首先和粗颗粒碰撞，粘附在其表面上，并从气流和粗颗粒表面吸收热量。之后浆液中的水分蒸发，吸收剂变干并凼和颗粒问的碰撞而脱落。最后，干燥的吸收剂细粉随气流排出反应器。与传统的流化床干燥器相比，该技术的干燥效率明显提高，且达到稳定运行的时间短，因此，PPSB技术在系统结构，废物处理、操作和费用方面比湿法有所提高，同时又比干法和其它半干法的脱硫率和吸收剂利用率高。
5.2.3干法烟气脱硫
干法烟气脱硫是指加入的脱硫剂为干态，脱硫产物仍为干态的脱硫工艺，该法具有无废水废酸排出，设各腐蚀小，烟气在净化过程中无明显温降，净化后烟温高利于烟囱排气等优点，但存在脱硫效率低，反应速度慢，设备庞大等问题。
（1）活性炭、活性焦干法脱硫
目前一种较新型的脱硫方法称为活性焦干法脱硫，其原理为烟气中的，，在活性焦的催化作用下生成并吸附在活性焦表面，吸附饱和后的活性焦进入再生床进行加热再生，使得分解为浓度20％～50％的气体，然后通过其它工艺制成硫酸铵化肥。
图6 活性炭/焦 脱硫工艺流程

（2）电子束辐照法
电子束烟气脱硫技术是一种物理方法和化学方法结合的高新技术，在脱硫过程中，同时也会除去烟气中的二氧化氮。当烟气通过电子束照射时，烟气中的氮、水、氧等生成、、等反应性非常强的活性物质，这些活性物质与烟气中的硫氧化物和氮氧化物反应后，将其氧化生成硫酸和硝酸，生成的硫酸和硝酸与喷入的氨起中和反应，生成硫酸铵和硝酸铵粉尘，用电除尘器收集后，可作为氮肥加以利用。
图7 电子束烟气脱硫工艺流程图

(3) 荷电干式吸收剂喷射脱硫法
吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区，使吸收剂带有静电荷，当吸收剂被喷射到烟气流中，吸收剂因带同种电荷而互相排斥，表面充分暴露，使脱硫效率大幅度提高。此方法为干法处理，无设备污染及结垢现象，不产生废水废渣，副产品还可以作为肥料使用，无二次污染物产生，脱硫率大于90％，而且设备简单，适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子，对于一般的大型企业来说，需大功率的电子枪，对人体有害，故还需要防辐射屏蔽，所以运行和维护要求高。
(4) 金属氧化物脱硫法
根据是一种比较活泼的气体的特性，氧化锰、氧化锌、氧化铁、氧化铜等氧化物对具有较强的吸附性，在常温或低温下，金属氧化物对起吸附作用，高温情况下，金属氧化物与发生化学反应，生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫方法，虽然没有污水、废酸，不造成污染，但是此方法也没有得到推广，主要是因为脱硫效率比较低，设备庞大，投资比较大，操作要求较高，成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。
根据该厂的烟气排放量及该厂的各方面的环境以及治理费用及仪器设备等多方面因素来考虑决定采用石灰—石膏法脱硫处理工艺。由于该方法具有脱硫效率高，在Ca/S比小于1.1的时候，脱硫效率可高达 90％以上；吸收剂利用率高，可达到90％；吸收剂资源广泛，价格低廉；适用于高硫燃料，尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理；副产品为石膏，高品位石膏可用于建筑材料。
5.3石灰—石膏法脱硫处理工艺原理
石灰石一石膏法是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的，生成亚硫酸钙。经分离的亚硫酸钙()可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙 ()，以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺．脱硫效率达到90％以上。石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺过程中主要的化学反应为：
吸收反应：
溶解反应：
氧化反应：
石膏析出：
5.4工艺流程框图
锅炉烟气
旋风除尘
烟气脱硫
（石灰－石膏法）
烟
囱
循环池
配剂池
曝气池
出渣
出灰

热
交
换
器

5.５工艺流程说明
工艺流程主要分为两个工段。第一个工段为烟气除尘，第二个工段为烟气脱硫。该工艺采用旋风除尘器，第一个阶段烟气进入旋风除尘器内旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部后．沿除尘器的轴心部位转而向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。
经除尘后的烟气进入第二个脱硫工段，采用湿法烟气脱硫技术在旋流板塔吸收器中对除尘后的烟气进行脱硫处理。在洗涤液中采用含有石灰石或石灰的浆液作脱硫剂,碳酸钙 被转变为亚硫酸钙)和硫酸钙 , 然后将硫从溶液中脱除。旋流板塔工作时，烟气由塔底从切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好；旋流板塔同时具有很好的除尘性能，气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附，并受离心力作用甩到塔壁而除去，从而具有较高的除尘除雾效率。
5.5 工艺设计及设备选型说明
5.5.1烟道系统
5.5.1.1烟道系统简介
锅炉烟气经烟道进入除尘器进行除尘后进入脱硫塔，洗涤脱硫后的低温烟气经两级除雾器除去雾滴后进入主烟道，经过烟气再热后由烟囱排入大气。当脱硫系统出现故障或检修停运时，系统关闭进出口挡板门，烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。

5.5.1.2主要设备的选用
通风机选用G4-73-11-No11D型 （转速(r/min)：730） 2个
引风机选用Y4-73-11-No12D型 （转速(r/min)：960） 1个
水泵 5个
乳液水泵 1个
热交换器 1个

5.5.1.3烟道系统保温防腐措施
（1）对于烟道系统的管道材料采用树脂分子进行处理后的玻璃磷片的结构来进行适当的处理，提高树脂的韧性（断裂延伸率），以适应烟道变形较大的现状。这类树脂配成的玻璃鳞片涂层本身具有较好的韧性，并与钢板的粘接非常牢固，这样即使烟道、脱硫塔塔体钢板在使用过程中有一定变形也不会导致鳞片层的开裂。而且这一固化体系对环境相对温度不敏感，即使钢板表面有微量结露水分存在也不会影响玻璃鳞片与钢板之间的良好粘接。

（2）对于防腐来说，要加强防腐的行业技能培训工作，尽快提高防腐蚀的整体技术水平和防腐蚀施工工人的施工技术水平，真正做到确保施工质量，加强督促会员强化社会责任感，采用符合技术要求的材料，在施工过程中加强施工质量监督，确保防腐蚀设计方案的贯彻执行。
5.5.1.4烟道设计
根据锅炉运行情况和锅炉房的实际情况确定各装置的位置。一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定。对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积省，并使安装、操作和检修方便。其中为消除由于管内气体磨擦而产生的静电，管道应进行可靠的接地，每隔一定距离安装接地装置。一般每个固定支架外装一个。室外架空管道，坡度不小于0.005，挠度不超过跨距的1/600。烟气管按《GB50243-2002》规范要求δ＝3～6mm的优质Q-235钢板管，排气管按规范要求采用δ＝5～6mm的优质Q-235钢板管。
5.5.2 脱硫塔
5.5.2.1脱硫塔简介
吸收塔采用湿式脱硫塔。烟气由一侧进气口进入吸收塔，旋流板塔工作时，烟气由塔底从切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好；旋流板塔同时具有很好的除尘性能，气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附，并受离心力作用甩到塔壁而除去，从而具有较高的除尘除雾效率。
来自锅炉的含尘烟气首先切向进入塔底段，呈螺旋形上升到旋流板,从旋流板叶片间的开孔高穿过，将经特殊给液装置分配到各叶片上的洗涤溶液雾化，雾化后的洗涤溶液获得较高比表面积，并与废气接触完成脱硫除尘。
5.5.2.2 湿式旋流脱硫塔优点
吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大; 筛板塔阻力较大, 防堵性能差; 填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大; 湍球塔气液接触面积虽然较大, 但易结垢堵塞, 阻力较大。相比之下, 旋流板塔由于烟气体在塔内旋转运动的路程长，脱除硫和烟尘（粉）被捕集的吸收净化效率都高。本塔采用多级脱硫吸收，湿式旋流脱硫塔采用多次不同液气相的吸收反应的工艺技术，改变吸收塔常用的吸收方式，使吸收剂成为连续相而吸收质成为分散相，从而大大降低传质阻力，由于独特的喷嘴布置形式使得横截面喷淋量均匀，气液接触面积与接触几率大，有效提高了脱硫效率。具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率。而且由于系统阻力小，运行成本低：本工艺技术主脱硫塔设置了独立的内部结构，大大的降低了运行阻力。
5.6.2.3 主要设备
设备一览表
文丘里型号
外型尺度/mm
入口尺度/mm
出口尺度/mm
设备质量/kg
入口气体温度/℃
除尘效率/%
额定风量/m3/h
WCG-1.0
2100×860×3700
580×860
850
1306
<300
>98
2200
风机型号
转速/（r/min）
流量/（m3/h）
全压/Pa
有效功率/kW
全压效率
介质温度/0C

Y5-45-12No5.4C
2900
10674
2406
7.13
82.6%
200

电动机型号
转速/（r/min）
功率/kW
传送皮带

Y160M1-2B3
2930
11
2261×3

（除尘器、风机、电动机均为2台，烟囱一根）
6、系统安全性、可靠性设计
6.1 厂区管道、管架、管沟
各系统的工艺管道均通过管架布置，在通过道路的地方设置桁架。吸收塔区域设管沟，把吸收混合液管道的冲洗、排放等混合液收集至事故污水池。
6.2维护检修与起吊设施
吸收塔设置楼梯，可到达吸收塔的相关平台；在各烟气挡板门旁边分别设置一楼梯，以方便对挡板门进行检修和运行维护。
6.3 保温与油漆
保温材料及制品的性能必须符合设计要求，切记保温材料受潮，应设置防雨措施，定期清除管道表面的油污、铁锈和泥土等杂物。做好防水措施，其中保温材料及颜色与主体工程一致当环境温度（指距保温结构外表面 1 米处测得的空气温度）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℃。油漆的施工范围主要包括脱硫工艺部分的管道、设备、平台扶梯及支吊架的油漆施工，主要选用的油漆有，防锈漆、各色油性调和漆、沥青漆等。其中根据介质温度的不同采用不同的油漆。
6.4 材料
材料的选择本着经济、适用、满足脱硫特定工艺要求进行，选择具有较长使用寿命的材料。其中金属材料以碳钢材料为主对金属材料表面可能接触腐蚀性介质的区域，应根据脱硫工艺不同部位的实际情况，衬抗腐蚀性和磨损性强的非金属材料。而非金属材料主要选用玻璃鳞片树脂、玻璃钢、塑料、氯丁基橡胶类等产品用于防腐蚀和磨损。
7、电气设计
7.1 供电系统
其中脱硫装置高压、低压厂用电电压等级应与工厂主体一致。脱硫装置厂用电系统中性点接地方式应与工厂主体一致。对于脱硫工作电源的引接应单独设脱硫高压工作变，是电源从发电机出口主回路离相对封闭母线T接，这种方法比较灵活而且高压厂工作变与脱硫高压工作变容量设置不受影响。
7.2 控制系统
采用自动化集散控制系统，其划分为现场装置的控制、过程装置的管理、车间生产的操作管理、全厂优化和经营管理。操作人员对自动控制过程的管理由中央控制室的操作来完成，各工序的自动控制过程由各控制站相对独立的完成
8、给水排水设计
设计范围包括脱硫系统内工艺用水与排水、建构筑物室内生活给水排水及雨水排水系统。排水系统采取与总厂一致，生产用工艺给水与排水据工艺设计要求定。
8.1 给水系统
脱硫工程内给水主管接自工厂自来水管网。自来水管径规格为DN150，压力等级不小于0.3MPa。根据脱硫除尘工程生产工艺用水和操作人员生活用水需要，在脱硫除尘工程不同位置设置给水节点和水龙头。
工艺所需的用水接循环水进水管网，再通过工艺水泵和设备冷却水泵送至各用水点。
8.2 排水系统
脱硫除尘工程区域排水采用清污分流制，雨水排入雨水管网后接工厂区雨水管网系统，生产污水排入工厂污水管网系统。
9、人员培训
对脱硫系统的管理和运行人员进行定期培训，使管理和运行人员系统掌握脱硫系统正常运行，报括脱硫设备及其它附属设施正常运行的具体操作和应急情况的处理措施。运行操作人员，上岗前还应进行以下内容的专业培训，培训目的：通过培训，使得操作人员能对工艺熟悉了解够基本能够掌握脱硫除尘系统日常的生产管理、工艺运行。使得操作人员能够独立保证脱硫除尘系统的正常安全运行，并且保持一种良好的运行条件。