2台6th锅炉脱硫脱硝除尘脱硫脱硝工程技术方案.doc
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1、锅炉烟气除尘、脱硫、脱硝工程 技术方案 26t/h锅炉烟气除尘、脱硫、脱硝工程 技术方案山东业翔环保科技有限公司2016年05月目 录第一章 概 况31.1项目概况31.2项目范围31.3设计要求31.4项目现场条件41.5设计原则41.6引用标准4第二章 除尘系统介绍72.1布袋除尘系统72.2旋汇耦合技术9第三章 脱硫系统介绍133.1原理介绍133.2系统组成及主要设备说明13第四章 脱硝技术介绍164.1脱硝剂系统164.2脱硝剂脱硝系统设备清单16第五章 设计内容及服务内容17第六章 经济性分析186.1电量消耗情况186.2工艺水消耗186.3脱硝剂消耗186.4费用合计18第七章
2、 产品技术优点197.1 系统设备特点197.2吸收塔高效除雾性能197.3吸收塔的维护方便20第八章 售后服务承诺21第九章 技术附件229.1保证项目及考核指标229.2设备制造综合进度表239.3设备制造、安装及检验标准249.4双方人员的派遣259.5主设备清单26第一章 概 况1.1项目概况本方案为2台6t/h锅炉烟气除尘、脱硫、脱硝新建工程而设计。除尘:两台6t/h锅炉分别新建一台布袋除尘器,两台锅炉烟气经过各自布袋除尘器后合并进入一台脱硫塔脱硫,然后进入脱硫塔上部旋汇耦合系统再次除尘。(旋汇耦合系统设置在脱硫塔上部,烟气经旋汇耦合系统除尘后,直接进入旋汇耦合系统上部烟囱排放) 。
3、脱硫:新建一台脱硫塔(即2台6t/h锅炉共用一台脱硫塔),采用碱法脱硫系统(利用厂区废碱脱硫);脱硝:脱硝剂氧化、湿法吸收的脱硝工艺(脱硫脱硝吸收过程在同一脱硫塔内进行)。1.2项目范围工程范围包括:平面布置图、制图设计、仪电控制设计、设备供应、现场技术支持、设备安装、配管、保温、调试、人员培训及竣工验收等,暂不包括土建部份的施工。1.3设计要求锅炉烟气处理系统设计技术参数如下:项次内容单位参数备注1锅炉容量t/h62锅炉数量台23锅炉烟气量m3/h180001台4锅炉出口烟气温度150暂定5SO2初始浓度mg/Nm31000暂定6SO2排放限值浓度mg/Nm3507NOx初始浓度mg/Nm3
4、300暂定8NOx排放限值浓度mg/Nm31009布袋除尘器除尘后灰尘浓度mg/Nm330暂定10尘排放限值浓度mg/Nm31011脱硫脱硝、塔内除尘系统阻力Pa150012布袋除尘系统阻力Pa15001.4项目现场条件1.4.1设备安装位置及工作条件所需的能源及动力介质条件:1)电源380V5、50Hz,2)供水工艺水: 0.30.4MPa,工艺水主要用作吸收液制备、冷却循环用。1.4.2当地自然条件以业主提供参数为准。1.5设计原则我方将根据业主方提供的原始数据和现场条件,对整套装置各个系统及设备进行优化设计、合理选型和布置,确保整套装置的性能指标、运行安全可靠,并且投资省、能耗低。1.6
5、引用标准 系统主设备服务寿命不低于15年。设计、制造、检验和试验应遵循本技术规格书以及行业通用的规程、标准、规范和要求的条款,标准以最新版为准。 锅炉大气污染物排放标准 GB 13271-2014 燃煤烟气脱硫脱硝设备 第1部分:燃煤烟气湿法脱硫脱硝设备 GB 19229.1-2008 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准GB50185-1993 钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 建筑防腐蚀工程质量检验评定标准GB50224-1995 火力发电厂保温油漆设计规程 DL/T5072-2007 固定式钢梯及平台安全要求 GB4053.1GB4053.3 2009 立式圆筒形焊接
6、油罐施工及验收规范 GB50128-2005 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 17395-2008 补强圈 JB/T 4736-2002 板式平焊钢制管法兰 GB/T 9119-2010 钢制对焊无缝管件 GB/T 12459-2005 钢制焊接常压容器 JB 4735-1997 标牌 GBT 13306-1991 包装储运图示标志 GB/T 191-2000 运输包装收发货标志 GB/T 6388-198627第二章 除尘系统介绍项目现场有两台6t/h锅炉,都是新建锅炉尚未配置除尘系统。两台6t/h锅炉分别新建一台布袋除尘器,两台锅炉烟气经过各自布袋除尘器后合并进入一台脱硫塔脱
7、硫,然后进入脱硫塔上部旋汇耦合系统再次除尘。(旋汇耦合系统设置在脱硫塔上部,烟气经旋汇耦合系统除尘后,直接进入旋汇耦合系统上部烟囱排放)。以下为一台6t/h锅炉布袋除尘器技术介绍2.1布袋除尘系统1.除尘器性能指标(1) 除尘器出口烟尘排放浓度30mg/Nmg3(2) 除尘器运行阻力;系统的最大阻力不超过1500pa:(3) 温度:工作温度(140-190)(4) 除尘器本体漏风率1%;2.过滤面积确定为保证除尘器地阻力1500pa,确保锅炉的连续运行不受除尘设备的影响,在负荷调整时有良好的,适宜的调节特性,可靠稳定连续运行,选定除尘器的过滤风速1.0m/in,经计算并考虑除尘器的布置,确定除
8、尘器的公称过滤面积为370.完全满足除尘要求。3.结构(1)一台锅炉配一台除尘器除尘器布置;共设2灰斗,2处落灰口,10组清灰件,共有滤袋数量350条,总过滤面积370(2)布袋骨架规格 滤袋采用1352500标准规格,材料采用PPS.FMS专用过滤材料(防水防油化学处理)。 滤袋由袋笼所支撑,保护滤袋不易折断,材料采用碳钢耐高温有机硅处理。(骨架规格1252450,骨筋8根钢筋,钢筋4mm) 除尘器采用外滤式过滤方式,除尘器的滤袋利用弹簧涨圈与花板连接,形成了干净空气与含尘气体的分隔。 在清灰时由可编程控制器发出脉冲信号给电磁脉冲阀,通过喷吹管喷出压缩空气,使滤袋经向变形抖落灰尘。 除尘器顶
9、部设检查门,用于检查和换袋(除尘器的维护、检修、换袋工作仅需在机外就可执行,不必进入除尘器内部)。 除尘器设有保温层,外部有彩钢瓦装饰,防止在环境条件下结露现象的发生,灰斗防止结露采取蒸汽加热保温措施。 统增设旁路管道,使超过设定温度(140-190) 的烟气经旁路管道排放而不经过滤袋,从而有效地保护了滤袋。旁路管道的设置有效地利用了除尘器及烟道。 系统增设旁路管道,它的关闭能保证除尘器完全离线,实现了在锅炉正常工作状态时对除尘器的检修维护 除尘器配置进风分配系统,有效地使进入除尘器的含尘气体均匀地分不到每个滤袋,滤袋间距的合理设置,有效地防止了清灰过程中滤袋间的碰撞和摩擦,有利于滤袋使用寿命
10、延长。4.控制系统 整个除尘器采用自动控制系统,设置定时清灰控制方式并设有温度检测报警功能。除尘器电控柜的结构做到防尘、防水、防小动物。设备主要技术参数;(1) 设备名称;布袋除尘器(2) 设备型号;FMPD96-25(3) 设备型式;双列、外滤式、分室清灰 (4) 设备参数表序号 项目单位参数备注1处理风量/h200002设计除尘效率99.93保证除尘效率99.94总过滤面积3705净过滤面积3336本体漏风率17入口温度1908过滤风速1.09滤袋规格135250010滤袋数量个35011滤袋材质Pps/FMS专用滤料12入口浓度g/N2013出口浓度/N3014除尘器管道数量个215除尘
11、器室数1016灰斗蒸汽加热套217保温层材料/保温面积硅酸铝/0.5mm不锈钢板/35018保温层及保护层厚度80/0.619滤袋检修更换方式在线20滤袋清灰方式离线清灰21清灰压力MPa0.5-0.722耗气量/mig3.023外形尺寸720065008500长宽高24清灰间隔s可调 25壳体 耐压(钢板)Pa6000壳体用4mm花板用6mm26设备运行阻力Pa150027脉冲阀数量个10DMF-76S28除尘器灰斗数个22.2旋汇耦合技术该技术基于多相紊流掺混的强传质机理,利用气体动力学原理,通过特制的旋汇耦合装置产生气液旋转翻覆湍流空间,气液固三相充分接触,迅速完成传质过程,从而达到气体
12、净化的目的。2.2.1旋汇耦合技术的理论依据吸收传质过程可分三个步骤a.溶质由气相主体扩散到气液两相界面;b.穿过相界面;c.由液相界面扩散到主体传质速率方程为NA=KG(PG-Pi)NA=KL(Ci-CL)石灰石吸收二氧化硫的反应可以简单用下列反应方程表示:SO2+CaCO3CaSO3+CO2吸收反应很快,在液相中任一点化学反应都达到了平衡状态,二氧化硫一旦到达界面,就在界面与液体反应达到平衡,但由于反应是可逆的,界面必有平衡分压,在界面由于有大量的反应发生,其液相吸收剂的活性组分浓度相应减少,而反应物浓度相应增加。因此,界面二氧化硫的平衡分压必较液流主体要高一些,这就在液膜中产生了界面未被
13、完全反应的二氧化硫组分向液流主体扩散和继续反应的倾向,对于反应A+BBQQ在液相中任一点达到平衡K=(CQ)Q/CA(CB)B。取单位面积的微元液膜进行考察,其离界面深度为x,微元液膜厚度为dx,则被吸收气体A在微元液膜内的物料衡算为从X处扩散进入量-DALdCA/dx从X+dx处扩散出的量-DAL(dCA/dx+d2CA/dx2dx)反应消耗的A量为rAdx于是微元液膜内A组分的物料衡算式为-DALdCA/dx=-DAL(dCA/dx+d2CA/dx2dx)+rAdx即可得d2CA/dx2=rA/DAL在液膜中未被反应的A组分在扩散过程中的反应消失量应与反应产物Q的增生量呈化学计量关系,即D
14、ALd2CA/dx2+DQL/Qd2CQ/dx2=0 (1)同理,B组分反应消失量应该与反应产物Q的增生量呈化学关系,即DBL/Bd2CB/dx2+DQL/Qd2CQ/dx2=0(2)上述微分方程的边界条件为X=0时,CA=CAiCB=CbiCQ=CQiX=L时CA=CALCB=CbLCQ=CQL由微分方程(1)可解得DALCA+DQL/QCQ=C1x+C2(3)其中C1和C2是积分常数从界面情况来分析,被吸收组分二氧化硫一达界面,一部分立即被反应成平衡状态,在界面上,由于活性组分碳酸钙浓度较低,而产物亚硫酸钙浓度较高,因此界面处二氧化硫组分必向平衡分压较低的液流主体方向扩散,同时,界面上已经
15、反应了的二氧化硫组分将以生成物亚硫酸钙的形式向液体主体扩散,而未反应的二氧化硫则以溶解态的二氧化硫继续向液体主体方向扩散,二氧化硫的吸收速率等于已反应了的二氧化硫组分与未反应的二氧化硫组分向液膜扩散速度之和,即NA=(-DALdCA/dx-DQL/QdCQ/dx)x=0 (4)由(3)(4)式可得NA=1+DQL(CQi-CQL)/DALQ(CAi-CAL)KL(CAi-CAL)如果以增大因子来表示,则=1+DQL(CQi-CQL)/DALQ(CAi-CAL)由此可知反应过程的增大因子与(CQi-CQL)/(CAi-CAL)的值有很大关系,因此增加气液湍流状态,增加搅动强度,使CQi-CQL值
16、增大,使CAi-CAL值减小,则会大大提高吸收速率。以上各式:CA、CB中分别为可溶解气体二氧化硫(A)在液膜中的浓度和吸收剂中活性组分碳酸钙(B)的浓度,kmol/m3DAL、DBL、DQL分别为SO2、CaCO3、CaSO3在液膜中的扩散系数,m2/sX自界面至膜内一点的深度,mrA反应速率,kmol/(m3s)kikL分别为气膜和液膜分传质系数kmol/(m2atmh)Ci、CL分别为气液界面与液流主体的被吸收组分的浓度,kmol/m32.2.2旋汇耦合技术的关键部件旋汇耦合器旋汇耦合器基于多相紊流掺混的强传质机理,利用气体动力学原理,通过特制的旋汇耦合装置产生气液旋转翻腾的湍流空间,气
17、液固三相充分接触,大大降低了气液膜传质阻力,大大提高传质速率,迅速完成传质过程,从而达到提高脱硫效率的目的,该技术与同类脱硫技术相比,除具有空塔喷淋的防堵、维修简单等优点外,由于增加了气体的漩流速度,还具有脱硫效率高和除尘效率高的优点。2.2.3旋汇耦合器技术特点1) 均气效果好。吸收塔内气体分布不均匀,是造成脱硫效率低和运行成本高的重要原因,安装旋汇耦合器的的脱硫塔,均气效果比一般空塔提高15%-30%,脱硫装置能在比较经济、稳定的状态下运行。2)传质效率高。烟气脱硫的工作机理,是SO2从气相传递到液相的相间传质过程,传质速率是决定脱硫效率的关键指标。公司经过几年的反复试验,获得了在不同环境
18、工艺技术条件下的技术参数,并以试验获得的参数为基础,开发生产关键设备,以达到增加液气接触面积、提高气液传质效率的目的。3)降温速度快。从旋汇耦合器端面进入的烟气,通过旋流和汇流的耦合,旋转、翻覆形成湍流都很大的气液传质体系,烟气温度迅速下降,有利于塔内气液充分反应,各种运行参数趋于最佳状态,有利于塔内防腐层的保护。4)适应性强。不同工艺:采取综合措施取消GGH(热交换器),提高了脱硫系统安全性,降低了建设和维护费用;不同工况:较好的均气效果,受气量大小影响较小,系统稳定性强;不同煤种:脱硫效率高,受进塔气二氧化硫含量变化影响小,煤种范围宽;原料的不同粒径:石灰石粒度200目左右均可。5)能耗
19、低。由于脱硫效率高,液气比小,溶液循环量小,比同类技术节约电能8%-10%。2.3整个脱硫工艺技术特点1) 安全、高效系统安全稳定性高:脱硫系统不会对发电主系统产生不良影响;脱硫效率高:脱硫效率达到9699;除尘效率高:减少了灰尘对有效组分的包裹作用。2) 系统电耗低吸收塔内安装了旋汇耦合器,液气比低,仅为8L/m3,脱硫系统采取综合措施取消GGH烟气换热器,系统阻力小,系统满负荷运行时的最大阻力1500Pa,脱硫单元电能节约10%15%。3) 适应范围宽烟气入口SO2浓度范围:6设计值为2800mg/Nm3测试实际值3800mg/Nm3高峰值4300mg/Nm3脱硫效率稳定在95%以上。第三
20、章 脱硫系统介绍设计新建一台脱硫塔(两台6t/h锅炉共用一台脱硫塔),脱硫系统采用碱法脱硫系统(利用厂区废碱脱硫)。新建循环池系统,压滤系统。3.1原理介绍碱法脱硫工艺的特点是充分利用NaOH的性质,通过适当的匹配发挥其最佳效果,实现脱硫系统的连续、稳定运行。所涉及的主要反应如下:脱硫反应:2NaOH + SO2 Na2SO3+H2O2NaON+SO3Na2SO4+H2O氧化反应:Na2SO3 + 0.5O2 Na2SO4 3.2系统组成及主要设备说明整个系统由五大部分组成:(1)烟气输送系统、(2)吸收系统、(3)废水处理系统、(4)电气及自控系统。3.2.1烟气输送系统烟气输送系统将烟气引
21、入脱硫装置,并将脱硫后的符合排放标准的烟气送入烟囱。烟气系统的主要设备有:烟道、分流板、挡板门等。烟气输送系统主要由管道及分流板等组成,将从除尘器出来的烟气导入吸收塔中,由分流板将并烟气均匀分布,并控制流速而保证反应时间温度。净化后的烟气输送到原有烟囱进行排放。 所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道,用碳钢制作,所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道,采用可靠防腐措施保护(如内衬316L不锈钢、玻璃鳞片防腐)。烟气输送系统主要设备如下:序号名 称单位数量性 能 参 数1烟道套1碳钢,2台引风机至新建脱硫塔之间烟道2风机出口闸板阀套2在风机
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