350MW氨法脱硫运行规程文档格式.docx
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氨法脱硫系统是一个完整的工艺系统,一般分成以下几个分系统:
原烟气系统、吸收塔系统、净烟气系统、硫铵浆液循环系统、工艺水系统、液氨系统等。
脱硫界区的主要设备一般有入塔烟道、旁路烟道、吸收塔及循环泵、氧化风机、原烟气除雾器及对应的循环罐和循环泵、净烟气除雾器及对应的喷淋罐和喷淋泵、一级旋流器、二级旋流器、离心机、料仓、包装机、硫铵料浆泵、事故罐、事故槽等。
脱硫界区同时配置有电气、热控设备及DCS、消防及火灾报警等辅助系统。
电厂二期氨法烟气脱硫系统包括:
脱硫系统:
包括原烟气系统、净烟气系统、脱硫塔系统、料浆循环系统、除沫系统、浆料输出系统、料浆分离系统。
硫铵系统:
包括一、二级旋流站、液固分离系统、干燥系统、包装系统。
除尘系统:
过滤系统、清液输送系统。
水和液氨系统:
脱硫塔工艺补充水系统、液氨加入系统。
工艺辅助系统:
电气仪表系统、控制系统、公用工程系统。
第二节脱硫剂及工艺原理
氨法技术以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础:
SO2+H2O+xNH3=(NH4)xH2-XSO3
(1)
因此,采用氨在脱硫塔的吸收段将锅炉烟气中的SO2吸收,得到亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中间品。
脱硫中间品亚硫铵溶液在脱硫塔的氧化段,鼓入压缩空气进行亚硫铵的氧化反应:
(NH4)XH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4
(2)
将亚硫铵直接氧化成硫铵,硫铵浓度增加到超过饱和浓度,结晶析出,形成硫铵料浆,经过旋流器增浓、离心分离、干燥、包装,最终得到硫铵产品。
一、脱硫剂的性质
本系统采用液氨为脱硫剂。
氨的性质如下:
性状:
氨为无色、有刺激性恶臭气体。
在适当压力下可液化成液氨,同时放出大量的热。
当压力降低时,则汽化逸出,同时吸收周围大量的热。
氨有毒,空气中最高允许浓度为30mg/m3。
氨易溶于水、乙醇和乙醚,水溶液呈碱性。
理化常数:
沸点:
-33.5℃熔点:
-77.7℃
自燃点:
651℃爆炸极限:
15.7~27.4%
最易引燃浓度:
17%产生最大爆炸压力的浓度:
22.5%
最大爆炸压力:
0.485MPa临界温度:
132.5℃
蒸汽压:
-33.6℃时为1大气压
4.70℃为5大气压
25.7℃为10大气压
50.1℃为20大气压
蒸汽密度:
0.6(空气=1)
临界压力:
112.5大气压
危险特性:
受到猛力撞击使钢瓶损伤时,气体外逸会危及人畜健康与生命。
遇水则变为有腐蚀性的液氨。
受热后瓶内压力增大。
空气中氨浓度达15.7~27.4%时,遇火星会引起燃烧爆炸。
有油类存在时,会增加燃烧危险,气态氨有强烈的刺激气味,低浓度的氨对眼及上呼吸道粘膜有刺激作用,高浓度的氨可引起水肿甚至昏迷。
因此,操作时应注意安全生产。
生产每吨硫酸铵需要液氨(以18%wt液氨为例)不超过1.5t。
氨进入人体后会阻碍三羧酸循环,降低细胞色素氧化酶的作用。
致使脑氨增加,可产生神经毒作用。
高浓度氨可引起组织溶解坏死作用。
二、接触途径及中毒症状
1.吸入
吸入是接触的主要途径。
氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。
但由于嗅觉疲劳,长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。
(1)轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。
患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。
(2)急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。
急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。
其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。
(3)严重吸人中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落,可造成气管阻塞,引起窒息。
吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。
2.皮肤和眼睛接触
低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。
潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。
皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤,并能发生咖啡样着色。
被腐蚀部位呈胶状并发软,可发生深度组织破坏。
高浓度蒸气对眼睛有强刺激性,可引起疼痛和烧伤,导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。
轻度病例一般会缓解,严重病例可能会长期持续,并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。
多次或持续接触氨会导致结膜炎。
三、人员急救措施
1.清除污染
如果患者只是单纯接触氨气,并且没有皮肤和眼的刺激症状,则不需要清除污染。
假如接触的是液氨,并且衣服已被污染,应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。
如果眼睛接触或眼睛有刺激感,应用大量清水或生理盐水冲洗20分钟以上。
如在冲洗时发生眼睑痉挛,应慢慢滴入1~2滴0.4%奥布卡因,继续充分冲洗。
如患者戴有隐形眼镜,又容易取下并且不会损伤眼睛的话,应取下隐形眼镜。
应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。
冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。
2.病人复苏
应立即将患者转移出污染区,对病人进行复苏三步法(气道、呼吸、循环):
气道:
保证气道不被舌头或异物阻塞。
呼吸:
检查病人是否呼吸,如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气,
循环:
检查脉搏,如没有脉搏应施行心肺复苏。
3.初步治疗
氨中毒无特效解毒药,应采用支持治疗。
如果接触浓度≥500ppm,并出现眼刺激、肺水肿的症状,则推荐采取以下措施:
先喷5次地塞米松(用定量吸入器),然后每5分钟喷两次,直至到达医院急症室为止。
如果接触浓度≥1500ppm,应建立静脉通路,并静脉注射1.0g甲基泼尼松龙(methylprednisolone)或等量类固醇。
对氨吸入者,应给湿化空气或氧气。
如有缺氧症状,应给湿化氧气。
如果呼吸窘迫,应考虑进行气管插管。
当病人的情况不能进行气管插管时,如条件许可,应施行环甲状软骨切开术。
对有支气管痉挛的病人,可给支气管扩张剂喷雾,如叔丁喘宁。
如皮肤接触氨,会引起化学烧伤,可按热烧伤处理:
适当补液,给止痛剂,维持体温,用消毒垫或清洁床单覆盖伤面。
如果皮肤接触高压液氨,要注意冻伤。
该物质对环境有严重危害,应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。
四、脱硫产品的性质和标准
本系统工艺的脱硫产品为硫酸铵,其物理性质如下:
硫酸铵为无色晶体,分子量132.13,密度1769kg/m3,熔点为235℃。
硫铵饱和溶液的性质:
沸点108.9℃;
硫酸铵的溶解度:
温度,℃
20
30
40
60
80
100
溶解度
g/100g水
75.4
78
81
88
95.3
103.3
可见,硫铵的溶解度随温度略有增加,但变化很小,因此,采用反应结晶的方法生产固体硫铵。
在实际烟气脱硫过程中,由于烟气同时含有HCl,HF,因此,溶液中含有氯化铵和氟化铵。
不过,这两者也有可能以CaCl2,CaF2或AlF3形式存在。
氟化物在过滤器中会被除去。
而氯化铵和CaCl2会随着硫铵表面的水一起带出。
硫酸铵产品国家标准:
GB535-95
指标名称
指标
氮(N)含量(以干基计)(%)≥
20.5
水分含量(%)≤
1.0
游离酸(H2SO4)含量,(%)≤
0.2
五、氨法脱硫主要工艺参数控制
氨法脱硫技术主要工艺控制参数:
液氨量、水量、硫铵溶液密度值。
主要控制方案如下:
(1)氨流量控制
脱硫剂采用液氨。
在正常运行情况下,液氨消耗量为1.5-2.0/h吨左右。
其控制方法是以循环吸收液的pH为状态变量,控制在5.6-6.2之间,总调节阀安装在液氨管路上用于调节脱硫塔、循环罐、结晶罐和循环泵2A的氨加入量总量,同时设有循环罐加氨调节阀和结晶罐加氨调节阀。
(2)工艺水加入量的控制
对于本脱硫系统,由于烟气气量较大,2台炉需要的总水量在150T/h左右。
其控制方法是以脱硫塔、喷淋罐、循环罐、事故罐的液位为状态变量。
(3)硫铵密度
在本系统中,脱硫塔底部出硫铵结晶料浆,硫铵的排出,以吸收液的密度为状态变量。
吸收塔密度一般控制在1.07-1.15g/cm3之间;
循环罐密度控制在1.20—1.35g/cm3之间。
第三节工艺流程及分系统说明
在工艺流程上,本系统采用申川公司拥有专利权的气、液并流脱硫塔方案,脱硫后烟气返回烟囱排放。
根据氨法的技术特点,采用无再热器(GGH)的一炉一塔流程。
下面按工艺系统逐个说明流程。
一、脱硫烟道气系统流程
烟气通过7#和8#锅炉的引风机打入烟囱原混凝土烟道出来,温度为120℃-140℃的原烟气,经入塔风门进入原烟道烟道,直径7200mm。
改造后在原烟道增设了原烟气除雾器和原烟气喷淋。
原烟气喷淋的作用为初级吸收烟气中的二氧化硫。
原烟气喷淋泵的浆液从新增循环罐来,在运行过程中循环罐的补给从事故料浆泵来。
在循环罐内,根据亚硫酸氢铵的含量适当加入液氨。
改造后的原烟气气除雾器冲洗水为工艺水,并新设冲洗水泵。
从脱硫塔顶部入塔,与含氨的循环吸收液并流从顶部直接进入脱硫塔,烟气被冷激增湿降温,同时烟气中的SO2、SO3、NO2、HCl和HF、尘等被洗涤吸收。
脱硫后的烟气从塔侧进入塔外的净烟道除沫器,截面为10000×
9000mm两级除雾器,除去夹带的水雾后,分别经出塔风门进入烟囱排放,离开脱硫岛的净化烟气温度在45-55℃,具体决定于烟气的进口温度和含水量。
为了消除净烟气中的含盐量——主要为硫酸氨和氯化铵的气溶胶,即“白烟”,在净烟道新增了工艺水喷淋。
净化烟气进除雾器后,含水雾小于100mg/Nm3。
脱硫装置在原混凝土烟道上设置旁路风门供脱硫装置检修时烟气走原烟道烟囱排放时用。
所有双面密封挡板门采用热空气密封,热空气来自密封0.87MPa的过热蒸汽加热。
烟道系统均设置压力现场指示及远传直控制室DCS系统显示,在主控室可通过压力降在线观测每路烟道的阻力,通过调节挡板门的开度匹配阻力。
在入塔及出塔烟道上设置温度远传。
在出入塔的两路烟道上各设置SO2在线分析仪4套,在烟道下设置CEMS分析间独立安放。
在出塔的两路烟道的除沫器前后各设置远传压力显示可检测除沫器的压降。
每级除沫器设置一次工艺水定时程序冲洗系统,确保除沫效率,防止除沫器上集聚硫铵结晶。
冲洗液来自工艺水冲洗总管。
烟道气系统不设GGH(净烟气再热器),某些国家(如日本、德国)排放法规要求烟囱出口的烟气温度不得低于72℃,加热烟气可以增加烟气的抬升高度,可以部分消除白烟现象,改善电厂的公众视觉形象,一定程度上减少下游设备的腐蚀。
但由于该设备庞大,价格昂贵,占FGD总投资的10%以上。
GGH造成烟道系统复杂,增加系统阻力(GGH本身压降约1036Pa),另外,GGH的热侧腐蚀严重,需要复杂的吹灰和清洗系统。
由于GGH漏泄,降低系统脱硫效率。
注意:
由于GGH的热量不足以蒸发烟气中的水份,因此下游的烟道和烟囱仍然需要考虑防腐。
即使安装了GGH,并不能解决腐蚀问题。
所以,本脱硫装置不设置GGH系统。
二、脱硫塔循环系统流程
经过激冷降温后的烟气进入脱硫塔的吸收层,烟气中二氧化硫与氨反应得到亚硫酸铵及亚硫酸氢铵溶液。
亚硫酸铵溶液进入位于脱硫塔底部。
循环吸收液从塔底经循环泵(A、B、C两开一备)输送,与补充的新鲜液氨混合后进入脱硫塔的吸收层。
装置停车时循环管的排液及冲洗均由电动阀按设定程序自动执行。
氨法需要的工艺水主要用于烟气降温增湿和吸收的化学反应。
对于本系统,2台炉总耗水量约不大于150m3/h。
所有需要的水,主要从除雾器加入,所用一次水初步确定为电厂废水处理后的复用水和工业水,水压为0.4MPa。
从脱硫氧化系统得硫酸铵,在塔底不断累积,导入事故罐和循环罐。
循环罐经一级旋流器分离进入结晶罐,从结晶罐经二级分离后进入离心机,分离出的浆液进入管道混合器。
泵冷却水排放至地沟,通过地沟排至料浆地池,由料浆地池液下泵打入管道混合器;
事故料浆罐的液位通过上的调节阀控制液位;
脱硫塔液位通过净烟气喷淋泵出口管路上的调节阀调节。
整套脱硫系统的水平衡由脱硫塔液位控制,通过调节喷淋罐补水流量来实现塔的液位控制。
液氨的加入量由脱硫塔溶液的pH值控制,并由氨流量计远传至主控室在线计量。
三、脱硫氧化系统流程
亚硫酸铵及亚硫酸氢铵溶液通过罗茨型氧化风机鼓入空气,将料液中的亚硫酸铵及亚硫酸氢铵溶液氧化为硫铵,每个塔设置3台侧进式搅拌器强化氧化效果及防止硫铵结晶在塔底集聚。
四、硫铵系统离心流程
料浆输送泵(P102AB/P104AB)将含硫铵固体的混合溶液经密度测量器测量,若密度达到1.35g/l,则关闭二级旋流器旁路电动门,打开二级旋流器入口电动阀进入二级旋流器,浓缩料浆进入双级活塞自动推料离心机,分离得到含水为5%左右的固体硫铵,通过螺旋给料机进入干燥机。
若密度达不到要求,则打开二级旋流器旁路电动阀,浆液通过管道混合器进入事故浆液罐,进而返回脱硫塔。
五、硫铵干燥包装系统流程
从离心机得到的固体硫铵进入蒸汽加热的空气干燥机干燥后,得到符合国家硫铵化肥标准的硫铵产品,并经自动包装机包装后作为商品销售。
热风来自干燥送风机及干燥热风加热器,尾气通过旋风分离器及干燥引风机送入脱硫塔。
六、液氨及工艺水系统流程
液氨由业主外购原料槽车通过卸车压缩机压入液氨贮罐,再通过管道送入溶氨器与循环泵出口的浆液混合后进入脱硫塔内。
液氨贮罐设置高低液位报警、温度、压力远传检测、安全阀。
原液氨贮罐(A、B罐)两个可以同时装罐备料使用,在管路设计上也可实现一用一备,以便事故发生时,将液氨由一台罐通过压缩机压到另一台罐储存。
新增的氨罐(#1—4罐)卸氨方式与原A、B罐卸氨方式稍有区别,主要在于用液氨泵代替了压缩机,且取消了冰机。
(详见氨站操作规程)
工艺水由业主通过管道输送至脱硫岛。
用于脱硫岛内的机泵冷却、冲洗、搅拌机密封、除沫器喷淋、系统补水、开停车用水等。
工艺水都汇集至料浆地池与脱硫塔补水平衡,不外排。
七、事故浆料及除灰系统
事故料浆罐为“罐中罐”结构,起到沉降除灰的作用。
其运行方式如下:
正常运行时,旋流上清液、离心母液、各路洗涤水汇集到母管路。
汇集液在管道混合器被洗涤水稀释后,硫铵结晶溶解,经射流泵打入事故浆液罐的外罐,溢流清液进入内罐,后经事故清液泵打入脱硫塔。
如需人工处理淤泥时,则汇集液不经过沉降除灰直接进入内罐,同样经事故清液泵打入脱硫塔。
在事故罐内沉降下的淤泥需要人工挖掘清理,估计半年清理一次。
八、硫铵仓库
硫铵化肥由硫铵车间干燥机出料口通过散料皮带输送至硫铵车间北面的仓库。
仓库内设置自动包装机。
从整套脱硫工艺流程中可看出,烟气进入脱硫塔,在回收段(层)与氨并流,将所有酸性气体(SO2、SO3、NO2、HCl和HF)和尘吸收洗涤后,进入除雾段(层)除去携带的水雾滴后,离开脱硫塔从出口烟道进入烟囱排放。
吸收液是循环利用的。
吸收液存于脱硫塔底部,为过饱和并含有固体硫铵的硫铵料浆(操作条件下的饱和硫铵浓度40%左右),硫铵料浆中含硫铵固体5-15%,一般控制在10%左右。
经泵输送到脱硫塔。
新补加的氨从SO2吸收段进入。
新补加的水从氨回收段进入。
吸收SO2的吸收液与烟气并流接触,离开两个吸收段直接进入位于塔底的结晶池,硫酸铵浓度不断积累,直到超过在水溶液中的饱和浓度,结晶析出颗粒状的固体硫铵。
整个工艺主要有三个关键的控制回路:
氨平衡、水平衡和硫铵料浆浓度控制。
氨平衡由吸收液的pH控制来实现。
水平衡由脱硫塔的液位控制来实现。
循环液中料浆浓度由料浆密度来控制。
当循环液料浆浓度达到控制值时,需将料液送入一级、二级旋流器,进一步经过离心机分离出固体硫铵,旋流器的清液和离心机的母液回流到事故罐。
分离得到的固体硫铵含水量在3-5%之间,进入干燥机干燥,然后进行包装和储存。
在硫铵界区可以得到含水量小于0.5%,含N=21的满足国标GB1995-535的硫铵化肥。
本系统采用申川公司的SAAS脱硫技术可以获得的技术指标如下:
SO2吸收(或脱出)效率:
≥95-99%,
SO3吸收(或脱出)效率:
≥99-99.9%,
HCl吸收(或脱出)效率:
HF吸收(或脱出)效率:
除尘效果:
≥80-95%。
因此,离开脱硫系统后,尾气中:
SO2的含量小于400mg/Nm3;
氨含量小于10mg/Nm3;
尘含量小于50mg/Nm3。
温度51℃左右。
第四节FGD主要设计
一、主要经济技术指标(设计依据)
名称
单位
#7、8炉
进口烟气Ο2含量
%
10
进口烟气S02含量
mg/Nm3
1450
出口烟气S02含量
进口烟气粉尘含量
出口烟气粉尘含量
进口烟气温度
℃
120-140
出口烟气温度
51
脱硫效率
≥95
硫氨产量
t/h
≥5t/h
二、主要设计消耗指标(设计依据)
项目
数量
说明
厂用电率
工艺水用量
130
#1、2脱硫岛
冷却水用量
10
液氨总用量
1.5-2.0
年硫氨产量
t/y
37500
按7500h计
三、7、8号炉主要设备参数一览表
单位
锅里锅炉型号
电负荷
MW
350
最大连续蒸发量
1165
过热蒸汽压力
Mpa
17.5
过热蒸汽温度
投运时间
除尘器型式
电除尘、双室四电场
除尘器设计效率
99.6
除尘后的粉尘浓度
mg/Nm3
≤100mg/m3
烟囱
#7、8炉合用一座
#4、5、6炉合用一座
烟囱高度
m
210
四、吸收塔
设备名称
烟气吸收塔
2台
型式
立式
规格
φ13.5m×
25m
工作温度
塔顶120-150℃,其它80℃
工作压力
正压:
常压,负压:
5000Pa
物料名称
湿SO2气体、亚硫铵溶液、硫铵溶液、氯化铵溶液等,属于强腐蚀性介质
处理烟气量
132.8万NM3/h
检测压力
满水静压
浆液池高度
9-10m
壳体材质
乙烯基酯玻璃钢
成型方法
立式机械自动缠绕成型
五、事故浆液箱
事故浆液箱
数量
1台
型式
规格
φ13.5×
6
50℃
常压
亚硫铵溶液、硫铵溶液、氯化铵溶液等,属于强腐蚀性介质
安全储存高度
4-5.3米
六、氧化风机技术参数
型号规格
生产厂家
备注
主机设备名称
罗茨鼓风机
ZG-200
4台
山东章丘鼓风机
主机含进出口消音器、安全阀压力表、弹接、单向阀、防护装置、减震器等
随机标准附件
电机
Y315L-4-160
山东开元
380VIP54F
电动蝶阀
D971X-10
4件
郑州郑蝶
隔声罩
GSZ-200
山东章鼓
七、氧化风机设备选型技术参数
工况条件
输送介质
空气
进口流量(Nm3/min)
70
进气温度(℃)
常温
升压(KPa)
90
风机性能
风机型号
ZG200
进口流量(m3/min)
79.0
风机转速(r/min)
2050
传动形式
皮带
升压(mmH2O)
85
冷却方式
空冷
密封形式
涨圈
轴功率(kW)
135
配套电机
型号
Y315L-4
功率(kW)
160
同步转速(r/min)
1485
电压值(V)
380
防护等级
IP54
绝缘等级
F
材料
机壳
HT250寿命:
100000小时
叶轮
QT450寿命:
墙板
油箱
20CrMnTi寿命:
30000小时
主、从动齿轮
主、从动轴
ZL104寿命:
轴承
SKF寿命:
35000小时
八、泵的技术参数
循环泵
料浆泵
液下泵
事故清液泵
射流泵
设备型式
卧式单级单吸
立式单级单吸
设备型号
500UHB-Z-
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- 关 键 词:
- 350 MW 脱硫 运行 规程