烧结机脱硫工程可行131017.docx
- 文档编号:28477688
- 上传时间:2023-07-14
- 格式:DOCX
- 页数:79
- 大小:92.12KB
烧结机脱硫工程可行131017.docx
《烧结机脱硫工程可行131017.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《烧结机脱硫工程可行131017.docx(79页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
烧结机脱硫工程可行131017
烧结烟气粉尘脱硫工程
可行性研究报告
第1章项目建设的必要性..........................................................................1
第2章烧结脱硫技术方案..........................................................................1
2.1项目名称.......................................................................................................1
2.2项目建设单位................................................................................................2
2.3项目概况.....................................................................................................2
2.4采用的脱硫技术...........................................................................................2
2.5SDA工艺介绍...............................................................................................3
2.6SDA工艺原理...............................................................................................4
2.7SDA脱硫工艺技术特点.................................................................................4
第3章方案设计的基础条件......................................................................7
3.1能源介质条件................................................................................................7
3.2脱硫剂条件...................................................................................................7
第4章脱硫系统设计原理..........................................................................8
第5章工艺设计方案..................................................................................8
5.1总体设计方案................................................................................................9
5.2通风............................................................................................................16
5.3给排水........................................................................................................19
5.4热力............................................................................................................22
5.5燃气............................................................................................................23
5.6电气自动化.................................................................................................25
5.7仪表自动化.................................................................................................30
5.8电讯............................................................................................................33
5.9建筑............................................................................................................35
5.10结构..........................................................................................................37
5.11总图..........................................................................................................37
5.12环境保护...................................................................................................38
5.13劳动安全与职业卫生..................................................................................41
5.14消防..........................................................................................................44
第6章副产物利用途径............................................................................46
6.1副产物成分.................................................................................................46
6.2副产物利用途径..........................................................................................46
第7章主要技术经济指标........................................................................47
第8章项目投资........................................................................................49
第9章设备表及工程建安实物工作量....................................................50
第10章系统软件、硬件设备配置............................................................69
第1章项目建设的必要性
现今全世界每年向大气排放硫氧化物1亿t以上,SO2的大量排放导致降雨酸化,腐蚀植被、森林和建筑物,破坏人类的生存环境,直接危害人类健康。
控制SO2的排放,减少酸雨发生,也是我国环境保护的重要任务之一。
钢铁企业是SO2主要污染源之一,而钢铁行业SO2主要由烧结烟气产生,确保烧结机生产过程中排放的SO2达标是钢铁企业应承担的社会责任。
因此烧结烟气脱硫减排任务依然任重道远,《国家环境保护“十二五”规划》提出:
SO2削减8%,推进钢铁行业SO2排放总量控制,全面实施烧结烟气脱硫,新建烧结机应配套建设脱硫脱硝设施。
综上所述,天津冶金集团轧三钢铁有限公司两台烧结机烟气脱硫工程是一个符合国家环保政策要求,落实环境友好的生产方式,可以产生良好的环境效益,增强企业可持续发展能力的项目。
在当今环境保护制度不断加强、日趋完善的大背景下,对已具备相应技术条件、资金条件、环境条件、选址条件、交通条件、公辅条件、社会条件、施工条件以及法律条件的天津冶金集团轧三钢铁有限公司烧结机烟气脱硫工程无疑是一个巨大的推动,故应尽快立项投资建设,尽快产生减排效果,达到社会、企业健康持续发展的目的,本项目的建设是十分必要的。
第2章、烧结脱硫技术方案
2.1项目名称
天津冶金集团轧三钢铁有限公司烧结烟气粉尘脱硫工程。
2.2项目建设单位
天津冶金集团轧三钢铁有限公司。
2.3项目概况
天津冶金集团轧三钢铁有限公司2×180m2烧结机烟气参数见表1-1。
表1-1天津冶金集团轧三钢铁有限公司2×180m2烧结机烟气参数
序号
项目
一
烧结机参数
2×180㎡
1
设计生产能力(万吨/年)
386
2
主抽风机台数(台)
2
3
烟道数(个)
2
4
烟囱高度及根部直径(m)
高100,出口直径5.5
二
烟气参数
1
烟气量
(m3/h)工况
风机标牌风量
2×108×104
实际运行风量
2×108×104
2
主抽风机出口烟气温度(℃)
120-160
3
主抽风机出口烟气压力(Pa)
500
4
SO2(mg/m3)
800-1500
5
粉尘含量(mg/m3)
50
6
NOx(mg/m3)
7
含水率(%)
10
8
Cl-(mg/l)
20
9
F-(mg/l)
10
CO2(%)
11
O2(%)
12-17
三
脱硫效率要求
1
出口SO2(mg/m3)
满足排放标准
2
脱硫效率(%)
≥90
3
出口粉尘含量(mg/m3)
满足排放标准
2.4采用的脱硫技术
根据国内多家烧结机及球团烟气脱硫的应用情况,目前旋转喷雾干燥(SDA法)烟气脱硫技术应用烧结烟气脱硫已取得巨大成功,该技术成熟可靠、运行稳定,已是国家环保部门认可的烧结烟气脱硫方法,因此本技术方案选用旋转喷雾干燥(SDA法)烟气脱硫技术。
2.5SDA工艺介绍
旋转喷雾干燥(SDA)烟气脱硫技术,于二十世纪七十年早期由丹麦Niro公司研制开发的。
其脱硫过程是生石灰加水配置成含固率20%—25%的熟石灰(Ca(OH)2)浆液,通过雾化器雾化成30—80微米的雾滴喷入吸收塔内,塔内石灰浆雾滴(吸收剂)瞬速吸收烟气中的SO2,达到脱除SO2及其他酸性介质的目的。
同时,球团废气热量瞬速干燥喷入塔内的液滴,形成干固体粉状料,由袋式除尘器捕集。
脱硫工艺流程简单,吸收塔为空塔结构,工艺示意图如下:
针对烟气的变化,只需简单的一个浆液调节阀自动调节给浆量,即可轻松实现自动跟踪烟气负荷变化,同时保证整个脱硫系统在干态下运行,保证其温度大于酸露点温度15度以上以避免系统结露。
国内第一台采用SDA法脱硫的烧结机,于2009年12月在鞍钢股份炼铁总厂西区(328m2)烧结机成功应用,目前一直稳定运行。
2.6SDA工艺原理
SDA工艺原理为:
生石灰加水反应形成Ca(OH)2并配置成含固率在20-25%合格的浆液,由雾化器雾化喷入塔内,亿万个小雾滴在塔内与烟气接触后的化学反应非常迅速,完成的主要化学反应为:
SO2被雾滴吸收:
SO2+Ca(OH)2→CaSO3﹢H2O
部分SO2完成如下反应:
SO2+1/2O2+Ca(OH)2→CaSO4+H2O
与其他酸性物质(如SO3、HF、HCl)的反应:
2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+H2O
2HF+Ca(OH)2→CaF2+H2O
2.7SDA脱硫工艺技术特点
1)系统简单,运行阻力低,操作维护方便
脱硫塔结构简单,阻力较小,能耗低,运行和维护成本低。
SDA不需要大量固体循环灰在塔内循环,也不需要脱硫后烟气回流来保证塔内固体脱硫灰处于流化状态(不存在塌床、死床或偏床),因此SDA吸收塔的阻力不超过1000Pa。
2)脱硫效率高
SDA工艺采用与湿法相同的机理,脱硫效率介于湿法和干法之间。
湿法具有很高的脱硫效率是基于过量的浆液喷淋或烟气直接进入浆液中,而SDA是将浆液雾化成极细的雾滴(平均50μm)喷淋烟气,极大地提高了接触的比表面积,因此只需喷淋较少的脱硫剂即可达到较高的脱硫效率。
SDA脱硫效率可达98%,根据原始SO2浓度情况及排放指标要求其脱硫效率可在通常情况90~98%的范围内迅速调节。
SDA对SO3、HCl、HF等酸性物接近100%的脱除率。
3)合理的而均匀的气流分布
脱硫塔顶部及塔内中央设有烟气分配装置,确保塔内烟气流场分布,使烟气和雾化的液滴充分混合,以有助于烟气与液滴间质量和热量传递,使干燥和反应条件达到最佳;同时确定合理的塔内烟气与雾滴接触时间,因此可得到最大的SO2去除率,并且充分干燥脱硫塔内雾滴。
4)浆液量随时而灵活的自动调节
由于SDA雾化器采用高速旋转(约10000r/min)所产生的离心力,液滴大小仅与雾化轮直径和转速有关,因此浆液雾化效果与给浆量无关,当吸收剂供料速度随烟气流量、温度及SO2浓度而变时,不会影响雾滴大小,从而确保脱硫效率不受影响。
为保证浆液的雾化效果及系统的稳定安全运行,旋转雾化器进口,其特点是耐磨、防堵塞、低维护、宽调节范围、使用寿命长,安全可靠。
5)脱硫剂采用CaO粉加水变成Ca(OH)2浆液
在喷入脱硫塔前将生石灰加水放热消化成Ca(OH)2浆液,不是直接用CaO粉末,不会出现未消化的CaO在除尘器内吸水、放热而导致糊袋和输灰系统卡堵现象。
6)对脱硫剂的品质要求不高
可利用石灰窑成品除尘系统收集的石灰粉作为脱硫剂,满足循环经济的要求。
7)对烟气工况适应性强
由于烧结及球团烟气系统负荷变化大,其流量、温度及SO2等都变化较大,SDA通过调节阀调节塔内雾化吸收剂浆液量来适应烟气工况的变化且不会增加后续除尘器的负荷。
8)系统设置旁路,不影响烧结的正常生产
脱硫系统与烧结及球团现有排气系统并联布置。
脱硫系统正常运行时旁路挡板门关闭,脱硫烟气入口、出口挡板门打开;脱硫系统检修或故障时,旁路挡板门打开,脱硫烟气入口、出口挡板门关闭,切换至原有烧结排气系统,因此,脱硫系统的建设、运行、检修及故障状态均不影响烧结工序的正常生产运行。
9)脱硫后烟气温度大于露点温度
除尘器出口温度控制在较低但又在露点温度以上(烟气温度大于露点15℃以上)的安全温度。
因此,系统采用碳钢作为结构材料,整套脱硫系统不需防腐处理,也不需要重新加热系统。
10)SDA法水耗低、对水质适应性强
脱硫水耗低,可用低质量的水作为脱硫工艺水(如碱性废水,达到以废治废的目的)且脱硫不产生废水。
11)对酸性物具有100%的脱除率,兼具脱硝功能
对SO3、HCl、HF等酸性物具有100%的脱除率,根据现场测试,SDA法可部分(约10%)脱除烟气中NOX,同时可以通过加入一定的催化剂来脱除NOX,以保证外排符合国家标准要求。
12)副产物可综合利用
干态脱硫灰通过改性处理,可用于建材石膏板、免烧砖等多种用途,也可加入到矿渣微粉中作为水泥添加料,实现废弃物再利用,满足“循环经济”的要求。
第3章方案设计的基础条件
3.1能源介质条件
1)工业水及回用水
工业水及回用水。
2)压缩空气
压力0.5-0.6MPa。
3)蒸汽
压力0.3MPa,温度≤150℃。
4)电源
电压等级10kV、380V、220V。
电源条件:
设计优先考虑:
动力电源电压等级:
AC10kV,AC380V
控制电源电压等级:
AC220V,DC220V
电源参数为:
10kV-10%~+10%,50±2Hz。
380V/220V-10%~+10%,接地方式采用TN-C-S制。
3.2脱硫剂条件
脱硫剂为生石灰粉。
石灰中CaO含量大于85%,石灰活性3分钟内升温40℃。
可采用石灰车间生产的生石灰粉或石灰车间除尘器收集的均可满足要求,粒径没有严格的要求,但为了便于输送,粒径在5mm左右或以下的更有利。
第4章脱硫系统设计原则
脱硫系统主要由脱硫除尘器系统、脱硫剂(石灰粉)贮存及浆液制备供给系统、脱硫灰输送及外排系统、供配电和仪控及其他公辅系统等组成。
脱硫系统设计除满足招标文件总体技术要求、保证项目的考核指标外,还遵循以下原则:
(1)避免在脱硫过程中产生新的环境污染;
(2)大修周期与烧结同步;
(3)在装置停运期间,各个需要冲洗和排水的设备和系统(如:
石灰浆液系统的泵、管道、箱罐等)能实现快速冲洗和排水。
在设备的冲洗和清扫过程中产生的排水(例如:
石灰浆液系统设备与管道等)收集在脱硫岛内的排水坑内,然后再送至石灰浆液制备系统经筛分后重复利用,水或浆液不外排。
浆液系统保温以防冻;
(4)泵的叶轮考虑耐磨,泵的轴承密封形式采用机械密封;
(5)浆液箱、地坑的搅拌器均考虑耐磨措施;
(6)脱硫装置布置在烧结机头烟囱周边地块,根据厂区地形、地质、气象等自然条件,按工艺、运输、防火、卫生、绿化等要求,对各工艺系统和设备配置进行优化设计。
第5章工艺设计方案
烧结烟气经电除尘器除尘后,由烧结主抽风机拽引排入烧结主烟囱排放。
增设脱硫装置后,原烟气由主抽风机出口烟道引出,经原烟气旁路挡板和入口挡板切换后,送入旋转喷雾干燥(SDA)吸收塔,与被雾化的石灰浆液接触,发生物理、化学反应过程,气体中的SO2被吸收净化,同时兼具去除一定的氮氧化物。
经吸收SO2并干燥的含粉料烟气出吸收塔进入布袋除尘器进行气固分离,净烟气由增压风机抽引由新建烟囱排入大气。
生石灰定量加入消化罐并加水配制成一定含固率的石灰浆液,石灰浆液经振动筛筛分后自流入浆液罐,配制成合格的石灰浆液,根据原烟气SO2浓度由浆液泵定量送入置于吸收塔顶部的浆液顶罐,顶罐内浆液自流入吸收塔顶部雾化器,浆液经雾化器雾化成30-80μm的雾滴,与吸收塔内烟气接触迅速完成吸收SO2的作用。
由于石灰浆液为极细小的雾滴,增大了脱硫剂与SO2接触的比表面积,SO2脱除率可高达97%,脱硝率为10%左右。
脱硫并干燥的粉状颗粒部分沉入塔底排出,其余颗粒随气流进入布袋除尘器进一步净化处理。
除尘器除下粉尘因含有未反应的生石灰,一部分回用,采用气力输送送至循环灰系统,另一部分定期由罐车外运。
经吸收SO2并干燥的含粉料烟气出吸收塔进入布袋除尘器进行气固分离,净烟气由增压风机抽引由新建烟囱排入大气。
除尘系统适应工艺的变化,增压风机采用进口导叶调节。
5.1总体设计方案
5.1.1总体方案描述
设置1套半干法脱硫系统,采用一对二方式处理2台烧结机头烟气,脱硫系统处理烟气量为2×1080000m3/h。
5.1.2系统组成
烟气脱硫工艺系统主要由脱硫除尘系统、脱硫剂(石灰粉)贮存及浆液制备供给系统、循环浆液制备系统、脱硫灰输送及外排系统等组成。
分系统描述如下:
5.1.3脱硫除尘系统
由旋转喷雾干燥吸收塔、布袋除尘器、增压风机、烟道、进口挡板、旁路烟道挡板、非金属补偿器等组成。
烧结主抽风机后烟道引出的原烟气,经挡板切换由烟道分两路引入吸收塔,原烟气与塔内经雾化的石灰浆雾滴(吸收剂)在吸收塔内与烟气接触,吸收SO2和其他酸性介质并蒸发干燥过程。
含粉料烟气出吸收塔进入布袋除尘器进行气固分离,实现脱硫灰收集及出口粉尘浓度达标排放。
经布袋除尘器处理的净烟气由增压风机增压,克服脱硫系统阻力,净烟气由新建烟囱排入大气。
烟道及与设备联接部位设必要的补偿器,吸收热胀热缩的问题。
旁路挡板、进口挡板实现脱硫系统与烧结机排气系统的切换。
当脱硫系统正常运行时,旁路挡板关闭,原烟气进口挡板打开,烟气经脱硫系统处理后由新增钢烟囱排放。
当脱硫装置故障、出现意外紧急停机或检修时,旁路挡板打开,原烟气进口挡板关闭,烟气通过原烟囱排入大气,确保不影响烧结机正常生产。
5.1.4脱硫剂(石灰粉)贮存及浆液制备供给系统
采用石灰车间生产的石灰粉,用吸引压送罐车送至脱硫现场的石灰粉仓内存放,由石灰粉仓、破拱装置、计量螺旋给料机、消化罐(器)、振动筛、浆液罐及两套浆液泵、浆液管道和阀门等组成。
实现烟气脱硫所需的脱硫剂制备和供给。
新鲜的石灰浆液由石灰浆液泵根据负荷变化定量送入吸收塔雾化器,石灰浆液泵一工一备配置。
5.1.5循环浆液制备供给系统
采用脱硫灰做脱硫剂,由循环灰仓、破拱装置、计量螺旋给料机、混合罐、振动筛、循环灰浆液罐及两套循环浆液泵、浆液管道和阀门等组成。
实现烟气脱硫灰的循环使用。
循环灰浆液泵一工一备配置。
5.1.6脱硫灰输送系统
布袋除尘器收集的脱硫灰经除尘器灰斗下部星形卸灰阀卸至切出刮板输送机、集合刮板输送机、斗式提升机送入脱硫灰仓,部分循环使用,部分外排,脱硫灰仓设高、中低料位计、破拱装置,灰斗下部设卸灰阀、吸引压送罐车接口装置。
5.1.7脱硫系统主要设备参数
5.1.7.1脱硫塔
1)脱硫塔
规格:
Φ18.8m×15.8m(H),塔总高H=55.15m,锥角60°,碳钢材质。
脱硫塔塔体外部保温:
150mm保温材料,外覆瓦楞彩钢板。
脱硫塔灰斗冬季蒸汽伴热,外部保温:
150mm保温材料,外覆瓦楞彩钢板。
脱硫塔灰斗设二点料位检测装置。
2)旋转喷雾器
型号:
F-800Niro
电机规格:
功率:
750kW,转速:
约2980转/分,电压:
6600V
轮材质:
不锈钢
轮速:
9550转数/分
冷风量:
1000m3/h
3)烟气分配器
顶部烟气分配器:
DGA10000
中心烟气分配器:
DCS6300
5.1.7.2石灰制浆系统
1.制浆工艺
生石灰粉用密封罐车送至脱硫现场的生石灰粉仓前,通过用压缩空气管道压入仓内。
设料位计对仓内的料位进行连续检测,仓上部设卸压阀、人孔门、仓顶布袋除尘器各一个,仓下设有手动插板阀、旋转卸灰阀和螺旋计量给料称,将生石灰定量给入消化罐。
消化罐内中间设隔板,配两台浆液搅拌器。
浆液分两路,正常工作时一路溢流至振动筛,筛出大于16目的颗粒,振动筛故障时浆液可由
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 烧结 脱硫 工程 可行 131017