132平方米烧结机烟气脱硫治理工程可行性实施报告.docx

1、132平方米烧结机烟气脱硫治理工程可行性实施报告132m2烧结机机头烟气脱硫治理工程可行性研究报告1、概述 11.1、项目概况 11.2 研究围 12、设计依据及基础资料 22.1 设计依据 22.2 治理目标 22.3 治理原则 32.4 设计基础资料及要求 32.5、厂址概况 52.6、工程地质 52.7、水源情况 52.8、交通运输 62.9、大气污染物排放情况 63、脱硫系统建设条件及工艺选择 63.1、吸收剂供应 63.2、可供脱硫系统建设的场地位置 73.3、副产品处置及综合利用 73.4、脱硫系统水、电、气供应状况 113.5、烧结机烟气脱硫方案的选择与确定 123.5.1常用脱

2、硫工艺 123.5.2 湿法脱硫工艺 133.5.2.1 石灰-石膏法脱硫 133.5.2.2 工艺特点： 143.5.3 脱硫技术要求 164、脱硫工艺计算 174.1 处理烟气量 174.2 SO2原始排放浓度： 174.3 脱硫效率 174.4 生石灰粉耗量 174.5 年脱硫量： 174.6 石膏产量： 174.7 脱硫反应循环液气比： 184.8 Ca/S摩尔比 ： 184.9 Ca O浆液量 184.10 制浆耗水量： 184.11 溶液循环流量： 184.12 废水排放量的计算 184.13 水、电、汽耗量 185、石灰石膏法脱硫 185.1 石灰石膏法脱硫的技术参数 185.2

3、 脱硫工艺流程 195.3 脱硫工艺系统 205.4 主要设备的设计参数及选型 225.5 设备布置 255.6 电气及自动控制系统 255.7设备、管道的防腐 315.8 设备的维护与检修 315.9给排水系统 316、土建 327、环境保护 357.1 设计采用的环保标准 357.2 脱硫系统主要污染源 357.3 主要污染治理措施 367.4、环境效益 367.4.1、实施脱硫工程前后的环境影响分析 367.4.2 社会及经济效益 378、节能降耗 379. 安全、消防与劳动保护 389.1、劳动安全 399.2安全防护措施 399.3、劳动保护 409.4、劳动保护措施 4010、劳动

4、定员、调试和培训 4011、项目实施与工程进度计划 4311.1项目实施条件 4311.2项目实施办法 4411.3 项目实施进度计划 4412、主要设备表和技术经济分析 4512.1 主要设备表 4512.2 工程费用估算（详见后附表） 4912.2.1、投资概况 4912.2.2、编制依据 4912.3 脱硫系统运行费用估算 4913、附图 4913.1 烟气脱硫工艺图 4913.2 烟气脱硫电气图 4913.3 烟气脱硫控制图 4914结论 5014.1、主要结论和意见 5014.2、存在的问题 501、概述1.1、项目概况1.1.1、编制依据 1) 按照火力发电厂烟气脱硫工程项目可行性

5、研究报告容深度规定 2) 按照“十一五”十大重点节能工程实施意见 3) XX公司提供的有关资料1.1.2、项目概况XX公司(主要设备简介)现有132m2 烧结机一台，烧结主抽风机设计风量14500m3/min，全压值16.5KPa。从烧结机烟囱排出的废气含有SO2、氮氧化物、粉尘等既影响操作区环境，又污染大气。根据国家政策和环保有关规定，SO2、颗粒物等污染物排入大气必须达标排放。公司领导十分重视环境保护工作，拟针对现行日益严格的环保要求，对132m2烧结机机头烟气进行脱硫治理，做到达标排放。1.2 研究围 1) 脱硫工艺技术方案选择； 2) 脱硫技术工艺系统及布置； 3) 脱硫剂供应、脱硫剂

6、制备系统； 4) 脱硫副产品处置；5) 公用工程和辅助设施；6) 投资和技术经济评价。2、设计依据及基础资料2.1 设计依据（1）、环发(1997)634号酸雨控制区与二氧化硫控制区划分方案（2）、国务院令字(2003)第369号排污费征收使用管理条例（3）、工业企业厂界噪声标准(GB12348-2008)（4）、工业“三废”排放试行标准(GBJ4-73)（5）、大气污染物综合排放标准（GB162971996） （6）、工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）（7）、中华人民国环境保护法（1989.12）；（8）、环境空气质量标准（GB13223-1996）；（9）、其它相关工程标

7、准。（10）、设计遵循“技术先进可靠、使用经济、运行稳定”的原则；（11）、技术线路明了、工艺布置合理、操作稳定可靠，系统抗冲击能力强；2.2 治理目标按照工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）的规定和公司的要求，烟气脱硫后达到如下指标：SO2100(mg/Nm3) 烟尘50(mg/Nm3)2.3 治理原则1. 烟气脱硫及烟尘同步治理，确保钢铁厂二氧化硫、烟尘排放量达到国家排放标准。2. 保证脱硫效率为90，机组年运行时间为7920小时；3. 最大限度的减少拆迁；减少停机时间；合理降低成本；4. 132烧结机单独用一套烟气脱硫装置，5. 采取必要的措施确保脱硫系统不影响烧结机的正

8、常运行。6. 选用成熟、稳定、可靠的烟气脱硫和除尘工艺方案，确保经脱硫装置处理后排放的烟气满足当地的环保要求。7. 脱硫副产物应易于处理或能综合利用，无二次污染。8. 现有场地能满足脱硫设备布置要求。9. 脱硫工艺与设备技术先进，运行稳定可靠，操作维修简单易行；10. 在满足上述要求的前提下，应尽可能降低工程造价和运行成本。11. 脱硫装置用电由烧结厂原380/220V备用电源引接；12. 脱硫装置采用PLC控制方式。 13. 符合循环经济的要求。2.4 设计基础资料及要求（1）、烧结烟气及相关工况参数序号 容132m2烧结机备 注1工况烟气量（m3/h）8700002排烟温度（）80200左

9、右按160计算3标况烟气量（Nm3/h）5480004配煤含硫量(%)0.55镍铁合金矿含硫量(%)0.110.166烧结烟气SO2含量（mg/Nm3）1500最大值7含湿量（%）10.08原有除尘配制电除尘器9除尘后烟气含尘浓度（mg/Nm3）10010主风机型号SJ1450011主风机额定风量（m3/h）87000012主风机全压值（KPa）16.513主风机电机功率（KW）14烟囱高度（m）10015烟气组成种类N2，O2，CO，CO2，SO2 NOx 飞灰等治理目标SO2100(mg/Nm3)烟尘50(mg/Nm3)（2）、 烧结机年运行小时数 ：按7920小时/年计算（3）、物价指标

10、水价： 5.0元/吨电价： 0.60元/Kwh石灰价： 200元/吨工人工资： 25000元/年人（4）、脱硫系统布置方式：建一套脱硫设施。（5）、脱硫副产物处理要求：通过处理能达到综合利用要求。（6）、承包方接点界限序号容接点位置1烟道烧结风机出口烟道2供电由业主方接入脱硫系统进线柜3工业水脱硫区域外1米 ， 0.3MPa4生活水脱硫区域外1米， 0.2MPa5压缩空气脱硫区域外1米， 0.5MPa6废水脱硫区域外1米2.5、厂址概况2.5.1、厂址地区概况 2.5.2、水文气象条件 连云区地处暖温带的南缘，属向亚热带过渡的季风海洋性气候地带，四季分明，气候宜人。年平均气温为14C，1月份气

11、温最低，均温1.1C；8月份气温最高，均温26.8C，全年有223天以上日均温不低于10C。年平均降水量为882.6毫米，无霜期平均为215天。2.6、工程地质 本区域地震基本烈度为七度。2.7、水源情况 XX公司拥有完善的供水系统，完全满足生产的正常运转以及本次改造所需的生产及生活用水。2.8、交通运输 XX公司交通条件完备，交通运输十分方便。2.9、大气污染物排放情况目前，XX公司的132烧结机烟气经过电除尘器除尘后，直接排放至大气。按照原设计计算，除尘器除尘后二氧化硫的排放浓度约1500 mg/Nm；烟尘的排放浓度100mg/Nm3。3、脱硫系统建设条件及工艺选择3.1、吸收剂供应3.1

12、.1、烟气脱硫吸收剂的选取 在化学吸收烟气脱硫中，吸收剂的性能从根本上决定了S02吸收操作的效率，因而对吸收剂的性能有一定的要求。 1) 吸收能力高 要求对SO2具有较高的吸收能力，以提高吸收速率，减少吸收剂的用量，减少设备体积和降低能耗。2) 选择性能好 要求对S02具有良好的选择性能，对其他组分不吸收或吸收能力很低，确保对S02具有较高的吸收能力。 3)挥发性低，无毒，不易燃烧，化学稳定性好，凝固点低，不发泡，易再生，粘度小，比热小。 4)不腐蚀或腐蚀小，以减少设备投资及维护费用。 5)来源丰富，容易得到，价格便宜。 6)便于处理及操作，不易产生二次污染。 完全满足上述要求的吸收剂是很难选

13、择到的。只能根据实际情况，权衡多方面的因素有所侧重地加以选择。石灰、氢氧化钙Ca(oH)2、碳酸钙(CaCO3)，是烟气脱硫较为理想的吸收剂，因而在国外烟气脱硫中获得最广泛地应用(占整个世界脱硫市场的90%左右的份额)。我们根据钢铁企业部的实际情况，对于烧结工艺，可以利用除尘系统收集来的石灰粉尘作为我们的脱硫剂。从资源综合利用来看可以以废治废，避免和减轻二次污染。完全符合发展循环经济的要求。3.1.2、烟气脱硫吸收剂的供应 首先我们本着以废制废的出发点，尽量利用钢铁厂里当作废物的布袋除尘收集来的石灰粉尘等作脱硫吸收剂。 其次本地石灰资源极为丰富，吸收剂可以采用当地生产的石灰粉。根据烧结脱硫要求

14、，石灰粉检验结果满足以下条件即可： 氧化钙(CaO)含量： 80% 粒径： 200目3.2、可供脱硫系统建设的场地位置从总图布置看，现有132机组由东向西依次排列，北侧和西侧为环厂路。烧结机机头脱硫系统由北向南依次为：、脱硫塔、水泵组、综合楼、配电室、石灰浆液搅拌系统。3.3、副产品处置及综合利用3.3.1 副产品一脱硫石膏的特性分析1)脱硫石膏基本性质脱硫石膏主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙。烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径约4060m，颗粒呈短柱状，径长比在1.52.5之间，颜色呈灰白或稍黄，二水硫酸钙含量较高一般都在8090%以上，含游离水一般在1020，其中还含飞灰、有机碳、碳酸

15、钙、亚硫酸钙及由钠、钾氯化物组成的可溶性盐等杂质。 2)烟气脱硫石膏与天然石膏比较 天然石膏与烟气脱硫石膏的化学成分及细度见表3-1、表3-2。 表3.1 天然、脱硫石膏化学成分及细度项目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2O3MgOLoss筛余（45um）/%天然石膏31.54.31.7341.11.151.3017.28.8脱硫石膏31.62.10.742.40.51.019.21.0 表3-2 石膏颗粒粒径分布表粒度/um806050403020105天然石膏筛余/%10.94.79.54.914.415.520.012.7脱硫石膏筛余/%5.015.58.321.931.015.71.

16、70.4注：天然石膏中未计入8.8%大于80um的颗粒3）结论脱硫石膏与天然石膏化学组成相关不大，品质相当；但天然石膏的杂质以粘土矿物为主，磨细后颗粒较大，在水化时一般不能参加反应，因而性能在一定程度上不及脱硫石膏。3.3.2、脱硫石膏综合利用。国对脱硫石膏的综合处理和应用已经起步，脱硫石膏的应用蕴藏着巨大的市场机遇，对于、等天然石膏匮乏的地区，脱硫石膏的大量出现为以石膏为原材料的企业带来了商业机会。脱硫石膏可以用做制造石膏砌块、腻子石膏、模具石膏、纸面石膏板以及水泥等建材产品，但是目前能大量使用的限于制造纸面石膏板和作水泥缓凝剂。 1) 用于制造石膏砌块。我国虽在外墙建设中大力推荐以石膏砌块

17、代替实心粘土砖，但目前最大的石膏砌块生产线仅30万平方米，每年约可利用脱硫石膏2万吨(湿基)，大部分生产线都是10万平方米以下的小生产线，用量不大，市场未推开。2)用于制造模具石膏。我国模具石膏市场较大，但是目前用脱硫石膏制造模具石膏还存在技术工艺和脱硫石膏白度的问题，工艺不成熟，有待进一步开发新技术。3)用于作水泥缓凝剂。目前脱硫石膏作水泥缓凝剂是先把脱硫石膏制成球状，增加了制造成本上升，降低了经济效益。更为经济的途径是开发直接利用工艺技术，开发该项技术首先要解决湿基脱硫石膏粘球磨机的问题。对水泥行业来说，作水泥缓凝剂是脱硫石膏最主要的应用方式。我国的脱硫石膏主要集中在东部沿海地区，2006

18、年我国水泥产量约13亿吨，仅东部地区就有8亿吨。按照4的添加量计算，如果全部用脱硫石膏代替天然石膏作为缓凝剂，一年可消化脱硫石膏3200万吨，完全可以解决目前脱硫石膏的利用问题。4) 用于制造纸面石膏板。制造纸面石膏板是脱硫石膏另一个大量使用的途径，国外脱硫石膏一般也是用于制造纸面石膏板。预计今年我国纸面石膏板总产销量能够达到7.5亿平方米，按照每平方米使用10公斤湿基脱硫石膏计算，一年可消化脱硫石膏750万吨。我国纸面石膏板需求量还在以年20左右的速度增长，脱硫石膏利用潜力很大。我国建设的纸面石膏板生产线已有使用脱硫石膏代替天然石膏的成功先例。在江阴的两条年产3000万平方米的纸面石膏板生产

19、线年可利用脱硫石膏60万吨，制造纸面石膏板6000万平方米。5)用作土壤改良剂，用做海滩盐碱地改良。综上所述，本项目中可以根据脱硫石膏的特性，合理利用脱硫石膏，使脱硫石膏变废为宝，获得更好的经济效益。小结： 1)烧结石膏晶粒颗粒径大，结晶程度高，离心式脱水机一次脱水，石膏含量达90以上，满足石膏利用要求；常规湿法脱硫石膏的粒径一般在50m以上，而旋涡的撞击湿式石灰石石膏法烧结脱硫石膏粒径在100m左右。2)因石膏晶粒大、结晶度高，吸收塔排出浆液易于脱水，经离心机脱水后石膏含水率低，只有5.3。3)石膏纯度高，杂质含量低，主要杂质组分为CaCO3、CaSO3、1/2H2O()。4)石膏中灰分杂质

20、主要为铁和硅含量较高，主要是Fe2O3和SiO2，离心机一次脱水后铁、硅含量叮达1.2%、3.1(以SiO2计)，工艺水冲洗后分别降到0.1、1.5(以SiO2计)以。5)石膏固体中金属和重金属含量低，如水洗含量更低，浸出液的重金属含量均较低，不属危险废物；可避免后续利用时，人们潜在生态安全担心。3.3.3、关于鼓励使用脱硫石膏的国家优惠政策1)国家对水泥生产厂家使用脱硫石膏有相应的减免税政策，详见财税200425号财政部国家税务总局关于部分资源综合利用产品增值税政策的补充通知文件。2)国务院办公厅对使用脱硫石膏的减免税政策解读。3.4、脱硫系统水、电、气供应状况XX公司132烧结机烟气脱硫除

21、尘装置所需用水均来自烧结厂主系统，其中烟气降温用工艺用水来自原有工业水系统，其水质及水量均满足本工程要求(水质要求见下表)。烧结烟气脱硫工艺水水质标准序号不溶物总量数值单位备注1不溶物总量20g/dm2悬浮物总量10g/dm3Cl-1000mg/dm4HCO3-+CO32-1000mg/dm5PH6.56粒径0.03Mm7温度8-30烧结烟气脱硫装置冷却水水质标准序号不溶物总量1g/dm备注1悬浮物总量10g/dm2Cl-100mg/dm3HCO3-+CO32-500mg/dm4SO42-200mg/dm5PH6.56粒径0.03Mm7温度8-30 本工程用电电压等级为380/220V直流电源

22、。脱硫装置自设直流分电屏及UPS装置。3.5、烧结机烟气脱硫方案的选择与确定3.5.1常用脱硫工艺燃煤二氧化硫污染控制技术由以下三部分组成：燃烧前脱硫技术、燃烧中脱硫技术、燃烧后脱硫技术。燃烧后脱硫技术(简称FGD)是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、干法、半干法三类。湿法烟气脱硫是指应用液体吸收剂( 如水和碱性溶液等)，洗涤含二氧化硫烟气脱除烟气中的二氧化硫。此法的优点是设备简单、操作技术易掌握，脱硫效率高，投资少；缺点是存在废水处理问题，洗涤后烟气的温度较低(一般60)，不利于烟囱排气的扩散。它包括石灰(石)湿法烟气脱硫

23、、磷铵肥法烟气脱硫、碱式硫酸铝法、水和稀酸吸收法、双碱法、氧化镁法等方法。干法烟气脱硫，是指应用干粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来处理含二氧化硫烟气，使烟气中的二氧化硫得到净化。该工艺的特点是反应在无液相介入的完全干燥的状态下进行。此法的优点是工艺过程简单、无污水处理问题，特别是净化后烟气温度较高(一般高于100)，有利于烟囱排气的扩散，净化后的烟气不需要二次加热就可直接排空，腐蚀性小；缺点是脱硫效率较低，设备庞大，投资大，占地面积大，操作不稳定，操作技术要求高，不易控制等。半干法的工艺特点是：反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收液中的水份，使最终产物为干粉状。其优点：脱硫是在气

24、、液、固三相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的CaSO3、CaSO4，易处理，没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。缺点：自动化要求比较高，吸收剂的用量难以控制，脱硫效率较低，设备庞大，投资大，占地面积大，操作不稳定，操作技术要求高。3.5.2 湿法脱硫工艺湿法烟气脱硫(WFGD)技术是目前应用较广泛的脱硫技术，其特点是整个脱硫系统位于烟道的末端、除尘系统之后。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高，适合于大型燃煤锅炉的烟气脱硫和钢铁厂的烧结脱硫。由于脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫过程的反应温度低于露点，传统工艺是脱硫以后的烟气一般需再加

25、热才能从烟囱排出。近几年国外和国对脱硫后的烟气处理趋向不采取加热可直接通过烟囱排放，即对脱硫后烟气不加热直接排放，只是对烟囱做防腐处理，这样比对烟气加热更能节省直接投资和节省用地。另一种技术是通过塔顶烟囱排放，这种方法省去了烟囱的防腐，降低了一次性投资。目前，湿法脱硫技术占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%。湿法脱硫技术包括石灰-石膏湿法、氧化镁法、磷铵肥法、碱式硫酸铝法、水和稀酸吸收法、双碱法等方法。其中石灰-石膏湿法、氧化镁法烟气脱硫是目前湿法脱硫的主流方法。3.5.2.1 石灰-石膏法脱硫工艺流程见方案流程图。脱硫原理：在现有的烟气脱硫工艺中，湿法石灰石膏洗涤工艺最为成熟，运行可靠性最

26、高，应用也最为广泛，已成为优先选择的脱硫工艺。其工艺分自然氧化和强制氧化两种，其主要的区别是能否在吸收塔底部的贮液槽中通过鼓入空气把亚硫酸钙氧化成石膏（CaSO42H2O），得到高纯度的产品。目前，强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。从除尘器出来的烟气进入吸收塔后，SO2直接和石灰浮液接触并被吸收去除。新鲜的石灰浆液不断的被加入到吸收塔底部的贮液槽中，被洗涤后的烟气通过除雾器，然后通过烟囱被排放到大气中，反应产物从塔中取出，然后被送去脱水或进一步处理。石灰石膏法脱硫工艺的化学原理如下：在水中，气相SO2被吸收并经下列反应离解：SO2（气）+H2O SO2（液）+ H2OSO2（液）+ H2O

27、 H+HSO3- 2H+SO32-由于H+被OH-中和生成H2O使得这一平衡向右进行。OH-离子是由水中溶解的石灰产生的。CaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+SO2CaSO3+ H2OCaSO3+1/2O2CaSO4鼓入的空气也可用来氧化HSO3-和SO32-离子，最后成生石膏沉淀物HSO3-+1/2 O2 SO42-+H+SO32-+1/2 O2 SO42-+Ca2+ CaSO43.5.2.2 工艺特点：（1）脱硫效率高、技术成熟，脱硫效果能够满足环保新的要求。石灰石膏法脱硫技术最成熟，脱硫效率为95%以上，运行可靠，使用最普遍。在国外烟气脱硫市场占有率约为90% 。（2）运行成本低

28、。石灰（CaO）或熟石灰（Ca（OH）2）资源丰富，业主就有高品位的石灰资源，便于就地取材。（3）脱硫产物可回收利用。脱硫产物石膏（CaSO4）可做建材或水泥添加剂，每吨脱硫石膏价值40元，从而可以降低运行费用。（4）工艺布置科学先进、设备结构简单，能有效降低一次性投资和运行费用。脱硫塔采取三层喷淋，两级脱水，可使石灰脱硫塔喷雾吸收液气比L/G 58 L/Nm3，就可节省运行电费近一半，也可大大减少循环水泵容量和循环水管管径，可节省一次投资。（5）本工艺设计了石膏回收系统，从而使石膏可以综合利用，有经济效益（一般设计中石膏价格按约40元/吨算），同时不必占用大片渣场，这是十分有利的。（6）如果

29、考虑紧缩一次投资，和尽可能减少占地面积，也可不设计石膏回收系统，而把脱硫渣脱水后同高炉炉渣一并处理。（7）占地面积小：烧结机现场虽然紧凑，但完全能够满足工艺设备布置。（8）工艺设备制作、安装周期短，能够满足该公司建设工期要求。（9）系统自动化程度高。脱硫系统采用PLC控制，实时运行参数的显示功能，有效的减轻操作工的劳动强度，确保系统有效的连续运行。（10）系统自动控制石灰浆液量和喷淋液气比。停运时管道用水进行反冲洗，能有效防止“结垢、堵塞”现象的发生。由于业主自己生产石灰，本设计方案选用石灰石膏法脱硫技术。3.5.3 脱硫技术要求为了与烧结机运行匹配，脱硫装置的设计必须保证能快速启动，且在烧结机负荷波动时应有良好的适应特性。脱硫装置必须满足如下运行特性：（1）脱硫装置应能适应烧结机的正常波动负荷。（2）整套脱硫系统及其装置的设置应能够满足整个系统在不同工况下运行的要求，脱硫装置及其辅助设备的启动、正常运行监控应在脱硫控制室实现。整个系统的控制功能由脱硫系统的PLC实现。（3）在装置停