脱硫塔技术方案文档格式.docx
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名称
《陶瓷行业大气污染物排放标准》
GB3095-2012
《环境空气质量标准》
GB8978-2006
GB12348-2008
《工厂企业界噪声标准》
GB13268∽3270-97
《大气中粉尘浓度测定》
设计标准
GB50034-2013
《工业企业照明设计标准》
GB50037-96
《建筑地面设计规范》
GB50046-2008
《工业建筑防蚀设计规范》
HG20679-1990
《化工设备、管道外防腐设计规定》
GB50052-2009
《供配电系统设计规范》
GB50054-2011
《低压配电设计规范》
GB50057-2010
《建筑物防雷设计规范》
8
GBJ16-2001
《建筑物设计防火规范》
9
GB50191-2012
《构筑物抗震设计规范》
10
GB50010-2010
《混凝土结构设计规范》
11
GBJ50011-2010
《建筑抗震设计规范》
12
GB50015-2010
《建筑给排水设计规范》
13
GB50017-2012
《钢结构设计规范》
14
GB50019-2003
《采暖通风与空气调节设计规范》
15
GBJ50007-2011
《建筑地基基础设计规范》
16
GBJ64-83
《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》
17
GB7231-2003
《工业管道的基本识别色和识别符号的安全知识》
18
GB50316-2008
《工业金属管道设计规范》
19
GBZ1-2010
《工业企业设计卫生标准》
20
HG/T20646-1999
《化工装置管道材料设计规定》
21
GB4053.4-1983
《固定式钢斜梯及工业钢平台》
设备、材料标准
GB/T13927-2008
《通用阀门压力试验》
GB/T3092-2008
《低压流体输送焊接钢管》
GB/T13384-2008
《机电产品包装通用技术条件》
GB10889-89
《泵的振动测量与评价方法》
ZBJ06006-90
《阀门的试验与检验》
GB4879-99
《防锈包装》
GB5117-95
《碳钢焊条》
JB/T4297-2008
《泵产品涂漆技术条件》
JB/T4735-1997
《钢制焊接常压容器及释义》
JB/T8097-99
SH3518-2000
《阀门检验及管理规程》
GB50011-2010
施工及验收标准
GB50205-2001
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50212-2002
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》
GB50235-2010
《工业金属管道工程施工及验收规范》
GB50150-2006
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
GB50168-2006
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》
GB50169-2006
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
GB50231-2009
《机械设备安装工程施工及验收规范》
《工业金属管道施工及验收规范》
GB50236-2011
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》
GB0254-96
《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》
2.1.2设计原则
（1）依据国家有关环保法律、法规及产业政策要求对烟气粉尘、二氧化硫（SO2）进行治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
（2）积极稳妥地采用新技术、新设备，结合企业的现状和管理水平采用先进、可靠的改造技术和烟气污染治理工艺处理工艺，力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易，从而达到治理污染、保护环境的目的。
（3）妥善解决项目生产运行过程中产生的污染物，避免二次污染。
（4）严格执行现行的防火、安全、环境保护等国家和地方规范、法规与标准。
2.1.3设计要求
喷雾干燥塔：
烟囱排放的烟气粉尘浓度：
＜30mg/m3；
烟囱排放的烟气二氧化硫（SO2）浓度：
＜50mg/m3；
窑炉：
第三章总体设计方案
3.1分析
现在干燥塔窑炉的烟气处理方式为：
含粉尘和二气化硫（SO2）的烟气经引风机进入通过烟囱排放。
由于旋风除尘器和水除尘器的除尘效果差，除二氧化硫（SO2）的效果差，所以现在粉尘和二氧化硫（SO2）的排放才会超标。
3.2设计方案如下
五线干燥塔排湿风机：
132KW，2座喷雾干燥塔需要布袋除尘2套，布袋除尘器的阻力1200Pa，设计为1600条布袋除尘器。
二线干燥塔排湿风机：
110KW，1座喷雾干燥塔需要布袋除尘1套，设计为1400条布袋除尘器。
脱硫：
窑炉一级排烟风机160KW，二级排烟风机75KW，干燥窑排湿风机132KW，需要脱硫，脱硫塔阻力600Pa。
本脱硫设备以集中脱硫为目的，干燥塔2座和窑炉2条，共用1套脱硫装置，设计为Ф8000型脱硫塔，管道阻力200Pa，则系统新增加的阻力为：
600+1200+200＝2000Pa，则现在的引风机需要改造，风量不变，压力需增加2000Pa。
3.3性能保证
（1）在设计工况下，窑炉、喷雾干燥塔的粉尘排放＜30mg/m3，二氧化硫（SO2）排放＜50mg/m3。
窑炉的二氧化硫（SO2）排放＜50mg/m3。
（2）设计工况烟气量下，脱硫塔压力损失＜600Pa；
（3）脱硫塔系统按照耐正压压6000Pa设计。
（4）整套装置运行时间相对于主机运行时间的可用率不低于98％，装置每3年大修一次。
第四章窑炉、喷雾干燥塔的脱硫系统和除尘系统
1、技术参数：
脱硫采用双碱法脱硫，脱硫塔型号为：
ZCTФ8000×
28，技术参数如下：
28型脱硫塔技术参数表
参数
单位
参数指标
烟气量
m3/h
280000-295000
烟气温度
℃
80
烟气SO2含量
mg/m3
＜1000
设计SO2排放浓度
＜50
保证SO2排放浓度
设计脱硫效率
%
95
保证脱硫效率
90
脱硫塔出口烟气温度
70
钙硫比
Ca/S
1.03
脱硫系统总阻力
Pa
＜600
石灰石粉细度
250-300目，90％通过
石灰石粉纯度
85％以上
脱硫塔内径
米
8.0
脱硫塔高度
2.8
脱硫塔本体材质
碳钢
循环泵数量
套
一开一备
耐酸减化工泵
3套流量150m330KW
搅拌机数量
搅拌机型号
开涡轮式、侧进式Φ500，125r/
min，2.5kw,H=2M,水中材质316L
除雾器数量
除雾器材质
PP
22
除雾器形式
折板式
2、关于该项目我公司的脱硫系统技术介绍
我公司独自研制开发的ZCT型烟气高效脱硫塔设备承接了利用本公司技术生产的ZCT型系列产品的一切优点，同时对其烟气进口结构、内部装置、气液分离装置进行了进一步的优化，水系统采用闭路循环，管路不结垢。
因此较ZCT型系列产品有更强的适应性和更高的脱硫效率。
结合本工程的具体情况，对烟气净化的技术要求很高，因此，本技术方案决定采用拥有本公司自主知识产权的ZCT型高效脱硫塔。
脱硫工艺和原理简介
烟气从脱硫吸收塔的下部径向进入，在塔内上升的过程中与脱硫剂循环液相接触，烟气中SO2与脱硫齐发生反应，将SO2除去。
脱硫剂循环液在浆液泵的作用下，通过浆液管道和布置在吸收塔上部的喷射装置（接触区）进入吸收塔，从喷嘴向下雾化喷射，与吸收塔中上升的烟气接触反应，在该过程中形成高效率的气液接触从而促进了烟气中SO2的去除，反应后浆液落入循环氧化槽内；
在加入新石灰粉的条件下，基本上由石灰浆液、副产品和水组成的混合液从吸收塔氧化槽到喷射装置中重复循环。
同时，烟气在塔内上升的过程中，由于脱硫剂细小浆液的捕捉，洗去大部分粉尘细颗粒；
烟气在经过除雾器时还能除去部分粉尘细颗粒，进一步提高系统除尘效率（可达50％的除尘效率）。
脱硫吸收塔可以分三个区，首先是洗涤吸收区。
在这个区域内，主要是SO2和SO3被浆液中的水吸收溶解为HSO3和HSO4离子，再进一步电离成SO32和SO42离子，然后与碱性浆液中的Ca2+离子反应生成硫酸盐和亚硫酸钙。
其次是氧化区，这个区的目的是完成脱硫副产物的氧化和结晶。
第三是烟气除雾区，在吸收塔的上部，为了减少烟气中的液滴雾沫，保证烟气含湿量不超过国家标准，安装高效率的除雾装置。
脱硫反应的主要装置有吸收塔、喷射管、喷嘴、浆液泵、除雾器及冲洗等设备。
吸收塔的内部件、吸收塔的内壁、浆液泵、搅拌器、开孔都必须进行耐酸防腐处理，浆液管道采用玻璃钢，除雾器采用工程塑料，喷嘴采用SiC材料，具有非常强的耐酸碱腐蚀性和热冲击性，高温不变形（1380℃）各连接处、内衬件均采用316L不锈钢或玻璃钢，并做相应的防腐处理。
在吸收（洗涤）塔中发生如下化学反应：
SO2（气）+H2O→H++HSO3-→2H++SO32-
HSO3-+1/2O2→HSO4-（部分）
SO32-+1/2O2→SO42-（部分）
Ca2++SO42-→CaSO4（部分）
在氧化槽中发生如下反应：
HSO3-+1/2O2→HSO4-→H++SO42-
SO32-+1/2O2→SO42-
Ca2++SO42-→CaSO4
在吸收塔中，SO2首先从气相进入液相，电离成SO32-和SO42-，被吸收的SO2被浆液中的碱性物中和。
在氧化槽中，通过氧化空气的进入，亚硫酸钙极大部分被氧化成硫酸钙，仅有极少量的亚硫酸钙存在。
本技术主要原理是，以氢氧化钠、石灰粉的加入浆液为脱硫剂，在吸收塔内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，使SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应吸收形成中合反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，从而将SO2除掉，并在循环浆液中鼓入空气，使亚硫酸钙强制氧化成稳定的硫酸钙，结晶成二水合硫酸钙（石膏）副产品。
石膏浆液经排石膏泵直接打入压滤机处理。
烟气中含有的HC1和HF等其它酸性气体也能在吸收塔中被碱性吸收。
湿法喷雾烟气脱硫主要包括脱硫剂浆液系统、反应吸收塔、副产物处理系统、控制系统、工艺水系统，电气及仪表系统，废水处理系统等，其中吸收塔是其核心装置。
烟气从吸收塔的下部径向进入塔内，在塔内上升的过程中与脱硫剂循环浆液相接触，烟气中SO2碱性脱硫剂发生反应，将SO2气体除去。
然后经过高效除雾器，除去烟气中夹带的液滴和细小浆液，最后清洁烟气从吸收塔顶部的上部排出，处理后烟气连接到砖烟道通过烟囱排入大气。
脱硫剂循环浆液由布置在吸收塔上部的喷嘴向下雾化喷入塔内，细小的液滴与自下而上的烟气对流接触，形成高效率的气液接触，从而促进烟气中SO2等酸性气体的去除。
烟气在塔内上升的过程，由于脱硫剂细小浆液的捕捉，还可以洗去大部分粉尘细颗粒，这样可以进一步提高系统除尘效率（可达50％的除尘效率）。
烟气在经过除雾器时能除去细小雾滴，满足烟气排放标准。
技术特点：
（1）脱硫效率高，系统在Ca/S为1.05-1.1时，系统脱硫效率就可以实现90％以上，脱硫剂利用率可达90％以上。
（2）投资和运行费用低。
（3）系统阻力小。
脱硫反应吸收塔为空塔设计，阻力很小，压损小，风机克服系统阻力所消耗电能也就小。
（4）系统工艺简单，运行可靠，脱硫装置可长期稳定运行。
（5）整个系统的适应性好，能够适应不同的煤种。
对于不同的烟气量、烟气温度以及不同的二氧化硫浓度，可以采用在线监测，根据钙硫比自动控制加浆量，保证好的脱硫效果和济性。
（6）吸收塔内的除雾器为根据烟气特性设计、专门用于脱硫的高效除雾器，采用二级除雾，从而使得烟气经过脱硫后排放时含湿量很低，保证了烟气排放，防止了对后面烟道、烟囱等管道的腐蚀。
（7）吸收塔内壁采用玻璃鳞片防腐，使用的316L不锈钢嘴为特殊设计的喷嘴，具有很好的雾化效果，可靠耐用。
从设计上根本解决了喷嘴的结垢、磨损、堵塞等问题。
脱硫系统描述
湿法烟气脱硫系统主要包括脱硫塔系统、脱硫剂制备及供给系统、烟气系统、工艺水系统、副产物处理系统、废水处理系统、电气系统及仪表控制系统。
1、脱硫塔系统
脱硫塔系统是脱硫系统的关键设备，也是脱硫系统的核心装置，对保证系统设计的性能和系统的可靠性，起着关键作用。
脱硫塔设计的关键是根据烟气在塔内的流场、喷淋层中的脱硫剂浆液分布场及氧化段浆液PH值的分布场来决定喷嘴的参数和布置方式、氧化段浆液PH值的控制和简体结构。
从除尘器出来的烟气经过烟道径向进入脱硫塔，在塔内烟气与由上喷淋雾化而下的脱硫剂浆液迅速换热、传质、发生反应，反应后的烟气经过高效除雾器去除绝大部分的夹带液，从脱硫塔顶部排出。
本脱硫塔为空塔设计，内部件很少，可以有效地降低阻力，减少脱硫塔内的结垢和堵塞。
吸收（洗涤）塔系统的主要设备包括：
脱硫塔主体：
以碳钢为主材料，在脱硫塔内任何与浆液接触的地方，均采用防腐性能良好的材料进行防腐处理，保证脱硫塔的性能和寿命。
喷淋层：
喷淋层是脱硫塔内一个关键的内部件，一方面在喷淋层外表面与酸性烟气接触，需要采用防腐材料进行防腐处理，而内表面又是与有腐蚀和磨损的酸性浆液相接触，必须考虑防腐和耐磨的设计。
喷嘴：
浆液喷嘴是脱硫塔中的一个核心部件，它的好坏，直接影响到系统的性能，在喷嘴设计方面，主要在两个方面进行了认真考虑：
一是喷嘴在脱硫塔中的布置；
另一个就是喷嘴本身的结构，是否能够满足设计的需要，雾化的效果是否良好。
我们选用的喷嘴有以下三点优势：
1、扩张角度大，在脱硫塔中布置达到最佳布局。
2、雾化直径最大可达到5m，雾化效果好。
3、在材料方面主要考虑要防腐、耐磨。
选用SiC材料，具有非常强的耐酸碱腐蚀性和热冲击性，高温不变形（1380℃），使用寿命长。
水喷嘴：
用来冲洗循环浆液管道和除雾器中粘附的浆液，在考虑循环液的流速以保证浆液不粘结在管壁的同时，对循环管壁、塔体管壁、除雾器和喷嘴进行定期冲洗以防止结垢和堵塞。
水喷嘴选用耐磨材料保证长久耐用。
文丘里层：
使气体在塔内均匀分布，并使汽液混合均匀，加快吸收。
考虑到液体的腐蚀及气体的冲刷，文丘里管选用耐磨材料保证长久使用。
除雾器：
除雾器的选择主要考虑除雾效果、材料（防腐）和除雾器的阻力，另外就是采取有效的措施防止除雾器的结垢和堵塞。
除雾器安装在吸收塔上部，用以分离净烟气夹带的雾滴。
除雾器形式采用平板式或优于平板式的其它形式（材料进口，国内组装）。
除雾器出口烟气温度不大于75mg/Nm3（干基）。
除雾器的设计保证其具有较强的可利用性和良好的去除液滴效果。
除雾器系统的设计考虑FGD装置入口的飞灰浓度的影响。
该系统包括去除除雾器沉积物的冲洗和排水系统，运行时根据给定或可变化的程序，既可进行自动冲洗，也可进行人工冲洗。
除雾器材料采用带加强的阻燃聚丙稀，能承受高速水流冲刷，特别是人工冲洗造成的高速水流冲刷。
循环浆液泵：
循环浆液泵为离心泵，叶轮由防腐耐磨高分子材料或耐腐耐磨合金钢制成。
配有油位指示器、机械密封、联轴器罩设备。
便于拆换和维修。
设计选用的材料能很好的输送介质，并且按20g/L的氯离子浓度进行选材。
2、脱硫剂制备及供给系统
在脱硫剂方面，根据贵厂的实际条件采用石灰粉作为脱硫剂，氢氧化钠为主要脱硫剂，对脱硫剂的基本要求是粒径250目-300目，纯度＞85%。
合格的石灰粉达到石灰粉仓储存。
石灰粉仓顶部设有座仓式袋式收尘器。
石灰粉仓内的石灰粉经仓底叶轮给料机和螺旋输送机把石灰粉均匀送至制浆池中，在制浆池中制成一定浓度的合格浆液。
制浆池顶部设有搅拌器，以保证浆液浓度均匀。
脱硫剂制备及供给系统共建设一套。
3、烟气系统
3.1烟气系统总体设计
温度计等用于运行和观察的仪表安装在烟道上。
在烟气系统中，设有人孔和卸灰门。
3.2烟道及其附件
烟道及其附件满足以下技术要求
根据可能发生的最差运行条件（例如：
温度、压力、流量、污染物含量等）进行烟道设计。
烟道设计能够承受如下负荷：
烟道自重、风荷载、雪载荷、地震荷载、灰尘积聚、内衬和保温的重量等。
烟道最小壁厚按国家标准设计，我们考虑一定的腐蚀余量，内部尺寸精度至少在±
0.5%的公差之内。
烟道内烟气流速不超过15m/s。
烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。
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，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，采用玻璃鳞片进行防腐保护。
烟道的布置能确保冷凝液的排放，不会有水或冷凝液的聚积，因此，烟道提供低位点的排水和预防冷凝液的聚积措施，任何情况下膨胀节和挡板都不布置在低位点。
在脱硫装置停运期间，烟道采取适当的措施避免腐蚀。
烟道外部将充分加固和支撑，以防止颤动和振动，并且满足各种烟气温度和压力（包括层化和不均匀时），提供稳定的运行。
烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方（低位）设置清除粉尘的装置。
另外，对于烟道中粉尘的聚集，我们考虑附加的积灰荷重。
所有烟道在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔，以便于烟道（包括膨胀节和挡板门）的维修和检查以及清除积灰。
另外，人孔门与烟道壁分开保温，以便于开启。
烟道的设计尽量减小烟道系统的压降，其布置、形状和内部件（如导流板和转弯处导向板）等均进行优化设计。
在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处设置导流板。
在烟道有内衬的地方，内部导流板和排水装置采用合金材料。
为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，特别考虑了烟道系统的热膨胀，热膨胀通过膨胀节进行控制。
合理布置在原烟道和净烟道的仪表测量接口和取样接口，满足整个烟道范围内测量及取样要求，并设置操作平台。
我们对烟道接口位置、接口方式和新增烟道挡板安装位置详细给出。
还在具体烟道对接方案、防止烟道发生漏风上面采取措施。
3.3膨胀节
膨胀节用于补偿烟道膨胀引起的位移。
膨胀节在所有运行和事故条件下都能吸收全部连接设备和烟道的轴向和径向位移。
所有膨胀节的设计保证无泄漏，并且能承受系统最大设计正压/负压再加1000Pa余量的压力。
烟道上的膨胀节考虑防腐要求，应由多层非金属材料组成。
烟道上的膨胀节采用螺栓法兰连接，膨胀节布置能确保膨胀节可以更换。
所有膨胀节框架有同样的螺孔间距，间距不超过100mm。
膨胀节框架将以相同半径波节连续布置，不使用铸模波节膨胀节。
用螺栓、螺母和垫圈把纤维紧固在框架上，不使用双头螺栓。
在膨胀节每边最少提供1m的净空，包括平台扶梯和钢结构通道的距离。
不锈钢与普通钢的焊接（即使提供了内衬），也将注意将腐蚀减至最小。
膨胀节和膨胀节框架全部在车间制造和钻孔，并且运输整套组件。
如果装运限制，要求拆开完整的膨胀节，那么这种拆开范围也最多仅是满足装运的限定，临时设置的钢条和支架将附在膨胀节框架一起，以维持准确的接合面尺寸，直到完成脱硫系统和烟道的安装工作。
膨胀节框架与烟道连接按现场焊接设计。
框架内外密封焊在烟道上。
邻近挡板的膨胀节留有充分的距离，防止与挡板的动作部件互相干扰。
4、工艺水系统
提供脱硫系统正常运行所需用水及设备冲洗水，并能够满足锅炉脱硫系统的耗水量。
工艺水泵设置两台（一用一备）。
泵体与叶轮选材保证适合所输送介质。
水泵泵体与叶轮选材保证适合所输送介质；
水泵配备机械密封、联轴器罩等附件并配备整个底盘或安装框架，便于拆换和检修。
泵吸入口配备了滤网（浆液泵除外），以防止堵塞。
泵的设计保证能连续运行。
每台泵及其附属设备的布置便于操作、维护和拆卸。
在维修更换期间不需要断开和拆卸主管道或其它装置重要部件。
备用泵采用同种型号，以使其具有可更换性。
如果运行泵故障时，备用泵能立即投入运行，防止装置的停运。
工艺水箱配备一个，存储量满足系统正常运行时至少两小时用水量。
5、电气系统
5.1设计要求
设计方案为脱硫系统提供一路AC380V/50Hz三相四线低压电源出线柜，设置专用自动切换（柜）装置，并设置隔离柜。
电机的防护等级至少为室外IP54。
电力电缆为内铠装电缆，控制电缆为对绞屏蔽电缆。
电缆通道结合现场情况采用电缆沟和架空桥架，桥架采用镀锌电缆桥架。
5.2系统设备说明
5.2.1电流互感器
对于电源进线回路，电流互感器可装于开关柜固定位置。
电流互感器采用环氧树脂浇注，绝缘型电流互感器，其动、热稳定能达到开关柜和相关GB、DL标准的要求。
电流互感器选用适当的容量和变比以保证保护的可靠性、计量与测量的准确性。
测量精度：
准确级0.5
保护精度：
准确级10P20
电流互感器提供用于保护和测量的独立绕组。
5.2.2就地指示
开关柜上设就地控制信号灯和位置指示信号灯。
5.2.3断路器控制
断路器的控制电源为220VDC。
开关柜上设带钥匙的就地/远方控制转换开关。
每个断路器都能由就地“开”、“关”按钮进行操作。
一般情况下，该按钮置于保护罩内。
如控制电压有故障，开关能进行“紧急跳闸”操作。
在试验位置时，能就地操作。
一旦发生断路器保护性跳闸，为了防止10/0.4KV变压器损坏，采用联锁跳闸电路，使6KV断路器相应的出
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