东营化工15t/h+20t/h+6t/h锅炉_低排放改造项目-脱硫脱硝一体化技术方案（二）-河北午阳环保设备有限公司

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东营化工15t/h+20t/h+6t/h锅炉_低排放改造项目-脱硫脱硝一体化技术方案（二）

来源：河北午阳环保设备有限公司发布时间：2016/9/22 8:50:33

1 项目概述

本工程在引风机出口后，安装二炉一塔的多级喷雾湿法氧化烟气脱硫脱硝除尘装置。以氢氧化钠碱性吸收剂。
本方案将根据建设方提供的基础数据和相关_标准，按照建设方和环境保护管理部门的意见，从技术和经济等方面，叙述其烟气吸收系统的可行性。
2 设计原则
1）设计_符合适用的要求：选择的处理工艺、构筑物（建筑物）、主要设备、设计标准和数据等，应_限度地满足实际使用的需要，以_烟气脱硫脱硝系统功能的实现。在充分尊重用户需求和环境保护管理部门意见的同时，认真执行_有关法规、标准及规定。
2）设计应符合经济的要求：选择的处理工艺应能满足系统需要和要求，并尽可能降低运行费用。设计中，一方面尽可能选用质优价廉的设备，以及采用合理措施降低工程造价；另一方面又__在工程建成投入使用后，取得_的经济效益和使用效果。
3）技术应当力求_、合理：设计中_根据生产的需要和可能，在经济合理的原则下，尽可能采用_技术。在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据需要和可能及设备的供应情况，妥善确定。
4）实用、美观，避免二次污染：平面布置和建、构筑物形式力求与厂区其它建筑和环境协调一致。整个系统设计应充分考虑设备噪声、处理药剂等可能造成的二次污染。
5）不影响煤气发生炉正常运行：脱硫脱硝系统工作时不影响煤气发生炉的正常运行，并_在给定设计条件下，确保烟气中SO2、NOx达到_低排放。处理装置使用寿命长、操作维护简单，布置紧凑、占地面积小。处理设施有较高的耐冲击负荷能力。

4 脱硫脱硝一体化主要技术参数

序号	项目名称	单位	数据
1.	锅炉出力	t/h	15+20+6
1. 1	引风机出口烟气温度	℃	70
1. 2	煤的机械不_燃烧热损失	%	0
1. 3	设计烟气总处理量	N m ³ /h	85000
2.	燃料可燃硫份额	%	≤0.4
3.	吸收塔表观气体流速（进口温度下）	m/s	3.5
4.	塔直径	m	3.6
5.	塔高度	m	21
6.	进口烟道尺寸	m	1600×800
7.	出口烟道尺寸	m	Φ 1280
8.	浆液循环池高度	m	2.5
9.	浆液池容积	m ³	15.38
10.	浆液停留时间	min	4
11.	总液气比	L/ N m ³	5
12.	级数		3
13.	喷嘴喷雾方向		水平
14.	设计吸收塔入口烟尘浓度	mg/Nm ³	≤ 30
15.	处理后烟尘排放浓度	mg/Nm ³	≤ 10
16.	设计吸收塔入口 SO ₂ 浓度	mg/Nm ³	1500
17.	处理后 SO ₂ 排放浓度	mg/Nm ³	≤ 50
18.	设计吸收塔入口 NO _X 浓度	mg/Nm ³	400
19.	处理后 NO _X 排放浓度	mg/Nm ³	≤ 100
20.	NOx脱除率	%	75
21.	每级烟气平均停留时间	s	＞ 2
22.	脱硫剂		氢氧化钠
23.	系统装机功率	kW	75.6
24.	出口烟气中雾滴浓度	mg/Nm ³	＜ 40
25.	处理系统出口烟温	℃	50
26.	处理系统阻力	Pa	＜ 12 00

注：NOX浓度是指氮氧化物折算为NO2的浓度。

5 脱硫脱硝工艺系统描述
5.1 脱硫脱硝工艺原理
一体化脱硫脱硝工艺是由引风机将烟气输送至多级喷雾_吸收塔内，由隔膜计量泵将氧化剂溶液输送至脱硝循环箱，通过_喷雾使塔体内氧化剂溶液和气体之间充分地接触，将污染气体中的NO进行氧化生成NO2，并由碱性吸收剂进行吸收，_终形成硫酸盐和硝酸盐，达到_浓度后，浆液排出吸收塔系统，并降温而自然结晶形成沉淀，经脱水排出。完成净化的气体经由除雾器离开吸收塔，进入烟囱排出。
吸收塔设3级。
（1）_级为预洗涤，主要通过预洗涤浆液循环泵抽取塔底浆液池浆液，进行浆液喷雾降低烟气温度、吸收烟气中粉尘、NO2、大部分SO2、氯离子、氟离子等污染物。避免大量SO2进入下_，从而减少氧化剂和二氧化硫的副反应、降低氧化剂的耗量。

（2）_级为脱硝氧化，通过浆液喷雾使氧化剂浆液和烟气充分接触，对烟气中的NO进行氧化。浆液喷嘴喷出的浆液通过吸收塔内部倾斜隔板收集，回到脱硝循环箱，并通过独立控制脱硝浆液氧化剂浓度、脱硝循环泵流量等参数，调整所需的脱硝氧化效率。

图1 工艺流程示意图和一体化脱硫脱硝吸收塔（三级）

（3）第三级为碱液吸收，通过浆液喷雾使碱性浆液和烟气充分接触，吸收NO氧化产物和剩余的二氧化硫，_终形成硫酸盐、硝酸盐或亚硝酸盐。浆液喷嘴喷出的碱性浆液通过吸收塔内部倾斜隔板收集，回到碱液循环箱，并通过独立控制碱性浆液PH值、碱液吸收循环泵流量等参数，调整所需的脱硫脱硝总效率。

5.2 化学过程
5.2.1、脱硝氧化反应
烟气与喷嘴喷出的循环浆液，在吸收塔内有效接触，循环浆液氧化NO，反应如下：
NO+H2O2→NO2+H2O
5.2.2、中和反应
氧化产生的SO2、NO2在吸收塔内，被烟气中的碱性吸收剂浆液所吸收：
HNO3+NaOH→NaNO3+2H2O
NaOH+NO2 +NO→2NaNO2+H2O
NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
5.2.3、其他污染物
烟气中的其他污染物，如SO3、Cl-、F-和灰尘，都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的Ca(OH)2，按以下反应式发生反应：
SO3＋H2O→H2SO4
NaOH+2HCl→NaCl+2H2O
NaOH+HF→NaF+H2O
5.3 脱硫脱硝系统的主要优点
5.3.1、通过真正意义上的多级塔，_消除了气液接触盲区，这种各级效率的叠加，实现了_高的吸收效率。

5.3.2、采用水平喷雾吸收技术，吸收反应在空中完成，_解决堵塞难题。吸收塔喷嘴、仪表等所有设备塔外安装，维修可以不必让吸收装置停止运行，装置可靠性高。

图2浆液循环管道及喷嘴

5.3.3、喷雾粒径小，吸收浆液表面积比喷淋塔大10～25倍。
5.3.4、液气比小，装置比常规技术省电约20%。循环泵直径大幅度减少，线速度低，使用寿命大幅度提高。
5.3.5、气体导管除雾器由于_大的烟气流通面积，不会结垢堵塞，因此无需或需要很少的冲洗水，系统能做到废水零排放。

5.3.6、吸收塔浆液池，设置持续溢流管道，液位恒定，杜绝了浆液倒灌，进入烟道的问题。将吸收塔内的含油泡沫等上浮物质排出至循环浆液箱，杜绝塔内浆液起泡等隐患。利用循环浆液箱可以敞口、便于观察的优势，定期或不定期通过循环浆液箱事故溢流管的溢流，将漂浮物排出吸收装置。

图5单塔双循环、双PH值运行图6利用开放式过滤器和地坑的浆液排出装置

5.3.7、碱性吸收剂加入到循环浆液箱，进行双pH值运行：中和循环浆液箱保持较高的pH值，吸收塔浆液池保持较低的pH值。这种技术方案，_了深度净化的目标。在使用石灰作为碱性吸收剂时，_了副产物石膏的充分氧化。而在使用NaOH作为碱性吸收剂时，能得到低PH值浆液进入脱硝循环浆液箱。
5.3.8、副产物脱水系统设置开放式过滤器，吸收塔内比重较大的杂质，可以连续排出塔外，从而保持浆液纯净，喷嘴因为杂质而发生堵塞的机会大大减少，因此浆液循环泵入口可取消滤网。
5.3.9、装置能适应锅炉40%BMCR和110%BMCR工况之间的_负荷。
5.3.10、本湿法吸收装置无需重新改造，在_供应脱硝氧化剂的情况下，具有脱硝效率可任意调节的功能。
5.4 系统组成
5.4.1、烟气系统
烟气系统由原烟道、吸收塔、除雾器、净烟道及其辅助设备组成。
从煤气发生炉引风机出口引出的烟气，通过原烟道进入吸收塔。在吸收塔内净化，经除雾器除去水雾后，通过净烟道经烟囱排入大气。
为了简化工艺，相对减少故障点，有利于优化厂区布置及节省建设场地，确保烟气吸收装置的投运和污染物排放的控制，节省基建及运行费用，鉴于烟气吸收装置的高可靠性，烟气系统不设置挡板。烟气吸收装置不设GGH（烟气再热系统）。
5.4.2、吸收塔系统
系统组成：吸收塔、浆液循环泵、循环浆液箱、搅拌器、喷嘴及管道。
吸收塔设计：
1）吸收塔是吸收系统的核心，吸收塔设计的吸收效率的高低，将影响整个系统的性能、投资及运行费用。
2）对系统吸收塔的设计和优化，_考虑一系列的相关因素，包括塔内喷雾密度、气相流量、烟气流速、压降、SO2、NOX脱除效率、浆液液滴夹带以及塔的几何结构等。
3）吸收塔内情况比较复杂，设计参数要点如下:
（1）气液固多相流场分布；
（2）气液之间的传热和传质；
（3）水分的蒸发；
（4）烟气和浆液之间的化学反应；
（5）液滴大小、聚并和破碎对塔内流场、传质和传热影响；
（6）除雾器区域液滴的捕集；
（7）浆液池内的流场和化学反应等等。
多级喷雾气液吸收塔的优势是：
1）吸收效率高。
（1）气体通过_级除雾器之后，_消除了位于吸收塔侧面的气体进口管道形成的偏流，气体分布均匀，各处的液气比接近相同，提高了气液接触效果。
（2）气体通过气体导管除雾器之后，形成旋流流场，延长了气体停留时间。
（3）利用多级的原理，每个除雾器将前_的气体重新混合、汇集后送入下游，_消除了气液接触盲区，这种各级效率的叠加可实现很高的吸收效率。
2）除尘效率高。气体通过气体导管除雾器时，流速可达15m/s，形成强烈的湍流流动状态，使烟尘得以除去。
3）能耗低。气体的旋流流动，延长了雾滴悬浮时间，提高了气液接触表面积，可在要求相同吸收效率的条件下，选用较小的液气比，每级可选为2至4L/Nm3，远低于传统湿法脱硫中每一层喷淋层的液气比，因此相应的浆液循环泵流量小，价格较低，消耗电能也少。
4）结构简单，便于制作、安装。本技术不设精细、微小构件。
5）适应性好。由于形成了_的气体流场，提高了气液传质、传热速率，可适应大范围变化的气体流量、不同的有害气体浓度，提高了运行操作弹性。
6）可靠性高。
（1）除雾器将气体重新混合、汇集，_消除了气液接触盲区，个别喷嘴堵塞对吸收效率的影响很小。
（2）除雾器有自冲洗功能，不易形成大面积的沉积。
7）便于吸收塔防腐施工、检修等工作的进行。吸收塔隔板整体强度高，进行吸收塔的防腐施工、检修时，可以不用搭建脚手架。
所有浆液循环泵及相应管道，均采用单元制布置形式。这种布置形式，消除了管道的盲区、防止管道堵塞，并可按照实际吸收效率的需要，启动相应数量的循环泵，可实现装置节能的目的。
吸收塔浆液池中的浆液，通过浆液循环泵送至吸收塔的_级喷嘴系统，中和循环浆液箱中的浆液，送至吸收塔的第三级喷嘴系统。脱硝循环浆液箱的浆液，送至吸收塔的_级喷嘴系统。脱硝循环浆液箱设计成密闭设备，防止药剂挥发。
浆液螺旋喷嘴，安装在吸收塔竖直壁面的快开法兰上进行水平喷雾，喷嘴便于维修和_换。
持续溢流管，出口浸入中和循环浆液箱液面以下，实现气体的密封。中和循环浆液箱设置液位测量仪表和事故溢流管。通过控制系统，对沉淀池的液位进行控制，保持整个系统的水平衡。
在吸收塔的各级出口，设置气体导管高速除雾器，以分离烟气向上流动夹带的浆液液滴，分离出的液滴形成液流直接返回上_，实现浆液的独立循环，大大提高氧化剂的利用率。_、二级除雾器结构通过优化设计，出口烟气在吸收塔内形成旋流，大幅延长了烟气停留时间，进一步提高了脱除效率。
5.4.3、沉淀脱水系统
系统组成：浆液滤网、沉淀池、泥浆泵。吸收塔系统产生的副产物_排出，以控制吸收浆液溶解的固体物浓度。吸收塔系统排出的浆液，经开放式滤网过滤后直接落入沉淀池，人工清理。
5.4.4、浆液制备系统

浆液制备系统，_不间断地向吸收塔系统供应新鲜的脱硝氧化剂和碱性吸收剂，以补充吸收反应过程中消耗的氧化剂和吸收剂，维持稳定的浆液PH和ORP值。

通过加料器将脱硫剂加入罐体内溶解，根据塔内PH值和出口浓度调节碱液供给量。

设置脱硝氧化剂溶液箱，利用隔膜计量泵输送到脱硝循环浆液箱，形成_浓度氧化剂浆液，对NO进行_氧化和吸收。
5.4.5、冲洗水系统
吸收塔除雾器设置冲洗水，同时作为系统补水，补充的工艺水进入吸收塔浆液池。冲洗水系统通过控制冲洗水流量，以达到整个系统的水平衡。
在烟气吸收装置中，补水主要消耗途径为：烟气蒸发、副产物中夹带的结晶水、表面水等。
5.4.6、余水循环利用

烟气湿法脱除过程，为了维持脱硫脱硝装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度_过规定值和_副产品质量，系统中会产生_量的余水。经检测，余水中含有的杂质主要包括悬浮物、亚硫酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化钠等，在余水零排放的运行方式下，累积的循环浆液氯离子含量小于15000mg/L，对系统和设备不会造成较大影响。但是为了减少对设备的腐蚀，建议业主方定期对过滤清液进行排放，可送往废水处理。

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