1、强烈推荐热电厂120万A立方米每小时烟气脱硫工程可研报告热电厂120万Am3，烟尘平均排放浓度为1025mgNm3，已经超过了当前国家火电厂大气污染物排放标准，且环保部门已经对我们提出限期整改。公司热电装置不仅每年为国家提供6亿多度电力供应，创造了巨大的经济效益。而且还为股份有限公司安全、正常生产提供稳定的电力和蒸汽保障。如果因为其烟气中污染物排放超标而停产，将造成不可估量的损失，因此提出对公司热电厂原有烟气脱硫装置进行更新换代是符合时代发展和国家环保要求的，项目的实施就更有必要。本项目与世界著名的美国孟山都公司合作，该公司在国际上有200多家烟气脱硫业绩，其运行情况良好，且积累了丰富的烟气脱
2、硫实践经验。因此该项目引进孟山都关键技术和设备，并与我公司技术部门共同开发研究电石渣烟气脱硫技术，再采用该项技术对公司热电厂烟气脱硫进行改造，达到国家对热电行业的最新环保要求，在技术上是切实可行的。由于本项目是环保治理项目，没有直接的经济效应，但是可以减少热电厂烟尘和的SO2总排放量，将创造巨大的环保效益和社会效益，因此也是可行的。1.2研究结论可行性研究结论如下：一、股份有限公司热电厂120万Am3h烟气脱硫工程的建设充分依托公司现有水、电等公用设施条件，可节约投资，加快建设速度；该工程的建设对控制企业的污染物排放，进一步加强企业环保意识，将产生积极的促进作用；同时将减少二氧化硫的排污费，节
3、约生产成本。二、工程新增三台静电除尘装置，用于烟气中烟尘的处理。三、工程脱硫引进处于世界领先水平的美国孟山都公司关键技术和设备，可以减少运行费用。四、该工艺采用我厂电石渣作为脱硫剂，利用以废治废，不增加企业的废物排放量。本报告研究结果表明，该工程的实施不仅可以实现巨大的环保、经济效益，同时可以取得一定的社会效益，项目是可行的。2工艺技术方案2.1工艺技术方案的选择和确定目前国内外普遍采用的烟气脱硫技术（FGD）有干法、半干法、湿法。国内技术单位投资大约在250元KW，引进国外技术投资约在350元KW。运行成本在0.0170.02元KWh。根据火电厂大气污染物排放标准的规定，SO2的排放量要小于
4、400mgNm3，烟尘的排放量要小于50mgNm3，要达到该标准，按现在电厂的烟气情况，脱硫率需达到95%以上，除尘率需达到99.91%以上。2.1.1脱硫工艺技术选择根据本项目烟气脱硫率的要求，我们对目前世界上现有的烟气脱硫技术进行了调查和研究，并根据技术成熟情况进行分类，选择了如下八家公司进行该项目的方案制定：美国孟山都公司、天赐三和环保、杭州理想科技、上海申川环保、北京中联动力、洛阳天誉环保、浙江华特环保、浙江天蓝脱硫除尘有限公司。按脱硫原理分类，天赐三和、浙江天蓝、浙江华特的双碱法脱硫方案都属于钠钙双碱法脱硫工艺；杭州理想的单碱脱硫方案、浙江华特的袋式湿法、静电湿法、单碱法脱硫方案都属
5、于石灰湿法脱硫工艺；北京中联动力的循环流化床脱硫方案属于石灰干法脱硫工艺；上海申川、洛阳天誉的方案都属于氨法脱硫工艺；孟山都的动力波脱硫方案用电石渣作脱硫剂，其工艺技术独特，可以达到以废治废的目的。各技术方案具体如下：（1）钠钙双碱法脱硫工艺该法使用NaOH（或Na2CO3）溶液吸收烟气中的SO2，生成HSO3-、SO32-与SO42-，再用Ca(OH)2再生，反应方程式如下： (1) (2)氧化过程(副反应) (3) (4)再生过程2NaHSO3 + Ca(OH)2 Na2SO3 + CaSO312 H2O + 32 H2O (5)Na2SO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaS
6、O3 (6)式(5)为第一步反应再生反应，式(6)为再生至pH9以后继续发生的主反应。在钠钙双碱法脱硫工艺中，SO2的脱除主要是发生的是式(1)和式(2)的反应，起脱硫作用的是Na2SO3，NaOH只需少量以补充损失的钠离子。由于在吸收过程中以烧碱、Na2SO3为吸收液，脱硫系统不会出现结垢等问题，从原理上来说比较可行。但该工艺是通过调节pH值来控制结垢，在实际运行中pH计很快结垢，不能准确测量，最终会导致系统结垢。（2）石灰石湿法烟气脱硫工艺该法是用石灰浆吸收烟气中的SO2，反应原理如下：脱硫过程：Ca(OH)2+SO2CaSO312H2O+12H2OCaSO312H2O+12H2O+SO2
7、Ca(HSO3)2氧化过程：2CaSO312 H2O 2 O2 +3H2O 2 CaSO42 H2OCa(HSO3)2 + 12 O2 + H2O CaSO42 H2O + SO2 石灰湿法烟气脱硫工艺较为成熟，脱硫效率较高，但在此过程中生成的CaSO42H2O即石膏比较容易在喷嘴、管道上结垢，堵塞喷嘴和管道，这也是一个世界性的难题。杭州理想的解决结垢堵塞的方法是将脱硫塔设计成接近空塔，防止脱硫塔堵塞；喷嘴设计成在正常生产时可拆卸，定期（3个月）拆卸清堵；在脱硫泵和喷嘴之间采用PPR或内衬胶管来防腐和防止管道结垢，其余部分采用明沟等方式防结垢。同时其采用控制PH值延缓CaSO42H2O在管道中
8、沉淀，并使CaSO42H2O在沉淀池中加速沉淀的方法防止管道结垢堵塞。该工艺理论上可行，但工业化应用业绩很差，达不到我公司要求。（3）石灰干法烟气脱硫工艺石灰干法烟气脱硫工艺的反应原理和湿法相同，不同的是湿法采用石灰浆吸收烟气中的SO2，而干法使用的石灰粉吸收烟气中的SO2。与石灰湿法脱硫工艺相比，石灰干法烟气脱硫虽然解决了喷嘴和管道堵塞问题，但脱硫效率较低，最高只能达到90，而且占地面积比较大，投资和运行费用也很高。（4）氨法脱硫工艺氨法脱硫工艺是以液氨吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵再氧化成硫酸铵，反应原理如下：吸收：SO2H2OxNH3=(NH4)xH2-xSO3 (亚硫酸
9、铵)氧化：(NH4)XH2-XSO3+12O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (硫铵)氨法脱硫的特点是变废为宝，不产生二次污染，但氨法脱硫目前技术不够成熟，上海申川和洛阳天誉使用的都是华东理工大学的技术，两家提供的业绩也都是天津碱厂，但天津碱厂的装置目前还没有运行。（5）动力波烟气脱硫工艺孟山都的动力波烟气脱硫方案使用聚氯乙烯产生的废渣（电石渣）作脱硫剂，吸收烟气中的SO2，达到以废治废的目的。该技术的关键是喷头，该喷头直径较大，不易堵塞，而且喷出的浆液在塔中形成了一个均匀的泡沫层，增加与烟气的接触面和接触时间，保证了脱硫效率超过95%。同时设置了循环泵出现故障时自动喷淋装置，以防泵
10、出现故障后，塔温较高，破坏塔内的防腐层。为了保证形成的渣浆易于过滤，增加了氧气加入装置，使CaSO3变成CaSO4，容易压滤成干渣。该技术方案结构简单，占地较小，也不易堵塞，在国际上有200多家的业绩，效果也比较好。2.1.2脱硫工艺技术确定1、锅炉参数a锅炉产地：无锡锅炉厂锅炉型号：DG755.3-M3锅炉类别：流化床额定蒸发量：75th 锅炉出口烟气温度：150蒸汽压力：5.3mpa数量：4台b锅炉产地：无锡锅炉厂锅炉型号：DG1305.3-M3锅炉类别：流化床额定蒸发量：130th 锅炉出口烟气温度：150蒸汽压力：5.3mpa数量：1台2、燃煤额定烟气量：120万Am3h(标态为80万
11、m3h)燃煤消耗量：108th燃煤含硫量：3.1% 燃煤收到基灰份：44%3、锅炉出口初始浓度SO2浓度：8370mgNm3(计算值)烟尘浓度：55000mgNm3(测量最高值)4、除尘脱硫要求装置出口SO2浓度：400mgNm3装置出口烟尘浓度：50mgNm35、其它运行参数林格曼黑度级额定出力时运行阻力：1100Pa左右烟气湿度8%，引风机不带水根据脱硫工艺技术方案、投资和运行成本的综合比较，以及对国内外各公司相应业绩运行情况的考察，结合太平洋热电有限公司4台75th锅炉、1台130th锅炉及现有聚氯乙烯生产装置的实际情况，孟山都的动力波脱硫除尘一体化设计方案比较适合我公司，不仅可以进行热
12、电厂烟气脱硫，也可以充分利用公司的废渣电石渣，达到废物利用、以废治废的目的。2.2孟山都脱硫工艺技术实施方案2.2.1工艺流程动力波烟气脱硫包括烟气吸收系统、沉降压滤处理系统、吸收液循环系统。来自锅炉含硫、含尘烟气经热电厂静电除尘等装置处理后，在烟气吸收系统的吸收塔中与自下往上喷、形成湍流层的电石渣浆接触，烟气自上向下穿过湍流层的过程中SO2被吸收，生成CaSO3。由于喷射口直径较大，脱硫液流速很快，减少了脱硫过程中生成的CaSO42H2O在喷嘴、管道上结垢，而堵塞喷嘴和管道。吸收过烟气的电石渣浆在吸收塔底与从底部通入的空气接触，渣浆中的CaSO3被氧化变成CaSO4，再进入沉降压滤处理系统。
13、压滤处理系统由浓缩机、压滤机、上清液储槽及相应的渣浆泵组成。吸收系统排污水进入浓缩机，经过浓缩分离，浓稠的浆液经过压滤机的压滤，使水分得到进一步除去，脱水后的副产物用车外运到公司专门的渣场进行堆放处理，过滤下来的水集中到上清液储槽中，通过输送泵重新打到吸收液循环系统循环利用。由压滤处理系统来的清液返回电石渣浆配置槽循环利用，根据PH值的大小补充新鲜电石渣浆，含水烟气经水雾捕集器捕集后进入烟囱排放。工艺流程如附件1所示。2.2.2工艺技术指标公司热电厂锅炉烟气年排放量为120万Am3h(标态为80万m3h)，温度150，SO2平均初始浓度为6600mgNm3，烟尘平均初始浓度为55000mgNm
14、3。该项目装置处理能力为120万Am3h(标态为80万m3h)，烟气脱硫效率可达到95%以上，处理后烟气中SO2含量400mgNm3，烟尘含量50mgNm3，完全达到国家2010年的环保要求。装置设计锅炉出口烟气中SO2含量8370mgNm3（相当于燃料煤中S含量为3.1%），烟尘含量55000mgNm3。装置年运行时间为8000小时，处理烟气能力与烟气中SO2含量成反比关系。主要消耗为：电力807kW，水2m3h，电石渣(干基含量30%)5th。主要技术经济指标如表2-1所示：表 2-1 主要技术经济指标序号内容单位参数备注1主要设备动力波吸收塔2规格m3.211.9初步设计，内径高度3处理
15、烟气量Am3h120万可根据实际煤种作适当的调整4燃煤含硫量%2.1同上5烟道出口温度6脱硫效率%95%7SO2排放浓度mgm34008烟尘排放浓度mgm3509正常运行时的脱硫剂电石渣清液PH=121410洗涤塔阻力Pa110011循环水量m3h7200要尽可能减少供液管道的结垢，也可再加大用水量，具体供液量按要求定12循环水压力MPa0.253原材料供应和工程主要设备3.1原材料消耗和来源3.1.1原材料及公用工程消耗定额表 31 烟气脱硫消耗定额序号名 称单位时耗年耗1电石渣(干基含量30%)t5400002电度8073一次水m32160003.1.2原材料来源目前股份有限公司具有10万
16、吨年聚氯乙烯生产能力，年产电石渣13万吨，完全能满足本工程热电厂脱硫剂电石渣4万吨年用量的需求。本工程一次水、电消耗量小。股份有限公司热电厂装机容量为8万千瓦，现有水、电等公用设施完全能满足该烟气脱硫工程的水、电需求。3.1.3循环吸收液水平衡根据孟山都提供的技术方案，脱硫过程中有部分循环水被蒸发，烟气中水含量（wt）610%。根据烟气量的大小和脱硫液气比的要求，共蒸发水量约57.6m3h。同时除渣还会带出一部分水，据估算，除渣带出的水约为1m3h。因此，系统需进行适时补水，补水量约为58.6m3h。公司聚氯乙烯生产装置电石渣压滤后有PH值为1214的电石渣清液，流量为80th。由于脱硫系统需
17、进行适时补水，可利用此电石渣清液作为补充水，使用量视系统情况而定。3.2主要设备表 3-2 烟气脱硫主要设备一览表序号名 称数 量备 注国外设备1脱硫塔进气管2DN3.2m材料2205合金2逆喷喷头 6材料碳化硅3除雾器1套带喷淋冲洗系统，两层国内设备4静电除尘器3台处理烟气量：19万m3h(一台)；21万m3h(两台)5脱硫塔 1DN 10m材料高玻璃钢6搅拌器37脱硫塔循环泵2Q=7200m3h8脱硫塔出液泵29氧化风机110电石渣浆贮料槽111压滤机2合计214电气及控制4.1电气4.1.1设计内容1.低压电气设备2.供配电3.照明及防雷接地4.1.2供配电4.1.2.1 电源及电压高压
18、电源来自车间高压配电室，电源电压10KV。低压电源来自车间低压配电室，电源电压380220V，三相四线制。4.1.2.2 配电系统配电形式为放射式供电。4.1.2.3 无功功率补偿由于本设计中脱硫系统、含S废水处理系统的无功功率不大，为了节约投资，故不对无功功率进行补偿。4.1.3高压保护为了保证高压供电系统和高压电机的运行安全，在高压电机控制柜内装设电压保护、短路保护、过负荷保护、零序保护，还采用风机进口阀与风机高压电机联锁，避免风机高压电机重负荷启动。4.1.4 设备选择4.1.4.1 高压设备的选择高压柜采用GG-1A系列，其中柜内真空断路器采用ZN28系列；隔离开关采用GN19系列；继
19、电保护装置采用国产元件。4.1.4.2 低压供电设备的选择配电控制柜采用JK系列，宽深高=8008002200，其中主供电开关采用DZ20Y系列，各用电设备的供电开关采用GV2系列，接触器采用LC1系列，热继电器采用LR2系列。4.1.5 设备安装布置高压柜布置在车间高压配电室内，具体位置现场确定。低压配电柜，PLC控制柜，仪表柜安装在车间控制室内，操作台、照明配电箱安装在车间操作室内，机旁操作箱安装在设备旁，具体位置下阶段设计确定。4.1.6 导线选择及敷设高压电缆采用YJLV-8.710KV系列，沿电缆桥架、电缆沟敷设。低压动力电缆采用VLV-0.61KV系列，控制电缆采用KVVP-450
20、750系列，沿电缆桥架，电缆沟和穿钢管敷设。4.1.7 照明控制室、操作室、更衣室内采用荧光灯照明，照度不低于100lx,安装方式为吸顶安装。风机、脱硫塔底部、除尘器及脱硫塔顶部、除沫器采用工厂灯照明，照度不低于150lx，安装方式采用钢管吊装。4.1.8 防雷接地除尘器及脱硫塔属三类防雷建筑物，除尘器与脱硫塔钢柱与基础钢筋相连，风机基础钢筋作为接地极，柱内钢筋作为引下线，其接地系统与车间厂房防雷接地系统相连，接地电阻不大于10欧。电气系统接地应设独立接地装置，采用角钢作接地极，并与车间电气接地系统相连，其接地电阻不大于4欧。正常不带电的电气设备金属外壳均应可靠接地。4.2控制及仪表4.2.1
21、设计内容1.脱硫系统自动控制；2 混合用高温烟气除尘系统自动控制；3 烟气温度检测；4 吸收液PH值检测；4.2.2控制内容4.2.2.1 脱硫塔及混合用高温烟气除尘系统本体电磁阀30个；电动阀12台；4.2.2.3 管道系统风机进风阀3台；主管切断阀3台；4.2.3检测内容1、脱硫塔后烟气温度检测、报警、联锁；2、黑液进入脱硫塔前PH值检测、报警、联锁；3、黑液排出脱硫塔后PH值检测、报警、联锁；4、风机轴温检测、报警；5、电机定子温度巡检。4.2.4系统配置1、本系统采用PLC控制，控制方式有：自动、集中手动和机旁手动。根据以上的控制内容和控制方式，本系统的IO点如下：2、数字量输入点：1
22、00个3、数字量输出点：200个4、模拟量输入点（温度）：4个5、模拟量输出点（混风阀调节）：1个4.2.5控制系统选择系统采用SIMATIC的S7-300控制，系统特点如下：1、高灵活性；2、高吞吐量，使得更多的程序运行时间更短；3、高电磁兼容性和强抗震动、冲击性，使其具有最高的工业环境适应性；4、运行时每块模板都有正常信息显示，使日常维护更容易；5、方便用户和简易的无风扇设计；6、当控制任务增加时可自由扩展；6、由于大范围的集成功能，使得它的功能非常强大；7、另外，本系统采用一台工控机作为上位机，实现系统的监视、报警。4.2.6系统功能本系统采用SIMATIC的S7-300控制，采用上位机
23、监视、报警，主要功能如下：1、系统手动实现机旁和集中手动，作为检修和调试使用，设备之间不带联锁，设备含有必要的保护。2、系统自动自动是系统的主要运行方式，各设备按照工艺要求和外部温度等条件自动运行，各设备之间有联锁，并含有设备保护、报警功能。主要的联锁及控制如下：（1）根据锅炉的运行状况调节进风阀的开度，使锅炉处于最佳运行状态；（2）根据黑液进入脱硫塔前后PH值调节供液泵的流量，使气液比不低于2000。3、风机进风阀关闭后才可启动风机。4、风机电机温度及轴温监视及报警。4.2.7主要画面及功能本系统采用一台工控机作为上位机，实现系统的监视和报警。主要画面及功能如下：A 主画面显示脱硫塔的全貌，
24、画面包括各个温度检测点的温度、主要设备的运行情况、主要阀门的状态等。B 脱硫塔画面显示各阀门的状态。C 风机画面显示风机电机温度、轴温等。D 报警画面出现故障时，报警并指示故障设备，给出故障原因。4.2.8仪表选择烟气温度检测采用WRE-220、WZP-220温度传感器，显示采用SXJ-A0821数字巡检仪和ES1-0000系列数字显示仪，温度超线报警采用SXX-0801闪光报警器，黑液进入脱硫塔前后PH值检测采用SIMENS PH值控制套件，风机进口阀的开关采用SFD-4403电动操作器。5工程建设条件和方案5.1工程建设条件5.1.1工程建设位置和区域概况股份有限公司位于宜昌长江下游30公
25、里的猇亭，紧临长江，有水运码头，东南距焦枝铁路23公里，工厂前为318国道，交通十分便利。5.1.2工程地质及地震烈度该公司地质属于风化层2-3米，下为红砂岩，无矿藏，地质稳定性较好，无滑坡、深洞、断层、泥石流，属黄棕壤土，土层很厚，土质粘硬，一般不含流动水野，地基承载力294Kpa。5.1.3当地气象条件气象资料及地质条件 (1) 气温 年平均气温 16.8 极端最高气温 41.4 极端最低气温 -9.8 最热月平均气温 28.3 最冷月平均气温 4.7 夏季通风室外计算温度 33 冬季通风室外计算温度 5 夏季空调室外计算干球温度 35.7 冬季空调室外计算温度 0 (2) 湿度 平均相对
26、湿度 76% 最大相对湿度 80% 最小相对湿度 73% 设计干球温度 32 设计湿球温度 27 (3) 气压 年平均气压 1000.5mba r 历年最高月平均气压 1010.9mba r 历年最低月平均气压 987.1mba r (4) 降雨量 年平均降雨量 1064.1mm 年最大降雨量 1720.7mm 年平均降雨日 137.3天 最大日降雨量 386.00mm (5) 最大积雪深度 210mm (6) 风向及基本风压值 年产导风向 SE 14 年主导风向频率 32 冬季主导风向 SE 16 C 37 夏季主导风向 SE 14 C 30 年平均风速 1.6ms 最大风速 20.0ms
27、瞬时最大风速 28.6ms (7) 历年各月日照时数历年雾天日数 30.8天 历年各月雷暴日数 44.6天 历年最大蒸发量 198.7mm 历年最小蒸发量 165.5mm (8) 地质条件 地震最大烈度 6度 场地设防烈度 6度5.1.4水源条件滨临长江，取水方便，一次水、锅炉给水直接由水厂提供，不需新建供水系统。5.2工程建设方案各项目装置拟建在股份有限公司热电生产装置附近的空余地上，不需另外征地。装置布置图见：附件2烟气脱硫平面布置图。5.2.1设计内容1、脱硫塔及其基础；2、管道支座；3、循环水系统设备基础。5.2.2 设计条件1、抗震设防烈度：8o，抗震等级：三级2、基本设计风压：0.
28、4kPa3、地基承载力：200kPa，基础埋深：1.5m5.2.3脱硫系统及除尘系统建筑设计脱硫塔设有一台单轨梁式地面操作吊车，以备检修用。5.2.4结构设计1、碱液循环池碱液循环池为采用强度等级为C30的砼，钢筋为400MPa级钢，板中钢筋为LL550级冷轧带肋钢筋。2、设备基础基础为钢筋砼结构，砼强度等级为C20，预留螺栓孔，顶部留有细石砼二次浇灌层，以利设备安装。3、烟道烟道为钢筋砼方型结构，设有检查孔，并在烟道进烟囱中部设有隔烟墙，烟道基础所采用的砼均为耐热砼，最高温度：100。4、管道支架支架均采用固定支架，采用两组单片支架用角钢连接而成。5、管道布置有单管、双管并列和双管上下布置等
29、三种形式，支架有固定支架和滑动支架两种。支架柱、梁均采用钢筋砼结构，强度等级为C30，柱下为钢筋砼条基，强度等级为C20。管托用12mm厚钢板制作，与支架梁上的预埋件焊接，固定支架管托与管道焊接，滑动支架则填塞润滑剂。所有钢构件均除锈，红丹打底，刷面漆两度。5.2.5总图及运输整套系统设在厂区内，就近利用厂内道路，交通较为方便，场地内排雨水设施接入厂区现有排水系统。进入场区的道路及场内硬化地坪均可通达消防车，能完全满足现行消防要求。6环境影响评价6.1环境现状6.1.1热电厂主要污染源该项目主要污染源为锅炉烟气，污染物为二氧化硫和烟尘。6.1.2污染物治理现状公司热电厂烟气首先经过旋风除尘和静
30、电除尘，再经过水洗流程吸收二氧化硫和烟尘，达到环保要求后排放。但随着环保要求的提高，现有除尘装置将不能满足最新的废气排放标准，本项目烟气脱硫装置主要是对排放烟气按新的标准处理合格后排放。6.2环境质量标准及排放标准6.3建设项目的主要污染源及治理措施本烟气脱硫项目是热电厂环保技术改造，新增三台静电除尘装置，用股份有限公司聚氯乙烯生产装置副产的电石渣作为脱硫剂，吸收烟气中的SO2，年可以消耗电石渣(干基含量30%)4万吨，生成的废渣为主要为CaSO4，经过压滤处理后含水30%左右，年排放量为3.2万吨左右，可以与公司聚氯乙烯生产装置副产的电石渣在专用堆场一起堆放处理，不需新增污染物处理设施。装置用公司聚氯乙烯生产车间产生的废渣电石渣作脱硫
