20t燃煤锅炉烟气的除尘、脱硫、脱硝、脱汞工艺方案DOC

20t燃煤锅炉烟气的除尘、脱硫、脱硝、脱汞工艺方案

一直被模仿从未被超越

设备参数及报价

第一章概述一、项目概述

锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物、汞的化合物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫、脱硝脱汞等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度,而安装一体化除尘器是很好的烟气治理方式。

二、设计标准

1、设计依据

1）、GB13271-2001 锅炉大气污染物排放标准

2）、GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

3）、JGJ46-88 施工现场临时用电安全技术规范

4）、JBJ18-2000 机械工业职业安全卫生设计规定

5）、JBJ16-2000 机械工业环境保护设计规定

6）、GB5023-98 机械设备安装工程施工及验收通用规范

7）、GB50150-91 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

2、历次锅炉大气污染物排放标准对比

mg/m3

3、烟尘经过湿式一体化除尘器后排放的大气污染物严于GB13271-2001，其排放限值不超过GB13271（征集）中的限值

第二章设计原始资料1.煤的工业分析如下表（质量比，含N量不计）：

2.锅炉：20t/h（蒸发量）

3.锅炉热效率：75%

4.空气过剩系数：1.2

5.水的蒸发热：2570.8KJ/Kg

6.烟尘的排放因子：30%

7.烟气温度：473K

8.烟气密度：1.18kg/m3

9.烟气粘度：2.4X10-5 pa·s

10.尘粒密度：2250kg/m3

11.烟气其他性质按空气计算

12.烟气中烟尘颗粒粒径分布：

13.按锅炉大气污染物排放标准（GB13217（征集））标准执行：

标准状态下烟尘浓度排放标准：≤80mg/m3；

标准状态下SO2排放标准：≤400mg/m3；

标准状态下氮氧化物排放标准：≤400mg/m3；

标准状态下汞的化合物排放标准：≤0.05mg/m3；

2.设计方案的选择确定

2.1除尘系统的论证选择

（1）锅炉烟气含尘、含硫量计算

利用低位发热量、锅炉热效率、水的蒸发热求需煤量

9.0 18.1

2.3

1.7%

3.2

65.7

20939

水分灰分

O

S

H

C

低位发热

蒸发量为20t/h 的锅炉所需热量为

需煤量

设1kg 燃煤时

理论烟气量：62.56+62.56×0.79/0.21=297.9 (mol/kg) 在标准状态下的体积为：297.9×22.4×10-3=6.67 (m 3/kg) 理论废气量：62.56×0.79/0.21+54.75+16+0.53+5=311.62mol/kg 在标准状态下理论废气体积：311.62×22.4×10-3=6.98 (m 3) 在标准状态下实际烟气体积：6.98+6.67×（1.2-1）=8.31 (m 3) SO2的浓度：C=4082 mg/m 3 烟尘的浓度：C=6534 mg/m 3

在473T 时实际烟气量: Q=47951 m 3/h （2）烟尘的除尘效率计算

按锅炉大气污染物排放标准（GB13217（征集））,可以计算出 烟尘的除尘效率要达到：≧98.8﹪ (3) SO 2 的脱硫效率计算

按锅炉大气污染物排放标准（GB13217（征集）），计算出

SO 2 的脱硫效率要达到：≧90.3﹪

（4）根据锅炉大气污染物排放标准（GB13217（征集）），得知一般情况下锅炉的

h KJ /104.5110208.257063?=??()h

t h Kg /3.3/103.3%752093910

4.5136

=?=??

氮氧化物排放值不高于400mg/m3，那么脱硝效率要达到：≥25%

（5）静电除尘器可脱除30%的汞，布袋除尘器可脱除70%的汞，湿

法脱硫装置可脱除90%的汞，一般情况下布袋除尘器可脱出70%即可达标。（6）方案初步设计

先采用锅炉湿式除尘脱硫、脱汞一体式除尘器，辅以锅炉湿式脱硝一体式除尘器，并加以优化安装。

征集客户意见，综合考虑性价比、锅炉燃烧情况、实际考察现场、严格遵照相关法律法规最终达到设计目的。

第三章除尘器

GYGL锅炉湿式除尘脱硫一体式除尘器

1、概述

GYGL型除尘器湿法、立式、多法合一净化装置。GYGL型除尘脱硫脱汞净化装置是我公司科技人员，根据《锅炉大气污染物排放标准》GB13271的要求，吸收国内外先进技术，结合自身多年的生产实践。经过反复实验研制出的高效脱硫脱汞除尘净化装置。它的最大特点是结合湿法除尘器和脱硫塔原理，将多种脱硫除尘方法（文丘里、两级冲击水膜、喷淋、脱水、除雾器）通过巧妙的组合融为一体，并能连续运行的脱硫除尘装置。

2、设计理念及工作原理；

随着环保意识的不断增強，国家对环保设备的性能要求也越来越高。HJ/T288-2006对湿式脱硫除尘净化装置的脱硫效率、阻力、液气比、漏风率、烟气含湿率和循环水利用率等要求均较高。仅采用简单的结构和工艺，根本无法达到HJ/T288-2006对各种参数的要求。为此，我们博采众长，汲取国内外先进技术，结合自身多年的生产实践，在GYGL脱硫除尘净化装置的设计中，切实做到五确保：

2.1为确保98 % 的除尘率：

烟气进入除尘器后，由于温度较高，使净化饱和室的液面形成泡沫和蒸汽，当含尘烟气进入净化饱和室，经文氏骤冷器冷凝凝并，烟气中的细微尘粒凝并成粗大的聚合体。在导向装置的作用下，气流高速冲入水斗的洗涤液中，液面产生大量的泡沫，并形成水膜，使含尘烟气与洗涤液有充分时间相互作用，气液进一步混合，烟气中的尘颗粒被清除。净化后的烟气经两级气液分离和旋风除雾器除去水雾，由引风机吸入烟囱排入大气。同时，烟气在后序的多种脱硫程序中将进一步去除粒径更小颗粒，使总除尘效率进一步提高，得以保证高效的除尘效率。

2.2为确保80 % 的脱硫效率。将多种脱硫方法融为一体;且采用双碱法、双循环系统：

多种脱硫方法融为一体:为使湿式脱硫除尘净化装置获得高的脱 硫效率，必须使洗涤液充分雾化、烟气

与洗涤液充分混合。若仅采用单一种脱 硫方法，体积必将十分宠大，占地面积 大、投资高，给用户带来不便。SLDJ 除 尘脱硫装置将多种脱硫方法（喷淋、文 丘里、冲击水浴）通过巧妙的组合融为 一体，达到设备体积小、效率高。烟气

进入SLDJ 脱硫除尘净化装置时与反射喷 嘴喷出的水雾充分混合。与此同时，高

温烟气使水雾汽化成饱和蒸汽，这样一 来洗涤液与烟气的碰撞机会大大提高 （一公斤水的表面积只有0.06m2，而雾 化成0.04mm 的雾滴后其表面积则增至175m2，

表面积增大了2916倍）。混合后的烟气流经改型文丘里洗涤器，烟气由低速变高速再由高速变低速的过程中，经绝热膨胀，洗涤液被进一步雾化。烟气在导向装置的作用下，高速冲向水斗中的洗涤液。气流的强大冲击力，将洗涤液冲击出大量的水雾。含尘烟气与洗涤液水雾经多次充分混合，洗涤液中的碱性物质，将烟气中的有害气体吸收、中和，达到脱硫的目地。

2.3、 采用双碱法、多循环系统:设备无结垢堵塞、无二次污染问题 2.

3.1采用双碱法

烟气脱硫方法很多，可分为湿法、干法、半干法等。湿法脱硫是基于溶液中的碱性物质与易溶于水的气态二氧化硫（SO2）即亚硫酸（H2SO3）进行中和反应，达到去除气态中SO2的目的，由于液相反应强度大大高于气相和固相。因而湿法

溢流管

水位管

清洁气体

去向引风机

旋筒式分离器

旋流板式分离器

喷淋水雾

溢流箱

含尘气体进烟口喷淋管路系统

S形通道工作液面排污阀

脱硫比干法、半干法脱硫效率高得多。

湿法脱硫技术有钙法、钠法、氨法、双碱法等。在国内脱硫市场上，很长一段时间以钙法（石灰石—石膏法）为主。一方面因为钙法的脱硫剂—石灰石来源丰富、价格便宜；另一方面，钙法在国外相当成熟、公开的脱硫技术，获取容易。但是，由于钙法存在设备易结垢堵塞，严重影响脱硫系统的正常运行。采用氢氧化钠作为脱硫剂，在装置内吸收二氧化硫反应速率快，脱硫效率高，但脱硫的产物溶于水，不稳定，易造成二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺，用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物用石灰来再生，生成不溶于水，稳定的钙盐沉淀物，经沉淀后运至渣场进行堆放，集中运走。实现了真正的“固硫”。溶液流回再生池继续使用，因此不会造成二次污染。

2.3.2双碱法脱硫工艺的原理

双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧

化钠溶液直接打入SLDJ系列脱硫除尘装置，洗涤液脱除烟气中的SO2达到烟气

脱硫的目的。由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会

造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧

化钙进行还原再生，再生的钠基脱硫剂再被打回脱硫除尘装置循环使用。双碱法

脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于锅炉脱硫改造。

①、洗涤液脱硫原理

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2Na2HSO3

②、洗涤液再生原理

洗涤液再生是在氧化曝气池中完成的。洗涤污水中的NaSO3、NaHSO3与Ca(OH) 2反应，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O沉淀淅出，从而使

洗涤液得到再生。

Ca(OH)2+ Na2SO3→2NaOH+CaSO3

Ca(OH)2+ 2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+3/2H2O

Na2SO3+1/2O2→Na2SO4

Ca(OH)2+ Na2SO4+2H2O→2NaOH +CaSO4·2H2O

2.3.3双碱法脱硫工艺的特点

①、双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生的钠基脱硫剂再被打回脱硫除尘装置循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于锅炉脱硫改造。

②、用氢氧化钠（NaOH）脱硫，循环水基本上是氢氧化钠（NaOH）的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；

③、吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在装置外，这样避免了装置内

堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；

④、钠基吸收液吸收二氧化硫（SO2）速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率。

⑤、采用氢氧化钠作为脱硫剂，在脱硫除尘装置内吸收二氧化硫（SO2）反应速率快，脱硫效率高，但脱硫的产物硫酸钠（Na2SO4）很难进行处理，极易造成严重的二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺，用氢氧化钠（NaOH）吸收二氧化硫（SO2）后的产物用石灰来再生，只有少量的硫酸钠（Na2SO4）被带入石膏浆液中，这些掺杂了少量硫酸钠（Na2SO4）的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液分离，分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放，溶液流回再生池继续使用，因此不会造成二次污染。

2.4为确保设备使用寿命。设备的壳体和机芯采用Q235钢板内衬耐酸、耐磨胶泥；喷淋采用316L不锈钢

湿式脱硫除尘装置的使用环境十分恶劣。锅炉排出的烟气温度一般在180℃左右，相对湿度在3％左右，且含有灰分及各种腐蚀性成份，如SO2、NOX、HCI

及盐雾等等。在脱硫的过程中又具有酸、碱交替的特性。因此，壳体材料必需具备防腐、耐磨的特性。设备的壳体采用Q235钢板内衬耐酸、耐磨胶泥技术，化学稳定性、热稳定性好；内部机芯采用胶泥一次成型技术，耐酸碱腐蚀、耐磨损，喷淋采用316L不锈钢，设备使用寿命长为15年。

①、316L的中国牌号、成份、特性及使用寿命

牌号：00Cr17Ni14Mo2

成份：C≤0.030；Si≤1.00; Mn≤2.00; P≤0.035; S≤0.030;

Ni : 12.00~15.00; Cr :16.00~18.00; Mo :2.00~3.00

特性：是超低碳奥氏体不锈钢，耐晶间腐蚀性极佳

使用寿命：据防腐手册介绍，在亚硫酸溶液中的腐蚀量为0.127毫米/年

②、硅制胶泥的物理机械性能：

1、铸石粉胶泥是以钠水玻璃、氟硅酸钠与铸石粉按一定比例配制而成具有较好的耐酸碱性能、物理机械性能和热稳定性能。

耐酸性能方面：对大多数酸碱具有较强的耐腐蚀性能。

物理机械性能方面：耐磨性比锰钢高5～10倍，比碳素钢高数十倍；其莫氏硬度7～8。

热稳定性方面：可用于300℃的高温环境中，线膨胀系数与钢板接近。

实际应用即施工方便，常温固化，原料丰富，价格低廉。

铸石主要理化性能：

密度 1.87～2.08kg/dm3 ；

抗压强度 39.2～49MPa ；

抗拉强度 2.94～4.41MPa ；

抗渗透性（水压不透） 0.6MPa ；

弯曲强度Mpa：≥65；

冲击韧性KJ/㎡：≥1.6；

磨损量g/C㎡:≤0.09；

耐酸度：≥96%；

与钢的粘结力 1.96～2.45MPa

GYGL型脱硫除尘装置根据客户实际情况做部分改变。

2.5 为确保洗涤液的利用率。采用以废（浸渣水）治废的循环工艺（如图）：

在GYGL型脱硫除尘装置中，烟气中的二氧化硫（SO2）与吸收洗涤液充分混合，二氧化硫（SO2）与吸收洗涤液中的氢氧化钠（NaOH）反应生成亚硫酸氢钠（NaHSO3），烟气得到净化。净化后的烟气脱水后，经风机、烟囱排入大气。洗涤废液由GYGL型脱硫除尘装置溢流口和排污口排出，经排污管或排污沟排入锅炉联合出渣沟。在出渣沟中由于渣链的搅动，洗涤废液与浸渣水充分混合。洗涤废液中的亚硫酸氢钠（NaHSO3）与浸渣水中的碱性物质及加入出渣沟的氢氧化钙Ca(OH)2反应，生成不溶的熟石膏（CaSO3·1/2H2O）、生石膏（CaSO4·2H2O）和可溶的氢氧化钠（NaOH）。熟石膏（CaSO3·1/2H2O）、生石膏（CaSO4·2H2O）随炉渣一起由出渣链排出。洗涤废液得以再生，再生后的洗涤液经溢流口，流入循环沉淀池。沉淀后的上清液作为吸收洗涤液，经循环泵注入脱硫除尘装置,循环使用。

二、脱硝原理

烟气脱氮是用反应吸收剂与烟气接触，以除去或减少烟气中的NOx的工艺过程，亦称为烟气脱硝。SCR技术脱硝效率高，适用燃煤、燃气和燃油锅炉烟气脱硝系统，设计脱硝率可大于90%。由于维持这种高效率费用高，实际SCR系统操作效率在70%-90%之间。

SCR脱硝的还原剂主要是氨。液氨或氨水由蒸发器蒸发后喷入系统中。

在催化剂的作用下，氨气将烟气中的NO还原为N

2和H

2

O。其化学反应方程式

为：

4NH

3+4NO+O

2

—4N

2

+6H

2

O

4NH

3+2NO

2

+O

2

—4N

2

+6H

2

O

由于燃烧的烟气中约95%的Nox是以NO的形态存在，因而上面第一反应占主导地位，该反应表明，脱除1mol的Nox需要消耗1mol的NH

3

。催化剂在反应中起到降低反应活化能和加快反应速率的作用。在气固催化反应过程

中，催化剂的活性位吸附的氨与气相中的Nox发生反应，生成N

2和H

2

O 。N

同位素试验表明，反应产物N

2分子中一个原子N来自NH

3

、另一个来自于NO。

O

2

的存在有利于NO的还原。

除上面反应外，同时也有可能发生氨的氧化反应：

4NH

3+5O

2

—2N

2

+6H

2

O

4NH

3+2O

2

—2N

2

+6H

2

O

在较低温度时，SCR催化还原反应应占主导地位，且随温度升高有利于Nox的还原。烟气温度控制在250oC-400oC范围内。但进一步提高反应温度，氧化反应变得更为重要，结果使得NHx脱除效率降低。

在非必要的情况下我们建议客户酌情选择是否使用脱硝辅助设备。

公司简介

哈尔滨天元大工科技发展有限公司坐落于美丽的冰城哈尔滨，居于人文科技气氛浓厚的哈尔滨工业大学科学园文化大厦，属高新技术企业，是专业从事工业企业粉尘、烟尘、废气污染治理技术设备研制开发和生产的股份制企业。

公司主要产品：喷漆房、喷漆室，烤漆房、烘干房、粉尘处理设备、烟尘处理设备，异味废气净化设备、喷漆废气处理设备、油烟净化设备、各种规格万向自衡臂、环保型全封闭半封闭工作间、环保型整体移动式封闭间等环保产品，特别在废气净化方面一定程度上填补了国内空白，在实用性、适用性上已达到国内领先水平。

在“技术+服务”的战略方针下，天元大工科技公司以自主核心技术为基础，充分吸收国内外先进技术精髓，在高新科技成果产业化和国外技术、设备国产化的进程中，紧密依托国家级的专业设计研究院、工大等高等院校的人才与技术优势，不断进行技术进步，完善提升产品性能，形成了公司独特的“实践积累、科技创新，滚动发展、行业领先”的发展模式。公司具有较强的设计开发能力，拥有机械设计、环境保护、通风工程、机电一体化等各项专业技术人员;公司拥有自己的加工实体，拥有各型专用设备和熟练技术人员、生产工人，从而可有效的提高生产能力，降低成本。公司有一支训练有素、稳定成熟的专业施工队伍，长期从事环保设备的安装与售后，为客户提供交钥匙工程，确保质量、工期。整套完善的服务系统，为用户解除后顾之忧。

公司实行权责明确、管理科学、激励和约束相结合的管理机制。人力资源是公司的最大资源，员工的劳动是利润的源泉。在公司上下倡行“讲学习，讲正气，讲团结”三讲操守理念，建立卓有成效的人才培训机制，为员工创造一个舒心、信心、恒心，创新的工作环境。

“诚信”是天元大工的品牌基石，“精品”是天元大工的工作标准，“一流”是天元大工的奋斗目标。“天元大工”始终以产业报国为己任，坚持“依靠一流的的技术和人才，通过一流的管理和服务，创造一流的工程和事业”的理念，迎接市场的挑战，“天元大工”愿与全国范围内众多合作伙伴一起，共同创造更加辉煌的明天。

总之，您在选择了天元大工的同时，您也选择了低投入，高品质以及完善的售后服务。我们天元大工将本着视顾客为上帝、以质量为生命的原则为您提供优良的服务。

公司优势和特长及售后服务

技术先进：设计院（校）是天元大工的合作伙伴，经常在一起进行技术交流，并参照国外先进技术，不断进行技术进步，完善提升产品性能，可以独立完成产品的设计、制造、安装、调试等交钥匙工程。

专业性强：公司专业于粉尘、烟尘、废气治理，工程项目的工艺设计、设备制作、安装和调试；现场安装与调试方面结累了丰富的技术和经验。

交货及时：小型除尘设备制作周期为二至四周，大型设备也能保证不超过八周即可交货。

售后服务：技术部在项目交接后每季度发函了解用户使用情况，征求用户对产品质量的使用和改进意见，发现问题及时提供服务，派人速到现场给予解决；

培训人员：工程项目根据用户要求，派技术人员提供现场技术服务，为用户代培操作和维修人员。

零件供应：长期优惠供应设备的零部件、易损件、配套外购件。