水泥公司烟气脱硫工程介绍

1、枣庄山水水泥有限公司窑尾烟气脱硫工程技术方案南京西普环保科技有限公司二O一五年十一月目 录一、 概述枣庄山水水泥有限公司位于山东省枣庄市，公司现有一条3000t/d新型干法水泥生产线，目前窑尾烟气SO2排放浓度500mg/m3，水泥厂大气污染物排放标准（GB4915-2013）中要求窑尾烟气SO2排放浓度小于100mg/m3。厂内生料磨正常运行时，在生料内添加电石渣，可有效将SO2降至50mg/m3以下，生料磨停止运行后SO2气体浓度会急剧上升，严重超过排放标准。为保证烟气排放浓度达标，生料磨就需要连续运行，根据生料库库位平衡的需要，此时生料磨的喂料量降低，无法满负荷运行，造成吨生料粉磨耗电量大幅增加。因此急需通过其他更加经济、稳定的工艺对窑炉尾气治理，达到国家排放标准。本项目厂区内另建有一套SNCR烟气脱硝系统，利用氨水作为还原剂，在分解炉高温区域内氨和氮氧化物反应，将氮氧化物降至400mg/m3以下。本工程拟采用高温氨法脱硫，通过氨水和SO2反应，生成硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵等硫酸根化合物，达到去除烟气中的SO2，喷射位置位于C2/C3烟气出口管道。氨水的卸载和储存单

2、元可以利用原有SNCR脱硝系统的设备，采用一体化的集成设备，不需要增加土建工程，安装简单方便，无需停窑，仅需脱硝系统短暂停机，将氨水接入脱硫集成设备内，不会造成氮氧化物超标，电气控制系统并入原有脱硝系统内，统一管理。二、项目设计参数、设计基本参数以下设计参数根据水泥生产线检测仪表记录而来，其他工艺参数设计时考虑严格于现有的工艺参数。单台锅炉烟气参数项目单位设计参数烟气量m3/h400000脱硫前在线检测SO2排放浓度mg/Nm3500脱硫后在线检测SO2排放浓度mg/Nm3100备注：上述表中对应的烟气参数取自窑尾在线分析仪。、物料介质主要参数（1）脱硫剂：20%氨水（2）电源动力电源：三相五线制 380 V/ 220 V，50Hz事故电源：直流 220 V控制电源：直流 220 V或交流 220 V（3）压缩空气压力： 温度：常温三、设计规范与标准、概述本项目为枣庄山水水泥有限公司3000t/d新型干法水泥生产线烟气脱硫工程，具体设计参数详见上述表格。本工程采用高温氨法脱硫工艺，脱硫剂采用20%浓度的氨水溶液。脱硫系统运行方式为连续运行，该系统具有很高的可靠性和可用率，不会因为该系统

3、的故障而导致水泥生产线停机。我方提供安全可靠、技术先进、运行经济的，且能满足环境保护要求的脱硫系统。、规程与标准脱硫装置的设计、制造、安装、调试、试运行等应符合相关的中国规范及标准。 脱硫系统的设计、供货、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等应符合相关的中国法律及规范。对于标准的采用应符合下述原则：GB49152004 水泥厂大气污染物排放标准HJ 2001-2010 火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法GB20801-2006 压力管道规范工业管道GB5003492 工业企业照明设计标准GB5004096 动力机器基础设计规范GB17055-1997 工业企业设计卫生标准GBJ54-83 低压配电装置规范GBJ55-83 工业及民用通用设备电力装置设计规范GB30951996 环境空气质量标准GA/T7594 安全防范工程程序与要求GB5005295 供配电系统设计规范GB5005495 低压配电设计规范GB5005593 通用用电设备配电设计规范GB5005892 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范DL/T6201997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T51372001

4、电测量及电能计量装置设计技术规程GB75587 旋转电机基本技术要求GB99781 电机结构及安装型式代号GB197180 电机线端标志与旋转方向85 电机外壳分级GB103285 三相异步电机试验方法EIA RS232C 数据终端设备与使用串行二进制数据进行EIA RS485数据终端设备与使用串行二进制数据进行IEC 国际电工学会TCP/IP 网络通讯协议工程中的工作语言为中文，所有的文件、图纸均用中文进行编写。 上述标准中不包含的部分采用技术来源国标准或国际通用标准，由我方提供，业主确认；如上述标准均不适用，由业主和我方讨论并确定；上述标准有矛盾时，按较高标准执行。、设计目标（1）脱硫项目采用先进、成熟、可靠的脱硫技术，布局合理、装备优良、运行经济，维护方便。（2）在窑炉任何生产负荷范围内，以氨水为脱硫剂作为考核标准，废气中SO2排放浓度不高于100mg/Nm3（氧含量10%，干基）。（3）脱硫系统设备管路密封良好，无泄漏。（4）脱硫装置的调试、启停和运行应不影响水泥生产线的正常运行。（5）车间布置留有足够的通道，包括施工、检修需要的吊装及运输通道。（6）脱硫效率以及SO2的排放达

5、到环保部门规定要求，同时不影响水泥生产线的正常生产。、性能保证在水泥窑炉上新建脱硫系统，其目的是为了确保锅炉烟气中SO2的排放浓度在生产的任何情况低于国家环保局要求的排放浓度。性能保证指标项 目性能保证处理前SO2基础浓度mg/Nm3（标况、干态、10%O2）500脱硫处理后SO2控制浓度 mg/Nm3（标况、干态、10%O2）100脱硫系统物耗表压缩空气总量Nm3/min（氨水喷射时）氨水耗量kg/h（20%的氨水）338表格中计算数值为高温氨法脱硫系统连续运行，SO2 按最大值500mg/Nm3降至100 mg/Nm3的氨水（20%）理论耗量，实际使用过程中氨水耗量应小于计算值。四、脱硫工艺介绍、工艺系统说明4.1.1、SO2的产生及排放过程水泥窑系统中的硫是由原料和燃料带入的。原料中的硫以有机硫化物、硫化物（简单硫化物或者复硫化物如硫铁矿）或者硫酸盐的形式存在，单质硫可以忽略不计。原料中存在的硫酸盐在预热器系统通常不会形成SO2 气体，大体上都会进入窑系统。其中一部分硫酸盐会在窑内高温带发生分解，生成的SO2 气体随窑气向窑尾运动，在到达最低两级预热器等温度较低区域时，冷凝在温度

6、较低的生料上，并随生料沉集一起进入窑内，形成一个在预热器和窑之间的循环，而未分解的硫酸盐则会随着熟料离开窑系统。原料中以其他形式存在的硫（主要以硫化物形式存在），则会在300600被氧化生成SO2气体，主要发生在五（四）级预热器的第二级旋风筒或者六级预热器的第三级旋风筒。在预分解窑系统内，燃料由窑头和分解炉喂入。分解炉燃料燃烧生成的SO2会被分解炉存在的大量活性CaO吸收，生成的CaSO4随物料经最低级旋风筒由窑尾烟室进入窑内。窑头喂入的燃料产生的SO2气体会和硫酸盐在窑内高温带分解产生的SO2气体经历类似的历程。原料中的硫氧化产生的SO2在通过上级旋风筒时会被部分吸收，其余则随废气一道从预热器排出。如果废气用于烘干原料，则SO2在原料磨中进一步被吸收。在温度低于600的情况下，CaCO3对SO2的吸收效率要远低于CaO。上面两级预热器中CaCO3分解率极低，且仅有少量CaO被烟气从高温部分带上去，因此吸收效率很低。再加上此时湿度较低以及排放前的停留时间较短，SO2排放浓度可能很高。如果存在有机硫化物，其氧化行为与硫铁矿接近。总之，新型干法水泥生产过程中的SO2排放与燃料带入的硫和硫酸

7、盐在预热器和窑之间的循环关系不大，而与原料中硫化物的量密切相关。4.1.2、脱硫工艺基本原理目前水泥厂可以采用的脱硫技术主要包括干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫工艺包括反应剂喷注法、热生料喷注法等，半干法脱硫主要是喷雾干燥脱硫法，湿法脱硫包括氨法脱硫、双碱法脱硫、石灰石石膏法等脱硫工艺。反应剂喷注法是指将熟石灰喷入预热器系统适当位置，利用熟石灰与SO2反应，生成亚硫酸钙，随物料进入窑系统，此后经历的过程与原料、燃料中带有的硫类似，在窑系统内部循环，未分解的硫酸钙排除窑系统，达到脱出SO2的目的。基于SO2的产生位置，脱硫剂的喷射位置一般位于C2/C3烟气出口管道上。热生料喷注法是将已分解的生料喂入预热器系统适当位置。已分解的生料中含有大量的CaO，CaO可以与SO2反应生成硫酸钙。喷射的位置同样位于C2/C3的烟气出口管道。喷雾干燥脱硫法是一种湿法与干法相结合的脱硫工艺，将消化后的石灰石浆液喷入吸收塔，雾化后的小液滴中含有大量Ca(OH)2颗粒，烟气中的SO2会溶于溶液中反应被吸收。一般利用水泥厂的增湿塔作为吸收塔，未反应的Ca(OH)2随着烟气进入尾部收尘后排出，生成的含硫化

8、合物随窑灰进入生料磨。氨法脱硫目前广泛应用于电厂脱硫系统内，是一种高效、低成本的湿法脱硫工艺，脱硫效率可达95%以上。该工艺利用氨水吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵，在富氧条件下亚硫酸铵会被氧化成硫酸铵，从而脱除烟气中的SO2。喷射位置同样位于C2/C3烟气出口管道。该工艺在水泥厂具有很高的应用价值，水泥厂一般都建有SNCR脱硝系统，利用SNCR脱硝系统的氨水作为脱硫剂，可减少一次投资成本，运行管理方便。双碱法脱硫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，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺应用在水泥厂脱硫时需要建设脱硫塔，一次投资成本较大。石灰石石膏法主要应用于火电厂的烟气脱硫工程，采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产

9、物为石膏。一次投资成本过大，占地面积高，运行成本高，系统管理复杂，该工艺并不适用于水泥厂脱硫系统中。综上分析，本项目厂区内同时设有SNCR 脱硝系统，SNCR 脱硝系统利用氨水作为脱硫剂，为了降低成本，同时又能达到脱硫的效果，本项目采用氨法脱硫。利用氨水作为脱硫剂，喷入烟气系统内，使氨和SO2 反应，达到脱硫的目的，一般喷射位置选择C2/C3 烟气出口。脱硫反应脱硫效率的主要影响因素有氨硫比、温度、脱硫剂与烟气混合程度等因素。氨水在适合的喷射位置均匀的分配在烟气中，根据不同喷射形式和喷射系统任务，氨水液滴将被均匀的分布在反应区域的截面上。脱硫反应氨硫比一般控制在左右，喷氨量过大会导致较大的氨逃逸，对除尘设备造成一定腐蚀。选择合理的喷射位置，合适的喷氨量，将不会对后续处理设备造成影响。因此选取合适的的喷枪，合理的喷射角度及喷射距离就显得尤为重要。、氨法脱硫系统主要设备氨法脱硫装置整套工艺是全机械化和自动运行的，主要包括4个分系统：1）氨水卸载、储存系统2）集成系统3）喷射与监测系统4）工艺的管理和控制系统4.2.1、氨水卸载、储存系统氨水运输和储存需要特别的安全措施，槽车上的氨水经卸氨泵储存在储罐中，储存在立式的304不锈钢储罐中。为了防止由于过热引起的氨蒸汽的释放，储罐体以及其辅助设施采取遮阳防雨措施

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