一、總論

    為了改善周圍居民生活環(huán)境和廠區(qū)的生活環(huán)境，響應(yīng)國家節(jié)能減排、國家環(huán)保總局、國家經(jīng)貿(mào)委、國家科委、環(huán)發(fā)[2002]26號〈關(guān)于《燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策》的通知〉的實施，不但有利于企業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，對改善周圍居民生活環(huán)境和廠區(qū)的生活環(huán)境更為有著重要的意義。

二、治理方案編制的依據(jù)和范圍

2.1設(shè)計依據(jù)

 2.1.1業(yè)主提供的基本參數(shù)

（1）適用鍋爐類型：6t/h鍋爐

.處理煙氣量：1467-21701m3/h

.燃煤含硫量：1%

.煙塵初始排放濃度：2000μg/m3

.SO2初始排放濃度：160μg/m3

.煙氣進除塵器溫度：180℃

.引風機參數(shù)： 流量15000m3/h  全壓9000Pa

2.1.2相關(guān)規(guī)范與標準

.《排污費征收標準管理方法》

.國家環(huán)保局、國家經(jīng)貿(mào)委、國家科委、環(huán)發(fā)[2002]26號〈關(guān)于《燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策》的通知〉

.《中華人民共和國大氣污染物排放標準》

.《多管除塵裝置》（HCRJ040-1999）

設(shè)計指標：除塵效率：≥98％；煙塵≤200mg/m3；脫硫率≥80％；SO2排放濃度≤500mg/m3 , 林格曼黑度≤1級 。

三、煙氣脫硫、除塵工藝的選擇

   根據(jù)2.0t/h鍋爐配置高效-旋流板脫硫除塵設(shè)備，采用雙堿法（FGD）對煙氣進行凈化。

雙堿法脫硫工藝

  本方案采用鈉堿工藝（鈉/鈣雙堿法），即使用溶解度大，對SO2親和力強，反應(yīng)產(chǎn)物不易結(jié)垢的堿液（如氫氧化鈉，碳酸鈉等）吸收煙氣中SO2 ,吸收二氧化硫的漿液在塔外混合池中用生石灰[Ca(OH)2]反應(yīng)再生成鈉基堿液。 

鈉鈣雙堿法比較石灰石法等其他脫硫工藝，具有以下特點：

   ·鈉堿吸收劑對SO2親和力強，吸收速度快，用較小的液氣比可獲得較高的脫硫效率。

  ·鈉基吸收劑溶解度很大，SO2 的吸收和泥漿的沉淀完全分開，塔內(nèi)和管內(nèi)液相為鈉基溶液，從而可以避免石灰法脫硫系統(tǒng)遇到的結(jié)垢問題。

  ·采用鈉堿吸收劑，可降低液氣比，減少動力消耗，從而降低運行費用。

  ·鈉堿在系統(tǒng)運行中循環(huán)利用，價格雖高，但損耗少，只需適量補充。再生劑石灰資源易得、價廉，總體運行費用低。

  ·用石灰中和反應(yīng)比用石灰石中和反應(yīng)更完全，同時大大提高了石灰的利用率。

  ·操作簡單方便，由于克服了結(jié)垢，系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運行。雙堿法脫硫機理可分為吸收反應(yīng)過程和再生過程。

吸收反應(yīng)過程：

    Na2CO3+SO2←→Na2SO3+CO2       (1)

    2NaOH+SO2←→Na2SO3+H2O       (2)

    Na2SO3+SO2+H2O←→ NaHSO3     (3)

  (1) 式為吸收啟動反應(yīng)式；

  (2)式為主要反應(yīng)(PH>10);當酸堿度降低到中性甚至酸性時，(5<PH<10),則按⑶三式反應(yīng)。

再生過程：

   2NaHSO3+Ca（OH）2←→Na2SO3 +CaSO3+2H2O     (4)

在石灰漿液中，中性的NaHSO3 很快和石灰反應(yīng)從而釋放出Na+，隨后生成的SO32-又繼續(xù)跟石灰反應(yīng)，反應(yīng)生成的CaSO3以半水化和物的形式沉淀下來，從而使Na+得到再生，吸收液恢復(fù)對SO2的吸收能力，并循環(huán)使用。

四、高效-旋硫板脫硫除塵設(shè)備技術(shù)特點 

   高效-旋流板脫硫除塵一體化設(shè)備處理鍋爐煙氣時，是集脫硫、除塵、脫水、除霧于一體，其基本原理是利用堿性液體使鍋爐煙氣中的粉塵粒子及二氧化硫在氣液兩相接觸的過程中被捕集、被吸收，并利用堿性液體在塔內(nèi)形成的液網(wǎng)、液膜或液滴，經(jīng)物理化學作用而去除煙氣中的粉塵。

除塵機理

  在濕法除塵設(shè)備中，煙氣中的粉塵粒子是在氣液兩相接觸的過程中被捕集的。其除塵機理涉及到氣液兩相間的接觸表面，捕塵體形成的流體力學及粉塵粒子在捕塵體上的沉降等，比較復(fù)雜。簡單的講，濕法除塵的機理主要是慣性碰撞和攔截作用。慣性碰撞主要取決于塵粒質(zhì)量及其與液體之間的相對運動速度，攔截作用主要取決于塵粒的大小。兩者之間都于液滴的大小有重要關(guān)系，一般液滴直徑小時，慣性碰撞和攔截作用都增強。旋流板塔的技術(shù)特點有效的強化了碰撞、攔截作用。

  鍋爐尾部煙氣排出后，進入初級除塵裝置，大顆粒煙塵被水加濕捕集下來，煙氣在此段降溫，使SO2易溶于水，除去部分SO2 ，煙氣再次進入旋流板塔，繞底部中心穩(wěn)流導(dǎo)向螺旋上升，當加速通過旋流板葉片時，利用煙氣自身產(chǎn)生的動能產(chǎn)生氣動旋流。煙氣的旋向由內(nèi)向外，產(chǎn)生強勁的上旋力與沖擊力，利用煙氣的高速氣流動力，將上部中心布水裝置噴射的洗滌液均勻的吹散，與旋流板上的高速氣體相撞擊、激烈攪拌，使洗滌液達到的霧化質(zhì)量，使煙氣與水達到的接觸面積。根據(jù)流體力學原理，流體中氣體、液體、固體三相之間由于慣性力不同，及存在相對運動，于是就產(chǎn)生固體塵粒大小顆粒之間，流體之間及液體不同直徑水滴間的相互碰撞、攔截，煙塵中出現(xiàn)大顆粒捕集小顆粒，分散度較小的較大顆粒粉塵顆粒被慣性力拋到液滴上而被捕集，粘附后的塵粒相互凝聚，塵粒的質(zhì)量隨之增大，旋流板的導(dǎo)向接力作用使旋轉(zhuǎn)運動加劇，在強大的加速離心力作用下，塵粒很容易從煙氣中分離出來甩向塔壁，從而將塵粒與氣體分離。在重力作用下經(jīng)塔壁上的導(dǎo)流槽流向塔底的水封池，進入排水溝，流入污水循環(huán)沉淀池。沉淀后的上清液進入下一個循環(huán)，從而形成閉路循環(huán)工藝流程。

  煙氣中的微細粉塵通過塔板后不可能全部被捕集，還有一定的塵粒逸出，當通過多級旋流塔板的凈化處理，微細粉塵逐漸凝聚，質(zhì)量不斷增大后被捕集、分離，從而達到除塵效果。

脫硫機理

物理吸收

  SO2吸收是其從氣相傳遞到液相的相間傳質(zhì)過程，可分為物理吸收和化學吸收兩種，因煙氣中的SO2是經(jīng)過一系列物理運動過程與吸收液進行化學反應(yīng)。而氣態(tài)二氧化硫與吸收液的接觸方法與接觸面積直接影響傳質(zhì)速率，只有當吸收液霧化后的表面積迅速擴大，氣液充分接觸才能完成傳質(zhì)過程。吸收液的霧化過程是在物理過程中進行的，中心噴射全方位覆蓋的吸收液在氣動旋流作用下，氣液在反應(yīng)區(qū)域中高速碰撞，液滴被迅速破碎、分散產(chǎn)生新的表面，霧化的表面積擴大上千倍，在短的時間內(nèi)達到氣液充分接觸，完成高效傳質(zhì)。

  由于主體設(shè)備筒體較高，在氣動旋流作用下，脫硫液在較大的筒體內(nèi)作相對運動，旋轉(zhuǎn)的次數(shù)增多，二氧化硫和堿液可以獲得充分的時間和足夠空間進行反應(yīng)。當高溫煙氣向液體傳熱，煙氣溫度被降低，在低溫條件下，更有利于二氧化硫被溶解吸收。

化學吸收

煙氣脫硫工藝的化學基礎(chǔ)主要利用二氧化硫的以下特征：

(1)酸性：SO2屬中等強度的酸性氧化物，可用堿性物質(zhì)吸收，生成穩(wěn)定 的鹽。

(2)與Ca等堿土族元素生成難溶物質(zhì)，如用鈣基化合物吸收，可生成溶解度很低的CaSO3·* 1/2H2O ,通過氧化可生成CaSO4·* 2H2O ,用鈉基化合物吸收，可生成溶解度很高的Na2SO3·* H2O 。

(3)SO2在水中有中等的溶解度，溶于水后生成H2SO3可氧化成穩(wěn)定

的H2SO4 。

(4)還原性：在與強氧化劑接觸或催化劑及氧氣存在時，SO2表現(xiàn)為還原性，自身被氧化成SO3 ,SO3是更強的酸性氣體，易于吸收劑吸收。

(5)氧化性：SO2除具有還原性外，還具有氧化性，當其與強還原劑

(H2S、CH4、CO)接觸時，SO2可被還原成元素硫。

煙氣凈化系統(tǒng)

   高效-旋流板脫硫除塵設(shè)備的是煙氣的凈化技術(shù)，我公司從多年實踐中，綜合了各種凈化裝置的優(yōu)勢，從設(shè)計、選材、制造等方面不斷改進、創(chuàng)新，針對各地區(qū)不同廠家的實際情況，設(shè)計出符合和滿足用戶要求的煙氣凈化系統(tǒng)。

  本方案在主塔內(nèi)設(shè)計整套煙氣凈化系統(tǒng)，有旋硫板裝置、脫水除霧裝置、沖洗裝置等組成。

  1、主塔內(nèi)設(shè)計旋硫板裝置，經(jīng)過初級凈化的煙氣旋轉(zhuǎn)上升，由于旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)計巧妙，旋流氣動裝置具有導(dǎo)向和接力作用，利用煙氣自身的動能產(chǎn)生氣動旋流，氣液兩相充分接觸，進行傳質(zhì)反應(yīng)，煙氣在塔內(nèi)經(jīng)過多級旋流裝置的脫硫除塵，可確保脫硫除塵效率達到技術(shù)要求。

  2、噴淋裝置：采用新型的氣液分配裝置，它有大口徑噴淋管構(gòu)成，安裝在氣動旋流塔的上部。它的特點是保證氣液分布均勻，360°全方位覆蓋，不留死角。即便于維護清理，又可以達到大流量供水，而且對水質(zhì)無嚴格要求，鍋爐沖灰、沖渣水，均能進入循環(huán)沉淀池沉淀后重復(fù)使用，降低運行成本，由于采用大口徑的噴淋供水裝置，設(shè)備磨損輕、無堵塞，因此故障少，操作維護簡單、效率高。

  3、脫水除霧裝置：在濕法煙氣脫硫除塵系統(tǒng)中，氣液間發(fā)生強烈的傳熱傳質(zhì)過程，絕大部分吸收液回到循環(huán)水系統(tǒng)，少量則被煙氣帶走，造成煙氣含濕量過高。因此能否有效的解決煙氣脫水問題十分重要，我公司根據(jù)氣水分離原理和長期經(jīng)驗總結(jié)，采取具有氣水分離有效措施、高效脫水除霧裝置。它是利用重力、慣性力、離心力等氣水分離原理設(shè)計，脫水效率高。在脫水裝置中心區(qū)安裝流線型導(dǎo)流柱，迫使中心氣體向塔壁運動，消除中心區(qū)渦流的形成，提高脫水除霧效果。在脫水裝置上安裝阻液環(huán)，它可以有效防止甩向塔壁的水再次被上升的氣流帶走。整套脫水除霧裝置都是有效降低煙氣含濕量的舉措，確保設(shè)備正常運行。

五、治理方案

5、1 塔體設(shè)計方案 

5、1、1 主要技術(shù)參數(shù)：

1、外筒體內(nèi)徑      φ1200

2、2硫除塵器總高度6.41m ;

3、處理煙氣量：12000m3/h

4、脫硫除塵器循環(huán)廢水量約15~25t/h ，進水ph≥10時。

5、除塵效率：≥99% ，煙塵≤150mg/m3 ;

6、脫硫效率：≥80% ，SO2排放濃度≤500mg/m3 ，林格曼黑度<1級。

7、設(shè)備阻力≤110mH2O 。

8、脫硫除塵器主塔內(nèi)配四套旋流板，配一套脫水板裝置，材質(zhì)：麻石。采用先進的旋流板技術(shù)大面積無噴嘴旋轉(zhuǎn)噴淋技術(shù)等優(yōu)點，除塵脫硫系統(tǒng)阻力小，無積灰堵塞現(xiàn)象，運行時引風機不帶水，使鍋爐正常燃燒，鍋爐煙氣經(jīng)處理后污染物排放濃度低于國家排放標準。

5.1.2技術(shù)要求：除塵器全部采用優(yōu)質(zhì)花崗巖材料，質(zhì)地均勻，不得有裂紋或不耐酸的風化石，SiO2含量＞80%，耐酸率＞98%吸水率≤1，抗壓強度≥150MPa，除塵器塔體內(nèi)部加工細平，外壁加工粗平。

5.2循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計在塔體近距離設(shè)置沉淀池、還原池、清水池等水循環(huán)系統(tǒng)，在地面設(shè)置進水系統(tǒng)開關(guān)，并裝有水壓表。反便調(diào)節(jié)近水開關(guān)。

5.3脫硫劑的制備和儲存

煙氣中SO2濃度的計算：燃煤量0.56t/h，含硫量為1%煙氣處理量按15000m3/h，經(jīng)計算后，煙氣的初始排放濃度：2000mg/m3，SO2初始排放濃度為1600mg/m3。

脫硫劑的制備：

脫硫劑為NaOH，再生脫硫劑為CaO。

根據(jù)參考數(shù)據(jù)，按第二頁式⑴、⑵、⑶化學反應(yīng)式計算，煙氣脫硫初次需投加NaOH的量24Kg/h。

按第二頁式⑶、⑷化學反應(yīng)式計算，再生NaOH需投放CaO的量為15Kg/h。

5.4關(guān)于阻力問題

脫硫除塵一體化設(shè)備，阻力增加小于1100Pa，一般情況下，鍋爐配套風機完夠滿足阻力要求。