某球团烟气SDA半干法脱硫技术方案（两机一塔）

某集团北营公司球团烟气脱硫总包工程 技术文件

某（1#、2#）2×75万吨/年球团 生产线烟气脱硫工程 （两机一塔） 方案设计

二○一四 年 十一 月

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目 录

1 总论 .......................................................................... 1

1.1工程概述 ............................................................................................................. 1 1.2工程范围 ............................................................................................................. 4 1.3 设计、设备制造、施工及验收标准和规范 .................................................... 5 1.4设计依据 ............................................................................................................. 5 1.5设计原则及指导思想 ......................................................................................... 5 1.6工程基本条件 ..................................................................................................... 6 1.6.1球团生产线球团生产线基本情况 .................................................................. 6 1.6.2 能源介质条件 ................................................................................................. 6

2 脱硫工艺 .................................................................. 9

2.1概述 ..................................................................................................................... 9 2.2脱硫工艺原理 ..................................................................................................... 9 2.3考核指标要求。 ............................................................................................... 10 2.4工艺系统描述 ................................................................................................... 10 2.5 系统控制简易性 ............................................................................................ 11 2.6 脱硫系统主要设备参数 ................................................................................ 11

3采暖及通风 ............................................................. 20

3.1 设计范围 .......................................................................................................... 20 3.2 设计内容 .......................................................................................................... 20

4 给排水及热力 ...................................................... 21

4.1 给排水 ............................................................................................................ 21 4.2热力 ................................................................................................................... 22

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5 供配电 .................................................................. 24

5.1 设计原则 ........................................................................................................ 24 5.2 设计内容 ........................................................................................................ 24 5.3 设计方案 ........................................................................................................ 24

6 仪表及控制系统 .................................................... 27

6.1 设计范围 ........................................................................................................ 27 6.2 设计方案 ........................................................................................................ 27

7 通讯 ........................................................................ 29

7.1 设计内容及范围 ............................................................................................ 29 7.2 电信系统 ........................................................................................................ 29 7.3 厂区消防与火灾报警 .................................................................................... 29

8 总图布置 ................................................................ 30

8.1竖向布置 ........................................................................................................... 30 8.2总平面布置 ....................................................................................................... 30 8.3道路与绿化 ....................................................................................................... 30 8.4 竖向布置和场区雨排水 ................................................................................ 30 8.5 运输 ................................................................................................................ 30

9 环境保护 ................................................................ 31

9.1 主要污染源、污染物及控制措施 .................................................................. 31 9.2 废气控制措施 .................................................................................................. 31 9.3 废水控制措施 .................................................................................................. 31 9.4 噪声控制措施 .................................................................................................. 31 9.5 固体废物的综合利用 ...................................................................................... 32

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9.6 厂区绿化 .......................................................................................................... 32

10 劳动安全与工业卫生 .......................................... 33

10.1 劳动安全 ........................................................................................................ 33 10.2 工业卫生 ........................................................................................................ 34

11 消防 ...................................................................... 37 12 节能措施 .............................................................. 38 13主要技术经济指标及运行成本 ........................... 39 14 主要设备清单 ...................................................... 41 15 附图 .................................................................... 50 16 投资估算表 ........................................................ 51

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1 总论

1.1工程概述

某北营公司现有2台75万吨/年球团生产线（1#、2#机），为严格执行环境保护政策，实现可持续发展，减少SO2（酸雨）污染，从源头上控制污染物的产生，现对2台球团生产线增设脱硫设施，实现减排SO2的目标要求。

为保证球团生产线烟气中主要污染物烟（粉）尘、SO2等稳定达标排放，在球团生产线主抽风机出口烟道至原烟囱间增设烟气脱硫装置。具体方案：2台球团生产线合建1套烟气脱硫除尘系统，脱硫除尘系统处理规模与2台球团生产线额定工况烟气量相匹配，脱硫除尘系统出口烟（粉）尘、SO2等污染物满足国家现行排放标准及业主的相关技术要求。

1) 脱硫工艺选择

首先根据国家环保部门最新颁布的烧结、球团烟气污染物排放标准，即将执行的球团烟气中SO2的排放要求为<100mg/Nm3，粉尘排放浓度为<30mg/Nm3。

根据上述烟气特性可知，新上脱硫工艺必须满足以下条件： ? 脱硫效率必须达到80%以上。 ? 脱硫系统出口含尘量<30mg/Nm3。

其次，北营公司有廉价、充足的石灰资源，可作为本工程的脱硫剂，所以脱硫工艺选定为钙基法脱硫。

目前比较成熟的钙基脱硫工艺中主要分为：石灰石-石膏湿法脱硫、旋转喷雾半干法（SDA）脱硫和循环流化床干法脱硫三种工艺。

第三，由于球团厂建设较早，建设时未预留烟气脱硫设施的场地，而且现有设施布置非常紧凑，脱硫设施的改造场地较小。

以上三种工艺中石灰石-石膏湿法脱硫工艺主要分为吸收塔、循环泵和氧化风机房、石灰石浆液制备设施、事故浆液池、废水坑、石膏脱水设施、废水处理设施以及主控楼等，整个系统较复杂，运行设备多，占地较大。

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旋转喷雾半干法（SDA）脱硫工艺主要为吸收塔、灰石浆液制备设施、脱硫灰循环系统，布袋除尘设施以及控制室，控制室布置在除尘设施底下，系统简单，运行设备少，加上布袋除尘占地面积与湿法相当。

循环流化床干法脱硫工艺主要为吸收塔、石灰粉添加系统、布袋除尘系统、喷水系统、脱硫灰循环系统以及控制室等。与SDA工艺相比，该方法脱硫灰循环倍率高，吸收塔出口含尘量大（一般达到100g/Nm3），这就导致布袋除尘系统负荷大，能耗和占地也较大，另外，吸收塔的采用文丘里流化床工艺，烟气阻力较大。所以该方法的工程占地和投资比上述两个方案都更大。

最后，与湿法脱硫相比半干法脱硫工艺有两个优势，一是系统不会产生脱硫废水，湿法脱硫废水中含有较高浓度的CL-，以及各种重金属等，无法直接排放。而且厂区内没有废水处理系统，厂区要实现污水零排放，系统必须新上一套废水处理系统。第二是湿法脱硫出口烟气温度一般只有30~50℃，系统排出的烟气在水露点和酸露点以下，烟气不仅会下脱硫雨还有较强的腐蚀性。半干法脱硫烟气温度在75~90℃，且经过布袋除尘后，脱硫出口烟气非常干净，无酸雨等问题。

综上所述，该工程脱硫工艺选定为旋转喷雾半干法（SDA），除尘采用离线清灰脉冲布袋除尘工艺。

SDA脱硫工艺是我公司08年引进丹麦Niro公司技术，在国内钢铁行业已有60多台套烧结及球团的烟气脱硫业绩。从单个脱硫工艺业绩来统计，SDA脱硫工艺是目前烧结、球团烟气脱硫业绩最多、规模最大的一个工艺（常州中天钢铁550m2烧结机全烟气脱硫，已投入运营3年多）。

2) SDA半干法脱硫技术主要优势：

? 适应性强。由于烧结、球团烟气系统负荷变化很大，其流量、温度及SO2等都会随时变化，SDA通过调节阀调节进入塔内脱硫剂浆液的喷浆量来适应烧结及球团工况的变化；

? 稳定性高。脱硫效率能稳定在95%以上。由于SDA是采用了湿法脱硫的机理，脱硫高效，整个系统又在干态下运行，系统不腐不堵，整个系统不需做防腐处理；

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? 没有烟雨。SDA烟气系统是在高于酸露点温度20度以上运行，系统又经过高效布袋除尘器的除尘过滤，不仅除尘效率高，而且对三氧化硫、HCL、HF等酸性物的脱除率接近100%；

? 无废水外排。脱硫过程没有废水产生，冲洗浆液系统所产生的污水全部返回浆液制备系统循环利用。不仅水耗低，而且对水质适应性强，可用低质量的水作为脱硫工艺水（如碱性废水），达到以废治废的目的；

? 对脱硫剂石灰品质没有太高的要求。沙钢、南钢等全部是利用石灰成品输送系统的除尘灰做脱硫剂，即节约了运行成本，又做到了废物利用；

? 系统简单。空塔结构，运行阻力低、操作维护方便，能耗、运行和维护成本低（SDA吸收塔的阻力小于800Pa）；

? 脱硫灰能有效利用。一是作为高炉水渣磨细系统成品直接添加外售（添加比例：1－5%。沙钢、南钢、中天等采用该方法），经济效益可观；二是直接作为水泥添加剂（重钢）；三是生产干拌砂浆的外加剂，有较好的经济效益（南钢、圣戈班项目采用该方法）。“干拌砂浆外加剂”符合国家产业政策，国家极其鼓励该产业发展。四是可做为蒸压免烧砖的原料。（济钢）

? 可以简单地增设活性碳喷射装置，有效去除二噁英、重金属等污染物。该工艺可根据整个系统的温度，可以将活性炭喷射系统布置于SDA脱硫塔的上游、中游（布袋除尘器前）。

? 可以方便地与脱硝装置衔接（如果未来环保要求提高，需要脱硝）： SDA系统可以方便地与脱硝装置衔接。

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1.2工程范围

为2台球团生产线增设1套烟气脱硫装置及配套设施。脱硫系统采用半干法（SDA）旋转喷雾干燥脱硫工艺。

本工程工艺方案采用两机一塔方案，即2台球团生产线2路排气系统对应一座脱硫塔、一套布袋除尘器、一台轴流增压风机、一座钢制烟囱、一套石灰浆液制备系统、一套脱硫灰循环浆液制备系统、相应的供配电、仪表控制、总图建筑结构和其他公辅设施。

主要包括以下几个部分： (1) 脱硫除尘系统

脱硫除尘系统是脱硫装置的核心。由旁路挡板、进口挡板、旋转喷雾脱硫塔、布袋除尘器、增压风机、烟道等组成。球团主抽风机后烟道引出的原烟气经挡板切换由烟道进入脱硫塔，原烟气与塔内经雾化的脱硫剂在脱硫塔内充分接触，迅速完成物理、化学反应（同时进行蒸发干燥与吸收SO2），达到脱除SO2的目的。

脱除SO2并干燥的含粉料烟气出脱硫塔进入布袋除尘器进行气固分离，实现脱硫灰收集及烟气出口颗粒物浓度达标排放。

经布袋除尘器处理的净烟气由增压风机增压，克服脱硫系统阻力，净烟气由新增钢制烟囱排入大气。

(2) 脱硫剂（石灰粉）贮存及浆液制备供给系统

采用甲方石灰车间生产的生石灰或成品窑除尘灰，用罐车送至脱硫现场的石灰粉仓内存放，由石灰粉仓、星型卸灰阀、称重给料机、消化罐、振动筛、浆液罐、浆液泵、浆液管道和阀门等组成。实现烟气脱硫所需的脱硫剂制备和供给。石灰浆液泵一用一备配置。

(3) 脱硫灰输送、循环及外排系统

布袋除尘器收集的脱硫灰采用机械输送方式，经除尘器灰斗下部星形卸灰阀卸至切出刮板输送机、集合刮板输送机、斗式提升机送至脱硫灰仓。脱硫灰仓下部设两路出灰，一路定期外排进行综合利用；一路供循环利用。同时考虑设紧急排灰口。外排灰采用吸引压送罐车外运，脱硫灰仓下部设吸引

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压送罐车接口。循环灰经计量提升送至循环灰混合罐制浆，供脱硫塔使用。混合罐制浆考虑抑制扬尘和充分混合的措施。

循环灰输送及制浆系统由刮板输送机、斗式提升机、脱硫灰仓、称重给料机、循环灰混合罐、循环灰浆液罐及循环灰浆液泵、循环灰浆液管道、阀门等组成。循环灰浆液泵一用一备配置。

（4）脱硫主控楼

本工程除尘器为钢筋混凝土框架架空布置，下部作电气室。脱硫装置的操作站设于除尘器下部的电气室内，脱硫装置同时在球团中控楼内各设置一套工作站可实施远程操作和监控。

（5）工程施工范围内地下介质管道、电缆及其他附属设施的移位改造恢复工作暂不考虑。

1.3 设计、设备制造、施工及验收标准和规范

所有设计文件、供货的材料和设备制造、施工及验收应符合国家相关的标准、规定、规范及法律要求。 1.4设计依据

----业主口头委托。

----有关设计规程、规定、标准、规范。 ----专业技术人员现场收集的资料。 ----业主提供的设计基础资料。 1.5设计原则及指导思想

贯彻“安全、可靠、经济、适用”的建设方针。

在技术可靠成熟的基础上采用新工艺、新方案，满足生产运行，检修维护要求，缩短施工工期，节省工程量、节能、节水，减人增效。

1) 充分利用球团厂现有设备，实现球团烟气脱硫投资和运行成本最优化。

2) 遵循先进、可靠、适用、成熟、安全的原则，优化工艺系统及设备选型，合理布局，使总图运输通畅。

3) 严格遵守国家对环保、安全、消防、卫生及各种规程、规范的要求。

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4) 工艺系统拟定及各专业的设备选型、配置，满足合同技术附件的要求。

1.6工程基本条件

某位于辽宁省某市。

1.6.1球团生产线球团生产线基本情况

表1.1 球团生产线运行工况参数

序号 一 1 2 3 4 5 6 7 二 1 2 3 4 5 6 7 项 目 球团生产线情况 球团生产线（套） 主抽风机台数（台） 烟道数 （个） 烟道尺寸（m×m） 烟囱数量（个） 年运行时间（小时） 产量（万吨/年） 烟气情况 球团生产线烟气量 （万m3/h） 主抽风机出口烟气温度（℃） 主抽风机出口烟气压力（Pa） O2 （Vol%） SO2 （mg/Nm3） 含尘量（mg/Nm3） 含湿量 （Vol%） 1x2 1x2 1x2 / 2 8000 2x75 2×56 120 ~500 17-19% 500 ≤100 4.5-6.6 1.6.2 能源介质条件

1） 工业水：工业水由厂区管网供给。工业水要求如下表： 序号 1 压力 表1.2 工业水及回用水参数 项 目 单位 工业水 MPa 0.3～0.4 回用水 0.3 6

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