石灰窑烟气半干法脱硫除尘工艺装置技术

石灰窑烟气

半干法脱硫除尘工艺装置

技术方案

一、总  述

1．工程概况：

项目名称：石灰生产线烟气脱硫除尘项目

项目性质：石灰生产线配套烟气除尘脱硫环保项目

2．治理的背景、治理的必要性：

本技术方案是针对石灰竖窑生产线当中的产生的烟尘及SO₂提出的除尘脱硫系统的设计、制造、安装及运行调试方案。结合石灰竖窑生产线的工艺特点和我公司的工程经验，从工艺技术、系统稳定运行、环保达标排放、投资成本及运行成本等各方面进行深入细致的论证，提出采用我公司半干法脱硫工艺，利用石灰粉作为脱硫剂，对烟尘进行治理净化，从而使烟尘真正做到达标排放。为此制定以下技术方案，供设计单位选型决策参考。

本技术方案采用2台竖窑为一个单元，进行除尘脱硫治理。

二、设计工况参数

设计参数：

三、脱硫装置设计技术指标

●锻造加热炉SO₂排放浓度≤100mg/Nm³，脱硫效率≥85%

●烟尘浓度≤30mg/Nm³，除尘效率≥98%

●林格曼黑度：1级

四、工艺流程

在除尘脱硫工艺先进、运行可靠和经济合理的原则下，为了最大限度的减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便，设计了此工艺流程。

石灰竖窑产生的混浊高温烟气首先进入脱硫塔，与吸收塔内喷淋层喷出的吸收液充分接触。使得烟气中二氧化硫气体与吸收液充分反应形成硫酸钙，从而用烟气中除去达到脱硫的效果，同时，吸收液的喷淋也能使高温烟气达到冷却的效果。其次从吸收塔内经脱硫降温后的烟气，被引入吸收塔后的袋式除尘器进行尽一步的脱硫与除尘。最后经前后两次除尘脱硫后的达标烟气再通过烟囱排入大气。

五、技术方案

本工程经国内外调研分析，结合老厂技术改造的具体情况，决定采用半干法烟气脱硫技术方案。

本方案以石灰石粉为脱硫剂累计脱硫率为85~90%。

半干法烟气脱硫工艺的加湿量严格控制在烟气露点30~50℃,约占饱和含湿量的50~60%;粉尘回收再干状态运行。

烟气脱硫控制原理如下。

第一步：吸收塔内深度深度吸收脱硫与除尘。

CaO + H2O →Ca(OH)2

Ca(OH)2 +SO2  →  CaSO3 + H2O

CaSO3 +0.5O2 →CaSO4

第二步：除尘器内深度吸收脱硫与（烟）粉尘回收除尘

六、技术计算

1.  吸收塔技术计算

设计参数:

工况烟气量                                           35000 m³/h

增湿塔入口烟气温度                              t₁=300℃

增湿塔出口烟气温度                              t₂=150℃

除尘器出口烟气温度                              t₃=150℃

烟尘初始浓度                                         3000 mg/Nm³

烟尘排放浓度                                         30 mg/Nm³

S02原始浓度                                          2000 mg/Nm³

S02排放浓度                                          不超过100      mg/Nm³

标况烟气量：

q0 = q_vt×273／（273+t）

=35000×273／(273+300)

=35000×0.47

=16675.39 m³/h

吸收塔直径：

D₀=（q_vt/2826/v）0.5=1.57m (v取5m/s)

取D₀=1.6m

吸收塔有效高度H₀=3 D₀=4.8m

进出管直径：D=(q_vt/2826/v)0.5=0.83m(v取18m/s)  取D=850mm

封头高度：H₁=0.25 D₀=0.4m

灰斗高度：基于半干法脱硫工艺特性，洗涤液全部汽化排出，按运行经验增湿塔内会有70%~80%粉尘沉降于灰斗，灰斗必须保有30~37°的倾斜角度。

H₂=0.5（D₀-d₀）tanα=1.22m 取H₂=1.20m

灰斗口标高H₃=1.5m

其他辅助尺寸H₄=4×0.3=1.2m

设备全高：H=4.8+0.25+1.2+1.5+1.2=8.95m取9m

外形尺寸φ1600mm×9000mm

除尘器技术计算

除尘器过滤面积计算

S_vt=q_vt/(60v)

根据粉尘类型取v=0.85m/min^-1

S_vt=35000/60/0.8=686.3m³

单袋过滤面积计算

滤袋选用玻璃纤维φ130×3000mm

S_fl=3.14dL=1.23m²

滤袋数量及排列组合方案

n=S_VT/S_FL=558条

按每只喷吹管10条滤袋计算，需要强力喷吹装置56个。按单室双侧设计，每侧设置喷吹装置28组，两侧共装滤袋560条。

校核；过滤面积=1.23×560=688.8m²

过滤速度：v=q/60S=0.85m/min

确定相关尺寸及外形尺寸

滤袋花板开孔直径取135mm

除尘器长度方向滤袋中心距取200mm

除尘器宽度方向滤袋中心距取200mm

长度方向边距取60mm

宽度方向边距取60mm

单侧除尘器长度A=27×200+60+60=5520mm

单侧除尘器宽度B=9×200+60+60=1920mm

除尘器总长度=5520mm

除尘器总宽度=3840mm

除尘器高度H=净气室高度+滤袋长度+安全距离+灰斗高度

净气室高度取500mm

滤袋长度3000mm

安全距离取400mm

灰斗高度

取堆料角度60°灰斗净高=5520/2×3^0。5=4780mm

灰斗安装安全距离取1200mm

灰斗高度=4780+1200=5980mm

除尘器总高度=500+3000+400+5980=9880mm,

除尘器外形尺寸为5.52m×1.92m×9.88m

决定附属设施规格及数量（略）

安全环保设施（略）

重大事故抢救预案（略）

七、技术经济指标

1)  吸收塔

烟气流量                          16675.39 m³/h（标况）

烟气温度

入口                               300℃

出口                               150℃

烟气湿度                              

入口                                0

出口                                80g/m³                                                              

烟尘质量浓度                          

入口                                3000 mg/Nm³

出口                                1500mg/Nm³

除尘效率                           50%

二氧化硫                                

入口                                2000 mg/Nm³

出口                                300 mg/Nm³

脱硫效率

洗涤液循环用量                            1.3t/h,Ca(OH)₂浓度暂以30%计配，洗涤液补充量按经验校核

技术规格：

型号                                 TLT1.6

标况流量                            16675.39 m³/h

设备阻力                            800Pa

筒体直径                             φ1600mm

筒体高度                              9000mm

外形尺寸                               φ1600mm×9000mm

设备数量                                1台

2)  长袋低压脉冲除尘器

型号                                         YLDM688

烟气流量                                16675.39 m³/h

设备阻力                                      1500pa

烟气温度                                 150℃

烟气湿度                                      80g/m3

烟尘质量浓度

入口                                        1500mg/Nm³

出口                                         100mg/Nm³

除尘效率                                        93.3%

滤袋材料                                 玻璃纤维

滤袋规格                                  φ130×3000mm

滤袋室数                                        1

滤袋数量                                        560m²

过滤面积                                        688.8m²

过滤速度                                        0.85m/min

外形尺寸                                        5.52m×1.92m×9.88m

3)  风机

系统风量                                        q=1.1×35000 m³/h=38500m³/h

系统阻力=除尘器阻力+脱硫塔阻力+管道阻力+石灰竖窑阻力

          =1500+800+200+3000=5500pa

八、工程施工周期

1、工程进度

石灰生产线烟气除尘脱硫装置项目总工期为合同签定起100天（日历日）。

合同生效后，拟设计划进度如下表（单位为10天）