蒸汽锅炉的选型与烟气脱硫.docVIP

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蒸汽锅炉的选型与烟气脱硫 蒸汽锅炉的选型 目前大吨位的蒸汽锅炉基本上是两大型式:一是煤粉炉,二是循环硫化床,煤粉炉先于硫化床炉。以上两种型式的锅炉普遍应用于火电厂和大型化工企业。 硫化床相对于煤粉炉运行时间较短,故障率较高,炉内设备磨损较大,热效率一般为88 %,比煤粉炉低2~3个百分点。年度检修工作量较大,它的优点是炉内参烧石灰石工艺简单,投资较煤粉炉少。 以蒸汽为主要动力的大型化工装置,蒸汽锅炉安全长周期运行是十分重要的,如果故障较多就相当电网电压波动一样,对装置的正常运行影响很大,严重时会造成系统停车。 氨法烟气脱硫与经济效益 由于国家加大了环境保护力度及企业SO2排放总量和烟气中SO2含量有严格控制,近几年来氨法烟气脱硫发展很快,氨法脱硫属于循环经济,列入了“十五”计划“863”科研推广项目。目前国内投产和在建项目大约有30余家。 为什么氨法烟气脱硫几年来会很快兴起,主要是脱硫效率高,可达到95%以上,甚至达到99%,脱硫的副产品硫酸铵可以做农用化肥,做到了变废为宝,装置零排放,。当煤中硫含量在0.8%~1%时,脱硫装置可以自负盈亏。 硫化床参烧石灰石脱硫,当Ca/S比2.5时,实际脱硫效率约为85%左右,烟气中SO2含量较高。石灰石在脱硫时还要放出二氧化碳气体,也对环境不利。 经计算:当煤中S为1.2%,Ca/S=2.5时,每小时500吨的硫化床锅炉需要加石灰石7.55吨,年按8000小时计算,需加石灰石60417吨,目前每吨石灰石粉到厂价300元,年费用为1812.51万元。 采用氨法脱硫可生产硫酸铵27000吨/a,按一吨SO2耗氨0.55吨,年耗氨为7656吨。(理论上:0.535t)每吨氨价格按2500元计,费用为1914万元/ a,每吨硫酸铵耗蒸汽0.9吨,每吨蒸汽120元,费用为291万元/ a,每吨硫酸铵耗电约240KWh,每度电价0.45元,费用为290万元/ a,软水、冷却水及人工费用约95万元/ a,合计年总费用2590万元。硫酸铵售价1150元/ t,年收入3105万元,年盈利515万元,如果氨回收设备折旧费按8%计算,年费用为350万元,仍有165万元盈余,采用煤粉炉每年可节省石灰石费用1812万元,再加煤粉炉热效率高于硫化床2%,年可节煤11832吨,每吨煤到厂价480元,年可省费用567.9万元,总计年盈利2544.9万元。 氨法脱硫投资大约为4000万元左右,二年便可收回投资。 氨法烟气脱硫工艺 1、工艺流程简述 来自锅炉的烟气经除尘后进入副塔降温增湿,使烟气温度从≤150℃下降到60~70℃,然后进入主脱硫塔,在脱硫塔中与循环液、稀氨水逆向接触吸收,从而达到脱SO2的目的,出塔烟气中的氨≤15ppm(最低6ppm),SO2脱除效率达95%以上(当蒸汽量500t/h、煤中S:1.2%、烟气中SO2:2800 mg/Nm3) 从主脱硫塔引出的硫酸铵不饱和溶液用泵打入副塔进一步吸收SO2气体,接近饱和状态下的液体用泵打入蒸发结晶器浓缩、分离、干燥,最终生产出硫酸铵。 2、脱硫原理 氨水与SO2气体在脱硫中发生以下反应: NH4OH+ SO2=NH4HSO3 (1) NH4HSO3+ NH3=(NH4)2SO3 (2) (NH4)2SO3 + SO2+H2O=2 NH4HSO3 亚硫酸铵对SO2有更好的吸收能力,是主要吸收剂,氨法实质上是以循环的(NH4)2SO3、 NH4HSO3水溶液吸收SO2的过程,随着亚硫酸氢铵的比例的增大,吸收能力降低,须补充氨水将亚硫酸氢铵转化成亚硫酸铵,亚硫酸铵与空气进行氧化生成硫酸铵,反应式如下: (NH4)2SO3 + 1/2O2= (NH4)2SO4 (3) 氧化可以在塔内进行,也可在塔外进行。 3、主要工艺指标   烟气中尘含量≤50 mg/Nm3 烟气进装置温度 ≤150℃  出塔烟气中NH3≤15 ppm 出塔烟温度 60℃~65℃ 装置进出口压力差 ≤1500Pa 脱硫效率 95%以上 4、装置防腐 氨法烟气脱硫装置防腐十分重要,目前国内防腐采用的材料为玻璃钢挂鳞片,混凝土内衬PPH。前几年由于设计施工方面存在不足,采用鳞片防腐出现比较严重的腐蚀,由于在设计施工方面不断完善,烟气氨法脱硫仍然发展很快,如湖北化肥厂、解放军化肥厂一期氨法脱硫都出现了腐蚀,但是仍然在建设二期氨法脱硫。 美国北达科他州大平原30万千瓦机烟气氨法脱硫,1996年投产,至今运行正常,年产硫酸铵15万吨,烟气中氨流失≤10 ppm,SO2脱除率95.26% 初步结论 1、以蒸汽为主要动力的大型煤化工装置宜采用煤粉生产,以保证生产的长周期和稳定性。

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