电厂2×35 t/h+1×75 t/h锅炉超低排放改造设计方案实施前后对比

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1、项目概况

本项目为电厂2×35 t/h+1×75 t/h锅炉超低排放项目，项目建成后，锅炉烟气中烟尘最终排放浓度＜5 mg/Nm³，SO 2最终排放浓度＜35 mg/Nm³，NOx 最终排放浓度＜50 mg/Nm³，满足超低排放指标要求。 2、编制依据

（1）《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准； （2）《山东省火电厂大气污染物排放标准》（DB37/664-2013）； （3）山东省环保厅《关于加快推进燃煤机组（锅炉）超低排放的指导意见》（鲁环发[2015]98号）；

（4）国家有关法律、法规、方针及产业政策和投资政策； （5）建设单位提供的有关基础资料。 3、编制原则

（1）项目建设必须遵守国家各项政策、法规和法令，符合国家产业政策、投资方向及行业发展规划，贯彻相关的标准和规范。以满足环境保护和节能减排的社会效益为中心，兼顾投资成本和经济效益的合理性。

（2）严格按照建设项目的范围和内容要求进行编制，遵守基本建设程序。设计中注意节省投资，合理布置装置总图。在充分分析交通运输、原料供应、水源条件及电厂可依托设施等因素的基础上，充分利用电厂现有公用工程（水、电、汽）、已形成的交通运输等有利条件，合理选择装置总图布置，尽可能节省项目建设投资，最大限度地降低项目成本。

（3）采用的技术为国家产业政策积极推荐倡导的环保节能型、技术先进的工艺路线。在设计中按照“工艺技术成熟、装置可靠、经济运行合理”的基本原则，充分利用企业现有设施、少占用地、节约投资、合理利用资金。

（4）认真贯彻国家有关劳动安全、工业卫生和环境保护的法律法规，三废治理实现“三同时”，提高综合治理的水平；贯彻“安全第一、预防为主”的方针，保证项目投产后符合职业安全卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。

第二章 基础资料

1、锅炉技术参数

锅炉型式： 循环流化床锅炉 锅炉型号规格： 1#、2# YG-35/3.82-M13 3# TG-75/3.82-M3 额定蒸发量： 1#、2# 35t/h 3# 75t/h 锅炉出口烟气量：1#、2# 95000 m3/h 3# 180000 m3/h 电袋除尘器出口烟尘浓度： 20 mg/Nm3 烟气出口温度： 150℃ 2、锅炉燃料

（1）煤泥+洗矸+洗混，其中：煤泥占92% （2）燃料平均热值13800kJ/kg （3）煤泥含水量32% 3、引风机技术参数 （1）1#、2#引风机

（

4、脱硫脱硝除尘系统现状及基础数据

电厂每台锅炉设计一座电袋除尘器，除尘效率大于99.99%，出口烟尘可以控制在20 mg/Nm³；2010年投运氨法湿式炉外脱硫，采用浓度20%左右的氨水，喷淋氨水浓度5%左右，2×35t/h锅炉一座脱硫塔，1×75t/h锅炉一座脱硫塔，共两座。电厂原无脱硝系统。

SO 2初始排放浓度1100~1500 mg/Nm³，烟尘浓度（电袋除尘器出口）20 mg/Nm³，NO X 初始排放浓度220~260 mg/Nm³。

第三章 项目建设必要性

根据山东省环境保护厅等部门提出《关于加快推进燃煤机组（锅炉）超低排放的指导意见》，燃煤机组必须进行超低排放改造。燃煤机组进行超低排放改造后，主要大气污染物烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度在基准氧含量6%条件下，分别不高于5、35、50毫克/立方米。

通过对电厂现状的分析，电厂锅炉烟尘、SO 2、NO X 排放浓度不能满足超低排放环保标准，需对其除尘、脱硫、脱硝设施进行升级改造，提高效率，保证烟尘、SO 2、NO X 排放浓度控制在5、35、50mg/Nm3以内，实现各污染物达标排放。

因此，本报告提出，对除尘、脱硫、脱硝设施进行升级改造，提高效率，实现烟尘、SO 2、NO X 排放浓度达标排放。本项目符合环保新标准要求及循环经济和可持续发展战略，项目建设是必要的。

第四章 烟气脱硫方案

目前电厂锅炉采用氨法湿式炉外脱硫系统，采用浓度20%左右的氨水，喷淋氨水浓度5%左右。该方法脱硫效率可以达到要求，但氨法脱硫氨逃逸量大，设备腐蚀严重，已不能满足超低排放的要求，因此，需对脱硫系统进行改造。

改造方案拟拆除原有脱硫装置，在原有位置新建2座新型的脱硫塔，具体工程设想见第七章节。首先介绍我们公司研发的新型脱硫塔——喷淋散射塔。

本工程脱硫装置采用一种创新的新型塔型——喷淋散射塔，该塔型结合了传统喷淋塔和鼓泡塔的优点并加以改进，详述如下：

（1）喷淋散射塔工作原理

喷淋散射塔在结构上分为上、中、下三个部分。

塔上部为除雾室：主要由除雾器、冲洗系统和上升烟道出口等组成；塔中部为喷淋室和分配室：主要由浆液喷淋系统、冲洗系统、散射管进口等组成；塔下部为吸收反应室：主要由散射管、脉冲系统、曝气系统、浆液排出管、吸收液进管、溢流管、喷淋浆液排出管、上升烟道进口等组成。

锅炉烟气首先进入喷淋散射塔的喷淋室，通过浆液循环喷淋装置进行初步脱硫，然后烟气进入分配室，将烟气均匀地分配到多个烟气散射管内，散射管与塔下部连通，且插入塔下部的吸收液池中。烟气从散射管进入到吸收液中，吹起一层泡沫层，在此过程中完成了SO 2的深度吸收反应；脱硫后的烟气通过多根上升烟道进入除雾室；经清水喷淋层去除逃逸的盐雾，再经除雾器去除水分后，净烟气通过烟囱排入大气。

底部吸收反应室中的浆液吸收SO 2后生成SO 32-，经氧化风机充分氧化后生成二水石膏，当浆液pH 和密度达到一定数值时，由浆液排出泵将

浆液送至石膏脱水系统。同时为了防止底部浆液沉积，结垢，脱硫塔设置脉冲泵，通过脉冲系统对底部浆液进行扰动，达到防沉积结垢的目的。

（2）喷淋散射塔的除尘原理

喷淋散射塔不仅脱硫效率高，还具有深度除尘的功能，原因如下： 1）喷淋散射塔的一效除尘（喷淋除尘）

喷淋散射塔的一效除尘是在喷淋散射塔的中部进行，当喷淋浆液雾滴与烟气中的尘颗粒接触、撞击时，烟气中的细小烟尘将被雾滴捕捉或粘附，从而使细小的烟尘从烟气中分离出来；

引入喷淋散射塔的烟道内的烟气流速为：10～15 m/s，当烟气进入喷淋散射塔中部后速度极具下降，烟气均匀分布到多根散射管内时，速度又将提高。这种截面积扩大、变向、缩小等过程加剧了烟尘与浆液液滴的碰撞几率，完成一效除尘。

2）喷淋散射塔的二效除尘（水浴除尘和泡沫除尘）

喷淋散射塔的二效除尘是烟气通过喷淋散射管进入塔底部吸收液后，通过吸收液的水浴除尘作用除尘，同时，烟气鼓入底部吸收液后，将浆液吹起一层泡沫层，利用泡沫巨大的表面积，增加泡沫液和烟尘的接触面和附着力，增加烟尘与泡沫的接触机会，从而达到进一步降尘的目的。这一过程可捕捉到更低浓度的细小烟尘。

通过上述除尘作用，使得喷淋散射塔具有较高的深度除尘能力。 （3）喷淋散射塔的特点：

1）脱硫率高：喷淋散射塔是把喷淋塔和鼓泡塔两种脱硫工艺集中到一个塔体内，充分利用了喷淋塔低液气比时浆液利用率高、脱硫效率高的优点；同时利用了鼓泡塔吸收剂是连续相能深度脱硫的优点；通过对喷淋塔和鼓泡塔的有机结合，实现了高效节能深度脱硫的目的。

2）调节方便：当煤质变化、负荷变化、脱硫剂品级变化、国家对排

放标准要求变化时，喷淋散射塔都可以通过调节散射管的插入深度来调节烟气中SO 2的排放量。SO 2排放浓度可以在20～50 mg/m3之间任意调控，脱硫指标可控性非常强。

3）喷淋散射塔可以进行高效除尘，喷淋散射塔对大于10μm的粉尘去除效率＞99.5%；1～10μm的粉尘去除效率约90%；0.6～1μm的粉尘去除效率约82%。当进口烟尘浓度小于50 mg/m3时，喷淋散射塔的出口烟尘浓度可保证在20 mg/m3以下。同时，喷淋散射塔对重金属也有一定脱除效率，对汞脱硝效率约为46%。

以下是喷淋塔、鼓泡塔、喷淋散射塔主要参数对脱硫率影响的曲线图：

图一 喷淋塔液气比对脱硫率的影响

图二 鼓泡塔插入深度对脱硫率的影响

图三 喷淋散射塔综合效率图

通过以上三张图表，可以看出同样达到99%的脱硫效率，喷淋塔液气比需要选择22；鼓泡塔散射管插入深度20 cm；而喷淋散射塔喷淋部分液气比只需要3，散射管插入深度只需要12 cm。反映到实际运行中，喷淋散射塔比喷淋塔节约了2台循环水泵，比鼓泡塔节约了一部分引风机的压头。因此，运行中比喷淋塔节电30%左右，比鼓泡塔节电15%左右。

4）喷淋散射塔因结构的特点，可避免喷淋空塔因烟气与吸收液逆流

而容易产生烟囱雨的问题。

5）控制系统操作简单，自动化程度高，动力设备少，维护量小。 综上所述，本工程采用喷淋散射塔型作为脱硫系统的吸收装置。

第五章 烟气脱硝方案

1、低氮燃烧改造

本项目锅炉为循环流床锅炉，可以首先通过低氮燃烧改造，将锅炉出口NO x 排放浓度控制在＜150 mg/Nm³。

1.1氮氧化物的产生机理

在氮氧化物中，一氧化氮占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：

（1）热力型

燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(Zeldovich)反应式表示。

热力型氮氧化物生成机理

O 2+N ⇔2O +N O +N 2⇔NO +N

N +O 2⇔NO +O

在高温下总生成式为

N 2+O 2⇔2NO 1NO +O 2⇔NO 2 2

（2）瞬时反应型(快速型)

快速型NOx 是1971年Fenimore 通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，反应区附近会快速生成NOx 。

由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH 自由基可以和空气中氮气反应生成HCN 和N ，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60 ms。

（3）燃料型NOx

在生成燃料型NOx 过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N ，CN ，HCN 等中间产物基团，然后再氧化成NOx 。由于煤的燃烧过程

由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。

1.2脱氮技术原理

对于循环流化床锅炉来说，可以采用低氮燃烧技术来减少NOx 的生成机会。

1）燃料型NOx 是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx ，燃料中氮并非全部转变为NOx ，它存在一个转换率，降低此转换率，控制NOx 排放总量，可采取：

（1）减少燃烧的过量空气系数；

（2）控制燃料与空气的前期混合；

（3）提高入炉的局部燃料浓度。

2）热力型NOx ：是燃烧时空气中的N 2和O 2在高温下生成的NOx ，产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增加化学活性；然后是高的氧浓度，要减少热力型NO X 的生成，可采取：

（1）减少燃烧最高温度区域范围；

（2）降低锅炉燃烧的峰值温度；

（3）降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。

具体来说，就是在保证锅炉燃烧安全、稳定、经济的前提下，采取以下措施来减少氮氧化物的生成：

（1）低过量空气燃烧

使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以抑制NOx 的生成。这是一种最简单的降低NOx 排放的方法。一般可降低NOx 排放20%左右。但如炉内氧浓度过低，会增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，使锅炉燃烧效率下降。因此，在锅炉运行时，应选取最合理的过量空气系数。

（2）空气分级送入炉膛

基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成，采用倒三角的配风方式。

第一阶段：预燃阶段，将从一次风室供入炉膛的空气量减少(相当于理论空气量的80%)，使燃料先在缺氧、富燃料的燃烧条件下燃烧，此时密相区内过量空气系数α1的条件下完成全部燃烧过程。这一方法弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。在密相区内的过量空气系数越小，抑制NOx 的生成效果越好，但不完全燃烧产物越多，导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可能性越大。因此，为保证既能减少NOx 的排放，又保证锅炉燃烧的经济性和可靠性，必须正确组织空气分级燃烧过程。

1.3循环流化床低氮燃烧改造工艺

针对以上的具体分析，特别提出了以下低氮燃烧技改措施和基本原理性工艺要求。

（1）二次风的合理分级

降低一次风风量后，可适当增加二次风风量。原锅炉设有三层二次风入口风管，从燃烧需用氧量考虑，该种布置方式可以满足锅炉燃烧的需要；但由于原锅炉设计一次风量较大，二次风管道配置相对偏小，考虑到降低锅炉燃烧系统改造投资成本，基本维持原有的二次风管道分配；但需要增加二次风管径，在每个二次风管道上设置手动调节门，根据锅炉燃烧情况，调整调节门开度，达到二次风的最佳合理分配。为了更好

的进行分级配风，减少NOx 的生成，对二次风喷口位置全部重新布置。

另外，可以通过省煤器前氧量分布状况摸底试验来了解炉膛内部氧量分布不均匀的程度，以此来确认侧墙是否有必要增设二次风分级风。

除了考虑高度方向的分级，还要求对水平方向进行分级，以达到炉膛氧量分配均匀的目标。水平方向的二次风分级主要通过适当调整两侧和中间风管管径的办法来实现。

对于目前设计的传统二次风母管前后联络风箱，这部分风箱一般都需要适当扩大，以满足二次风特殊送风比例关系的要求，否则会影响静压风箱或者等压风箱二次风分配原理，不利于二次风取风点的均匀性。

（2）二次风入口端直管段的确定

为了形成良好的二次风进入炉内的射流喷射效果，保持基本射程而不被扩散，要求二次风入口端的直管段必须保证一定的长度。

（3）二次风喷口、射流水平角度和调节阀门的选择

为了不妨碍二次风形成直线型非扩散射流，采用直管段直接插入炉墙上的二次风喷口中。在选材时，与高温物料接触的这一段金属管件，必须选用耐磨抗高温金属材质。

为了增加二次风在炉膛内的穿透性，提高燃烧效率，适当减少二次风入炉射流的水平夹角。

（4）尾气再循环

在控制燃煤颗粒度的条件下，降低了锅炉一次风的使用量，同时为了有效减小锅炉一次风含氧量，又满足锅炉一次风流化风量需求，本方案设计从引风机出口挡板门后增设一台离心风机，将引风机出口烟气通过加压后，送入锅炉一次风机入口，充当锅炉一次风。以有效降低一次风含氧量，增加风量分配调节裕度。

2、脱硝方案选择

通过上述低氮燃烧改造，可将锅炉烟气中NO x 排放浓度控制在150 mg/Nm³以下，要达到超低排放≤50 mg/Nm³的指标，后续脱硝有以下两种方案可供选择：1、选择性催化还原法；2、选择性非催化还原法+臭氧氧化联合脱硝。

（1）选择性催化还原法(Selective Catalytic Reaction)，简称：SCR 法。SCR 烟气脱硝技术是目前国内外主流的烟气脱硝技术，它在高温（310～400℃）环境中，利用还原剂(氨水、液氨或尿素) ，通过催化剂的作用将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。化学反应式为：

催化 4NO + 4NH3 + O24N 2+ 6H2O

6NO 2 +8NH3 7N 2+ 12H2O

由于SCR 催化剂的最佳工作温度为：310～400℃，因此SCR 的脱硝反应器一般只能安装在锅炉的省煤器和空气预热器之间，且SCR 催化剂在高粉尘环境中运行容易造成催化剂失活，增加氨逃逸率和空气预热器的腐蚀，而更换催化剂又大大增加了运行费用，但SCR 脱硝的效率较高，可达80%以上。

（2）选择性非催化还原法 (Selective None Catalytic Reaction)简称：SNCR 法。SNCR 烟气脱硝技术是一种简易的脱硝技术，它在高温（900～1100℃）环境中，利用还原剂(氨水、液氨或尿素) 直接将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，而不需要催化剂和反应装置。化学反应式为：

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+ 6H2O

6NO +4NH3 → 5N2+ 6H2O

2NO 2 + 4NH3 + O2 → 3N2+ 6H2O

由于SNCR 脱硝技术的化学反应温度为：900～1100℃，因此其化学反应只能在锅炉炉膛内进行。SNCR 脱硝技术由于不需要反应器和催化剂，因此其相对的投资和运行费用较低，且占地面积小，但脱硝效率不

高，一般只有50%。

由于SNCR 脱硝效率一般只有50%，经过SNCR 脱硝后NO X 排放浓度可以达到70~80 mg/Nm³，要达到超低排放指标，需进一步脱硝。本项目拟采用氧化湿法脱硝。其基本脱硝原理为：通过添加强氧化剂将烟气中NO x 主要成分NO 氧化为N 2O 5或NO 2等易溶于水的气体，然后通过后续脱硫吸收剂吸收。强氧化剂可以选用臭氧。

SCR 脱硝法和SNCR+臭氧联合脱硝法比较表

基于上述比较可以看出，SCR 法脱硝效率高，但是其投资高、运行成本高，设备复杂，同时现场无改造空间。

本项目锅炉通过低氮燃烧后出口NO x 排放浓度为150 mg/Nm3，采用SNCR+臭氧联合脱硝完全能够满足项目要求，因此本项目采用SNCR+臭

氧联合脱硝法进行脱硝。

第六章 烟气除尘方案

本项目锅炉烟气经电袋除尘器，以及后续湿法脱硫（上述喷淋散射塔具有一定的深度除尘功能），烟尘排放浓度可以控制在10~20 mg/Nm³以下，要达到超低排放（＜5 mg/Nm³）的指标，需在脱硫装置后增加湿式静电除尘器。

湿式静电除雾器是通过高压直流电的作用，在电除尘器阳极与阴极间形成高压直流电场，电场驱动烟气内电荷微细粒子，使其加速沉降于沉淀管（阳极）表面，用以除去烟气中尘雾的高效除雾设备。将高压直流电引入除雾器内，使悬挂在器内的电晕极（阴极）不断发射出电子，把电极间部分气体形成正负离子，使分散在气体中的尘雾与带电离子相碰而荷电，在电场的作用下，带电的尘雾颗粒移向沉淀极内壁上，靠自重顺壁而下，落入电除雾器的下气室内，使烟气得到净化。湿式静电除雾器能较好捕集烟气中微米和亚微米级微粒，对气溶胶、SO 3、重金属离子等也有良好的脱除效果。

通过湿式静电除尘器，烟气中烟尘排放浓度可以达到超低排放指标（＜5 mg/Nm³）。

第七章 脱硫脱硝除尘工程设想

通过上述工艺方案比较选择，确定本项目锅炉烟气超低排放工艺为：石灰石-石膏喷淋散射塔脱硫系统；低氮燃烧+SNCR+臭氧联合脱硝；喷淋散射塔深度除尘+湿式静电除尘器除尘系统。

具体工程改造设想：

1、脱硫系统

本期工程采用的石灰石石膏喷淋散射塔脱硫工艺系统主要由脱硫塔系统、烟气系统、吸收剂制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、电气控制系统、辅助系统等组成。

1.1烟风系统

锅炉烟气经电袋除尘器除尘后，由引风机增压进入脱硫塔系统，本工程后续脱硫系统及湿电系统，阻力约增加3500 pa。目前，原有引风机提供的压力不能满足超低排放改造后的阻力要求，因此，需对锅炉的原有引风机进行更换，尽量利用原有引风机基础。

3台锅炉烟气通过新更换引风机后汇集到汇总烟道，通过汇总烟道进入脱硫塔，每台锅炉的引风机后都加设一个密封挡板门，确保某台锅炉不运行时，烟气不会串流。

（1）烟道

根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行烟道设计。

烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、雪载荷、地震荷载、灰尘积聚、内衬和保温重量等。烟道最小壁厚按6 mm设计，并考虑一定的腐蚀余量，烟道内烟气流速不超过15 m/s。

引风机出口至脱硫塔入口膨胀节为止全部采用碳钢制作，脱硫塔入口膨胀节后全部采用碳钢玻璃鳞片防腐保护。

烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方（低位）已设置清除粉尘的装置。另外，对于烟道中由于粉尘的聚集而附加的积灰荷重也已考虑。

（2）挡板门

引风机出口烟道设有烟道挡板门；挡板门的设置是为了满足脱硫运行的需要，同时也防止其中某台锅炉停运时其他锅炉烟气穿过引风机、除尘器倒流入锅炉房。

设计的挡板能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且没有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。

烟道挡板保护功能除由控制系统软逻辑实现外，另有硬逻辑联锁控制，以确保脱硫控制系统故障或断电、断气、断信号等任何异常情况下，炉膛至烟囱的通道畅通。

烟气挡板能够在最大的压差下操作，并且关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配，烟道挡板的结构设计和布置使挡板内的积灰减至最小。

挡板的操作灵活可靠而且方便，挡板有远程控制和尽可能在就地人工操作的电动操作执行器，所用挡板带有挡板位置指示器。

每个挡板的操作灵活方便和可靠。驱动挡板的电动执行机构可进行就地配电箱（控制箱）操作和FGD_DCS远方操作，挡板位置和开、关状态反馈进入FGD_DCS系统。

每个挡板全套包括框架、挡板本体、电动执行器，挡板密封系统及所必需的密封件和控制件等。

为使挡板从烟道内侧和外侧都容易接近，在每个挡板和其驱动装置附近设置平台，以便检修与维护挡板所有部件。

1.2吸收塔系统

（1）喷淋散射塔

本工程在原有脱硫塔位置新建两座喷淋散射塔，每座脱硫塔处理能力为2×75t/h锅炉烟气量，通过上述烟风系统，可以实现两座脱硫塔互为备用。拆除改造顺序：首先拆除南侧脱硫塔，在原位置新建1座喷淋散射塔，将2×35t/h锅炉+1×75t/h锅炉的烟气通过汇总钢烟道全部引入新建塔中；然后再拆除北侧脱硫塔，将汇总钢烟道另一端接入北侧脱硫塔中，汇总钢烟道两端加设密封挡板门，某一脱硫塔停运检修时，将密封挡板门关闭，使烟气全部从另一座脱硫塔排出，实现两座塔互为备用。

每座脱硫塔底部浆液区直径6.5m ，玻璃鳞片防腐，喷淋散射塔的原理及特点详见第五章中论述。烟气系统来的烟气经过喷淋、鼓泡净化，处理的烟气流经一级管式除雾器、两级屋脊除雾器，洁净的烟气从顶部直排烟囱排入大气。烟气离开除雾器携带水滴含量≤75 mg/Nm3。

吸收塔壳体设计时考虑能承受的荷载，包括吸收塔及作用在吸收塔上的设备和管道的自重、介质重、保温重，以及风载、雪载、地震荷载、作用于吸收塔本体的支架荷载等。吸收塔的支撑和加强件能充分防止塔体倾斜和晃动。

塔体的设计尽可能避免形成死角，同时采用脉冲泵来避免浆池中浆液沉淀。吸收塔底面设计能完全排空浆液。吸收塔上部设置了排空装置。

塔的整体设计方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等的设计不堆积污物和结垢，并设有通道以便于清洁。

吸收塔系统还包括有必需的就地和远方测量装置，有吸收塔液位、pH 值(塔体预留接口) 、温度、压力、除雾器压差等测量装置。

吸收塔烟道入口段有7°的坡度，为了防止烟气倒流，烟道入口处设有烟气均布板；为了防止固体物堆积，烟道入口处有局部冲洗装置定期

冲洗。吸收塔配有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，且设计合理，严密不漏，在附近设置有适当的走道或平台。

（2）脉冲系统

塔底设浆液脉冲泵，从喷淋散射塔塔底浆液区域的中部抽取浆液，经脉冲管道、脉冲喷嘴返回喷淋散射塔底部，在喷淋散射塔的底部形成射流、紊流防止塔内浆液沉淀。

（3）氧化风机系统

氧化风机提供足够的氧化空气，使吸收塔底部浆液中的亚硫酸钙充分转化成硫酸钙。在吸收塔内分布的氧化风管以及塔外高液位在2米以下的氧化风管材料采用耐磨耐腐蚀的2205双相钢制作，并设计有防止氧化空气喷枪出口处结垢的措施。氧化风机为罗茨型。

1.3浆液喷淋系统

喷淋散射塔的浆液循环喷淋系统作用是初步脱硫，在塔中仓的顶板上设一层浆液喷淋装置，两台循环泵。

浆液喷淋配管采用FRP 或耐腐蚀合金钢，其最高运行温度不低于180℃。浆液母管均匀分布浆液。所有喷嘴耐磨损、不易结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅。

循环泵为离心叶轮泵（无堵塞离心式），叶轮为全金属材质，适于输送介质的特性，并且适于高达50 g/L的氯离子浓度。配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备。循环泵进口设置阀门，方便水泵切换运行及检修维护。循环泵进口设置滤网。

1.4脱硫剂制备系统

本工程脱硫剂采用廉价易得的成品石灰石粉，厂区新增石灰石粉仓一座，由罐车将成品石灰石输送到厂区储存到石灰石粉仓内。石灰石粉通过仓底部落料管至制浆罐制成浆液，然后经浆液供给泵送至吸收塔。

石灰石粉仓下设2个制浆罐，设有浆液搅拌器使石灰石浆液混合均匀、防止沉淀、结垢。浆液供给泵安装2台，1用1备，将制备好的石灰石浆液输送进脱硫塔中进行反应。

1.5石膏脱水系统

浆液排出泵排出的含固量20%左右的石膏浆液首先进入水力旋流器进行一级脱水，底流进入真空脱水机进一步脱水，脱水后的含水量10%的石膏通过皮带机送至石膏储存间堆放。溢流液重力流至滤液罐，通过滤液泵返回脱硫塔。当溢流液中粉尘含量较高时，可将溢流液先输送至板框压滤机，除尘后滤液再返回脱硫塔，压滤的污泥定期外运。

副产物处置系统设2台水力旋流器，2套真空脱水机，1套板框式压滤机，1座滤液罐，2台滤液泵，统一布置在脱硫综合楼二层上。

1.6工艺（业）水系统

脱硫系统工艺水主要考虑石灰石制浆、喷淋散射塔浆池液位调整、吸收塔除雾器冲洗、脱硫场地冲洗等，工业水主要用于设备冷却水。脱硫系统总用水量约20 t/h，其中经常回收5 t/h，设一座工艺水箱，2台工艺水泵，1用1备；2台除雾器冲洗水泵，1用1备。

1.7辅助系统

（1）脱硫综合楼

本工程设一座脱硫综合楼，安放脱硫系统的配电设施、控制设施、脱硫系统的部分泵、罗茨风机等不适于露天安放的设备和防冻的设备，同时脱硫系统副产物处理的设备也安放在综合楼内。

厂区设一座脱硫综合楼，两层布置，一层布置配电室，风机房，石膏临时储存间；两层布置石膏脱水间，控制室等。

（2）事故溶液池

在喷淋散射塔需要检修或有故障时，为了减少吸收液的浪费，须将

塔内的吸收液排入事故溶液池中。当喷淋散射塔检修完成或故障解除后，通过事故溶液返回泵将吸收液送回塔内。

脱硫系统设一座事故溶液池，半地上式，2台事故溶液返回泵，1用1备。池内设搅拌器，防止浆液沉积。

（3）除尘系统

喷淋散射塔具有深度除尘的能力，吸收了烟尘的喷淋散射塔底部浆液，定期由滤液泵排入板框压滤机进行过滤，过滤后的清液返回脱硫塔内，泥饼定期装车外运。

1.8热工自动化水平和热工设备布置

为保证烟气脱硫除尘效果和烟气脱硫除尘设备的安全经济运行，将设置完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。其自动化水平将使运行人员无需现场人员的配合，在控制室内即可实现对烟气脱硫设备及其附属系统的启动、停止和正常运行工况的监视、控制和调整，以及异常和事故工况的报警、联锁和保护。

根据脱硫除尘系统的工艺特点和规模，锅炉的脱硫除尘系统采用一套DCS 控制系统进行控制，包括网络、控制站等。运行人员在综合楼的控制室内可通过控制系统的操作员站对整个脱硫除尘系统进行启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常和事故工况的处理。

本工程拟建独立的综合楼，综合楼二楼布置中控室，在中控室内布置有脱硫操作员站，在脱硫中控室布置机柜、电视监控系统、热工电动执行机构配电柜、热工仪表电源分配柜，工程师室内布置工程师站、打印机等。

2、低氮燃烧+SNCR+臭氧联合脱硝

2.1低氮燃烧

本项目从锅炉引风机后抽取一部分低温烟气直接送入炉内，与

一次风或二次风混合后送入炉内，这样不但可降低燃烧温度，而且也降低了氧气浓度，进而降低了NOx 的排放浓度。抽取温度较低的烟气，通过再循环风机将抽取的烟气送入空气烟气混合器，和空气混合后一起送入炉内，再循环烟气量与不采用烟气再循环时的烟气量之比，称为烟气再循环率。烟气再循环法降低NOx 排放的效果与燃料品种和烟气再循环有关。经验表明，烟气再循环率为15-20%时，锅炉的NOx 排放浓度可降低25%左右。NOx 的降低率随着烟气再循环率的增加而增加。而且与燃料种类和燃烧温度有关。

2.2SNCR 脱硝

SNCR 系统主要由还原剂储存和输送模块、稀释模块、计量混合模块及喷射和雾化风模块组成。

（1）氨水储存系统

氨水储存系统主要包括氨水储存罐、遮阴棚、卸氨泵、围堰、排污泵、氨水卸载缓冲罐、氨泄漏检测报警器、现场喷淋及洗眼系统、消防设施等。

（2）氨水输送系统

本项目拟配置6台氨水输送泵，每台锅炉2台，型式为多级离心泵，3用3备。氨水输送母管式设计并有三根支管分别分配到每台锅炉的计量分配模块。

（3）稀释水储存及输送系统

还原剂稀释水采用除盐水，稀释水罐及稀释水输送管道要设置保温层，水罐保温层厚度≥100mm，彩钢瓦厚度≥0.5mm，防止冬季结冰。通过稀释水泵，将16%-20%的氨水稀释为5%质量浓度的氨水，并保证良好的雾化效果以提高脱硝系统的脱硝率。

本项目拟配置6台稀释水输送泵，3用3备，采用立式多级离心泵，

通过稀释水变频器和背压阀调节稀释水的流量和压力。

（4）计量混合模块

一台炉一套计量混合模块，所有仪器仪表集中布置。每台炉所需的稀释水在与氨水混合前由流量计控制，每个喷射点均由流量计控制，确保分配均匀。还原剂混合液的压力由压力表监控。计量混合模块布置在喷射区附近。

（5）压缩空气系统

压缩空气气源由厂区现有的压缩空气站提供。

（6）喷射系统

喷枪材质不低于316L ，喷嘴材质SUS310/哈氏合金。调节给料

器的变频器，可以控制喷枪的流量。

喷枪上进口为快速接头连接，通过金属软管与物料管路连接。喷枪应有足够的冷却保护措施以使其能承受反应温度窗口区域的最高温度，而不产生任何损坏，且在喷枪停用或者故障时能够在系统设定的连锁控制下自动退出避免高温条件下损坏喷枪。

2.3臭氧氧化脱硝

臭氧系统由臭氧发生器，控制系统、冷却水系统、检测仪器仪表等组成。氧气经露点检测后分别进入臭氧发生器、精密过滤器过滤、减压稳压后进入臭氧发生室。在臭氧发生室内，部分氧气通过中频高压放电变成臭氧，产品气体经温度、压力、流量监测调节后由臭氧出气口产出。臭氧发生室上设有臭氧取气口，通过在臭氧发生器配备的臭氧浓度检测仪在线监控臭氧发生器的出气浓度，通过控制系统计算出臭氧产量。

臭氧发生器的进气管道上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启，以保证系统工作安全。臭氧车间安装臭氧泄漏报警仪及

氧气泄漏报警仪，监测设备间内环境中臭氧及氧气泄露超标时报警。

臭氧发生器采用国际先进的中频放电技术，内部设有CPU 核心控制，设计了软启动及软卸载功能，并可平滑调节臭氧发生器的投加功率，以达到10%-100%调节臭氧产量，臭氧发生器内的放电管留有10%的余量。每台发生器的臭氧反应槽使用316L 不锈钢材料制造，符合环保臭氧发生器相关标准。

根据氧化脱硝系统的工艺特点及规模，控制系统采用分散控制、集中监视和操作的设置原则。

设置脱硝独立PLC 控制系统，在臭氧设备附近电子设备间布置脱硝PLC 控制机柜，将原料气源系统的仪表和臭氧制备系统控制纳入脱硝PLC 控制系统。通过操作员站对臭氧制备区设备进行监控。PLC 系统预留与主机通讯端口。采取EMES4-20 mA信号反馈到臭氧主机PLC 系统，根据NOx 的值实现自动粗调；以满足各种运行工况的要求，确保脱硝系统安全、高效运行。

3、湿式静电除尘器

湿式静电除尘器布置在脱硫塔上部。湿式静电除尘器包括进风口及气流分布板、阳极装置、阴极装置、冲洗水系统、电控系统等。

（1）进风口及气流分布板

根据气流分布模拟实验的结果，在进口喇叭口设置气流均布装置，采用多孔板形式，模拟计算多孔板的开孔率、多孔板的层数、多孔板的距离等结构参数，使其达到最好均流效果。

（2）阳极装置

采用压型沟槽型极板，该极板上水膜分部均匀，同极间距为300 mm 时，可以获得最佳电气运行参数，可以有效的保证长期运行效果。极板材质选用2205双相不锈钢材料，极板厚度1.2 mm，在合理的喷

淋清灰设计条件下，可有效的防止结垢腐蚀等问题。

阳极板采用上部吊挂、下部限位的固定方式。

（3）阴极装置

阴极框架采用两片大框架和上、下框架构成整体笼状构架形式，结构稳定可靠。悬挂极线的横杆间隔可保证在300 mm±1 mm范围内，现场安装方便、准确。阴极线采用2205双相不锈钢芒刺线，其优点是起晕电压低，电流密度大，分布均匀、刚度好，不易断线并能有效提高除尘效率。阴极吊挂装置，将阴极系统悬挂于电场内。

（4）加热装置

阴极吊挂保温箱内都增加了热风吹扫，确保了绝缘件不易损坏，有效的保证使用寿命。

（5）冲洗水系统

湿电极板清灰采用工艺水冲洗，冲洗水水质同脱硫工艺水。本工程设置2台冲洗泵及1台工艺水箱。

（6）电气仪控

湿式静电除尘器配置一台高频电源。高频高压电源发生装置能独立控制、运行，高频高压电源发生装置的运行状态（运行参数设置、显示、故障状态）均能在上位机集中控制和显示。湿式静电除尘器控制由脱硫控制系统统一控制。湿电系统仪表主要有：工艺水箱液位（带远传磁翻板液位计1支）、冲洗水泵出口压力表2支、冲洗水母管压力变送器1支、冲洗水母管电磁流量计1台、除尘器进出口压力变送器2支。

4、直排烟囱

脱硫除尘后的烟气温度低，腐蚀性大，原有混凝土烟囱需重新做防腐，工程量大，投资高，且防腐材料需定期更换。目前，针对

脱硫后低温烟气，可采用全玻璃钢直排烟囱，外设镀锌钢框架支撑，工程投资低，且玻璃钢耐腐蚀性强，维护量小，国内已有大量工程实例，运行效果良好。