某钢厂脱硫系统智能化超低排放改造设计

目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.1.1 选题背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 NOx的特性、来源和危害 2
1.2.1 NOx的特性 2
1.2.2 NOx的来源 2
1.2.3 NOx的危害 3
1.2.4 燃煤电站NOX的产生 4
1.3 环保政策法规 4
1.4 NOX污染的治理 5
1.4.1 我国燃煤NOx排放现状 5
1.4.2 常规处理 6
第二章 工艺设计及计算 7
2.1 项目执行标准 7
2.2 原始参数 7
2.3物料平衡核算 7
2.3.1吸收塔的物料平衡 7
2.3.2石膏处理系统的物料平衡 8
2.3.3烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡 9
2.3.4水平衡 9
2.3.5热量平衡的计算 10
2.4 SCR反应器设计计算 13
2.4.1 SCR反应器尺寸计算 14
2.4.2 塔的设计计算 16
2.4.3催化剂的选型 20
2.4.4喷氨系统喷射管设计 20
2.4.5氨气/烟气静态混合器 21
2.4.6吹灰器设计 22
第三章 设备选型 24
3.1 供氨装置 24
3.1.1卸氨压缩机 24
3.1.2液氨储罐 25
3.1.3液氨蒸发器 26
3.1.4氨气缓冲罐 27
3.1.5氨气稀释槽 28
3.1.6 氨/空气混合器 28
3.1.7 废水泵 29
3.2 液氨提升泵的选型 29
3.3 省煤器旁路 29
3.4 进出口烟道 30
第四章 经济分析与工程概算 31
4.1 经济分析与评价的意义和基本原理 31
4.1.1 经济分析与评价的意义 31
4.1.2 经济分析与评价的基本原理 31
4.2 工程概算 32
4.2.1 编制依据 32
4.2.2 工程概算 32
4.3 技术经济分析 33
4.3.1 投资总额 33
4.3.2 职工定员 33
4.3.3 生产成本计算 33
4.4 运行与维护 35
4.4.1 氨区的安全规范 35
4.4.2 SCR系统操作规程 35
4.5安全和环境保护 35
4.5.1一般规定 35
4.5.2环境保护 36
第五章 结论与建议 37
5.1 结论 37
5.2 建议 37
参考文献 38
致 谢 40
第二章 工艺设计及计算
2.1 项目执行标准
（1）《钢厂大气污染物排放标准》GB13223-2003
（2）《大气污染物综合排放标准》GB16297-1998
（3）《钢厂烟气脱硝工程技术规范——选择性催化还原法》HJ562-2010
2.2 原始参数
处理气量：Q = 190000 Nm3/h；
烟气温度：t= 140℃；
进口浓度：NOXin = 200mg/m3；
出口浓度：NOXout ≤ 900mg/m3。
2.3物料平衡核算
2.3.1吸收塔的物料平衡
进入脱硫系统的主要组分为N2、CO2、O2、水蒸气、少量的组分为SO2、NOx、HF、HCl、SO3、H2SO4蒸气以及微量的汞蒸气等。在FGD系统中，大部分SO2和少量O2被吸收。对于石灰石脱硫系统，每脱除1molSO2大约增加1molCO2。FGD系统对粉尘的吸收率为60%~80%，虽然这些粉尘对于FGD副产品的纯度影响不大，但其中的一些微量元素足以影响FGD工艺流程的化学特性（例如Al3+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Hg2+等）。Al3+与F-形成的结合物会抑制CaCO3的溶解，Mn2+及Fe3+是亚硫酸盐的氧化催化剂，将加速它们的氧化过程；Hg2+废水排放需进行处理，否则废水无法达标排放。
烟气进入脱硫塔，塔内水分蒸发，烟气降温并吸收水蒸气达到饱和状态。塔内水分的蒸发量与燃煤成分、入口烟气温度、入口烟气含湿量有关。降温后。的烟气与石灰石—石膏浆液逆流接触后排出吸收塔，石灰石—石膏浆液在塔底进一步氧化后，排出吸收塔，进入石膏处理装置。吸收塔系统的进料有5部分，石灰石浆液、烟气、石膏处理系统的滤坑水、设备冲洗水和氧化空气。出料有两股，分别是净烟气和石膏浆液。
吸收塔内发生的主要化学反应如下所示：

实际过程中，副反应还有很多，比如生成硫酸镁、氯化镁、亚硫酸镁等，但由于塔内发生的化学反应复杂，动力学和热力学参数较难获得，而且石灰石中镁的含量较低，对衡算结果影响较小，因此计算时忽略这些反应。以上6个反应的反应程度与设备、反应停留时间、温度、原料配比等都有很大的关系。吸收塔中的化学反应由于反应物多，反应条件复杂，应留待进一步研究。
2.3.2石膏处理系统的物料平衡
石膏排出泵的石膏浆液进入石膏旋流器，底部重组分进入真空皮带机进一步分离，真空皮带机生产出石膏饼，滤液进入滤坑。石膏旋流器顶部的轻组分一部分进入滤坑，一部分进入废水旋流器分离。废水旋流器顶流排出系统，底流进入滤坑。石膏处理系统的进料有4股，为石膏浆液和皮带机冲洗水、石膏冲洗水及系统补充水。出料有2股，分别为石膏饼、进入吸收系统的滤液水。
石膏浆液在石膏旋流器的分配和各组分的粒径密度及旋流器的结构有关。石膏旋流器分配按照一下原则：入口固含量20%（质量百分数），底流固含量50%，顶流固含量小于6%。废水旋流器的入料量由烟气带来的氯离子量决定，使得处理后的废水能带走几乎所有进入系统的氯离子，本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=12086而系统中氯离子的含量为20000ppm。废水旋流器的分配：进料固含量小于6%，底流固含量10%。
石膏饼及真空皮带机的冲洗水由设备厂商提供。滤液补充水的量由水平衡的计算得出。