1、210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告2105 m2烧结机头烟气脱硫工程可行性研究报告210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告目 录1 总论 .12 工艺技术方案选择 .73 工艺方案设计 .204 电气部分 .645 仪表及自动控制 .886 土建 .957 环境保护 .1048 消防 .1109 劳动安全与工业卫生 .11110 副产品 脱硫石膏的利用 .11511 节约和合理利用能源 .11712 生产组织与人员编制 .11913 工程计划 .11914 主要技术经济指标(1 台) .12015 投资估算及技术经济分析 .121210 平方米烧结机机头烟气脱
2、硫项目工程可行性研究报告11 总论1.1 项目名称xxxxxxx 有限公司 2105 m2烧结机机头烟气脱硫工程。1.2 编制依据（1）xxxxxxxx 有限公司关于xxxxxxxx 有限公司 2105 m2烧结机机头烟气脱硫工程可行性研究报告编制委托书。（2） 火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰-石膏法 （HJ/T 179-2005）（3） 火力发电厂烟气脱硫设计技术规程 （DL/T 5196-2004）（4） 火力发电厂设计技术规程 （DL5000-2000）（5） 火力发电厂可研报告内容深度规定烟气脱硫部分暂行规定（DLGJ138-1997）（6） 清 洁 生 产 标 准 钢 铁 行
3、 业 （ 烧 结 ） （ HJ/T428-2008）1.3 企业概况xxxxxxxxxx1.4 研究范围（1）脱硫工程的建设条件；（2）烟气脱硫的工艺方案；（3）脱硫剂的来源及供应；（4）副产品的综合利用；（5）投资估算及技术经济分析；（6）对环境影响的分析。1.5 主要技术原则（1）装置规模：本工程为 2105 m2烧结机机头烟气脱硫，工艺吸收、烟气系统为单元制，石膏脱水及系统用水为公用系统；（2）脱硫效率：在设计工况下达 90%以上；（3）工艺方案的选择根据 xxxxxxxxxx 有限公司企业本身有石灰的实际情况，以及脱硫装置工艺210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告2成熟
4、性、运行稳定性、脱硫效率高、投资省、少二次污染等原则，对多种脱硫工艺进行技术经济比较，推荐本工程采用消石灰-石膏湿法脱硫工艺。（4）脱硫装置与烧结机的关系脱硫装置按一机一塔进行设计，当脱硫系统故障时可以切换旁路运行，保证脱硫装置不影响烧结机的正常运行。（5）脱硫剂的供应原则本工程原则采用消石灰作为脱硫剂，由唐山市春兴特种钢有限公司石灰窑供应。（6）副产物的处置原则脱硫副产物积极进行综合利用。设置一套石膏脱水及储存系统，脱硫副产物为石膏。（7）尽可能采用国产化设备。1.6 项目建设的必要性2007 年我国烧结矿产量高达 5 亿吨，球团矿产量也近 1 亿吨，均创下历史新高。同年，我国钢铁行业二氧化
5、硫排放量为 75.64 万吨，比 2006 年仅减少了0.5%。 “十一五”头两年均未实现“十一五”规划提出的污染物排放总量减少10%的约束性减排目标，这将造成钢铁行业后三年减排压力巨大。而今年上半年二氧化硫外排总量不降反升（1.67%） ，使钢铁行业二氧化硫减排的形势更加严峻。我国烧结烟气脱硫尚处于起步阶段，2005 年之前还没有一台烧结机实施了烟气脱硫。近年来，随着环保要求的日趋严格，节能减排已成为当前宏观调控的重点，很多钢铁企业已经开始实施烧结脱硫或将其提上日程。日本烧结脱硫运用最多的是石灰/石膏法，在我国目前得到应用的有：石灰石/石膏湿法、氨法和循环流化床法等。目前，我国烧结脱硫投入运
6、行的有：包钢三烧采用 ENS 半干法，柳钢二烧采用氨硫铵法，三钢三烧采用循环流化床法，石钢二烧采用密相干塔法，宝钢集团采用改进的石灰石石膏法（梅钢公司已投运，不锈钢分公司、宝钢分公司近期投运） 。我国正在建设或者已经签订烧结脱硫项目合同的钢铁企业有 20 余家，除了主要采用改进的石灰石/石膏湿法、氨法、循环流化床法以外，其他诸如 MEROS（Maximized Emission Reduction of Sintering，即最大化减少烧结放散） 、GSCA（固气循环半干法烟210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告3气脱硫工艺） 、离子液法也被应用。总体来说，我国烧结脱硫技术处于
7、百花齐放、百家争鸣的阶段。环境保护部于 2008 年 4 月 8 日发布的清洁生产标准钢铁行业（烧结） ，中华人民共和国环境保护标准（HJ/T428-2008 年）于 8 月 1 日实施。迫于环境压力，钢铁企业都在积极进行二氧化硫的减排，纷纷上马或筹备烧结烟气脱硫治理项目。1.7 项目建设的可行性（1）目前，世界上脱硫工艺已经很成熟；（2）现在国际、国内已经有成功的业绩；（3）企业生产现场有建设场地；（4）该企业管理团队具有良好的环保意识。2 工艺技术方案选择2.1 总述从钢铁生产的工艺流程分析，钢铁生产过程产生 SO2主要来源于烧结工序。烧结工序外排 SO2所占比例在 65%-93%之间。由
8、于钢铁企业烧结机烧结烟气的性质与电厂的烟气性质相近，所以可以采用类似电厂的脱硫工艺。国外在上世纪七十年代就开始了对烧结烟气的脱硫。以日本为例，日本钢铁工业主要的烧结排烟脱硫装置的设置情况如表 1。表 1 日本钢铁工业主要的烧结排烟脱硫装置的设置情况公司 事务所 脱硫方式 运转年月处理能力（M 3/H）脱硫率% 副产物A 社 名古屋 活性炭吸附干法 1987.7 900000 95 灰分无八番 Mg(OH)2 1989.8 480000 95 排出B 社 京滨 氧-硫氨法 1976.10 1230000 99 硫氨C 社 千叶 石灰-石膏法 1976.10 762000 95 石膏水岛 石灰-石
9、膏法 1976.5 750000 95 石膏石灰-石膏法 1975.7 900000 95 石膏石灰-石膏法 1974.11 750000 95 石膏D 社 鹿岛 石灰-石膏法 1976.6 2000000 95 石膏210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告4和歌山 石灰-石膏法 1975.4 370000 95 石膏小仓 Mg(OH)2 1985.4 320000 98 石膏E 社 神户 石灰-石膏法 1983.12 220000 97 石膏石灰-石膏法 1976.3 350000 97 石膏加古川 石灰-石膏法 1978.5 800000 95 石膏在我国钢铁企业烧结机烟气配
10、有脱硫设备和脱硫措施的还很少。目前有广钢对 1 台 24m2烧结机采取了脱硫措施，方法是石灰石膏法，已投入运行；石家庄钢铁厂正在实施 2 台 50m2的烧结机烟气脱硫的治理，2006 年 5 月份投产，采用的方法是密相干塔法；攀钢正在针对自产矿的特性，对烧结烟气进行脱硫试验，寻找合理的工艺；武钢正在酝酿对烧结烟气进行脱硫。因此，可以说我国钢铁厂烧结烟气脱硫只是刚刚起步。2.2 脱硫工艺简介目前国内、国外采用的脱硫技术有多种，按脱硫方法来分有湿法、半干法、干法，目前国内应用比较广泛的技术主要有：石灰石（石灰）-石膏湿法、氨洗涤法、喷雾干燥法等。2.2.1 目前世界上技术最成熟、应用最多的脱硫工艺
11、是石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺，工艺的技术及特点如下：石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂。石灰石或消石灰粉与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液循环喷淋与烟气逆流接触，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙或 Ca(OH)2以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终生成脱硫石膏。脱硫后的烟气经烟囱排入大气。脱硫石膏经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺系统主要包括：吸收剂制备系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水及储存系统、公用工程系统等。石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺主要特点如下： 脱硫效率高（90%以上） ，工
12、期短、投资低，运行成本低，有明显的经济效益。 技术成熟，运行可靠。国外此法脱硫装置投运率一般可达 98%以上。210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告5 对电除尘后很细的飞尘有更好的清除作用。适于净化大烟气量，克服了其他脱硫装置在大烟气量，大液气比时能耗大的特点。 钙硫比小于 1.05，由于吸收液使用量少，不仅节约了工业用水，相应水处理设备规模也小，使一次性投资减少，能耗减少，运行费用降低。 对净化烟气的容量没有限制，且允许烟气量的变化范围较宽，对煤种和含硫量的变化范围适应性较强。 由于改善了烟气中微粒与液体的接触条件，可以达到很高的亚微米范围的除尘效率，减少微粒排放以满足严格的
13、法规的要求。 脱硫塔使用寿命长； 生产的石膏晶粒很大，成分稳定，不含亚硫酸钙，很容易进行脱水，脱硫副产物无害化，便于利用。 低 pH 运行（4.55.0） ，低 pH 运行的优点是：通常会发生的洗涤塔结垢和堵塞问题减少了亚硫酸钙到硫酸钙的氧化过程得到了加强石灰石的溶解度和利用率得到了改善低 PH 运行是由于该工艺中的化学反应特点是亚硫酸在被中和之前就急剧地被氧化为硫酸而与其他 FGD 工艺不同所致。2.2.2 氨洗涤法氨/硫铵法脱硫系统主要包括：氨水制备及贮存系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、硫铵分离及储运系统、公用工程系统等。其吸收液为氨水（液氨） ，吸收液通过循环泵从塔的吸收段进入脱硫塔，
14、烟气从下部进入脱硫塔，与喷淋出的吸收液反应后，再经除雾器除雾后进入烟囱排空。吸收液循环吸收到一定浓度，经过强制氧化，制得脱硫副产物硫酸铵。该工艺的主要优点为：系统简单，占地面积小，极少出现结构和堵塞现象、无废水排放、副产品价值高；缺点是：脱硫剂的采购成本高，脱出一吨二氧化硫的成本是石灰石石膏法的 15 倍左右，副产物硫酸氨含氮量 20.6%，为白色或微带颜色的结晶体，易溶于水，是最早身产的氮肥品种。随着化肥工业的发展，新的氮肥品种的出现，使硫酸氨被淘汰。因此，要实现其副产物的高价值，脱硫装置需配套综合利用设备，从而使投资成本大大增加。另外，由于氨水和210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行
15、性研究报告6硫酸氨的价格受区域和市场影响教大，采用该技术具有较大的风险。氨水本身具有较强的挥发性和刺激性臭味、并有渗透性、腐蚀性、需采用相应的防爆、防泄露、防腐蚀措施；副产物硫酸氨易溶于水，在滞销时，堆放和储存问题难以解决，并形成二次污染。2.2.3 喷雾干燥法喷雾干燥法脱硫工艺具有技术比较成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，但脱硫效率只能达到 80%左右。2.2.4 海水法海水脱硫法是利用海水的天然弱碱性吸收二氧化硫的一种脱硫工艺。海水脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、供排海水系统及海水恢复系统组成。该法工艺流程相对简单，基建投资较低，脱硫剂为取之不尽的海水，且不产生额外的副产品，
16、不存在废渣废料的处理，非常适合我国沿海钢铁企业的烧结机脱硫，但目前仅在电力行业有成功应用的经验。2.2.5 循环流化床法：循环流化床工艺也是国外一种新的半干法技术，其以循环流化床原理为基础，通过对吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，提高吸收剂的利用率和脱硫效率。循环流化床脱硫系统主要包括吸收剂注入系统、吸收塔系统、物料再循环系统、工艺水系统、脱硫后除尘器系统等。该法具有占地面积小、耗水量小、无腐蚀、不需要废水处理、脱硫剂容易获得、投资和运行成本较低等优点，但存在脱硫效率较低、运行不稳定、副产物不易利用等缺点。2.2.6 ENS 法：ENS 法是从德国引进的一种半干法烟气脱硫技术。该
17、系统主要包括：新粉投加系统、反应塔系统、电除尘系统、循环系统和废料输送系统等，脱硫剂采用一定粒度的氢氧化钙、氢氧化镁干粉。该法占地面积小、无废水处理、水耗和电耗低，但固定投资巨大、副产物难以利用。包钢由于矿石的特殊问题，一直采用石灰石湿法工艺用于除氟脱硫，但从运行情况来看存在着很多问题。2.2.7 密相干塔法：主要系统包括脱硫系统、布袋除尘系统、脱硫剂贮存和输送系统、电控系统和供水系统，采用干熟石灰 Ca(OH)2作为脱硫剂。该法具有占地面积小、脱210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告7硫剂消耗低、耗水量低等优点，但存在副产物不易利用、系统运行不稳定等缺点。2.2.8 活性炭吸
18、附法：该法于 1987 年由新日铁名古屋厂最先使用，是一种干法脱硫技术。其脱硫工艺一般分为 3 个过程：首先烟气进入吸收塔，烟气中的二氧化硫、氧气和水蒸气吸附在活性焦的表面。然后，在活性焦表面活性点的催化作用下二氧化硫被氧化成三氧化硫。最后，三氧化硫与水蒸气反应生成硫酸，吸附在活性焦的表面。吸附饱和的活性焦需排出再生，同时补充新活性焦。活性焦再生是将活性焦加热到 300600，吸附在活性焦表面的硫酸和活性焦表面的炭发生化学反应，生成二氧化硫、二氧化碳和水等。气体中的二氧化硫含量为 20%40%，可根据需要加工为硫酸等化工产品，脱附后的活性焦可循环使用。该法具有脱硫剂可重复利用、不消耗水、不产生
19、废水，副产物为硫酸、无二次污染，同时治理烧结产生的二恶英、氮氧化物等优点，是一项一体化的先进烟气净化技术，但投资成本高，运行成本非常高。综上所述，根据 xxxxxxxxxxxxxxxx 有限公司企业本身有石灰的实际情况，以及脱硫装置工艺成熟性、运行稳定性、脱硫效率高、投资省、少二次污染等原则，对多种脱硫工艺进行技术经济比较，推荐本工程采用消石灰-石膏湿法脱硫工艺。3 工艺方案设计3.1 项目建设的条件3.1.1 地理位置项目建设地址位于 xxxxxxxxxxxxx。该地址近邻 205 国道、京沈高速、京山铁路等交通要道,地理条件优越，交通便利，水电充足。可满足原材料供应和成品产品运输的需要。x
20、xxxxxxx 于燕山东麓，东径 11845至 12122，北纬 3928至3901，与 xxxxxxxxxx 等接壤。3.1.2 工程地质210 平方米烧结机机头烟气脱硫项目工程可行性研究报告8古冶区所处地带为古生界二叠系地层，由砂岩、炭质、钻土质页岩、泥岩及其它砂岩灰岩组成，属陆海过度相与陆相沉积，厚约 88lm 至 994m。下部的山西组与下伏石炭系太原组为连续沉积，也是主要产煤层。3.1.3 水资源情况地表水在活水以上亦可见常年地表径流量 0.21.0m 3/s，到灰岩地区即渗入地下补给灰岩含水层。本项目拟建厂址为北洺河的南侧。地下水古冶区地下水主要是第三纪及第四纪地层空隙水。在第三纪
21、地层中夹有松散的砂、砾岩透镜体，厚度不太大、个别地区由于构造层位等关系，地下水具有较大的压力，为承压水。由于第三纪地层主要由较厚的弱透水粘土构成，故夹于其中的砂砾岩透镜体中水量甚少，有的甚至无水，而且补给条件也较为困难，因此没有开采价值。第四纪冲积、洪冲积空隙水，岩性依次往下为黄褐色、棕黄色的亚粘土、砂砾石、卵石、粘土含卵石、卵石含粘土等沉积物堆积而成，水量较为丰富。地下水的流向自西向东，补给主要来自南部及西部地下水径流，水位埋深大多在 200m 以下。地下水水质矿化度小于2g/L，其中盐碱度很小，属好水范围，适合农田灌溉和人畜饮水。3.1.4 水文气象古冶区属北温带半湿润地区，大陆性季风气候
22、特征鲜明。其主要表现是：昼夜温差较大，四季气候分明。春燥盛风，夏热多雨，秋晴气爽，冬寒少雪为四季气候的主要特点。年平均气温 11至 13.5，极端最高温 42.5，极端最低温-19.9，最热月为 7 月，平均温度 26.3，最冷月为 1 月，平均温度-3.2；年平均降水 560mm，年最大降雨量 1472.7mm，78 月份降雨量占全年降雨量 56，122 月份降雨量占年降雨量 2.8；年日照时数平均2297h，年日照百分率平均为 52；年平均无霜期 196 天。 古冶区盛行风分季候风和地形风两类。季候风：冬季受北方干冷气团控制，盛行寒冷的西北风，春季多为偏南风，夏季受海洋暖湿气流控制多为东北风，秋季多为偏西风。地形风：县西部、西北部、西南部，地势高峻，气温偏低，东部盆地地势低，气温偏高。冷热空气对流形成地形风。多年平均风速 2.6m/s，极端最大风速 29m/s(1975 年 7 月 23 日)。1960 年至 1980 年 20
