第一部分       干法脱酸方案

一、概述

1、处理烟气参数

1)烟气来源：      危险废弃物焚烧急冷塔系统处理后烟气

2)烟气量：          11161Nm³/h（实际烟气流量25765m³/h）

3)进口烟温：        ~195℃

4)入口含尘浓度：    2.5g/Nm³

5)入口酸性气体浓度：    SO2含量1649mg/Nm³；HCl含量568mg/Nm³；HF含量84mg/Nm³；

6)出口排放指标：

序号	污染物	数值（mg/Nm3）
1	二氧化硫（SO2）	1154
2	氟化氢（HF）	70
3	氯化氢（HCL）	284
4	汞及其化合物（以Hg计）	0.1
5	镉及其化合物（以Cd计）	0.1
6	砷、镍及其化合物（以As+Ni计）	1.0
7	铅及其化合物（以Pb计）	1.0
8	铬、锡、锑、铜、锰及其化合物（以Cr+Sn+Sb+Cu+Mn计）	4.0
9	二噁英类	0.5TEQ ng/m3

2、设备基本要求

1）系统要求

主要设备为进口烟道、反应塔、进出口烟道、熟石灰仓、活性碳仓控制系统、喷淋系统、电气控制系统等。

烟气从进入反应器，在底部被增湿喷淋系统增湿，与熟石灰粉高效反应后至顶部出口排出，然后进入袋式除尘器。

在进入反应器前的烟道中喷入活性炭，吸附烟气中的二恶英和重金属。使用200目的活性碳，以保证比表面积和吸附能力，活性碳添加为连续作业，且活性碳添加量可调整控。此系统的硫吸收率>30%，氯吸收率率>50%中和剂采用Ca(OH)2，其有效物质含量90%以上，且质量稳定；熟石灰仓满足3天的消耗，熟石灰的储存和输送系统要防止吸潮和搭桥，并保证消石灰给料连续均匀；熟石灰给料系统应设置联动自锁装置进行控制；石灰采用人工上料，要求配置0.5吨电葫芦。活性炭仓满足5天的消耗量，采用人工运输送料；活性炭喷入系统要确保活性炭和烟气混合均匀，达到高效吸附效果；喷射系统应设置联动自锁装置进行控制，在空气压力损失不正常或管道堵塞时自动报警。石灰仓和活性炭仓需要设置料位仪进行监控。

增湿喷淋系统，采用双流体喷枪，喷嘴采用哈氏合金（C276）。设置泵组。增湿水储水罐设置在湿法脱酸系统设备平台。甲方将压缩空气送至脱酸塔附近。

设置整体钢架平台。钢架安装采用预埋钢板焊接形式。

系统整体阻力小于800Pa。

烟气出口温度控制在160℃。

进口烟道上设置DN450的气动野风阀及吸风管道。吸风管道需要考虑防雨。

急冷塔至脱酸塔之间的连接烟道内设耐磨浇注料（不在供货范围），设置清灰口，连接烟道内部焊接抓钉或龟甲网，并设置气动常闭野风阀及吸风管道。脱酸塔进口烟气温度超过280℃时高温报警，自动开启气动野风阀, 野风阀在5秒内打开。

2）脱酸塔体采用碳钢，碳钢板厚度不小于8mm；石灰仓，活性炭仓采用碳钢，碳钢板厚度不小于6mm；急冷塔至脱酸塔之间的连接烟道，脱酸塔至布袋除尘器之间的连接烟道，采用碳钢，碳钢板厚度不小于6mm。急冷塔至脱酸塔之间的连接烟道上设置清灰口。并设置DN450的气动常闭野风阀及吸风管道。

二、工艺流程

系统按一炉一塔设计，干法脱酸系统包含活性炭系统、干法脱酸塔系统、吸收剂贮存及供应系统、烟气系统、工艺水系统、压缩空气系统、电气控制系统等分系统及设备。

急冷塔出来的高温烟气先经过烟道输送到干法脱酸塔，在干法脱酸塔前安装活性炭系统，将定量的活性炭添加到烟道内，用于脱除二恶英。添加了活性炭后的烟气从底部进入脱酸塔，在脱酸塔内与加入的消石灰、循环灰及水发生反应，除去烟气中的HCl、SO₂、SO₃等气体。烟气中夹带的吸收剂和循环灰在循环流化塔下部的文丘里管高速气流作用下，受到气流的加速而悬浮起来，形成激烈的湍动状态，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新，气固间的传热、传质反应强烈。同时为了达到最佳的反应温度，通过向塔内喷水，使烟气温度冷却到130℃左右。

脱酸后的烟气进入布袋除尘器。经布袋除尘器高效除尘后，烟气经烟囱排入大气。布袋除尘器捕集的粉尘大量外排（也可作外循环灰系统直接在输送到塔内）。

脱酸系统定期外排脱酸灰，外排的脱酸灰的主要成分有CaSO₃·1/2H₂O、CaSO₄·1/2H₂O、CaCl₂、烟尘及未反应的Ca(OH)₂和杂质等。这些灰直接填埋。

由于塔内中气固间良好的传热、传质效果，烟气中的SO₃ 、HCl几乎被全部清除，加上排烟温度始终高于120℃，因此排烟无需再加热，同时整个系统也无需采取任何的防腐措施。

三、活性碳系统

活性炭喷射系统主要由活性炭储仓、计量给料机及喷射装置等组成，其工作原理为：

进厂的粉末活性炭首先由人工加到活性炭储仓，储仓内的活性炭粉经计量装置计量后进入喷射装置，喷射装置将活性炭粉喷入到脱酸塔前的烟道。喷入烟道内的粉末活性炭将吸附烟气中的二恶英类物质及重金属，随烟气流动至袋式除尘器时被滤袋捕集，滤袋在过滤烟气时，沉积在滤布表面的活性炭微粒再吸附一定量的二噁英及重金属，最后随滤袋清灰被去除。由于活性炭具有极大的比表面积，即使是少量的活性炭，只要与烟气混合均匀并接触时间足够长，就可以达到高吸附净化效率。

四、干法脱酸塔工艺原理

塔的底部为文丘里装置，烟气流经时被加速。吸收剂及循环灰从循环流化塔底部进入循环流化塔。吸收剂和循环灰受加速后的烟气冲击后悬浮起来，形成流化床，与烟气充分混合完成脱酸反应。在循环流化塔内烟气与吸收剂处于激烈的湍动状态，吸收剂颗粒之间的不断摩擦、碰撞，增加了脱酸反应的反应界面，强化了脱酸反应的传质与传热。

在塔的文丘里管上方安装有喷雾装置，喷雾装置将雾化的水喷入循环流化塔内，喷入循环流化塔的水雾粘结到吸收剂颗粒上，会在吸收剂颗粒表面形成一层几个纳米厚的水膜，湿润的吸收剂颗粒由于比表面积大，粉尘表面的水份在烟气中快速蒸发，使烟气温度下降。吸收剂颗粒表面水膜的存在对烟气中的SO₂、SO₃ 、HCl气体向吸收剂表面的扩散是非常有利的，从而使吸收剂颗粒与SO₂、SO₃ 、HCl气体之间的气固反应速率提高，脱酸气固反应如下：

Ca(OH)₂ + SO₂ → CaSO₃·1/2H₂O + 1/2H₂O

Ca(OH)₂ + SO₃ → CaSO₄·1/2H₂O + 1/2H₂O

Ca(OH)₂ + SO₂ + 1/2O₂ → CaSO₄ + H₂O

Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O

经塔净化后的烟气从塔的顶部排出，然后,经除尘器收集下来的固体颗粒直接排走或（大部分通过除尘器下的再循环系统返回循环流化塔继续参加脱酸反应，从而形成吸收剂的多次循环）。

五、干法脱酸塔

干法脱酸塔是一个底部装有文丘里喷嘴的空塔结构，全部由碳钢制成。由于脱酸系统始终在120℃以上运行，加上化塔内部强烈的碰撞与湍动，SO₃可基本全部除去。塔内部不需要任何防腐内衬。干法塔主要由以下几个部分组成：

1. 进气箱
2. 灰斗
3. 进灰段；
4. 文丘里管段；
5. 降温段；
6. 塔顶部折流和出口段；

塔采用碳钢整体制作，塔外表面全部设置保温，保温材料为岩棉，保温层外设彩钢板保护层。循环流化塔为圆柱体，塔下安装有灰斗，灰斗下安装了卸灰阀，灰斗排放的是塔掉下来的灰块。

塔出入口烟道都安装有测压和测温装置，控制系统根据循环流化塔压差自动控制循环灰供应量(形式)，根据出入口温度控制喷嘴喷水量。

六、吸收剂贮存与供应

吸收剂受料和输送主要由消石灰仓、电动给料器、吹灰管等组成，消石灰采取人工上料，设置0.5T电动葫芦（或采取斗提机上料），根据系统指示上料，满足系统3天的消耗量，消石灰仓下部设有流化板装置防止消石灰搭桥，流化介质来自压缩空气。石灰粉通过消石灰仓下部的变频给料器、负压吹灰管送入循环流化塔，与含湿烟气以高传质的速度混合反应，吸收烟气中的酸性气体。

消石灰仓顶安装有仓顶除尘器，当电动葫芦（或斗提机）向消石灰仓内送灰时，含尘气体将会排入除尘器净化，不会污染周围环境。

消石灰仓安装有料位检测装置。设置有高低料位进行报警提示.

七、烟气系统

烟气治理系统的烟气系统包括烟道、补偿器、野风阀等。烟气系统负责将烟气输送到循环流化塔和除尘器净化。

1烟道

系统从急冷塔引接烟气进入烟气治理系统，治理后的烟气送到湿法脱酸系统。

.2 补偿器

所有补偿器采用耐高温、耐腐蚀的非金属补偿器。

3 野风阀

在塔入口烟道上安装有野风阀，当系统超温时，打开野风阀，降低烟气温度。

八、工艺水供水系统

在干法脱酸工艺中，工艺水主要用于塔的烟气冷却。

塔内烟气降温的目的是为脱酸反应创造一个良好的化学反应条件，降温水通过两台多级离心泵(1用1备)以一定的压力喷入化塔内，控制系统根据塔出口温度控制水泵运行频率，从而调节塔的喷水量，使塔出口温度稳定控制在设定温度。

九、压缩空气系统

脱酸岛内的压缩空气的主要用途有：

1. 塔喷嘴雾化；
2. 布袋除尘器清灰；
3. 干法脱酸系统所有气动阀驱动；
4. 检修杂用。

脱酸系统用气从工厂压缩管道上引接，脱酸系统设有一个储气罐，空气储气罐出口设有压力检测装置，起低压报警的作用，提示操作员进行就地检查。

十、电气控制系统

干法脱酸系统与湿法脱酸系统共用一套电气控制系统，电气控制系统方案描述见第二部分第8条。

十一、系统设计特点

1. 系统可靠性高
   1. 设计时根据丰富的工程经验，设计具有高可靠性的系统。
   2. 关键部位仪表采用冗余设计，即使一台仪表损坏，系统也可完全正常工作；
   3. 系统采用PLC控制，自动化程序高，运行参数一旦出现偏离正常范围，系统马上报警，提醒操作人员检查系统，及时处理问题，避免故障扩大。
   4. 所有设备均采用优质产品，设备可靠性高。电气元器件均采用施耐德元器件，变频器采用西门子、三菱、ABB等国外品牌产品，除了压力表、热电阻等常规仪表外，液位计、雷达料位计、流量计、压力变送器均采用E+H、妙声力、科隆、EJA、罗斯蒙特等国外品牌产品。

(2) 脱酸塔设计特点

脱酸塔的流场根据CFD数值模拟计算结果设计，使塔的流场适合稳定运行要求，不仅脱酸效率高，而且不易掉灰、不易湿壁。我公司设计的塔内不结块，设备可靠性高。

采用双流喷嘴喷水，水量调节大、灵活，适应工况变化能力强，雾粒滴径稳定，不易湿壁，有效防止脱酸塔内粘结。

 (3) 吸收剂供应系统设计特点

1. 吸收计添加控制采用负反馈自动控制，控制精确，既保证脱酸效率，又防止浪费吸收剂。
2. 消石灰供料计量系统采用变频控制卸料，持续修改流量与卸料控制曲线，控制精度高。

(4) 工艺水系统特点

采用变频器控制供水量，塔出口温度控制稳定。

(7) 为方便检修采取多项措施。

1. 为方便检修，所有仪表、设备检修的地方均设置平台；
2. 维修集中区域设置检修电源箱，照明布置合理；
3. 设置检修孔、检修门，方便检修人员检修各处设施。

(8) 控制系统特点

系统设计了大量的仪表，仪表信号送到PLC，操作人员只需要在监控电脑上设置好运行参数，PLC就可自动监控整个脱酸系统，自动化程序度。

14、主要设备材料清单（见附表）

 

第二部分    湿法脱酸方案

一、概述

1、处理烟气参数

1）烟气量：  11221Nm³/h（实际烟气流量23479m³/h）

2）烟气温度   进口温度：155℃，进口极端温度200℃，出口温度：75℃；

3）入口含尘浓度：    30mg/Nm3

4）入口酸性气体浓度：  SO2含量1154mg/Nm3；HCl含量284mg/Nm3；HF含量70mg/Nm3；

5)出口排放指标：

本项目烟气排放达到的指标（mg/m³）

序号	污染物	数值（mg/Nm3）
1	二氧化硫（SO2）	300
2	氟化氢（HF）	7.0
3	氯化氢（HCL）	70

条件为：干空气，0℃，101.3KPa压力，11％氧含量，日均值

2、系统设备要求

1）脱酸塔阻力：≤900Pa；

2）采用30%液体NaOH碱液，储罐采用耐碱玻璃钢，容积为5立方米；设置碱液输送泵及输送管道，将碱液罐车内的碱液送至储罐。

3）脱酸塔体及塔内结构件采用碳钢内衬乙烯基树脂玻璃鳞片防腐，碳钢板厚度不小于8mm，塔体内衬乙烯基树脂玻璃鳞片应满足耐温160℃；布袋除尘器至脱酸塔之间的连接烟道采用6mm碳钢内衬乙烯基树脂玻璃鳞片；脱酸塔至烟气加热器之间的连接烟道，采用6mm碳钢内衬乙烯基树脂玻璃鳞片。玻璃鳞片厚度不小于2mm；塔内至少设置3层喷淋装置，每层喷淋装置喷淋的碱液覆盖塔截面无死角，整个喷淋覆盖率大于300%；塔顶设置除雾装置，除雾效率达到出口烟气含湿率不大于75mg/Nm³。 塔体进行外保温，保证壁温小于50℃。保温层采用硅酸铝纤维毡，外护板采用0.3~0.5mm的不锈钢板；

4）所有NaOH流经的泵、管路、阀门等附件考虑应用耐碱型材料。

5）管道保温及防腐要求：

a. 系统内所有管道，烟道采用外保温，保证壁温小于50℃。保温层采用硅酸铝纤维毡，外护板采用0.3~0.5mm的不锈钢板；

 b. 管道外保温不另涂漆，出口烟道刷2道防锈漆，烟道外保温不另涂漆；

 6）塔体底部与基础采用地脚螺栓固定。

二、工艺流程

湿法脱酸系统包含吸收系统、碱液系统、外排系统、工艺水系统、烟气系统、电气控制系统等分系统及设备。

烟气自吸收塔入口进入，吸收塔入口安装了冷却喷嘴，将烟气先预降温，降温后的烟气自下至上经过格栅层、喷淋层、除雾器层后从脱酸塔顶部出口排放。在吸收塔内烟气经过格栅层和喷淋层时，循环吸收液中碱性物质与烟气中的酸性物质反应，脱除烟气中的酸性物质。净化后的烟气经过除雾器时，烟气中的大部分水被脱除，只含有少量水的烟气被送到加热器。

从吸收塔排放的吸收液自流入进水池中，进水池中吸收液溢流入排水池中。循环泵将排水池中的循环吸收液输送到喷淋层，冷却泵将循环吸收液输送到入口冷却喷嘴。将碱液罐车内的碱液送至储罐的罐中贮存，定量的NaOH溶液被加入到循环吸收液中，碱液添加量由吸收塔外排液的pH值来控制。使吸收塔外排的吸收液呈弱碱性。

三、反应原理

2NaOH+SO₂ → Na₂SO₃+H₂O                             (1)

Na₂SO₃+SO₂+H₂O → 2NaHSO₃                          (2)

2NaOH+SO₃ → Na₂SO₄+H₂O                             (3)

NaOH + HCl → NaCl+H₂O                                  (4)

以上(1)、(2)反应式视吸收液酸碱度不同而异：吸收液呈碱性时(1)式为脱除SO₂主要反应式；吸收液呈酸性时(2)式为脱除SO₂主要反应。

四、吸收系统

吸收系统主要包括脱酸吸收塔、循环泵等。由下列设备组成：

①  塔体

②  进出口烟气接口

③  入口急冷降温层（预喷淋）

④  格栅层

⑤  雾化喷淋层

1. 除雾器
2. 进水池
3. 排水池
4. 循环泵

1脱酸塔结构及格栅层

吸收塔采用空塔喷淋+格栅强化传质层的喷淋塔形式，入口设置急冷降温系统。

吸收塔塔内设置两层强化传质格栅层，三层雾化喷淋层，顶部设置粗细两层除雾器。吸收塔主体采用碳钢，内衬玻璃鳞片防腐材料，吸收塔入口衬贴耐酸瓷砖。所有塔内结构件均采用高耐腐蚀材质。

独有的脱酸塔结构具有喷淋空塔压降低和填料塔气液分布好的优点，且传热传质推动力大，脱酸效率高。

吸收塔内设置的格栅不仅促进了气液的传质传热过程，还使烟气在吸收塔内的分布更加均匀，保证了雾化喷淋层的吸收效率，更能体现高的脱酸效率。由于采用了独特的格栅结构，提高了吸收过程的效率，因此，吸收塔可以在更低的液气比下达到较高的脱酸效率，亦即在同等的脱酸效率下，可以降低循环吸收液的循环量，降低电的消耗。

吸收塔内设有温度监控仪，塔体压降监测仪，塔体上设有检修人孔，操作平台等附属设施。

2雾化喷淋层

吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和吸收液喷嘴组成，喷淋系统的设计能均匀分布要求的喷淋量，流经每个喷淋层的流量相等，并确保吸收液与烟气充分接触和反应。

吸收塔每个喷淋截面的吸收液覆盖面积超过200%。所有吸收液喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞。吸收液喷嘴与管道的设计便于检修，冲洗和更换。

3除雾层

在吸收塔在运行过程中，部分浆液将会被烟气带出系统，造成烟道玷污和严重腐蚀。因此被净化的气体在离开吸收塔之前要除雾。除雾器是湿法脱酸系统中的关键设备，其性能直接影响到湿法脱酸系统能否连续可靠运行。

除雾器系统由除雾器本体及冲洗系统组成。除雾器采用PP材质的折流板结构，利用惯性碰撞来脱除烟气中在雾液。

本方案采用二级除雾，由除雾器本体、冲洗水管道、喷嘴、支撑架、支撑梁及相关连接、固定、密封件等组成。

4循环泵、冷却泵

从吸收塔底部外排的循环吸收液自流入进水池，进水池的水溢流到排水池中，排水中的液体通过循环泵和冷却泵输送到喷淋层和冷却层，排水池位于地下，为了抽取排水池中的液体，需要在每台泵的入口安装虹吸桶。

进水池和中安装有液位计，根据排水池中液位来控制补充工艺水。

循环池设置有外排污泵系统，保证池内液位平衡，酸碱平衡，并在塔底部设置有自动定时碱液外排电动蝶阀以保证塔内不结垢堵塞。

五、工艺水系统

湿法脱酸系统烟气降温需要水，半干法脱酸系统烟气降温也需要水，系统从除雾器冲洗处补充工艺水，以维持整个系统水平衡。

六、烟气系统

与干法脱酸系统基本相同，不同的是脱酸塔入口烟道和出口烟道必须采用玻璃鳞片防腐。

七、电气控制系统

脱酸工程的热工自动化设计主要从安全、经济可靠和保证系统长期运行等几个方面加以考虑，并针对本烟气脱酸工程本身的特点和要求，所提供的仪表和控制设备都为当今技术的优质设备，并具有最大可靠性、可操作性、可维护性和安全性。

1控制系统

干法脱酸系统及湿法脱酸系统由一套PLC控制，PLC采用西门子S7-300系列PLC。PLC从现场仪表及电控室获取系统运行状况，在程序控制下自动控制整个系统运行。

脱酸系统采用PLC+触摸屏控制方式进行控制。PLC也与上位DCS通讯，通过触摸屏及DCS操作员站、现场控制箱，实现脱酸系统启/停、正常运行的监视和调整以及运行异常与事故工况的处理。

在线监测仪(CEMS)检测到的HCl、SO₂，烟气流速等数值输送到脱酸系统PLC；烟气进口温度，压力信号以通讯方式从DCS获得。

2仪表

(1) 压力测量：所有压力变送器为智能变送器，带HART、零点和满度调整按钮，输出4～20mADC信号，拟选用EJA品牌。压力表均选用不锈钢压力表。

(2) 温度测量：热电阻选用不锈钢保护套管绝缘型，并选用双支PT100热电阻。

(3) 流量测量：压缩空气选用孔板流量计，孔板采用不锈钢材质，压力变送器拟选用EJA品牌。液态介质流量计选用电磁流量计，电磁流量计拟选用科隆品牌。烟气流量选用超声波流量计，拟选用SICK品牌。

(4) 液位测量：所有液位测量均采用引压式液位计。所有引压传感器及电缆均安装在保护套管内。拟采用EJA品牌。

(5) 料位测量：料位开关采用振棒式料位计，拟选用恒久隆品牌。仓顶的连续料位计采用雷达料位计，拟选用E+H品牌。

(6) pH计：拟选用E+H品牌。

3电气系统

所有电源均从主厂房低压配电柜上引接。

3.1系统接地方式

380／220V系统为中性点直接接地系统。

3.2使用的电压等级

将采用下列电压等级：

1. 380／220V：供电标准电压，用于所有电动机，重要的不允许断电负荷的不间断电源(UPS)以及照明和室内插座的电源。
2. 24VDC：PLC、触摸屏、仪表、电磁阀用电。

3.3 UPS不用

在电控室内设置一套容量为3kVA UPS用于向脱酸系统的热工控制设备、自动化仪表及重要的电气负荷提供可靠、高质量的交流电源。

UPS包括整流器、逆变器、静态切换开关（切换时间<5mS）、阀控式密封铅酸蓄电池，旁路隔离变压器、调压变压器及交流馈线柜(开关用梅兰日兰或ABB等)。

脱酸系统UPS事故放电时间按10分钟考虑。

3.4防雷接地

脱酸系统中电气控制设备、工艺设备、电机等其他露天相关设备按规程规定可靠接地。

3.5 照明及检修系统

1. 交流照明系统采用380/220 V 3相4线，中性点直接接地系统。
2. 电控室正常照明由配电柜直接供电。
3. 其余场所的照明电源由就近或相邻的PC或MCC供电。
4. 主要通道设置疏散指示照明。
5. 在脱硫系统的主要集中检修地点设置检修电源。其余场所的检修电源由就近或相邻的PC或MCC供电。

八、系统设计特点

1. 有喷淋空塔压降低和填料塔气液分布好的优点，且传热传质推动力大，脱酸效率高。
2. 设置强化传质格栅后，错位布置的两排格栅棒形成无数个扰流区间，浆液与逆流而上的热烟气形成强烈湍流，打碎含钠碱的浆液，极大地增加了气液相之间的传质、传热表面，另一方面，烟气通过格栅层时，以“液体包围气体”的鼓泡传质过程，提高了传质效率。
3. 在吸收塔内设置格栅棒层，对进塔的烟气进一步分布，使烟气在吸收区的分布更均匀，通过格栅棒层后，烟气以接近“平推流”的方式通过吸收区，更能保障高的脱酸效率。
4. 采用格栅结构，由于提高了吸收过程的效率，可以在更低的液气比下达到较高的脱酸效率，降低了循环液的循环量，降低了电的总消耗。
5. 当脱酸入口含尘浓度较高时，格栅棒有相对较高的粉尘去除率，可以减少进入除雾器的灰尘含量，提高除雾器的工作可靠性。
6. 工艺技术成熟，装置运行可靠性高。格栅结构简单，安装方便。

九、主要设备材料清单（见附表）