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2019年河北省環境保護產業示范工程——石家莊宇清環??萍加邢薰靖咝Ч澞馨狈摿蛎撓醭龎m深度凈化技術

來源:發布時間:2020.04.23閱讀量:340

工程簡介

、應用該技術完成的項目

 柏坡正元項目

1、工程名稱:石家莊柏坡正元化肥有限公司2X150t+75t/h鍋爐鍋爐煙氣氨法脫硫脫硝除塵超低排放升級改造項目。

2、工藝路線:高效節能脫硫除塵一體塔、塔內結晶,氧化內置,濃縮外置。最終采用濕式電除塵器凈化排放煙氣。

3、工程規模及設計指標及性能要求:

    煙氣處理規模:556049Nm3/h

    入塔SO2含量:≤5500㎎/ Nm3

    入塔NOX含量:≤150㎎/ Nm3

    入塔塵含量:≤50㎎/ Nm3

    入塔煙氣溫度:≤130℃

    所生產硫酸氨化肥品質:符合DL/T808--2002硫酸氨產品要求

4、實測排放數據

序號

項目

單位

指標要求

實測值

1

出塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤35

14

2

出塔塵含量

㎎/ Nm3

≤5

4

3

出塔NOX含量

㎎/ Nm3

≤50

36

4

出塔氨逃逸濃度

㎎/ Nm3

≤7.6

0.84

   實際化肥生產量:平均 50 噸/日,年產值:850 萬元

 

 滄州正元項目

1、工程名稱:滄州正元化肥有限公司3X260t/h鍋爐煙氣氨法脫硫脫硝超低排放項目。

2、工藝路線:高效節能脫硫除塵一體塔、塔內結晶,氧化內置,濃縮外置。最終采用濕式電除塵器凈化排放煙氣。

3、工程規模及設計指標及性能要求:

序號

項目

單位

數據

1

煙氣處理規模

Nm3/h

800000

2

入塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤5000

3

原始NOX含量

㎎/ Nm3

≤200

4

入塔塵含量

㎎/ Nm3

≤50


入塔煙氣溫度

141--160

 

4、實測排放數據

序號

項目

單位

指標要求

實測值

1

出塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤35

11

2

出塔塵含量

㎎/ Nm3

≤5

1.5

3

出塔NOX含量

㎎/ Nm3

≤50

26

4

出塔氨逃逸濃度

㎎/ Nm3

≤7.6

0.7

實際化肥生產量:平均90 噸/日,年產值:1500萬元

 

 東光化工項目

1、工程名稱:河北省東光化工有限責任公司1*90+1*150t鍋爐煙氣氨法脫硫除塵一體化超低排放項目(兩爐一塔)

2、工藝路線:高效節能脫硫除塵一體塔、塔內結晶,氧化內置,濃縮外置。最終采用超級除霧器凈化排放煙氣。

3、工程規模及設計指標及性能要求:

  煙氣處理規模:700000Nm3/h

  入塔SO2含量:≤3000mg/Nm3(短時可超3000mg/Nm3以上)

  入塔NOx含量:≤500mg/Nm3

  入塔塵含量:≤50mg/Nm3

  入塔煙氣溫度:115-180℃

4、實測排放數據

序號

項目

單位

指標要求

實測值

1

出塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤35

2.6

2

出塔塵含量

㎎/ Nm3

≤5

0.8

3

出塔NOX含量

㎎/ Nm3

100

63

4

出塔氨逃逸濃度

㎎/ Nm3

≤7.6

0.81

   實際化肥生產量:平均 65 噸/日,年產值:1100萬元

、應用該技術達到的效果

鍋爐熱煙氣在爐膛內與含有NH3還原劑(氨氣氨水),選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2H2O,再經引風機引入脫硫塔濃縮段,與硫酸銨溶液逆流接觸,煙氣在此過程中因絕熱蒸發而冷卻。煙氣的熱量使溶液中部分水分蒸發而達到飽和,實現了塔外飽和結晶,煙氣降溫后通過濃縮段上部進入多級吸收段,在吸收液作用下,煙氣中的SO2被脫出。脫出SO2的煙氣繼續被送入多級除霧裝置除去煙氣中夾帶游離NH3、煙塵和液沫(霧滴),再經塔體最上部濕式電除霧器深度脫除粉塵和霧滴,凈化煙氣最終由塔頂煙囪排放。

利用液氨氨水有效吸收煙氣中的二氧化硫,形成高品質硫酸銨(化肥的一種)副產品,將污染物轉化為高價值副產品,實現“變廢為寶”,不產生任何二次污染。

三、關鍵技術

1)采用單塔雙分氣相區、雙分液相區、多級吸收區、多級加氨區、多級除霧區、多級托盤等組合技術,從而減少了排放煙氣的氣溶膠、顆粒物攜帶和氨逃逸;保證整體系統性能穩妥,同時投資最省的技術路線。

2)采用單塔多級除塵技術,有效實現惰性或非惰性顆粒物、煙塵和霧滴的深度脫除。

3)設計組合有物料沖洗裝置、低密度操作空間、提高化肥生產率技術,避免了系統掛物料和設備堵塞現象。

4)采用自然氧化、曝氣氧化和操作氧化的協同技術保證氧化率穩定大于98.5%以上,實現了低能高效氧化。

5)充分利用煙氣余熱,實現塔外飽和結晶及脫硫塔長期穩定運行,保證高性能的前提下,降低固體硫酸銨生產成本、工程總投資費用和運行費用。

6)整套系統屬于無氣體、固體、液體二次污染的綜合性環保治理技術。

7)設計上具有超前意識,考慮脫硫系統滿足鍋爐負荷變化的適應性、脫硫系統長期穩定運行狀況、解決系統中物料平衡、母液起泡和雜質富積等問題。

8)精心的整體設計、優化的工藝路線、新技術的加氨方式、合理的氣流分布和氣體流速、科學的噴淋設計和液氣比、高性能的除霧器,達到脫硫增效的同時,保證了各項排放指標,做到了低能高效運行,形成具有宇清特色的高效節能氨法脫硫脫硝除塵深度凈化技術

9)對SNCR脫硝工程實際應用的反應溫度窗口、噴氨點位置的選取及還原劑氨的合適噴射量進行優化;

10)濕式電除塵合理比集塵面積,解決電場擊穿,提高陰極系統運行的穩定性;

11)濕式電除塵陰極系統采用整體框架固定結構。

四、經濟效益

 1、以柏坡正元項目為例運行成本核算

 1.1 脫硫裝置每天實際用電量

序號

設備名稱

型號規格

單位

數量

設計功率(kwh)

實際用電(kwh)

備注

1

吸收循環泵

300HB-900-36S6 電機185KW

4

185

3552

常開1臺

2

洗滌濃縮泵

300HB-800-33S6 電機185KW

2

185

3552

常開1臺

3

晶漿泵

HB125-100-46 電機55KW

2

55

220

每天5個小時

4

攪拌泵

250HB-500-20S6 電機75KW

2

75

60

每天1個小時

5

母液泵

HB125-100-30電機37KW

2

37

148

每天5個小時

6

一級清洗水泵

電機90KW

2

90

1728

常開1臺

7

二級清洗水泵

電機90KW

2

90

1728

常開1臺

8

氧化風機

SR25L-4電機185kw

3

370

3552

常開1臺

9

氨水輸送泵

電機7.5kw

2

7.5

144

常開1臺

10

工藝水泵

電機30kw

2

30

24

每天1個小時

11

離心機

HR630-NB 電機:Y250M-4B/55KW

2

55

220

每天開5個小時

12

振動流化床

HLZD20X80L配套電機147.5kw

1

147.5

590

每天開5個小時

13

包裝機

電機1.5kw

1

1.5

6

每天開5個小時


合計





15524


   

1.2 正常運行主要經濟技術指標

序號

名稱

設計

實際消耗

價格(元/t)

1

煙氣量

556049Nm3/h

330000Nm3/h


2

液氨

1.601t/h

0.367t/h

1640

3

蒸汽

1.2t/h

0.275t/h

50

4

工藝水

25m3/h

6.7m3/h

2

5

1850.4kwh

646.83kwh

0.58

6

副產硫銨

5.999t/h

1.375t/h

450

7

人員

12人

12人

2500

   1.3 年運行成本及效益:

序號

項  目

單  位

年消耗數

單價/元

費用/萬元

備注

1

液氨(折算)

t

2936

1640

481.51



蒸汽

t

2200

50

11.00


2

工藝水

m3

53600

2

10.72


3

kWh

5174640

0.58

300.13


5

工人工資

人·年

12

30000

36


6

檢修費

萬元



20


7

直接運行成本小計

萬元



859.35


9

副產硫銨收入

t

11000

450

495.00


10

扣除硫銨收入后成本




364.35


 從上表中可以看出:氨法脫硫在實際運行中氨消耗的費用和副產硫銨的收入基本是可以抵消的,控制成本的因素主要是電的消耗。該技術通過先進的設計,合理的操作等措施可使電耗與同類項目相比大大降低,提高了經濟效益。


   2、 氨法脫硫同等規模裝置經濟效益對比

項目

柏坡正元

金額(萬元)

某公司

金額(萬元)

備注

煙氣量(Nm3/h)

330000


330000



脫硫系統氨耗(折算為液氨)(kg/h)

367

481.51

367

481.51

1640元/噸

脫硫系統電耗(KWh)

646.83

300.13

1016

471.42

0.58元/KWh

工藝水消耗(m3/h)

6.7

10.72

7.13

11.4

2元/噸

蒸汽消耗(t/h)

0.275

11

0.275

11

50元/噸

人員工資(萬元/年)


36


36


檢修費用(萬元/年)


20


20


副產硫銨(t/年)

11000


10000



硫銨單價(元/t)

450

495

400

400


年運行成本(萬元)

859.35

1031.33


扣除硫酸銨后年運行成本(萬元)

364.35

631.33


從表中可以看出:柏坡正元化肥有限公司的高效節能氨法脫硫的運行成本遠低于同類裝置的其他氨法脫硫的運行成本,經濟效益明顯,是值得推廣的先進技術。

   3、 柏坡正元項目運行不同煤質經濟效益對比

高效節能氨法脫硫脫硝除塵深度凈化技術對不同品質的煤適應性較強,在保證實現超低排放的前提下使用中硫煤或高硫煤,一方面可進一步降低企業的生產成本,另一方面能夠增加脫硫副產物的產量進而大幅提升項目的經濟效益;

 (1)使用低硫煤(硫含量0.98%),燃煤量為27.2萬噸/年進行經濟效益分析:

    ①系統所用液氨2933噸/年,單價1640元/噸,使用液氨成本合計481萬元/年;

    ②系統回收硫銨11000噸/年,單價450元/噸,出售硫酸銨化肥取得收入495萬元/年;

    ③系統硫銨回收、液氨抵扣,可直接回收利益14萬元/年;

    ④系統耗電成本300萬元/年;

    ⑤燃用低硫煤無差價;

    ⑥經計算,系統運行成本為:286萬元/年。

   折合每萬噸煤運行成本:10.51萬

 (2)使用高硫煤(硫含量3.4%),燃煤量為16.8萬噸/年進行經濟效益分析:

    ①系統所用液氨7260噸/年,單價1640元/噸,使用液氨成本合計1190.64萬元/年;

    ②系統回收硫酸銨27225噸/年,單價450元/噸,出售硫酸銨化肥取得收入合計1225.13萬元/年;

    ③系統硫銨回收、液氨抵扣,可直接回收利益34.49萬元/年;

    ④系統耗電成本450萬元/年;

    ⑤經計算,系統運行成本為:415.51萬元/年。

  折合每萬噸煤運行成本:24.73

綜上所述,在高硫煤與低硫煤差價為100元的情況下,該公司若改用高硫煤可增加收益約2333.22萬元/年,若使用煤種含硫率進一步提高,則項目的經濟效益可進一步凸顯。

  五、環境效益

高效節能氨法脫硫脫硝除塵深度凈化技術,實現煙氣的排放濃度達到了國家標準《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)燃氣輪機組排放限值和河北省地方標準《燃煤電廠大氣污染物排放標準》(DB13/2209-2015);即S02≤35mg/Nm3、NOx≤50mg/Nm3、煙塵≤5mg/Nm3。在整個大氣處理行業中排放指標也處于領先地位,整個系統通過合理的布局以及技術的創新達到了節能環保的目的。

整個系統所產生的余氣、廢氣全部回流至脫硫塔,經二次處理后同凈化煙氣一起排放,不產生二次污染。通過協調除霧裝置與清洗裝置有效解決了“氨逃逸”問題,氨逃逸指標控制≤1.0mg/Nm3,遠遠低于7.6mg/Nm3的限制標準,從而減少對大氣的污染和危害;

系統利用氨水可有效吸收鍋爐煙氣中的含硫污染物,轉化為具有高附加值的副產物-農用硫酸銨化肥,充分實現“變廢為寶”。因此,在保證實現超低排放的前提下使用含硫率越高的煤種,項目取的經濟效益越高。通過這種方式可有效消納目前河北省限制使用的高硫煤,將高硫煤固化在工業領域進行清潔使用,從而降低高硫煤因價格優勢流向民間使用造成空氣污染等問題,促使河北省大氣污染得到進一步有效控制;

采用該項技術處理一噸含硫率為3.4%的煤種可制得近0.1噸高品質的硫酸銨化肥。通過測算,若該項技術在河北省進行廣泛推廣,按河北省20%的化工廠等企業使用該項技術,則每年可消耗高硫煤近272萬噸,制得近27.2萬噸高品質硫酸銨化肥,間接減少工業硫酸(98%)使用量近20萬噸,進而從源頭上可減少硫磺(含硫率95%)的消耗量近6.7萬噸或減少硫鐵礦(含硫率30%)的消耗量近40.8萬噸,保護了礦產資源的開發及利用,具有極其顯著的環境效益;

充分利用企業自身氨合成工段產生的稀氨水作為吸收劑,減少了稀氨水重新返回系統進行回收的費用,及廢氨水的排放,降低了廢氨水(80667噸)的排放對環境的污染;

    六、社會效益

企業投資環保不是虧本買賣,石家莊柏坡正元化肥有限公司在嚴格貫徹落實國家節能減排政策中,不吝投入。通過 “高效節能氨法脫硫脫硝除塵深度凈化裝置”項目的實施,在取得可觀經濟效益的同時,也在社會各界贏得了廣泛贊譽,為河北省“氨法脫硫超低排放”樹立了標桿,推進了河北省燃煤機組“超低排放”步伐,從而推動京津冀大氣指標穩步提升,為捍衛碧水藍天作出了實際貢獻,環保和社會效益不可估量;

超低排放是讓燃煤企業走出困境的唯一途徑,高污染高排放是燃煤企業生存和發展的重要障礙。近年來,在工業污染導致霧霾頻現,人民群眾越來越關注生存環境的今天,為加快推動能源生產和消費革命,進一步提升煤電高效清潔發展水平,國家發改委、環保部、能源局聯合了發布史上最嚴的 《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年)》通知。

在環保要求越來越高的今天,燃煤企業的發展將會受到重大影響。宇清環保在環保改造中是以最嚴環保標準上限要求自己,用節能減排的鐵尺子量長短,實現“讓燒煤也可以像燒天然氣一樣清潔”,將為燃煤企業的發展開辟出更加寬闊的道路。


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