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2019年河北省环境保护产业示范工程——石家庄宇清环保科技有限公司高效节能氨法脱硫脱硝除尘深度净化技术

来源:发布时间:2020.04.23阅读量:423

工程简介

、应用该技术完成的项目

 柏坡正元项目

1、工程名称:石家庄柏坡正元化肥有限公司2X150t+75t/h锅炉锅炉烟气氨法脱硫脱硝除尘超低排放升级改造项目。

2、工艺路线:高效节能脱硫除尘一体塔、塔内结晶,氧化内置,浓缩外置。最终采用湿式电除尘器净化排放烟气。

3、工程规模及设计指标及性能要求:

    烟气处理规模:556049Nm3/h

    入塔SO2含量:≤5500㎎/ Nm3

    入塔NOX含量:≤150㎎/ Nm3

    入塔尘含量:≤50㎎/ Nm3

    入塔烟气温度:≤130℃

    所生产硫酸氨化肥品质:符合DL/T808--2002硫酸氨产品要求

4、实测排放数据

序号

项目

单位

指标要求

实测值

1

出塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤35

14

2

出塔尘含量

㎎/ Nm3

≤5

4

3

出塔NOX含量

㎎/ Nm3

≤50

36

4

出塔氨逃逸浓度

㎎/ Nm3

≤7.6

0.84

   实际化肥生产量:平均 50 吨/日,年产值:850 万元

 

 沧州正元项目

1、工程名称:沧州正元化肥有限公司3X260t/h锅炉烟气氨法脱硫脱硝超低排放项目。

2、工艺路线:高效节能脱硫除尘一体塔、塔内结晶,氧化内置,浓缩外置。最终采用湿式电除尘器净化排放烟气。

3、工程规模及设计指标及性能要求:

序号

项目

单位

数据

1

烟气处理规模

Nm3/h

800000

2

入塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤5000

3

原始NOX含量

㎎/ Nm3

≤200

4

入塔尘含量

㎎/ Nm3

≤50


入塔烟气温度

141--160

 

4、实测排放数据

序号

项目

单位

指标要求

实测值

1

出塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤35

11

2

出塔尘含量

㎎/ Nm3

≤5

1.5

3

出塔NOX含量

㎎/ Nm3

≤50

26

4

出塔氨逃逸浓度

㎎/ Nm3

≤7.6

0.7

实际化肥生产量:平均90 吨/日,年产值:1500万元

 

 东光化工项目

1、工程名称:河北省东光化工有限责任公司1*90+1*150t锅炉烟气氨法脱硫除尘一体化超低排放项目(两炉一塔)

2、工艺路线:高效节能脱硫除尘一体塔、塔内结晶,氧化内置,浓缩外置。最终采用超级除雾器净化排放烟气。

3、工程规模及设计指标及性能要求:

  烟气处理规模:700000Nm³/h

  入塔SO2含量:≤3000mg/Nm³(短时可超3000mg/Nm³以上)

  入塔NOx含量:≤500mg/Nm³

  入塔尘含量:≤50mg/Nm³

  入塔烟气温度:115-180℃

4、实测排放数据

序号

项目

单位

指标要求

实测值

1

出塔SO2含量

㎎/ Nm3

≤35

2.6

2

出塔尘含量

㎎/ Nm3

≤5

0.8

3

出塔NOX含量

㎎/ Nm3

100

63

4

出塔氨逃逸浓度

㎎/ Nm3

≤7.6

0.81

   实际化肥生产量:平均 65 吨/日,年产值:1100万元

、应用该技术达到的效果

锅炉热烟气在炉膛内与含有NH3还原剂(氨气氨水),选择性地把烟气中的NOx还原为N2H2O,再经引风机引入脱硫塔浓缩段,与硫酸铵溶液逆流接触,烟气在此过程中因绝热蒸发而冷却。烟气的热量使溶液中部分水分蒸发而达到饱和,实现了塔外饱和结晶,烟气降温后通过浓缩段上部进入多级吸收段,在吸收液作用下,烟气中的SO2被脱出。脱出SO2的烟气继续被送入多级除雾装置除去烟气中夹带游离NH3、烟尘和液沫(雾滴),再经塔体最上部湿式电除雾器深度脱除粉尘和雾滴,净化烟气最终由塔顶烟囱排放。

利用液氨氨水有效吸收烟气中的二氧化硫,形成高品质硫酸铵(化肥的一种)副产品,将污染物转化为高价值副产品,实现“变废为宝”,不产生任何二次污染

三、关键技术

1)采用单塔双分气相区、双分液相区、多级吸收区、多级加氨区、多级除雾区、多级托盘等组合技术,从而减少了排放烟气的气溶胶、颗粒物携带和氨逃逸;保证整体系统性能稳妥,同时投资最省的技术路线。

2)采用单塔多级除尘技术,有效实现惰性或非惰性颗粒物、烟尘和雾滴的深度脱除。

3)设计组合有物料冲洗装置、低密度操作空间、提高化肥生产率技术,避免了系统挂物料和设备堵塞现象。

4)采用自然氧化、曝气氧化和操作氧化的协同技术保证氧化率稳定大于98.5%以上,实现了低能高效氧化。

5)充分利用烟气余热,实现塔外饱和结晶及脱硫塔长期稳定运行,保证高性能的前提下,降低固体硫酸铵生产成本、工程总投资费用和运行费用。

6)整套系统属于无气体、固体、液体二次污染的综合性环保治理技术。

7)设计上具有超前意识,考虑脱硫系统满足锅炉负荷变化的适应性、脱硫系统长期稳定运行状况、解决系统中物料平衡、母液起泡和杂质富积等问题。

8)精心的整体设计、优化的工艺路线、新技术的加氨方式、合理的气流分布和气体流速、科学的喷淋设计和液气比、高性能的除雾器,达到脱硫增效的同时,保证了各项排放指标,做到了低能高效运行,形成具有宇清特色的高效节能氨法脱硫脱硝除尘深度净化技术

9)对SNCR脱硝工程实际应用的反应温度窗口、喷氨点位置的选取及还原剂氨的合适喷射量进行优化;

10)湿式电除尘合理比集尘面积,解决电场击穿,提高阴极系统运行的稳定性;

11)湿式电除尘阴极系统采用整体框架固定结构

四、经济效益

 1、以柏坡正元项目为例运行成本核算

 1.1 脱硫装置每天实际用电量

序号

设备名称

型号规格

单位

数量

设计功率(kwh)

实际用电(kwh)

备注

1

吸收循环泵

300HB-900-36S6 电机185KW

4

185

3552

常开1台

2

洗涤浓缩泵

300HB-800-33S6 电机185KW

2

185

3552

常开1台

3

晶浆泵

HB125-100-46 电机55KW

2

55

220

每天5个小时

4

搅拌泵

250HB-500-20S6 电机75KW

2

75

60

每天1个小时

5

母液泵

HB125-100-30电机37KW

2

37

148

每天5个小时

6

一级清洗水泵

电机90KW

2

90

1728

常开1台

7

二级清洗水泵

电机90KW

2

90

1728

常开1台

8

氧化风机

SR25L-4电机185kw

3

370

3552

常开1台

9

氨水输送泵

电机7.5kw

2

7.5

144

常开1台

10

工艺水泵

电机30kw

2

30

24

每天1个小时

11

离心机

HR630-NB 电机:Y250M-4B/55KW

2

55

220

每天开5个小时

12

振动流化床

HLZD20X80L配套电机147.5kw

1

147.5

590

每天开5个小时

13

包装机

电机1.5kw

1

1.5

6

每天开5个小时


合计





15524


   

1.2 正常运行主要经济技术指标

序号

名称

设计

实际消耗

价格(元/t)

1

烟气量

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

工艺水

25m3/h

6.7m3/h

2

5

1850.4kwh

646.83kwh

0.58

6

副产硫铵

5.999t/h

1.375t/h

450

7

人员

12人

12人

2500

   1.3 年运行成本及效益:

序号

项  目

单  位

年消耗数

单价/元

费用/万元

备注

1

液氨(折算)

t

2936

1640

481.51



蒸汽

t

2200

50

11.00


2

工艺水

m3

53600

2

10.72


3

kWh

5174640

0.58

300.13


5

工人工资

人·年

12

30000

36


6

检修费

万元



20


7

直接运行成本小计

万元



859.35


9

副产硫铵收入

t

11000

450

495.00


10

扣除硫铵收入后成本




364.35


 从上表中可以看出:氨法脱硫在实际运行中氨消耗的费用和副产硫铵的收入基本是可以抵消的,控制成本的因素主要是电的消耗。该技术通过先进的设计,合理的操作等措施可使电耗与同类项目相比大大降低,提高了经济效益。


   2、 氨法脱硫同等规模装置经济效益对比

项目

柏坡正元

金额(万元)

某公司

金额(万元)

备注

烟气量(Nm3/h)

330000


330000



脱硫系统氨耗(折算为液氨)(kg/h)

367

481.51

367

481.51

1640元/吨

脱硫系统电耗(KWh)

646.83

300.13

1016

471.42

0.58元/KWh

工艺水消耗(m3/h)

6.7

10.72

7.13

11.4

2元/吨

蒸汽消耗(t/h)

0.275

11

0.275

11

50元/吨

人员工资(万元/年)


36


36


检修费用(万元/年)


20


20


副产硫铵(t/年)

11000


10000



硫铵单价(元/t)

450

495

400

400


年运行成本(万元)

859.35

1031.33


扣除硫酸铵后年运行成本(万元)

364.35

631.33


从表中可以看出:柏坡正元化肥有限公司的高效节能氨法脱硫的运行成本远低于同类装置的其他氨法脱硫的运行成本,经济效益明显,是值得推广的先进技术。

   3、 柏坡正元项目运行不同煤质经济效益对比

高效节能氨法脱硫脱硝除尘深度净化技术对不同品质的煤适应性较强,在保证实现超低排放的前提下使用中硫煤或高硫煤,一方面可进一步降低企业的生产成本,另一方面能够增加脱硫副产物的产量进而大幅提升项目的经济效益;

 (1)使用低硫煤(硫含量0.98%),燃煤量为27.2万吨/年进行经济效益分析:

    ①系统所用液氨2933吨/年,单价1640元/吨,使用液氨成本合计481万元/年;

    ②系统回收硫铵11000吨/年,单价450元/吨,出售硫酸铵化肥取得收入495万元/年;

    ③系统硫铵回收、液氨抵扣,可直接回收利益14万元/年;

    ④系统耗电成本300万元/年;

    ⑤燃用低硫煤无差价;

    ⑥经计算,系统运行成本为:286万元/年。

   折合每万吨煤运行成本:10.51万

 (2)使用高硫煤(硫含量3.4%),燃煤量为16.8万吨/年进行经济效益分析:

    ①系统所用液氨7260吨/年,单价1640元/吨,使用液氨成本合计1190.64万元/年;

    ②系统回收硫酸铵27225吨/年,单价450元/吨,出售硫酸铵化肥取得收入合计1225.13万元/年;

    ③系统硫铵回收、液氨抵扣,可直接回收利益34.49万元/年;

    ④系统耗电成本450万元/年;

    ⑤经计算,系统运行成本为:415.51万元/年。

  折合每万吨煤运行成本:24.73

综上所述,在高硫煤与低硫煤差价为100元的情况下,该公司若改用高硫煤可增加收益约2333.22万元/年,若使用煤种含硫率进一步提高,则项目的经济效益可进一步凸显。

  五、环境效益

高效节能氨法脱硫脱硝除尘深度净化技术,实现烟气的排放浓度达到了国家标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)燃气轮机组排放限值和河北省地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(DB13/2209-2015);即S02≤35mg/Nm3NOx≤50mg/Nm3、烟尘≤5mg/Nm3。在整个大气处理行业中排放指标也处于领先地位,整个系统通过合理的布局以及技术的创新达到了节能环保的目的。

整个系统所产生的余气、废气全部回流至脱硫塔,经二次处理后同净化烟气一起排放,不产生二次污染。通过协调除雾装置与清洗装置有效解决了“氨逃逸”问题,氨逃逸指标控制≤1.0mg/Nm3,远远低于7.6mg/Nm3的限制标准,从而减少对大气的污染和危害;

系统利用氨水可有效吸收锅炉烟气中的含硫污染物,转化为具有高附加值的副产物-农用硫酸铵化肥,充分实现“变废为宝”。因此,在保证实现超低排放的前提下使用含硫率越高的煤种,项目取的经济效益越高。通过这种方式可有效消纳目前河北省限制使用的高硫煤,将高硫煤固化在工业领域进行清洁使用,从而降低高硫煤因价格优势流向民间使用造成空气污染等问题,促使河北省大气污染得到进一步有效控制;

采用该项技术处理一吨含硫率为3.4%的煤种可制得近0.1吨高品质的硫酸铵化肥。通过测算,若该项技术在河北省进行广泛推广,按河北省20%的化工厂等企业使用该项技术,则每年可消耗高硫煤近272万吨,制得近27.2万吨高品质硫酸铵化肥,间接减少工业硫酸(98%)使用量近20万吨,进而从源头上可减少硫磺(含硫率95%)的消耗量近6.7万吨或减少硫铁矿(含硫率30%)的消耗量近40.8万吨,保护了矿产资源的开发及利用,具有极其显著的环境效益;

充分利用企业自身氨合成工段产生的稀氨水作为吸收剂,减少了稀氨水重新返回系统进行回收的费用,及废氨水的排放,降低了废氨水(80667吨)的排放对环境的污染;

    六、社会效益

企业投资环保不是亏本买卖,石家庄柏坡正元化肥有限公司在严格贯彻落实国家节能减排政策中,不吝投入。通过 “高效节能氨法脱硫脱硝除尘深度净化装置”项目的实施,在取得可观经济效益的同时,也在社会各界赢得了广泛赞誉,为河北省“氨法脱硫超低排放”树立了标杆,推进了河北省燃煤机组“超低排放”步伐,从而推动京津冀大气指标稳步提升,为捍卫碧水蓝天作出了实际贡献,环保和社会效益不可估量;

超低排放是让燃煤企业走出困境的唯一途径,高污染高排放是燃煤企业生存和发展的重要障碍。近年来,在工业污染导致雾霾频现,人民群众越来越关注生存环境的今天,为加快推动能源生产和消费革命,进一步提升煤电高效清洁发展水平,国家发改委、环保部、能源局联合了发布史上最严的 《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》通知。

在环保要求越来越高的今天,燃煤企业的发展将会受到重大影响。宇清环保在环保改造中是以最严环保标准上限要求自己,用节能减排的铁尺子量长短,实现“让烧煤也可以像烧天然气一样清洁”,将为燃煤企业的发展开辟出更加宽阔的道路。


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