中蓝连海设计研究院浙江化工分院

1 项目简介

浙江漓铁集团有限公司需对2台球团竖炉烟气进行净化。为适应国家和地方的环保要求，使2台球团竖炉的HF、SiF4和SO2达标排放，对浙江漓铁集团有限公司的烟气基本数据进行了认真地研究分析，为其编制了以下烟气净化技改项目方案，并对净化后的烟气保证达到的技术指标如下：

(1)脱氟效率：≥90％（满足水量、水压、水质和药量时）；

(2)氟化物排放浓度：≤6mg/Nm3（满足水量、水压、水质和药量时）； 1.3.脱硫效率：≥80％（满足水量、水压、水质和药量时）；

(3) SO2 排放浓度：≤150 mg/Nm3 （满足水量、水压、水质和药量时）；

(4)系统主力：≤1200 Pa；

(5)排放烟气含湿量： ≤6％；

(6)循环水的利用率 ≥ 90 %；

(7)投资和运行费用低；

(8)脱氟脱硫工艺安全可靠，科技含量高，系统简单，工期短；

(9)脱氟脱硫装置主设备能边运行边维修；

(10)处理烟气量：2?30000Nm3 /h ；

(11)脱氟脱硫综合系统不影响球团竖炉的燃烧工况；

(12)脱氟脱硫装置主设备使用寿命：≥ 30 年；

(13)脱氟脱硫综合系统建造后，以最优化的工艺实现最大的社会效益和经济效益。

2 设计依据

2.1 浙江漓铁集团有限公司提供的相关资料

炉类型：2??xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />8m2 球团竖炉；

台数：2台；

耗矿粉量：55 t / h （含F量：0.067％）；

电除尘器出口氟化物排放浓度：49.1～60.8 mg/Nm3 ;

电除尘器出口SO2 排放浓度: 432～632 mg/ Nm3 ;

电除尘器出口SO2 排放速率: 88～128 kg/h ;

电除尘器出口烟尘排放浓度: 19～27 mg/Nm3 ;

电除尘器出口排放速率: 3.89～5.46 kg/h ;

运行时间：7920 h/年；

人员工资：25000元/年；

SO2 排污收费标准：600元/吨；

水价：（取河水）；

电价：0.65元/kW穐;

纯碱价：2200元/吨（纯度96～98％）；

生石灰粉价：300～500元/吨（纯度85％）；

处理烟灰量：2?30000 Nm3/h;

电除尘器出口烟温：67～81℃；

引风机额定全压：3452 Pa。

2.2 有关技术标准与法规

《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）

《工业企业设计卫生标准》（GB17055-1997）

《低压配电装置规范》（BGJ54-83）

《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

《工业与民用通用设备电力装置设计规范》（GBJ55-83）

《建筑抗震设计规范》（1993年局部修订GBJ11-89）

《混凝土结构设计规范》（1993年局部修订GBJ11-89）

《钢结构设计规范》（GBJ17-88）

《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）

《建筑地基基础计规范》（GBJ7-89）

3 设计原则

(1)选择成熟可靠的脱氟脱硫除尘工艺；

(2)尽量降低脱氟脱硫系统工程投资；

(3)在满足脱氟脱硫系统过程的各项指标的前提下，尽力为企业节能降耗，生产副产品创效益；

(4)脱氟脱硫系统维护管理方便，维护周期长。

4 设计参数

(1)炉类型：8m2 球团竖炉；

(2)台数：2台；

(3)每台耗矿粉量：55 t / h （含F量：0.067％）；

(4)电除尘器出口氟化物排放浓度： 60.8 mg/Nm3 ;

(5)电除尘器出口SO2 排放浓度: 632 mg/Nm3 ;

(5)电除尘器出口SO2排放速率: 2?st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="True" SourceValue="128" UnitName="kg">128 kg/h ;

(6)电除尘器出口烟尘排放浓度: 27 mg/Nm3 ;

(7)电除尘器出口排放速率: 2?st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="True" SourceValue="5.46" UnitName="kg">5.46 kg/h ;

(8)处理烟灰量：2?30000 Nm3/h;

(9)电除尘器出口烟温：67℃；

(10)系统主力：≤1200 Pa；

(11)排放烟气含湿量： ≤ 6 ％；

(12)循环水的利用率 ≥ 90 %；

(13)脱氟效率：≥90％（满足水量、水压、水质和药量时）；

(14)SO2脱硫效率：≥ 80％，氟化物排放浓度：≤ 6 mg/Nm3（满足水量、水压、水质和药量时）；

(15)装置主设备使用寿命：≥ 30年。

5 设备选型

(1)UWFS-D2560Ⅵ型高效湿式脱氟脱硫除尘装置（以下简称三旋塔）2套；

(2)三旋塔自动化加药系统1套。

6 脱氟脱硫工艺

6.1 脱氟脱硫工艺的选择

目前世界上烟气脱氟脱硫技术（FGD）有上百种，其中具有实用价值的工艺仅十几种，分别适应不同的场合和要求。

根据脱氟脱硫产物是否回收可分为抛弃法和回收法，根据脱氟脱硫反应物和脱氟脱硫载体的存在状态又可分为湿法、干法和半干法。

脱氟技术有吸附法和吸收法。吸附法脱氟技术是采用工业氧化铝、氧化钙等作为吸附剂，使氟化物附着在吸附剂上；吸收法脱氟技术是采用水、碱性溶液和某些盐溶液等作为吸收剂，吸收氟化物。

湿法脱氟脱硫技术主要包括石灰石法、双碱法、钠法、镁法、海水法和磷铵肥法等；干法脱氟脱硫技术主要包括烟气循环流化床脱氟脱硫技术和等离子体脱氟脱硫技术等；半干法主要包括喷雾干燥、炉内喷钙赠湿活化脱氟脱硫技术。

湿法脱氟脱硫技术应用广泛，占有全世界FGD装置总量的85％以上，是比较稳定成熟的技术。以下表1是几种脱氟脱硫技术的比较：

表1 各种不同类型脱氟脱硫设备比较表

脱氟脱硫技术

湿法

半干法

干法

石灰石-石膏法

钠减法

双碱法

镁法

氨法

海水法

喷雾

干燥

钙/增湿活化法

循环流化床

等离子体

脱氟脱硫效率％

90～98

70～90

70～85

60～75

60～90

～90

吸收剂

石灰石

氧化镁

氨水

海水

氨

运行可靠性

高

一般

高

一般

高

结垢堵塞

易结垢堵塞

不结垢不堵塞

易结垢堵塞

易堵塞

不结垢不堵塞

脱氟脱硫产物处理装置

需

脱氟脱硫后除尘装置

需

占地面积

大

小

中

大

中

副产品

石膏

SO2

硫酸铵

硫酸铵硝酸铵

运行费用

高

很高

一般

较高

高

低

一般

一次投资

大

小

较小

大

较小

小

较小

大

技术成熟

程度

成熟

较成熟

尚未

成熟

综上表1所列，湿法脱氟脱硫技术、干法脱氟脱硫技术和半干法脱氟脱硫技术各具特色，本会三旋塔脱氟脱硫技术适用于湿法脱氟脱硫工艺之海水法、钠钙双碱法、铵钙双碱法、氧化镁法、氧化锌法、氧化锰法、碱式硫酸铝法、氨法、新氨法、磷铵肥法、钠碱法和有机酸钠－石膏法。结合浙江漓铁集团有限公司需对2台球团竖炉烟气的HF、SiF4和SO2进行净化处理、工程投资和运行费用等方面的实际情况，本方案采用双碱法脱氟脱硫技术。

吸收器的性能优劣直接影响湿法脱氟脱硫技术的烟气脱氟脱硫效率和系统的运行费用等指标。因此，选择脱氟脱硫吸收器的原则主要是看其气液接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。以下表2是几种吸收设备的比较。

表2 各种不同类型湿法脱氟脱硫设备比较表

吸收器

类型

持液量

逆流

接触

防堵

性能

耐腐

性能

耐磨

性能

操作

弹性

设备

阻力

尾气

湿度

除尘

性能

喷淋塔

较低

是

差

中

较低

高

中

填料塔

较高

是

较差

好

较好

低

较低

差

湍球塔

中

是

较差

较好

较差

中

较好

筛板塔

中

是

中

差

中

较高

较好

旋流板塔

高

是

差

高

较好

三旋塔

低

是

好

低

好

以上吸收设备中：喷淋塔液气比较高，水消耗量打；水膜塔气液接触面积小，脱氟脱硫效率低；筛板塔阻力较大，防堵性能差；填料塔防堵性能差，易结垢，粘结，阻力比较大；旋流板塔液气比高，水消耗量大，阻力较大，尾气适度高。相比之下，三旋塔具有负荷高、压强低、不易堵、尾气湿度低、弹性宽、维修时不用停机和使用寿命长等优点，适用于快速吸收过程，且除尘脱氟脱硫效率高，实现了脱氟脱硫除尘的一体化。

根据浙江漓铁集团有限公司需对2台8m2 球团竖炉烟气进行脱氟脱硫净化处理的实际情况，通过脱氟脱硫工艺和设备的比较，脱氟脱硫工艺采用我会的钠钙双碱法三旋塔脱氟脱硫技术，具有三高三低的突出优势，即脱氟效率高，脱硫效率高，系统运行可靠性高，尾气湿度低，投资费用低，运行费用低。我会在100 t / h、75 t / h、35 t / h 等各种规模锅炉烟气脱氟脱硫除尘的实际应用上曾获巨大成功，截至2003年底，我站已成功实施了数十套示范工程。

6.2 钠钙双碱法三旋塔脱氟脱硫除尘工艺

6.2.1 技术背景

我站拥有国家专利环保产品，专利号为ZL 12 1 26677.8。三旋塔（UWFS型高效湿式脱氟脱硫除尘装置）脱氟脱硫技术是以国家电力公司华东电力设计院依托，由我会与洞头县三环环保工程公司共同开发的国家环保保护认定产品，编号为HR-2000-033，并荣获“国际发明金奖”和“科技进步奖”等诸多奖项，在化工、轻工、冶金和电力等行业得到广泛应用和好评。

鉴于湿法脱氟脱硫除尘技术涉及化学、物理、物理化学、流体动力学、建筑、机械、机电、给排水和计算机等诸多学科，技术要求高，我公司投入污染防治，特别是在烟气脱氟脱硫除尘方面进行了工艺、设备结构和防腐耐磨材料等方面的优化、成套化、系列化的精心研究。

三旋塔（参见图1，附后）技术在工艺、设备、防腐、耐磨、防垢、成套等方面有了显著提高，并在工业上大量成功应用，该产品经省科委鉴定，结论为：“其技术居国内同类产品领先水平。环境效益，社会效益，经济效果明显。”

6.2.2 基本结构和工作过程

三旋塔采用我站的专利技术并吸收国外脱氟脱硫除尘技术的精华，合理装配文丘里管、涡流器、旋流器、脱水除雾器和脱水除雾室于一塔，由多组喷管旋转喷射水（人造雨，以下简称雨），使水和烟气充分混合，不但能捕捉<1um 的尘埃，而且使脱氟脱硫效率进一步提高。其工作原理和工艺流程如图1所示（附后）。

第一步，烟气从文丘里塔上部入口处进入，通过第一组喷水管（排列如图2所示，附后）喷出的水（雨）旋转往下喷射，使烟气选张往下运动；

第二步，烟气通过第二组喷水管，进一步与水（雨）结合，更均匀快速旋转往下运动；

第三步，烟气通过文丘里他喉口、文丘里塔扩散管，切向通过文丘里塔与主塔的连接处（第三组2个喷水管）；

第四步，烟气经主塔入口处的瀑布切向进入主塔，通过第四组喷水管（排列如图2，附后）喷出的水（雨）旋转往下水平喷射，切向通过涡流器；

第五步，烟气经涡流器内圈的瀑布切向进入主塔内文丘里管；

第六步，烟气通过主塔内文丘里管切向进入旋流管；

第七步，烟气经旋流器外圈的瀑布切向进入主塔上部，顺着主塔内壁和内塔外壁，急速旋转上升；

第八步,烟气通过第五组自上而下淌流约6mm 厚水膜层和由内溢流槽溢出顺内塔外壁的6mm 厚水膜层；再通过脱水除雾器；

第九步，烟气通过脱水除雾器，再通过脱水除雾室，最后经过主塔顶部出口、引风机，从烟囱口排放。而污水集中从主塔灰水口排出，汇集到水循环沉淀池中。

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6.2.3 脱氟脱硫钠钙双碱[Na2CO3-Ca(OH)2]法采用水和钠碱启动并吸收氟化物和SO2、石灰再生的方法。较之石灰石法等其他脱氟脱硫工艺，有以下优点

（1）吸收速度快，液气比（L/G）低，运行费用低；

（2）塔内钠基清洁吸收，吸收产物溶解度打，无堵塞无结垢现象；

（3）纯碱循环利用，提高了脱氟脱硫剂的利用率；

（4）脱氟脱硫液基本闭路循环，避免了二次污染。

其基本化学原理可分脱氟脱硫过程、再生过程和制脱氟脱硫石膏过程：

Ⅰ脱氟脱硫过程

3SiF4 + 2H2O → 2H2SiF6 + SiO2

(1)

SiF4 + 4 H2O → Si(OH)4↓＋4HF

(2)

2HF + Na2CO3 → 2NaF + CO2↑＋H2O

(3)

NaOH + 4HF → NaF + H2O

(4)

CaCO3 + HF → CaF2 ↓＋ CO2↑＋H2O

(5)

2H2SiF6 + 6Ca(OH)2 → 6CaF2 ↓+ 2SiO2 + 8H2O

(6)

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 ＋ CO2↑

(7)

2 NaOH + SO2 → Na2SO3 ＋H2O

(8)

以上七式视吸收液酸碱度不同而异：

(1)、(2)、(4)和(7)式为吸收启动反应式; (5)和(6)式为主要式（水PH值≥9）；当碱性降低到中性甚至酸性5＜ PH ＜9时，则按(3)和(8)式发生反应。

Ⅱ再生过程

Na2SO3 ＋SO2＋H2O → 2NaHSO3

(9)

2NaF + Ca(OH)2 → 2NaOH +CaF2 ↓

(10)

2NaHSO3 + Ca(OH)2 → Na2SO3 +CaSO3

(11)

Na2SO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaSO3

(12)

Ⅲ制脱氟脱硫石膏过程

将再生过程生成的亚硝酸钙（CaSO3?SUB>1/2 H2O）氧化，可制得脱氟脱硫石膏（CaSO4? H2O），按（13）式发生反应：

2CaSO3?SUB>1/2 H2O＋O2 + 3 H2O→CaSO4? H2O

在石灰浆液（石灰达到过饱和状况）中，中性的H2SiF6、NaF和

NaHSO3很快和石灰反应，从而释放出 [Na-]，随后生成的[SO32-]又继续跟石灰反应，反应生成的CaF2、CaSO3、CaSO4和Si(OH)4以半水化合物形式沉淀下来，从而使[Na-]得到再生，吸收液恢复对HF、SiF4和SO2的吸收能力而再循环使用。脱氟脱硫药剂量的添加由微机控制，脱氟脱硫率能接近90％，其原因：

一是药液和气体混合非常充分；

二是三旋塔脱水除雾性能高，尾气含湿度 < 6％，使脱氟脱硫渣和烟灰随水雾排放尽量降到最低；

三是采用全循环用水，无外排水，即使投入药剂超量，也不会有药剂浪费现象。

6.3 净化系统选定

烟气净化系统的选择，包含烟气净化系统工艺流程选择、烟气净化系统主设备、烟气净化系统脱氟脱硫剂配制及脱氟脱硫液循环再生系统工艺流程选择和烟气净化系统控制工艺流程选择。

6.3.1 烟气净化系统工艺流程

烟气净化系统工艺流程包含自动化控制和非自动化控制。

6.3.1.1.烟气净化系统自动化控制工艺流程

含SO2烟气从锅炉出来，经电除尘器再进入脱氟脱硫塔（即三旋塔），经脱氟脱硫液洗涤脱水后成为干、净烟气，经“气→气”升温装置再进入引风机，经过“在线监测”，从烟囱口排放。

6.3.1.2 烟气净化系统主设备

烟气净化脱氟脱硫除尘效率的高低及可靠与否，取决于除尘器和脱氟脱硫塔（主设备）的选择，这是至关重要的。本烟气净化工程的脱氟脱硫塔（主设备）选用三旋塔，这是脱氟脱硫高效率、可靠稳定的保证之一。三旋塔在主塔内合理安排文丘里管、涡流器、旋流器、脱水除雾器和脱水除雾室。防腐和耐磨，塔体内外全部采用花岗岩材料制作。如此，塔体既坚固、防腐、耐磨，又不会漏风漏水。

三旋塔设计参数如下

①文丘里塔：底部内径Ф3600mm，总高10000mm；

②卧室文丘里管：总高4000mm，总长 7000mm；

③主塔体：内径Ф4760mm，总高28000mm；

④数量：2台；

⑤每台处理烟气量：230000Nm3/h。

6.3.3 脱氟脱硫剂配制及脱氟脱硫液循环再生系统工艺流程

脱氟脱硫剂配制系统有储料罐（石灰粉罐）、电磁振动给料机、自动拌和池、化灰池等设备。首先石灰粉和纯碱液均由罐车运送至石灰粉罐和纯碱液池内。如此，采购、运输、储存皆安全可靠。然后，石灰粉罐内的石灰粉由可调幅的电磁振动给料机连续地加入到自动拌和池内；通过再循环再生PH值控制加药量（按烟气含SO2量计算）；在自动拌和池的搅拌作用下，配成石灰浆液加入到再生池内。而钠碱液由耐腐耐磨循环泵输送到脱氟脱硫塔进行一轮又一轮的脱氟脱硫。

根据浙江漓铁集团有限公司需对2台球团竖炉烟气进行脱氟脱硫净化处理的实际情况，排烟气量（设计值）460000 Nm3/h，烟气中氟化物浓度60.8mg/ Nm3、SO2浓度632 mg/ Nm3，每天需削减氟化物约0.6吨和SO2 6.144吨。

脱氟脱硫液循环系统主要包括耐腐耐磨循环水泵、冲渣水泵、循环沉淀水池、脱氟脱硫泵前水池、自动拌和池、暗渠、阀门和管路等。经三旋塔内脱氟脱硫后的吸收液由暗渠引入到再生池内，与化灰系统流入的石灰浆液在再生池混合，发生反应，使吸收液得到再生，再用泵送到沉淀池，再沉淀池内沉淀、澄清后，流入泵前池由循环泵打回三旋塔使用。由此可实现脱氟脱硫液的闭路循环，不产生废液的二次污染。在脱氟脱硫系统正常运行过程中，及时除渣，保持循环水的沉淀效果。脱氟脱硫液循环再生系统由综合循环水池、循环水泵、暗渠、管路等组成。循环沉淀池容积3500m3 ，输液管理的管径200mm，材质为内衬UPVC钢管。三旋塔的液气比 < 0.81/ m3。根据8 m2 球团竖炉运行情况，工况烟气量为460000 Nm3/h ，2台三旋塔所需的脱氟脱硫液循环量为368 m3/h。三旋塔脱氟脱硫技术耐腐耐磨循环泵：流量180 m3/h，扬程60 m,功率55 kw，台数为3台（2用1备），型号150FZU-MK-180-60。

6.3.4 烟气净化系统控制系统工艺流程

烟气净化系统控制系统工艺流程包含自动化控制系统、半自动化控制和非自动化控制。

6.3.4.1 烟气净化系统自动化控制工艺流程

含尘和SO2烟气经电除尘器、“气→气”升温装置和三旋塔脱氟脱硫液洗涤脱水后经过“在线监测”，从烟囱口排放。“在线监测”把所排放烟气中的尘和SO2含量、烟气含湿度和烟气温度等有关方面资料反馈到微机操作台。另外，向三旋塔输送的脱氟脱硫液和三旋塔排出的脱氟脱硫渣水经PH值探测仪测得数据也反馈到微机操作台。微机操作台上的操作人员根据具体情况对添加石灰和钠碱液进行调控。

微机操作台还负责掌握锅炉排出烟气的温度和湿度、储料罐（石灰粉罐）料位、钠碱液池和补充水池液位、脱氟脱硫液水压力、过滤器运行情况等等，并负责调控循环泵、循环泵切换、泥浆泵、泥浆泵切换、过滤器切换、发出清洗过滤器警报、储料罐（石灰粉罐）、钠碱液池和补充水池、自动拌和池、曝气装置等等。

自动化控制系统的投入使用，不但体现其科学性和先进性，脱氟脱硫效果更具稳定可靠，而且减少劳动力，降低劳动强度，提高劳动效率。

6.3.4.2 烟气净化系统半自动化控制工艺流程

烟气净化系统半自动化控制是脱氟脱硫剂配制直接由PH值探测仪控制。

6.3.4.3 烟气净化系统非自动化控制工艺流程

烟气净化系统非自动化控制工艺流程是系统全部采用人工操作。

6.3.5 烟气净化系统的选定

依据浙江漓铁集团有限公司需对2台球团竖炉烟气进行脱氟脱硫净化处理的世界情况，烟气净化系统选定系统自动化控制，如图3所示（附后）。

7　湿法脱氟脱硫除尘设备几个常见问题的说明

7.1 结垢问题

脱氟脱硫塔结垢与管路结垢其机理基本相同，主要是晶相结垢，即沉淀物在管路内结晶，并形成晶核，晶体逐渐扩大，产生结晶堵塞。

钠钙双碱法采用易溶性的钠碱吸收，不会在塔内形成结晶、结垢。吸收氟化物和SO2后的脱氟脱硫液在再生池内用石灰进行再生，产生的脱氟脱硫渣主要为亚硝酸钙，呈絮凝状沉淀物，经充分沉淀后Ca2-浓度很低，不易导致管道结垢，而且管道采用了塑料管，内壁光滑，泵前又增加了电子除垢器，减小了结垢的机率。

对于除渣过程带入泵前池的脱氟脱硫渣，由于数量较少，不会对脱氟脱硫液的沉淀效果产生严重影响，但泵前池需定期进行除渣。

7.2 排烟系统阻力问题

本脱氟脱硫系统的工况条件是否会大幅度变化，引风机的全压能否克服脱氟脱硫设备的阻力，引风机是否会受影响，这些都是用户最为关心的问题。

排烟系统总阻力由以下几部分组成：

△P总= △P烟道 + △P文丘里 + △P脱酶塔

三旋塔因有其特殊的先进结构，在气液接触相同的条件下，设备阻力大大低于筛板塔、湍球塔和旋流板塔。由于合理的三旋塔空塔气速保证了设备阻力 < 1200Pa，尾气升温装置阻力 < 1000Pa，烟气经过烟道阻力300Pa，原电除尘器阻力 300Pa，则排烟系统总阻力为2800Pa，根据排烟系统阻力小和引风机额定全压3452Pa能满足球团竖炉正常运行的要求，炉膛负压、入炉煤量和排烟温度等参数均可控制在引风机参数要求的范围内。

三旋塔脱氟脱硫装置阻力主要是来自主塔进口瀑布和旋流器的水罩等。阻力小是本系统的显著特点之一。现场实测结果表明，三旋塔的系统阻力才只有850Pa。原因在于，喷射水（雨）的方向始终与烟气流向一致，水（雨）的流速大于烟气的流速，水（雨）推着烟气走，阻力自然就小。

7.3 水质问题

三旋塔各项指标均居国内同类产品前列，但不可忽视对水质本身的要求，也不可忽视对沉淀池沉淀效果的要求。实践证明，浑水对回收法的副产品石膏纯度影响严重，以清水供应装置最佳。另外，装置配制的喷咀口径Ф7mm，能收到雾化效果好、喷咀不易堵塞和节约用水之效（浙江漓铁集团有限公司2台球团竖炉用水量360 t/h，液气比≤0.8 l/m3 ，是其它同类设备制造厂产品用水量的30～80％）。但一旦大的颗粒堵塞喷咀，装置的脱氟脱硫效果就会大幅度下降。UWS Ⅵ型高效湿式脱氟脱硫除尘装置为保证效果稳定，特意配制了行之有效的过滤器。具体请参见《浙江漓铁集团有限公司脱氟脱硫运行说明书》。

7.4 脱水除雾问题

本系统的另一个特点是脱水性能好。

为了强化烟气脱水性能，本系统在三旋塔内安装了旋流器、淌水槽水膜、挡水圈、脱水除雾器和脱水除雾室，使得烟气不带水滴和水雾外，使尾气含湿气<6％（当尾气含湿度 > 8％时，引风机则易结灰而引起振动）。

同时对烟道采取适当保温处理，以防止因烟气降温而导致的结露现象，解决了湿法脱氟脱硫除尘排放烟气含湿量高，避免了烟囱冒白雾、引风机带水、引风机结灰结垢、引风机振动和引风机腐蚀锈坏等不良后果。我公司承接的杭州百合化工有限公司UWFS-D1800 I型高效湿式脱氟脱硫除尘装置，经浙江省环境监测中心站现场测试，烟气含湿量只有3.34 ％。良好的脱水效果，有利于系统的长期稳定运行，也有效的提高了系统的脱氟脱硫除尘效率。

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7.5 主设备耐腐耐磨材料问题

设备材料问题是湿法托付凸轮另一个至关重要的问题。烟气中的SO2、NO2和HF等气体溶于水生成的稀酸，对脱氟脱硫设备的材料造成严重腐蚀。加上烟气在主设备内部高速通过，气体对材料的磨损作用也十分明显。在这双重作用的影响下，尤其是在喷淋中的PH值不能得到有效控制的情况下，即使采用不锈钢材，设备的使用寿命也不长，因而主体设备的长期稳定运行得不到有效的保障。浙江省洞头县花岗岩含SiO2达70％左右，耐酸率大于98％，硬度为莫氏7度，使用寿命保证达30年以上。本系统主体设备全部采用耐腐和耐磨的花岗岩材料制作，再者从三旋塔排出的净化烟气干燥，从根本上解决了湿法脱氟脱硫设备的耐腐耐磨材料问题。

7.6 脱氟脱硫装置尾气升温问题

脱氟脱硫尾气排放温度约60℃，虽然烟气很干燥，不影响引风机正常运行，也不影响烟气向大自然排放，但由于低于露点，为了保险起见而进行升温。我们建议采用高温烟气→三旋塔尾部低温烟气→高温烟气（简称“气→气”升温装置）的升温措施，以满足排放烟气温度达到高于露点的要求。其升温的热传媒公式如下：

放热：Q1= C1m1△t1

上式中Q1为放热量，C1为放热烟气比热，m1 为放热烟气重量，△t1为放热温差。

吸热：Q2=C2m2△t2

上市中Q2为吸热量，C2为放热烟气比热，m2 为放热烟气重量，△t2为吸热温差。

因为C1m1△t1 ＝ C2m2△t2

所以Q1 ＝Q2

UWFS-D2560Ⅵ型三旋塔烟气换热气内管ф2560mm，材料不锈钢，钢板厚度6mm；外管ф3360mm，材料A3F，厚度5mm；长度7000mm；烟气量150000Nm3/h，烟气流速13m/S；传热面积56.3m2；

不锈钢在烟气中的传媒系数设定为1500 [w/(m2?℃)]，传热温差为71℃，根据Q ＝ KF△t的公式，升温后的温度为85℃，满足设备运行要求。

“气→气”升温装置的优点是无能源消耗，无运行费用，只作一次性投资。这是其他形式换热设备所难以达到的。浙江省杭州市半山发电厂2?10 t/h 煤粉锅炉的脱氟脱硫项目采用德国技术，耗资人民币4亿元。虽效果好，但尾气升温还要采用我国的技术及产品。本设计的三旋塔后的尾气升温对电除尘器、“气→气”升温装置、三旋塔和引风机要有一个合理的布局问题，具体有待进一步调查后确定。

7.7渣的处理问题

脱氟脱硫渣的成分主要为氟化钙和亚硝酸钙，它以半水化合物的状态结晶出来。根据浙江漓铁集团有限公司2台球团竖炉处理烟气量（设计值）460000 Nm3/h，运行时间 7920 h/年，烟气中氟化物浓度60.8 mg/ Nm3、SO2浓度6320 mg/ Nm3，平均每天产生约17.17t 含水量10％的脱氟脱硫渣（二水石膏），每年产生约5566 t 含水量10％的脱氟脱硫渣。如果处理不当，将产生二次污染。目前，国内外火电厂对脱氟脱硫渣处理大致有铺垫建筑物基础和路基、制砖、制作建筑空心砖等等。脱氟脱硫渣出售价格每吨7元至120元不等。贵公司脱氟脱硫渣出售可获60余万元的收益。

7.8 二次污染问题

三旋塔脱氟脱硫技术系统工艺采用吸收液闭路循环的吸收方式，并以“双碱法”进行废水处理和脱氟脱硫除尘，无废水外排；脱氟脱硫渣为钙盐，即使将其抛弃，也不会造成污染，只要合理利用，还可变废为宝、产生经济效益。

7.9 维修及注意事项

评价一台设备的优劣，维护周期和期限也是重要一环。UWFSⅥ型高效湿式脱氟脱硫除尘装置的花岗岩主设备若使用得当时，使用年限可以达到30年以上，主要是主要是装置需正常供水，不能少水运行，杜绝无水运行，以免造成胶泥或花岗岩爆裂而使设备漏风、漏水和引风机带水。装置的喷咀不容大颗粒通过，一旦堵塞，可边运行、边维修清理。为避免喷咀堵塞，装置特设置过滤器和喷咀运行情况，以便及时清理。具体操作方法详见《浙江漓铁集团有限公司三旋塔运行说明书》。

7.10 脱氟脱硫除尘效率问题

本设计采用三旋塔脱氟脱硫除尘技术，由众多的脱氟脱硫除尘工程实例表明，该技术的成熟和稳定使脱氟脱硫效率达90％以上，除尘效率>99.5％，排尘浓度≤50mg/Nm3。利用三旋塔的气流导向作用与烟气自身的切向螺旋运动将旋流板上的吸收液吹散、雾化，使其形成一段理想的雾化吸收区域，该区域内脱氟脱硫吸收液以几微米大小的雨滴存在，大大增加了气液接触面积，从而保证烟气中的SO2被碱性吸收液充分溶解吸收。

同时，利用PH值探测仪的控制，调节输进塔内脱氟脱硫液的PH值，保证足够的吸收剂量，控制脱氟脱硫液PH值满足脱氟脱硫要求时，脱氟脱硫效率可达到设计要求。在雨化区域内，烟气中的粉尘和雨滴碰撞，并且与液滴一同甩向塔壁，流到塔底，旋转器又起到了良好的除尘效果。因此在设计时只要选取合理的空塔气速，保证脱氟脱硫液的PH值，完全能够保证系统的脱氟脱硫除尘效果，工程实例参见“杭州百合化工有限公司锅炉烟尘测试报告”、“桐乡泰爱斯热电有限公司检验报告”、“吴江中良热电有限公司脱氟脱硫除尘器性能测试报告”。

利用三旋塔的气流导向作用与烟气自身的切向螺旋运动将旋流板上的脱氟脱硫液吹散、雨化、使其形成一段理想的雨化吸收区域，该区域内脱氟脱硫吸收液以几微米大小的雨滴存在，大大增加了气液接触面积，从而保证烟气中的SO2 被碱性吸收液充分溶解吸收。

采用双碱法脱氟脱硫工艺有利于提高脱氟脱硫效率和简化脱氟脱硫工艺。同时，利用自动控制系统调节进塔脱氟脱硫液的PH值与流量，保证足够的吸收剂量，控制脱氟脱硫液PH值，满足脱氟脱硫要求时，脱氟脱硫效率可达到设计要求。

8 工程概算

详见商务标书。

9 经济效益分析

9.1 计算依据

9.1.1 水价（取河水）；

9.1.2 电价 0.65元/kw穐；

9.1.3 人员工资25000元/年；

9.1.4 石灰粉价300元/t（纯度85％）；

9.1.5 脱氟脱硫渣价80元/吨；

9.1.6 纯碱价2200元/吨（纯度97％）；

9.1.7 运行时间7920 h/年；

9.1.8 处理烟气量460000 Nm3/h；

9.1.9 原氟化物排放浓度60.8 mg/ Nm3；

9.1.10 原SO2 排放浓度632 mg/ Nm3；

9.1.11 SO2排污收费标准600元/t;

9.1.12 用电量149.6 kw，其中水泵112.2 kw，喂料仓2.2 kw，罗茨风机3 kw，箱式压滤机30 kw，输送机2.2 kw。

9.2 脱氟脱硫除尘技术经济分析报告

UWFSⅥ型三旋塔脱氟脱硫除尘技术具有工艺简单，占地面积小，脱氟脱硫除尘效率低高，脱水性能好，烟囱不冒白雾，引风机不带水、不结灰结垢、不振动、不腐蚀锈坏，塔内不结垢，设备耐腐耐磨性能强，便于操作，运行稳定，维修时不用停机，使用寿命长，建设成本少，投资见效快和运行成本低等优点，而且产生的经济效益十分可观。具体参见表3

表3 三旋塔经济技术分析表

序号

项目

指标

效益及费用

耗水量

耗水量36 t/h（用水360 t/h），运行7920H/年，取河水

忽略不计

耗药量

烟气量460000Nm3/h，原氟化物排放浓度60.8mg/ Nm3

原SO2 排放浓度632 mg/ Nm3，运行时间7920h/年

石灰粉价300元/t（纯度85％），氟化物量221.5 t/年

纯碱价2200元/吨（纯度97％），SO2量2302.5t/年纯碱液量4t/年，石灰粉量1967t/年

598900元/年

耗电量

电价0.65元/kw穐，电机149.6kw, 运行时间7920h/年 0.65元/kw穐?49.6kw?.8（功率因数）?920h/年

616113元/年

工资

人员工资25000元/年，2人

50000元/年

其他费用

12000元/年

排污费

氟化物量221.5t/年，SO2量2302.5t/年，收费标准600元/t

1514400 元/年

脱氟脱硫渣出售

脱氟脱硫渣量5566t/年

453280元/年

脱氟脱硫成本

水费＋药费＋电费＋人员工资＋其他费用

1277013元/年

效益

排污费＋灰渣出售－脱氟脱硫成本

690667元/年

脱氟脱SO2/kg成本

1277013元/年（成本）?524 t/年?st1:chmetcnv UnitName="kg" SourceValue="1000" HasSpace="True" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">1000 kg/t

0.505元/kg

脱氟脱SO2/kg效益

690667元/年（效益）?524 t/年?st1:chmetcnv UnitName="kg" SourceValue="1000" HasSpace="True" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">1000 kg/t

0.273元/kg

9.3 不同脱氟脱硫方法经济技术比较

UWFSⅥ型高效湿式三旋塔脱氟脱硫技术与国内外脱氟脱硫技术相比较，优势显著：

一是工程造价

按燃煤电厂的装机容量计算，引进国外技术最低价为每kw700元，国内同类技术需600元以上；而UWFSⅥ型三旋塔脱氟脱硫技术每kw低于300元。

二是运行费用低经济效益高

引进国外技术脱除每吨SO2要高于1000元，国内干法脱氟脱硫技术高于700元，国内同类脱氟脱硫技术要高于600元，而贵公司脱氟脱硫采用UWFSⅥ型三旋塔脱氟脱硫技术不到550元。

三是脱氟脱硫效率高

引进国外技术最高的只能达到95％，低的仅70～75％，国内同类技术在75％左右；而贵公司采用UWFSⅥ型三旋塔脱氟脱硫技术，脱氟脱硫效率接近80％。若采用三旋塔脱氟脱硫技术，不但投资成本低、运行费用低、而且贵公司每年所产生的经济效益可达69万元。

10 设备清单

设备清单参见表5

表5 主要设备清单

序号

项目

数量

规格型号

材料

三旋塔

2套

UWSF-D2560

花岗岩

连接烟管

4套

含保温层外壳不锈钢

A3，F

拌和池

2个

Ф1000議2000

花岗岩

喂料仓

1个

Ф5000?H10000

A3，F

嚗气装置

1个

Ф5000議3000

添加剂装置

1个

过滤器

2套

Ф150

脱氟脱硫剂输送泵

3台

1250ZU-MK-180-60

泥浆泵

4台

150UHB-ZK-A-180-60

隔膜泵

4台

碱液泵

1台

32UHB-ZK-A-5-5

补充水泵

2台

1000ZU-MK-40-68

除垢器

2套

Ф150

箱式过滤机

2台

XAY300-1250-Ub

管理及阀门

配电系统

2套

微机控制系统

2套

竖直沉淀池

1套

8m?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="8" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">8m?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="8" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">8m?个

钢筋混凝土

清水池

1个

6m?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="12" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">12m?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="4" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">4m

钢筋混凝土

污泥池

1套

6m?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="4" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">4m?st1:chmetcnv UnitName="m" SourceValue="8" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">8m?个

钢筋混凝土

碱液池

1个

污水沟

1条

50m

花岗岩

水泵房

1个

风机房

1个

喂料仓棚

1个

堆场棚

1个

11 项目实施及进度安排

11.1 项目实施条件

本公司将积极配合用户，提供最佳的全方位技术服务，确保该工程的顺利实施。

11.1.1 公司承诺

工程进度、质量＝投资满足合同要求

单位工程质量合格率：100％

单位工程质量优良率：100％

顾客满意度：98％以上

系统负荷联动试车：一次成功

重大安全事故率为：“零“

11.1.2 项目实施

组织精兵强将实施该项目。

精心组织设计、施工、调试，把该半干法烟气净化项目建为精品工程。

设备运行稳定可靠，达到设计要求。

让用户满意、让用户放心。

严格质量管理。

提供一流的调试、运行培训服务。

提供全套的图纸、施工记录、调试方案、调试记录、运行操作规程等技术资料。

11.1.3 安全施工保证措施

建立健全安全管理体系，以项目经理为首的安全管理领导小组，现场设专职安全员。

严格遵守国家、业主的安全操作规程，对所有施工人员进行安全教育，提高安全施工意识。

认真做好安全生产，不违章作业。

各专业负责人在做好技术交底的同时必须做好安全交底。

专职安全员和各级负责人必须深入现场，积极预防，及时发现施工安全隐患，对违反安全操作有权令其停工整改。认真做好安全记录。

11.1.4 售后服务

免费为用户培训设备运行操作及管理人员。负责工程设计、设备安装、运行调试期间的一切技术交底、技术服务工作，直至设备安装、调试完毕，投入正常运行后一年。

以优惠价格长期、及时提供各种备件，并予以技术指导。

接到需方反映的质量问题信息后，在24小时之内作出答复，并在48小时内派出技术人员到达现场。

对本项目工程设备实行不定期回访，并负责终身跟踪服务。

11.2 项目协作

本项目在进入正式实施阶段时，根据我公司的信息库和技术，将在国内选择优秀的合作伙伴，确保工程各个环节的先进性。

11.3 项目实施进度安排

项目实施时间安排如下表11-1（从签合同或协议之日算起）：

表11-1 项目时间安排表

阶段

时间

初步设计阶段

2―――3周

施工设计阶段

3―――4周

设备制造、运输

11―――14周

施工阶段（单台）

15―――18周

调试阶段

3―――4周

需要停炉时间：约60天（每台）

12 环境保护、劳动卫生、工业安全及消防

12.1 环境保护

工程投运后，每年可减排氟化物200多吨和二氧化硫1756多吨，减排烟尘量约43吨，可以有效改善厂区及周围地区的大气环境，提高职工及居民的生活环境质量。

可将厂里每周生产的废碱液完全综合利用，不足部分可以利用工艺废水补充，整个系统无废水排放。

12.2 劳动安全

12.2.1 注意电伤：脱氟脱硫系统设备由于雷电或接地不良所造成的损坏并给工作人员带来的伤害，电气设备由于工作人员的误操作及保护不当而给人员带来伤害。

12.2.2 脱氟脱硫系统中有风机、水泵、输送机等设备。在运行和检修过程中如果操作不当，设备布置不合理有可能给工作人员造成伤害。

12.2.3 注意粉尘浓度过高引起的爆炸；钢平台及楼梯施工不当造成人员滑倒，高处作业不当的跌倒等。

12.3 安全防护措施

12.3.1 防点伤害措施

① 电气设备应采用必要的机械，电气连锁装置以防止误操作。

② 电气设备设计严格按照带电部分最少安全净距执行。

③ 电气设备选用有五种设施的设备，配电室要严格执行工作票制度。

④ 在高压电气设备的周围按规定设置栅栏或弊屏装置。

⑤ 所有电气设备要有防止雷击设施并有接地设施。

12.3.2 防机械伤害措施

① 所以机械外露传动部件均应加装防护装置或采取其他防护措施。

② 设备布置上要有足够的检修场地。

12.3.3 其他防范措施

① 所有钢平台及楼梯要才采用花纹钢板或格栅板，以防工作人员滑倒。

12.4 劳动保护

脱氟脱硫系统运行中可能造成职业危害的因素：

12.4.1 粉尘

系统以石灰干粉为脱氟脱硫剂，在输送的过程中可造成飞扬，对工人健康有一定的危害。

12.4.2 噪声

脱氟脱硫系统在生产过程中产生噪声，如风机等产生噪声较大，如不采取措施对人体的健康将带来一定的影响。

12.5 劳动保护措施

12.5.1 这个灰输送系统采用密封气力输送，完全消除由于粉尘对工人的健康带来的影响。

12.5.2 为了减轻噪声对工人的身体健康造成的影响，在设备订货时，要求根据《工业企业噪声卫生标准》向厂家提出限制设备噪声的要求，将设备噪声控制在允许范围之内。

12.5.3 工人的工作场所必要的噪声防治措施，以保护工作人员的身体健康。

12.6 消防

电场消防注意设计原则为化学灭火器与水消防相结合的消防方式。

室外采用消火栓灭火，室内使用化学灭火器。

设计消防用水水源取自电厂现有给水管网，采用DN150 镀锌管引接消防水源至设计消火栓消防系统，通过DN100 镀锌管直接供室外消火栓用水。

13　生产管理和人员编制

13.1 生产管理

脱氟脱硫除尘工程建成后，应制定严格规范的生产管理制度和定量考核规定，确保系统的安全、稳定、高效运行。

13.2 人员编制

烟气脱氟脱硫除尘系统装置建成后，需有专人负责全厂脱氟脱硫除尘装置的运行、维护和管理工作。脱氟脱硫除尘装置大修、维修、化验人员、后勤行政事务均由全厂统一管理；操作管理人员定编为4名。

14　结束语

国家在“九五”期间已经把治理大气污染作为环保工作的重点。根据国务院下发的《关于两控酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划的批复》精神，“十五”期间SO2排放量需削减 20％。

目前SO2的收费标准为0.60元/kg。将来SO2的收费标准将大幅度提高，以此来促进SO2的治理，改善大气环境质量。

我会为贵公司设计制造的UWFS-D2560?Ⅵ型三旋塔，经测算：处理锅炉烟气SO2 费用为0.51元/kg。此举既有社会效益和环境效益，又产生年利润约69万元的直接经济效益。

◇ 本方案采用钠钙双碱[Na2CO3-Ca（OH）2]法脱氟脱硫，工艺合理，技术先进、运行效果稳定，是针对浙江漓铁集团有限公司对2台球团竖炉的HP、SiF4和SO2达标排放的最佳选择方案。

◇ 本方案技术论证可实现烟气达标排放，林格曼黑度小于1级，保证烟囱不冒白雾；氟化物排放浓度小于6 mg/Nm3 ，SO2排放浓度小于150 mg/Nm3，脱氟效率大于91％，脱硫效率大于80％。

◇ 本方案技术论证可实现资源综合利用，90％左右的灰渣可出售。

14.4 本方案烟气治理系统可综合利用厂里的碱性废液，采用全密封式出灰，没用扬尘，可实现无二次污染。

◇ 按本方案实施，每年可减排氟化物200多吨和二氧化硫1756多吨，减排烟尘量约43吨，可以有效改善厂区及周围地区的大气环境，提高职工及居民的生活环境质量。

因此本项目的实施，可以收到良好的社会效益、环境效益和经济效益。

本项目工期：花岗岩加工时间150天；施工人员70名，工期200天，并取保工程质量。

我站将为贵公司提供以下服务：

①保质期为壹年。

②在保质期期满后，设备运行期内，提供终身有偿服务。

③开通售后热线电话和传真，接到用户通知后十二小时内作出答复，并及时赶赴现场进行维修服务。

④负责指导调试。在安装、调试全过程中，派技术人员进行技术指导和质量监督。

⑤免费为业主培训设备操作和维护的人员。

⑥随时接受技术咨询服务。