煤炭燃烧废气脱硫除尘工艺设计毕业论文(编辑修改稿)

煤炭燃烧废气脱硫除尘工艺设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

效率高，处理极细粉尘、细粉尘和粗粉尘的效率分别为 70%、 92%和 98%左右，阻力较大，一般为 1000～ 1600Pa， 耗水量较少 ， 处理气量一般为 5000～ 7000m3/h。 可以用于净化温度不高于 300℃ 的含尘气体以及含石灰粉尘和高湿度气体。 其特点是，气量波动较大时，效率和阻力仍较稳定，结构紧凑，占地少，便于设计，安装和管理；耗水量少，不需另建沉淀池。 10 图 27 冲击式除尘器结构图 ⑸、 泡沫式除尘器 泡沫式除尘器也称为筛板式除尘器。 该除尘 器结构简单，投资少，效率较高，可以用于水泥制造外壳，节约钢材，能耐腐蚀．缺点是耗水量大，筛板易堵塞。 泡沫除尘器是由圆筒、挡水板、淋水管、筛板、水封排污阀及以进出口等所组成的，见图 28。 图 28 泡沫式除尘器结构图 含尘烟气由侧下部进入筒体，气流急剧拐弯并降低流速，较粗的粉尘在惯性力的作用下被甩出，并与多孔筛板上落下的水滴相碰撞，被水粘附带入水中排走；较细的粉尘随气流上升，经过多孔筛板时，将筛板上的水层吹起成紊流剧烈、沸腾状的泡沫层，增加了气体与水滴的接触面积，因此绝大部分粉尘被水洗下来，粉尘随污 水从底部锥体经水封排至沉淀池，净化后的烟气经上部挡水板排出。 ⑹、 湿法除尘的脱水装置 使用湿法除尘器处理的气体，在尘粒被处理后排出的气体往往夹带有细尘或其它有害物质的液滴。 为了减少这一部分有害物质进入大气，一般在洗涤后设有脱水装置，把液滴分离出来。 该脱水装置又称为气液分离装置。 分为重力沉降法、碰撞法、离心法。 湿式除尘器开始主要用于中、小机组，特别是改造老的低效除尘器，效果较好。 大型化 后，使原来存在的一些问题更加突出。 今后新建的大型机组，一般不会再用湿式除尘器。 第二章：综 述 11 对于存在的问题要通过降低水耗，改进湿式除尘器的设 计来改进。 ㈢、电除尘装 电除尘器是利用强电场电晕放电使气体电离、粉尘荷电，在电场力作用下使粉尘从气体中分离出来的装置。 其优点是： （ l）除尘效率高，可达 99%以上； （ 2）本体压力损失小，压力损失一般为 160～ 300Pa； （ 3）能耗低，处理 1000m3烟气约需 ～ h ； （ 4）处理烟气量大，可达 106m3/h以上； （ 5）耐高温，普通钢材可在 350℃ 以下运行。 缺点是： （ 1）耗钢量大；（ 2） 占地面积大； （ 3）制造、安装、运行要求严格； （ 4） 对粉尘的特性较敏感，最适宜的粉尘比电阻范围为 104～ 5*1010Ωcm ，若在此 范围之外，应采取一定的措施，才能取得必要的除尘效率； （ 5）烟气为高浓度时，要用前置除尘。 电除尘器本体结构的主要部件有：电极系统、清灰系统、烟道气流分布系统、排尘系统、供电系统等，图 29 为电除尘器的基本 结构。 图 29 电除尘器的基本结构 在两种曲率半径相差很大的金属集尘极和电晕极上通以高压直流电，维持一个足以使电极之间产生电晕放电的不均匀电场，气体电离所产生的电子、阴离子和阳离子，吸附在通过电场的粉尘上而使粉尘荷电。 荷电粉尘在电极库仑力作用下，向电极性相反的电极运动而 沉积在电极上，以达到粉尘和气体分离的目的（图 210）。 当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时，借助于振打机使粉尘脱离电极落 入灰 斗。 12 图 210 电除尘器原理图 ㈣、袋式（过滤式）除尘装置 袋式除尘器也称过滤式除尘器，它是利用纤维编织物制作的袋装过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。 它的特点是： （ 1）除尘效率高。 一般在 99%以上，出口含尘浓度 可达 20～ 30mg/m3 （ 2）处理气体量的范围大，并可处理非常高浓度的含尘气体，能处理粉尘浓度超过700000 mg/m3的含尘气体。 （ 3）结构比较简单， 操作维护方便。 （ 4）在保证相同的除尘效率的前提下，其造价和运行费用低于电除尘器。 （ 5）在采用玻璃纤维和某些种类的合成纤维来制作滤袋时，可在 160～ 200℃ 的温度下运行。 （ 6）对粉尘的特性不敏感，不受粉尘比电阻的影响。 （ 7）在用于干法脱硫系统时，可适当提高脱硫效率。 其缺点是： （ 1）体积与占地面积较大。 （ 2）阻力损失较大，一般为 1000～ 20xxPa（ 10～ 200 mmH2O）。 （ 3）对滤袋质量有严格要求，若滤袋破损率高，使用寿命短，则运行费用将大大增加。 （ 4） 对温度较高、湿度较大或带粘性的 粉尘和有腐蚀性的烟气，则在选用滤袋材料和使用时要慎重，有些情况下则不宜采用袋式除尘器。 袋式除尘器是利用棉、毛、人造玻璃纤维和合成纤维等编织物的过滤作用进行除尘的。 它的除尘过程和滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、碰撞、遮挡（筛分）、重力和静电作用等因素和清灰方法有关。 图 211（ a）为一种空气逆吹式（逆气流型）袋式除尘器。 含尘气体由下部进入滤袋，当气体穿过滤袋时，粉尘即被过滤在滤料上，从滤袋内穿出的气体被净化后从滤袋外排出。 当被过滤在滤袋内的粉尘层达到一定厚度时，由于此时过滤的阻力过大而必须进 行清灰。 图 211（ a）右边所示的情况是采用逆吹空气清灰时的情况，即在需要清灰时，打开逆吹阀，逆吹空气自上而下与含尘气流相反的方向由滤袋外进入袋内将覆盖在滤袋内壁上的粉尘清落入下面的灰斗。 在清灰时吸气阀关闭，因此它运行时其过滤和清灰是交替进行的。 图 211（ b）是脉冲反冲式袋式除尘器。 实际上，袋式除尘器可以有不同的设计，含尘气体既可以设计成吹入袋内，也可以设计成被吸入袋内；含尘气体既可以从滤袋外进入将粉尘过滤在袋外，也可以从滤袋内出来将粉尘过滤在袋内。 第二章：综 述 13 图 211 袋式除尘器 袋式除尘器与电除尘器的比较： ①、技术性能的比较 袋式除尘器无论进口烟气中的粉尘浓度有多么高，除尘器出口烟气中的粉尘浓度均可低至 20～ 30mg/m3；而且这类材料可在 200℃ 或以下的温度条件下长期工作，其价格也不十分昂贵。 当进口气体粉尘浓度为 60000mg/m3时，除尘器出口处气体中的粉尘浓度可低于 3mg/m3。 当含尘气体中含有 SO3时，短时间即会对 滤料 造成损坏 ， 采用石灰（ CaO，含硫量超过 1％时 ）可防止 SO3对滤袋的不利影响。 当烟气中粉尘浓度增加而要求保持原有的除尘效率不变；或要求提高除尘效率，就必须对电除尘器进行改装设计，而对电除尘器进行改装比袋式除尘器更换滤袋要复杂和昂贵得多。 ②、成本比较 无论从初期投资还是从日常操作费用维护费用来看袋式除尘器均低于电除尘器。 脱硫 煤燃烧过程中可能产生的硫氧化物，如 SO SO硫酸雾、酸性尘和酸雨等，不仅造成大气污染，而且会引起燃煤设备的腐蚀。 燃烧过程中生成的硫氧化物还可能影响氮氧化物的形成。 因此必须采取措施去除上述污染物质，特别是 SO2。 一般说来，燃煤设备的脱硫技术可以分为三大类，即燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。 燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱 硫对于减少排出烟气中 SO2 的浓度有着重要的作用，这里主要讨论燃烧后脱硫。 烟气脱硫技术如按其方法分类，可分为干法脱硫和湿法脱硫；按反应产物的处理方法分类，可分成回收法和抛弃法；按脱硫剂的使用情况分类，又可分为再生法和非再生法。 湿法脱硫方法介绍 ① 、石灰石 /石膏法 石灰石 /石膏法主要原理是，以石灰石或石灰的水浆液为脱硫剂，在吸收塔（洗涤塔）内对含有 SO2 的烟气进行喷淋洗涤，使 SO2 与浆液中的碱物质发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙从而将 SO2 除掉，并在浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化成硫 酸钙。 浆液中的固体物质连续的从浆液中分离出来，经浓缩后生成有用的石膏副产品。 14 图 212 石灰石 /石膏法烟气脱硫系统流程图 石灰石 /石膏法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置 Ca/S＝１时，脱硫效率大于 90％）、吸收剂利用率高（可大于 90％）、设备运转率高（可达 90％以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂－石灰石来源丰富可靠且廉价。 但是石灰石、石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用也高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物－石 膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理。 ②、 添加剂 .石灰 石膏法 为提高脱硫率及防止结垢，在石灰－石膏法中添加其他吸收剂，即为通常所讲的改良了的石灰－石膏法脱硫系统。 如在石灰中添加镁或氯化钙作为吸收剂吸收二氧化硫，在氧化塔中用空气氧化作为石膏回收。 镁石灰－石膏法 用镁的化合物吸收 SO2 后，再加石灰形成石膏的方法。 镁对 SO2 的吸收率高且可以较少石膏的结垢。 本系统基本与石灰、石膏发相同，但因在吸收剂（石灰、石灰石）中添加了镁，提高了脱硫效率，是一种高效率的脱硫系统。 氧化钙石灰－石膏法 这是一种将石灰浓度为 20％的氧化钙溶液作为吸收液的脱硫方法。 本系统的优点使：液－气比小，排烟温度高，几乎没有废液排放等。 但是，由于氯离子浓度过高，要使用耐腐蚀材料，特别使冷却除尘塔的高温部分，需使用钛那样的高级材料。 ③、间接 .石灰 石膏法 该方法是 SO2 气体被苏打、氨、氯化铝和稀硫酸等水溶液所吸收，再向吸收后的溶液里加石灰和石灰石，以生成石膏加以回收。 有机苏打－石膏法 1） 醋酸钠石灰－石膏法 本法是亚硫酸钠石灰－石膏法（后述）的改良方法。 用醋酸的水溶液作为吸收剂吸收后，加入石灰石回收石膏。 烟气 在多孔板的多段吸收塔内用醋酸钠水溶液（含有石膏）吸收。 液气比为 2时， SO2 的吸收率可达 99％。 2） 二酸钠石灰－石膏法 该法同醋酸钠石灰－石膏法基本相同，只是用马来酸（顺丁烯二酸）来替代醋酸，第二章：综 述 15 在回收液中反应后生成磺化丁二酸。 由于磺化丁二酸不挥发，不必象醋酸那样在吸收塔上部回收。 采用低液气比可以获得 99％以上的脱硫效率。 本方法脱硫率可任意选择，吸收塔的构造也简单。 酸酸铝石灰－石膏法 用碱性硫酸铝溶液（ pH 3－ 4）吸收 SO2后，加入石灰石，回收石膏。 烟气加入冷却除尘塔，用稀的硫酸铝浆液冷却， 除尘后加入吸收塔。 在吸收塔中用硫酸铝溶液（ pH＝ 3）吸收 SO2。 从吸收塔中排出的吸收液，加入氧化塔用空气氧化，再加入石灰石反应生成石膏回收。 本系统任意稳定运行，能处理烟气量从 3000Nm3/h 到 20万 Nm3/h 的锅炉排气， SO2 的浓度从 160ppm－ 2500ppm，被用于各种排气，能得到 70－95％的脱硫率。 ④、稀硫酸石灰－石膏法 用含有铁离子等氧化催化剂的 ％的稀硫酸作为吸收液，吸收 SO2 后形成亚硫酸，在 55℃左右，几乎可 100％的氧化成硫酸。 吸收液中加入石灰石或消石灰使石膏沉淀分离。 用氧化铁作为 氧化催化剂。 ⑤、双碱法 实际上双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石 /石膏法容易结垢的缺点并进一步提高脱硫效率而发展起来的。 它先用碱金属盐类如钠盐的水溶液吸收 SO2，然后在另一个石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了 SO2 的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用，而 SO2 还是以亚硫酸钙和石膏的形式沉淀出来。 由于其固体的产 生过程不是发生在吸收塔中的，所以避免了石灰石 /石灰法的结垢问题。 图 213 双碱法烟气脱硫工艺流程图 ⑥、海水脱硫工艺 海水脱硫法的原理是用海水作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行逆向喷淋洗涤，烟气中的 SO2 被海水吸收成为液态 SO2。 液态的 SO2 在洗涤液中发生水解和氧化作用。 洗涤液被引入曝气池，用提高 PH 值抑制了 SO2 气体的溢出，鼓入空气，使在曝气池中的水溶性 SO2 被氧化成为 SO42。 海水脱硫的主要特点是：工艺简单，无需脱硫剂的制备，系统可靠可 用率高。 根据国外经验，可用率可保持在 100%。 脱硫效率高，可达 90％以上。 不需要添加脱硫剂，也无废水废料，管理容易。 与其他湿法工艺相比，投资低，运行费用也低。 只能用于海边电厂，且只能适用于燃煤含硫量小于 %的中低硫煤。 16 图 214 海水脱硫法的流程图 ⑦、循环法 利用亚硫酸钠溶液的吸收和再生循环过程将烟气中的 SO2 脱除。 实际的使用效果为：用于含硫量为 1%%的煤时，可达到 97%以上的脱硫效率。 图 215 亚钠循环法的流程图 ⑧、氨法 氨法原理是采用氨水为脱硫吸收剂，与进入吸收塔的烟 气接触混合，烟气中 SO2 与氨水反应，生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得化学肥料硫酸铵。 其主要技术特点有： （ 1） 、副产品硫酸铵的销路和价格是氨法工艺应用先决条件。 （ 2） 、由于氨水与 SO2反应速。