环境工程大气毕业设计_火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计(编辑修改稿)

环境工程大气毕业设计_火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

内构件少，故结垢可能性小，压力损失也小。 逆流运行有利于烟气与吸收液充分接触，但阻力损失比顺流大 此技术优点 初投资较低；运行费用较低；钙硫摩尔比较小（ ～ ）；脱硫效率高，可达 90%以上；系统电耗小；占地面积较少；适于各种含硫煤种；工艺成熟，流程简单，系统设备少，不需专职人员进行操作和维护；系统可靠性高；能同时有效脱除氯化物和氟化物等有害气体； 此技术缺点 对石灰品质和颗粒粒径要求高；脱硫系统对除尘器除尘效率有一定影响；生成的 CaSO3比 CaSO4多， CaSO3需经处理才可成 为 CaSO4，副产品不能利用。 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 11 填料塔 填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。 在填料层内，液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。 气体自塔下部进入，通过填料缝隙自由空间，从塔上部排出。 与板式塔相比，填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填料可用耐腐蚀材料制造。 板式塔 板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下横向通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出。 板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便 文丘里洗涤器 气体进入扩散管后，流速增大。 洗涤液通过喉管的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速，由于液滴与粒子之间惯性碰撞， 使 微细尘粒 被捕集。 在扩散管中使尘粒凝聚，形成直径较大的含尘液滴而随水排出。 是一种高效湿式洗涤器，常用于高温烟气降温和除尘。 由于高速气流要加速和雾化液滴，因此压降较大，一般为30009000Pa ，甚至更高。 喷射鼓泡吸收塔 烟气通过喷射器直接喷散到洗涤液中，经处理后的烟气经过升气管进入上层的混气室，然后经除雾器后由烟囱排出。 取消了复杂的浆液再循环系统，简化了工艺过程，也降低了能耗，因而使基建投资和运行费用都有所减少。 该工艺另一个重要特点是低 pH低 （ ），而一般的 FGD 工艺pH为 57 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 12 脱硫吸收设备的性能比较 脱硫吸收器对比表 吸收器 类型 持液量 逆流接触 防堵性能 操作弹性 设备阻力 除尘性能 喷淋塔 低 是 中 较好 低 差 填料塔 高 是 差 较好 中 中 凿球塔 中 是 好 中 中 较好 筛板塔 中 是 中 中 中 较好 旋流板塔 高 是 好 好 低 好 脱硫吸收设备的比较及 选择 由以上对比，可知： ①物料系统易起泡沫；高粘性物料；具有腐蚀性的介质宜用填料塔； ②有悬浮固体和残渣的物料，或易结垢的物料，宜用板式塔中大孔径筛板塔、十字架型浮阀和泡罩塔等； ③对于处理过程中有热量放出或须加入热量的系统；当初李系统的液气比 L/G小时，宜采用板式塔。 最终选择填料塔，作为脱硫吸收设备 吸收剂的选取 湿法脱硫吸收剂的选择原则 ⑴吸收能力好，选择性能好 ⑵挥发性低，无毒，不易燃烧，化学稳定性好，凝固点低，不发泡，易再生，粘度小，比 热小 ⑶不腐蚀或腐蚀小，以减少设备投资或维护费用 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 13 ⑷来源丰富，容易得到，价格便宜 ⑸便于处理和操作，不易产生二次污染 常见吸 收剂 经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是 Ca、 Mg、 Na 等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有： Ca 系：电石粉（ CaC2）、石灰（ CaO）、石灰石（ CaCO3）等 Mg 系：金属 Mg 粉 Na 系：苏打（ Na2CO3） 常见的吸收剂性能比较 CaC2脱硫有如下特点： 1)在高碳系铁水中， CaC2分解出的 Ca离子与铁水中的硫有 极强的亲和力。 因此 CaC2有很强的脱硫能力，在一定的铁水条件下，用 CaC2脱硫，脱硫反应的平衡常数可达 105，反应达到平衡时，铁水中硫含量可达 107。 2)用 CaC2脱硫，其脱硫反应是放热反应，有利于减少铁水的温降。 脱硫有如下特点 ： 1)在高 C和一定含硅量的铁水中， 有较强的脱硫能力，在 1350℃时，用 脱硫，反应达平衡时，铁水中硫含量可达 ，比 的脱硫能力要弱得多。 2)脱硫渣为固体渣 ， 扒渣方便 ， 对铁水缶 、 混铁车侵蚀较小 ， 但用量较大 ，故形成的渣量也大，铁损也较高，铁水温降也较大。 3)石灰粉资源广、价格低、易加工，使用 安全。 镁粉脱硫有如下特点： 1)Mg 有很强的铁水脱硫能力， 13500C时，用 Mg粉脱硫，反应的平衡常数为 105，反应达到平衡时，铁水中含硫量可达 107，大大高于 Ca0 的脱硫能力。 2)Mg 的沸点为 ll070C， Mg 加入铁水后，变成 Mg蒸气，形成气泡，使 Mg的脱硫反应在气液相界面上进行，另外由于金属 Mg 变成 Mg 蒸气．使得反应区附近的流体搅拌良好，大大增强 Mg的脱硫效果。 3)Mg 在铁水中有一定的溶解度，铁水经过 Mg 饱和后能防止回硫，这部份饱和的 Mg 在铁水处理后的运送过程中 仍能起到脱硫作用。 吸收剂的确定 由实践证明石灰是烟气脱硫较为理想的吸收剂，而且工业上常常选取石灰或石灰石做为吸收 SO2的吸收剂。 故此次设计选用 石灰石（石灰） 做为吸收剂 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 14 石灰石 /石灰法的吸收机理 ⑴ 石灰石的溶解过程： m 3 2 2 3 2()Ca CO H O CO Ca H CO   23 2 22C a C O H C a H O C O    ⑵ 吸收过程： 2 2 2 3SO H O H SO 2 2H C l H O H C l O H      2 2H F H O H F O H      2 3 3 ( p H (H S O H H S O 低 值 时 ） 吸 收 区 下 部 ） 2 3 32 ( p H (H S O H H S O 高 值 时 ） 吸 收 区 上 部 ） 2 3 3 22 ( )C a H SO C a H SO  3 3 3 2 2C a C O H H S O C a S O C O H O     23 4 4 2 22C a C O H S O C a S O C O H O     22 33Ca SO CaSO 2 22Ca F CaF 2 22Ca Cl CaCl ⑶ 反应产物的氧化： 23 2 422H SO O H SO     3 2 2 2 42 ( ) 2C a H SO O H O C aSO   3 2 4C aSO O C aSO ⑷ 结晶生成石膏： 4 2 4 222C aS O H O C aS O H O 3 2 3 21122a S H O C a S O H O 填料塔填料的选择 确定设计填料塔的填料类型选用 Φ 50 50 45 规格，陶瓷拉西环填料（乱堆）； 填料参数Φ =50 ㎜， 231 93 /a m m 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 15 3. 设计计算书 3.. 以 1Kg 煤燃烧为基础，则 ％（以质量计） 重量 /g 摩尔数 /mol 需氧量 /mol C H O S N 水分（ W） 挥发分 (V) / / 灰分（ A） / / 假定干空气中氮氧的摩尔比（体积比）为 ，则 1kg样煤完全燃烧 所需的理论空气量为 （ +1） = mol/Kg 煤 实际空气量为： = 理论情况下烟气的组成（单位： mol） CO2 H2 O SO2 N2 += + = 理论烟气量为 :+++= 实际烟气量为： + （ ） =所以燃烧 1Kg煤，产生烟气体积为： = m3N / Kg 由 PV=nRT 知 ,在烟气温度为 150℃时，实际烟气体积为： 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 16 V =(150+)/ = 3N / Kg， 由于 锅炉耗煤量为35t/h。 所以标准状况下的烟气流量为 35000=251615m3/h= m3/s 实际情况下的 烟气流量为 35000=389900m3/h。 烟尘和 SO2 浓度的计算 在标准状况下， 由于飞灰率为 80%，则烟 尘浓度为： 10% 3 = 29834mg/m3N ； SO2 浓度为：  = mg/m3N 在烟气温 度为 150℃时， 由于飞灰率为 80%，则烟 尘浓度为： 10% 3 = 除尘系统的设计计算 粉尘经除尘器后进入脱硫系统，由于 脱硫系统还有 50%的除尘率，故除尘器的除尘效率η可由下式计算： Co （ 1η）（ 150%）≤ 50 即 29834（ 1η）（ 150%）≤ 50 得η≥ % 设 计 除 尘 效 率 为 %, 则 除 尘 器 出 口 粉 尘 浓 度 ： 29834 (%)=： (150%)= 静电除尘器的设计计算 确定主要部件的结构型式 环境工程大气毕业设计 _火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计 黄石理工学院 毕业设计（论文） 17 静电除尘器的主要部件是电晕极线和收尘极板。 本设计中电晕线采用芒刺 线， 集尘板采用管式极板， 确定电场风速 本设计中 ,选用静 电除尘器净化锅炉飞灰 , 采用经验法取电场风速为。 确定粉尘的驱进速度 本设计中的粉尘为锅炉灰尘，采用经验法取有效驱进速度为。 计算电场断面积 电场断面积是指静电除尘器内垂直于气流方向的有效断面积。 计算式如下： VQF 式中： F— 电除尘器电场的有效断面积， m2。 Q— 通过电除尘器的烟气量， sm/3。 此处为 251615m3/h。 合 sm/3 V— 烟气通过电场的风速， m/s 所以 F180。 =除尘器而言，其电场断面为圆形，其中高略大于宽 （一般高宽比为 1～ ），确定高、宽中的一个值即可确定电场的高（ H）。