150mw燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计毕业论文

150mw燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计毕业论文内容摘要：

冷凝温度 / ℃ 10℃ 结晶温 度 /℃ 20℃ 液体 SO2 蒸发热（ 10℃时） /（ J/g） 30℃ （ 0℃ 时） 气体 SO2 平均比热容（ 0℃） /J/（ g﹒ K） （ 10℃ 时） 100℃ （ 20℃ 时） 介电常数 （ 30℃ 时） 导电率，Ω 1 4 108 气体 SO2 在水中的溶解度及其饱和水溶液的浓度见表 28。 在 20℃的温度下， 1 体积的水可溶解 40 体积的二氧化硫并放出 34。 4kJ/mol 的热量。 又表 28 可知，随着温度的升高 ，二氧化硫在水中的溶解度降低。 表 28 二氧化硫在水中的溶解度2SOV及其饱和水溶液的浓度2SOG 温度 /℃ 2SOV l/L① 2SOG /%② 温度 /℃ 2SOV l/L① 2SOG /%② 0 5 10 15 20 25 30 35 40 ① 二氧化硫的体积为标准状况的体积。 ② 质量百分率。 150MW 燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计 广东工业大学 12 化学性质 与脱除有关的化学性质如下。 二氧化硫是一种酸性氧化物 ，它极易溶于水，其水溶液呈酸性，以往称为亚硫酸水溶液。 实际上， SO2 在水溶液中成为七水物 07 22 HSO  仅存在微量的32SOH。 但是亚硫酸氢盐含有 3HSO 离子，亚硫酸盐含有 23SO 离子。 所谓的亚硫酸水溶液能被空气逐渐氧化成硫酸，其浓度越低氧化越快，而且经加热就会自行氧化。 SOHSOHSOH  24232 23 二氧化硫与氧在完全干燥的状况下几乎不反 应，当在有初生态氧的燃烧环境中，或者对 SO2 与 O2 或与 O3 的混合物进行无声放电，则发生氧化反应。 32221 SOSOO  32331 SOSOO  各种脱硫方法的简介： (一 )石灰石 石灰法 石灰 石灰石法是用石灰或石灰石吸收母液吸收烟气中的二氧化硫，反应生成亚硫酸钙（硫酸钙），净化后的烟气可达标排放。 该法的优点： a、自然界存在大量石灰石，吸收剂原料易得、价廉，运行费用低； b、副产物石膏可用于制造石膏板或水泥添加剂等，即使抛弃也容易处理； c、技术 成熟、运行可靠。 因次，石灰 石灰石法是目前世界上火电厂烟气脱硫应用最广泛的方法。 石灰 石灰石的第一套工业应用装置建于英国巴特西（ Battersea）电厂，于 1931 年投入生产。 目前，主要有三种石灰 石灰石法烟气净化工艺，分别以石灰、石灰石及加镁石灰作主要吸收剂。 根据厌弃脱硫副产品的形成过程，这三种主要工艺又可分为常态氧化、强化氧化（硫酸钙法）和抑制氧化（亚硫酸钙法）三种方法。 150MW 燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计 广东工业大学 13 化学原理 石灰 石灰石法烟气脱硫的主要化学反应如下： SO2 溶解     HH SOOHSO SOSO32222 )( )()(液 液气    233 SOHH SO 石灰溶解 22 )(OHCaOHC a O      OHCaOHCa 2)( 22 石灰石溶解 )()( 33 液固 C a C OC a C O      2323 )( COCaC a C O 液 吸收溶解的 SO2 )(3232 液C a S OSOCa    OHCaSOOHCaSO2423 212)(  液 氧化    2423 21 SOHOH SO )(4242 液C a S OSOCa    )(22)( 2424 固液 OHC a S OOHC a S O   共沉淀： )(21)()(21)1( 2413224232 固OHSOSOCaOHx SOSOxCa xx    工艺流程： 石灰 /石灰石浆液吸收法脱硫工艺流程简单，如图 29 所示，石灰石浆液在制备槽中配制，送入循环槽，由循环泵送到吸收塔顶部喷淋。 吸收 SO2 后，得到含亚硫酸钙和硫酸钙的混合浆液由塔底流回循环槽。 将 PH值调整到 4 左右经泵送入氧化塔，向氧化塔内鼓入空气，进行氧化得到石膏。 所得的石膏浆料经过增稠、离心过滤和清洗获得石膏产品。 滤液除去杂质后送至石灰石浆液制备槽。 150MW 燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计 广东工业大学 14 烟气排气吸收塔石灰石或石灰循环槽调整空气氧化塔离心机石膏增稠 器清夜图29 石灰/石灰石法工艺流程 常用的吸收设备有喷雾塔、湍球塔、筛板塔、文丘里洗涤器等。 结垢和堵塞是影响吸收塔操作的最大问题。 为防止固体沉积、结晶析出以保证吸收效率，在操作中应注意以下几点：将浆液 PH 值控制在 6 左右；保持适当的气、液、固比例，以免水分蒸发使固体沉积或结晶析出；在吸收液中加入二水硫酸钙晶体，以提供足够的沉积面积，使溶解盐优先沉淀于其上，来控制因溶液过饱和而沉淀物析出而结垢。 在选用吸收器时，应选用持液量大、气液间相对速度高、气液接触面积大、塔内构件少、压力降小的设备。 （二） 喷雾干燥法 喷雾干燥法是 20 世纪 80 年代，由美国 JOY 公司和丹麦 Niro Atomizer共同开发的，故又称 Joy/Niro 法。 这种方法是以 Ca（ OH） 2 和 Na2CO3 溶液为吸收剂，经喷雾装置喷入反应器内，同烟气接触而吸收 SO2 ， SO2 在与碱性雾滴进行反应的同时也干燥了液滴，水分蒸发，到达反映器出口，形成的生成物为干固体粉末连同未曾发生反应的吸收剂干化的颗粒及飞灰经除尘器进行气固分离，排出尾气。 因此该流程脱硫工程在吸收器内反应之后，将在除尘器内继续分离，如图 210 所示。 喷雾干燥法脱硫效率可达 70%～ 90%，该系统的关 键是喷雾装置，通常用的有两种：喷嘴和离心转盘喷雾器。 操作方式可以逆流，也可以并流。 喷雾干燥法的主要优点是工艺简单、设备少；运行可靠，生产过程中不150MW 燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计 广东工业大学 15 会发生结垢和堵塞现象；生成物易处理；只要将排烟温度控制在适宜的范围内，不讳产生严重的腐蚀问题；能量消耗低、投资省、运行费用小，耗水量低；对烟气量和 SO2 浓度适应较强；净化后的尾气温度较高，不必再加热，可以直接排放。 影响 SO2 去除的因素主要是 SO2 吸收率和吸收剂利用率随烟气出口温度接近饱和温度的程度而提高，一般喷雾干燥法的操作温度在绝热饱和温度之上 11～ 28K。 还需防止出口烟气接近湿饱和，避免在袋式除尘器中出现凝结问题。 目前喷雾干燥吸收法主要用于低硫煤脱硫操作中。 石灰水蒸汽石灰消化槽 贮槽 混合槽烟气水部分干料返回 袋式 除尘器喷雾干燥器产物烟囱图210 喷雾干燥法工艺流程 （三） 金属氧化法 一些金属氧化物如 MnO ZnO 等可以吸收烟气中的 SO2。 下面以氧化镁法为例简要介绍金属氧化物法脱硫的基本反应及工艺流程。 氧化镁法是以氧化镁浆料吸收烟气中的 SO2 ，生成 MgSO3，加热可再生MgO，再生获得高浓度 SO2 用来生产硫酸和硫磺。 氧化镁吸收脱硫的工艺工程包括四部分：烟气预处理、 SO2 吸收、固体分离与干燥和 MgSO3再生。 工艺流程与设备 氧化镁脱硫的工艺流程如图 211 所示。 150MW 燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计 广东工业大学 16 尾气去 吸收塔元素硫制硫装置除尘焦炭燃油干燥塔燃油除尘去烟囱风机固定液分离器镁浆箱蒸汽再热器补充补充水吸收浆贮存箱烟气吸收塔图211 氧化镁法工艺流程 在该工艺流程主要设备是文丘里吸收装置。 常用的是开米科（ Chmico）洗涤器，开米科洗涤器是一种组合式的文丘里吸收装置。 其特点是气液接触好，净化效果高；处理气体量大，单台设备处理能力可达 250 SmN/3 ；无结垢故障，稳定性好，可长期连续运行。 但氧化镁法脱硫的缺点是要求预处理必须除尘除氯，大约有 8%的 MgO 流失而产生二次污染。 （ 四 ） 活性 炭吸附法 低浓度 SO2 除了用前面介绍的吸收法净化之外，也可以采用吸附净化法，常用的吸收剂是活性炭。 活性炭吸附 SO2 ，在干燥、无氧条件下主要是物理吸附，当有氧和水蒸汽存在时会发生化学吸附。 基本原理 烟气通过活性炭床时， SO2 、 O2 和 H2O 被吸附，然后它们之间在活性炭表面上发生化学反应 OHSOHOHnOSO 242222 )1(21   活性炭 如果用铜、铁、钴、镍、铬和铈等金属盐浸渍活性炭，就可以发现；活性炭对 SO2 的吸附能力提高了，这可能是有催化氧化 SO2 的作用的缘故。 一般来说，活性炭对 SO2 的吸附容量是 40～ 140g/1000d 活性炭。 到达吸附平衡时的活性炭可以用水洗再生，得到稀硫酸；也可以用加热再生的方法，这样可得到高浓度的二氧化硫。 因为加热过程，碳将沉积在活性炭上硫150MW 燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计 广东工业大学 17 酸还原成二氧化硫，反应式如下：   22242 222 COOHSOCSOH 工艺流程 活性炭吸附 水洗再生脱硫法又称鲁奇式活性吸附法，因为这种方法是由德国鲁奇化学协会和法兰克福的胡特惠逊公司开发的，其工艺流程如图 212 所示 烟气文丘里洗涤器吸附器活性炭床至烟囱循环槽浸没燃烧器燃料冷却器弃去水～15 %图212 活性炭吸附水洗再生法工艺流程 烟气首先经文丘里洗涤器除尘并冷却，然后进入一个活性炭吸附器，图 212中是两个固定活性炭吸附器，一个吸附，另一个再生。 平均吸附脱硫效率可达80%。 用水冲洗再生得到稀硫酸溶液进入循环液槽，作为文丘里洗涤器的洗涤液。 在洗涤过程中，由于一部分水分蒸发而提高了硫酸浓度，可达 25%左右。 硫酸进一步经过浸没燃烧器、冷却器和过滤器除去杂质，最后可得到 65%～ 70%的硫酸。 该工艺主要优点是工艺简单、运转方便、副反应少、无污水排放、可回收稀硫酸。 但也有缺点，主要 是由于活性炭吸附容量有限，所以需要较大的吸附设备，一次性投资高，吸附剂需要频繁再生。 （四） 催化转化法 烟气中的 SO2 可以在催化剂的作用下被氧化成 SO3 ，再转变为硫酸回收利用；也可在催化剂作用下还原为 H2S，再用特殊工艺回收硫磺。 工作原理 反应物分子从气流中通过层流边界向催化。