锅炉烟气处理系统
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前言在目前,大气污染已经变成了一个全球性的问题,主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是人类活动造成的,大气污染对人体的舒适、安康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。
目前,大气污染已经直接影响到人们的身体安康。
随着我国经济的高速开展,我国的二氧化硫污染越来越严重,必须通过有效的措施来进展处理,以免污染空气,影响人们的安康生活。
一、题目某燃煤锅炉房烟气净化系统设计二、目的通过课程设计进一步消化和稳固本课程所学的内容,并使所学的知识系统化,培养运用所学理论知识进展净化系统设计的初步才能。
通过设计,理解工程设计的内容、方法及步骤,培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进展设计计算、绘制工程图、使用技术资料、查阅有关设计手册、编写设计说明书的才能。
三、原始资料锅炉型号:SZL6-1.25-AII型,共2台〔每台蒸发量为6t/h〕所在地区:二类区。
2022年新建。
锅炉热效率:75%,所用的煤低位热值:20939kJ/kg,水的蒸发热:2570.8kJ/kg 锅炉出口烟气温度:160℃烟气密度:〔标准状态下〕1.34kg/m3空气过剩系数:α=1.3排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例:15%烟气在锅炉出口前阻力:800Pa当地大气压力:98kPa平均室外空气温度:15℃空气含水率(标准状态下)按0.01293kg/m3烟气的其它性质按空气计算煤的工业分析:C :65% H :4% S :1% O :4% N :1% W :7% A :18%净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧20m 以内。
图2为锅炉立面图。
图1 锅炉房平面布置图 图2 锅炉房立面图四、 设计计算 (一)、用煤量计算每台锅炉的所需热量为:Q =蒸发量×水的蒸发热=6×103×2570.8=1.54×107kJ/h所需的煤量为:热η⨯n H Q =%75209391054.17⨯⨯=982.2kg/hH n ——煤的低位热值 η热——锅炉的热效率(二)、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 以1kg 煤燃烧为根底,那么重量〔g 〕 摩尔数〔mol 〕 产物摩尔数〔mol 〕 需氧数(mol) C 650 54.167 CO 2:54.167 54.167 H 40 40 H 2O: 20 10S 10 0.3125 SO 2: 0.3125 0.3125 O 40 2.5 O 2: 1.25 -1.25 N 10 0.714 N 2: 0.357 0 W 70 3.889 H 2O: 3.889 0 标准状态理论需氧数54.167+10+0.3125-1.25=63.23mol/kg=1.4163 m 3N /kg空气中含水量:10004.22181001293.03⨯⨯=0.01609(体积分数)1.标准状态下理论空气量0a V0a V =1.4163×4.78=6.77 m 3N /kg 〔干空气〕 0a V =01609.0177.6-=6.88 m 3N /kg 〔湿空气〕2.标准状态下理论烟气量0fg VCO 2: 54.167 mol/kgSO 2: 0.3125 mol/kgN 2:0.357+3.78×65.17=246.70 mol/kg H 2O: 20+3.889+0.01609⨯6.77= 24.0 mol/kg0fg V =10004.220.2470.2463125.0167.54⨯+++)(=7.28 m 3N /kg3.标准状态下实际烟气量fg Vfg V =0fg V +0a V (α-1)= 7.28+6.77×〔1.3-1〕=9.311 m 3N /kg标准状态下每台锅炉烟气流量总Q =fg V ⨯设计耗煤量 =9.311⨯982.2=9145.26 m 3/h4.标准状态下烟气中含尘浓度烟尘ρ烟尘ρ=Vd fgsh A ⨯=311.9%18%15⨯=2.90⨯103mg/m 35.标准状态下烟气中二氧化硫浓度2SO ρ2SO ρ=V so fgm )(2=311.91000643125.0⨯⨯=2.15×103 mg/m 3(三)、净化设备的选择1. 设备应到达的净化效率烟尘ρρηs-=1式中 ρs ——标准状态下锅炉烟所排放标准中的规定值,mg/m 3;ρ——标准状态下烟气污染物浓度,mg/m 3; 由于锅炉厂所在地区为:二类地区、2022年新建根据锅炉表1锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值可知道:锅炉类别适用区域烟尘排放浓〔mg/m 3) 烟气黑度Ⅰ时段Ⅱ时段 燃 煤 锅 炉自然通风锅炉 〔<0.7MW(1t/h)〕一类区 100 80 1 二、三类区 150 120 其它锅炉 一类区 100 80 1 二类区 250 200 三类区350 250 燃油 锅 炉轻柴油、煤油 一类区 80 80 1 二、三类区 100 100 其它燃料油一类区10080*1二、三类区200 150 燃气锅炉全部区域50501表1 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值I 时段:2000年12月31日前建成使用的锅炉;II 时段:2001年1月1日起建成的使用的锅炉〔含在I 时段立项未建成或未使用的锅炉和建成使用的锅炉中需要扩建、改造的锅炉〕。
前言据统计,我国目前约有30万台中小型燃煤工业锅炉,耗煤量占全国原煤产量的1/3.而这些锅炉中,大部分没有安装脱硫设备,致使许多地区酸雨频频发生,严重危害了工农业生产和人体健康.因此,烟气脱硫是当前环境保护的一项重要工作.能用于烟气脱硫和除尘的设备很多,但要满足运转稳定可靠、不影响生产同时去除且压力降较小等要求,以袋式除尘器和旋流板为宜.1.设计任务书1.1.课程设计题目燃煤采暖锅炉烟气处理系统设计1.2.设计原始材料锅炉型号:SZL4-13型(额定热功率2.8米W),共3台设计耗煤量:600 千克/h·台烟气温度:160℃脱硫塔出口烟温:60℃标准状态下烟气密度:1.34千克/米3空气过剩系数:α=1.4锅炉外形尺寸:4866×3660×2550锅炉烟囱尺寸:Φ600排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例:16%烟气在锅炉出口前阻力:800Pa当地大气压力:97.86kPa冬季室外空气温度:5℃标准状态下空气含水:0.01293千克/米3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值:C=68% H=4% S=1% O=5%N=1% W=6% A=15% V=13%锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001)二类标准:标准状态下烟尘浓度排放标准:200米g/米3标准状态下二氧化硫排放标准:900米g/米32.设计概况2.1.设计内容某燃煤采暖锅炉,烟气排放最大量Q=18450米3/h,烟气最高温度160℃,烟气含尘量2340米g/米3,烟气中二氧化硫含量1950米g/米3.2.2.设计依据《锅炉大气污染物排放标准》 GB13271-2001《袋式除尘器技术要求》 GB/T6719-2009《袋式除尘器性能测试方法》 GB12138-89《袋式除尘器安装技术要求与验收规范》 JB/T8471-1996《环境空气质量标准》 GB3095-19962.3.设计要求2.3.1.排放标准锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001)二类标准:标准状态下烟尘浓度排放标准:200米g/米3标准状态下二氧化硫排放标准:900米g/米33.处理工艺设计3.1.除尘工艺设计3.1.1.各除尘器的简述离心式除尘器离心分离除尘器的工作原理是,利用烟气作旋转运动,依靠离心作用将烟气中粉尘分离出来.这种离心力要比单独靠中立获得的分离大得多,因而除尘较有效.它的结构简单,运行操作方便,可以分离捕集较细的粉粒,但除尘效率不高,约85%左右,阻力一般不大于1000Pa,因此,它被广泛应用于独立的除尘装置,也可作其他除尘器的预处理装置.洗涤式除尘器洗涤式除尘器是用液滴、液膜、气泡等洗涤含尘气体,使含烟气相互凝集,从而使尘粒得到分离的装置.其中应用最多的是文丘里洗涤除尘器,它的主要部件是文丘里管.压力水从文丘里管的喉口的小孔进入,高速的含尘烟气流通过喉口将水雾化成无数水滴,同时使尘粒粘附在所生产的水滴上.将这种气液混合物引入分离器,使水滴与尘粒分离,烟气得到净化.文丘里洗涤器的除尘效率一般在95%以上,它随液滴直径、喉管气速的增加而增加.当液滴直径比尘粒大50倍时,其除尘效率最高.这种除尘器结构简单,除尘效率高,水滴还能吸收烟气中的二氧化硫的三氧化硫.其缺点是阻力大,需要有污水处理装置.袋式除尘器袋式除尘器是使含尘气体通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置,采用玻璃纤维作滤料的空气过滤器,主要可用于通风及空气调节的气体净化.袋式除尘器的除尘机理如下:含尘气体进入滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集于滤料上,透过滤料的清洁气体从排出口排出,沉积在滤料上的粉尘可在机械振动的作用下从滤料表面脱落,落入灰斗中.粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,逐渐在滤袋表面形成粉尘初层.初层形成后,它成为袋式除尘器的主要过滤层,提高了除尘效率,滤布起形成粉尘初层和支撑它的骨架作用,但随着粉尘在滤袋上的积聚,滤袋两侧的压力增大,会把有些已附在滤料上的细小粉粒挤压过去,使除尘效率下降.袋除尘器的阻力一般为1000-2000Pa.另外,若除尘器阻力过高,还会使除尘系统的处理气体量下降,影响生产系统的排风效果.因此,除尘器阻力达到一定数值后要及时清灰,清灰不能过分,即不应破坏粉尘初层,否则会引起除尘效率显著降低.电除尘器电除尘器是利用静电力实现尘粒与烟气流分离的一种除尘装置.电除尘器是在放电极与平板状集尘极之间加以较高的直流电压,使电晕极发生电晕放电.当含尘烟气低速流过放电极与集尘极之间时,首先烟气中的气体分子发生电离,由于含尘烟气中大部分气体(氮气、氢气、二氧化碳)与电无亲和力,故会带负电荷成为负离子,它在向正极移动中遇到随烟气流动的大部分粉尘会使粉尘取得负电荷而转向阳极板上,使粉尘所带的电荷得到中和.集尘板上粉尘到一定厚度时,可用机械振打的方法使之落入灰斗.电除尘器的除尘效率与电场强度、集尘板面积、烟气流量、粉尘趋进速度,尤其是粉尘的导电性有关,电除尘器具有很高的除尘效率(可达99.99%),可捕集到0.1μ米以上的尘粒.它阻力小,运行费用低,处理烟气量的能力大,运行操作方便,可完全实现自动化.缺点是设备庞大,投资费用高.旋风除尘器旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置.旋风除尘器用于工业生产以来,已有百余年历史.对于捕集5-10μ米以上的粉尘效率较高,其除尘效率可达90%以上,被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门.旋风除尘器结构简单,除尘器本身无运动部件,不需特殊的附件设备,占地面积小,制造、安装投资较少.操作、维护简单,压力损失中等,动力消耗不大,运转、维护费用较低.操作弹性较大,性能稳定,不受含尘气体的浓度、温度限制.对于粉尘的物理性质无特殊要求,同时可根据化工生产的不同要求,选用不同材料制成,或内衬各种不同的耐磨、耐热材料,以提高使用寿命.3.1.2.主要除尘器的选用在选择除尘技术时,应充分考虑经济性、可靠性、适用性和社会性等方面的影响.除尘技术的确定受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特性、排放标准和需要达到的除尘效率等多种因素的影响.针对目前环保要求、污染物排放费用的征收情况以及静电除尘器和布袋除尘器在性能上的差异和在各行各业应用的实际情况,对两种除尘器在实际应用中的基本性能做一个简单客观的对比.1)除尘效率布袋除尘器:对人体有严重影响的重金属粒子及亚微米级尘粒的捕集更为有效.通常除尘效率可达99.99%以上,排放烟尘浓度能稳定低于50米g/N米3,甚至可达10 米g/N米3以下,几乎实现零排放.电除尘器:随着国家环保标准的进一步提高和越来越多的电厂燃用低硫煤(或者经过了高效脱硫),比电阻大,即使达标也变得越来越困难.而布袋除尘器的过滤机理决定了它不受燃烧煤种物化性能变化的影响,具有稳定的除尘效率.针对目前国家环保的排放标准和排放费用的征收办法,布袋除尘器所带来的经济效益是显而易见的.2)系统变化对除尘器的影响锅炉系统是一个经常变动和调节的系统,因此从锅炉中出来的烟气物化性能、烟尘浓度、温度等参数也不能保证不发生变化.这一系列的变化,针对不同的除尘器会引起明显不同的变化.下面从主要的几个方面进行对比:(1)送、引风机风量不变,锅炉出口烟尘浓度变化①除尘器:烟尘浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷的变化,从而导致清灰频率改变(自动调节).烟尘浓度高滤袋上的积灰速度快,相应的清灰频率高,反之清灰频率低,而对排放浓度不会引起变化.②对静电除尘器:烟尘浓度的变化直接影响粉尘的荷电量,因此也直接影响了静电除尘器的除尘效率,最终反映在排放浓度的变化上.通常烟尘浓度增加除尘效率提高,排放浓度会相应增加;烟尘浓度减小除尘效率降低,排放浓度会相应降低.(2)锅炉烟尘量不变,送、引风机风量变化①对布袋除尘器:由于风量的变化直接引起过滤风速的变化,从而引起设备阻力的变化,而对除尘效率基本没有影响.风量加大设备阻力加大,引风机出力增加;反之引风机出力减小.②对静电除尘器:风量的变化对设备没有什么太大影响,但是静电除尘器的除尘效率随风量的变化非常明显.若风量增大,静电除尘器电场风速提高,粉尘在电场中的停留时间缩短,虽然电场中风扰动增强了荷电粉尘的有效驱进速度,但是这不足以抵偿高风速引起的粉尘在电场中驻留时间缩短和二次扬尘加剧所带来的负面影响,因此除尘效率降低非常明显;反之,除尘效率有所增加,但增加幅度不大.(3)烟气温度的变化①对布袋除尘器:烟气温度太低,结露可能会引起“糊袋”和壳体腐蚀,烟气温度太高超过滤料允许温度易“烧袋”而损坏滤袋.但是如果温度的变化是在滤料的承受温度范围内,就不会影响除尘效率.引起不良后果的温度是在极端温度(事故/不正常状态)下,因此对于布袋除尘器就必须设有对极限温度控制的有效保护措施.②对静电除尘器:烟气温度太低,结露就会引起壳体腐蚀或高压爬电,但是对除尘效率是有好处的;烟气温度升高,粉尘比电阻升高不利于除尘.因此烟气温度直接影响除尘效率,且影响较为明显.(4)气流分布①对布袋除尘器:除尘效率与气流分布没有直接关系,即气流分布不影响除尘效率.但除尘器内部局部气流分布应尽量均匀,不能偏差太大,否则会由于局部负荷不均或射流磨损造成局部破袋,影响除尘器滤袋的正常使用寿命.②对静电除尘器:静电除尘器非常敏感电场中的气流分布,气流分布的好坏直接影响除尘效率的高低.在静电除尘器性能评价中,气流分布的均方根指数通常是评价一台静电除尘器的好坏的重要指标之一.3)运行与管理(1)运行与管理①对布袋除尘器:运行稳定,控制简单,没有高电压设备,安全性好,对除尘效率的干扰因素少,排放稳定.由于滤袋是布袋除尘器的核心部件,是布袋除尘器的心脏,且相对比较脆弱、易损,因此设备管理要求严格.②对静电除尘器:运行中对除尘效率的干扰因素多,排放不稳定;控制相对较为复杂,高压设备安全防护要求高.由于静电除尘器均为钢结构,不易损坏,相对于布袋除尘器,设备管理要求不很严格.(2)停机和启动①对布袋除尘器:方便,但长期停运时需要做好滤袋的保护工作.②对静电除尘器:方便,可随时停机.(3)检修与维护①对布袋除尘器:可实现不停机检修,即在线维修.②对静电除尘器:检修时一定要停机4)设备投资(1)对于常规的烟气条件和粉尘(主要是指比较适合静电除尘器的烟气),两种除尘器排放浓度要达到目前较低的环保要求(如150米g/米3)初期投资布袋除尘器比静电除尘器约高20-35%左右(2)对于低硫高比电阻粉尘、高SiO2、Al2O3类不适合静电除尘器捕集的粉尘,两种除尘器要达到目前较低的环保要求(如150米g/米3)初期投资静电除尘器和布袋除尘器相当或静电除尘器投资高些.(3)通常条件下达到相同的除尘效率或者说达到相同的排放浓度,静电除尘器的投资通常要比布袋除尘器的投资高.以呼和浩特电厂200米W机级为例:布袋除尘器:每台机组的除尘器投资<2000万元,保证排放浓度<50米g/N米3以下.对静电除尘器:按四电场,比集尘面积130米2/米3/S计算.达标250米g/N米3,每台除法器投资约2500万元.5)运行维护费用(1)运行能耗对布袋除尘器:风机能耗大,清灰能耗小.对静电除尘器:风机能耗小,电场能耗大.但是,总体来讲两种除尘器的电耗相当.对于静电除尘器难以捕集的粉尘,或者说当静电除尘器的电场数量超过4电场时,静电除尘器的能耗比布袋除尘器的要高,也就是说此时的静电除尘器运行费用要比布袋除尘器高.如果按照即将出台的新环保标准,静电除尘器要是做到达标话,必定是采用4电场以上的静电除尘器,其电耗也就一定比布袋除尘器高.(2)维护费用布袋除尘器的维护检修费用主要是滤袋更换费,从目前实际运行情况来看,一次滤袋的更换费用只需要1.5-2年排污费比静电除尘器的少缴部分就可以抵偿.静电除尘器的维护维修费用主要是对阳极板、阴极线和振打锤等的更换等.此项费用较高,但年限比较长,约6年左右.(3)经济效益分析实际运行中布袋除尘器的排放浓度约是静电除尘器的10%,因此,电厂采用布袋除尘器实际交缴的排污费也为静电除尘器排污费的1/10左右.如果按照目前国家征收排污费的情况来看,采用布袋除尘器后每炉/每年的排污费少缴部分是相当可观的,至少上百万到几百万元.按照以前达标即不需要交纳排污费的话,采用布袋除尘器就可以免交排污费.另外,布袋除尘器有约5%左右的脱硫效率;这同样可以减少二氧化硫的排污费.总之,新的环保标准出台以后,静电除尘器要想做到达标排放,就必须采用4电场以上的除尘器.此时静电除尘器的初期投资已经比布袋除尘器高,同时4电场以上的静电除尘器(或者4电场的高比积尘面积)运行电耗要比布袋除尘器的高很多.因此在新的环保要求下,静电除尘器即使达标,其初期投资和运行费用都比布袋除尘器高.另外,静电除尘器的排放浓度总是在布袋除尘器的10倍左右,目前新的排污费制度下,即使达标了也要对排放粉尘量进行收费,因此两种除尘器即使达标以后,静电除尘器又比布袋除尘器多支出了一笔费用.因此,布袋除尘器必将成为工业粉尘控制的首选设备.表1 布袋除尘器与电除尘器的比较表通过比较,选择袋式除尘器.3.2.脱硫工艺设计3.2.1.脱硫方法概述目前,世界上烟气脱硫工艺有上百种, 但具有实用价值的工艺仅十几种.根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法 3 种.湿法脱硫工艺应用广泛, 占世界总量的85.0%,其中氧化镁法技术成熟,尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说,具有投资少,占地面积小,运行费用低等优点,非常适合我国的国情.采用湿法脱硫工艺,要考虑吸收器的性能,其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等.旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点,可以快速吸收烟尘,具有很高的脱硫效率.3.2.2.工艺比选1)脱硫工艺及脱硫吸收器比较选择(1) 脱硫工艺比较选择(见表2)表2 脱硫工艺比较表3 脱硫工艺比较(2)石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺和氧化镁脱硫法的特点对比①石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺是采用石灰石(CaCO3)或石灰(CaO)作脱硫吸收剂原料,经消化处理后加水搅拌制成氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫吸收浆.石灰或吸收剂浆液喷入吸收塔,吸附其中的SO2气体,产生亚硫酸钙,进而氧化为硫酸钙(石膏)副产品.该工艺的优点主要是:A、脱硫效率高,在Ca/S比小于1.1的时候,脱硫效率可高达 90%以上;B、吸收剂利用率高,可达到90%;C、吸收剂资源广泛,价格低廉;D、适用于高硫燃料,尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理;E、副产品为石膏,高品位石膏可用于建筑材料.该工艺的缺点是:A、系统复杂,占地面积大;B、造价高,一次性投资大;C、运行问题较多——由于副产品CaSO4易沉积和粘结,所以, 容易造成系统积垢,堵塞和磨损;D、运行费用高,高液/气比所带来的电、水循环和耗量非常大;E、副产品处理问题——目前,世界上对该副产品处理,主要采用抛弃和再利用两种方法:西欧和日本因缺乏石膏资源,所以用此副产品做建筑用石膏板,与此同时,当地建筑规范也为该产品的推广使用提供了方便.但对副产品石膏的成分要求严格(CaSO4>96%).在美国,因天然石膏资源丰富,空地较多,过去一般采用抛弃处理.在中国,天然石膏资源丰富,而石灰石的成分却很难保证,因此脱硫石膏的成分不稳定,建筑行业很难采用;对于建在城市近郊或工业区的需要脱硫的电厂,又很难容纳大量石膏渣液的抛弃,即使有空闲场地抛弃,从长远来讲,仍然可能造成固体废弃物的二次污染.因而副产物处理存在问题.F、由于该工艺技术成熟,运用广泛,目前国家有相应技术规范,但国家环保总局在脱硫技术指导文件中明确指出该种方法适用于大型电站锅炉的脱硫,中小锅炉运用存在规模不经济等问题.G、为适应国内中小型锅炉的烟气脱硫,对该工艺进行了改造运用,减少脱硫剂制备和石膏生成系统尚可,但其他部分的或缺带来诸多问题,因此要谨慎用之.②氧化镁脱硫法氧化镁脱硫技术是利用氢氧化镁作为脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸镁,并通入空气将亚硫酸镁生成溶解度更大的硫酸镁.氢氧化镁作脱硫剂具有反应活性大、脱硫效率高、液气比小等优点,因此具有综合投资低,运行费用低等特点.氧化镁吸收SO2的湿法脱硫方式是目前适合于中、小型锅炉烟气脱硫技术最为成熟的脱硫方式之一.综合氢氧化镁脱硫法具有以下四个特点:A、氧化镁原料取得容易目前包括在日本、首尔、东南亚地区、台湾地区等均有普遍使用的实绩和经验,而所使用的的氧化镁大部分均来自大陆地区.我国拥有丰富的氧化镁资源,储量约为160亿吨,占全世界的80%左右,环渤海湾的山东、辽宁地区以及山西都有丰富的产量.由于广泛地运用,使该技术相对于其他脱硫技术更加成熟.B 、米gO工艺也是技术成熟的脱硫工艺,该工艺在日本已应用了100多个项目,台湾的电厂约95﹪是.米gO法,美国波士顿的米gstic电厂150米w机组.米gO湿法脱硫1982年投产.C、米gO法脱硫效率达到90﹪~98﹪,因为米gO活性强,实例表明在相同操作条件下,米gO作为吸收剂比用CaCO3作为吸收剂时吸附效率高.D 、脱除等量的SO2消耗的米gO量仅为CaCO3的40﹪.E 、米gO法脱硫循环液呈溶液状,不易结垢,不会堵塞.氧化镁湿法的脱硫产物硫酸镁是一种溶解度很大的物质,因此在吸收塔脱硫的反应过程中,不似石灰石(石灰)/石膏法会产生结垢或堵塞的问题.F、脱硫后溶液,处理后可直接排放,无二次污染.G、脱硫设备简单,操作简单,成本低.脱硫系统包括熟化系统、吸收系统、废液处理系统,系统简单明了,现场布置简洁紧凑,系统运行安全可靠.L、脱硫产物的用途如果把米gO法脱硫工艺产物,不经氧化曝气则可以把浆液脱水湿渣,其组成米gSO3 60~70% 米gSO4 20~30 %溶解状,杂质10% ,湿渣可以作为农用肥料.可直接作基肥,追肥和叶面肥.植物正常发育的所需镁量,一般为干重5g/千克左右.施用镁肥不仅可增加作物产量,还可改善产品品质,如镁肥对甘蔗、香蕉、烟叶产量和品质都有良好作用.据调查本地区盛产甘蔗、香蕉.根据全国土壤普查表明不少地区土壤缺镁比较严重,缺镁土壤面积巨大,大约占全国耕地面积的5.8 ,若对每亩地施镁肥,则每年需求镁肥量十分巨大.2) 脱硫吸收器比较选择脱硫吸收器的选择原则, 主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量.脱硫吸收器比较选择如表4所示.表4 脱硫塔性能吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大; 筛板塔阻力较大, 防堵性能差; 填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大; 湍球塔气液接触面积虽然较大, 但易结垢堵塞, 阻力较大.相比之下, 旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率.因此, 选用旋流板塔脱硫吸收器.3.2.3.工艺原理(1) 氧化镁法脱硫原理氧化镁法脱硫的主要原理:在洗涤中采用含有米gO 的浆液作脱硫剂, 米gO 被转变为亚硫酸镁(米gSO3) 和硫酸镁(米gSO4) , 然后将硫从溶液中脱除.氧化镁法脱硫工艺有如下特点:A 、氧化镁法脱硫工艺成熟, 目前日本、中国台湾应用较多, 国内近年有一些项目也开始应用.B、脱硫效率在90.0%~95.0%之间.C 、脱除等量的SO2, 米gO的消耗量仅为CaCO3的40.0%.D 、要达到90.0%的脱硫效率, 液气比在3~5L/米3之间, 而石灰石- 石膏工艺一般要在10~15L/米3之间.E、我国米gO储量约80 亿t, 居世界首位, 生产量居世界第一.(2) 旋流板塔吸收器脱硫原理旋流板塔工作时,烟气由塔底从切向高速进入,在塔板叶片的导向作用下旋转上升.逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状,使气液间有很大的接触面积.液滴在气流的带动下旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后被甩到塔壁上,沿壁下流,经过溢流装置流到下一层塔板上,再次被气流雾化而进行气液接触.由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好;旋流板塔同时具有很好的除尘性能,气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附,并受离心力作用甩到塔壁而除去,从而具有较高的除尘除雾效率.来自锅炉的含尘烟气首先切向进入塔底段,呈螺旋形上升到旋流板,从旋流板叶片间的开孔高穿过,将经特殊给液装置分配到各叶片上的洗涤溶液雾化,雾化后的洗涤溶液获得较高比表面积,并与废气接触完成脱硫除尘.3.3.工艺流程3.3.1.工艺流程图燃煤采暖锅炉烟气处理工艺流程3.3.2.工艺流程简述工艺流程主要分为两个工段.第一个工段为烟气除尘,第二个工段为烟气脱硫.该工艺采用过滤式脉冲布袋除尘器,脉冲袋式除尘器主要由上箱体、中箱体、下箱体和控制器等组成.含尘空气从进气口进入除尘箱,因气体突然扩张,流速骤然降低,颗料较粗的粉尘,靠其自重力向下沉降,落入灰斗.细小粉尘通过各种效应被吸附在滤袋外壁,经滤袋过滤后的净化空气,通过文氏管进入上箱体,从出气口排出,被吸附在滤袋外壁的粉尘,随着时间的增长,越积越厚,除尘器阻力逐渐上升,处理的气体量不断减少,为了使除尘器经常保持有效状态,设备阻力稳定在一定的范围内,就需要清除吸附在滤袋外面的积灰.经除尘后的烟气进入第二个脱硫工段,采用湿法烟气脱硫技术在旋流板塔吸收器中对除尘后的烟气进行脱硫处理.在洗涤液中采用含有米gO的浆液作脱硫剂, 米gO 被转变为亚硫酸镁(米gSO3) 和硫酸镁(米gSO4) , 然后将硫从溶液中脱除.旋流板塔工作时,烟气由塔底从切向高速进入,在塔板叶片的导向作用下旋转上升.逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状,使气液间有很大的接触面积.液滴在气流的带动下旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后被甩到塔壁上,沿壁下流,经过溢流装置流到下一层塔板上,再次被气流雾化而进行气液接触.由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好;旋流板塔同时具有很好的除尘性能,气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附,并受离心力作用甩到塔壁而除去,从而具有较高的除尘除雾效率.主要化学反应式:米gO + H2O →米g(OH)2SO2 + H2O → H2SO3→ 2H+ + SO3-2。
大型锅炉烟气净化系统设计与优化随着工业化进程的不断加速,企业的烟气排放问题已经成为全球环境问题中的重要组成部分。
在中国国内,锅炉行业排放的污染物包括二氧化硫、氮氧化物、烟尘等,其发生率、排放浓度和污染物总量都远高于其他地区。
为了减少烟气排放对环境和人体健康的影响,需要对大型锅炉烟气净化系统进行设计与优化。
一、烟气净化系统组成大型锅炉烟气净化系统的主要组成部分包括烟气处理设备和排放监测系统。
(一)烟气处理设备烟气处理设备包括除尘设备、脱硫设备、脱硝设备等。
其中,除尘设备是烟气净化系统中必不可少的部分。
事实上,目前除尘设备在锅炉排放控制中应用最为广泛。
各类除尘设备包括静电除尘器、袋式除尘器、电除尘器等。
脱硫设备主要包括石灰石-石膏法、石灰-氧化法、湿法脱硫等。
脱硝设备则包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方法。
(二)排放监测系统排放监测系统是为了监测和记录被排放到大气中的污染物浓度等指标的一种设备。
由于掌握了这些信息,各种污染物排放量、排放浓度等指标都能够被精确地把握。
常见的监测设备包括连续排放监测系统和不间断排放监测系统等。
二、烟气净化系统设计原则设计一个高效的大型锅炉烟气净化系统需要遵循一定的原则。
遵循这些原则能够确保系统的长期运行和功能的高效性。
(一)系统的可靠性。
烟气净化系统是一项长期工程,在设计阶段就需要考虑到系统的可靠性,尤其是在特殊应用场合和极端气候条件下的运行情况。
需要针对不同环境条件和处理需求量设计出最佳的烟气净化方案。
(二)节能减排。
烟气净化系统需要不断地消耗能源,所以需要尽可能降低能耗,同时减少环境污染。
该方案可能包括采用先进的控制器、高效的喷嘴和优化的污染物处理设备。
(三)合理布局。
安全、经济和礼貌排放是烟气净化系统的共同目标。
系统中的各个部分在运行和设计时需要考虑如安全、可访问性、维护方便性等问题,并确定最佳的布局。
三、烟气净化系统的优化为了优化烟气净化系统的效率,可以从以下几个方面入手:(一)优化设备组合。
风烟系统总的介绍概述锅炉风烟系统是指连续不断的给锅炉燃料燃烧提供所需的空气量,并按燃烧的要求分配风量送到与燃烧相连接的地点,同时使燃烧生成的含尘烟气流经各受热面和烟气净化装置后,最终由烟囱及时的排至大气。
锅炉风烟系统按平衡通风设计,系统的平衡点发生在炉膛中,因此,所有燃烧空气侧的系统部件设计正压运行,烟气侧所有部件设计负压运行。
平衡通风不仅使炉膛和风道的漏风量不会太大,而且保证了较高的经济性,又能防止炉内高温烟气外冒,对运行人员的安全和锅炉房的环境均有一定的好处。
二次风系统供给燃烧所需的空气,设有2台50%容量的动叶可调轴流式送风机,为使两台送风机出口风压平衡,在风机出口挡板后设有联络风管。
在送风机的入口风道上设有热风再循环,当环境温度较低时,可以投入热风再循环,以提高进入空气预热器的空气温度,从而防止空气预热器冷端积灰和腐蚀。
烟气系统是将炉膛中的烟气抽出,经尾部受热面、空预器、除尘器和烟囱排向大气。
在除尘器后设有2台50%容量的静叶可调的轴流式引风机。
为使除尘器前后的烟气压力平衡,使进入除尘器的烟气分配均匀,在两台除尘器进口烟道处设有联络管。
为防止烟气倒流入引风机,在引风机出口处装有严密的烟气挡板。
风烟系统主要由下列设备和装置组成,其运行参数也就决定运行了风烟系统的参数:1)两台动叶可调轴流式送风机(二次风机)2)两台动叶可调轴流式一次风机3)两台静叶可调轴流式引风机4)两台容克式三分仓空气预热器5)烟气再循环管6)两台静电除尘器7)两台火检冷却风机8)两台密封风机9)四角切圆间隔布置的燃烧器及二次风箱10)连接管道、挡板或闸门风烟系统其实是两个平行的供风系统,有共同的炉膛、受热面烟道和两台引风机构成的风烟系统。
输送至炉膛的空气,用于:1)燃料燃烧所需要的二次风、中心风和燃尽风由送风机供。
2)输送和干燥煤粉的一次风,由一次风机供。
3)冷却火检探测器的风,由火检冷却风机提供,取自大气。
4)给煤机、磨煤机和煤粉管密封风,由一次风机出口经密封风机增压后提供。
简述锅炉风烟系统流程
锅炉风烟系统流程包括以下几个步骤:
1. 燃煤电厂的煤由皮带机输送到煤仓间的煤斗内,煤斗的煤经给煤机进入磨煤机磨成煤粉。
2. 煤粉由经空气预热器加热的热风携带进入炉内燃烧。
3. 燃烧生成的烟气经除尘后由引风机抽出,最后经烟囱排入大气。
4. 锅炉排出的炉渣经破碎后,连同除尘器下部的细灰一起,由灰渣泵打至储灰场。
5. 为了平衡两台送风机出口风压,在风机出口挡板后设有联络风管。
在送风机的入口风道上设有热风再循环,当环境温度较低时,可以投入热风再循环,以提高进入空气预热器的空气温度,从而防止空气预热器冷端积灰和腐蚀。
6. 烟气系统是将炉膛中的烟气抽出,经尾部受热面、空预器、除尘器和烟囱排向大气。
在除尘器后设有两台 50% 容量的静叶可调的轴流式引风机,为使除尘器前后的烟气压力平衡,设有压差控制器和调节装置。
某小型燃煤电站锅炉烟气除尘脱氮除硫处理系统的设计小型燃煤电站锅炉烟气除尘、脱氮除硫处理系统设计一、设计背景:随着环保意识的增强和环境保护法规的加强,小型燃煤电站在运行过程中面临着烟气污染问题。
为了减少烟气排放对环境的影响,需要设计一套烟气除尘、脱氮除硫处理系统。
二、设计原则:1.有效降低烟气中颗粒物、二氧化硫和氮氧化物的排放浓度,符合国家相关的排放标准。
2.设备投资、运行成本和维护费用尽量降低,同时保证设备的可靠性和稳定性。
3.设备的设计和运行应具备良好的适应性,能满足燃煤电站的不同工况和负荷要求。
三、系统组成:烟气除尘、脱氮除硫处理系统主要由以下几个部分组成:1.除尘器:采用静电除尘器,通过电场的作用,将烟气中的颗粒物吸附在电极上,达到除尘的效果。
2.脱硫装置:采用湿法石膏烟气脱硫工艺,利用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫,形成硫酸钙固体颗粒,然后进行脱水处理。
3.脱硝装置:采用选择性催化还原(SCR)工艺,通过在适当的温度下加入氨水催化剂,将烟气中的氮氧化物与氨水催化剂发生反应,生成氮和水蒸气。
4.辅助设备:包括烟气传输管道、泵站、氨水喷射系统等。
四、工艺流程:1.烟气进入除尘器,在电场的作用下,颗粒物被吸附在电极上,烟气净化后排出。
2.净化后的烟气进入湿法脱硫装置,与吸收剂发生反应,形成硫酸钙固体颗粒,然后经过脱水处理。
3.除硫后的烟气再进入SCR装置,与氨水催化剂发生反应,氮氧化物被还原为氮和水蒸气。
4.处理后的烟气经过检测,排放符合国家相关的排放标准。
五、设备选型:1.除尘器:选择具有高除尘效率、低能耗和稳定性好的静电除尘器。
2.脱硫装置:选择湿法石膏烟气脱硫工艺,吸收剂选择适宜的石灰石石膏。
3.脱硝装置:选择SCR工艺,催化剂采用合适的氨水溶液。
4.辅助设备:选择适用于小型燃煤电站的烟气传输管道、泵站和氨水喷射系统。
六、设备布置:根据实际情况,对烟气除尘、脱硫除硫处理设备进行合理布置,确保设备之间的连接、管道的布置和设备的运行受环境影响最小,同时便于维护和管理。
余热锅炉的烟气系统介绍余热锅炉的烟气系统是整个余热回收系统的重要组成部分,它的功能是将高温的烟气有效转换为中温中压蒸汽或者热水。
烟气系统的运作过程大致如下:高温的烟气从余热锅炉的尾部空间通过,经过受热面加热后,温度降低,从而产生蒸汽或者热水。
这个受热面是由很多个不同的受热面部件组成的,例如蒸发受热面和省煤器等。
这些部件按照一定的顺序排列,形成一个完整的烟气通道。
烟气系统的作用是提高锅炉的热效率,减少能源浪费。
在实际应用中,余热锅炉的烟气系统可以回收和利用大量的热能,为企业节省能源成本。
同时,烟气系统的稳定运行也是保证余热锅炉正常工作的关键因素之一。
请注意,具体的运行过程可能会因设备型号、工况等因素而略有差异。
如有需要,建议咨询人士。
余热锅炉,顾名思义是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉。
余热锅炉的产气过程你了解嘛?余热锅炉给水首先要进入省煤器,水在省煤器内吸收热量升温到略低于汽包压力下的饱和温度进入锅筒。
进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后,沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽,通常是只有一部分水变成汽,所以在蒸发器内流动的是汽水混合物。
汽水混合物离开蒸发器进入上部锅筒通过汽水分离设备分离,水落到锅筒内水空间进入下降管继续吸热产汽,而蒸汽从锅筒上部进入过热器,吸收热量使饱和蒸汽变成过热蒸汽。
燃煤燃烧释放出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口,再流经过热器、蒸发器和省煤器,经烟囱排入大气,排烟温度一般为150~180℃,烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。
在应用时需求坚持锅炉正常的气温气压,均衡给水,坚持汽包正常的水位;留意过热器的出口温度、省煤器出口温度和锅炉给水温度的操控,避免发生超温爆管和因低温引起的给水含氧出现;采纳防磨办法并在停炉或年修时查看,避免循环气体中的颗粒对锅炉设备形成严峻磨损。
余热锅炉烟气系统的工作原理一、引言余热锅炉烟气系统是工业生产中重要的余热回收设备,主要用于回收工业窑炉、焚烧炉等高温烟气的余热,提高能源利用率。
本文将详细介绍余热锅炉烟气系统的工作原理,以期为相关领域的技术人员提供参考。
二、余热锅炉烟气系统的组成余热锅炉烟气系统主要由以下几个部分组成:1.余热锅炉:主要作用是回收烟气的余热,产生蒸汽或热水。
2.烟气管道:用于连接工业窑炉、焚烧炉等烟气排放口与余热锅炉,引导烟气进入余热锅炉。
3.除尘设备:用于清除烟气中的粉尘,保护余热锅炉和烟气管道。
4.引风机:用于提供烟气流动的动力,使烟气能够顺利进入余热锅炉。
5.控制设备:用于监测和控制余热锅炉烟气系统的运行状态,确保系统的稳定性和安全性。
三、余热锅炉烟气系统的功能余热锅炉烟气系统的主要功能是回收工业窑炉、焚烧炉等高温烟气的余热,提高能源利用率,同时减少环境污染。
通过回收烟气的余热,可以实现能源的循环利用,降低生产成本,提高经济效益。
此外,余热锅炉烟气系统还可以起到保护环境的作用,减少对自然资源的依赖和消耗。
四、余热锅炉烟气系统的工作流程余热锅炉烟气系统的工作流程如下:1.工业窑炉、焚烧炉等高温烟气通过烟气管道进入余热锅炉。
2.在余热锅炉中,高温烟气将热量传递给锅炉内的工质,如水或蒸汽,使其产生高温蒸汽或热水。
3.通过除尘设备清除烟气中的粉尘颗粒物,减少对锅炉和烟气管道的磨损和腐蚀。
4.经过引风机的作用,处理后的烟气被排出余热锅炉,通过烟囱排入大气。
5.控制设备对整个系统进行监测和控制,确保系统的稳定性和安全性。
五、余热锅炉烟气系统的工作原理余热锅炉烟气系统的工作原理主要基于热力学原理和传热学原理。
具体来说,当高温烟气通过余热锅炉时,热量通过辐射、传导和对流等方式传递给锅炉内的工质。
工质吸收热量后升温并产生蒸汽或热水,从而实现能源的回收利用。
同时,除尘设备、引风机和控制设备等辅助设备的协同工作,确保了整个系统的正常运行。
燃煤锅炉烟气处理流程英文回答:Flue Gas Treatment Process for Coal-Fired Boilers.The flue gas treatment process for coal-fired boilers involves several steps to remove pollutants and particulates from the exhaust gases. These pollutants can contribute to air pollution and environmental damage. The typical flue gas treatment process includes the following steps:1. Flue Gas Desulfurization (FGD): This step removes sulfur dioxide (SO2) from the flue gas using a scrubber system. The scrubber can be a wet scrubber, which uses a liquid to absorb the SO2, or a dry scrubber, which uses a solid reactant to react with the SO2.2. Particulate Matter (PM) Removal: This step removes particulate matter from the flue gas using a variety oftechnologies. These technologies include electrostatic precipitators (ESPs), fabric filters (FFs), and cyclones. ESPs use an electrical charge to attract and collect particles, while FFs use a fabric filter to trap particles. Cyclones use centrifugal force to separate particles from the gas stream.3. Nitrogen Oxide (NOx) Reduction: This step reduces NOx emissions from the flue gas using a variety of technologies. These technologies include selectivecatalytic reduction (SCR), selective non-catalytic reduction (SNCR), and low-NOx burners. SCR uses a catalyst to convert NOx into nitrogen and water, while SNCR uses a reagent to react with NOx and form nitrogen and water. Low-NOx burners are designed to minimize the formation of NOx during combustion.4. Mercury Removal: This step removes mercury from the flue gas using a variety of technologies. These technologies include activated carbon injection, wet scrubbers, and baghouses. Activated carbon injection involves injecting activated carbon into the flue gas toadsorb mercury. Wet scrubbers use a liquid to absorb mercury, and baghouses use a fabric filter to trap mercury.5. Acid Gas Removal: This step removes acid gases, such as hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF), from the flue gas using a variety of technologies. These technologies include wet scrubbers, dry scrubbers, and packed towers. Wet scrubbers use a liquid to absorb acid gases, dry scrubbers use a solid reactant to react with acid gases, and packed towers use a packed bed of material to absorb acid gases.中文回答:燃煤锅炉烟气处理流程。
锅炉烟气处理系统锅炉烟气处理系统包括尾部高效布袋除尘系统、湿法脱硫系统、湿法静电除尘系统、脱硝系统等组成。
一、尾部高效布袋除尘系统尾部除尘系统主要采用布袋除尘系统和湿法静电除尘系统。
1.YDMC袋式收尘器技术说明YDMC型袋式收尘器是吸收了国内外众多袋式除尘器的先进技术,开发的一种高效、节能、运行稳定靠的收尘设备。
本除尘器采用下进风或上进风工作运行,采用脉冲反吹清灰方式,电气控制采用PLC 可编程控制器定时或定压控制,温度检测显示等。
2.构造YDMC型袋式收尘器由上、中、下箱体,排灰系统及喷吹系统五部分组成,上箱体包括可掀起的盖板和风口,中箱体内有多孔板,滤袋框架,滤袋,下箱体由灰斗、进风口及检查门组成,喷吹系统包括脉冲控制仪、脉冲阀、喷吹管和气包。
3.产品特点本除尘器采用外滤下进风运行,采用脉冲反吹清灰。
本体结构采用框架式钢结构。
4.产品原理、工艺流程正常工作时,在通风机的作用下,含尘气体吸入进气总管,通过各进气支管均匀地分配到各进气室,然后涌入滤袋,大量粉尘被截留在滤袋上,而气流则透过滤袋达到净化。
净化后的气流通过袋室沿排烟道通入烟囱而排入大气。
除尘器随着滤袋织物表面附着粉尘的增厚,收尘器的阻力不断上升,这就需要定期进行清灰,使阻力下降到所规定的下限以下,收尘器才能正常运行。
整个清灰过程主要通过高压储气包、电磁阀、喷吹管及清灰控制机构的动作来完成的。
首先控制系统自动顺序打电磁阀,高压空气通过喷吹管反吹,使粘附在滤袋上的粉尘受冲抖而脱落下来进入灰斗。
然后电磁阀关闭,对该系统清灰操作结束,滤袋恢复过滤状态。
控制系统再打开其它电磁阀,对别的滤袋实施清灰,所有滤袋经过清灰循环后,从而达到了清灰的目的,除尘器全面恢复过滤状态,灰斗中的灰则由底部气动排灰阀排至输送机。
5.主要技术性能和选用说明1)过滤风速的选定:过滤风速指通过滤袋滤料的风速(m/min)。
有的称为气布比,指单位时间内,单位面积滤料上通过的空气量m³/min/m2,亦即m/min。
过滤风速的选定须按过滤介质粉尘及烟气的特性、温湿度、粉尘浓度、清灰方式以及所选用的滤料性质而决定。
过滤风速不仅决定了收尘器的大小,而且对通过滤料的阻力、收尘效率、清灰效果有很大影响。
为了保证收尘器清灰效果,提高滤袋寿命,降低阻力,本收尘器过滤风速一般采用≤1.0m/min。
2)运行温度及滤料的选用:运行温度与滤料的选用密切相关。
滤料不同,所允许的入口含尘气体温度也不同。
本收尘器允许连续使用温度≤200℃;超过各滤料允许的温度时,布袋进口烟气温度设有超温报警装置。
入口允许浓度:由于本收尘器的特殊结构,布袋吹灰按时间控制。
采用脉冲喷反吹清灰(在线清灰),因此其入口允许浓度比传统的脉冲喷吹清灰(离线清灰)和其他一般分室反吹清灰的收尘器要高。
布袋除尘结构示意图二、高强度循环脱硫塔1.设计原则及依据a.治理原则:①在正常运行后,通过对锅炉废气进行治理,使污染物排放浓度符合环保部门的要求。
②投资省效果好,选择合理的治理工艺在有效治理锅炉废气的同时,应尽量降低设备的投资和运行成本。
b.设计依据:①《中华人民共和国环境保护法》;②《中化人民共和国水污染防治法》;③国家《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)。
2.脱硫方式:采用钠碱法钠碱法是采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的二氧化硫,可副产高浓度二氧化硫气体或亚硫酸钠。
该法具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点,适合于处理烟气中二氧化硫浓度较高的场合,但也存在副产品回收流程较为复杂。
本项目采用钠碱法。
3.1 钠碱法脱硫原理氢氧化钠脱硫的化学反应过程的经典描如下:水的离解: H2O ↔ H+ + OH-SO2的吸收: SO2 (g) ↔ SO2 (aq)SO2 (aq) + H2O ↔ H+ + HSO3-HSO3- ↔ H+ + SO32-HSO3的氧化 HSO3- + ½O2 ↔ H+ + SO42-H+ + SO42- ↔ HSO4-NaOH的离解 NaOH ↔ Na+ +OH-中和反应 OH- + H+ ↔ H2O (aq)3.2脱硫工艺系统按工艺设计分为烟气系统、吸收系统、碱液制备系统、及工艺水系统组成。
3.3烟气系统锅炉烟气系统由锅炉引风机、烟气脱硫塔、烟管、脱硫塔净烟气烟管和烟囱等组成。
锅炉烟气系统的运行流程脱硫模式:烟气经锅炉引风机送入脱硫塔,在引风机的作用下进塔脱硫,脱硫后的净烟气经塔顶净烟气烟管排出,经大烟囱排空。
1)吸收系统的工艺流程吸收系统有脱硫塔、循环槽、循环泵、工艺管道阀门等。
其流程为:烟气从脱硫塔下部的均气室进入脱硫塔,在脱硫塔吸收区,烟气与碱液充分传质,烟气中的SO2和粉尘被脱除,脱硫后烟气经除雾后从塔顶离开脱硫塔。
吸收了SO2和粉尘的浆液落入塔的下部,流入循环槽。
碱液在碱液池内由脱硫循环泵送入脱硫塔进行脱硫。
2)吸收机理脱硫塔是系统的核心,湿法烟气脱硫效率由塔的传质能力决定,与液气二相在塔内接触程度相关。
在塔内,SO2被水吸收,成为亚硫酸(氧化后为硫酸),再与碱性物反应生成亚硫酸盐及硫酸盐,碱液脱硫后的产物是硫酸钠。
3)碱液制备系统碱液制备系统是用来保障脱硫剂的正常供应。
碱液来自碱液储罐。
4)工艺水系统工艺水系统是用来保障脱硫系统用水,用于冲洗除雾器(采用自动控制)、所有工艺管道、槽及补充制浆耗水。
工艺水可以由厂区的高压水管供给,即在高压水管上接一支管至脱硫现场,要求供水压力不小于0.4MPa,压力不够可以在现场加装一台管道泵解决。
三、湿法静电除尘器(WESP)湿式电除尘器需要布置在脱硫塔后,单独设置在脱硫塔旁边,支撑采用砼结构(或钢结构),烟气从上进下出方式。
1.工艺流程烟气进入布袋除尘器,除尘之后的烟气进入脱硫塔,经过脱硫后的烟气进入湿式电除尘器,在WESP中去除水滴、酸雾、微细粉尘。
净化后的烟气直接排入大气。
WESP收集的酸雾及WESP本身的冲洗用水直接排出到循环浆液池,其中的亚硫酸及硫酸与碱反应生成无害物质,清洗水成为补充水的一部分。
WESP运行过程中可以认为不产生污染物。
2.性能保证本方案保证烟尘排放浓度低于10mg/ Nm3。
在100%BMCR工况下,湿式静电除尘器进口烟气中携带的细微粉尘不高于30mg/Nm3情况下,湿式静电除尘器出口烟气中细微粉尘不高于10mg/Nm3,执行当地环保烟气粉尘浓度排放限值要求;可实现多种污染物的联合脱除,可有效去除SO3气溶胶、微细粉尘(PM2.5)、细小液滴等。
由于有效去除SO3和水雾,减缓烟囱腐蚀,延长烟囱寿命,提高可用率设计工况下,湿式静电除尘器的压力降≤400Pa;冲洗水耗:0.50m3/min,冲洗周期:1-5天冲洗一次,冲洗时间:每次8-10min/次;整套装置运行时间相对于锅炉运行时间的可用率不低于95%。
装置每4年大修一次,湿式静电除尘器主体设备设计寿命为30年(不含易损件);烟气进湿式静电除尘器温度在85℃时,能运行20min而无损坏,无永久性变形。
在含尘量100~500mg/Nm3时湿式静电除尘器系统能连续运行;湿式静电除尘器在FGD装置没有停机清洁的情况下能连续运行16000 小时。
3.技术特点传统湿式静电除尘器,尽管在化工、冶金行业应用较为成熟,然其处理操作气量均低于10×104Nm3/h,针对脱硫脱硝尾气排放量巨大,且尾气通常在正压下操作,新型湿式静电除尘器采取以下应对技术措施:4.1高操作气速的技术突破①阴极系统采取“重锤+整体固定框架+张紧绝缘箱”固定措施,避免阴极线因高气速气流的冲洗而出现晃动导致除雾效率的降低;②采用改良高效型的铅锑合金芒刺线电晕极线,具有放电点多、效率高、起晕电压低,其高效性、耐腐性较好满足使用要求。
③采用蜂窝式导电玻璃钢管束,具有除雾效率高、强度好、重量轻、占地面积小、土建及设备投资费用省的优点。
4.2绝缘保护系统的改进绝缘箱采用热风正压保护装置,阻止热烟气及细微粉尘、雾滴进入,保证箱体绝缘性更可为靠。
避免“污闪”现象的发生。
4.实际应用性能保证实际运行使用情况表明,新型湿式静电除尘器的使用可达以下性能:①对酸雾雾滴、气溶胶、细微粉尘的脱除效率不低于90%;②Hg、As等蒸汽可以气体状态被溶解、凝并入酸雾中一同被去除,对烟气中的Hg去除率可达75%以上;③设计工况下,设备压力降300~400Pa;④整套装置运行时间相对于锅炉运行时间的可用率不低于95%。
设备每2年大修一次,主体设备设计寿命为30年;5.实际应用优势①可取代GGH再热装置的设置,解决湿法脱硫形成的“石膏雨”、“大白烟”问题。
②有效解决SCR+WFGD之后烟囱的“蓝烟”“黄烟”问题;有效去除酸雾,减缓烟囱腐蚀;四、烟气氮氧化物的脱除1. NO X脱除技术措施及超低排放1)一次措施——利用分级燃烧的炉内过程脱除 NO的方法一次措施是通过改变燃烧状况还原 NO 的,根据NO的生成机理,一次措施达到以下几点:(1) 在反应区域降低氧的过剩系数(2) 降低燃烧温度并避免局部高温(3) 减少在高温区的停留时间(4) 减少在火焰下游已形成的氮氧化物为达到这些结果,可以采用以下技术:(1) 减少过量空气系数(2) 烟气再循环(3) 整体分级燃烧(4) 低NOx 燃烧器分级燃烧包括空气分级和燃料分级(燃料再燃),是目前备受关注的低 NOx燃烧技术,并有很多应用。
分级燃烧的原理是建立低于氧气化学当量比的燃烧条件,为还原 NOx 提供机会。
空气分级燃烧是将主燃烧区的部分空气下游喷入,使主燃区的空气 / 燃料化学当量比小于 1 ,在这种富燃料工况下可以抑制氮的化合物转变为 NO ,并且已经生成的 NO 也会还原为氮气。
主燃区尚未反应的可燃物被主燃区下游喷入的燃尽风烧尽。
在燃料再燃低 NOx 燃烧技术中,主燃料首先在富氧状态下燃烧,在主燃区下游喷入二次燃料(如碳氢燃料)以形成富燃料区(再燃区)。
在再燃区二次燃料部分氧化并产生碳氢基团( CH i, i=1、2、3),象NH i ( i =1、2),HCN和CO这些中间产物会与主燃区产生的 NO 反应并把它还原为氮气。
与空气分级一样,在二次燃料喷口下游喷入燃尽风,使那些未反应的可燃物在相对较低的温度下燃尽。
煤粉锅炉低 NOx 燃烧技术中燃料再燃技术是很有效的,但再燃是一个复杂的化学过程。
在实际工程应用中受到温度、再燃燃料种类、过量空气系数和再燃区停留时间及再燃燃料的混合等因素影响。
在空气分级燃烧中,一方面要保证在富燃料区有足够的停留时间以达到尽可能低的NOx 排放,另一方面必须要考虑到燃尽问题。
这两个相互竞争的因素要达到合理的平衡。
此外在富燃料区内还要关注一次风冲刷水冷壁和高温腐蚀的问题。