燃煤电厂锅炉烟气静电除尘装置设计

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、健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健康。

随着我国经济的高速发展，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行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。

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巩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行净化系统设计的初步能力。

通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、查阅有关设计手册、编写设计说明书的能力。

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。

2006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 煤燃烧为基础，则重量（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 10 S 10 0.3125 SO 2: 0.3125 0.3125O 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. 设备应达到的净化效率烟尘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、2006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 100 80* 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）。

本实用新型提供了一种燃煤电厂烟气高效净化装置，设置在燃煤电厂的锅炉和烟囱之间，用于净化燃煤电厂产生的烟气，包括省煤器、空气预热器和静电除尘器，还包括脱硝反应器、脱硫塔、化学洗涤器和/或除雾器；锅炉、省煤器、脱硝反应器、空气预热器、静电除尘器、脱硫塔和烟囱依次连通，化学洗涤器和/或除雾器设置在脱硫塔与烟囱之间；当燃煤电厂产生的烟气流经化学洗涤器时，与化学洗涤器中的化学试剂混合反应并被洗涤。

本实用新型的燃煤电厂烟气高效净化装置设计合理，针对燃煤电厂排出烟气中的SOx、NOx、颗粒物、酸性液滴形成的硫酸雨以及石膏雨等进行专项处理，并解决了燃煤电厂烟囱的腐蚀问题。

.大气污染控制工程课程设计设计题目：20t/h燃煤锅炉烟气的工艺设计姓名：程涛学号：113010040120年级：1101系部：食品工程学院专业：环境工程指导教师：罗劼完成时间：2014.12.6目录1 设计任务及基本资料.............................................................................................................. - 1 - 1.1 课程设计题目（小四，加粗）......................................................................................... - 1 -1.2 课程设计基本资料............................................................................................................. - 1 -2 设计方案.................................................................................................................................. - 2 - 2.1 物料衡算............................................................................................................................. - 2 -2.2 工艺方案的比较和选择..................................................................................................... - 3 -3 工艺计算.................................................................................................................................. - 5 - 3.1 一级除尘装置——旋风除尘器......................................................................................... - 5 - 3.2 二级除尘装置——袋式除尘器......................................................................................... - 7 -3.3 脱硫工艺............................................................................................................................. - 8 -4 烟囱高度的计算.................................................................................................................... - 13 - 4.1 烟囱高度计算式............................................................................................................... - 13 -1设计任务及基本资料1.1课程设计题目（小四，加粗）20t/h燃煤锅炉烟气的工艺设计1.2课程设计基本资料二、课程设计参数和依据1. 设计规模锅炉蒸发量2t/h~23t/h2. 设计原始资料（1）煤的工业分析如下表（质量比，含N量不计）：（2）锅炉型号：FG-35/3.82-M型（3）锅炉热效率：75%（4）空气过剩系数：1.3（5）水的蒸发热：2570.8KJ/Kg（6）烟尘的排放因子：30%（7）烟气温度：473K（8）烟气密度：1.18kg/m3（9）烟气粘度：2.4×10-5 pa·s（10）尘粒密度：2250kg/m3（11）烟气其他性质按空气计算（12）烟气中烟尘颗粒粒径分布3. 排放标准按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）中新建燃煤锅炉标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：≤50mg/m3、二氧化硫排放浓度：≤300mg/m3。

燃煤锅炉除尘系统的设计完整版一、引言燃煤锅炉是一种常见的热能装置，但其燃烧过程中会产生大量的煤烟粉尘，对环境和人体健康都带来了严重的危害。

因此，为了减少煤烟粉尘的排放，保护环境，本文介绍了燃煤锅炉除尘系统的设计。

二、燃煤锅炉除尘原理三、燃煤锅炉除尘系统的设计要点1.采用重力沉淀法：在烟道上设置合适的减速器和转弯段，增加烟气与颗粒物之间的接触时间，促使颗粒物发生重力沉淀，从而实现除尘效果。

2.采用离心力除尘器：通过设备旋转产生的离心力将颗粒物分离出来，达到除尘的目的。

此种方法一般用于颗粒直径较大的煤烟除尘。

3.采用过滤法：通过设置过滤器，将烟气中的颗粒捕获和分离，从而达到除尘的效果。

一般可采用布袋过滤器或电脱口。

布袋过滤器可以捕获直径为0.1微米的细小颗粒物，而电脱口对0.01微米以下的颗粒物也有良好的分离效果。

4.采用化学吸附法：将含有钠离子的溶液通过喷雾装置喷入烟道，利用化学反应将煤烟粉尘中的有害物质捕获。

这种方法凡在捕获过程中会产生二次污染物。

四、燃煤锅炉除尘系统的设计步骤1.确定锅炉燃烧方案和排烟方式，根据锅炉排烟温度和煤烟粉尘含量确定除尘设备的类型。

2.根据锅炉排烟气体流量和煤烟粉尘浓度，计算出除尘器的尺寸和设计参数。

3.根据煤烟粉尘的化学成分和特性，确定除尘器的除尘原理和工作方式。

4.设计合适的除尘器结构和布置方案，确保除尘器在运行过程中高效捕集颗粒物并便于清理。

5.根据除尘器的尺寸和工作条件，选择合适的风机和管道进行烟气的抽取和输送。

6.设计除尘器的控制系统，包括自动监测煤烟粉尘浓度和调节除尘设备操作的控制手段。

五、燃煤锅炉除尘系统的案例分析在燃煤锅炉除尘系统的设计中，采用了离心力和过滤法结合的方法。

在烟道上设置了一个旋转离心器，通过离心力将较大的颗粒物分离出来。

然后，将剩余的烟气送入布袋过滤器中，通过过滤器的作用捕获较小的颗粒物。

此外，系统还设置了自动监测煤烟粉尘浓度的传感器，当浓度超过设定值时，系统会自动调节除尘设备的操作实现自动控制。

燃煤锅炉除尘系统的设计完整版燃煤锅炉除尘系统的设计HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】XXXXXX⼤学本科⽣毕业设计姓名：学号：学院：专业：热能与动⼒⼯程设计题⽬：燃煤锅炉除尘系统的设计指导教师：职称：年⽉摘要随着现代社会经济的⾼度发展，环境问题越来越成为⼤家关注的问题，环境污染不仅影响⼈⽇益受到重视，排放控制要求越来越⾼。

近年来，袋式除尘器技术发展迅速类的⽣活同时也影响整个地球的⽣态发展和平衡，所以烟⽓粉尘排放污染问题，滤料及配件性能不断地提⾼，滤袋的使⽤寿命得到延长，袋式除尘器适⽤性越来越⼴，在电⼒、⽔泥、钢铁、冶⾦和化⼯等⾏业得到普遍应⽤。

在⼯业烟尘治理过程，与静电除尘相⽐，在⼀些⽐电阻⾼、颗粒微细、成分特殊的粉尘场合，选⽤袋式除尘器可以保证烟⽓⾼效、稳定、微量排放。

所以袋式除尘器是⼀种较理想的⾼效除尘设备，其排放浓度可以实现≤5-50mg/Nm3。

脉冲喷吹袋式除尘器（也称管式低压脉冲除尘器）该技术是2世纪80年代初从瑞典菲达公司引进的，近⼆⼗多年来，已经成为国内⽣产脉冲袋式除尘器所有⼚家的主导产品，是⽬前世界上应⽤最成功的布袋除尘技术，已经成功运⾏在钢铁、⽔泥、化⼯、机械等⾏业。

本⽂的主要任务就是设计⼀个包括脉冲式袋式除尘器在内的除尘系统。

关键词：锅炉除尘袋式除尘器脉冲式环保⽬录1绪论课题背景及意义我国的能源结构以燃煤为主，因此，⼤⽓污染是我国环境污染的重要来源之⼀。

据统计，⼤⽓污染物中，87%的⼆氧化硫、67%的氮氧化物、71%的⼀氧化碳和60%的烟尘来源于煤的燃烧。

⼯业粉尘和有害⽓体严重影响着⼈们的⾝⼼健康，尤其是PM10吸⼊后对⼈体呼吸系统的危害极⼤，如PM10在五天内平均浓度增加103/mg ,1天内总死亡率将增加%，呼吸系统疾病死亡率增加%，⼼⾎管系统疾病死亡率增加%。

⽕⼒发电（thermalpower，thermoelectricitypowergeneration是指利⽤、⽯油、液体、⽓体燃料燃烧时产⽣的热能，通过热能来加热⽔，使⽔变成⾼温产⽣⾼压⽔蒸⽓，然后再由⽔蒸⽓推动发电机继⽽发电的⼀种发电⽅式。

燃煤电厂烟气净化工程工艺设计我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一。

燃煤造成的大气污染十分突出,大气污染物浓度在许多城市居高不下.燃煤设施烟尘控制一直是大气污染控制的主要任务。

我国长江以南广大地区已经发展成为世界第三大酸雨区，其形成和燃煤引起大气污染关系十分明显。

为了控制酸雨和二氧化硫污染，国家制定了双控区行动计划，重点是控制二氧化硫的排放。

燃煤电厂烟气净化系统设计，把烟尘和二氧化硫净化过程放在一起考虑,是本专业常设毕业设计题目之一。

由于设计手册和参考资料缺乏，教师实践经验缺乏，也是难度较大的毕业设计课题之一。

指导教师需要合理考虑设计要求和设计深度，以便能够在规定时间内完成设计任务。

第一部分：燃煤电厂烟气净化系统设计概论1、燃煤电厂烟气净化工艺设计特点和深度要求燃煤电厂烟气净化工程设计，是环境工程专业工程师主要业务活动，也是环境工程技术近期开发的热点领域。

我国发电厂几年来装备大型化速度明显加快，30万千瓦和60万千瓦超临界机组已经成为我国的主力机组，大批中小机组被淘汰。

另一方面,我国城市集中供热和残次燃料综合利用电厂发展速度也很快,各地出现了大批以中小锅炉为核心的城市热电厂和坑口综合利用电厂。

针对大型电厂和中小型燃煤电厂的烟气净化技术近年发展速度很快，并基本上走了两条不同的技术开发路线。

对于大型电厂和大型机组，我国通过引进吸收消化为主的发展路线。

从90年代初至今，已经引起20多套大型烟气脱硫系统.通过近20年的努力，一些大型环保工程公司通过同国外公司合作和购买专利技术方式，已经基本掌握了部分大型电厂烟气净化工艺和技术。

但由于大型电厂烟气脱硫系统和装置的复杂性,还有许多技术仍然掌握在国外公司手中，其中包括大量的专利技术。

从总体上说，我国大型电厂烟气脱硫仍处于引进技术消化和装备国产化阶段，在一些大型环保工程公司，初步形成烟气脱硫项目总体设计和总体承包能力。

但是，这项技术还远没有普及，还没有成为一般环境工程师的日常业务领域。

南京工程学院大气污染控制工程课程设计某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统课程名称：大气污染控制工程院（系、部）：环境工程学院班级：环境131姓名：起止日期：2016-6-13～2016-6-24指导教师：张东平、李乾军目录第一章总论1.1前言目前，越来越多的环境问题出现在了人们的生活中，其中包括水污染、环境污染、大气污染、噪声污染、固体废弃物污染等等，这些污染在有形和无形中对人们的生活和健康产生了影响。

其中危害性最大、范围最广就是大气污染，他是潜移默化的，在人们不知不觉中使人们的健康受到影响，大气污染对人体的的危害是多方面的，主要表现在呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。

对于植物而言，大气污染物尤其是二氧化硫等对植物的危害是十分严重的。

当污染物浓度高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或则直接使叶脱落枯萎；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片退绿，或则表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能受到影响，造成植物产量下降，品质变坏。

在一个单独的捕集除尘脱硫一体化是将高温煤气中的粉尘颗粒和气态so2单元中脱硫。

除尘脱硫一体化装置可概括为干法和湿法两中目前国内外已开发了大量脱硫除尘一体化装置，主要有水膜除尘器、文丘里旋风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器、喷淋塔除尘脱硫装置、冲击式水浴除尘器、自激式除尘器、旋流板塔脱硫除尘一体化装置以及高压静电滤槽复合型卧式除尘器等湿式处理装置。

由于除尘脱硫一体化工艺具有投资少、运转费用低、脱硫率适中、操作管理简便、结构紧凑、占地面积小等优点，近年来已被广泛应用。

1.2大气污染防治技能为节制和整治大气污染，“九五”以来，我国在石炭洁净加工研发技能、石炭洁净高效燃烧技能、石炭洁净转化技能、污染排放节制技能等方面开展了大量研究和研发，取患了许多新的成果。

与此同时，我国大气污染的防治也取得重要进展。

酸雨和二氧化硫节制区的污染防治工作已深入展开。

某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计一、背景介绍燃煤锅炉房是一个大型工业锅炉房，锅炉燃烧煤炭产生的烟气中含有大量的粉尘和二氧化硫等有害物质。

为了减少大气污染以及保护员工的健康和安全，需要对烟气进行除尘和脱硫处理。

二、整体设计思路该燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计的整体思路是先进行除尘处理，然后进行脱硫处理。

除尘设备选择电除尘器，脱硫设备选择湿法脱硫装置。

三、除尘系统设计除尘系统主要由电除尘器和风机组成。

电除尘器采用布袋式电除尘技术，布袋材料选择耐高温、耐腐蚀的玻璃纤维布袋。

根据锅炉燃烧煤炭产生的烟气量和粉尘浓度，确定了电除尘器的尺寸和数量。

电除尘器内部设置的高压电场通过高压直流电源供电，产生电场力使粉尘被捕集在布袋上，清洁的烟气经过排风管道排出。

为了保证系统的可靠性和运行效果，电除尘器需要定期清洗和维护。

脱硫系统主要由湿法脱硫装置、水泵和储液池组成。

湿法脱硫装置采用石灰石-石膏法脱硫技术。

石灰石经过破碎、磨细后与煤炭燃烧产生的二氧化硫反应生成石膏，同时产生大量的热量。

烟气经过预处理后进入湿法脱硫装置，与石灰石浆液进行反应，石膏经过沉淀后收集并处理。

水泵用于输送石灰石浆液和收集石膏产生的废水，储液池用于储存石灰石浆液。

五、控制系统设计控制系统主要由PLC控制系统和监控系统组成。

PLC控制系统用于对整个除尘脱硫系统进行自动化控制，包括设定相关参数、监测系统运行状态、报警，并实现与其他设备的联锁控制。

监控系统用于监测除尘脱硫系统的运行状态，包括各设备的工作状态、流量、压力等，并将数据发送到中央监控室进行实时监测和记录。

六、环境影响评价设计时需进行环境影响评价，包括对粉尘和二氧化硫排放浓度的限值、噪音和振动控制等方面的评估，并制定相应的环保措施和监测计划。

七、预算和进度计划根据以上设计要求，制定详细的预算和进度计划，包括设备采购、安装、调试和投产等工作。

以上是燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统的设计概述，详细设计需要进行更多的工程计算和技术选择，以及与相关部门和规范的沟通和协商。

课程设计--火电厂电除尘系统设计前言地球环境构成人类繁衍发展的物质基础，承载着人类繁衍发展产生的种种后果。

人类在生产和生活活动中，成年累月地向大气中排出各种污染物质，使大气遭到严重污染。

与此同时，随着人类社会的不断进步、经济的持续发展、生活水平的日益提高以及对自身健康的重视，人们对生存环境条件越来越关注，对大气环境质量的要求越来越严格。

除尘工程是防治大气污染的重要内容，是环境工程的重要组成部分。

除尘工程设计是实施防治大气污染的具体步骤。

【1】随着我国国民经济的快速增长，电力工业得到了超常规发展，由于电力生产过程污染物排放量的剧增，电力环境问题也日益严重，从某种程度上来说，环境问题已成为电力工业可持续发展的制约因素之一。

燃煤电厂废气治理的对策对燃煤电厂的治理，应大力推行洁净技术并尽快进行技术改造和加强企业管理，以降低煤耗，这是电厂减少废气排放的重要途径之一。

此外，应积极开发和应用高效的废气治理技术和综合资源利用技术，如锅炉烟气除尘效率高的电除尘器、开发高效的电厂脱硫脱硝新工艺、采用热电联产等措施。

燃煤电厂废气治理的技术政策：为促进燃煤电厂废气治理，电力部门要进一步贯彻“预防为主，防治结合，综合治理”的方针，坚持治理污染与节约能源、综合利用资源相结合，严格控制新污染，加速老污染源的治理，强化管理，依靠科技进步，挖掘潜力，提高环保设施投资的综合效益，努力做到经济效益、社会效益和环境效益的统一。

根据近年来的治理经验，今后应当继续贯彻以下技术政策：（1）大力推行节约能源及有利于环境保护的能源政策；节约能源不仅是减少能源消耗、提高经济效益的需要，也是谋求经济建设与环境保护长期协调发展的重要措施。

与发达国家相比，我国节能潜力很大。

因此，要继续采取措施，大力节约能源。

（2）严格把好“三同时”关，控制新污染；（3）依靠科技进步，有效地控制污染物排放，实现污染防治与综合利用资源相结合；（4）挖掘潜力，提高现有环保设施运转率，发挥其投资效益；（5）积极筹措基金，治理老厂污染。

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。