【正文】 集塵極； 6 供 電裝置；7 電 暈區(qū)150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 8 （五） 過濾式除塵器 過濾式除塵器有內(nèi)部過濾和表面過濾兩種方式。在電暈區(qū)內(nèi)，由電暈放電產(chǎn)生的氣體正離子向電暈極運動的路程極短，只能與極少數(shù)的塵粒相遇，使其荷正電，它們也將沉集在截面很小的電暈極上。電除塵器的除塵過程可分為以下四個階段： （ 1） 電暈放電 在電暈極（又稱放電極，若為負電暈則接電源負極）與集塵極（又稱收塵極，接地為正極）之間施加直流高電壓，使放電極發(fā)生電暈放電，氣體電離，生成大量自由電子和正離子。但存在設備及管道的腐蝕、污水和污泥的處理、因煙溫降低而導致的 煙氣抬升減少及冬季排氣產(chǎn)生冷凝水霧等問題。 旋風除塵器 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 6 旋風除塵器是利用含塵氣流旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力從氣體中分離 塵粒的裝置，又稱離心式除塵器，它結(jié)構(gòu)簡單，體積小，不需特殊的附屬設備（洗滌器要求供水及污水處理裝置，過濾式和電力除塵器要振打清灰裝置，電力除塵器還要高壓整流電源等），因而造價低，除塵效率高，適應粉塵負荷變化性能好，可用于高溫干塵煙氣的凈化，無運動部件，運行管理簡便 ，廣泛應用 于個工業(yè)部門，已有近 100年的歷史和 100 種以上的形式。假設氣流的旋轉(zhuǎn)半徑為R2，切線速度為 v0，則根據(jù)下式，塵粒 d2 所具有的離心分離速度為 2202218 )(2 Rvdv PR ??? ??? 可見，這類除塵器實際上同時利用了慣性力、離心力和重力的作用。常用作多級凈化系統(tǒng)的第一級粗凈化。要使具有沉降速度為 vs 的塵粒在沉降室內(nèi)全部沉降下來，必須使氣流通過沉降室的時間 L/ v 大于或等于塵粒從頂部沉降到底部灰斗所需的時間H/v，即 svHvL? 式中 L—— 除塵室長度， m； H—— 沉降室高度， m； v—— 沉降室內(nèi)氣流的水平運動速度， m/s。 除塵裝置的阻力主要和流速、流動狀態(tài)、流體性質(zhì)、流道大小及形狀等因素有關。流體的總機械能包括勢能與動能，而勢能又由位能和壓能兩項組成。例如，童志權(quán)等開發(fā)的 XP 系列濕式除塵裝置就綜合利用了離心力、慣性力及液滴、液膜、氣泡捕集的多種機理，使工業(yè)裝置的除塵效率均能達到 99%以上，達到了電除塵器的效果。 表 21 四大類六種除塵齊的除塵過程 項目 機械力除塵器 電除塵器 過濾式除塵器 洗滌除塵器 捕 集 分 離 過 程 捕集階段作用（力） 重力 慣性力 離心力 電力 慣性碰撞攔 截 擴 散 電力沉降 慣性碰撞 攔 截 擴 散 分離區(qū)與作用力 流動呆滯區(qū)重力 邊壁上超極限負荷 外筒內(nèi)壁超極限負荷 沉降極附著力 濾料層附著力 液體表面表面張力 按除塵效率的高低，可把除塵器分為高效除塵器（電除塵器、過濾式除塵器和高能文丘里洗滌器）、中效除塵器（旋風除塵器和其他濕式除塵器）和低效除塵器（重力沉降室、慣性除塵器）三類。 過濾式除塵器 它是使含塵氣體通過織物或多孔填料曾進行過濾分離的裝置，包括袋式過濾器、顆粒層過濾層等。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 2 2 工 藝流程論證 除塵器的分類 從含塵氣流中將粉塵分離出來并加以捕集的裝置稱除塵裝置或除塵器。 另外，我國煤炭的使用格局和使用方式與國外發(fā)達國家有著很大的差距。 我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭在我國的能源構(gòu)成中占有重要的地位，這就決定了我國的大氣污染主要以煤煙型污染為主。 自我國改革開放以來，雖然在加強大氣環(huán)境管理、防治大氣污染方面制定和實施了有關政策和措施，一些城市的大氣污染已在一定程度上得到了控制。是目前比較新的一種脫硫技術。布袋除塵具有除塵效率高、造價低、處理煙氣量大、低耗能、運行穩(wěn)定等特點，荷電干式吸收劑噴射法具有造價低、占地面積小、脫硫效率高、運行費用低等特點，特別適合中小型鍋爐的煙氣脫硫。隨著人類生產(chǎn)和生活活動的發(fā)展，當它 對大氣產(chǎn)生的影響超過其自凈能力時就會對大氣造成污染 。全國 城市總懸浮物、二 氧 化硫和氮氧化物平均濃度分別為 309μg /m 79μg /m3和 47μg /m3。因此，我國在較長時期內(nèi)的煤煙型污染也還會有一定 的增加，這就給大氣污染的防治帶來極大的困難。這些爐灶量大面廣，燃料利用率較低，又是低煙囪排放，對城市大氣環(huán)境的影響最為嚴重，是當前亟待治理的污染源 [15]。 電除塵器 它是利用高壓電場使塵 粒荷電，在電場力的作用下使粉塵與氣流分離的裝置。 上述四類六種除塵器示于表 21 ，表中分離區(qū)指除塵器內(nèi)粉塵最后從含塵氣體中分離出來的空間，簡圖中的虛線指示出分離界面?，F(xiàn)代除塵裝置的發(fā)展趨勢是將多種捕集機制巧妙、綜合應用于同一除塵過程，使其效率大為提高。 除塵器的壓力損失 除塵器的壓力損失△ p（又稱阻力）是氣體流經(jīng)除塵器時所消耗的總機械能。因此，除塵器的壓力損失一般用除塵器進，出口斷面上齊魯平均全壓之差 △ p（ Pa）表示。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 4 各種除塵器簡介 （一） 重力沉降室 結(jié)構(gòu)如圖 22 所示，含塵氣流進入后，粉塵借本身重力作用向底部自然沉降。設計好時能捕集 40～ 50μ m以上塵粒，不宜于捕集 20μ m以下塵150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 5 粒。沖擊到擋板 B1 上的塵粒當中，慣性力大的粗塵 d1 首先被分 離下來，而被氣流帶走的塵粒（如 d2， d2＜ d1）由于擋板 B2 使氣流方向轉(zhuǎn)變，借離心力作用又被分離下來，煙氣中帶走的塵粒 d3d2。壓力損失依形式而定，一般為 300～ 700Pa。 濕式除塵器簡單、造價低、效率高，適宜凈化非纖維性和不與水發(fā)生化學反應的各種粉塵，尤其適宜凈化高溫、易燃和易爆的含塵氣體。 廢水吸收劑清潔煙氣液流氣流圖24 濕 式除塵器除塵機理 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 7 （四）電力除塵器 電力除塵器是利用靜電力實現(xiàn)粒子（固體或液體粒子）與氣流分離沉降的一種除塵裝置。 （ 3） 粒子沉降 在電場力的作用下，荷電粒子被驅(qū)往集塵極，在集塵極表面放出電荷而沉集其上。 圖 25 為電除塵器的除塵過程的示意圖。表面過濾是采用織物等薄層 濾料，將最初粘附在織物表面的粉塵初層作為過濾層，進行威力的捕集。隨著捕塵量不斷增加，一部分粉塵嵌入濾料內(nèi)部，一部分覆蓋在濾料表面上形成粉塵初層（見圖 26）。因此，當阻力增大到一定值時，必須清除濾料上的集塵。150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 9 含塵氣體 清靜氣體圖26 濾料的濾 塵過程1緯線； 2經(jīng)線； 3可脫 落的粉塵 廢氣脫硫的方法 二氧化硫是主要的大氣污染物，曾經(jīng)在一些國家造成過多起重大的大氣污染事件，因而國內(nèi)外對 SO2控制技術進行了大量的研究，目前研究的煙氣脫硫方法已有 100 多種，其中用于工業(yè)的有十幾種。 煙氣脫硫方法通常有兩種分類方法：一是根據(jù)在脫硫過程中生成物的處置分為拋棄法和回收法；二是根據(jù)脫硫劑的形態(tài)分為干法和濕法。 二氧化硫脫除的主要方法列于表 27 SO2脫除劑 脫硫方法 中間階段 最終產(chǎn)品 直接噴射法 無 石膏 濕式石灰石 /石灰法 氧化 石膏 石灰石 /石灰法 石灰、亞硫酸鈣法 無 亞硫酸鈣 噴霧干燥法 無 石膏等 氨 酸法 酸化 濃 SO硫氨 氨 法 氨 亞硫酸銨法 無 亞硫酸銨 氨 硫銨法 氧化 硫銨 亞硫酸循環(huán)法 熱再生 濃 SO2 吸收法 鈉 堿 法 亞硫酸鈉法 無 亞硫酸鈉 鈉鹽 酸分解法 酸化 濃 SO冰晶石 鈉鹽 石膏法 石灰復反應 石膏 堿式硫酸鋁 石膏法 石灰復反應 石膏 鋁 法 堿式硫酸鋁 二氧化硫 熱再生 濃 SO2 氧化鎂法 熱再生 濃 SO2 金屬氧化法 氧化鋅法 熱再生 濃 SO 2 氧化錳法 電解 金屬錳 洗滌再生法 水洗 濕硫酸 活性炭吸收法 吸附法 加熱再生法 熱再生 濃 SO2 分子篩吸收法 分子篩 濃 SO2 干式氧化法 硫酸 催化氧 化法 液相氧化法 千代田法 石膏 催化氧 斯科特法 硫磺 化法 氣相 電 子 束 荏原法 硫酸銨 輻射法 表 27 二氧 化硫的主要脫除方法 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 11 表中的方法多數(shù)已有工業(yè)應用裝置，少數(shù)尚處于實驗研究階段，仍望實施工業(yè)應用。 二氧化硫的性質(zhì)： 二氧化硫（ SO2 ）的分子量為 。 4kJ/mol 的熱量。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設計 廣東工業(yè)大學 12 化學性質(zhì) 與脫除有關的化學性質(zhì)如下。所謂的亞硫酸水溶液能被空氣逐漸氧化成硫酸，其濃