【正文】 度越低氧化越快，而且經(jīng)加熱就會自行氧化。因次，石灰 石灰石法是目前世界上火電廠煙氣脫硫應(yīng)用最廣泛的方法。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 13 化學原理 石灰 石灰石法煙氣脫硫的主要化學反應(yīng)如下： SO2 溶解 ?? ?? ???? ?? HH SOOHSO SOSO32222 )( )()(液 液氣 ??? ?? ?? 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 ?? ?????? ???? 工藝流程： 石灰 /石灰石漿液吸收法脫硫工藝流程簡單，如圖 29 所示，石灰石漿液在制備槽中配制，送入循環(huán)槽，由循環(huán)泵送到吸收塔頂部噴淋。濾液除去雜質(zhì)后送至石灰石漿液制備槽。在選用吸收器時，應(yīng)選用持液量大、氣液間相對速度高、氣液接觸面積大、塔內(nèi)構(gòu)件少、壓力降小的設(shè)備。 噴霧干燥法脫硫效率可達 70%～ 90%，該系統(tǒng)的關(guān) 鍵是噴霧裝置，通常用的有兩種：噴嘴和離心轉(zhuǎn)盤噴霧器。還需防止出口煙氣接近濕飽和，避免在袋式除塵器中出現(xiàn)凝結(jié)問題。 氧化鎂法是以氧化鎂漿料吸收煙氣中的 SO2 ，生成 MgSO3，加熱可再生MgO，再生獲得高濃度 SO2 用來生產(chǎn)硫酸和硫磺。常用的是開米科（ Chmico）洗滌器，開米科洗滌器是一種組合式的文丘里吸收裝置。活性炭吸附 SO2 ，在干燥、無氧條件下主要是物理吸附，當有氧和水蒸汽存在時會發(fā)生化學吸附。因為加熱過程，碳將沉積在活性炭上硫150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 17 酸還原成二氧化硫，反應(yīng)式如下： ???? ??? 22242 222 COOHSOCSOH 工藝流程 活性炭吸附 水洗再生脫硫法又稱魯奇式活性吸附法，因為這種方法是由德國魯奇化學協(xié)會和法蘭克福的胡特惠遜公司開發(fā)的，其工藝流程如圖 212 所示 煙氣文丘里洗滌器吸附器活性炭床至煙囪循環(huán)槽浸沒燃燒器燃料冷卻器棄去水～15 %圖212 活性炭吸附水洗再生法工藝流程 煙氣首先經(jīng)文丘里洗滌器除塵并冷卻，然后進入一個活性炭吸附器，圖 212中是兩個固定活性炭吸附器，一個吸附，另一個再生。硫酸進一步經(jīng)過浸沒燃燒器、冷卻器和過濾器除去雜質(zhì)，最后可得到 65%～ 70%的硫酸。 工作原理 反應(yīng)物分子從氣流中通過層流邊界向催化劑外表面擴散； 反應(yīng)物分子從催化劑表面通過微孔向催化劑內(nèi)部擴散； 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 18 反應(yīng)物分子被催化劑表面化學吸附； 反應(yīng)物分子在催化劑表面上發(fā)生化學反應(yīng)； 反應(yīng)產(chǎn)物脫附離開催化劑表面； 反 應(yīng)產(chǎn)物從催化劑內(nèi)部向外面和主流氣體擴散。 1995年下半年以來，在我國山東德州熱電廠 75t/h 煤粉爐和其他幾個長的中小鍋爐得以應(yīng)用。而煙道內(nèi)延期的流速通常為 10～ 15m/s，這樣就150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 19 要求煙氣在進入除塵設(shè)備之前至少要有 40～ 60m 長的煙道，無論從占地面積，還是煙氣溫度下降等方面考慮都是不能實現(xiàn)的。 如圖 214 所 示，荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng)包括吸收劑給料裝置（料倉、料斗、反饋式鼓風機和干粉給料機）、高壓電源和噴槍主體等。 2．技術(shù)要求 CDSI 系統(tǒng)一般安裝在鍋爐煙氣出口的適當位置上，從吸收劑噴入位置到除塵設(shè)備之間的煙道長度應(yīng)能保證 2s 的滯留時間。 4．主要技術(shù)參數(shù) 脫硫效率： 60%～ 70%。 燃煤鍋爐煙氣除塵技術(shù)經(jīng)歷了水膜除塵、布袋除塵到電除塵的過程 。 布袋除塵器失敗后 ， 燃煤鍋爐煙氣除塵基本應(yīng)用電除塵器 。 其次 ， 電除塵器的運行綜合費用高 。 目前 ， 隨著布袋除塵器濾料等配套件生產(chǎn)技術(shù)的日益提高 ， 原來布 袋除塵器在燃煤鍋爐煙氣除塵運用中失敗的因素 ， 都得到了解決 。 2020 年 7 月 1 日實行的《排污費征收使用管理條例》 ， 將對企業(yè)征收排污費 ， 超標排放部分加倍收費 ， 這樣 ， 對除塵器效率不高的企業(yè) ， 又增加了運行成本 。 該形式的除塵器已經(jīng)在眾多廠家的眾多工程項目中得到運用 。 從投資角度來說 ， 現(xiàn)在的 RFDML 型脈沖布袋除塵器的造價與三電場電除塵器相比略高 ， 接近或低于四電場電除塵器的造價 。標準要求第 2 時段和第 3 時段的火力發(fā)電鍋爐到 2020 年 1 月 1 日煙塵最高允許排放濃度要達到 50 mg/Nm，同時按著國家環(huán)保局、國家貿(mào)委、科技部 [2020]26 號文件要求，燃用含硫大于 2%煤的機組或大容量機組 (大于 200 MW)的電廠鍋爐宜采用濕式石灰石 石膏法脫硫工藝；燃用含硫小于 2%煤的中小型電廠鍋爐 (小于 200MW)宜采用半干法或干法脫硫方式。 解：鍋爐燃煤量、煙氣排放量及組成 鍋爐燃煤量 已知煤的低位發(fā)熱量為 20939kj/kg,水的蒸發(fā)熱為 ，則蒸發(fā)量為 220t/h的鍋爐所需熱量為 220 10179。/kg 36t/h 煤的煙氣量（標況） 36 103 = 103 m179。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 25 除塵效率的計算 查中華人民共和國國家標準火電廠污染物排放標準 （ GB13223 — 2020） [5]，得工業(yè)大氣污染物排放極限中顆粒物最高允許排放濃度為 50mg/m3。則： 脫硫效率為： η 顆粒物 = 40828504082? 100%=% 入口 SO2濃度 出口 SO2濃度 850mg/ m179。采用纖維織物作濾料的袋式除塵器，在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣。濾袋形狀傳統(tǒng)上為圓形，后來又出現(xiàn)了扁袋，在相 同過濾面積下體積小而現(xiàn)實較大的生命力。 4． 過濾面積 A= fvQ60= 360299160? =1662m2 5. 確定濾袋尺寸：直徑 d=300mm，高 l=6000mm 每條濾袋面積 mdha ????? ? 濾袋條數(shù) n= aA = ? ≈ 300(取整 300) 6． 布陣： 做成 4 組 ，每組 100 個布袋（ 4 100） ,其中有 三組分為三個布袋除塵器， 用于三條處理管道， 一組為備用布袋 除塵器 ，每組如下圖： 檢修走道檢修走道 圖 51 布袋安裝分布圖 （二）、設(shè)計后的計算 過濾面積： A=n a=300 =1695 m2 過濾氣速： vf= ???AQ m/min 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 28 清灰時間的確定：△ p=△ pf+△ pp △ pf=110Pa △ p=800Pa △ pp=△ p△ pf=800110=690Pa t= m i △ 22 p ??? ???gcv ?? ? p—— 袋式除塵器的壓力損失。 ρ c—— 煙塵的密度。 設(shè)計說明： 由于此除塵器只是作為脫硫器的一個預(yù)處理工序，預(yù)處理要求達到的除塵效率為75%。 荷電干式吸收劑噴射脫硫法的設(shè)計 由于荷電干式吸 收劑噴射法所需要的荷電系統(tǒng)是美國阿蘭柯環(huán)境資源公司的專利，對與脫硫荷電系統(tǒng)，我們只能向美國阿蘭柯環(huán)境資源公司購買。/S Cso2= 64 103 /=4082mg/ m179。設(shè)計儲倉大概 三 天補充一次吸收劑，因此儲倉的容積要在 20m3 左右。詳細設(shè)計見附圖 3。 清灰周期的計算： 脫硫后煙氣含塵量的計算： 假設(shè)煙氣的脫硫效率為 70%，則反 應(yīng)生成的 3CaSO 的質(zhì)量為： 70% 120==119280mg 剩余的 2)(OHCa 的質(zhì)量為： （ － 70%） 74==47064mg 總的含塵量為： 119280+47064=166344mg 則，粉塵濃度為： 3/ 3166344 mmg?? 清灰時間 ： m i △ 22 p ??? ????gcvt ?? ? 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 31 壓力損失的計算 表 52各管道的長度 管道 1 號管道 二號管道 三號管道 四號管道 管道長度 所以管道的總長度為： +++20= 管道壓力損失計算： 查 計算表 得 d4=1200mm,λ/d=,A= u=170Pa PadlP 2 ???????? ??? 彎頭等的局部損失根據(jù)經(jīng)驗估算為 450Pa，布袋除塵器的最大允許壓力為800Pa。 序號 名稱 單位 數(shù)量 單價 金額 備注 一、直接費用 （一）設(shè)備費用 1 布袋除塵器 臺 7 8萬元 56萬元 2 干法脫硫裝置 套 3 50萬元 150萬元 美國進口 3 脫硫控制系統(tǒng) 套 1 50萬元 50萬元 4 電氣設(shè)備 套 1 5萬元 5萬元 5 石灰倉 個 1 5萬元 5萬元 6 斗式提升機 臺 1 10萬元 10萬元 7 計量料斗 個 3 3萬元 9萬元 8 給料機 臺 3 9 脫硫煙道 10萬 元 10萬元 10 二氧化硫在線儀 臺 1 10萬元 10萬元 11 煙氣管道 1萬元 12 風機 臺 3 3萬元 9萬元 13 設(shè)備費小計 （二）建構(gòu)筑物費用 1 石灰倉及風機室 處 1 20萬元 20萬元 2 在線儀表室 處 1 25萬元 25萬元 3 煙道支架 個 18 21萬元 建構(gòu)筑物費用小計 66萬元 直接費用合計 二、間接費用 1 設(shè)計費 24萬元 2 安裝費 30萬元 間接費用合計 54萬元 項目總投資 運行費用（包括水、電、氣、藥劑、人工等費用） 年電費為 132千瓦 3臺 8000 小時 元 /小時 =190 萬元 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 廣東工業(yè)大學 33 消石灰費用為 噸 /小時 8000 430 元 /小時 = 萬元 運行人員 8人，人年均工資 ，年費用 8 =20 萬元 蒸汽、壓縮空氣年費用約 10 萬元 合計年運行費用為 萬元 項目的可行性： 廣州造紙集團