【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)的兩個(gè)月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫以及外文的翻譯，使我加深了對(duì)新規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識(shí)，提高了綜合分析、解決問題的能力。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為《 C 市火力發(fā)電廠 1300MW 機(jī)組脫硫工藝設(shè)計(jì)》。 電廠脫硫設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量 很大，在計(jì)算過程中以手算為主，輔以一些計(jì)算軟件的校正。二是脫硫劑制備部分 ,主要有石灰石接收系統(tǒng)、石灰石輸送系統(tǒng)和石灰石儲(chǔ)存設(shè)備：石灰石磨制系統(tǒng)、濕式球磨機(jī)系統(tǒng)、石灰石漿液箱等。燃煤是造成大氣污染的根本原因 , 也是形成 SO2 和酸雨的主要來源。我們?cè)谝M(jìn)過 程中，不斷地消化和吸收國(guó)外先進(jìn)的脫硫技術(shù)，并通過一些火電機(jī)組脫硫工程示范項(xiàng)目的建設(shè)，逐漸掌握這些技術(shù)，同時(shí)完成脫硫裝置的國(guó)產(chǎn)化，最終填補(bǔ)國(guó)家在環(huán)境保護(hù)中有關(guān)大氣污染處理技術(shù)上的空白。 目前 , 世界各國(guó)開發(fā)、研制、用來控制 SO2的脫硫技術(shù)概括起來已超過 200多種 , 尤其西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家及日本、韓國(guó)等 , 脫硫技術(shù)已相當(dāng)成熟。在濕法脫硫技術(shù)中又以石灰石．石膏脫硫技術(shù)應(yīng)用最典型和廣泛，該工藝主要采用蘊(yùn)藏量十分豐富的石灰石作為原料，石灰石成本低廉，是理想的吸收劑。 該工藝的化學(xué)反應(yīng)原理如下： 二氧化硫的吸收 : SO2 (g) →SO 2 (l) ( 1 ) SO2 (l) ＋ H2O(l) →H ＋ ＋ HSO3－ ( 2 ) HSO3－ →H ＋ ＋ SO32－ ( 3 ) 石灰石的溶解 : CaCO3(s) →Ca 2+ ＋ CO32 ( 4 ) CO32＋ H＋ →HCO 3 ( 5 ) HCO3 ＋ H＋ →H 2O＋ CO2(aq) ( 6 ) CO2(aq) →CO 2(g) ( 7 ) 在有氧氣的存在的情況下， HSO3－ 的 氧化 HSO3－ ＋ O2 →H ＋ ＋ SO42 ( 8 ) H＋ ＋ SO42 →HSO 4－ ( 9 ) CaCO3 和 CaCO4的結(jié)晶 Ca2+＋ SO32 ＋ H2O→CaCO 3液柱塔脫硫技術(shù)是通過再循環(huán)泵將漿液送到吸收塔的中部，從吸收塔的中部向上噴射，漿液在上升和下降的過程中與上升的煙氣有 2 次接觸時(shí)間，以提高 SO2 的脫除效率。 濕法脫硫技術(shù)中還有其他一些技術(shù)： 電子束氨法脫硫技術(shù)：電子束氨法脫硫技術(shù)簡(jiǎn)稱 EA—FGD技術(shù)，以氨作為脫硫脫硝劑，氨與煙氣中的二氧化硫和硝化物混合后，在電子束的作用下生成硫酸氨和硝酸氨。 海水煙氣脫硫技術(shù)：采用的是 ABB 的海水脫硫技術(shù)。） （ 2）地震狀況：根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，廠區(qū)所在區(qū)域地震的基本烈度為 8度。要求的石灰石化學(xué)成分為： CaCO3≥%； MgO≤%； Fe2O3≤%； Al2O3≤%；SiO2+酸性不溶物 ≤%。 發(fā)電用煤量、燃料燃燒產(chǎn)生煙氣量及裝置脫硫效率的計(jì)算； 煙氣和脫硫劑的物料平衡計(jì)算； 脫硫工藝流程方案的選擇，要求作出至少兩套方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，推出最佳方案； 對(duì)推選的最佳方案采用的工藝構(gòu)筑物及附屬設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，并在計(jì)算書上繪制與脫硫工藝有關(guān)的一系列草圖； 進(jìn)行脫硫工藝 設(shè)計(jì)的各構(gòu)筑物、建筑物及各種煙道等總體布置。 ⑶ 海水脫硫，曝氣池應(yīng)靠近排水方向，并宜與循環(huán)水排水溝位置相結(jié)合，曝氣池排水應(yīng)與循環(huán)水排水匯合后集中排放。緊鄰廢水處理間的卸酸、堿場(chǎng)地應(yīng)選擇在避開人流通行較多的偏僻地帶。在脫硫設(shè)計(jì)煤質(zhì)的煙氣條件下，鍋爐二氧化硫排放量增加 30％時(shí)，經(jīng)脫硫后的二氧化硫揮放依然可以滿足最新的環(huán)保要求及過?？諝庀禂?shù)為 1． 55時(shí) (引風(fēng)機(jī)出口 )，二氧化硫排放為 400mg／ Nm3(干基 )。石膏能用于生產(chǎn)石膏板和用作水泥生產(chǎn)的緩沖劑。 漿液再循環(huán)系統(tǒng)保證反應(yīng)所需的鈣硫比，滿足脫硫工藝要求。 （ 1） 噴淋塔是氣液反應(yīng)工程中的常用設(shè)備。 圖 1 為噴淋吸收空塔 (以下簡(jiǎn)稱吸收塔 )的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （ 2） 填料塔主要有兩種類型：格柵 填料塔和湍球塔。 五、脫硫工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 首先選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但不低于國(guó)際電工協(xié)會(huì)（ IEC）標(biāo)準(zhǔn)。噴淋吸收區(qū)高度為 515m，接觸時(shí)間約為 2 一 3～ 6 個(gè)噴淋層，每個(gè)噴琳層裝有多個(gè)霧化噴嘴 .交叉布置。 圖 2為噴淋層平、剖面示意圖 噴淋層數(shù)和噴淋層間距是影響吸收區(qū)高度的主要因素，吸收區(qū)高度一般指吸收塔煙氣口中心線到最上層噴淋層的高度，以下因素決定吸收塔直徑和吸收區(qū)的高度： 16 ① 煙氣量和 SO2 濃度 ② 脫硫效率 ③ 吸收循環(huán)漿液量 ④ 煙氣入口流向以及入口形式 ⑤ 噴淋層數(shù)和噴淋覆蓋的疊加面積 ⑥ 吸收劑反應(yīng)活性系數(shù) （ 2）噴嘴的布置 噴嘴將循環(huán)漿液分散成小液滴以增大氣液接觸面積，從而沖洗、冷卻煙氣。如果在旋流腔的封閉端裝有葉片，則會(huì)形成實(shí)心圓錐噴流型式。當(dāng)壓力相同，液體流量更大時(shí)，螺旋噴嘴比軸向噴嘴更適合一些。 3)鈷合金 6(cobalt alloy6AMS 5387)。布置口徑為 50mm，每個(gè)噴嘴的流量為 m3/h， 在濕法 FGD 工藝中，一般采用壓力式霧化噴嘴。 除霧器的要求：在濕法脫硫系統(tǒng)中，對(duì)除霧器的一般要求為：在正常運(yùn)行工況下除霧器出口煙氣中的霧滴濃度應(yīng)不大于 75mg/m3；盡可能地將 ≤15μm的微滴除掉；系統(tǒng)的 18 壓力降要??；無(wú)堵塞；容易清洗。其材料要求有一定剛度 , 在氣體通過時(shí)不會(huì)波動(dòng)變形 ,安裝、檢修人員踩壓在上面時(shí)也不會(huì)歪塌。其中，噴槍的形式較為簡(jiǎn)單。沖洗水又作為吸收塔的主要補(bǔ)充水。折流板除霧器中兩板之間的距離為 30～ 50mm，煙氣中的液滴在折流板中曲折流動(dòng)與壁面不斷碰 撞凝聚成大顆粒液滴后在重力作用下沿除霧器葉片往下滑落，直到漿液池，從而除去煙氣所攜帶的液滴。從煙氣中分離出來的小液滴慢慢凝聚成較大的液滴，然后沿除霧器葉片往下滑落至漿液池。該 材料防腐防銹性能優(yōu)良，所有的 MP 和 TH 系列噴嘴都可以采用聚氨酯材料制造。該材料防腐防銹性能優(yōu)良，但斷裂系數(shù)低、抗沖擊性能極差。與軸向噴嘴一樣，其入口和出口也在同一條中心軸上，但其內(nèi)部沒有微調(diào)葉片，而是將噴嘴本身設(shè)計(jì)成一個(gè)直徑不斷縮小的螺旋形狀，從而將液流剪切成兩個(gè)或更多的同心螺旋環(huán)。 圖 4為 切向噴嘴 圖 5為 切向噴嘴 噴淋照片 切向噴嘴 (見圖 4)通常形成中空?qǐng)A錐噴流 型式，這樣大部分霧滴噴出時(shí)會(huì)形成一個(gè)環(huán)狀 (見圖 5)。漿液循環(huán)一般采用單元制設(shè)計(jì)，每個(gè)噴淋層配一臺(tái)吸收塔再循環(huán)泵，從而保證吸收塔內(nèi)所要求的漿液噴淋覆蓋率。 吸收塔系統(tǒng)包括：塔體，吸收塔氧化池、中和池?cái)嚢杵?，漿液噴管、噴嘴、除霧器，吸收塔漿液循環(huán)泵，氧化風(fēng)機(jī)，排漿泵，氧化空氣噴管的沖洗水系統(tǒng)等，還包括輔助的排空設(shè)施。由于氣、液、固三相接觸，小球表面的液膜不斷更新，增 強(qiáng)了氣、液兩相的接觸和傳質(zhì)，達(dá)到高效脫硫和除塵的目的。在煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展過程中，噴淋塔是最早采用的脫硫反應(yīng)裝置。 三、噴淋塔的選擇 在濕法脫硫工藝中，吸收塔是一個(gè)核心部件，一個(gè)濕法脫硫工程能否成功，關(guān)鍵看吸收塔、塔內(nèi)件及與之相匹配的附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)選型是否合理可靠。該工藝流程主要包括 5 個(gè)系統(tǒng)，分別為： ① 石灰石漿液制備系統(tǒng)； ② 由氧化池、再循環(huán)系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、攪拌器、噴流反應(yīng)區(qū)除霧器等組成的吸收系統(tǒng)； ③ 由煙氣換熱器、增壓風(fēng)機(jī)等組成的煙氣系統(tǒng)； ④ 由漿液旋流器、真空皮帶脫水機(jī)等組成的石膏脫水系統(tǒng)； ⑤ 廢水處理系統(tǒng)。煙氣脫硫系統(tǒng)中的設(shè)備有一定的容余量； 防火設(shè)計(jì)應(yīng)滿足 GB50160 的要求。 ⑸ 石灰石 石膏濕法事故漿池或事故漿液箱的位置選擇宜方便多套裝置共用的需要。 ⑶ 脫硫吸收劑卸料及貯存場(chǎng)所布置在人流相對(duì)集中設(shè)施區(qū)的常年最小風(fēng)頻的上風(fēng)側(cè)。鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)，為亞臨界參數(shù)、四角切向燃燒、自然循環(huán)汽包爐。發(fā)電廠的熱效率為 。根據(jù)國(guó)家環(huán)保政策，對(duì)大氣污染實(shí)行總量控制，要求所有的新建電廠必須加裝脫硫裝置，本工程設(shè)計(jì)新建 XX電廠廠址選擇時(shí)規(guī)劃容量為 1300MW，一期工程 300MW機(jī)組已經(jīng)正式啟動(dòng)，每臺(tái)機(jī)組配備 1臺(tái)最大連續(xù)出力為 1025t/h的鍋爐，鍋爐燃用煙煤，設(shè)計(jì)采用每臺(tái)爐配 1套脫硫裝置，主要脫硫工藝技術(shù)采用石灰石．石膏濕法脫硫技術(shù)。吸收 SO2以后的吸收液可用不同的方法處理獲得不同的產(chǎn)品。主要設(shè)備有：石灰石接收裝置、輸送皮帶機(jī)、斗輪提升機(jī)和石 灰石倉(cāng)、石灰石稱重皮帶機(jī)、石灰石球磨機(jī)、石灰石漿液旋流器和石灰石漿液箱以及管道組成；有些系統(tǒng)不需要收集石灰石塊，收集到的是石灰石粉，這樣的方式可以減少脫硫噪音的產(chǎn)生，有利于環(huán)保。 采取噴淋塔這樣的工藝是基于經(jīng)過多年研究形成了自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的噴淋技術(shù)，其主要工藝特點(diǎn)是：吸收塔采用圓形布置方式，根據(jù)煙氣中含硫量大小和煙氣流量，設(shè)計(jì)不同直徑的吸收塔，以滿足工藝脫硫效果。 在吸收塔內(nèi)進(jìn)行的 SO2脫除過程按如下步驟進(jìn)行： (1)煙氣與噴入吸收塔的石灰石循環(huán)漿液接觸，煙氣中的 SO2通過物理擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸根。按 脫硫方式和產(chǎn)物的處理形式 ,煙氣脫硫一般可分為濕法、半干法和干法三類。 三是脫硫副產(chǎn)品的處理部分，主要有石膏一級(jí)脫水系統(tǒng)旋流設(shè)備、石膏二級(jí)脫水系統(tǒng)真空皮帶脫水機(jī)、石膏輸送系統(tǒng)和儲(chǔ)存系統(tǒng)等。 火電廠氮氧化物排放總量約為 800 萬(wàn)噸 , 占全國(guó)氮氧化物總排放量的 36%。 關(guān)鍵詞 ：煙氣脫硫 石灰石濕法 吸收塔 脫硫效率。 本設(shè)計(jì)包括兩部分。在畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)手稿的電子排版整理，并得到老師的審批和指正，使我圓滿地完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，在此我表示衷心的感謝。在畢業(yè)設(shè)計(jì)前期，我溫習(xí)了《大氣污染控制工程》、《環(huán)境工程原理》、《煙道氣》等知識(shí)，并查閱了《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》、《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范。由于自己水平有限，難免有不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。三是脫硫副產(chǎn)品的處理部分 ,主要有石膏一級(jí)脫水系統(tǒng)旋流設(shè)備、石膏二級(jí)脫水系統(tǒng)真空皮 帶脫水機(jī)、石膏輸送系統(tǒng)和儲(chǔ)存系統(tǒng)等。酸雨污染的加劇對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、建筑物材料、農(nóng)業(yè)和人體健康等方面均造成重大危害。 針對(duì)國(guó)內(nèi)火電機(jī)組的實(shí)際情況，約 95％的火電廠采用濕法煙氣脫硫技術(shù)，采用干法煙氣脫硫技術(shù)的火電機(jī)組比較少，在濕法煙氣脫硫技術(shù)中，基本上都采用石灰石．石膏法脫硫技術(shù)，原因是該技術(shù)成熟穩(wěn)定，應(yīng)用業(yè)績(jī)最多且國(guó)內(nèi)石灰石礦產(chǎn)量豐富，作為吸收劑的成本非常低。歸納起來 ,主要有四大類 : 燃燒前脫硫 ( 原煤凈化工藝 , 主要除無(wú)機(jī)硫 ) 、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫 (煙氣脫硫 ) 和煤的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。濕式石灰石．石膏法脫硫工藝是技術(shù)成熟、業(yè)績(jī)多、運(yùn)行狀況穩(wěn)定的脫硫工藝 ，脫硫率在 95％以上，而且適應(yīng)各種機(jī)組和煤種，運(yùn)行費(fèi)用低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。 H2O （ 10） Ca2+＋ SO42 ＋ 2H2O→CaCO 3 濕式石灰石 石膏脫硫技術(shù)主要有以下一些系統(tǒng)構(gòu)成：煙氣和吸收塔系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是濕法脫硫裝置的重要組成部分，主要有用于引入和排出煙氣的煙道，在煙道上布置有煙氣檔板、煙氣密封系統(tǒng)等輔助設(shè)備： BUF 增壓風(fēng)機(jī)、煙氣換熱器和熱工測(cè)量?jī)x表等設(shè)備：用于進(jìn)行脫硫化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)接觸的容器，這是脫硫系統(tǒng)中最重要的組成部分；主要有吸收塔 本體及附屬結(jié)構(gòu)、吸收塔干濕界面、吸收塔漿液再循環(huán)泵、吸收塔漿液噴淋層噴嘴、吸收塔攪拌器、吸收塔氧化空氣、吸收塔石膏抽出泵、吸收塔除霧器、吸收塔排煙檔板等相關(guān)設(shè)備和管道。生成的硫酸氨和硝酸氨可以作為肥料，不產(chǎn)生二次污染。由于雨水將陸上巖層的堿性物質(zhì)帶到海水，天然海水含有大量的可溶性鹽，其中主要成分是氯化鈉和硫酸鹽及一定量的可溶性碳酸鹽。 （ 3）氣象條件：多年氣象特征 值： ① 氣溫 多年平均氣溫 ℃ 多年最高平均氣溫 ℃ 多年最低平均氣溫 ℃ 歷年夏季平均氣溫 ℃ 歷年冬季平均氣溫 － 11℃ 歷年極端最高氣溫 ℃ 歷年極端最低氣溫 － ℃ ② 風(fēng) 歷年最大風(fēng)速 25m/s 多年平均風(fēng)速 全年主導(dǎo)風(fēng)向 NNW ③ 濕度 多年平均相對(duì)濕度