【文章內容簡介】 塔內構件少，故結垢可能性小，壓力損失也小。逆流運行有利于煙氣與吸收液充分接觸，但阻力損失比順流大 此技術優(yōu)點 初投資較低；運行費用較低；鈣硫摩爾比較小（ ～ ）；脫硫效率高，可達 90%以上；系統(tǒng)電耗??；占地面積較少；適于各種含硫煤種；工藝成熟，流程簡單，系統(tǒng)設備少，不需專職人員進行操作和維護；系統(tǒng)可靠性高；能同時有效脫除氯化物和氟化物等有害氣體； 此技術缺點 對石灰品質和顆粒粒徑要求高；脫硫系統(tǒng)對除塵器除塵效率有一定影響；生成的 CaSO3比 CaSO4多， CaSO3需經處理才可成 為 CaSO4，副產品不能 利用 。 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 11 填料塔 填料塔操作時，液體自塔上部進入，通過液體分布器均勻噴灑于塔截面上。在填料層內，液體沿填料表面自動分散呈膜狀流下。氣體自塔下部進入，通過填料縫隙自由空間，從塔上部排出。 與板式塔相比，填料塔的基本特點是結構簡單、壓降低、填料可用耐腐蝕材料制造。 板式塔 板式塔正常工作時，液體在重力作用下自上而下橫向通過各層塔板后由塔底排出；氣體在壓差推動下，經均布在塔板上的開孔由下而上穿過各層塔板后由塔頂排出。 板式塔的空塔速度較高，因而生產能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便 文丘里洗滌器 氣體進入擴散管后，流速增大。洗滌液通過喉管的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速，由于液滴與粒子之間慣性碰撞， 使 微細塵粒 被捕集。在擴散管中使塵粒凝聚，形成直徑較大的含塵液滴而隨水排出。 是一種高效濕式洗滌器，常用于高溫煙氣降溫和除塵。由于高速氣流要加速和霧化液滴，因此壓降較大，一般為30009000Pa ，甚至更高。 噴射鼓泡吸收塔 煙氣通過噴射器直接噴散到洗滌液中，經處理后的煙氣經過升氣管進入上層的混氣室，然后經除霧器后由煙囪排出。 取消了復雜的漿液再循環(huán)系統(tǒng)，簡化了工藝過程，也降低了能耗，因而使基建投資和運行費用都有所減少。該工藝另一個重要特點是低 pH低 （ ），而一般的 FGD工藝pH 為 57 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 12 脫硫吸收設備的性能比較 脫硫吸收器對比表 吸收器 類型 持液量 逆流接觸 防堵性能 操作彈性 設備阻力 除塵性能 噴淋塔 低 是 中 較好 低 差 填料塔 高 是 差 較好 中 中 鑿球塔 中 是 好 中 中 較好 篩板塔 中 是 中 中 中 較好 旋流板塔 高 是 好 好 低 好 脫硫吸收 設備的比較及 選擇 由以上對比，可知： ①物料系統(tǒng)易起泡沫；高粘性物料；具有腐蝕性的介質宜用填料塔； ②有懸浮固體和殘渣的物料，或易結垢的物料，宜用板式塔中大孔徑篩板塔、十字架型浮閥和泡罩塔等； ③對于處理過程中有熱量放出或須加入熱量的系統(tǒng)；當初李系統(tǒng)的液氣比 L/G小時，宜采用板式塔。 最終選擇填料塔，作為脫硫吸收設備 吸收劑的選取 濕法脫硫吸收劑的選擇原則 ⑴吸收能力好，選擇性能好 ⑵揮發(fā)性低，無毒，不易燃燒，化學穩(wěn)定性好，凝固點低，不發(fā)泡，易再生，粘度小，比熱小 ⑶不腐蝕或腐 蝕小，以減少設備投資或維護費用 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 13 ⑷來源豐富，容易得到，價格便宜 ⑸便于處理和操作，不易產生二次污染 常見吸 收劑 經過長期的生產實踐，目前選用作為鐵水脫硫劑的主要是 Ca、 Mg、 Na 等元素的單質或化合物，常用的脫硫劑主要有： Ca系：電石粉（ CaC2）、石灰（ CaO）、石灰石（ CaCO3）等 Mg系：金屬 Mg 粉 Na系：蘇打（ Na2CO3） 常見的吸收劑性能比較 CaC2脫硫有如下特點： 1)在高碳系鐵水中， CaC2分解出的 Ca 離子與鐵水中的硫有極強的親和力。因此 CaC2有很強的脫硫能力，在一定的鐵水條件下，用 CaC2脫硫，脫硫反應的平衡常數可達 105，反應達到平衡時，鐵水中硫含量可達 107。 2)用 CaC2脫硫，其脫硫反應是放熱反應，有利于減少鐵水的溫降。 脫硫有如下特點 ： 1)在高 C 和一定含硅量的鐵水中， 有較強的脫硫能力，在 1350℃時，用 脫硫，反應達平衡時，鐵水中硫含量可達 ，比 的脫硫能力要弱得多。 2)脫硫渣為固體渣 ， 扒渣方便 ， 對鐵水缶 、 混鐵車侵蝕較小 ， 但用量較大 ，故形成的渣量也大，鐵損也較高，鐵水溫降也較大。 3)石灰粉資源廣、價格低、易加工，使用安全。 鎂粉脫硫有如下特點： 1)Mg 有很強的鐵水脫硫能力， 13500C 時，用 Mg 粉脫硫，反應的平衡常數為 105，反應達到平衡時，鐵水中含硫量可達 107，大大高于 Ca0 的脫硫能力。 2)Mg 的沸點為 ll070C， Mg加入鐵水后，變成 Mg 蒸氣，形成氣泡，使 Mg的脫硫反應在氣液相界面上進行，另外由于金屬 Mg變成 Mg 蒸氣．使得反應區(qū)附近的流體攪拌良好，大大增強 Mg 的脫硫效果。 3)Mg 在鐵水中有一定的溶解度，鐵水經過 Mg飽和后能防止回硫，這部份飽和的 Mg 在鐵水處理后的運送過程中仍能起到脫硫作用。 吸收劑的確定 由實踐證明石灰是煙氣脫硫較為理想的吸收劑，而且工業(yè)上常常選取石灰或石灰石做為吸收 SO2的吸收劑。故此次設計選用 石灰石（石灰） 做為吸收劑 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 14 石灰石 /石灰法的吸收機理 ⑴ 石灰石的溶解過程： m 3 2 2 3 2()C aC O H O C O C a H C O? ? ? 23 2 22C aCO H C a H O C O??? ? ? ? ⑵ 吸收過程： 2 2 2 3SO H O H SO?? 2 2H Cl H O H Cl O H? ? ?? ? ? ? 2 2H F H O H F O H? ? ?? ? ? ? 2 3 3 ( p H (H S O H H S O???? 低 值 時 ） 吸 收 區(qū) 下 部 ） 2 3 32 ( p H (H S O H H S O???? 高 值 時 ） 吸 收 區(qū) 上 部 ） 2 3 3 22 ( )C a H SO C a H SO? ?? 3 3 3 2 2C a C O H H S O C a S O C O H O??? ? ? ? ? 23 4 4 2 22C a C O H S O C a S O C O H O??? ? ? ? ? 22 33Ca SO Ca SO???? 2 22Ca F CaF???? 2 22C a C l C aC l???? ⑶ 反應產物的氧化： 23 2 422H SO O H SO? ? ?? ? ? 3 2 2 2 42 ( ) 2C a HS O O H O C aSO? ? ? 3 2 4CaS O O CaS O?? ⑷ 結晶生成石膏： 4 2 4 222CaSO H O CaSO H O?? 3 2 3 21122C a S O H O C a S O H O?? 填料塔填料的選擇 確定設計填料塔的填料類型選用 Φ 50 50 45 規(guī)格，陶瓷拉西環(huán)填料（亂堆）； 填料參數Φ =50 ㎜， 231 93 /a m m??? 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 15 3. 設計計算書 3.. 以 1Kg 煤燃燒為基礎，則 ％（以質量計） 重量 /g 摩爾數 /mol 需氧量 /mol C H O S N 水分（ W） 揮發(fā)分 (V) / / 灰分（ A） / / 假定干空氣中氮氧的摩爾比（體積比）為 ，則 1kg 樣煤完全燃燒 所需的理論空氣量為 （ +1） = mol/Kg 煤 實際空氣量為： = 理論情況下煙氣的組成（單位： mol） CO2 H2 O SO2 N2 += + = 理論煙氣量為 :+++= 實際煙氣量為： + （ ） =所以燃燒 1Kg 煤，產生煙氣體積為： = m3N / Kg 由 PV=nRT 知 ,在煙氣溫度為 150℃時，實際煙氣體積為： 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 16 V =(150+)/ = 3N / Kg， 由于 鍋爐耗煤量為35t/h。 所以標準狀況下的煙氣流量為 35000=251615m3/h= m3/s 實際情況下的 煙氣流量為 35000=389900m3/h。 煙塵和 SO2 濃度的計算 在標準狀況下， 由于飛灰率為 80%，則煙 塵濃度為： 10% 3?? = 29834mg/m3N ； SO2 濃度為： ?? = mg/m3N 在煙氣溫 度為 150℃時， 由于飛灰率為 80%，則煙 塵濃度為： 10% 3?? = 除塵系統(tǒng)的設計計算 粉塵經除塵器后進入脫硫系統(tǒng)，由于 脫硫系統(tǒng)還有 50%的除塵率，故除塵器的除塵效率η可由下式計算： Co （ 1η）（ 150%）≤ 50 即 29834（ 1η）（ 150%）≤ 50 得η≥ % 設 計 除 塵 效 率 為 %, 則 除 塵 器 出 口 粉 塵 濃 度 ： 29834 (%)=： (150%)= 確定主要部件的結構型式 黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文） 17 靜電除塵器的主要部件是電暈極線和收塵極板。本設計中電暈線采用芒刺 線， 集塵板采用管式極板， 確定電場風速 本設計中 ,選用靜 電除塵器凈化鍋爐飛灰 , 采用經驗法取電場風速為。 確定粉塵的驅進速度 本設計中的粉塵為鍋爐灰塵，采用經驗法取有效驅進速度為 。 計算電場斷面積 電場斷面積是指靜電除塵器內垂直于氣流方向的有效斷面積。計算式如下： VQF? 式中： F— 電除塵器電場的有效斷面積， m2 。 Q— 通過電除塵器的煙氣量， sm/3 。此處為 251615m3/h。合 sm/3 V— 煙氣通過電場的風速， m/s 所以 F180。=除塵器而言，其電場斷面為圓形，其中高略大于寬 （一般高寬比為 1～