【文章內(nèi)容簡介】 ，使其效率大為提高。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。 除塵器的性能指標 表示除塵器性能的指標有下列六項： 處理含塵氣體的量，是代表除塵器處理含塵氣體能力大小的指標，一般用通過除塵器體的體積流量（ m3/h或 m3/s）表示； 除塵效率； 壓力損失； 設(shè)備投資及運行管理費用； 占地面積或占用空間體積； 設(shè)備可靠性及使用壽命。 前三項屬于技術(shù)指標，后三項屬于經(jīng)濟指標 。 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。 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。在除塵器內(nèi)，由于高度變化不大，氣體的重度較小，位能一般可忽略不計。因此，總機械能 e 可用壓能 p 和動能ρυ 2/2 之和表示，即 e=p+ρυ 2/2 在除塵技術(shù)中，習(xí)慣以靜壓代表壓能，以動壓代表動能，兩者之和稱為全壓，代表總機械能。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。 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(guān)。不同類型除塵器的阻力計算式是不同的，后面將分別介紹。由于通 風機所耗功率與除塵器的阻力成正比，所以總希望其值小些。 廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 8 各種除塵器的介紹 ㈠ 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。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。 含塵氣流塵粒圖2 2 重 力沉降室 當沉降室的實際高度 H 大于粉塵的沉降高度 h（ =vsτ）時，可用 h/H 表示沉降室的分級效率 HLHH ???? ννh ssd ??? 重力沉降室結(jié)構(gòu)簡單，投資少，性能穩(wěn)定可靠，維修管理容易，壓力損失?。?50～150Pa），但設(shè)備龐大，效率低。適用于凈化密度大 ]顆粒粗、磨損強的粉塵。設(shè)計好時能捕集 40～ 50μ m 以上塵粒，不宜于捕集 20μ m以下塵粒。 常用作多級凈化系統(tǒng)的第一級粗凈化。 廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 9 ㈡ 慣性除塵器 慣性除塵器是使含塵氣流沖擊在擋板上，或讓氣流方向急劇轉(zhuǎn)變，使塵粒受慣性力作用而從氣流中分離出來的一種除塵裝置。起除塵機制示于圖 23。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。假設(shè)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。含塵煙氣進口擋板煙氣出口擋板圖23 慣性除塵器的工作原理 慣性除塵器宜用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物粉塵，不宜用來凈化粘性和纖維性粉塵。由于氣流方向轉(zhuǎn)變次數(shù)有限，凈化效率不高，也常用作多級除塵中的第一級，用以捕集 10～ 20μ m以上的粗塵粒。壓力損失依形式而定，一般為 300～700Pa。 ㈢ 旋風除塵器 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(shè)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(yīng)粉塵負荷變化性能好，可用于高溫干塵煙廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 10 氣的凈化，無運動部件，運行管理簡便，廣泛應(yīng)用于個工業(yè)部門，已有近 100 年的歷史和 100 種以上的形式。但是，旋風除塵器難以捕集 5μ m以下的粉塵粒子，其阻力也比重力沉降室和慣性除塵器高。 ㈣ 濕式除塵器 濕式除塵器是用水或其他液體與含塵氣體互相接觸使粉塵粒子被捕集的裝置，也能用于氣體 吸收及氣體的降溫、加濕、除霧（脫水）等操作中，這是其他類型的除塵器所起不到的作用。 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(xué)反應(yīng)的各種粉塵，尤其適宜凈化高溫、易燃和易爆的含塵氣體。但存在設(shè)備及管道的腐蝕、污水和污泥的處理、因煙溫降低而導(dǎo)致的煙氣抬升減少及冬季排氣產(chǎn)生冷凝水霧等問題。濕式除塵器有時又稱為濕式氣體洗滌器。 圖 24 為濕式除塵器的工作機理。 廢水吸收劑清潔煙氣液流氣流圖24 濕 式除塵器除塵機理 ㈤ 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。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。正離子被電暈極吸收而失去電荷，與自由電子一起被氣流中的負電性氣體分子俘獲后形成的氣體負離子，在電場力的作用下向集廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 11 塵極（正極）移動便形成了空間電荷。 （ 2）、粒子荷電 通過電場空間的氣溶膠粒子與自由電子、負離子碰撞附著，邊實現(xiàn)了粒子荷電。 （ 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。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。 （ 4）、粒子清除 用適當方式（振打或水膜等）清除電極上沉集的粒子。 為保證電除塵器在高效率下運行，必需使以上四個過程十分有效地進行。 圖 25 為電除塵器的除塵過程的示意圖。 圖2 5 電 除塵 過程 示意 圖1 電 暈極 ； 2 電 子； 3 離 子； 4 粒 子 5 集塵 極； 6 供 電裝 置； 7 電 暈區(qū) ㈥ 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。所謂內(nèi)部過濾是把松散的濾料（如玻璃纖、金屬絨、硅砂和煤粒等）以一定體積填充在框架或容器內(nèi)作為過濾層，對含塵氣體進行凈化，塵粒是在過濾材料內(nèi)部進行捕集的。顆粒層過濾器和作為空調(diào)用的纖維填充床過濾器屬內(nèi)部過濾式。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。由于織物一般作成袋形，固又稱袋式過濾器。 袋式除塵器的除塵過程 ： 織物濾料本身的網(wǎng)孔一般為 10～ 505μ m，表面起絨濾料的網(wǎng)孔也有 5～ 105μ廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 12 m，因而新鮮濾料開 始使用時濾塵效率很低。但由于粒徑大于濾料網(wǎng)孔的少量塵粒被篩濾阻留，并在網(wǎng)孔之間產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象；同時由于碰撞、攔截、擴散、經(jīng)典吸收和重力沉降等作用，一批粉塵很快被纖維捕集。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）。由于粉塵初層及隨后在其上繼續(xù)沉積的粉塵層的捕集作用，過濾效率劇增，阻力也相應(yīng)增大。袋式除塵器之所以效率高，主要是靠粉塵層的過濾作用，濾布只起形成粉塵層和支撐它的骨架作用。隨著集塵層不斷加厚，阻力愈來愈大，這時不僅處理風量將按所用風機和系統(tǒng)的壓力 風量特性下降，能耗急增，而且由于粉塵堆積使空隙率變小，齊魯通過的速度增加，增加到一定程度后，會使粉塵層的薄弱部分發(fā)生“穿孔”，以致造成所謂的“漏氣”現(xiàn)象，使除塵效率降低；阻力太大時，濾布也容易損壞。因此，當阻力增大到一定值時，必須清除濾料上的集塵。但由于部分塵粒進入織物內(nèi)部和纖維對粉塵的粘附及靜電吸引等原因，濾料上仍有部分剩余粉塵，所以清灰后的剩余阻力（一般為 700～ 1000Pa）比新鮮濾料的阻力大，效率也比新鮮濾料的高。為保證清灰后的效率不致過低，清灰時不應(yīng)破壞粉塵初層。清灰以后，有開始下一周期的過濾 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 廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 13 3 煙氣 除塵 脫硫工藝綜合評價與推薦方案 在選擇脫硫工藝時應(yīng)考慮以下主要因素： ①設(shè)備投資；②環(huán)保要求；③系統(tǒng)所占場地面積；④吸收劑來源；⑤水源問題；⑥脫硫系統(tǒng)的電耗；⑦燃煤含硫量；⑧脫硫渣的處理與利用。 計算鍋爐的蒸發(fā)量、煙氣量、組成和物料衡算 現(xiàn)從設(shè)計蒸發(fā)量為 650t/h 的燃煤鍋爐的現(xiàn)場取得的燃煤組成（質(zhì)量比）如下：C=%；灰分 =%； S=%； H=%水分 =%； O=%（含 N 量不計）。 從《大氣 污染控制工程》查得鍋爐熱效率 =75%，空氣過剩系數(shù)為 ，低位發(fā)熱量=20939kj/kg,水的蒸發(fā)熱 ,煙塵的排放因子為 30%[2] 。 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 650t/h的鍋爐所需熱量為 650 10179。= 108 kJ/h，需煤量為 t/ 9 8 ＝％?? 表 31 煙氣排放量及組成（以燃燒 1kg 煤為基 礎(chǔ)） 各組分 C S H O 水分 灰分 重量 /g 657 17 32 23 90 181 質(zhì)量 /mol 16(分子 ) （分子） 5 需氧 /mol 8 理論需氧量： ++=(煤 ) 理論空氣量： （ +1） = 廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 14 = 103 =179。/kg（煤）（標志） 理論空氣量下煙氣組成（單位： mol） CO2: SO2: H20:16+5 N2: 理論空氣量 ++16+5+ =179。/kg 實際煙氣量（標志） +（ ） = m179。/kg （標志） 103 = 105 m179。/h 煙氣組成（標志） ： Cso2= 64 103 /=4082mg/ m179。 C 煙塵 =（ 181/） 103 30%=6534mg/ m179。 確定煙氣除塵脫硫工藝并進行物料衡算 鍋爐煙氣除塵脫硫工藝與脫硫方法有關(guān)，對于干法（吸附法）脫硫，粉塵須在脫硫除 SO2 之前除去，以防吸附劑中毒；濕法（液體吸收法）脫硫，可采用先除塵后脫硫、先脫硫后除塵或除塵脫硫同時進行工藝，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇?？尚械耐緩接校孩倮矛F(xiàn)有除塵設(shè)備，設(shè)計 SO2 脫除裝置。②取消現(xiàn)有除塵設(shè)備，設(shè)計脫硫、除塵新系統(tǒng)。本設(shè)計擬采用現(xiàn)有除塵設(shè)施、后加脫硫裝置的工藝，其流程為： 鍋爐煙氣 鍋爐煙氣 除塵設(shè)施 脫硫設(shè)施 煙囪。 物料衡算： GB162971996 中規(guī)定二類區(qū)： TSP≤ 250mg/ m179。,SO2≤ 700mg/ m179。 據(jù)此得： 廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)論文 450MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計 15 250mg/ m179。（標志） 出口粉塵 粉塵入口 η ≥ % 6534mg/ m179。 圖 3－ 1 除塵量（ 6534250） 105 106 =（ kg/h）