【正文】 ................................................................. 16 西安工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 1 第一章 緒論 隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，燃煤鍋爐排放 的二氧化硫嚴(yán)重的污染了我們賴以生存的環(huán)境。由于中國燃料以煤為主的特點，致使中國目前大氣污染仍以煤煙型為主，其中塵和酸雨危害最大。 焦化廠焦?fàn)t煤氣中 SO2及其粉塵對大氣環(huán)境的污染問題日趨嚴(yán)重，甚至影響到我國焦化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 煉焦技術(shù)是將煤配合好裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng)過一段時間后形成焦炭。因此將從煉焦?fàn)t出來的煙氣經(jīng)過管道收集，通過風(fēng)機將其引入到脫硫除塵系統(tǒng)中去。焦化廠煙氣具有二氧化硫濃度變化大，溫度變化大，水分含量大的特征，從而使焦?fàn)t煙氣處理難度加大。每日生產(chǎn)中最大排放廢氣量為 10000m3N/h。初始廢氣中 SO2 濃度為 7g/m3，初始廢氣溫度為 393K，煙氣其余性質(zhì)近似空氣。 相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB 162971996 表中的標(biāo)準(zhǔn)得出表 的數(shù)據(jù)。 總除塵效率計算： %1001 21 ??? G GG? 式中 G1， G2：分別為除塵器入口和出口的粉塵濃度， mg/m3。 帶入 C1=7000mg/m3； C2=200mg/m3計算： %%1007000 2021000 ????? 設(shè)計依據(jù) 二氧化硫排放濃度 ≤200mg/m3，脫硫效率 ≥%； 煙塵排放濃度 ≤150mg/m3，除塵效率 ≥%； 處理煙氣量 ≥1000010000m3N/h； 工廠主要設(shè)備應(yīng)能連續(xù)工作 16h。干式包括重力沉降室、慣性除塵室、電除塵器、袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器；濕式除塵器包括噴淋塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌劑、泡沫除塵器和水膜除塵器。 近幾年國內(nèi)外幾種煙氣除塵技術(shù)主要性能參數(shù)比較見表 表 幾種煙氣除塵技術(shù)的主要相關(guān)性能參數(shù) 除塵裝 置類別 型 式 處理的粒度（ um） 壓力損失(Pa) 集塵率 (%) 優(yōu) 點 缺 點 重力 除塵 沉降室 100～ 50 98～ 147 40～60 價廉 ,易維護(hù) 不能處理微粒 慣性 除塵 通風(fēng)型 100～ 50 294～ 686 50～70 價廉 ,易維護(hù) ,可以處理高溫氣體 不能處理微粒 離心 除塵 旋風(fēng) 小型 5～ 3 大型 5 以上 490～ 1470 10～40 50～80 不占場地 ,可以處理高溫氣體 ,適合含塵濃度較高的氣體 壓力損失大 ,不適于濕塵 ,粘著性大、腐蝕性大 洗滌 除塵 文丘里洗滌器 小型 1 以下 大型 1 以上 2450～7840 80～90 集塵率高 ,占地少 ,在含塵率低時效率也高 需大量水 ,煙囪下部需用花崗石砌 過濾 除塵 袋式除塵器 20～ 980～ 1960 90～99 集塵率高 ,操作簡單 ,含塵率低時效率也高 占地大 ,布耗大 ,不宜高溫氣體 靜電 除塵 科特雷爾型 20～ 98～ 196 80～99 集塵率高 ,可處理高溫氣 ,含塵率低時效率也高 占地大 ,投資大易老化 ,受粉塵電性影響 聲波 除塵 588～ 980 80～95 運行費用少 設(shè)備費用較高 西安工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 5 根據(jù)上表和設(shè)計任務(wù)可以得出，在效率上只有袋式除塵器和電除塵器能夠達(dá)到，而電除塵器電消耗大，成本高，大多是發(fā)電廠除塵采用，袋式除塵器去除效率高，市場擁有率大，運行穩(wěn)定，適應(yīng)能力強，被廣泛使用于各種工礦企業(yè)的除塵凈化設(shè)備。 脫硫方案比選和確定 （ 1）石灰石 — 石膏法煙氣脫硫工藝 將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的 二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于 95% 。與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉(zhuǎn)噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。 （ 3） 磷銨肥法煙氣脫硫工藝 磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)屬于回收法，以其副產(chǎn)品為磷銨而命名。它分為兩個系統(tǒng)： 煙氣脫硫系統(tǒng) —— 煙氣經(jīng)高效除塵器后使含塵量小于 200mg/Nm3，用風(fēng)機將煙壓升高到 7000Pa，先經(jīng)文氏管噴水降溫調(diào)濕，然后進(jìn)入四塔并列的活性炭脫硫塔組（其中一只塔 周期性切換再生），控制一級脫硫率大于或等于 70%，并制得 30%左右濃度的硫酸，一級脫硫后的煙氣進(jìn)入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，凈化后的煙氣經(jīng)分離霧沫后排放。 （ 4）爐內(nèi)噴鈣尾部增濕煙氣脫硫工藝 爐內(nèi)噴鈣加尾部煙氣增濕活化脫硫工藝是在爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝的基礎(chǔ)上在鍋爐尾部增設(shè)了增濕段，以提高脫 硫效率。由于反應(yīng)在氣固兩相之間進(jìn)行，受到傳質(zhì)過程的影響，反應(yīng)速度較慢，吸收劑利用率較低。當(dāng)鈣硫比控制在 ~ 時，系統(tǒng)脫硫率可達(dá)到 65~80%。 （ 5）煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。 由鍋爐排出的未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進(jìn)入。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進(jìn)入再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復(fù)循環(huán)達(dá)百次之多，故吸收劑利用率較高。 典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當(dāng)燃煤含硫量為 2%左右，鈣硫比不大于 時，脫硫率可達(dá) 90%以上，排煙溫度約 70℃。在脫硫吸收塔內(nèi)，大量海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣，煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放。海水脫硫工藝一般適用于靠海邊、擴散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。 （ 7） 電子束法脫硫工藝 該工藝流程有排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的充入、電子束照射和副產(chǎn)品捕集 西安工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 8 等工序所組成。煙氣的露點通常約為 50℃，被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內(nèi)完全得到蒸發(fā)，因此，不產(chǎn)生廢水。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)行中和反應(yīng)，生成粉狀微粒（硫酸氨 (NH4)2SO4 與硝酸氨 NH4NO3 的混合粉體）。凈化后的煙氣經(jīng)脫硫風(fēng)機由煙囪向大氣排放。鍋爐排出的煙氣經(jīng)煙氣換熱器冷卻至 90~100℃，進(jìn)入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去 HCI 和 HF，洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進(jìn)入前置洗滌器中。在該洗滌器中煙氣進(jìn)一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧滴，進(jìn)入脫硫洗滌器。洗滌工藝中產(chǎn)生的濃度約 30%的硫酸銨溶液排出洗滌塔，可以送到化肥廠進(jìn)一步處理或直接作為液體氮肥出售，也可以把這種溶液進(jìn)一步濃縮蒸發(fā)干燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。它脫硫效率高，節(jié)省吸附劑，能耗低，性能可靠，生成穩(wěn)定商用石膏。因此我們選 西安工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 10