【正文】 %。 9. 脫硫效率計(jì)算 %39。SO2—— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐 二氧化硫 排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值， 900 3/mmg 。如圖 ，對(duì)于鍋爐排出的煙氣，首先結(jié)果袋式除塵器組進(jìn)行粉塵的捕集，接著進(jìn)行脫硫，通過(guò)引風(fēng)機(jī)作用，使達(dá)標(biāo)煙氣通過(guò)煙囪排放入大氣中。設(shè)置除塵器 A A A A4為第一除塵器組， B1B2B3B4為第二除塵器組，鍋爐煙氣通過(guò)管道以及引風(fēng)機(jī)作用下，進(jìn)入第一除塵器組，此時(shí)第二除塵器組處于待命狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝唤M需要除塵時(shí)，關(guān)閉一組進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)清灰，開(kāi)啟二組進(jìn)行煙塵捕集。粉塵捕集后的氣體進(jìn)入脫硫塔，以濕式石 灰石 /石 灰－石膏法進(jìn)行脫硫處理。 三、主要處理單元的設(shè)計(jì)計(jì)算 除塵器的選擇和設(shè)計(jì) 除 塵器的選擇 表 31 該鍋爐粉塵粒徑分布 粒徑（μ m） 15~25 8~15 5~8 3~5 1~3 ≤1 含量（ %） 表 32 除塵設(shè)備的分類及基本性能 除塵器名稱 適用的 粒徑范圍 /μm 效率 /% 阻力 /Pa 設(shè)備費(fèi) 運(yùn)行費(fèi) 重力沉降室 ＞ 50 ＜ 50 50～ 130 少 少 旋風(fēng)除塵器 5～ 30 60～ 70 800～ 1500 少 中 文丘里洗滌器 ～ 1 90～ 98 4000～10000 少 多 電除塵器 ～ 1 90～ 98 50～ 130 多 中上 袋式除塵器 ～ 1 95～ 99 1000～ 1500 中上 多 表 33 效率較高的除塵器對(duì)不同粒徑粉塵的除塵效率 除塵器名稱 總效率 % 不同粒徑（ μm ）所對(duì)應(yīng)的分級(jí)效率 /% 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 首先根據(jù)除塵效率 (%)以及粒徑范圍（ 1~25μ m），滿足要求的的除塵器有：文丘里洗滌器、電除塵器以及袋式除塵器。 電除塵器的優(yōu)缺、點(diǎn) : ? 除塵效率符合該鍋爐，且使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)低于袋式除塵器。 ? 由于工況下煙氣流量達(dá)到 （ m3N/h） ,阻礙了電除塵的設(shè)計(jì)與使用。 ? 使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時(shí)數(shù)百立方米到每小時(shí)數(shù)十萬(wàn)立方米，可以直接設(shè)于室內(nèi)，作為機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可作成大型的除塵室，即“袋房”。 綜上，選取袋式除塵器作為該燃煤鍋爐的粉塵處理器。選擇濾料是 必須考慮含塵氣體的特征，如顆粒和氣體性質(zhì)（溫度、濕度、粒度和含塵濃度等）。 表 34 各種纖維的主要性 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 據(jù)以上表格以及氣象資料，聚四氟乙烯纖維材料的耐磨性能、耐酸、堿性能以及使用溫度，符合該燃煤鍋爐的使用條件，所以選用聚四氟乙烯纖維材料作為布袋濾料。 黏膠纖維 ～ ～ \ 260 16～ 22 差 較好 差 不可燃 玻璃纖維 ～ ～ 315 250 3～ 4 差 較好 差 不可燃 粉塵種類 纖維種類 清灰方式 過(guò)濾氣速 /（ m˙ min1） 粉塵比阻力系數(shù) [N˙ min˙（ g˙ m） 1] 飛灰（煤） 玻璃、聚四氯乙烯 逆氣流脈沖 噴吹機(jī)械振動(dòng) ～ ～ 水泥 玻璃、丙烯酸系聚酯 機(jī)械振動(dòng) ～ ～ 銅 玻璃、丙烯酸系 機(jī)械振動(dòng)逆氣流 ～ ～ 炭黑 玻璃、諾梅克斯、丙烯酸系、聚四氯乙烯 逆氣流機(jī)械振動(dòng) ～ ～ 飛灰（焚燒） 玻璃 逆氣流 石膏 棉、丙烯酸系 機(jī)械振動(dòng) ～ 氧化鐵 諾梅克斯 石灰窟 玻璃 逆氣流 氧化鉛 聚酯 逆氣流、機(jī)械振動(dòng) 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 10 表 35 袋式除塵器的使用比對(duì)表 濾料特性除與纖維本身的性質(zhì)有關(guān)外，還與濾料表面結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。表面起毛的濾 料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過(guò)濾速度，但必須及時(shí)清灰。對(duì)其布袋可以使之垂直方向振動(dòng)，也可以在水平方向振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，只裝上附著式振動(dòng)器便可，是最經(jīng)濟(jì)的一種清灰方式。 逆向氣流反吹或反洗清灰： 參照資料，綜合考慮了含塵氣體的溫度、濕度、酸堿性，粉塵粒徑，黏性、彈落灰塵的難易程度以 及經(jīng)濟(jì)性。這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清灰效果好，經(jīng)濟(jì)投入小。根據(jù)表 36，選取八臺(tái) DS/A11 10 型號(hào)的袋式除塵器，其中四臺(tái)串聯(lián)作為第一除塵器組（ A1A2A3A4），總除塵面積可達(dá)440m2 ；與第二除塵器組（ B1B2B3B4）并聯(lián)成另外一組， 可用于除塵和清灰交替使用，且兩組都有足夠的過(guò)濾面積起冗余作用。 燃燒后 的煙氣 脫硫工藝 常見(jiàn)的有以下幾種： 石膏脫硫法的工作原理是：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)行氧化反大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 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(guò)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%。鍋爐排出的煙氣經(jīng)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(guò)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。 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 石灰 石膏法脫硫工藝流程器及控制系統(tǒng)等部分組成。 由鍋爐排出的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進(jìn)入。在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成 CaSO３ 和 CaSO４。 此工藝所產(chǎn)生的副產(chǎn)物呈干粉狀，主要由飛灰、 CaSO CaSO4 和未反應(yīng)完的吸收劑Ca(OH)2 等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ)等。此工藝在國(guó)外目前應(yīng)用在 10~20 萬(wàn)千瓦等級(jí)機(jī)組。 比對(duì)脫硫技術(shù) SO2 的控制技術(shù)可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃炔的脫硫（亦稱為煙氣脫硫）三大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 13 種。 本課程設(shè)計(jì)中含硫煙氣為低濃度 SO2煙氣，由于其煙氣量大，直接選擇采用煙氣脫硫工藝進(jìn)行凈化。濕法脫硫里應(yīng)用溶液或漿液吸收 SO2，其直接產(chǎn)物也是溶液或漿液，具有工藝成熟，脫硫效率高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但脫硫液處理較麻煩，容易造成二次污染，且脫硫后煙氣的溫度較低，不利于擴(kuò)散。 半干法里用霧化的脫硫劑或漿液脫硫。 表 39 一些煙氣脫硫方法介紹 原理 方法分類 脫硫劑 脫硫方法 干濕 狀態(tài) 脫硫產(chǎn)物 處理 終產(chǎn)品 吸 收 石灰石 /石灰法 Ca(OH)2 CaCO3 石灰石 /石灰直接噴射法 干法 － － 爐內(nèi)噴鈣 爐厚活化法 半干法 拋棄或利用 脫硫灰 噴霧干燥法 半干法 拋棄或利用 脫硫灰 循環(huán)流化床脫硫法 半干法 拋棄或利用 脫硫灰 增濕灰循環(huán)脫硫法 半干法 拋棄或利用 脫硫灰 濕式石灰石 /石灰 石膏法 濕法 氧化 石膏 石灰 亞硫酸鈣法 濕法 加工產(chǎn)品 亞硫酸鈣 氨法 (NH4)2SO3 氨 酸法 濕法 酸化分 解 濃 SO化肥 氨 亞氨法 濕法 氨中和 亞硫酸銨 氨 硫氨法 濕法 氧化 硫酸銨 NH3?H2O 新氨法 濕法 酸分解、制酸 化肥、硫酸 鈉堿法 Na2SO3(NaOH、 Na2CO3) 亞硫酸鈉循環(huán)法 濕法 熱再生 濃 SO2 亞硫酸鈉法 濕法 堿綜合 亞硫酸鈉 鈉鹽 酸分解法 濕法 酸化分解 濃 SO冰晶石 海水脫硫 海水中 CO3 HCO3等 海水脫硫法 濕法 排入大海 － 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 14 堿性物質(zhì) 間接石灰石 /石灰法 Na2SO3或 NaOH 雙堿法 濕法 石 灰中和 石膏 Al2(SO4)3?Al2O3 堿性硫酸鋁 石膏法 濕法 石灰中和 石膏 金屬氧化物法 MgO 氧化鎂法 濕法 加熱分解 濃 SO2 ZnO 氧化鋅法 濕法 加熱分解 濃 SO氧化鋅 MnO 氧化錳法 濕法 電解 金屬錳 吸 附 活性炭吸附法 活性炭 活性炭制酸法 濕法 水洗 再生 稀硫酸 活性炭 (NH4)2HPO4 磷銨肥法 濕法 萃取、氨綜合、氧化 磷銨復(fù)肥 氧化 催化氧化法 O2及釩催化劑 干式氧化法 干法 濃 H2SO4吸收 硫酸 稀 H2SO4及 Fe3+催化劑 液相氧化法 濕法 石灰中和 石膏 高能電子氧化法 自由基 電子束照射法 干法 氨中和 硫銨 等離子體 脈沖電暈等離子 干法 氨中和 硫銨 脫硫技術(shù) 的選擇 我國(guó)由于地域遼闊，各地經(jīng)濟(jì)條件，燃煤煤質(zhì)、脫硫劑來(lái)源、環(huán)保要求等不盡相同，結(jié)合相關(guān)材料，該鍋爐脫硫技術(shù)的選用應(yīng)考慮以下主要原則： 、運(yùn)行可靠，至少在國(guó)外已有商業(yè)化先例，并有較多的應(yīng)用業(yè)績(jī)。 ，一般應(yīng)低于電廠主體工程總投資的 15%以下，煙氣脫硫后發(fā)電成本增加不超過(guò) 元 /（ KW?h） ，占地面積小，脫硫產(chǎn)物可回收利用或衛(wèi)生處理處置。 綜合以上的分析和要求，我們組最終決定選用石灰石 /石灰－石膏法作為該鍋爐的脫硫工藝。（美國(guó)脫硫工藝 80%是石灰石 /石膏法，德國(guó)有 90%，日本也 有 75%以上） B. 從表 39 中看出，燃煤發(fā)電機(jī)組大多數(shù)選用濕法石灰石 /石膏 FGD 技術(shù)。 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 15 C. 該工藝在我國(guó)有先例：上海閘北電廠曾進(jìn)行過(guò)工業(yè)試驗(yàn)，重慶珞璜電廠中 FGD 占電廠總投資 %。該法開(kāi)發(fā)較早，工藝成熟， Ca/S 比較低，操作簡(jiǎn)便，吸附劑價(jià)廉易得，所得石膏副產(chǎn)品可做為輕質(zhì)建筑材料。上海閘北電廠曾進(jìn)行過(guò)工業(yè)實(shí)驗(yàn)，重慶珞璜電廠從日本三菱重工公司引進(jìn)了配套 2 360MW 機(jī)組的石灰石 石膏法脫硫裝置。首先生成亞硫酸鈣，然后亞硫酸鈣再被氧化為硫酸鈣，整個(gè)過(guò)程發(fā)生的主要反應(yīng)如下： ①吸收 CaO+H2O→ Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2→ CaSO3?1/2H2O+1/2H2O CaCO3+SO2+1/2H2O→ CaSO3?1/2H2O+CO2↑ CaSO3?1/2H2O+SO2+1/2H2O→ Ca(HSO3)2 ② 氧化 2CaSO3?1/2H2O+O2+3H2O→ 2CaSO4?2H2O Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O→ CaSO4?2H2O+SO2↑ 吸收塔內(nèi)由于氧化副反應(yīng)生成溶解度很低的石膏，很容易在吸收塔內(nèi)沉積下來(lái)造成結(jié)垢和堵塞。 脫硫工藝流程 并流式石灰石 /石灰 石膏法工藝流程。石 灰漿液在吸收 SO2后，成為含有亞硫酸和亞硫酸氫鈣的混合液，在母液槽中用硫酸將其混合液的 pH 值調(diào)整為 4～ ，用泵送入氧化塔，在氧化塔內(nèi) 60～ 80。生成的石膏經(jīng)增稠器使其沉積，上清液返回吸收循環(huán)系統(tǒng)，石膏漿經(jīng)離大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 16 心機(jī)分立得到石膏。 脫硫影響因素 ①漿液的 PH值 吸收塔洗滌漿液中 pH值的高低直接影響 SO2 的吸收率及設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕程度等 , 而且脫硫過(guò)程的 pH 值是在一定范圍內(nèi)變化的。增大液氣比對(duì)吸收起促進(jìn)作用，但大氣液比對(duì)設(shè)備要求高且費(fèi)用高，實(shí)際中要視情況而定。為了保證脫硫石膏的綜合利用及減少?gòu)U水的排放量，用于脫硫的石灰石中 CaCO3的含量宜高于 90%； ④吸收溫度 低洗滌溫度有利于 SO2 的吸收。 100℃ 左右的原煙氣進(jìn)入吸收塔后 , 經(jīng)過(guò)多級(jí)噴淋層的洗滌降溫 , 到吸收塔出口時(shí)溫度一般為 (45～ 70)℃ ； ⑤煙氣流速選用 ； ⑥結(jié)垢，這是該 石灰石 /石灰 石膏法脫硫 工藝的組要缺點(diǎn)。 脫硫中 噴淋塔的計(jì)算 塔內(nèi)流量計(jì)算 假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為 ℃50 ，壓力為 120KPa，則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為： 2 7 3 1 0 1 .3 2 4 (1 )273Vs tQ Q kPa?? ? ? ? ? （ 32） 式中： VQ —— 噴淋塔內(nèi)煙氣流量， sm3 ； SQ —— 標(biāo)況下煙氣流量， sm3 ； 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 17 k —— 除塵前漏氣系數(shù)， 0～ 。 (1)吸收區(qū)高度 依據(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得，選擇噴淋塔噴氣液反應(yīng)時(shí)間 t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為： )(14 mvtH ?? （ 35） (2)除霧區(qū)高度 除霧器設(shè)計(jì)成兩段。最下層沖洗噴嘴距最上層(～ )m。 從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為 2m 。 (4)噴淋塔高度 噴淋塔高度為： mhHH 0 2 4 ??? （ 39） 氧化鈣的用量 ? ? ? ? ? ? ?