燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫工藝設(shè)計

1、題目：20t/h （蒸發(fā)量）燃煤鍋爐煙氣的 除塵脫硫工藝設(shè)計班 級：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：目錄 TOC o 1-5 h z 前言 4 1設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目設(shè)計原始材料 62.設(shè)計方案的選擇確定 7除塵系統(tǒng)的論證選擇 72.1.1.2旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用| 8預(yù)除塵設(shè)備的論證選擇 8旋風(fēng)除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點 8旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用 8旋風(fēng)除塵器分割粒徑、分級效率和總效率的計算 10二級除塵設(shè)備的論證選擇 10二級除塵設(shè)備的工作原理、應(yīng)用及特點 15二級除塵的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17除塵系統(tǒng)效果分析 17鍋爐煙氣脫硫工藝的論證選擇 17風(fēng)機(jī)和泵的選用及節(jié)能設(shè)備 24投資估算和經(jīng)濟(jì)

2、分析 24設(shè)計結(jié)果綜合評價 253附圖1旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)圖附圖2煙氣凈化系統(tǒng)圖我國大氣治理概況我國大氣污染嚴(yán)重，污染廢氣排放總量處于較高水平。為控制和整治大氣污染，“九五”以來，我國在污染排放控制技術(shù)等方面開展了大量研究開發(fā)工作，取得了許多新的成果，大氣污染的防治也取得重要進(jìn)展。在“八五”、“九五”期間，國家辟出?？铋_展全球氣候變化預(yù)測、影響和對策研 究，在溫室氣體排放和溫室效應(yīng)機(jī)理、 海洋對全球氣候變化的影響、氣候變化對社會經(jīng)濟(jì)與自然資 源的影響等方面取得很大進(jìn)展。 近年來，我國環(huán)境監(jiān)測能力有了很大提高，初步形成了具有中國特 色的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和管理體系，環(huán)境監(jiān)測工作的進(jìn)展明顯。我國國民經(jīng)濟(jì)的高

3、速發(fā)展推動了我國環(huán)?？萍佳芯款I(lǐng)域不斷拓展，我國早期的環(huán)境科學(xué)偏重單純研究污染引起的環(huán)境問題，現(xiàn)在擴(kuò)展到全面研究生態(tài)系統(tǒng)、自然資源保護(hù)和全球性環(huán)境問題； 特 別是污染防治，由工業(yè)“三廢”治理技術(shù)，擴(kuò)展到綜合防治技術(shù)，由點源的治理技術(shù)，擴(kuò)展到區(qū)域 性綜合防治技術(shù)，并研究開發(fā)了無廢少廢的清潔生產(chǎn)工藝、廢物資源化技術(shù)等。在大氣污染防治技術(shù)的研究開發(fā)方面，近年來我國取得眾多成果，與此同時，如表1所列，大氣污染的治理也取得了很大進(jìn)展。表1近年我國大氣污染治理取得的一些進(jìn)展大氣污染防治1995 年1996 年1997 年1998 年1999 年2000 年工業(yè)廢氣治理率（。%82.584.486.387.1

4、85.189.8建成城市煙塵控制區(qū)數(shù)300223192339244623642718（個）煙塵控制區(qū)面積125321296115791137961600018000（平方公里）“九五”期間全國主要污染物排放總量控制計劃基本完成。在國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長8.3%的情況下，在大氣污染防治方面，2000年全國二氧化硫、煙塵、工業(yè)粉塵等項主要污染物的排放總量 比“八五”末期分別下降了 1015%結(jié)合經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，國家取締、關(guān)停了 8.4萬多家技術(shù)落后、浪費資源、質(zhì)量低劣、污染環(huán)境 和不符合安全生產(chǎn)條件的污染嚴(yán)重又沒有治理前景的小煤礦、小鋼鐵、小水泥、小玻璃、小煉油、 小火電等“十五小”企業(yè)，對高硫煤實行

5、限產(chǎn)，有效地削減了污染物排放總量。全國23萬多家有污染的工業(yè)企業(yè)中，90%以上的企業(yè)實現(xiàn)了主要污染物達(dá)標(biāo)排放。 46個考核 的環(huán)境保護(hù)重點城市中，25個城市實現(xiàn)了大氣質(zhì)量按功能分區(qū)達(dá)標(biāo)，有 19個城市（區(qū)）被授予國 家環(huán)境保護(hù)模范城市（區(qū)）。重點區(qū)域的污染治理也取得了階段性成果。“兩控區(qū)”二氧化硫排放總量降低，酸雨范圍和頻 率得到控制，保持穩(wěn)定。北京市環(huán)境治理初見成效。重點區(qū)域的污染治理帶動了全國污染防治工作 的全面展開。大氣污染防治技術(shù)為控制和整治大氣污染， “九五”以來，我國在煤炭潔凈加工開發(fā)技術(shù)、煤炭潔凈高效燃燒技術(shù)、煤炭潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)、污染排放控制技術(shù)等方面開展了大量研究和開發(fā)，取得了許

6、多新的成果。與此同時， 我國大氣污染的防治也取得重要進(jìn)展。 酸雨和二氧化硫控制區(qū)的污染防治工作已深入展開。 “兩控區(qū)”內(nèi) 175 個地市和電力、煤炭等行業(yè)編制了二氧化硫污染防治規(guī)劃。關(guān)停小火電機(jī)組198 臺(裝機(jī)容量208 萬千瓦) 。 8 個省、自治區(qū)、直轄市開始限制燃煤含硫量。目前， “兩控區(qū)”年削減二氧化硫排放量近80 萬噸， 93 個城市二氧化硫的濃度達(dá)到國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果中國的燃煤電站的煙氣排放要達(dá)到目前發(fā)達(dá)國家規(guī)定的水平，SO2的排放量將從每年680萬噸下降至170萬噸，NOX勺排放量將從100%下P1至30% , CO池將減排2500萬噸。中國控制和 整治大氣污染任重而道遠(yuǎn)。

7、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要參考大氣污染物排放限值 ，工藝運行設(shè)計達(dá)到國家GB13271-91 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。除塵脫硫設(shè)計原則 (1) 脫硫率80%。除塵效率97%;(2) 技術(shù)較為成熟, 運行費用低;(3) 投資省 ;(4) 能利用現(xiàn)有設(shè)施;(5) 建造工期短, 方便 ;(6) 系統(tǒng)簡便 , 易于操作管理;(7) 主體設(shè)備的使用壽命8 a ;(8)煙氣脫硫以氧化鎂為主要吸收劑，并充分利用鍋爐排渣水的脫硫容量，達(dá)到以廢治廢，降 低運行成本的目的。能用于煙氣脫硫和除塵的設(shè)備很多， 但要滿足運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、 不影響生產(chǎn)同時去除且壓力降較 小等要求，以袋式除塵器和旋流板為宜。.設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目設(shè)計蒸發(fā)

8、量為20t/h的燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫裝置.設(shè)計原始材料1.煤的工業(yè)分析如下表(質(zhì)量比，含 N量不計)：低位發(fā)熱CHSO灰分水分2093965.73.2%1.7%2.3%18.19.0%.鍋爐型號：FG-35/3.82-M型.鍋爐熱效率：75%.空氣過剩系數(shù)：1.2.水的蒸發(fā)熱：2570.8KJ/Kg.煙塵的排放因子：30%.煙氣溫度：473K.煙氣密度：1.18kg/m3.煙氣粘度：2.4X10-5 pa s.塵粒密度：2250kg/m3.煙氣其他性質(zhì)按空氣計算.煙氣中煙塵顆粒粒徑分布：平均粒徑/m0.537.5152535455560粒徑分布/ %32015201610637.按鍋爐大氣污

9、染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)： 200mg/m3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下SO2HE放標(biāo)準(zhǔn)： 900mg/m3.設(shè)計方案的選擇確定除塵系統(tǒng)的論證選擇(1)鍋爐煙氣含塵、含硫量計算利用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量蒸發(fā)量為20t/h的鍋爐所需熱量為2570.8 20 103 = 51.4 106 KJ /h需煤量51.4 10620939 75%= 3.3 103 Kg/h =3.3t/h設(shè)1kg燃煤時燃料成分名稱可燃成分含量恪)可燃成分的量恪)理論需氧重/mol廢氣中組分/molC65.754.7554.7554.75 CO2H3.21681

10、6 H2OS1.70.530.530.53 SO2O2.3-0.75水9.05 H2O灰分18.1合計62.56理論煙氣量：62.56+62.56 X 0.79/0.21=297.9 (mol/kg)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為：297.9X 22.4X 10-3=6.67 ( m3/kg)理論廢氣量：62.56 X 0.79/0.21+54.75+16+0.53+5=311.62mol/kg在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論廢氣體積：311.62 X 22.4 X 10-3=6.98 ( m3)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣體積：6.98+6.67 X ( 1.2-1 ) =8.31 (m3)SO2 的濃度：C=4082 mg

11、/m3煙塵的濃度：C=6534 mg/m3在473T時實際煙氣量：Q=47951 m3/h(2)煙塵的除塵效率計算按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-200D，可以計算出煙塵的除塵效率要達(dá)到：蘭97%3) SO 2的脫硫效率計算按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-200D,計算出SO2的脫硫效率要達(dá)到：蘭78%(4)方案初步設(shè)計先用二級除塵系統(tǒng)除塵(一級預(yù)除塵用旋風(fēng)除塵器、二級用袋式除塵器)，再用旋流板塔氧化鎂法脫硫。注：考慮到壓損過大對除塵器的不利影響和對操作的要求高，作為一級預(yù)除塵除塵要求不高，因此，確定旋風(fēng)除塵器型號時要求阻力不大于900Pa。除塵系統(tǒng)的論證選擇預(yù)除塵設(shè)備的論

12、證選擇煙氣的預(yù)除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴淋洗滌塔等。它們基本性能如表 21示。表21除塵設(shè)備的基本性能除塵器名稱阻力（Pa）除塵效率（ ）初投資運行費用重力沉降室501504060少少慣性除塵器1005005070少少旋風(fēng)除塵器40013007092少中多管旋風(fēng)除塵器80015008095中中噴淋洗滌塔1003007595中中表22各種除塵器設(shè)備費、耗鋼量及能耗量指標(biāo)除塵器名 稱除塵作用 力最佳粒徑/gm投資比較阻力Pa溫度C備注重力塵降 室100低200100050低4001200400除塵效率較低旋風(fēng)除塵 器離心力520中4002000400通過

13、比 較，旋風(fēng)除 塵器管理、 制作方便， 體積小、價 格便宜，因 此，選用旋 風(fēng)除塵器作 為二級除塵除塵器名稱所占空間體積m3/（1000m3/h）存儲設(shè)備費（比 值）耗鋼量kg/(m3/h)能耗量(Kj/m3 )重力沉降室20401.0慣性除塵器0.71.23.06.00.150.3旋風(fēng)除塵器約 1.751.04.00.050.10.81.6多管旋風(fēng)除塵 器3.92.55.00.070.151.64.0系統(tǒng)中的預(yù)除塵旋風(fēng)除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。它具 有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造價較低.阻力中等，器內(nèi)

14、無運動部件，操作維 修方便等優(yōu)點。旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒.除塵效率可達(dá) 80%以上，近年來經(jīng)改進(jìn)后的特制旋風(fēng)除塵器.其除塵效率可達(dá)95%以上。旋風(fēng)除塵器的缺點是捕集微粒小于5微米的效率不高.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動概況：旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的離心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦 與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降 的氣流在到達(dá)圓錐體底部后.沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上.形成上升的內(nèi)旋氣流，并由除塵器 的排氣管排出。自

15、進(jìn)氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側(cè)向下流動， 當(dāng)達(dá)到排氣管下端時，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一同從誹氣管排出，分散在其中的塵粒也隨 同被帶走。旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用1、尺寸計算(1)煙氣處理量：Q=47951 (m3/h)(2)初步選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器，處理煙氣量大，將選用 10個并聯(lián),取 =5.8每個煙氣處理量47951/10=4795.1 (m3/h)u=(2zP/p 鏟5 =(2X 900/ ( 1.18 X 16.1 ) )0.5=16.2m/s在這里取u=16m/s P=876900進(jìn) 口面積 A=Q/u= 4795.1/16/3600=

16、0.0832m 2根據(jù)XLP/B型旋風(fēng)除塵器尺寸比例入 口寬度 b=(A/2) 0.5=0.203m筒體直徑 D=3.33b=0.676m參考XLP/B型旋風(fēng)除塵器產(chǎn)品系列，取D=700mnflU是XLP/B-7.0-Y型號參數(shù)見表24表24型外形尺寸/mm號DHHH2LWCC1abb1DD2D3D4質(zhì)量/kgXLP/B-7.07003080475785993889470391210246420456420456114146173.24風(fēng)除塵器外形尺寸XLP/B型旋(3)選型論證2axb=0.0882 m u=Q/A=15.1 m/s P= 3j2 溟=780.2因為采用的是 并聯(lián)，所以要乘一

17、個壓力系數(shù)變化780.2X 1.1=859 Pa 60粒徑分布/%32015201610637分級效率/ %13.335.954.970.981.987.991.694100總效率/ %67.2經(jīng)過預(yù)除塵后（一級處理）,煙塵濃度是6534X （ 1-67.2 %） =2144 mg/ m3二級除塵的效率將要達(dá)到：（2144-200） /2144=90.67 %3.1.2二級除塵設(shè)備的論證選擇在選擇除塵技術(shù)時，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性和社會性等方面的影響。除塵技術(shù) 的確定受到當(dāng)?shù)貤l件、現(xiàn)場條件、燃燒煤種特性、排放標(biāo)準(zhǔn)和需要達(dá)到的除塵效率等多種因素的 影響。針對目前環(huán)保要求、污染物排放費用

18、的征收情況以及靜電除塵器和布袋除塵器在性能上的差 異和在各行各業(yè)應(yīng)用的實際情況，對兩種除塵器在實際應(yīng)用中的基本性能做一個簡單客觀的對比。 1）除塵效率布袋除塵器：對人體有嚴(yán)重影響的重金屬粒子及亞微米級塵粒的捕集更為有效。通常除塵效 率可達(dá)99.99%以上，排放煙塵濃度能穩(wěn)定低于 50mg/Nm3,甚至可達(dá)10 mg/Nm3以下，幾乎實現(xiàn) 零排放。從目前電力行業(yè)燃煤鍋爐應(yīng)用的情況來看，布袋除塵器的排放能保證在30 mg/Nm3 以下。呼和浩特電廠兩臺 200MW 機(jī)組的鍋爐煙氣凈化采用了布袋除塵器，從CEMS 系統(tǒng)長期自動監(jiān)測的結(jié)果和權(quán)威檢測單位的測試人員人工采樣測試的結(jié)果來看，排放濃度均低于

19、27 mg/Nm3 。電除塵器： 隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高和越來越多的電廠燃用低硫煤 （或者經(jīng)過了高效脫硫） ，比電阻大，即使達(dá)標(biāo)也變得越來越困難。而布袋除塵器的過濾機(jī)理決定了它不受燃燒煤種物化性能變化的影響， 具有穩(wěn)定的除塵效率。針對目前國家環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)和排放費用的征收辦法，布袋除塵器所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。2）系統(tǒng)變化對除塵器的影響燃煤電廠的煤種相對穩(wěn)定，但也不能避免遇到煤種或煤質(zhì)發(fā)生變化的時候；鍋爐系統(tǒng)是一個經(jīng)常變動和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，因此從鍋爐中出來的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數(shù)也不能保證不發(fā)生變化。這一系列的變化，針對不同的除塵器會引起明顯不同的變化。下面從主要的幾個方面

20、進(jìn)行對比：（ 1）送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變，鍋爐出口煙塵濃度變化除塵器：煙塵濃度的變化只引起布袋除塵器濾袋負(fù)荷的變化， 從而導(dǎo)致清灰頻率改變 （自動調(diào)節(jié)） 。 煙塵濃度高濾袋上的積灰速度快，相應(yīng)的清灰頻率高，反之清灰頻率低，而對排放濃度不會引起變化。 對靜電除塵器：煙塵濃度的變化直接影響粉塵的荷電量，因此也直接影響了靜電除塵器的除塵效率，最終反映在排放濃度的變化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高，排放濃度會相應(yīng)增加；煙塵濃度減小除塵效率降低，排放濃度會相應(yīng)降低。（ 2）鍋爐煙塵量不變，送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化對布袋除塵器：由于風(fēng)量的變化直接引起過濾風(fēng)速的變化，從而引起設(shè)備阻力的變化，而對除塵效率基本沒有影響

21、。風(fēng)量加大設(shè)備阻力加大，引風(fēng)機(jī)出力增加；反之引風(fēng)機(jī)出力減小。 對靜電除塵器：風(fēng)量的變化對設(shè)備沒有什么太大影響，但是靜電除塵器的除塵效率隨風(fēng)量的變化非常明顯。若風(fēng)量增大，靜電除塵器電場風(fēng)速提高，粉塵在電場中的停留時間縮短，雖然電場中風(fēng)擾動增強(qiáng)了荷電粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度，但是這不足以抵償高風(fēng)速引起的粉塵在電場中駐留時間縮短和二次揚塵加劇所帶來的負(fù)面影響，因此除塵效率降低非常明顯；反之，除塵效率有所增加，但增加幅度不大。（ 3）溫度的變化對布袋除塵器：煙氣溫度太低， 結(jié)露可能會引起 “糊袋 ”和殼體腐蝕， 煙氣溫度太高超過濾料允許溫度易 “燒袋 ”而損壞濾袋。但是如果溫度的變化是在濾料的承受溫度范圍內(nèi)

22、，就不會影響除塵效率。引起不良后果的溫度是在極端溫度（事故/不正常狀態(tài)）下，因此對于布袋除塵器就必須設(shè)有對極限溫度控制的有效保護(hù)措施。 對靜電除塵器：煙氣溫度太低，結(jié)露就會引起殼體腐蝕或高壓爬電，但是對除塵效率是有好處的；煙氣溫度升高，粉塵比電阻升高不利于除塵。因此煙氣溫度直接影響除塵效率，且影響較為明顯。（ 4）煙氣物化成分（或燃燒煤種）變化對布袋除塵器：煙氣的物化成份對布袋除塵器的除塵效率沒有影響。但是如果煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的成分時就會直接影響濾料的使用壽命。 對靜電除塵器：煙氣物化成份直接引起粉塵比電阻的變化，從而影響除塵效率，而且影響很大。影響最為直接的是煙氣中硫氧化物的

23、含量， 通常硫氧氣化物的含量越高， 粉塵比電阻越低， 粉塵越容易捕集，除塵效率就高；反之，除塵效率就低。另外煙塵中的化學(xué)成分（如硅、鋁、鉀、鈉等含量）的變化也將引起除塵效率的明顯變化。（ 5）氣流分布對布袋除塵器：除塵效率與氣流分布沒有直接關(guān)系， 即氣流分布不影響除塵效率。 但除塵器內(nèi)部局部氣流分布應(yīng)盡量均勻，不能偏差太大，否則會由于局部負(fù)荷不均或射流磨損造成局部破袋，影響除塵器濾袋的正常使用壽命。 對靜電除塵器：靜電除塵器非常敏感電場中的氣流分布，氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低。在靜電除塵器性能評價中，氣流分布的均方根指數(shù)通常是評價一臺靜電除塵器的好壞的重要指標(biāo)之一。（ 6）空氣預(yù)熱器

24、及系統(tǒng)管道漏風(fēng)對布袋除塵器：對于耐氧性能差的濾料會影響布袋壽命，比如： RYTON 濾料，但是除塵效率不受影響。由于混入冷風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量增加導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加。 對靜電除塵器：設(shè)備阻力無明顯變化，但是系統(tǒng)風(fēng)量增加提高了電場風(fēng)速對除塵效率有影響。3）運行與管理（ 1）運行與管理對布袋除塵器：運行穩(wěn)定，控制簡單，沒有高電壓設(shè)備，安全性好，對除塵效率的干擾因素少，排放穩(wěn)定。由于濾袋是布袋除塵器的核心部件，是布袋除塵器的心臟，且相對比較脆弱、易損，因此設(shè)備管理要求嚴(yán)格。 對靜電除塵器：運行中對除塵效率的干擾因素多，排放不穩(wěn)定；控制相對較為復(fù)雜，高壓設(shè)備安全防護(hù)要求高。由于靜電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞，相對

25、于布袋除塵器，設(shè)備管理要求不很嚴(yán)格。（ 2）停機(jī)和啟動對布袋除塵器：方便，但長期停運時需要做好濾袋的保護(hù)工作。 對靜電除塵器：方便，可隨時停機(jī)。（ 3）檢修與維護(hù)對布袋除塵器：可實現(xiàn)不停機(jī)檢修，即在線維修。 對靜電除塵器：檢修時一定要停機(jī)4）設(shè)備投資（ 1）對于常規(guī)的煙氣條件和粉塵（主要是指比較適合靜電除塵器的煙氣） ，兩種除塵器排放濃度要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資布袋除塵器比靜電除塵器約高20-35%左右（ 2）對于低硫高比電阻粉塵、高SIO2、 AL2O3 類不適合靜電除塵器捕集的粉塵，兩種除塵器要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資靜電除塵器和布

26、袋除塵器相當(dāng)或靜電除塵器投資高些。（ 3） 通常條件下達(dá)到相同的除塵效率或者說達(dá)到相同的排放濃度， 靜電除塵器的投資通常要比布袋除塵器的投資高。以呼和浩特電廠200MW 機(jī)級為例：布袋除塵器：每臺機(jī)組的除塵器投資 2000萬元，保證排放濃度 50mg/Nm3以下。對靜電除塵器：按四電場，比集塵面積130m2/m3/S計算。達(dá)標(biāo)250mg/Nm3,每臺除法器投資約2500萬元。5）運行維護(hù)費用（ 1）運行能耗對布袋除塵器：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小。對靜電除塵器：風(fēng)機(jī)能耗小，電場能耗大。但是，總體來講兩種除塵器的電耗相當(dāng)。對于靜電除塵器難以捕集的粉塵，或者說當(dāng)靜電除塵器的電場數(shù)量超過4 電場時，靜電

27、除塵器的能耗比布袋除塵器的要高，也就是說此時的靜電除塵器運行費用要比布袋除塵器高。 如果按照即將出臺的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)， 靜電除塵器要是做到達(dá)標(biāo)話，必定是采用 4 電場以上的靜電除塵器，其電耗也就一定比布袋除塵器高。（ 2）維護(hù)費用布袋除塵器的維護(hù)檢修費用主要是濾袋更換費，從目前實際運行情況來看，一次濾袋的更換費用只需要1.5-2 年排污費比靜電除塵器的少繳部分就可以抵償。靜電除塵器的維護(hù)維修費用主要是對陽極板、陰極線和振打錘等的更換等。此項費用較高, 但年限比較長，約6年左右。(3)經(jīng)濟(jì)效益分析實際運行中布袋除塵器的排放濃度約是靜電除塵器的10%,因此，電廠采用布袋除塵器實際交繳的排污費也為靜電除

28、塵器排污費的 1/10左右。如果按照目前國家征收排污費的情況來看， 采 用布袋除塵器后每爐/每年的排污費少繳部分是相當(dāng)可觀的，至少上百萬到幾百萬元。按照以前達(dá) 標(biāo)即不需要交納排污費的話，采用布袋除塵器就可以免交排污費。另外，布袋除塵器有約5%左右的脫硫效率；這同樣可以減少二氧化硫的排污費?？傊?，新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺以后，靜電除塵器要想做到達(dá)標(biāo)排放，就必須采用4電場以上的除塵器。此時靜電除塵器的初期投資已經(jīng)比布袋除塵器高，同時 4電場以上的靜電除塵器(或者 4 電場的高比積塵面積)運行電耗要比布袋除塵器的高很多。因此在新的環(huán)保要求下，靜電除塵器 即使達(dá)標(biāo)，其初期投資和運行費用都比布袋除塵器高。另外，

29、靜電除塵器的排放濃度總是在布袋 除塵器的10倍左右，目前新的排污費制度下，即使達(dá)標(biāo)了也要對排放粉塵量進(jìn)行收費，因此兩種除塵器即使達(dá)標(biāo)以后，靜電除塵器又比布袋除塵器多支出了一筆費用。因此，布袋除塵器必將成 為工業(yè)粉塵控制的首選設(shè)備。表26布袋除塵器與電除塵器的比較表比較的內(nèi) 容名稱布袋除塵器靜電除塵器煙氣特性 的影響煙氣的溫度敏感，決不能超溫對效率后影響壓力影響極小影響小濕度不利，不能超過極限有利，但要防腐蝕氧，硫氧化物影響濾料的選擇有利煙氣的其它成分幾乎沒影響幾乎沒影響流量對效率影響不大對效率影胴較大含塵濃度效率穩(wěn)定，影響壽命效率有一定變化氣流均布不敏感，效率穩(wěn)定對效率影胴較大粉塵的粒徑分布影

30、響小，效率穩(wěn)定對效率影胴較大真密度、堆積密 度影響極小比電阻值大時影響較大粘附性不利有,定影響比電阻無影響，效率穩(wěn)定對效率影響大粉塵的化學(xué)成分影響濾料的選擇對效率影響大粉塵硬度影響濾袋壽命幾乎沒影響設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響各種形式都效率高對效率有f影響運行及機(jī)組起停 的影響影晌較大，要求嚴(yán)格影響小維修技術(shù)含量低工作量小設(shè)備故障運行的 影響對負(fù)荷率影晌較大可維持運行，對負(fù)荷率影響 較小通過比較，選擇袋式除塵器。2.1.2.1袋式除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點常用袋式除塵器有簡易袋除塵器、 機(jī)械振打袋式除塵器、脈沖噴吹袋式除塵器和氣環(huán)式袋式除 塵器。(1)機(jī)械振打袋式除塵器：是利用機(jī)械裝置使濾袋產(chǎn)生振動而消灰

31、的袋式除塵器。此類除塵器的特 點是施加于粉塵層的動能較少而次數(shù)較多，因此要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，有 利于傳遞振 動，在過濾面上生成足夠的振動力。結(jié)構(gòu)及工作原理 中部振打袋式除塵器，又稱 ZX型袋式除塵器?；静考蔀V袋、 箱體、灰斗、振打消灰裝置、進(jìn)出風(fēng)管及螺旋輸送機(jī)等部分組成。含塵氣體由灰斗上部進(jìn)入，然 后向上進(jìn)入濾袋，粉塵積于濾袋內(nèi)表面，凈氣經(jīng)濾料由閥箱向外排出。箱體由隔板分成相等濾袋 數(shù)目的多個倉，袋底開口，并固定于底板的短管上，袋頂由帽蓋封閉，并懸吊在振打機(jī)構(gòu)的吊架 上。箱體的頂蓋上裝有閥箱及振打機(jī)構(gòu)。特點 具有較高、穩(wěn)定的除塵效率和較低的阻力，構(gòu)造簡單，濾袋裝卸方便，維護(hù) 容易，

32、應(yīng)用范圍較廣，適用于常溫氣體的過濾。(2)脈沖袋式除塵器脈沖袋式除塵器有側(cè)噴脈沖、順噴脈沖、對噴脈沖、氣箱脈沖、大型分室脈沖、旁插扁 袋脈沖、離線脈沖、環(huán)隙噴吹、回轉(zhuǎn)清灰脈沖袋式除塵器等多種形式。工作原理含塵空氣進(jìn)氣口進(jìn)入除塵箱，因氣體突然擴(kuò)張，流速驟然降低，顆料較粗的粉塵，靠其自重力向下沉降，落入灰斗。細(xì)小粉塵通過各種效應(yīng)被吸附在濾袋外壁，經(jīng)濾袋過濾后 的凈化空氣，通過文氏管進(jìn)入上箱體，從出氣口排出，被吸附在濾袋外壁的粉塵，隨著時間的增 長，越積越厚，除塵器阻力逐漸上升，處理的氣體量不斷減少， 為了使除塵器經(jīng)常保持有效狀態(tài)， 設(shè)備阻力穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，就需要消除吸附在濾袋外面的積灰。消灰過

33、程是由控制儀按規(guī)定要求對各個電磁脈沖閥發(fā)出指令，依次打開閥門，順序向各組濾 袋內(nèi)噴吹高壓空氣。于是，氣包內(nèi)壓縮空氣經(jīng)由噴吹管的孔眼穿過文氏管進(jìn)入濾袋(稱為一次風(fēng))C而當(dāng)噴吹的高速氣流通過文氏管一一引射器的一剎那，數(shù)位于一次的周圍空氣被誘導(dǎo)同時進(jìn)入袋 內(nèi)(稱二次風(fēng))。由于這一、二次風(fēng)形成一股與過濾氣流相反的強(qiáng)有力逆向氣流射入袋內(nèi)，使濾袋在一瞬間急劇從收縮一一膨脹一一收縮，以及氣流反向作用，逐將吸附在袋壁外面的粉塵清除下 來。由于清灰時向袋內(nèi)噴吹高壓空氣是在幾組濾袋間依次進(jìn)行的，并不切斷需要處理的含塵空氣。所以在清灰過程中，除塵器的壓力損失和被處理的含塵氣體量都幾何不變。這一點就是脈沖袋式 除塵器

34、的先進(jìn)性之一。特點 消灰方式作用強(qiáng)度很大，而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，所以消灰效果好。(3) 氣環(huán)式風(fēng)袋式除塵器含塵氣體從上部進(jìn)入頂部的分布室，均勻進(jìn)入各個濾袋內(nèi)，凈化后的氣體經(jīng)排氣管排出。吸 附在濾袋內(nèi)壁的粉塵和纖維縫中的粉塵，被氣環(huán)箱噴出的高速空氣吹落，吹落的粉塵沉降到集灰 斗中，經(jīng)輸送機(jī)械送走。氣環(huán)箱緊貼濾袋靠機(jī)械傳動裝置作周期性上下移動，每移動一次，即完 成一次消灰過程。氣環(huán)反吹袋式除塵器的主要特點：適用于高濕度、高濃度的含塵氣體；可采用小型高壓鼓風(fēng)機(jī)作為氣源，過濾風(fēng)速大，投資省，由于裝在機(jī)體 外部，所以維修管理方便；不需要高精度的控制儀表，造價較低。主要缺點：氣環(huán)箱上下移動時 緊貼濾

35、袋，使濾袋磨損加快，故障率較高。它們的性能比較見表27除塵種類概略除塵效率%粒徑/ j. m適用凈化程度經(jīng)濟(jì)指標(biāo)使用年限投資耗鋼量一3/ k g . m其他(水、電、壓縮空氣) 1155-10簡易袋除塵器3080 9 5中細(xì)凈化較大較少少量電能取決于濾布的性能機(jī)械振打袋式909999較大0.1-0 . 25少量電能脈沖噴吹袋式909999中0.1-0 . 2少量電能及壓縮空氣氣環(huán)式袋909996%在美國，因天然石膏資源豐富，空地較多，過去一般采用拋棄處理。在中國，天然石膏資源豐富，而石灰石的成分卻 很難保證，因此脫硫石膏的成分不穩(wěn)定，建筑行業(yè)很難采用；對于建在城市近郊或工業(yè)區(qū)的需要脫硫的電廠，

36、又很難容納大量石膏渣液的拋棄，即使有空閑場地拋棄，從長遠(yuǎn)來講，仍然可能造成固體廢棄物的二次污染。因而副產(chǎn)物處理存在問題。F、由于該工藝技術(shù)成熟，運用廣泛，目前國家有相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，但國家環(huán)?？偩衷诿摿蚣夹g(shù)指導(dǎo)文件中明確指出該種方法適用于大型電站鍋爐的脫硫， 中小鍋爐運用存在規(guī)模不經(jīng)濟(jì)等問題。G、 為適應(yīng)國內(nèi)中小型鍋爐的煙氣脫硫， 對該工藝進(jìn)行了改造運用， 減少脫硫劑制備和石膏生成系統(tǒng)尚可，但其他部分的或缺帶來諸多問題，因此要謹(jǐn)慎用之。 氧化鎂脫硫法氧化鎂脫硫技術(shù)是利用氫氧化鎂作為脫硫劑吸收煙氣中的二氧化硫，生成亞硫酸鎂，并通入空氣將亞硫酸鎂生成溶解度更大的硫酸鎂。氫氧化鎂作脫硫劑具有反應(yīng)活性大、

37、脫硫效率高、液氣比小等優(yōu)點，因此具有綜合投資低，運行費用低等特點。氧化鎂吸收SO2的濕法脫硫方式是目前適合于中、小型鍋爐煙氣脫硫技術(shù)最為成熟的脫硫方式之一。綜合氫氧化鎂脫硫法具有以下四個特點 :A氧化鎂原料取得容易目前包括在日本、首爾、東南亞地區(qū)、臺灣地區(qū)等均有普遍使用的實績和經(jīng)驗，而所使用的的氧化鎂大部分均來自大陸地區(qū)。我國擁有豐富的氧化鎂資源，儲量約為 160 億噸，占全世界的 80%左右，環(huán)渤海灣的山東、遼寧地區(qū)以及山西都有豐富的產(chǎn)量。由于廣泛地運用，使該技術(shù)相對于其他脫硫技術(shù)更加成熟。B 、 MgO 工藝也是技術(shù)成熟的脫硫工藝，該工藝在日本已應(yīng)用了 100多個項目，臺灣的電廠約95%是

38、.MgO法，美國波士頓的Mgstic電廠150Mw機(jī)組.MgO濕 法脫硫1982年投產(chǎn)。在中國深圳 X 玻璃廠， 500T/D 熔化爐排煙；珠海X 集團(tuán) 90t/h 燃油鍋爐；湛江x 公司 320t/h鍋爐；無錫X 熱電廠 100t/h 鍋爐。均采用濕式 MgO 法。尚有更多 MgO 法脫硫工程在建設(shè)中。C、 MgO法脫硫效率達(dá)到90%98%,因為MgO活性強(qiáng)，實例表明在相同操作條件下，MgO作為吸收劑比用CaCO3作為吸收劑時吸附效率高。D、脫除等量的SO2消耗的MgO量僅為CaCO3的40% .E 、 MgO 法脫硫循環(huán)液呈溶液狀，不易結(jié)垢，不會堵塞。氧化鎂濕法的脫硫產(chǎn)物硫酸鎂是一種溶解度

39、很大的物質(zhì)，因此在吸收塔脫硫的反應(yīng)過程中，不似石灰石 （ 石灰 ）/ 石膏法會產(chǎn)生結(jié)垢或堵塞的問題。F、 脫硫后溶液，處理后可直接排放，無二次污染。G脫硫設(shè)備簡單，操作簡單，成本低。脫硫系統(tǒng)包括熟化系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、廢液處理系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單明了，現(xiàn)場布置簡潔緊湊，系統(tǒng)運行安全可靠。L、 脫硫產(chǎn)物的用途如果把 MgO 法脫硫工藝產(chǎn)物， 不 經(jīng)氧化曝氣則可以把漿液脫水濕渣， 其組成 MgSO3 6070MgSO4 2030 溶解狀，雜質(zhì)10 ，濕渣可以作為農(nóng)用肥料?？芍苯幼骰剩贩屎腿~面肥。植物正常發(fā)育的所需鎂量，一般為干重 5g/kg左右。施用鎂肥不僅可增加作物產(chǎn)量，還可改善產(chǎn)品 品質(zhì)，如鎂肥對甘

40、蔗、香蕉、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)都有良好作用。據(jù)調(diào)查本地區(qū)盛產(chǎn)甘蔗、香蕉。根據(jù)全國土壤普查表明不少地區(qū)土壤缺鎂比較嚴(yán)重，缺鎂土壤面積巨大，大約占全國耕地面積的5.8 ,若對每畝地施鎂肥，則每年需求鎂肥量十分巨大。石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝和氧化鎂脫硫法技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以220t/h鍋爐為例（見表210、表211）表 210舊性能石灰心/心高法氧化鎂法技術(shù)成熟性最成熟成熟脫硫效率90959098液氣比L/NM10205脫硫劑彳（元/t） 85 %純度200目100250脫硫劑費比1.11.2運行可靠性可靠更可靠循環(huán)池狀態(tài)漿狀水溶液狀脫硫產(chǎn)物利用已普遍利用可利用，待開發(fā)表 211類型石灰心/心高法氧化鎂法

41、項目年耗量年耗量（萬元）年耗量年耗量（萬元）脫硫劑（t）224778.64536953.69耗電量（KW）171500068.603836000191.8耗水量（t）20160020.1614910014.91人工費（人）4444直接費總計（萬元）171.4264.4脫硫副產(chǎn)物收（萬元）（石膏 6580T）26.32消減so30943094消減1kg SO2費（元）0.550.77少交排污費（萬元）371.28371.28經(jīng)濟(jì)收益（萬元）222.34133.2通過對脫硫除塵工藝濕法、半干法、干法的對比分析：石灰石-石膏法雖然工藝非常成熟，但投資大，占地面積大，不適合中、小鍋爐。具有投資少、占地

42、面積小、運行費用低等優(yōu)點，因 此，本方案選用氧化鎂法脫硫工藝。2）脫硫吸收器比較選擇脫硫吸收器的選擇原則，主要是看其液氣接觸條件、設(shè)備阻力以及吸收液循環(huán)量。脫硫吸收 器比較選擇如表212所示。表 212吸收器類型持液量逆流接觸防堵性能操作彈性壓降除塵性能噴淋塔低是差好低差篩板塔高是中中高好填料塔中是差好中差湍球塔高是差差高好旋流板塔高是好好低好吸收設(shè)備中：噴淋塔液氣比高，水消耗量大；篩板塔阻力較大，防堵性能差；填料塔防 堵性能差，易結(jié)垢、黏結(jié)、堵塞，阻力也較大；湍球塔氣液接觸面積雖然較大，但易結(jié)垢堵塞， 阻力較大。相比之下，旋流板塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點，適用于快速吸 收過程

43、，且具有很高的脫硫效率。因此，選用旋流板塔脫硫吸收器。3）脫硫除塵原理（1）氧化鎂法脫硫原理化鎂法脫硫的主要原理：在洗滌中采用含有 MgO的漿液作脫硫劑，MgO被轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徭V（MgSO3）和硫酸鎂（MgSO4）,然后將硫從溶液中脫除。氧化鎂法脫硫工藝有如下特點：A、氧化鎂法脫硫工藝成熟，目前日本、中國臺灣應(yīng)用較多，國內(nèi)近年有一些項目也開始應(yīng)B、脫硫效率在 90.0%95.0%之間。C 、脫除等量的 SO2, MgO 的消耗量僅為 CaCO3 的 40.0%。D、要達(dá)到90.0%的脫硫效率,液氣比在35L/m 3之間，而石灰石-石膏工藝一般要在 1015L/m 3之間。E、我國 MgO 儲量約

44、 80 億 t, 居世界首位, 生產(chǎn)量居世界第一。（ 2） 旋流板塔吸收器脫硫原理旋流板塔工作時，煙氣由塔底從切向高速進(jìn)入，在塔板葉片的導(dǎo)向作用下旋轉(zhuǎn)上升。逐板下流的液體在塔板上被煙氣噴成霧滴狀，使氣液間有很大的接觸面積。液滴在氣流的帶動下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力強(qiáng)化氣液間的接觸，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，經(jīng)過溢流裝置流到下一層塔板上，再次被氣流霧化而進(jìn)行氣液接觸。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的 SO2 等酸 性氣體被堿性液體吸收的效果好；旋流板塔同時具有很好的除塵性能，氣體中的塵粒在旋流塔板上被水霧粘附，并受離心力作用甩到塔壁而除去，從而具有較高的除塵除霧效率。來自鍋爐的含塵煙氣首先

45、切向進(jìn)入塔底段， 呈螺旋形上升到旋流板,從旋流板葉片間的開孔高穿過， 將經(jīng)特殊給液裝置分配到各葉片上的洗滌溶液霧化， 霧化后的洗滌溶液獲得較高比表面積， 并與廢氣接觸完成脫硫除塵。4 ） 脫硫除塵工藝設(shè)計（ 1）主要設(shè)計參數(shù)主要設(shè)計參數(shù)：處理煙氣量 47951 m3/h;煙氣溫度150160C;脫硫除塵塔入口煙溫 150160c ;脫硫除塵塔出口煙溫55 C;脫硫塔入口煙氣 SO2濃度4082mg/m3 （計算值）;脫硫效率83.0% （設(shè)計值）；脫硫劑氧化鎂粉200目，純度90.0%;液氣比23 L/m3;脫硫 劑耗量 23 kg/h （max）; 脫硫劑漿液濃度10.0% 。除塵效率86%

46、 （設(shè)計值）。2）脫硫除塵工藝設(shè)計說明煙氣脫硫除塵工藝可分為脫硫劑配制系統(tǒng)、煙氣脫硫除塵系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)三大部分。鍋爐煙氣從煙道切向進(jìn)入主塔底部 , 在塔內(nèi)螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸 , 進(jìn)行脫硫除塵 , 經(jīng)脫水板除霧后, 由引風(fēng)機(jī)抽出排空。 脫硫液從旋流板塔上部進(jìn)入 , 在旋流板上被氣流吹散 , 進(jìn)行氣液兩相的接觸 , 完成脫硫除塵后從塔底流出 , 通過明渠流到綜合循環(huán)池。（ 3）脫硫劑制備系統(tǒng)工藝流程設(shè)計說明脫硫劑 MgO 乳液的制備系統(tǒng)主要由螺旋給料機(jī)、乳液貯槽、攪拌機(jī)、乳液泵等組成。脫硫除塵工藝設(shè)備設(shè)計說明旋流板塔：脫硫除塵塔（旋流板塔） 塔體采用麻石砌筑 , 主塔平臺、支架、梯子等為碳鋼，塔內(nèi)件包括噴頭、旋流板、脫水器、檢修孔、支架、接管 ，這些物件均采用316 L不銹鋼材質(zhì) , 以確保整套裝置的使用壽命。設(shè)備外徑為 2 540 mm （塔壁厚220 mm）, 高度為 17000 mm。除霧器廢水處理系統(tǒng)脫硫廢水產(chǎn)生量較小，pH在67之間，主要含SO3, MgSO4和固體懸浮物等，