燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)

1、 燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)目錄前言41設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1課程設(shè)計(jì)主題1.2設(shè)計(jì)原始材料62、確定設(shè)計(jì)方案的選擇72.1 除塵系統(tǒng)示范選型72.1.1.2 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型2.1.1 前置除塵設(shè)備示范選型 82.1.1.1 旋風(fēng)除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點(diǎn) 82.1.1.2 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型82.1.1.3 旋風(fēng)除塵器粒徑、分級(jí)效率和總效率的計(jì)算102.1.2 二次除塵設(shè)備的論證與選型102.1.2.1 二次除塵設(shè)備的工作原理、應(yīng)用及特點(diǎn) 152.1.2.2 二次除塵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)172.1.3 除塵系統(tǒng)效果分析172.2 鍋爐煙氣脫硫工藝示范選擇172.3 風(fēng)機(jī)、水泵及節(jié)能設(shè)備

2、的選型242.4投資估算與經(jīng)濟(jì)分析. . 242.5 設(shè)計(jì)結(jié)果綜合評(píng)價(jià)253 圖1 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意圖圖2 煙氣凈化系統(tǒng)圖我國(guó)大氣治理概況我國(guó)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(lái)，我國(guó)在污染排放控制技術(shù)等方面開(kāi)展了大量研究開(kāi)發(fā)工作，取得了許多新成果，防治大氣污染治理也取得重要進(jìn)展。 “八五”和“九五”期間，國(guó)家安排專項(xiàng)資金開(kāi)展全球氣候變化預(yù)測(cè)、影響及對(duì)策研究。自然資源影響取得重大進(jìn)展。近年來(lái)，我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力有了很大提高，初步形成了具有中國(guó)特色的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和管理體系，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作取得了顯著進(jìn)展。中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動(dòng)了中國(guó)環(huán)?？萍佳芯款I(lǐng)域的不

3、斷拓展。中國(guó)早期的環(huán)境科學(xué)側(cè)重于對(duì)污染引起的環(huán)境問(wèn)題的簡(jiǎn)單研究，現(xiàn)在已擴(kuò)展到對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、自然資源保護(hù)和全球環(huán)境問(wèn)題的綜合研究；尤其是污染。防控從工業(yè)“三廢”治理技術(shù)拓展到綜合防控技術(shù)，從點(diǎn)源治理技術(shù)拓展到區(qū)域綜合防控技術(shù)，研發(fā)了無(wú)廢、少?gòu)U、無(wú)廢的清潔生產(chǎn)工藝?；厥占夹g(shù)。近年來(lái)，我國(guó)在大氣污染防治技術(shù)研發(fā)方面取得了諸多成績(jī)。同時(shí)，如表1所示，大氣污染控制也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。表1 我國(guó)近年來(lái)大氣污染防治工作取得的一些進(jìn)展大氣污染防治1995年1996 年199719981999 年2000工業(yè)廢氣處理率（%）82.584.486.387.185.189.8建成城市煙塵控制區(qū)數(shù)量（個(gè)）3002231

4、92339244623642718防煙區(qū)面積（平方公里）125321296115791137961600018000“九五”期間，全國(guó)主要污染物排放總量控制計(jì)劃基本完成。在大氣污染防治方面，2000年全國(guó)二氧化硫、煙塵、工業(yè)粉塵等主要污染物排放總量年均增長(zhǎng)8.3%，比上年末分別下降10-15%。 “八五”時(shí)期。 %。結(jié)合經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，國(guó)家取締和關(guān)停小煤礦、小鋼鐵、小水泥和技術(shù)落后的小煤礦、小鋼鐵、小水泥、小煤礦8.4萬(wàn)余座，浪費(fèi)資源，質(zhì)量差，污染環(huán)境，不具備安全生產(chǎn)條件。玻璃、小煉油、小火電等“十五小”企業(yè)限制高硫煤生產(chǎn)，有效降低污染物排放總量。在全國(guó)23萬(wàn)余家污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)中，90%以上

5、主要污染物達(dá)標(biāo)排放。在評(píng)估的46個(gè)重點(diǎn)環(huán)保城市中，有25個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了功能區(qū)劃空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，19個(gè)城市（區(qū)）被評(píng)為全國(guó)環(huán)境保護(hù)模范城市（區(qū)）。重點(diǎn)地區(qū)污染治理也取得階段性成果。 “兩控區(qū)”二氧化硫排放總量減少，酸雨圍場(chǎng)和頻率得到控制并保持穩(wěn)定。全市環(huán)境治理取得階段性成果。重點(diǎn)區(qū)域污染治理帶動(dòng)全國(guó)污染防治工作全面展開(kāi)。大氣污染防治技術(shù)為控制和整治大氣污染，“九五”以來(lái)，我國(guó)在煤炭清潔加工開(kāi)發(fā)技術(shù)、煤炭清潔高效燃燒技術(shù)、煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)、污染排放控制技術(shù)等，取得了許多新成果。結(jié)果。與此同時(shí)，我國(guó)大氣污染防治工作取得重要進(jìn)展。加強(qiáng)酸雨和二氧化硫控制區(qū)污染防治工作。 “兩控區(qū)”175個(gè)地市和電力、煤炭等

6、行業(yè)制定了二氧化硫污染防治規(guī)劃。關(guān)停小火電機(jī)組198臺(tái)（裝機(jī)容量208萬(wàn)千瓦）。 8個(gè)省、自治區(qū)、直轄市已開(kāi)始限制燃煤硫含量。目前，“兩控區(qū)”年減少二氧化硫排放量近80萬(wàn)噸，93個(gè)城市二氧化硫濃度達(dá)到國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果我國(guó)燃煤電廠煙氣排放量達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家目前規(guī)定的水平，二氧化硫排放量將從每年680萬(wàn)噸下降到170萬(wàn)噸，氮氧化物排放量將從100%下降到 30%。減排2500萬(wàn)噸。中國(guó)在控制和治理空氣污染方面任重道遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要參考大氣污染物排放限值，工藝運(yùn)行設(shè)計(jì)符合國(guó)家GB13271-91鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。除塵脫硫設(shè)計(jì)原則 （1）脫硫率80%。除塵效率97%； （2）技術(shù)比較成熟，運(yùn)行

7、成本低； （3）投資低； （四）現(xiàn)有設(shè)施可以使用； （5）工期短，方便； (6) 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于操作和管理； (7)主要設(shè)備使用壽命8a； (8)煙氣脫硫以氧化鎂為主要吸收劑，充分利用鍋爐排渣水的脫硫能力，達(dá)到以廢治廢，降低運(yùn)行成本的目的。可用于煙氣脫硫除塵的設(shè)備較多，但要滿足運(yùn)行穩(wěn)定可靠、同時(shí)脫除不影響生產(chǎn)、壓降小等要求，以布袋除塵器和旋流板為宜。1.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1課程設(shè)計(jì)主題20t/h的燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫裝置1.2.設(shè)計(jì)源材料1、煤的工業(yè)分析如下（質(zhì)量比，N含量不計(jì)）：9.0%9.0%18.1%2.3%1.7%3.2%65.7%20939水分灰分OS HC低位發(fā)熱量（kJ/kg）2、鍋

8、爐型號(hào)：FG-35/3.82-M3、鍋爐熱效率：75%4、空氣過(guò)剩系數(shù)：1.25、水的蒸發(fā)熱：2570.8KJ/Kg6、煙塵排放系數(shù)：30%7、煙氣溫度：473K8、煙密度：1.18kg/m3: 2.4X10-5 帕秒10、粉塵顆粒密度：2250kg/m 311、煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算12、煙氣中煙塵顆粒的粒度分布：平均粒徑/m0.537.5152535455560粒度分布/ %3201520161063713、按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）二類地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)：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SO2排放標(biāo)準(zhǔn)：900mg/m3；2、確定設(shè)計(jì)方案的選擇2.1

9、 除塵系統(tǒng)示范選型(1) 鍋爐煙氣中粉塵和硫含量的計(jì)算利用低熱值、鍋爐熱效率和水蒸發(fā)熱的煤炭需求蒸發(fā)量為 20t/h 的鍋爐所需熱量為煤炭需求設(shè)定 1kg 煤時(shí)燃料成分名稱可燃成分含量（ ）可燃成分量（ ）理論需氧量/mol廢氣成分/molCH小號(hào)水灰65.73.21.72.39.018.154.75160.5354.7580.53-0.7554.75 二氧化碳16 水0.53 SO25 水全部的62.56理論煙氣量：62.56+62.5 60.79/0.21=297.9（mol/kg）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積為：297.922.410 - 3 =6.67 （ m 3 /kg）理論排氣量：62.5 60.

10、79/0.21+54.75+16+0.53+5=311.62mol/kg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)理論排氣量： 311.62 22.410 - 3 =6.98 （ m 3 ）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：6.98+6.67(1.2-1)=8.31 (m 3 )SO2濃度：C=4082 mg/m 3煙塵濃度：C=6534 mg/m 3473T時(shí)實(shí)際煙氣量：Q=47951 m 3 /h（2）煙氣除塵效率計(jì)算根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）可計(jì)算煙塵除塵效率應(yīng)達(dá)到：97(3) SO2脫硫效率的計(jì)算按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）計(jì)算SO 2 的脫硫效率應(yīng)達(dá)到：78 (4) 方案初步設(shè)計(jì)先采用二級(jí)

11、除塵系統(tǒng)（旋風(fēng)除塵器進(jìn)行一級(jí)預(yù)除塵，布袋除塵器進(jìn)行二級(jí)除塵），然后采用旋風(fēng)塔氧化鎂法脫硫。注：考慮到壓力損失過(guò)大對(duì)除塵器的不利影響和操作要求高，一級(jí)預(yù)除塵要求不高。因此，在確定旋風(fēng)除塵器型號(hào)時(shí)，要求阻力不大于900Pa 。3.1 除塵系統(tǒng)示范選型3.1.1 前置除塵設(shè)備示范選型煙氣預(yù)除塵設(shè)備總則采用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴洗塔。它們的基本特性如表 2-1 所示。表2-1 除塵設(shè)備基本性能除塵器名稱阻力（Pa）除塵效率（ ）初始投資運(yùn)行成本重力沉降室501504060很少很少慣性除塵器1005005070很少很少氣旋40013007092很少中間多旋風(fēng)除塵器8001

12、5008095中間中間噴霧洗滌器1003007595中間中間表2-2 各類除塵器設(shè)備成本、鋼耗及能耗指標(biāo)除塵器名稱占用空間體積m3/(1000m3/h)倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備費(fèi)（比例）鋼材消耗kg/(m3/h)能耗（千焦/立方米）重力沉降室20401.0慣性除塵器0.71.23.06.00.150.3氣旋約 1.751.04.00.050.10.81.6多旋風(fēng)除塵器3.92.55.00.070.151.64.0表 2-3除塵器名稱除塵力最佳粒徑/ m投資比較阻力帕溫度評(píng)論重力沉降室重力100低的200100050低的4001200400除塵效率低氣旋離心力520中間400200060粒度分布/3201520

13、1610637分級(jí)效率/ %13.335.954.970.981.987.991.694100總效率/ %67.2預(yù)除塵（一級(jí)處理）后煙塵濃度為653 4 (1-67.2)=2144 mg/ m 3二次除塵效率將達(dá)到：(2144-200) /2144=90.673.1.2 二次除塵設(shè)備示范選型在選擇除塵技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性和社會(huì)性的影響。除塵技術(shù)的確定受當(dāng)?shù)貤l件、場(chǎng)地條件、燃煤特性、排放標(biāo)準(zhǔn)、要達(dá)到的除塵效率等多種因素影響。針對(duì)當(dāng)前的環(huán)保要求、排污費(fèi)的征收、靜電除塵器與袋式除塵器在性能上的差異以及在各行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹兩種除塵器在實(shí)際應(yīng)用中的基本性能提出申請(qǐng)?？陀^比較

14、。1）除塵效率袋式過(guò)濾器：對(duì)對(duì)人體有嚴(yán)重影響的重金屬顆粒和亞微米粉塵顆粒的收集更有效。通常除塵效率可達(dá)99.99%以上，煙塵排放濃度可保持在50 mg/Nm 3以下，甚至低于10 mg/Nm 3 ，幾乎實(shí)現(xiàn)零排放。從目前燃煤鍋爐在電力行業(yè)的應(yīng)用來(lái)看，布袋除塵器的排放量可以保證在30mg /Nm3以下。呼和浩特電廠兩臺(tái)200MW機(jī)組采用袋式除塵器進(jìn)行煙氣凈化。從CEMS系統(tǒng)長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果和權(quán)威檢測(cè)單位檢測(cè)人員人工采樣檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，排放濃度低于27 mg/Nm3。 .電除塵器：隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，燃用低硫煤（或經(jīng)過(guò)高效脫硫）的電廠越來(lái)越多，比電阻大，達(dá)標(biāo)難度越來(lái)越大.袋式除塵器的過(guò)濾機(jī)

15、理決定了它不受燃煤物理化學(xué)性質(zhì)變化的影響，具有穩(wěn)定的除塵效率。從目前國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)和排污費(fèi)征收方式來(lái)看，布袋除塵器帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。2）系統(tǒng)變化對(duì)除塵器的影響燃煤電廠的煤種相對(duì)穩(wěn)定，但不可避免地會(huì)遇到煤種或煤質(zhì)的變化；鍋爐系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)常變化和調(diào)整的系統(tǒng)，因此煙氣的理化性質(zhì)、煙塵濃度、溫度等參數(shù)也不能保證不發(fā)生變化。這一系列的變化會(huì)對(duì)不同的除塵器造成明顯不同的變化。以下是主要方面的比較：(1)送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變，鍋爐出口煙塵濃度發(fā)生變化。 除塵器：煙塵濃度的變化只會(huì)引起布袋除塵器濾袋負(fù)荷的變化，從而導(dǎo)致清洗頻率的變化（自動(dòng)調(diào)節(jié)）。粉塵濃度高的濾袋上積塵快，相應(yīng)的清灰頻率高。反之，清洗

16、頻率低，排放濃度不變。靜電除塵器：煙塵濃度的變化直接影響粉塵的帶電量，因此也直接影響電除塵器的除塵效率，最終體現(xiàn)在排放濃度的變化上。通常，粉塵濃度增加，除塵效率增加，排放濃度相應(yīng)增加；當(dāng)煙氣濃度降低時(shí)，除塵效率降低，排放濃度相應(yīng)降低。(2)鍋爐內(nèi)煙塵量不變，送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化。袋式過(guò)濾器：由于風(fēng)量的變化直接引起過(guò)濾風(fēng)速的變化，從而引起設(shè)備阻力的變化，但除塵效率基本不受影響。當(dāng)風(fēng)量增大時(shí)，設(shè)備阻力增大，引風(fēng)機(jī)出力增大；否則，引風(fēng)機(jī)的出力降低。靜電除塵器：風(fēng)量的變化對(duì)設(shè)備影響不大，但電除塵器的除塵效率隨風(fēng)量的變化非常明顯。如果風(fēng)量增大，則電除塵器電場(chǎng)的風(fēng)速增大，粉塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間縮短。電場(chǎng)中的

17、風(fēng)擾動(dòng)雖然提高了帶電塵埃的有效行駛速度，但不足以補(bǔ)償塵埃停留在電場(chǎng)中造成的高風(fēng)速。停留時(shí)間縮短和二次粉塵加重的負(fù)面影響，因此除塵效率顯著降低；反之，除塵效率有所提高，但增幅不大。(3) 溫度變化袋式過(guò)濾器：如果煙氣溫度過(guò)低，冷凝可能造成“糊袋”和套管腐蝕。如果煙氣溫度過(guò)高，超濾料的溫度容易“燒袋”而損壞濾袋。但是，如果溫度變化在濾料的溫度范圍內(nèi)，則不會(huì)影響除塵效率。造成不良后果的溫度處于極端溫度（事故/異常情況），因此必須對(duì)袋式除塵器提供有效的極端溫度控制保護(hù)措施。靜電除塵器：煙氣溫度過(guò)低，冷凝會(huì)造成外殼腐蝕或高壓漏電，但有利于除塵效率；如果煙氣溫度升高，粉塵比電阻增大，不利于除塵。因此，煙氣

18、溫度直接影響除塵效率，而且影響更為明顯。（ 4 ）煙氣（或燃煤）物化成分的變化袋式過(guò)濾器：煙氣的物理化學(xué)成分對(duì)袋式除塵器的除塵效率沒(méi)有影響。但是，如果煙氣中含有腐蝕和損壞所有濾材的成分，將直接影響濾材的使用壽命。靜電除塵器：煙氣的物理化學(xué)成分直接引起粉塵比電阻的變化，影響除塵效率，影響很大。最直接的影響是煙氣中硫氧化物的含量?？倓t硫氧化物含量越高，粉塵比電阻越低，越容易捕捉粉塵，除塵效率越高；否則，除塵效率越低。此外，煙氣中化學(xué)成分（如硅、鋁、鉀、鈉等）的變化也會(huì)引起除塵效率的明顯變化。( 5 )空氣分配袋式過(guò)濾器：除塵效率與氣流分布沒(méi)有直接關(guān)系，即氣流分布不影響除塵效率。但除塵器局部氣流分布

19、應(yīng)盡量均勻，偏差不宜過(guò)大，否則會(huì)因局部負(fù)荷不均或射流磨損而導(dǎo)致局部布袋破裂，影響除塵器的正常使用壽命。除塵器的濾袋。靜電除塵器：電除塵器對(duì)電場(chǎng)中的氣流分布非常敏感，氣流分布的好壞直接影響除塵效率。在電除塵器性能評(píng)價(jià)中，氣流分布的均方根指數(shù)通常是評(píng)價(jià)電除塵器好壞的重要指標(biāo)之一。( 6 )空氣預(yù)熱器及系統(tǒng)管道漏風(fēng)袋式過(guò)濾器：耐氧性差的濾料會(huì)影響布袋的壽命，如：日月潭濾料，但不影響除塵效率。由于混入冷風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量增加，系統(tǒng)阻力增大。靜電除塵器：設(shè)備電阻無(wú)明顯變化，但系統(tǒng)風(fēng)量增大，電場(chǎng)風(fēng)速增大，對(duì)除塵效率有影響。3) 經(jīng)營(yíng)管理(一)經(jīng)營(yíng)管理袋式過(guò)濾器：運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，無(wú)需高壓設(shè)備，安全性好，除塵效

20、率干擾因素少，排放穩(wěn)定。由于濾袋是袋式除塵器的核心部件，是袋式除塵器的心臟，相對(duì)易碎易損，設(shè)備管理要求嚴(yán)格。靜電除塵器：運(yùn)行中對(duì)除塵效率的干擾因素多，排放不穩(wěn)定；控制比較復(fù)雜，對(duì)高壓設(shè)備的安全防護(hù)要求較高。由于靜電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞。與袋式除塵器相比，設(shè)備管理要求不是很嚴(yán)格。( 2 ) 停止和啟動(dòng)袋式過(guò)濾器：方便，但長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)行時(shí)，需要做好濾袋的保護(hù)。靜電除塵器：方便，可以隨時(shí)停止。( 3 )檢查與維護(hù)袋式過(guò)濾器：可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)維護(hù)，即在線維護(hù)。靜電除塵器：維護(hù)期間必須停止4) 設(shè)備投資（ 1 ）對(duì)于常規(guī)煙氣條件和粉塵（主要是指更適合靜電除塵器的煙氣），兩種除塵器的排放濃度應(yīng)滿足當(dāng)前較

21、低的環(huán)保要求（如150mg/m3 ） .布袋除塵器初投資比靜電除塵器高20-35%左右( 2 )對(duì)于不適合電除塵器收集的低硫高比電阻、高SIO2和AL2O3的粉塵，這兩種除塵器應(yīng)滿足當(dāng)前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3 ）。電除塵器的初期投資和布袋除塵器或電除塵器的投資較高。( 3 )在正常情況下，要達(dá)到相同的除塵效率或相同的排放濃度，電除塵器的投資通常高于布袋除塵器的投資。200MW機(jī)組為例：袋式過(guò)濾器：每臺(tái)除塵器投資不超過(guò)2000萬(wàn)元，保證排放濃度不超過(guò)50mg/Nm3 。對(duì)于靜電除塵器：根據(jù)四個(gè)電場(chǎng)，比集塵面積為130m2/m3/S 。達(dá)到250mg/Nm3標(biāo)準(zhǔn)，每臺(tái)分壓器投資約250

22、0萬(wàn)元。5) 運(yùn)維成本( 1 ) 運(yùn)行能耗對(duì)于布袋除塵器：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小。對(duì)于電除塵器：風(fēng)機(jī)能耗小，電場(chǎng)能耗大。但是，總的來(lái)說(shuō)，這兩種除塵器的耗電量是相當(dāng)?shù)摹?duì)于靜電除塵器難以捕集的粉塵，或者當(dāng)靜電除塵器的電場(chǎng)數(shù)超過(guò)4個(gè)電場(chǎng)時(shí)，靜電除塵器的能耗要高于布袋除塵器，也就是說(shuō)，此時(shí)靜電除塵器較高。高于袋式過(guò)濾器。根據(jù)即將出臺(tái)的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，如果電除塵器達(dá)標(biāo)，必須使用4個(gè)電場(chǎng)以上的電除塵器，其耗電量必須高于布袋除塵器。( 2 )維護(hù)費(fèi)用袋式除塵器的維護(hù)成本主要是濾袋的更換成本。從目前的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，相比靜電除塵器，濾袋更換成本只需1.5-2年即可抵消排污費(fèi)。電除塵器的維護(hù)和維修費(fèi)用主要是更換

23、陽(yáng)極板、陰極線和振打錘。這個(gè)成本比較高，但是周期比較長(zhǎng)，大概6年左右。( 3 ) 經(jīng)濟(jì)效益分析在實(shí)際運(yùn)行中，布袋除塵器的排放濃度約為電除塵器排放濃度的10% 。因此，使用布袋除塵器的電廠實(shí)際支付的排污費(fèi)也約為電除塵器排污費(fèi)的1/10 。按照目前的排污費(fèi)征收情況來(lái)看，使用布袋除塵器后每爐/年少繳的排污費(fèi)是相當(dāng)可觀的，至少在幾百萬(wàn)到幾百萬(wàn)元之間。按照以前的標(biāo)準(zhǔn)，如果不需要繳納排污費(fèi)，布袋除塵器可以免交排污費(fèi)。另外，袋式除塵器的脫硫效率在5%左右；這也可以減少二氧化硫的排污費(fèi)?？傊谛碌沫h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，電除塵器要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，就必須使用4電場(chǎng)以上的除塵器。此時(shí)電除塵器的初投資高于布袋除塵器， 4電

24、場(chǎng)以上（或4電場(chǎng)的高比粉塵面積）電除塵器的運(yùn)行電耗遠(yuǎn)高于布袋除塵器。篩選。因此，在新的環(huán)保要求下，即使電除塵器達(dá)標(biāo)，其初期投資和運(yùn)行成本也高于布袋除塵器。此外，靜電除塵器的排放濃度始終是布袋除塵器的10倍左右。在現(xiàn)行的新排污費(fèi)制度下，即使達(dá)標(biāo)，也要按排污量收費(fèi)。因此，即使兩種除塵器達(dá)標(biāo)后，靜電除塵器的成本也比布袋除塵器高。因此，袋式除塵器勢(shì)必成為工業(yè)粉塵治理的首選。表2-6 袋式除塵器與靜電除塵器對(duì)比表可比姓名袋式過(guò)濾器靜電除塵器煙氣特性的影響煙氣溫度靈敏，永不過(guò)熱對(duì)效率的影響壓力效應(yīng)影響最小小的濕度不利，不能超限有益，但防腐蝕氧氣、硫氧化物影響過(guò)濾介質(zhì)的選擇有利煙霧的其他成分幾乎沒(méi)有影響幾乎

25、沒(méi)有影響流量對(duì)效率的影響不大對(duì)效率影響很大粉塵濃度效率穩(wěn)定，影響生活效率變了空氣分配不靈敏，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響很大粉塵特性的影響粉塵粒度分布沖擊小，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響很大真密度、體積密度影響最小阻值越大，效果越大附著力不利有一定影響比電阻無(wú)影響，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響很大粉塵化學(xué)成分影響過(guò)濾介質(zhì)的選擇對(duì)效率影響很大粉塵硬度影響濾袋壽命幾乎沒(méi)有影響設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響對(duì)所有形式都有效對(duì)效率有影響運(yùn)行和機(jī)組啟停的影響影響大，要求嚴(yán)影響不大維修技術(shù)內(nèi)容低的工作量小設(shè)備故障的影響對(duì)負(fù)載率影響很大持續(xù)運(yùn)行，對(duì)負(fù)載率影響很小通過(guò)比較，選擇袋式過(guò)濾器。2.1.2.1 袋式除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點(diǎn)常用的布袋除塵器有

26、簡(jiǎn)易布袋除塵器、機(jī)械振動(dòng)布袋除塵器、脈沖噴射布袋除塵器和氣環(huán)布袋除塵器。（1）機(jī)械振打袋式除塵器：是利用機(jī)械裝置使濾袋振動(dòng)以清除粉塵的袋式除塵器。這類除塵器的特點(diǎn)是作用于粉塵層的動(dòng)能較少，次數(shù)較多，因此要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，有利于傳輸。振動(dòng)并在過(guò)濾器表面產(chǎn)生足夠的振動(dòng)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。基本部件包括濾袋、由箱體、灰斗、振動(dòng)清灰裝置、進(jìn)出風(fēng)管和螺旋輸送機(jī)組成。含塵氣體從灰斗上部進(jìn)入，然后向上進(jìn)入濾袋，粉塵在濾袋表面堆積，潔凈空氣通過(guò)濾料從閥箱排出。箱體由隔板分隔成多個(gè)濾袋數(shù)量相同的料倉(cāng)，袋底開(kāi)口固定在底板短管上，袋頂由蓋封閉，并懸掛在振打機(jī)構(gòu)的吊架

27、上。箱體頂蓋裝有閥箱和振打機(jī)構(gòu)。特點(diǎn) 除塵效率高且穩(wěn)定，阻力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，濾袋裝卸方便，維修方便操作簡(jiǎn)便，適用范圍廣，適用于常溫氣體的過(guò)濾。( 2 )脈沖袋式除塵器脈沖袋式除塵器有側(cè)射脈沖、平行射流脈沖、對(duì)射脈沖、氣箱脈沖、大分室脈沖、側(cè)塞扁平布袋脈沖、離線脈沖、環(huán)形間隙噴射、旋轉(zhuǎn)清灰脈沖布袋除塵器等多種形式。工作原理含塵進(jìn)氣口進(jìn)入除塵箱。由于氣體突然膨脹，流量突然減小，顆粒較粗的粉塵靠自身重力沉降，落入灰斗。細(xì)粉塵通過(guò)各種作用吸附在濾袋外壁上。經(jīng)濾袋過(guò)濾后的凈化空氣經(jīng)文丘里管進(jìn)入上箱體，由出風(fēng)口排出。吸附在濾袋外壁的粉塵隨時(shí)間增加。 ，堆積較厚，除塵器阻力逐漸升高，處理的氣體量繼續(xù)減少。為使

28、除塵器保持有效狀態(tài)，設(shè)備阻力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，需要清除濾袋外積存的粉塵。清灰過(guò)程是控制器按規(guī)定要求向各電磁脈沖閥發(fā)出指令，依次打開(kāi)閥門(mén)，向各組濾袋依次噴射高壓空氣。然后，氣囊的壓縮空氣通過(guò)吹氣管的孔通過(guò)文丘里管進(jìn)入濾袋（稱為一次空氣）。并且當(dāng)高速氣流的射流通過(guò)文丘里管、噴射器時(shí)，第一時(shí)間將周圍的空氣同時(shí)誘導(dǎo)進(jìn)入袋內(nèi)（稱為二次空氣）。正因?yàn)槿绱撕投物L(fēng)，一股與過(guò)濾氣流相反的強(qiáng)烈反向氣流被注入袋內(nèi)，使過(guò)濾袋在瞬間迅速收縮-膨脹-收縮，氣流的反向作用使袋子逐漸吸附在袋子上。墻外的灰塵被清除。由于清灰時(shí)向袋內(nèi)噴入高壓空氣，在多組濾袋之間依次進(jìn)行，不切斷需要處理的含塵空氣。因此，在除塵過(guò)程中，除塵器的壓

29、力損失和待處理的含塵氣體量在幾何上是不變的。這是脈沖袋式除塵器的先進(jìn)功能之一。特點(diǎn) 清洗方式效果強(qiáng)，強(qiáng)度和頻率可調(diào)，清洗效果好。( 3 )氣環(huán)式氣囊式除塵器含塵氣體從頂部進(jìn)入頂部分配室，均勻地進(jìn)入每個(gè)濾袋，凈化后的氣體通過(guò)排氣管排出。吸附在濾袋壁上的粉塵和纖維間隙內(nèi)的粉塵被風(fēng)環(huán)箱噴出的高速空氣吹走，吹出的粉塵沉入集灰斗，由輸送機(jī)送走機(jī)器。氣環(huán)箱靠近濾袋，由機(jī)械傳動(dòng)裝置作周期性上下運(yùn)動(dòng)。每次移動(dòng)，它都會(huì)完成一個(gè)清潔過(guò)程。氣環(huán)反吹袋式除塵器的主要特點(diǎn)：適用于高濕度高密度、高濃度含塵氣體；可采用小型高壓風(fēng)機(jī)作為氣源，過(guò)濾風(fēng)速高，投資少，安裝在機(jī)體外部，維護(hù)管理方便；不需要高精度的控制儀表，成本低。主

30、要缺點(diǎn)：風(fēng)環(huán)箱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，靠近濾袋，使濾袋磨損較快，故障率較高。他們的表現(xiàn)比較表 2-7粉塵類型近似除塵效率適用凈化等級(jí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)使用期限粒徑/ m投資鋼材消耗/公斤。米-3其他（水、電、壓縮空氣）11到55到10簡(jiǎn)易袋式過(guò)濾器3096%）。在美國(guó)，由于天然石膏資源豐富，空地多，過(guò)去普遍采用處置方式。在中國(guó)，天然石膏資源豐富，但石灰石的成分難以保證。因此，脫硫石膏的成分不穩(wěn)定，難以在建筑行業(yè)中使用。對(duì)于建在城市郊區(qū)或需要脫硫的工業(yè)區(qū)的電廠，難以容納大量的石膏渣液處置，即使有自由處置空間，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍可能造成固體廢物的二次污染。跑。因此副產(chǎn)品處理是有問(wèn)題的。F 、由于該工藝技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛

31、，國(guó)家目前有相應(yīng)的技術(shù)法規(guī)，但國(guó)家環(huán)?？偩衷诿摿蚣夹g(shù)指導(dǎo)文件中明確指出，該方法適用于大型電站脫硫鍋爐，而使用中小型鍋爐存在規(guī)模不經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。 .G 、為適應(yīng)我國(guó)中小型鍋爐煙氣脫硫，對(duì)工藝進(jìn)行了改造應(yīng)用，減少脫硫劑制備和石膏生成系統(tǒng)尚可，但其他部分不足帶來(lái)很多問(wèn)題，所以要謹(jǐn)慎使用。氧化鎂脫硫法氧化鎂脫硫技術(shù)以氫氧化鎂為脫硫劑，吸收煙氣中的二氧化硫生成亞硫酸鎂，通入空氣將亞硫酸鎂轉(zhuǎn)化為溶解度更大的硫酸鎂。氫氧化鎂作為脫硫劑具有反應(yīng)活性高、脫硫效率高、液氣比小等優(yōu)點(diǎn)，因此具有綜合投資低、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。氧化鎂吸收SO2的濕法脫硫法是目前適用于中小型鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的最成熟的脫硫方法之一。氫氧化鎂綜

32、合脫硫法具有以下四個(gè)特點(diǎn)：A 、氧化鎂原料易得目前包括日本、首爾、東南亞等地區(qū)，總則都有使用性能和經(jīng)驗(yàn)，使用的氧化鎂大部分來(lái)自大陸。我國(guó)氧化鎂資源豐富，儲(chǔ)量約160億噸，約占世界總量的80%。由于應(yīng)用廣泛，該技術(shù)比其他脫硫技術(shù)更加成熟。B、MgO工藝也是成熟的脫硫工藝。該工藝已應(yīng)用于日本的 100 多個(gè)項(xiàng)目。大約 95 % 的發(fā)電廠采用.MgO 工藝。美國(guó)波士頓 Mgstic 電廠 150Mw 機(jī)組。中國(guó)X玻璃廠500T/D熔爐排氣； X組90t/h燃油鍋爐； X公司320t/h鍋爐； X熱電廠100t/h鍋爐。采用濕法 MgO。還有更多的氧化鎂脫硫項(xiàng)目在建。C. MgO法脫硫效率達(dá)到90 %

33、 98 %，由于MgO活性強(qiáng)，實(shí)例表明在相同操作條件下，MgO作為吸收劑的吸附效率高于CaCO 3 作為吸收劑的吸附效率。吸收性。D. 去除等量的 SO2 所消耗的 MgO 量?jī)H為 CaCO3 的 40 % 。E 、MgO法脫硫循環(huán)液為溶液形式，不易結(jié)垢，不會(huì)堵塞。氧化鎂濕法脫硫產(chǎn)物硫酸鎂是一種極易溶解的物質(zhì)，因此在吸收塔脫硫的反應(yīng)過(guò)程中，它不像石灰石（石灰）/石膏法那樣會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢或堵塞問(wèn)題。F 、脫硫后的溶液經(jīng)處理后可直接排放，無(wú)二次污染。G 、脫硫設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，成本低。脫硫系統(tǒng)包括固化系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)和廢液處理系統(tǒng)。系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了，場(chǎng)地布置簡(jiǎn)潔緊湊，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。L、脫硫產(chǎn)品的使用如

34、果使用MgO脫硫工藝的產(chǎn)品不經(jīng)過(guò)氧化和曝氣，可以將漿料脫水，濕渣由MgSO3 6070 MgSO4 2030 溶解，雜質(zhì)10%組成，濕渣可用作農(nóng)業(yè)肥料。可直接用作基肥、追肥和葉面肥。植物正常發(fā)育所需的鎂量總則為5g/kg干重左右。施用鎂肥不僅可以提高作物產(chǎn)量，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如，鎂肥對(duì)甘蔗、香蕉和煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)有很好的影響。據(jù)調(diào)查，該地區(qū)盛產(chǎn)甘蔗和香蕉。根據(jù)全國(guó)土壤普查，許多地區(qū)土壤缺鎂較為嚴(yán)重，缺鎂土壤面積巨大，約占全國(guó)耕地面積的5.8%。如果每畝地施鎂肥，每年對(duì)鎂肥的需求量是巨大的。石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝與氧化鎂脫硫法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，以220t/h鍋爐為例（見(jiàn)表2-10、表

35、2-11 ）表 2-10類型表現(xiàn)石灰石/石膏法氧化鎂法技術(shù)成熟度最成熟的成熟脫硫效率90959098液氣比 L/NM10205脫硫劑價(jià)格（元/噸）85 純度200目100250脫硫劑成本比1.11.2運(yùn)行可靠性可靠的更可靠流通池狀態(tài)稀爛水溶液脫硫產(chǎn)品的利用被廣泛使用的可用，待開(kāi)發(fā)表 2-11類型石灰石/石膏法氧化鎂法項(xiàng)目年消費(fèi)量年消費(fèi)（萬(wàn)元）年消費(fèi)量年消費(fèi)（萬(wàn)元）脫硫劑（噸）224778.64536953.69耗電量（KW）171500068.603836000191.8耗水量（噸）20160020.1614910014.91人工成本（人）4444直接費(fèi)用合計(jì)（萬(wàn)元）171.4264.4脫硫副

36、產(chǎn)品收據(jù)（萬(wàn)元）(石膏6580T)26.32減少SO 230943094減免1kg SO 2費(fèi)（元）0.550.77減排污費(fèi)（萬(wàn)元）371.28371.28經(jīng)濟(jì)效益（萬(wàn)元）222.34133.2通過(guò)脫硫除塵工藝濕法、半干法、干法對(duì)比分析：石灰石-石膏法雖然很成熟，但投資大、占地大，不適合中、小鍋爐。具有投資少、占地面積小、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，本方案選用氧化鎂脫硫工藝。2）脫硫吸收塔的比較和選擇脫硫吸收塔的選擇原則主要取決于其液氣接觸條件、設(shè)備阻力和吸收液循環(huán)量。脫硫吸收塔對(duì)比選型見(jiàn)表2-12 。表2-12吸收器類型流體容量逆流接觸防堵性能運(yùn)營(yíng)靈活性壓力下降除塵性能噴霧塔低的是的區(qū)別這很好低

37、的區(qū)別篩盤(pán)高的是的中間中間高的這很好填料塔中間是的區(qū)別這很好中間區(qū)別湍流塔高的是的區(qū)別區(qū)別高的這很好旋流板塔高的是的這很好這很好低的這很好吸收設(shè)備中：噴淋塔液氣比高，耗水量大；篩板塔阻力大，抗堵塞性能差；填料塔抗堵性能差，易結(jié)垢、粘、堵，阻力也大。湍流球形塔雖然氣液接觸面積大，但容易結(jié)垢堵塞，阻力大。相比之下，旋流板塔具有負(fù)荷高、壓降、不易堵塞、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于快速吸收工藝，脫硫效率高。因此，選用旋流板塔脫硫吸收塔。3）脫硫除塵原理（一）氧化鎂脫硫原理MgO脫硫的主要原理：洗滌時(shí)，以含有MgO的漿液作為脫硫劑，將MgO轉(zhuǎn)化為亞硫酸鎂（MgSO3）和硫酸鎂（MgSO4），然后將硫從溶液中除去

38、。氧化鎂脫硫工藝具有以下特點(diǎn)：A 、氧化鎂脫硫工藝成熟，目前在日本和中國(guó)使用。中國(guó)的一些項(xiàng)目近年來(lái)也開(kāi)始申請(qǐng)。 B 、脫硫效率在90.0%95.0%之間。C 、去除同等量的SO2，MgO的消耗量?jī)H為CaCO3的40.0%。D 、為達(dá)到90.0%的脫硫效率，液氣比應(yīng)在35L/m 3 之間，而石灰石-石膏工藝總則應(yīng)在1015L/m 3 之間。E 、我國(guó)MgO儲(chǔ)量約80億噸，居世界第一，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(shí)，煙氣從塔底從切線方向高速進(jìn)入，在板片葉片的引導(dǎo)下旋轉(zhuǎn)上升。逐板流下的液體在塔板上被煙氣噴成液滴，使氣液接觸面積大。液滴在氣流的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力加強(qiáng)

39、了氣液的接觸，最后被拋到塔壁上，順著壁流下，通過(guò)流向下一層塔板。溢流裝置，再次被氣流霧化。進(jìn)行氣液接觸。由于塔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；旋流板塔還具有良好的除塵性能，氣體中的粉塵顆粒在旋流板上。由細(xì)水霧附著，通過(guò)離心力拋向塔壁去除，除塵、除霧效率高。來(lái)自鍋爐的含塵煙氣首先切向進(jìn)入塔底，呈螺旋狀上升到旋流板，并通過(guò)旋流板葉片之間的開(kāi)口。將溶液霧化，霧化后的洗滌液獲得較高的比表面積，與廢氣接觸，完成脫硫除塵。4）脫硫除塵工藝設(shè)計(jì)（1）主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要設(shè)計(jì)參數(shù)：煙氣量47951 m3/h；煙氣溫度150-160 ；脫硫除塵塔入口煙氣溫度150-160

40、；脫硫除塵塔出口煙氣溫度55 ；脫硫塔入口煙氣SO2濃度4082mg /m3（計(jì)算值）；脫硫效率83.0%（設(shè)計(jì)值）；脫硫劑氧化鎂粉200目，純度90.0%；液氣比23 L/m3；脫硫劑消耗23 kg/h (max);脫硫劑漿液濃度10.0% 。除塵效率為86% （設(shè)計(jì)值）。(2)脫硫除塵工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明煙氣脫硫除塵工藝可分為脫硫劑制備系統(tǒng)、煙氣脫硫除塵系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)三部分。鍋爐煙氣從煙道切線進(jìn)入主塔底部，在塔的螺旋上升過(guò)程中與沿塔流下的脫硫液接觸，進(jìn)行脫硫除塵。脫硫液從旋流板塔上部進(jìn)入，被旋流板上的氣流吹走，進(jìn)行氣液兩相接觸。 (3)脫硫劑制備系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明脫硫劑MgO乳液制備系統(tǒng)主要由螺旋加料器、乳液儲(chǔ)罐、混合器、乳液泵等組成。 （4）脫硫除塵工藝設(shè)備設(shè)計(jì)說(shuō)明 旋流板塔：脫硫除塵塔（旋流板塔） 塔體采用花崗巖砌筑，主塔平臺(tái)、支架、梯子等采用碳鋼制作，塔部件包括噴嘴、旋流板、脫水機(jī)、人孔、支架、接管，這些物品均由316L不銹鋼制成，以確保整套的使用壽命。裝置外徑為2 540 mm（塔壁厚度為220 mm），高度為17 000 mm。除霧器廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的脫硫廢水量少，pH值在67之間，主要含有SO 3 、MgSO 4和懸浮物等，送入工廠沉淀池進(jìn)行曝氣處理，和上清液重新進(jìn)入循環(huán)池。 (6)煙氣排