环境工程专业 市某造纸厂燃煤锅炉烟气除尘脱硫系统设计说明书

1、廊坊市某造纸厂燃煤锅炉烟气除尘脱硫系统设计Design of Flue Gas Dedusting and Desulfurization System for Coal-fired Boiler in a Paper Mill in Langfang City摘要本设计的题目是廊坊市某造纸厂燃煤锅炉烟气除尘脱硫系统设计。设计的主要方面包括脱硫塔的设计选型、脱硫工艺的设计选型，除尘器的设计选型，脱硫管道的设计计算和经济预算等。设计中采用气体吸收理论，传质理论从物理和化学基本原理研究了吸收过程，帮助了解吸收过程的机理和概念及相关的计算。经过综合比较湿式石灰石法、双碱法、湿式氧化镁法后选用湿式石灰

2、石-石膏法脱硫工艺，除尘装置则采用静电除尘器，所选型号为DBW（1）-10型卧式板极静电除尘器。所选用塔型为喷淋塔，塔高7.21米。烟囱高度为134米进口直径为4.56米，出口直径为0.8米。烟气处理量为19953.248 m3/h，管道系统总压力损失为2286.78Pa，风压2600.42 Pa，根据风量和风压选择引风机型号G4-73-11锅炉离心引风机9D型。关键词：烟气脱硫；设计；喷淋塔；除尘器；管道；SummaryThe title of this design is the flue gas dust removal and desulfurization system design

3、 of a coal-fired boiler in a paper mill in Langfang City. The main aspects of the design include the design and selection of the desulfurization tower, the design and selection of the desulfurization process, the design and selection of the precipitator, the design and calculation of the desulfuriza

4、tion pipeline, and the economic budget. The gas absorption theory was used in the design. The mass transfer theory studied the absorption process from the basic principles of physics and chemistry to help understand the mechanism, concept and related calculations of the absorption process. After a c

5、omprehensive comparison of wet limestone, double alkali, and wet magnesium oxide, a wet limestone-gypsum desulfurization process is used. The electrostatic precipitator is used for the dust removal device. The selected model is DBW(1)-10 horizontal plate electrostatic dust removal. Device. The tower

6、 type selected was a spray tower with a tower height of 7.21 meters. The height of the chimney is 134 meters with an inlet diameter of 4.56 meters and an outlet diameter of 0.8 meters. The gas treatment capacity was 19953.248 m3/h, the total pressure loss of the pipeline system was 2286.78 Pa, and t

7、he wind pressure was 2600.42 Pa. The induced draft fan model was G4-73-11 boiler centrifugal induced draft fan according to the air volume and the wind pressure.Keywords: flue gas desulfurization; design; spray tower; dust collector;目 录第一章 设计要求与初始数据11.1设计原始资料：11.2设计内容和要求2第二章 大气污染与SO2的危42.1大气污染状况42.2

8、 SO2的危害42.3 烟气脱硫技术4第三章 除尘装置53.1 机械式除尘器53.2 湿式除尘器53.3 电除尘器53.4 袋式除尘器5第四章 烟气脱硫工艺74.1 湿法脱硫工艺74.2 半干法脱硫工艺84.3 干法烟气脱硫工艺9第五章 工艺和设备的选择105.1 除尘器的选择105.2 烟气脱硫工艺的选择105.3 脱硫吸收塔的选择12第六章 管道系统的设计146.1管道布置的一般原则146.2管道系统阻力计算14第七章 技术经济分析167.1石灰费用计算167.2电费计算167.3 水费计算167.4系统总费用计算17参考文献19第一章 设计要求与初始数据1.1设计原始资料：（1）锅炉耗煤

9、及排烟情况锅炉型号： DZL6-1.25 型， 2 台，额定蒸发量： 6 t/h（台）；设计耗煤量： 1124 kg/h（台），烟气密度（标准状态下）： 1.41 kg/m3，排烟温度： 194 ，空气过剩系数： 1.3 ，排烟中飞灰占煤中不燃分分比例： 20 %；烟气其他性质按空气计算。（2）煤质资料收到基成分CHONSAW质量分布（m%）63.92.34.71.50.922.64.1（3）气象资料设计地区年平均气压： 100.26 KPa；年平均气温12.3 ；极端最高气温 43.3 ；极端最低气温-22.0 ，当地常年主导风向 西南 。空气中含水（标准状态下）：76 kg/m³

10、（4）净化要求脱硫效率：80 %；喷淋密度喷= 60.07 m³/·hr按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）执行；新建锅炉颗粒物排放标准（标准状态下）：50/m³（参见表1、2）；二氧化硫排放标准（标准状态下）：300/m³（参见表1、2）；参考文献：1. GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准，国家环境保护部 2014.52. HJ462-2009工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 2009.33.曾光明 袁兴中 李彩亭 环境工程设计与运行案例北京 化学工业出版社 2004.94.鹿政理环境保护设备选用手册大气污染控制设备北

11、京 化学工业出版社 2002.55.北京市环境保护科学研究所大气污染防治手册上海科学技术出版社1987.76.金兆丰环保设备设计基础北京 化学工业出版社 2005.17.童志权 工业废气净化与利用北京 化学工业出版社 2001.58.姜安玺 空气污染控制北京 化学工业出版社 2003.69.雷仲存 王宇 工业脱硫技术 北京 化学工业出版社 2001.510.陈杰瑢 周琪 蒋文举环境工程设计基础北京 高等教育出版社 2007.31.2设计内容和要求1.2.1设计内容说明书要求：1.课题现状（国内，国外产业状况）2.工艺筛选3.锅炉烟气脱硫除尘物料平衡计算4.烟气除尘脱硫元件的研究分析5.锅炉烟气

12、脱硫除尘装置的结构设计6.锅炉房锅炉烟气脱硫除尘系统的布置设计7.工艺过程经济分析1.2.2设计成果要求(1)设计说明书和计算书应反映毕业设计的全部内容，包括目录、内容摘要（含英文）、关键词、正文、参考文献。说明书正文应包括设计的原始资料、方案论证、设计说明、计算、设计结果等。设计说明书要文字简洁，语言通顺，图表整洁，论证充分，字迹书写工整、清晰。书写格式应符合天津城建大学毕业设计工作指导手册的要求，字数不少于2万字。(2)设计图纸应不少于7张1图纸，包括工艺流程平面布置图、设备详图等。图纸要求布置大方、图面整洁、清晰，绘制必须符合工程图的技术规范要求，且至少有一张铅笔图。(3)英文文献资料翻

13、译应不少于3000字（以英文单词计），译文表达准确，语言通顺1.2.3设计完成时间周数： 14 周毕业设计步骤与进度安排见表3。表3 毕业设计步骤与进度安排外文文献资料翻译：明确设计任务，理解相关规范、标准，编制说明书大纲2周净化工艺方案比较、选择1周脱硫、除尘过程物料平衡计算1周净化工艺主体构筑物结构设计与选型3周管道计算与平面布置2周系统阻力计算，风机选型2周净化工艺技术经济分析，整理毕业设计说明书，设计成果评阅与修改2周准备参加毕业答辩1周第二章 大气污染与SO2的危害2.1大气污染状况我国大气污染情况依然十分严重，主要为煤烟型污染。城市的大气环境总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一

14、直在偏高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。大气污染物排放总量现状：1.二氧化硫。煤炭消耗量不断增加，随之带来二氧化硫排放总量急剧上升。在各类排放源中，电厂和工业锅炉排放量占到70%。由二氧化硫排放引起得酸雨污染范围不断扩大，现已扩展到长江以南、青藏高原以东的大部分地区，遍及广东、广西、四川、贵州、云南、湖南、江西、福建、浙江、上海、安徽、山东等十多个省、市、自治区。华中酸雨区比较严重的中心区域为长沙、衡阳和赣州，西南为宜宾、南充和重庆，华东为厦门、宁波和南京。目前年均降水pH值低于5.6酸雨临界值的地区已占全国面积的30%左右。2.烟尘、粉尘。烟尘的主要排放源也是

15、火电厂和工业锅炉，由于地方电厂使用的大多为低效除尘器，所以烟尘排放量一般是国家大型电厂的5-10倍。曾经在上海的铜加工厂的大型袋式除尘器除尘效率也达到了99%以上，它虽然是一种传统的除尘方式，但由于效率高，性能稳定可靠，操作简单，还是获得了很广泛的应用。还有象电除尘器、湿式除尘器也是应该深入研究和针对各种场合大力推广的新型除尘设备。3.机动车排气污染。受经济增长的推动，我国机动车近年来数量增长迅速，尤其是一些大城市如北京、上海、广州等机动车数量增长速率更是远远高于全国平均水平。汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。由于城市人口密集，交通运输量相对大，机动车排气污染在城市大气

16、污染中所占比例也不断上升。2.2 SO2的危害2.2.1 SO2对人体的危害大气污染物侵入人体主要有三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气，其中以第三条途径最为重要。大气污染对人体健康的危害主要表现为引起呼吸道疾病。在高浓度污染物的突然作用下，人体可发生急性中毒，甚至在短时间内死亡。长期接触低浓度污染物，会引起支气管炎、支气管哮喘、肺气肿和肺癌等病症。此外，还发现一些尚未查明的可能与大气污染有关的疑难杂症。SO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶解于人体的血液和其他黏性液。大气中的SO2会导致户籍到炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等。同时还会使青少年的免疫力降低，

17、抗病能力变弱。 SO2在氧化剂、光的作用下，能生成硫酸盐气溶胶，硫酸盐气溶胶能使人致病，增加病人死亡率。根据经济合作发展组织（OECD）的研究 ，当硫酸盐年浓度在10g/m3 左右时，每减少10%的浓度能使死亡率降低0.5%； SO2还能与大气中的飘尘黏附，当人体呼吸时吸入带有SO2的飘尘，会使SO2的毒性增强。SO2在空气中的浓度达到(0.31.0)X 10-6时，人们就会闻到它的气味。包括人类在内的各种动物，对SO2的反应都会表现为支气管收缩，这可从气管阻力稍有增加判断出来。一般认为，空气中SO2浓度在0.5 X 10-6以上，对人体健康已有某种潜在性影响，(13)X 10-6时多数人开始

18、受到刺激，10×10-6时刺激加剧，个别人还会出现严重的支气管痉挛。与颗粒物和水分结合的硫氧化物是对人类健康影响非常严重的公害见。当大气中的SO2氧化形成硫酸和硫酸烟雾时，即使其浓度只相当于SO2的1/10，其刺激和危害也将更加显著。据动物实验表明，硫酸烟雾引起的生理反应要比单一SO2气体强420倍。2.2.2 SO2对植物的危害研究表明，在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。 SO2对金属，特别是对钢结构的腐蚀。每年给国民经济带来很大的损失。据估计，工业发达国

19、家每年因为金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的2%4%。据1983年对我国13个省市25个工厂企业的统计，因SO2造成的受害面积达2.33 万公顷，粮食减少1.85万吨，蔬菜减少500 吨，危害相当严重。大气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中，因为叶子含有整棵植物的构造机理。最常遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。大气中含SO2过高，对叶子的危害首先是对叶肉的海绵状软组织部分，其次是对栅栏细胞部分。侵蚀开始时，叶子出现水浸透现象，干燥后，受影响的叶面部分呈漂白色或乳白色。如果SO2的浓度为(0.30.5)X 10-6，并持续几天后

20、，就会对敏感性植物产生慢性损害。SO2直接进入气孔，叶肉中的植物细胞使其转化为亚硫酸盐，再转化成硫酸盐。当过量的SO2存在时，植物细胞就不能尽快地把亚硫酸盐转化成硫酸盐，并开始破坏细胞结构。菠菜、莴苣和其他叶状蔬菜对SO2最为敏感，棉花和苜蓿也都很敏感。松针也受其影响，不论叶尖或是整片针叶都会变成褐色，并且很脆弱。20世纪50年代后期，臭氧对植物的损害才引起人们的注意。臭氧首先侵袭叶肉中的栅栏细胞区。叶子的细胞结构瓦解，叶子表面出现浅黄色或棕红色斑点。针叶树的叶尖变成棕色，而且坏死。菠菜、斑豆、西红柿和白松显得特别敏感。在某些森林中的很多松树，似乎由于长期暴露在光化学氧化剂中而濒于死亡。据估计

21、，损害阈值约为0.03×10-6，暴露时间为4 h。上述植物在0.1×10-6或更低的浓度中暴露18 h，也曾出现受害情况。苜蓿在浓度0.06×10-6的臭氧中暴露34 h，会受到损害。臭氧还阻碍柠檬的生长。 过氧乙酰硝酸酯(PAN)侵害叶子气孔周围空间的海绵状薄壁细胞。可以窥见的主要影响是叶子的下部变成银白色或古铜色。虽然牵牛花在浓度0.005X 10-6中暴露8 h，就会受到影响。但是，有害的阈值估计为0.01×10-6，暴露时间为6 h。以成熟状况看，幼叶是最敏感的。氟化氢对植物是一种累积性毒物。即使暴露在极低的浓度中，植物也会最终把氟化

22、物累积到足以损害其叶子组织的程度。最早出现的影响表现为叶尖和叶边呈烧焦状。显然，氟化物通过气孔进入叶子，然后被正常的流动水分带向叶尖和叶边，最后使内部细胞遭受破坏。当细胞被破坏变干时，受害部分就由深棕色变成棕褐色。桃树、葡萄藤和糖菖蒲等对氟化物十分敏感，超过4至5个星期暴露期的损害阈值低至0.1×10-9。氟化氢的浓度接近1 X 10-9时，就值得我们重视了。在普通碳氢化合物中，乙烯是唯一的在已知环境水平下就能引起植物遭受损害的物质。浓度为(0.0010.5)X 10-6的乙烯，曾使敏感的植物受到损害。乙烯对植物的影响包括，使花朵凋落和叶子不能很好地舒展。已证实它对兰花和棉花有害。在

23、乙烯下暴露6 h的损害总阈值为0.05 X 10-6。其他气体和蒸气，如氯化氢、氯、硫化氢和氨，比别的气体更能引起叶子组织剧烈瓦解。有关文献中列举了200种植物对13种不同污染物的敏感性。关于颗粒物对植物的总影响还了解得很少。然而，人们已观察到几种特定物质所引起的损害作用。含氟化物的颗粒物能引起某些植物损害。降落在农田上的氧化镁，曾使农作物生长不良。动物误食沾有有毒颗粒物的植物时，健康会受到损害。这些有毒化合物会被吸收进植物组织，或成为植物表面污染而存在下去。2.2.3 SO2对大气能见度的影响大气污染最常见的后果之一是大气能见度降低。一般说来，对大气能见度或清晰度有影响的污染物，应是气溶胶粒

24、子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体。因此，对能见度有潜在影响的污染物有：总悬浮颗粒物(TSP)；SO2和其他气态含硫化合物，因为这些气体在大气中以较大的反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子；NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子，还在某些条件下，红棕色的NO2会导致烟羽和城市霾云出现可见着色；光化学烟雾，这类反应生成亚微米级的气溶胶粒子。能见度的气象学定义是：在指定方向上仅能用肉眼看见和辨认的最大距离：在白天，能看见地平线上直指天空的一个显著的深色物体；在夜间，能看见一个已知的、最好未经聚焦的中等强度的光源。能见度观测是观测者通过对指定方向上一个目标的反差度的估计而对

25、光衰减的主观评价。如果观测者视力完好，则这种反差度极限估计为2%。通常认为，普通观测者需要接近5%的反差度才能辨别出以背景为衬托的物体。反差度的降低及大气能见度的下降，主要是大气中微粒对光的散射和吸收作用所造成的。还有某些散射是空气分子引起的，这就是瑞利散射过程。大气中由散射引起的光衰减，主要是由与入射光波长相近的粒子造成的。可见光辐射波长约为0.40.8m，其最大强度为0.52m左右。因此，粒径处于0.11.0m的亚微米级范围内的固体和液体粒子对能见度降低的影响很大。城市大气中硫酸盐的粒径大多小于2m，粒径分布峰值为0.20.9 m，因而这类气溶胶的存在会引起能见度明显降低。大气能见度的降低

26、，不仅会使人感到不愉快，而且会造成极大的心理影响，还会产生交通安全方面的危害。2.3 烟气脱硫技术目前全球都已高度关注烟气脱硫技术，现已研发除十多种有效的工艺，部分脱硫工艺已大规模用于去除烟气中的二氧化硫。 全球广泛采用的脱硫技术是钙法，在烟气脱硫中使用钙法的占比大于90%。依据脱硫产物的作用分为回收法和抛弃法。- 8 -第三章 除尘装置3.1 机械式除尘器机械式除尘器是依靠机械力（重力、惯性力、离心力等）将尘粒从气流中去除的装置。特点是结构简单，设备费和运行费均较低，但除尘效率不高。按出尘粒的不同可设计为重力尘降室、惯性除尘器和旋风除尘器。适用于含尘浓度高和颗粒力度较大的气流。广泛用于除尘要

27、求不高的场合或用作高效除尘装置的前置预除尘器。3.1.1 重力沉降室重力沉降室是利用重力作用使尘粒从气流中自然沉降的除尘装置。其机理为含尘气流进入沉降室后，由于扩大了流动截面积而使得气流速度大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。重力沉降窒是最古老、最简易的除尘设备，主要由室体、进气口、出气口和集灰斗组成。含尘气流进入室体内，因流动截面积的扩大而使气体流速降低，较大尘粒借助自身重力作用自然沉降而被分离捕集下来。重力沉降室适用于捕集密度大、颗粒大（50 m以上）的粉尘，特别是磨损件很强的粉尘。其优点是结构简单、造价低、施工容易、维护管理方便、阻力小（一般为50150Pa），可处理较高温气

28、体（最高使用温度能达到350550）、可回收干灰等，但缺点是除尘效率低（约50%）、占地面积大，因此，一般作为多级除尘系统中的预除尘器使用。沉降室的除尘效率与沉降室的结构、气流速度、尘粒大小等因素直接相关。沉降室的尺寸宜以矮、宽、长的原则布置。沉降室内气流速度越低，越有利于捕集细小尘粒，但设备体积相对庞大；在室内气流速度一定的前提下，增加沉降室的纵深，也可提高除尘效率但不宜延长至10 m以上；在沉降室内合理布置挡墙、隔板、喷雾或在沉降窒底部设置水封池等措施，均能在一定程度上（10%15%）提高除尘效率。3.1.2 惯性除尘器惯性除尘器是使含尘气体与挡板撞击或者急剧改变气流方向，利用惯性力分离并

29、捕集粉尘的除尘设备。惯性除尘器亦称惰性除尘器。由于运动气流中尘粒与气体具有不同的惯性力，含尘气体急转弯或者与某种障碍物碰撞时，尘粒的运动轨迹将分离出来使气体得以净化的设备称为惯性除尘器或惰性除尘器。惯性除尘器分为碰撞式和回转式两种。前者是沿气流方向装设一道或多道挡板，含尘气体碰撞到挡板上使尘粒从气体中分离出来。显然，气体在撞到挡板之前速度越高，碰撞后越低，则携带的粉尘越少，除尘效率越高。后者是使含尘气体多次改变方向，在转向过程中把粉尘分离出来。气体转向的曲率半径越小。转向速度越多，则除尘效率越高。惯性除尘器的性能因结构不同而异。当气体在设备内的流速为10m/S以下时，压力损失在200一1000

30、Pa之间，除尘效率为50%一70%。在实际应用中，惯性除尘器一般放在多级除尘系统的第一级，用来分离颗粒较粗的粉尘。它特别适用于捕集粒径大于10m的干燥粉尘而不适宜于清除粘结性粉尘和纤维性粉尘。惯性除尘器还可以用来分离雾滴，此时要求气体在设备内的流速以12m/s为宜。这种设备结构简单，阻力较小，但除尘效率不高，这一类设备适用于大颗粒（20m以上）的干性颗粒。3.1.3 旋风除尘器旋风除尘器是除尘装置的一类。除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率

31、和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种形式。按气流进入方式，可分为切向进入式和轴向进入式两类。在相同压力损失下，后者能处理的气体约为前者的3倍，且气流分布均匀。旋风除尘器是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用于从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上

32、的离心力是重力的52500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。利用这一个原理基础成功研究出了一款除尘效率为百分之九十以上的旋风除尘装置。在机械式除尘器中，旋风式除尘器是效率最高的一种。它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，大多用来去除5m以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3m的粒子也具有8085%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和腐蚀的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000，压力达500×105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制范围一般为5002000Pa。因此，它属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多

33、应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。它的主要缺点是对细小尘粒（<5m）的去除效率较低。优点：按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同类型减阻杆后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量除尘器总处理流量的百分比绘入，为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际上、下地流区过流量差别的大小。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量沿流程的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下降。但安

34、装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。常规旋风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体除尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减阻杆

35、减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。3.2 湿式除尘器湿式除尘器俗称“除雾器”，它是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者利用水和粉尘的充分混合作用及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大或留于固定容器内达到水和粉尘分离效果的装置。生产的湿式除尘器是把水浴和喷淋两种形式合二为一。先是利用高压离心风机的吸力，把含尘气体压到装有一定高度水的水槽中，水浴会把一部分灰尘吸附在水中。经均布分流后，气体从下往上流动，而高压喷头则由上向下喷洒水雾，捕集剩余部分的尘粒。其过滤效率可达85%以上。

36、湿式除尘器可以有效地将直径为0.120微米的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除部分气态污染物。它具有结构简单、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。如果设备安装在室内，还必须考虑设备在冬天可能冻结的问题。再则，要是去除微细颗粒的效率也较高，则需使液相更好的分散，但能耗增大。该除尘器对粒径小于5m粉尘的除尘效率高，使用寿命长达58年。除尘器结构紧凑，占用空间小，耗水量小，每秒处理57立方米含尘气流的占地面积约为4平方米，耗水约

37、1吨/小时。湿式除尘器制造成本相对较低。但对于化工、喷漆、喷釉、颜料等行业产生的带有水份、粘性和刺激性气味的灰尘是最理想的除尘方式。因为不仅可除去灰尘，还可利用水除去一部分异味,如果是有害性气体（如少量的二氧化硫、盐酸雾等），可在洗涤液中配制吸收剂吸收。缺点：1.从湿式除尘器中排出的泥浆要进行处理，否则会造成二次污染；2.当净化有侵蚀性气体时，化学侵蚀性转移到水中，因此污水系统要用防腐材料保护；3.不适合用于疏水性烟尘；对于粘性烟尘轻易使管道、叶片等发生堵塞；4.与干式除尘器比拟需要消耗水，并且处理难题，在严寒地区应采用防冻措施。优点：1.由于气体和液体接触过程中同时发生传质和传热的过程，因此

38、这类除尘器既具有除尘作用，又具有烟气降温和吸收有害气体的作用。2.适用于入理高温。高温、易燃易爆和有害气体；3.运行正常进，净化效率高；4.可用于雾尘集聚之粉尘、气体；5.排气量衡定；6.结构简单、占地面积小，投资低；7.运行安全、操作及维修方便。3.2.1 喷雾塔洗涤器喷雾塔洗涤器，也叫喷淋式除尘器，是湿式除尘器中最简单的一种。喷淋式除尘器，在除尘器内水通过喷嘴喷成雾状，当含尘烟气通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，尘粒随液滴降落下来。在除尘器内水通过喷嘴喷成雾状，当含尘烟气通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，尘粒随液滴降落下来。这种除尘器构造简单、阻

39、力较小、操作方便。其突出的优点是除尘器内设有很小的缝隙和孔口，可以处理含尘浓度较高的烟气而不会导致堵塞。又因为它喷淋的液滴较粗，所以不需要雾状喷嘴，这样运行更可靠，喷琳式除尘器可以使用循环水，直至洗液中颗粒物质达到相当高的程度为止，从而大大简化了水处理设施。所以这种除尘器至今仍有不少企业采用。它的缺点是设备体积比较庞大，处理细粉尘的能力比较低，需用水量比较多、所以常用来去除粉尘粒径大、含尘浓度高的烟气。常用的喷淋式除尘器依照气体和液体在除尘器内流动型式分为三种结构：(1)顺流喷淋式,即气体和水滴以相同的方向流动(2)逆流喷淋式,即液体逆着气流喷射(3)错流喷淋式,即在垂直于气流方向喷淋液体。3

40、.2.2 旋风除尘器旋风除尘器是除尘装置的一类。除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。旋风除尘器是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用于从气流中分

41、离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的52500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。利用这一个原理基础成功研究出了一款除尘效率为百分之九十以上的旋风除尘装置。在机械式除尘器中，旋风式除尘器是效率最高的一种。它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，大多用来去除5m以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3m的粒子也具有8085%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和腐蚀的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000，压力达500×105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制范围一般为5002000Pa。因

42、此，它属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。它的主要缺点是对细小尘粒（<5m）的去除效率较低。优点：按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同类型减阻杆后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量除尘器总处理流量的百分比绘入，为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际上、下地流区过流量差别的大小。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量沿流程

43、的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下降。但安装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。常规旋风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体除

44、尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减阻杆减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。3.3 电除尘器电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具

45、有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。由于火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘器结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘器主体结构横截面尺寸约为2540×1015m，如果在加上6米的灰斗高度，以及烟质运输空间高度，整个电除尘器高度均在35米以上，对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载，地震荷载作用下的静、动力分析。同时，还须考虑结构的稳定性。电除尘器的主体结构是钢结构，全部由型钢焊接而成（如图10所示），外表面覆盖蒙皮（薄钢板）和

46、保温材料，为了设计制造和安装的方便。结构设计采用分层形式，每片由框架式的若干根主梁组成，片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要，主梁之间加焊次梁，对于如此庞大结构，如何均按实物连接，其工作量与单元数将十分庞大。按工程实际设计要求和电除尘器主体结构设计，主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤；阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择；风载作用下结构表面蒙皮（薄板）与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择等等。另外电除尘器的控制器也是其重要的组成部份，常用的是：ALSTOM EPIC III等。控制除尘器的主要

47、功能是调节电场的运行，控制对粉尘的荷电。智能化的控制器如ALSTOM的EPIC III可进一步提高除尘器的节能及减排效率。优点：1. 净化效率高，电除尘器可以通过加长电场长度、增大电场有效通流面积、改进控制器的控制质量、对烟气进行调质等手段来提高除尘效率，以满足所需要的除尘效率。对于常规电除尘器，正常运行时，其除参尘效率一般都高于99%。能够铺集0.01微米以上的细粒粉尘。在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。2. 阻力损失小，设备阻力小、总能耗低。电除尘器的总能耗是由设备阻力、供电装置、加热装置、振打和附属设备（卸灰电动机、气化风机等）的能耗组成的。电除尘器的阻力损失一般为

48、150300Pa，约为袋式除尘器的1/5，在总能耗中所占的份额较低。一般处理lOOOm /h的烟气量需消耗电能0. 2-0. 8kWh。一般在20毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。3.烟气处理量大。电除尘器由于结构上易于模块化，因此可以实现装置大型化。单台电除尘器的最大电场截面积达到了400平方米。4.允许操作温度高，如SHWB型电除尘器最好允许操作温度250，其他类型还有达到350400或者更高的。5.可以完全实现操作自动控制。缺点：1. 设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。2.对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性

49、，不能使所有的粉尘都获得很高的净化效率。3.受气体温度、湿度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。4.一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。5.在某些企业实用效果达不到设计要求。3.4 袋式除尘器袋式除尘器是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过

50、滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。袋式除尘器是一种干式滤尘装置。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。袋式除尘器高的除尘效率是与它的除尘机理分不开的。含尘气体

51、由除尘器下部进气管道,经导流板进入灰斗时,由于导流板的碰撞和气体速度的降低等作用,粗粒粉尘将落入灰斗中,其余细小颗粒粉尘随气体进入滤袋室,由于滤料纤维及织物的惯性、扩散、阻隔、钩挂、静电等作用,粉尘被阻留在滤袋内,净化后的气体逸出袋外,经排气管排出。滤袋上的积灰用气体逆洗法去除,清除下来的粉尘下到灰斗,经双层卸灰阀排到输灰装置。滤袋上的积灰也可以采用喷吹脉冲气流的方法去除,从而达到清灰的目的,清除下来的粉尘由排灰装置排走。袋式除尘器的除尘效率高也是与滤料分不开的,滤料性能和质量的好坏,直接关系到袋式除尘器性能的好坏和使用寿命的长短。而过滤材料是制作滤袋的主要材料,它的性能和质量是促进袋式除尘技

52、术进步,影响其应用范围和使用寿命。过滤式除尘装置包括袋式除尘器和颗粒层除尘器，前者通常利用有机纤维或无机纤维织物做成的滤袋作过滤层，而后者的过滤层多采用不同粒径的颗粒，如石英砂、河砂、陶粒、矿渣等组成。伴着粉末重复的附着于滤袋外表面，粉末层不断的增厚，布袋除尘器阻力值也随之增大;脉冲阀膜片发出指令，左右淹没时脉冲阀开启，高压气包内的压缩空气通了，如果没有灰尘了或是小到一定的程度了，机械清灰工作会停止工作。低压脉冲袋式除尘器的气体净化方式为外滤式，含尘气体由导流管进入各单元过滤室，由于设计中滤袋底离进风口上口垂直距离有足够、合理的气流通过适当导流和自然流向分布，达到整个过滤室内空气分布均匀，含尘

53、气体中的颗粒粉尘通过自然沉降分离后直接落入灰斗，其余粉尘在导流系统的引导下，随气流进入中箱体过滤区，吸附在滤袋外表面。过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、排风管排出。滤袋采用压缩空气进行喷吹清灰，清灰机构由气包、喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷吹管，喷吹管下侧正对滤袋中心设有喷吹口，每根喷吹管上均设有一个脉冲阀并与压缩空气气包相通。清灰时，电磁阀打开脉冲阀，压缩空气经喷由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序打开电磁脉冲喷吹，压缩气体以极短促的时间按次序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷嘴诱导数倍于喷射气量的空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧

54、的膨胀和冲击振动，造成很强的清灰作用，抖落滤袋上的粉尘。优点：1. 除尘效率高，一般在99%以上，除尘器出口气体含尘浓度在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。 2.处理风量的范围广，小的仅1min数m3，大的可达1min数万m3，既可用于工业炉窑的烟气除尘，减少大气污染物的排放。 3.结构简单，维护操作方便。 4.在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器。 5.采用玻璃纤维、聚四氟乙烯、P84等耐高温滤料时，可在200以上的高温条件下运行。 6.对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响。第四章 烟气脱硫工艺4.1 湿法脱硫工艺4.1.1 石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺

55、目前世界上大多数国家都采用湿法脱硫工艺对烟气进行脱硫处理。现在正在运行的湿法烟气脱硫中，绝大部分吸收剂是石灰石，少数吸收剂是石灰。石灰石比石灰更为廉价，石灰石用作吸收剂更为经济，更能为广大厂区接受。但从工艺上比较，每种工艺各有特点，都不能相互替换，在不同的要求下，我们选用不同的工艺。如果是大规模的发电站，那我们可以选择石灰石脱硫剂。如果是工业锅炉，那我们可以选择石灰脱硫剂。脱硫流程为从热交换器到脱硫塔，脱硫塔到热交换器。当使用的吸收剂为石灰时，石灰与水混合成浆液，在脱硫塔内，与被处理的烟气混合，发生化学反应，生成石膏。目前，工业锅炉和电站大多采用这一脱硫工艺。 表4-1 石灰石（石灰

56、）石膏湿法脱硫工艺优点脱硫工艺优点石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺技术成熟，脱硫效率高，可达95%以上原料来源广泛、易取得、价格优惠 技术成熟，容量可大可小，应用范围广系统运行稳定，变负荷运行特性优良副产品可充分利用，是良好的建筑材料只有少量的废物排放技术进步快 石灰石/石灰石膏法脱硫工艺，从技术、经济、运行及维护处理考虑，采用石灰石脱硫能有效的处理烟气。 4.1.2 氧化镁湿法脱硫工艺氧化镁湿法脱硫工艺（简称：镁法脱硫）与石灰-石膏法脱硫工艺类似，它是以氧化镁（MgO）为原料，经熟化生成氢氧化镁（Mg(OH)2）作为脱硫剂的一种先进、高效、经济的脱硫系统。在吸收塔内，吸收浆

57、液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化镁进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为亚硫酸镁和硫酸镁混合物。如采用强制氧化工艺，最终反应产物为硫酸镁溶液，经脱水干燥后形成硫酸镁晶体。脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、氢氧化镁浆液制备系统、浓缩塔系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。脱硫工艺为：锅炉/窑炉>除尘器>引风机>浓缩塔>吸收塔>烟囱 。来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入浓缩塔、吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。系统一般装3-4台浆液循环泵