环境工程设计-烟气脱硫

1、河南城建学院本科毕业设计 毕 业 设 计题 目：2×300MW新建热电厂脱硫系统设计 学 院： 市政与环境工程学院 专 业： 环境工程 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 摘要 本设计针对某新建热电厂所给出的烟气中硫的含量、石灰石成分和除尘脱硫要求，结合我国烟气除尘脱硫的技术现状而设计出的一套烟气除尘脱硫系统。本设计的主要内容为，对目前几种主要的除尘和烟气脱硫工艺做详细介绍，然后通过比较各除尘方式以及各脱硫工艺的优缺点和使用情况，选择适合本设计工程概况的除尘方式和脱硫工艺。本设计选择电除尘和石灰石石膏湿法脱硫工艺。本设计主要是介绍该除尘脱硫系统中的各个子系统的工艺过程和设备布

2、置，它们分别是除尘系统、烟气系统、吸收系统、吸收剂浆液制备系统、石膏脱水系统以及废水处理系统，并重点对电除尘器、吸收系统、吸收剂浆液制备系统和石膏脱水系统中的主要设备进行计算设计选型。最后对所设计除尘脱硫系统做出总结性分析。关键词：湿法石灰石石膏法, 电除尘器, 烟气脱硫 河南城建学院本科毕业设计 Abstract The design presented in a newly built thermal power plant ,limestone composition and dust removal desulfurization of flue gas content require

3、ments,combined with the flue gas desulfurization and dust removal technology situation of a set of flue gas desulfurization denitration system. The major work for this design：Introduces several flue gas desulfurization technologies, chooses proper FGD process for this project after comparing merits

4、and drawbacks of several major dust removal and flue gas desulfurization technologies. Finally, we applied the wet limestone-gypsum flue gas desulfurization process. This design is to introduce the system of dust removal and desulfurization process of each subsystem and equipment layout. As for the

5、FGD system, mainly introduces the process and facility arrangement of subsystems in FGD system, and they are respectively the system of limestone slurry preparation, gypsum treatment system, adsorption system, system of flue gas and wastewater treatment system. At the end of this design, it makes so

6、me comprehensive analysis of the whole system designed , and makes some engineering budgetary as well as some simple economic and technical analysis.Keywords: wet limestone - gypsum and scr.some method, flue gas desulfurization and denitration main equipmentV 河南城建学院本科毕业设计 目录 目录1 绪论11.1 烟气除尘脱硫的背景11.2

7、 我国烟气脱硫技术应用现状11.3 烟气脱硫的目的及意义22 工程概况42.1 单位生产情况42.2 烟气参数42.3主要内容和具体要求63 物料平衡计算73.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算73.2 除尘、脱硫效率的计算83.3 石灰石消耗量84 烟气脱硫工艺的选择104.1几种常见的脱硫工艺104.1.1石灰石-石膏湿法脱硫工艺104.1.2 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺（LSD法）114.1.3 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺（LIFAC法）124.1.4 烟气循环流化床脱硫（CFB）工艺134.2 脱硫工艺的比较134.3脱硫工艺的选择154.4石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统154.4

8、.1烟气系统154.4.2 so2吸收系统164.4.3 石灰石浆液制备系统164.4.4 石膏脱水系统164.4.5 供水和排放系统175 主要设备尺寸、规格的计算185.1 除尘器185.1.1除尘器类型的确定185.1.2 电除尘器的设计计算205.1.3 电除尘器总体尺寸的确定245.1.4 电除尘器零部件的设计和计算265.2 烟气系统275.2.1 旁路烟道275.2.2 FGD入口烟道275.2.3 FGD出口烟道285.2.4 烟气挡板门285.2.5 烟气换热器285.3 吸收系统295.3.1 吸收塔的选择295.3.2 吸收塔尺寸设计计算305.3.3 吸收塔附属设备的选

9、型325.3.4 吸收塔高度的计算335.4 浆液制备系统的设计计算335.4.1 浆液制备系统的选择335.4.2 主要设备的计算345.5 其他系统设备设计选择365.5.1 增压风机365.5.2 搅拌器375.5.3 石膏处置系统375.5.4 废水排放系统和处理系统385.5.5 浆液排放与回收系统385.5.6 工艺水耗量的计算386 烟囱的设计406.1 烟囱高度406.2 烟囱直径406.3 烟囱抽力417 系统阻力的计算427.1 管径的确定427.2 摩擦压力损失427.3 局部阻力损失437.4 设备阻力损失447.5系统总阻力损失448 引风机和电动机的选择458.1

10、标准状态下风机风量的计算458.2 风机风压的计算458.3 电动机功率的计算469 工艺布置479.1 脱硫装置的平面布置479.2 浆液管道布置要求479.3 设备一览表48结 论49谢 辞50参考文献51 前言 我国的环境问题一直以来都面临着严峻的考验，社会经济的发展致使环境问题日益突出，人们经受环境的危害越来越严重，因而随着社会主义现代化的发展，和经济体制改革的深入，环境保护工作越来越引起政府、企事业单位和广大人民群众的关心和重视。 1992年联合国环境与发展大会之后，全球环境与发展事业发生了重大变革，人类开始接受并着手实施可持续发展战略，保护大气资源、保护大气环境、解决和控制臭氧层损

11、耗、全球气候变暖、大范围的酸雨以及城市和地区的严重大气污，排放是降水呈酸雨的主要原因。SO2污染首先发生在北半球较发达国家，近几十年来，亚洲国家，尤其是中国，已成为全球SO2排放最多的地区和国家之一。1995年我国SO2排放量达2341万吨，超过美国当年的2100万吨，成为世界S02排放第一大国。冶金行业是我国SO2排放的重要来源之一，约占全国SO2排放总量的5%6%，烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%60%，控制烧结机生产过程SO2的排放，是钢铁企业SO2污染控制的重点。亚洲维持世界一半人口的生存，对能源（主要是煤）的需求仍将持续增加，SO2排放仍会快速增长（Callo

12、way,1996)。国际IGBP委员会为此制定了以控制SO2排放为核心的行动计划(IGBP,1996)。目前国内外较为经济实用的脱硫途径包括：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫（FlueCas Desulphurization).本次毕业设计本着环境保护的初衷，主要涉及电除尘和石灰石石膏湿法脱硫工艺，采用了除尘、催化燃烧、吸收和脱水等工艺，使污染物脱除，将复杂污染物成分变成目前工业中较为成熟操作的污染物成分，并回收利用可利用的污染物成分。符合环境保护的宗旨，同时也达到了资源综合利用的目的。V 河南城建学院本科毕业设计 绪论 1 绪论1.1 烟气除尘脱硫的背景 当今世界上电力产量的60

13、%是利用煤炭资源生产的，我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一。其中SO2 是形成酸雨的主要成分，酸雨不仅严重腐蚀建筑物，而且毁坏大面积的森林和农作物，对生态环境产生严重的影响。国家环境保护“十一五”规划纲要中明确提出：“十一五”期间二氧化硫排放量减少10%的削减目标。这一重要约束性指标提出后，2006年火电厂二氧化硫排放总量不但没有减少，反而由2005年的1300万吨增长到1350万吨，增长了3.8%。2007年经过采取节能减排措施，每年二氧化硫排放总量有所减少，但是要完成“十一五”规定的减排任务仍十分艰巨。近期氮氧化物的减排任务也开始提上日程。这将是推动我国火电厂脱硫脱硝行业快速发

14、展的动力和要求。1.2 我国烟气脱硫技术应用现状 我国燃煤工业锅炉烟气脱硫起步较早，但发展缓慢。在80年代之前，我国的FGD技术研究开发基本处于停滞阶段。到了80年代末和90年代，由于我国大气S02污染及酸雨污染日益严重，研究和开发各种烟气脱硫技术日益成为研究热点，先后有60多个高校、科研和生产单位对各种脱硫工艺进行了实验研究。1995年3月我国正式出台了中华人民共和国大气污染防治法修改案，SO2污染防治及酸雨污染防治正式纳入法律条文，以法律形式确保了SO2污染防治及酸雨污染防治。1998年1月国务院以国函19985号文批复国家环保局制定的酸雨和二氧化硫污染控制区划分方案。以上文件对火电厂二氧

15、化硫排放提出了更为严格的要求，促进了我国SO2的控制跃上了一个新台阶。然而我国FGD技术还远未达到西方发达国家的水平，FGD工业化尚处于起步阶段。虽然我国FGD人部分还处于中试和试运行阶段，但近10年来我国在FGD技术方面取得了一定的成绩，一大批烟气脱硫装置的引进，为我国烟气脱硫吸收国外先进、成熟技术奠定了基础。目前，我国研究和开发的烟气脱硫技术也已多达50种以上，相当一部分关键技术，如防腐、耐腐、防垢、防堵塞、灰水分离、气水分离等均取得了较大进展。1.3 烟气脱硫的目的及意义 硫污染问题最早是发达国家面临的突出问题。工业革命以后，以煤炭火力发电厂为主，给空气环境带来严重的污染。如上世纪50年

16、代英国的伦敦烟雾事件，北欧和美国酸雨对于森林和湖泊的破坏，纷纷引起了发达国家对于能源结构的改进的环境污染的治理。我国能源消费结构以煤为主，是世界第一大煤炭生产和消费国。2005年，我国煤炭消费量为21.4亿吨，占一次能源消费总量的68.7%，大量燃烧煤炭造成了严重的环境问题。据统计，全国二氧化硫排放总量的90%是由燃煤造成的，二氧化硫污染已成为主要的大气污染源，有三分之一的国土面积受到酸雨污染，生态环境、大气质量问题突出，已严重影响我国经济社会发展和人民生命健康。随着城市化、现代化以及工业的发展，国民经济的持续快速发展 ,我国生产生活用电需求量、对能源的需求量也在迅速增长。能源的大量消耗，将会

17、导致大量SO2及硫的污染物的生成 ,对我们以及我们赖以生存的环境产生了深刻的影响和损害。目前，随着人们环保意识的增强和国家排污总量收费政策，火电厂大气污染物排放标准等环保政策的强制执行，燃煤电厂SO2排放的治理已势在必行。能源生产部门既要实施高能高效的生产，同时也要满足该领域的环保指标，承担起经济发展中对环境不可推脱的责任。烟气脱硫，是一种应对能源燃烧生产中带来的污染的技术。成功的烟气脱硫技术，为人们在生活与发展中坚持人与自然的和谐提供了技术上的支持；同时也推进在工业、生产等领域的可持续发展。1 河南城建学院本科毕业设计 工程概况 2 工程概况 2.1 单位生产情况设计项目为2×30

18、0MW新建热电厂，该机组为亚临界燃烧，采用低氮燃烧器、控制炉膛温度及燃烧系统的过氧量来控制SOx生成。该位于河南省某市，燃料为该市某煤矿原煤（70%）及掺烧工业区洗中煤（30%），设计耗煤量252.5t/h,日运行20 h，年运行6000 h。治理工程在厂区内80 m ´100 m范围内，烟管出锅炉房的相对标高为4.5 m。2.2 烟气参数 表2.1 原煤组分序号项目符号单位1工作基碳份Car%57.52工作基氢份Har%3.133工作基氧份Oar%2.494工作基氮份Nar%0.005工作基硫份Sar%0.36工作基水份Mar%9.07工作基灰份Aar%26.038可燃挥发份Vda

19、f%14.149工作基低位发热量Qnet，ar MJ/kg21.771 表2.2 原煤组分序号项目符号单位1工作基碳份Car%272工作基氢份Har%2.83工作基氧份Oar%9.54工作基氮份Nar%0.05工作基硫份Sar%0.86工作基水份Mar%1.367工作基灰份Aar%52.08可燃挥发份Vdaf%15.69工作基低位发热量Qnet，ar MJ/kg10.58 表2.3 灰成分分析序号名称符号单位设计煤种校核煤种1二氧化硅SiO2%52.750.982三氧化二铝Al2O3%28.3632.083三氧化二铁Fe2O3%53.854氧化钙CaO%4.644.125氧化镁MgO%1.38

20、1.446氧化钾K2O%1.791.047氧化钠Na2O%0.210.148三氧化硫SO3%1.512.269五氧化二磷P2O5%0.220.6010二氧化钛TiO2%0.860.96 表2.4 气象和地理条件序号气象和地理条件参数1多年平均大气温度15.62多年极端最高气温42.33多年极端最低气温-15.34多年平均相对湿度67%5多年平均风速2.4m/s6累年瞬时最大风速20m/s7最大冻土深度22cm8最大积雪深度22cm9地基承载力230kPa10抗震设防烈度6度11设计基本地震加速度值0.05g备注：排放浓度参照国家相关排放标准2.3主要内容和具体要求 2×300MW新建

21、热电厂锅炉废气排放量和各种污染物的含量及其处理方法的确定。 烟气脱硫净化工艺的确定和净化系统设计方案的分析确定。 脱硫装置的比较和选择：确定脱硫设备的类型、型号及规格，并确定其要运行参数。 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。 风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号和功率。 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定，设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。 图纸6张，其中包括手绘图和CAD制图。4 河南城建学院本科毕业设计 物料平衡计算 3 物料平衡计算3

22、.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 标准状况下理论空气量 =4.76×(1.876CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY) (m3/kg) 式（4.1）式中CY,HY,SY,OY分别为煤中各元素所含质量分数。其中：CY =0.7×0.575+0.3×0.27=0.4835 HY=0.7×0.0313+0.3×0.028=0.03031 SY=0.7×0.003+0.3×0.008=0.0045 OY=0.0249×0.7+0.095×0.3=0.04593所以，Q=4.961m3/kg 标准状况下

23、理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3) =1.867×(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q+0.79Q+0.8NY (m3/kg) 式中 WY煤中水分所占质量分数，%； NYN元素在煤中所占质量分数，%。其中：WY=0.090×0.7+0.3×0.0136=0.06708 NY=0.0141×0.7+0.3×0.010=0.01287所以，Q=5.337m3/kg 标准状态下实际烟气量 式（4.3）式中a空气过剩系数取a=1.4；Q标准状态下理论烟气量，m3/kg;其中标准状态下烟气流量Q以m3/h计，因此，

24、Q=Qs×设计耗煤量。所以，QS=7.3530m3/kg Q=7.3530×252.5×103=1.857× 标准状态下烟气含尘浓度 C= (kg/m3) 式（4.4）式中排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数，这里取20； 煤中不可燃成分的含量； 标准状态下实际烟气量，m3/kg。其中：=0.7×0.26030.3×0.520=0.33821所以，C=9.199×kg/ 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 = (mg/) 式（4.5）式中煤中含可燃硫的质量分数； 标准状态下燃煤产生的实际烟气量，。所以，=1223.99。3.

25、2 除尘、脱硫效率的计算 除尘效率的计算根据2003年火电厂大气污染物排放标准，粉尘含量为200。则除尘效率：×100=97.83 脱硫效率的计算 根据污染物排放标准,二氧化硫含量为100mg每立方米。则脱硫效率为91.83。3.3 石灰石消耗量 式（4.6）式中：吸收剂碳酸钙的耗量，t/h； 需要脱除的SO2摩尔数，mol； 钙硫比，一般为1.021.05； 碳酸钙分子量，g/mol； 石灰石纯度。该电厂脱硫系统所需的吸收剂是采用当地生产的石灰石粉，取纯度为92%，其中 nso2= 式（4.7） 式中：吸收塔入口SO2的浓度，mg/m3； 设计煤种情况下吸收塔入口干标烟气量，； 脱

26、硫效率 SO2分子量，g/mol。则：NSO2=1223.99×1857000×91.83%÷64×10=32613.27mol/h理论上1摩尔的石灰石与1摩尔的二氧化硫反应，但因石灰石块中含有一定的杂质，经过化验石灰石成分之后，可确定钙硫比一般在1.021.05之间，本次设计选用优化值1.03，则：=3.65t/h7 河南城建学院本科毕业设计 烟气脱硫工艺的选择 4 烟气脱硫工艺的选择 在选择脱硫工艺时，FGD系统的最重要的参数是工艺所能达到的脱硫效率。由于烟气脱硫系统的投资和今后的运行、维护费用较高，因此如何因地制宜地选择相适应的脱硫工艺，以降低投资

27、和运行费用是一件非常重要的决策工作。4.1几种常见的脱硫工艺4.1.1石灰石-石膏湿法脱硫工艺 石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺是当今世界各国应用最多和最成熟的湿法工艺, 该工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂, 石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为吸收剂时, 石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内, 吸收浆液与烟气接触混合, 烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收脱除, 最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴, 加热器加热升温后, 由增压风机经烟囱排放, 脱硫渣石膏可以综合利用。 石灰石（石灰）/石膏湿法

28、脱硫主要特点如下： 引进早，技术成熟，可靠性高； 对煤种变化的适应性强； 系统复杂，占地面积较大，一次性建设投资相对较大； 吸收剂资源丰富，价格便宜； 脱硫副产物便于综合利用； 后期处理复杂，二次污染严重； 脱硫系统无法快速响应锅炉负荷的变化运行； 粉尘排放浓度较难满足要求； 整个系统物料处于浆状，制浆、喷淋系统易结垢、堵塞，工艺复杂，系统管理、维护费用较高。 脱硫效率高。4.1.2 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺（LSD法） 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺是一种在国外有较多应用的烟气脱硫工艺，特别在欧州应用多,原西德截止1990年有2480MW容量的燃煤 机组采用喷雾干燥法烟气脱硫装置。这种工艺相对

29、于传统的石灰石一石膏法来说,具有设备简单、投资较低、占地而积小等特点、但脱硫率相对较低。针对我国国情而言则具有一定的推广价值 。目前在山东黄岛电厂进行的中日合作项目高硫煤烟气脱硫试验工程采用的就是这种旋转喷雾烟气脱硫工艺。旋转喷雾烟气脱硫是利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液以雾状形式喷入吸收塔内，发生化学反应过程中，又不断吸收烟气中的热量使雾料中水份蒸发干燥，最后完成脱硫后的废渣以干态灰渣形式排出。旋转喷雾法烟气脱硫工艺具有如下特点: 投资费用较低； 设备简单、维护量小； 占地面积较少； 能耗低、水耗低, 运行费用主要是购置生石灰的费用； 脱硫效率不高，多在7090%之间； 适应性广，技术日趋成

30、熟。4.1.3 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺（LIFAC法）炉内喷钙加尾部增湿活化器脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛8501150温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，受到传质过程的影响，反应速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.5及以上时，系统脱硫率可达到65-80%。由于增湿水的加入烟气温度下降，一般控制出口烟气温度高

31、于露点温度10-15，增湿水由于吸收烟气热量而被迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。该法的主要特点： 工艺简单灵活，投资少，占地面积小，能耗低； 吸收剂一般为石灰石，利用率较低，约2.5%； 脱硫效率中等，一般为(7585)%； 耗水量小，无污水排放，在燃煤含硫量不高的中小容量机组中应用优势突出； 对锅炉和烟气处理系统略有影响； 副产品为CaSO3和CaSO4，对粉煤灰利用有影响。4.1.4 烟气循环流化床脱硫（CFB）工艺循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室

32、中部送入。锅炉排出的未经脱硫的烟气从底部进入吸收塔，烟气经吸收塔底文丘里结构加速后与加入的消石灰、循环灰及水发生反应，除去烟气中的SO2等气体。烟气中夹带的吸收剂和脱硫灰，在通过吸收塔下部的文丘里管时，受到气流的加速而悬浮起来，形成激烈的湍动状态，使颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新，从而极大地强化了气固间的传热、传质。同时为了达到最佳的反应温度，通过向吸收塔内喷水，使烟气温度冷却到露点温度以上20左右。携带大量吸收剂和反应产物的烟气从吸收塔顶部侧向下行进入脱硫除尘器，进行气固分离，经气固分离后的烟气含尘量不超过50mg/Nm3。为了降低吸收剂的耗量，大部分收

33、集到的细灰及反应混合物返回吸收塔进一步反应，只有一小部分被认为不再具有吸收能力的较粗颗粒被作为脱硫副产物排到电厂脱硫灰库。最后经除尘器净化后的烟气经引风机排入烟囱。烟气循环流化床脱硫工艺主要特点如下： 综合造价低； 维护工作量和费用低； 电耗低,烟气循环流化床脱硫工艺的电耗占发电量的0.5%-0.7%； 水耗量低； 不需要考虑防腐； 工艺简单可靠，不受燃煤含硫量限制； 对锅炉负荷适应力强，通过调节吸收剂加入量、水量、吸收塔压降，能快速相应锅炉负荷的变化情况。4.2 脱硫工艺的比较特性炉内喷钙喷雾干燥LIFACCFBSO2脱除率（%）3550%8590%7585%90%以上使用的吸收剂石灰、石灰

34、石石灰石灰石粉石灰/石灰石脱硫副产品的处置与利用灰场堆放、土地回埋灰场堆放、土地回埋灰场堆放、土地回埋灰场堆放、土地回埋对电厂现有设备的影响由于灰量增加，除尘器效率应提高，对烟气压降影响最小烟道中可能有积灰，烟气压降增加烟气性质变化对除尘器有影响，烟道中可能有灰， 烟气压降增加烟气性质变化对除尘器有影响，烟道中可能有积灰，锅炉水冷壁空预器积灰增加。对电厂的发电机组和设备运行的影响锅炉水冷壁管有结焦的可能，空预器堵塞，粉尘排放增加，电耗增加很少，无废水排放，飞灰综合利用困难电耗有中等程度增加，耗水量有中等程度增加，脱硫灰综合利用待开发电耗有中等程度增加，耗水量有中等程度增加，脱硫灰综合利用待开发

35、电耗有中等程度增加，耗水量有中等程度增加，脱硫灰综合利用待开发运行经验已有商业化运行，供应厂商不多已有成熟的商业运行经验，有几个供应商可供货已投入商业化运行，仅有一家供应商供货已投入商业化运行，有几个供应商供货费用约为机组投资3%，运行费用高约占机组总投资8%约占机组总投资5%约占机组总投资6% 表3.1 脱硫工艺的比较4.3脱硫工艺的选择 根据以上的分析，并结合该设计电厂的实际情况，该电厂机组容量较大（2×300MW），并是新建工程项目，对烟气除尘和脱硫要求较高，均要求达到95%以上。炉内喷钙适用于300MW以上的电厂，故不适用于该电厂；喷雾干燥法脱硫工艺脱硫效率较低，系统机械传动

36、部件较多，而故障率较高，占地面积大，且到目前为止尚无用于300MW机组脱硫的先例，也不适用于该电厂；而湿式石灰石石膏法脱硫技术具有工艺最为成熟、运行可靠性最高、吸收剂资源广泛、成本低廉、反应速度快、设备简单、脱硫效率高、钙利用率高、其废渣可抛弃也可作为石膏回收、对高硫煤脱硫率可达90%以上、对低硫煤脱硫率可达95%以上、适用煤种及机组范围广运行稳定、适合水源较充足地区及大型燃煤电站安装使用等优点，该工艺最大的优势在于国产化水平高，这对降低工程成本和运行费用非常的重要，而且已经在600MW机组得到商业运行。当燃煤含硫量大于1，钙硫比等于1时，脱硫率可达98以上，排烟温度在55左右，经过GGH加热

37、后，能够满足本工程的要求。综上所述，石灰石-石膏湿法烟气脱硫在该自备电厂新建脱硫项目中体现了较为明显的优势，比其他脱硫工艺更加适合该电厂的具体情况。因此，该方案采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺进行该电厂2×300MW工程的新建脱硫装置。4.4石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统4.4.1烟气系统 锅炉出来的烟气经过电气除尘器除尘后，依次经过引风机和增压风机增压后进入气气换热器（GGH）的冷却侧降温，然后进入吸收塔系统除去SO2，再经过气气换热器（GGH）的加热侧升温后，通过烟囱排入大气。烟道设有旁路系统。进出口挡板门为双挡板型式，在脱硫系统运行时打开。旁路挡板门也为双挡板型式，在吸收塔系

38、统运行时关闭。当吸收塔系统停运、事故或维修时，入口挡板和出口挡板关闭，旁路挡板全开，烟气通过旁路烟道经烟囱排放。4.4.2 so2吸收系统 烟气由进气口进入吸收塔的吸收区，在上升过程中与石灰石浆液逆流接触，烟气中所含的污染气体绝大部分因此被清洗入浆液，与浆液中的悬浮石灰石微粒发生化学反应而被脱除，处理后的净烟气经过除雾器除去水滴后进入烟道。吸收塔内烟气上升流速为2.55m/s并配有喷淋层，每组喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔上流区的横截面。喷淋系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台与之相连接的吸收塔浆液循环泵。 每台吸收塔配多台浆液循环泵

39、。运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来确定。吸收塔排放泵连续地把吸收浆液从吸收塔送到石膏脱水系统。通过排浆控制阀控制排出浆液流量，维持循环浆液浓度在大约825wt。脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm3。两级除雾器采用传统的顶置式布置在吸收塔顶部或塔外部，除雾器由聚丙烯材料制作，型式为折流板型，两级除雾器均用工艺水冲洗。冲洗过程通过程序控制自动完成。4.4.3 石灰石浆液制备系统 浆液制备通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式。不同的制浆方式所对应的设备也各不相同。至少包括以下主要设备：磨机（湿磨时用）、粉仓（干粉制浆时用）、浆

40、液箱、搅拌器、浆液输送泵。每个系统设置一个石灰石浆液箱，每塔设置2台石灰石浆液供浆泵。吸收塔配有一条石灰石浆液输送管，石灰石浆液通过管道输送到吸收塔。每条输送管上分支出一条再循环管回到石灰石浆液箱，以防止浆液在管道内沉淀。4.4.4 石膏脱水系统 石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。石膏旋流站底流浆液由真空皮带脱水机脱水到含90固形物和10水分，脱水石膏经冲洗降低其中的Cl浓度。滤液进入滤液水回收箱。脱水后的石膏经由石膏输送皮带送入石膏库房堆放，后由螺旋卸料装置卸至汽车运输。4.4.5 供水和排放系统 供水系统 从电厂供水系统引接至脱硫岛的水源，提供脱硫岛工业和工艺水的需要。

41、工业水主要用户为：除雾器冲洗水及真空泵密封水。冷却水冷却设备后排至吸收塔排水坑回收利用。工艺水主要用户为：1）石灰石浆液制备用水；2）烟气换热器的冲洗水；3）所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水。 排放系统 FGD岛内设置一个公用的事故浆液箱，事故浆液箱的容量应该满足单个吸收塔检修排空时和其他浆液排空的要求，并作为吸收塔重新启动时的石膏晶种。 吸收塔浆池检修需要排空时，吸收塔的石膏浆液输送至事故浆液箱最终可作为下次FGD启动时的晶种。事故浆液箱设浆液返回泵（将浆液送回吸收塔）1台。FGD装置的浆液管道和浆液泵等，在停运时需要进行冲洗，其冲洗水就近收集在各个区域设置的集水坑内，然后用泵送至

42、事故浆液箱或吸收塔浆池。14 河南城建学院本科毕业设计 主要设备尺寸、规格的计算5 主要设备尺寸、规格的计算5.1 除尘器5.1.1除尘器类型的确定 各种除尘器的比较 表5.1 各种除尘器性能的比较除尘器的名称除尘效率阻力 费用文丘里除尘器 90%-98%4000-10000Pa少电除尘器90%-99.9%50-130Pa大袋式除尘器95%-99%1000-1500Pa中 从选择除尘器的原则来看，首先是除尘效率和出口浓度，应当排除离心式除尘器和洗涤式除尘器，因为他们的除尘效率极低，一般为80%到95%。根据之前0电除尘器。其次从粉尘的特性以及烟气的条件来看，燃煤电站锅炉燃煤粉尘的黏性和亲水性都

43、不适合用湿式除尘器来处理，并且湿式除尘器结构复杂，投资较大。故只有电除尘器和袋式除尘器满足设计要求。 袋式除尘器的特点 1) 袋式除尘器的优点： a. 袋式除尘器对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的气体净化效率较高，一般可达99%以上； b. 袋式除尘器可以捕集多种干扰粉尘，特别是高比电阻粉尘； c. 含尘气体浓度在相当大的范围内变化时对袋式除尘器效率和阻力影响不大； d. 袋式除尘器可设计制造出适应不同气量的含尘气体的要求； e. 袋式除尘器可以做成小型的，安装在散尘设备附近，占地面积小； f. 袋式除尘器运行性能稳定可靠，无污泥处理和腐蚀等问题，操作维护简单。 2) 袋式除尘器的缺点：

44、a. 袋式除尘器的应用主要是受滤料的耐温和耐腐蚀等性能影响； b.不适合含粘结和吸湿性强的很尘气体； c. 据初步统计，用袋式除尘器净化大于17000含尘量的投资费用要比电除尘器高，而小于17000，则袋式除尘器比较省。 电除尘器的特点 1)电除尘器的优点 a. 吸尘效率高，电除尘器装置可通过加长电场长度达到99%以上除尘效率； b. 吸尘效率稳定，电除尘器能长期保持高效的除尘效率； c. 烟气阻力小，总能耗低； d.适用范围大； e. 可处理大容量烟气，这样的气量用袋式除尘器或用旋风除尘室极不经济的； f. 捕集到的粉尘干燥，无二次污染，维护保养简单。 2）电除尘器的缺点： a. 一次投资大

45、，电除尘器和其他除尘器相比，结构极为复杂，耗用钢材量较大，每个电场需配备一套高压供电装置及控制设备，因此价格大；b. 对粉尘的比电阻有严格的要求，烟气中粉尘的比电阻对电除尘器的运行有较大的影响。 除尘器选择结论 从以上的优缺点比较分析可知：本课题设计用电除尘器。 首先从除尘器的进口粉尘浓度来看，除尘器浓度较高，且必须达到最低97.5%的净化效率，燃煤电站中，燃煤费用占整个发电成本的60%到70%之间。所以。尽管含尘量大的煤对锅炉对流受热面有磨损，但为了降低成本，煤粉炉不得不用含灰量大的价格便宜的煤。导致锅炉出口粉尘浓度较高，不适合用袋式除尘器。若用袋式除尘器，高浓度的粉尘会导致除尘器的清灰频率

46、增加，布袋磨损加剧，加快更换布袋的时间，寿命变得更短；其次，从两种投资和运行费用来看，尽管电除尘器的一次投资费用较大，但袋除尘器的阻力较大，布袋更换导致其运行费用大，总的费用来看电除尘器的设备费加上20年左右的运行费用比大多数袋除尘器费用低；再次，使用年限来看。袋除尘器的使用寿命为1到5年，而电除尘器的使用寿命为5到10年甚至为20年，刚好为一般小型电厂锅炉的使用年限。从上述几点可以看出，燃煤电站比较适合用电除尘器来处理烟尘，虽然电除尘器也有缺点，不过随着科学技术的进步，可以逐渐克服。5.1.2 电除尘器的设计计算电除尘器的选型 电除尘器型号的确定 设计选用单区电除尘器，即粒子的的捕集和荷电是

47、在同一个区域中进行的。收尘极和放电极也在同一个区域。单区电除尘器按结构类型可分为立式和卧式电除尘。立式电除尘器中的气流是自上而下垂直运动，一般用于烟气流量较小，除尘效率不太高的场合。立式电除尘器较高，气体通常直接排入大气，所以正压下运行。它的主要优点是占地面积小。卧式电除尘器内的气流是沿水平方向流动。它的优点是按照不同除尘效率的要求，可任意增加电厂长度和电厂个数；能分段供电；适合于负压操作，引风机的寿命较长。本次设计采用卧式电除尘器。按清灰方式可分为干式和湿式。干式清灰是通过冲击振动来剥离电极上的粉尘，收集的粉尘是干燥的，便于综合利用。湿式清灰是用水冲洗电机，一般只在易爆气体净化或烟气温度过高

48、，没有泥浆处理设备时才使用。设计清灰选用干式。按电极形状可分为板式，管式和棒帷式电除尘器。板式电除尘器的收尘极呈板状。为了减少粉尘的二次飞扬和增加极板的刚度，通常将极板轧制成不同的凹凸槽型。管式电除尘器的收尘极由一根或一组截面呈圆形、六角形或方形的管子构成，放电极位于罐子中心。通常用于除去气体中的液滴。棒式电收尘器极使用8钢筋编成棒帷状，它结实，耐腐蚀，不易变形，但自重大，耗刚材多。本次设计采用板式电除尘。按电极的大小分常规电除尘和宽间距电除尘器。同极距在400mm以上的成为宽间距电除尘，它在本体结构上与常规电除尘没有根本区别。但由于间距的加大，供电机组的电压的提高，有效电场强度大，板电流密度

49、均匀，趋进速度提高，有利于净化高比电阻粉尘，因此本次设计采用宽间距电除尘。综上所述，本次设计选用卧式、板式、无辅助电极的宽间距（400mm）电除尘器。 电除尘器的台数 4×W机组单台锅炉的烟气量（1.857×），采用6台电除尘器并联使用。 电厂风速（）的确定 烟气在电除尘器内流速大小的选取，视电除尘器规格大小和被处理的烟气特性而定，一般在0.41.5范围内。虽然从德意希效率公式来看，电厂风速与收尘效率无关，但对具有一定尺寸收尘极板面积的电除尘器而言，过高的电厂风速不仅使电厂长度增加，占地面积加大，而且会引起大的粉尘二次飞扬，降低除尘效率；反之，在一定的处理烟气量下，过低的电厂风速必然需要大的电厂断面，这样导致设备庞大，不经济，所以电厂风速的选择应适当