燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理

燃煤锅炉烟气除尘脱硫设备运转与管理第一章燃煤及污染物煤炭现主要用于电力、钢铁、化工、水泥建材及民用燃料，其中电厂锅炉及工业锅炉耗煤占70%，尤其是火电厂是我国最大的耗煤行业，其耗煤占全国耗煤量的50%-65%。<环境污染治理设备运营资质答应管理方法>对大气污染控制资质培训主要内容是燃煤锅炉烟气除尘脱硫设备运转与管理大气污染热电厂——燃煤型污染引见：我国的大气污染情况

1997年我国能源消费构造我国煤炭耗费与部分污染物排放年分煤炭消耗（亿吨）

污染物排放（万吨）2000年161995二氧化硫2003年12.45

2158.7二氧化硫1048.7烟尘1500氮氧化物全国工业SO2、烟尘、粉尘排放量比较2003年大气污染物排放总量又有所上升2003年二氧化硫排放总量2220万吨，超环境容量80%万吨火力发电火电厂是我国控制酸雨和空气污染的

关键行业〔2003年数据〕工程总量火电装机容量〔亿千瓦〕3.842.86〔74.3％〕发电量〔亿千瓦时〕1908015800〔82.8％〕原煤耗费〔亿吨〕169〔56.3％〕二氧化硫排放〔万吨〕2158.7〔工业〕1331.9〔61.7％〕烟尘排放〔万吨〕1048.7〔工业〕486.6〔46.4％〕燃煤产生的主要污染物燃煤产生的主要污染物有烟尘、SO2、NOX和碳氧化物。目前遭到排放限制的污染物是烟尘、SO2、NOX。烟尘：是指冶金过程或熄灭过程中所构成的固体微粒。粒径0.1-200微米。降尘大于10，飘尘小于10.〔可吸入颗粒物〕；总悬浮颗粒物是指悬浮在大气中不易沉降的一切的颗粒物，包括各种固体微粒，液体微粒等，直径通常在０.１－１００微米之间。硫氧化物〔SOx〕主要是SO2和SO3，燃煤和石油产生。1t煤中含硫5—50kg，1t石油中含硫5—30kg。危害：腐蚀性较强；损害植物叶片，影响生长；刺激呼吸系统，引起肺气肿和支气管炎，致癌作用；构成酸雨，生成二次污染物硫酸气溶胶危害更大。2〕氮氧化物〔NOx〕主要是NO和NO2，来自矿物燃料熄灭和化工厂及金属冶炼厂排放的废气。危害：NO和血红蛋白结合比CO亲和力大数百倍;NO2那么具有腐蚀性和刺激作用，能损害农作物；引起呼吸道疾病；构成光化学烟雾和酸雨的主要要素。硫酸烟雾硫酸烟雾：大气中的SO2等硫化物，在有水雾、含有重金属的飘尘或氮氧化物存大时，发生一系列化学或光化学反响而生成硫酸盐或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反响等危害，要比SO2气体剧烈得多。1952.12.5～8，英国伦敦烟雾事件。2.1燃煤工业锅炉2.1.1概述1.锅炉一种能量转换设备，把燃料中的化学能经过熄灭转换为热能，加热给水，从而产生一定温度和压力的蒸汽或热水。第二章燃煤工业锅炉锅炉：锅—盛装水和气并接受压力的部分，作用：吸收炉放出的热量，把水加热到一定温度和压力〔热水锅炉〕或蒸汽〔蒸汽锅炉〕；炉—燃料与空气发生化学反响产生高温火焰和烟气的部分，作用:最大限制的把燃料的热能释放出来；附属设备、附件及仪表—保证锅炉正常运转。压力表三大平安附件平安阀水位计2.锅炉的分类按用途、烟气的流动、燃料、出厂方式、输出介质、水循环方式、吨位、压力、熄灭方式、通风方式、安装方式分类。3.锅炉常用物理量和形状目的锅炉在熄灭和传热过程中情况是由各种物理量来表示。〔1〕温度热力学温度，符号是“K〞；摄氏温度，符号是“℃〞；华氏温度，符号是“F〞。〔2〕压力帕斯卡，符号是“Pa〞，锅炉常以MPa为单位。锅炉的压力由于水受热汽化为蒸汽后体积膨胀所导致。大气压力，符号为“atm〞；表压力是指压力表上的数值，是容器内压力高于或低于大气压的部分；〔铭牌上标为表压力〕绝对压力指实践压力，数值等于表压力加大气压力。〔3〕热量热量是指物体吸收或放出热的数量，用符号Q。焦耳，用符号“J〞表示、kJ为单位。焦耳是法定计量单位，卡是非法定计量单位。〔4〕蒸发量(出力)对于热水炉来讲就是锅炉消费热水放出的热量，单位为kJ／h；采用法定计量单位制后，热水锅炉的出力，改用热功率表示，单位为MW/h。2.2、锅炉分类可以从不同角度出发对锅炉进展分类：

1.按构造方式可分为锅壳锅炉〔火管锅炉〕、水管锅炉和水火管锅炉。

2.按用途不同可分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉等。

3.按容量大小可分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。习惯上，蒸发量大于100t／h的锅炉为大型锅炉，蒸发量20～100t／h的锅炉为中型锅炉，蒸发量小于20t／h的锅炉为小型锅炉。4.按蒸汽压力大小可分为低压锅炉〔p≤2.5MPa〕、中压锅炉〔2.5MP＜p≤5.9MPa〕、高压锅炉〔p＝9.8MPa〕、超高压锅炉〔p＝13.7MPa〕等。

5.按燃料和能源种类不同可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热〔余热〕锅炉等。

6.按燃料在锅炉中的熄灭方式可分为层燃炉、沸腾炉、室燃炉。

7.按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强迫循环锅炉、直流锅炉等。2.3锅炉构造锅炉的构造，是根据所给定的蒸发量或热功率、任务压力、蒸汽温度或额定进出口水温，以及燃料特性和熄灭方式等参数，并遵照<蒸汽锅炉平安技术监察规程>、<热水锅炉平安技术监察规程>及锅炉受压元件强度计算规范等有关规定确定的。一台合格的锅炉，不论属于那种方式，都应满足“平安运转，高效低耗，消烟除尘，保产保暖〞的根本要求。锅炉任务表示图2.4锅炉型号一、燃煤、燃油、燃气、生物持锅炉型号〔一〕型号：按JB/T1626-92<工业锅炉产品型号编制方法>规定，锅炉号由三部分组成，各部分之间用短横线相连，如下面式样表示第三章燃煤电厂锅炉概述第一节锅炉设备的作用及构成锅炉是能源工业开展的主要组成部分——火力发电站三大主机之一；火力发电三种能量转换；表1-1典型电厂锅炉简况

二、锅炉设备的构成1.锅炉本体构成锅炉的根本组成部分称为锅炉本体，由汽锅、炉子及平安附件组成。1〕汽锅——锅炉本体中汽水系统，高温熄灭产物烟气经过受热面将热量传送给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化，生成蒸汽。2〕炉子——锅炉本体中熄灭设备，熄灭将燃料的化学能转化为热能3〕平安附件——水位计、压力表、平安阀2、气水系统3、熄灭系统2．锅炉辅机给煤机、磨煤机、送风机、吸风机、给水泵、吹灰器、碎渣机、除尘器、灰浆泵。三、电站锅炉的分类及型号2、锅炉型号的表示方法第二节锅炉熄灭实际根底〔p18〕1〕着火前的预备：煤粉进入炉膛至着火前这一阶段为着火前的预备阶段。在此阶段内，煤粉中的水份蒸发，挥发份析出，煤粉温度升高到着火温度，故又称为枯燥、挥发阶段，这是一个吸热阶段。这个阶段在炉膛内为着火区。①预热枯燥。105℃左右时，水分蒸发

〔2〕熄灭阶段：当煤粉温度升高到着火点，而煤粉浓度又适宜时，开场着火进入熄灭阶段。挥发份首先着火熄灭并放出大量热量，对焦炭直接加热，于是焦炭在高温下熄灭。此阶段是一个剧烈放热阶段，在炉膛中为熄灭区。②干馏。300℃左右时，挥发物不断析出并与空气混合，开场熄灭。③固定碳的熄灭。挥发物熄灭后，炉膛温度不断升高，固定碳逐渐点燃

〔3〕燃烬阶段：未燃烬的少量固体炭继续熄灭，直到燃烬。此阶段是在氧气供应缺乏，气粉混合较弱，炉内温度较低的情况下进展的，过程时间长。此阶段在炉膛中为燃烬区。

这些阶段的划分不是绝对的，不能截然分开，其实它们是相互联络并交错进展的。并且各个阶段的长短与煤粉性质有关，与锅炉设备的构造和操作方法也有关。三、熄灭条件燃料完全熄灭的条件1〕空气条件：按熄灭不同阶段供应相顺应的空气量。2〕温度条件：只需到达着火温度，才干与氧化合而熄灭。着火温度：在氧存在下可燃质开场熄灭必需到达的最低温度。各种熄灭的着火温度见表2-2，P26。3〕时间条件燃料在熄灭室中的停留时间影响熄灭完全的程度。反响速度随温度升高而加快，T↑——t↓。4〕熄灭与空气的混合条件燃料与空气中氧的充分混合是有效熄灭的根本条件。在大气污染物排放量最低条件下实现有效熄灭的四个要素：空气与燃料之比、温度(temperature)、时间(time)和湍流(torrent)，后三者通常称为熄灭过程的“三T〞。熄灭设备简介

根据燃料在炉内的熄灭方式不同分四种：火床熄灭、火室熄灭、沸腾熄灭和旋风熄灭。第三节煤的组成及其性质一、元素分析和工业分析测定煤组成的方法分工业分析和元素分析两大类。

二、煤的成分通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而构成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质〔主要含硅、铝、钙、铁等元素〕。煤的构造复杂。1、碳碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。碳含量随煤化度的升高而添加。个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90％以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98％。因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。固定碳含量越高，越南熄灭；2、氢3、硫4、氧5、氮6、灰分7、水分三、煤的工业成分分析工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳以及估测硫含量和热值，这是评价工业用煤的主要目的。

1、水分指单位分量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在形状。普通以煤的内在水分作为评定煤质的目的。煤化程度越低，煤的内部外表积越大，水分含量越高。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的储存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃；在运输时，会添加运量，浪费运力，添加运费；炼焦时，耗费热量，降低炉温，延伸炼焦时间，降低消费效率；熄灭时，降低有效发热量；在高寒地域的冬季，还会使煤冻结，呵斥装卸困难。只需在压制煤砖和煤球时，需求适量的水分才干成型。2、灰分是指煤在规定条件下完全熄灭后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高，热效率越低；熄灭时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和熄灭，同时呵斥排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严重影响焦炭质量。3、挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进展分类的主要目的，并被用来初步确定煤的加工利用性质。煤的挥发分产率与煤化程度有亲密关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分逐渐降低。4、固定碳测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物第一节煤炭熄灭前的脱硫技术一、煤中硫的性质煤中硫分，按其存在的形状分为有机硫和无机硫两种。有的煤中还有少量的单质硫。煤中的有机硫，是以有机物的形状存在与煤中的硫，其构造复杂，至今了解的还不够充分，大体有以下官能团：硫醇类，R-SH(-SH，为硫基)；噻吩类，如噻吩、苯骈噻吩、硫醌类，如对硫醌、硫醚类，R-S-R';硫蒽类等

第九章煤炭熄灭前与熄灭中的脱硫技术简介煤中无机硫，是以无机物形状存在于煤中的硫。无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫，少部分为白铁矿硫，两者是同质多晶体。还有少量的ZnS,PbS等。硫酸盐硫主要存在于CaSO4中。

煤中硫分，按其在空气中能否熄灭又分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中熄灭，都是可燃硫。硫酸盐硫不能在空气中熄灭，是不可燃硫。煤熄灭后留在灰渣中的硫〔以硫酸盐硫为主〕，或焦化后留在焦炭中的硫〔以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主〕，称为固体硫。煤熄灭逸出的硫，或煤焦化随煤气和焦油析出的硫，称为挥发硫〔以硫化氢和硫氧化碳等为主〕。煤的固定硫和挥发硫不是不变的，而是随熄灭或焦化温度、升温速度和矿物质组分的性质和数量等而变化。煤中各种形状的硫的总和称为煤的全硫〔St〕。燃煤脱硫技术可划分为：1.熄灭前脱硫原煤在投入运用前，用物理、物理化学、化学及微生物等方法，将煤中的硫份脱除掉。炉前脱硫能除去灰分，减轻运输量，减轻锅炉的粘污和磨损，减少灰渣处置量，还可回收部分硫。煤的洗选技术、煤的转化。2.熄灭中脱硫在熄灭过程中，在炉内参与固硫剂，使煤中硫分转化为硫酸盐，随炉渣排除。型煤固硫及流化床熄灭脱硫。3.熄灭后脱硫烟气脱硫。二、煤炭的物理脱硫技术1.洗煤技术■洗煤又称选煤，是经过物理或物理化学方法将煤中的含硫矿物和矸石等杂质去除，来提高煤的质量。是燃前除去煤中矿物质，降低硫含量的主要手段。■煤炭经洗选后，可使原煤中的含硫量降低40％一90％，含灰分降低50％一80％。■目前广泛采用的选煤工艺仍是重力洗选法。1、重力洗选：利用煤与杂质密度不同进展机械分别。硫的净化效率取决于煤中黄铁矿的颗粒大小及无机硫含量。有机硫含量大，或煤中黄铁矿嵌布很细时，仅用重力脱硫法，精煤硫分很难到达要求。2、跳汰选煤淘汰分选原理图跳汰式洗煤机入洗粒度≤30mm；筛板槽框宽18mm；跳汰面积：3.6m2；水压：0.8-1公斤/平方厘米；用水量150吨/小时处置煤泥设备和压滤机配套运用浓缩机，即可提高洗煤机产量、又处理了环保问题。3、浮选法：用于处置粒径小于0.5mm的煤粉，利用煤与矸石、含硫矿物的性质不同进展分别。4、高梯度磁分别法：利用煤与黄铁矿的磁性不同(黄铁矿是顺磁性物质，煤是反磁性物质)，将黄铁矿分别去除，脱硫效率约60％。三、煤炭的化学脱硫技术〔P124〕1、化学氧化脱硫法：将煤破碎后与硫酸铁溶液混合，在反响器中加热至120℃左右，硫酸铁与黄铁矿反响生成硫酸亚铁和S，通人O2将硫酸亚铁氧化为硫酸铁。2、微波辐射法：煤中黄铁矿的硫最容易吸收微波，有机硫次之，煤基质根本不吸收微波。微波吸收后减弱化学键，用浸取液洗涤煤中硫，可以去无机硫和有机硫，还没在工业上运用。四、煤炭的生物脱硫技术第二节煤炭熄灭中的脱硫技术在我国主要采用的技术有三种：型煤固硫、炉内喷钙技术和循环流化床熄灭脱硫技术。1.型煤固硫型煤：运用外力将粉煤挤压制成具有一定强度且块度均匀的固体型块。型煤固硫：选用不同煤种、以无粘结剂法或以沥青等粘结剂，用廉价的钙系固硫剂，经干馏成型或直接压制成型。美国型煤加石灰固硫率达87%，烟尘减少60%；日本蒸汽机车用石灰使型煤固硫率达70%~80%，脱硫费用仅为选煤的8%。民用蜂窝煤和煤球加石灰固硫率可达50%以上，工业锅炉型煤加石灰固硫意义艰苦。固硫剂普通有石灰粉及碱性工业废渣〔电石渣〕。成型设备多采用单螺杆挤压成型机和对辊成型机。压球机蜂窝煤机2.炉内喷钙脱硫炉内喷钙脱硫：煤的熄灭过程中参与钙基固硫剂而到达脱除烟气中二氧化硫目的。特点：投资小、工艺简单、易操作、占地省。〔1〕炉内喷钙技术原理钙基脱硫剂：主要为石灰石(CaCO3)、熟石灰(Ca(OH)2)、白云石(CaCO3-MgCO3)。煅烧反响为：CaCO3→CaO+CO2↑影响煅烧反响和脱硫率的主要要素——微孔构造比外表积、孔容积、空隙率、孔径分布；比外表积及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3为最小。煅烧产物CaO与SO2可发生如下的反响：CaO+SO2→CaSO3CaSO3+1/2CaO2→CaSO4CaO对SO2的吸收包括如下几个过程：1〕SO2从主气流向颗粒外外表转移的气相传质；2〕SO2在多孔介质内的分散；3〕SO2在孔壁上的吸附；4〕SO2与CaO的化学反响以及产物层的构成；5〕SO2经过产物层向未反响CaO外表的分散。〔2〕炉内喷钙脱硫技术的现状炉内喷钙脱硫在煤粉炉未广泛运用的缘由：炉内喷入的脱硫剂容易发生烧结，外表积快速减少，反响活性和反响速率降低；当温度超越1300℃时，所产生的产物CaSO4易于分解成CaO和SO2；脱硫率较低((10~30)%)新的研讨进展提高吸收剂的活性，改善SO2的分散过程；以有机钙盐替代石灰石；以有机固体废弃物和石灰制备有机钙混合物。优点：有机钙具有一定的热值，能降低