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任務(wù)書(shū) 題目名稱 燃煤電廠煙氣石灰噴霧干燥法 脫硫工程設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 燃煤電廠煙氣石灰噴霧干燥法脫硫工程設(shè)計(jì)，包括石灰噴霧干燥法脫硫的工藝原理、石灰噴霧干燥法脫硫工藝、主體設(shè)備選型和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)，管道輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程投資概算等。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 廢氣處理量：畢業(yè)實(shí)習(xí)收集，或者“按產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)”； 廢氣成分：畢業(yè)實(shí)習(xí)收集，或者“按產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)”； 畢業(yè)實(shí)習(xí)10天以上；實(shí)習(xí)報(bào)告（含資料調(diào)研報(bào)告）10000字以上； ??? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30000字以上； 繪制工程設(shè)計(jì)圖紙8張（A4）以上。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 查閱和翻譯文獻(xiàn)資料； 參與畢業(yè)實(shí)習(xí)并編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告； 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； 進(jìn)行工程概算和運(yùn)行可行性分析； 繪制工程設(shè)計(jì)圖紙。 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容 起止日期 1 參與畢業(yè)實(shí)習(xí) 3月15日~4月12日 2 編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告、查閱和翻譯文獻(xiàn)資料 4月13~4月25日 3 研究設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 4月26日~5月10日 4 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5月11日~5月25日 5 進(jìn)行工程概算和運(yùn)行可行性分析 5月26日~5月29日 6 繪制工程設(shè)計(jì)圖紙 5月30日~6月8日 7 答辯準(zhǔn)備及答辯 6月9日~6月12日 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1. 王志魁主編 . 化工原理 .第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.10 2. 赫吉明 馬廣大主編 . 大氣污染控制工程. 第二版.北京：高等教育出版社，2002 3. 賀匡國(guó)主編.化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，1989 4. 黃學(xué)敏.張承中主編. 大氣污染控制工程實(shí)踐教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.9 5. 立本英機(jī).安部郁夫（日）主編.高尚愚譯編. 活性炭的應(yīng)用技術(shù)ü其維持管理及存在問(wèn)題.南京：東南大學(xué)出版社，2002.7 6. 林肇信主編.大氣污染控制工程.高等教育出版社.1991.5 7. 全燮.楊鳳林主編. 環(huán)境工程計(jì)算手冊(cè).中國(guó)石化出版社.2003.6 8. 吳忠標(biāo)主編 . 實(shí)用環(huán)境工程手冊(cè)ü大氣污染控制工程 化學(xué)工業(yè)出版社. 2001.9 9. 姜安璽主編. 空氣污染控制 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003 10. 朗曉珍. 楊毅宏主編. 冶金環(huán)境保護(hù)及三廢治理技術(shù). 東北大學(xué)出版社. 2002 11. 童志權(quán)等主編. 工業(yè)廢氣污染控制與利用. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1988 12. 王紹文.張殿印.徐世勤.董保澍主編. 環(huán)保設(shè)備材料手冊(cè).冶金工業(yè)出版社 2000.9 13. 朱世勇，《環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001 14. 李光超，《大氣污染控制技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 15. 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Dry Removal of Gaseous Pollutants from Flue Gases with the GFB(FGD by CFB).Lurgi Report,Germany,1990.. 22. 劉天齊主編，三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)：廢氣卷，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 1999.5 發(fā)出任務(wù)書(shū)日期：20xx年3月10日 指導(dǎo)教師簽名： 預(yù)計(jì)完成日期：20xx年6月12日 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 主管院長(zhǎng)簽章： 2 建模煙氣脫硫噴霧干燥吸收 摘要 詳細(xì)的模型煙氣脫硫噴霧干燥的吸收與石灰漿液。該模型相結(jié)合穩(wěn)定狀態(tài)的一維噴霧干燥塔模型與單壓降模型SO2的吸收與瞬時(shí)不可逆轉(zhuǎn)反應(yīng)在一個(gè)僵化的霧滴含有均勻分散的罰款石灰顆粒。液滴其次是從霧化直至形成一個(gè)連貫的多孔殼周?chē)稍锏囊旱巍Ｔ撃Ｐ偷慕Y(jié)果驗(yàn)證了對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)噴霧干法煙氣脫硫的結(jié)果，顯示良好的協(xié)議，在輕微至中等Ca/ s的飼料比率。該模型，然后用于研究的相關(guān)性不同的抗SO2的吸收和預(yù)測(cè)的影響，主要經(jīng)營(yíng)變量對(duì)噴霧干燥脫硫性能。分析變量概況沿噴霧干柱表明， 最初的液滴速度沒(méi)有影響模型的結(jié)果，并初步液滴減速階段始終占微不足道的二氧化硫捕獲。結(jié)果進(jìn)一步表明，該控制的阻力吸收SO2的變化從一個(gè)液相1 附近的霧化器，以一氣相一在列退出。經(jīng)營(yíng)變數(shù)，發(fā)揮最大的影響，對(duì)整體脫硫效率是Ca/ s的摩爾飼料的比例，平均初步霧滴大小和平均石灰顆粒大小。特別是，小心控制的最后兩個(gè)變量是至關(guān)重要的，以取得一個(gè)良好的噴霧干燥機(jī)的性能。 關(guān)鍵詞： 噴霧干燥 吸收 脫硫 模型 落下 泥漿 1、 簡(jiǎn)介 噴霧干法煙氣脫硫（ FGD ）在聯(lián)與布袋微粒收集代表一個(gè)可行的選擇，以濕洗滌，在鍋爐燃燒輕微至中等高硫煤或燃油[ 1-4 ]的優(yōu)勢(shì)，噴霧干燥超過(guò)其他技術(shù)包括：制作一套干廢物的副產(chǎn)品并非要求污泥處理設(shè)備;沒(méi)有結(jié)垢和腐蝕問(wèn)題，使利用便宜的材料；規(guī)模較小的所需的空間和可能性很容易改造現(xiàn)有植物;沒(méi)有要求煙氣加熱爐;靈活性，在運(yùn)作方面不同鍋爐負(fù)荷;低能源消耗; 減少了安裝和經(jīng)營(yíng)成本。與此相反， 噴霧干燥設(shè)備難以超過(guò)70 ％脫硫效率1-2鈣硫比（正/秒） ， 反對(duì)的價(jià)值高于90 ％ ，濕洗滌，使這項(xiàng)技術(shù)的吸引力時(shí)，二氧化硫濃度在煙氣是比較低的。 在噴霧干法煙氣脫硫過(guò)程中的熱點(diǎn)煙氣是接觸與罰款噴霧堿性暫停，通常石灰，在一個(gè)反應(yīng)室凡居住液滴時(shí)間。在其生命-時(shí)間噴射液滴同時(shí)蒸發(fā)和吸收二氧化硫。吸收二氧化硫的反應(yīng)，在堿性水溶液相溶解石灰以下的整體反應(yīng)： 如果由此產(chǎn)生的亞硫酸鈣沉淀物作為的后果，其低溶解度在水中。 噴霧干法煙氣脫硫過(guò)程中，隱含著復(fù)雜的相互作用兩相流體動(dòng)力學(xué)，傳熱傳質(zhì)轉(zhuǎn)讓，液相解散，離子反應(yīng)和降水。大體而言，脫硫效率在一個(gè)噴霧干燥是比賽結(jié)果之間的SO2的吸收率在泥漿液滴和水分蒸發(fā)量由飛沫[ 5-8 ] 。兩個(gè)進(jìn)程都加強(qiáng)了附近的霧化器的地方高轉(zhuǎn)差率的速度，結(jié)果在增加集體和熱傳輸速率。較低的傳輸速率達(dá)到進(jìn)一步就在噴霧干燥的會(huì)議廳內(nèi)，顯著降低后沉淀的固體，形成多孔連貫蜆殼（地殼）左右，干燥的液滴。對(duì)整個(gè)過(guò)程可分為三個(gè)步驟：第一短期期后，霧化，其中液滴減速直至他們達(dá)到其終端速度;第二'恒率干燥'相，占多數(shù)該脫硫，直到固殼開(kāi)始形成在表面的下降;第三者'下降率干燥' 第一階段，直至顆粒干[ 5,8,9 ] 。干堅(jiān)實(shí)可靠的產(chǎn)品葉片噴霧干燥會(huì)議廳舉行通常只有少數(shù)百分點(diǎn)的免費(fèi)水分和是分居在下游收集裝置，通常一布袋。 盡管在相當(dāng)大的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)通過(guò)對(duì)噴霧干燥煙氣脫硫工藝[ 3,4,8-13 ] ，數(shù)量有限的建模工程，可以發(fā)現(xiàn)，在文學(xué)。模擬噴霧干燥煙氣脫硫工藝是極端重要的現(xiàn)實(shí)意義，以了解的影響，不同的操作變量對(duì)整體植物的表現(xiàn)，而不昂貴，而且時(shí)間長(zhǎng)，試驗(yàn)或全部規(guī)模試驗(yàn)。 卡爾松和克林斯波爾[ 9 ]提出了兩個(gè)簡(jiǎn)化模型的不斷率干燥階段下限制案件氣相SO2的擴(kuò)散阻力控制和石灰溶解控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果被發(fā)現(xiàn)的比較好，與兩模型的預(yù)測(cè)，下大過(guò)剩的石灰和下短缺的石灰。制定了一個(gè)模型，為恒率干燥期的基礎(chǔ)上，電影理論使用一種簡(jiǎn)化的表達(dá)，為氣體吸收在一泥漿[ 15 ] 。[ 7 ]源自一個(gè)全面的模型噴霧干燥法煙氣脫硫過(guò)程的恒率干燥階段給予特別關(guān)注以詳細(xì)的微觀行為的單液滴。計(jì)算過(guò)程依賴，然而， 對(duì)消費(fèi)的時(shí)間試錯(cuò)迭代在其中在每一步的反應(yīng)方面的立場(chǎng)，在液滴必須進(jìn)行檢查。希爾和贊克[ 8 ]所描述的吸收過(guò)程與一個(gè)簡(jiǎn)化的機(jī)理模型這是能夠處理也下降率干燥期后，固體地殼形成。 該模型，然而，不僅解決了為常數(shù)率干燥第一階段，忽視液相擴(kuò)散阻力。 模型模擬比較了一大批實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示公平的定性協(xié)議。 最近斯卡拉 [ 1 6]提交了一份詳細(xì)的單壓降模型為氣體吸收之后由一個(gè)瞬時(shí)不可逆的化學(xué)反應(yīng)為僵化的霧滴含有難溶性罰款反應(yīng)粒子。該模型考慮到外部和內(nèi)部傳質(zhì)阻力連同泥漿顆粒解散。在適當(dāng)?shù)募僭O(shè)，該模型是解決分析給一個(gè)簡(jiǎn)單的且易于處理的表達(dá)為瞬時(shí)氣體吸收率液滴。 在本文件中表達(dá)而得出來(lái)的斯卡拉 [ 1 6]是適用于中SO2-石灰水泥漿體系并結(jié)合到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)一維噴霧干燥塔模型。組合兩種模式可以讓容易進(jìn)行的物質(zhì)平衡，對(duì)二氧化硫，沿欄，以便計(jì)算脫硫效率的配置文件。那個(gè)命運(yùn)的液滴其次是從霧化，直到形成地殼（即在'減速' 和'恒率干燥'相） 。該模型被用來(lái)預(yù)測(cè)的影響，主要經(jīng)營(yíng)變量對(duì)噴霧干燥脫硫性能。 尤其是以下變量調(diào)查：入口氣體溫度，辦法絕熱溫度，化學(xué)計(jì)量鈣硫摩爾飼料的比例，平均液滴的初始大小和速度，平均暫停氫氧化鈣顆粒大小，二氧化硫進(jìn)口濃度。模型結(jié)果進(jìn)行了分析，在光輸出變量概況沿噴霧干柱和整體脫硫性能。比較模型預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可在文學(xué)已經(jīng)被用于模型驗(yàn)證。 2、模型描述 二氧化硫的吸收過(guò)程，可作為了一系列的步驟： （1）氣相擴(kuò)散的二氧化硫氣體從散裝到液滴表面 （2）解散的二氧化硫在液滴表面 （3）形成亞硫酸和離解離子硫物種下列計(jì)劃 （4）液相擴(kuò)散的硫物種對(duì)液滴中心 （5）平行解散氫氧化鈣顆粒 （6）液相擴(kuò)散堿性物種對(duì)液滴表面 （7）中和反應(yīng)之間的酸和堿物種 在為了簡(jiǎn)化液相擴(kuò)散/ 反應(yīng)過(guò)程，這是假定所有的硫物種可以被歸類(lèi)為一個(gè)單一的物種與一平均擴(kuò)散。這個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)上， 觀察hso - 3很可能是占主導(dǎo)地位硫物種在液相中[ 7 ] 。 兩相內(nèi)部流場(chǎng)的噴霧干燥塔是描述與穩(wěn)定的國(guó)家之一，三維模型， 讓變量的變化，只有沿軸線方向。 該欄是作為一個(gè)常數(shù)節(jié)膽管開(kāi)始在提示的霧化器。以下假設(shè)是： （1）煙氣是在塞流。 （2）氣體有理想的行為。 （3）噴霧干燥塔是絕熱。 （4）干燥的泥漿液滴可以被形容為干燥的純水滴[ 8 ]。 （5）同時(shí)擴(kuò)散的二氧化硫和水汽在氣相無(wú)顯著的影響，對(duì)單通量的兩個(gè)物種， 水分蒸發(fā)量和二氧化硫的吸收程序可以由耦合[ 8 ] 。 （6）液滴是球形，剛性和等溫[ 8 ] 。 （7）在每一列第液滴是統(tǒng)一的在大小，均勻分散在煙氣和做沒(méi)有碰撞彼此之間的（即有多少的下降并不會(huì)改變沿欄） 。 （8）熱力學(xué)平衡舉行在液滴表面（亨利定律） 。 （9）熱反應(yīng)和解散是小和可忽略 （10）雙方氣態(tài)和固態(tài)反應(yīng)有低的溶解度在液態(tài)的。 勢(shì)頭，傳熱傳質(zhì)余額（對(duì)水蒸汽和二氧化硫）是分開(kāi)進(jìn)行對(duì)雙方液相（飛沫）和氣相沿噴霧干燥塔，同時(shí)考慮到摩擦，熱和群眾轉(zhuǎn)移，由對(duì)流和蒸發(fā)。努塞爾和Sherwood數(shù)為液滴運(yùn)動(dòng)在煙氣已計(jì)算方式的相關(guān)性由ranz和馬歇爾[ 19 ] 。方程導(dǎo)出為連續(xù)相，與歐拉方法和為分散相與拉格朗日方法。與一個(gè)合適的改變變數(shù)， 使用瞬時(shí)液滴的速度， 分散相方程已改為歐拉參考系統(tǒng)。解決上述設(shè)置方程描述了穩(wěn)定狀態(tài)霧滴大小， 速度和溫度分布，煙氣速度， 溫度和濕度一起該脫硫效率沿欄。 計(jì)算完時(shí)，關(guān)鍵的固體濃度為地殼的形成，是達(dá)成在該液滴。在這種情況下固體顆粒內(nèi)液滴接觸，對(duì)方一個(gè)連貫殼開(kāi)始的形式在液滴表面。這個(gè)關(guān)鍵固體濃度估計(jì)為60 ％ ，體積分?jǐn)?shù)[ 7,20 ] 。在原則上兩個(gè)不同的干燥模式可以發(fā)生。在第一屆的模式，作為液滴的蒸發(fā)，懸浮固體往往集中在下拉表面，因?yàn)樗麄儫o(wú)法有效地對(duì)液滴中心和最終的結(jié)果是一個(gè)空心球體。在第二個(gè)模式， 懸浮固體有效地走向液滴中心，維持約不斷體積分?jǐn)?shù)全國(guó)霧滴半徑， 人稠，堅(jiān)實(shí)的領(lǐng)域，是最終形成。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在典型噴霧干法煙氣脫硫條件，第二模式是相關(guān)的[ 20 ] 。這是證實(shí)了電子顯微鏡（ SEM ）的分析用粒子的橫截面， 清楚地表明，形成致密堅(jiān)實(shí)的團(tuán)聚[ 5 ] 。作為一個(gè)后果，在目前的模型不斷固體體積分?jǐn)?shù)全國(guó)霧滴半徑假定。 根據(jù)偽平穩(wěn)假設(shè)（假設(shè)11 ） ，瞬時(shí)吸收二氧化硫率，以一個(gè)單一的液滴已表示以下該模型開(kāi)發(fā)的斯卡拉和-a scenzo[ 1 6] 。 這些作者提交了一份詳細(xì)的單壓降模型為氣體吸收其次是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的瞬時(shí)化學(xué)反應(yīng)在一個(gè)僵化的霧滴含有均勻分散和難溶性罰款反應(yīng)粒子。該模型認(rèn)為的形成'宏觀'球形反應(yīng)前線同心，以液滴表面除以霧滴本身一分為二區(qū)：一區(qū)黨內(nèi)如果沒(méi)有硫，是當(dāng)前和1 ，外殼哪里硫物種的濃度下降從平衡值（表面）為零（在反應(yīng)前） 。作為在外殼溶解區(qū)石灰顆粒目前，大約每這些粒子'微觀'的球形反應(yīng)前建立。 擴(kuò)散/反應(yīng)方程求解分析給一個(gè)簡(jiǎn)單的表達(dá)為瞬時(shí)氣體吸收率液滴而不要知道，先驗(yàn)的位置，反應(yīng)方面。 應(yīng)用到中SO2 -石灰系統(tǒng)SO2的瞬時(shí)比吸收率（每單位面積的界面）一個(gè)單一的霧滴（十*一）內(nèi)容如下： 凡達(dá)和分貝是液相擴(kuò)散硫和堿性物種分別頁(yè)是SO2的部分壓力，在氣體的體積， H是亨利的常數(shù)，第BS是石灰飽和溶解度，該公斤氣相傳質(zhì)系數(shù)和RD液滴半徑。參數(shù)β的定義為： 在均衡器（ 4 ）及（ 5 ） ε p是固體體積分?jǐn)?shù)和RP石灰顆粒半徑。如果條件在情商。 （ 3 ）是滿意的，那么，液滴表面濃度的硫物種云為零，反應(yīng)前線轉(zhuǎn)移到氣液界面和吸收率是完全控制的氣相阻力。 應(yīng)用此模型的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化假設(shè)石灰顆粒內(nèi)的液滴不改變的大小，但消耗的數(shù)量，因?yàn)榻馍ⅰＷ鳛橐粋€(gè)后果，粒子數(shù)目耗竭，在飛沫以及為固體體積分?jǐn)?shù)增加（由于水分蒸發(fā)和產(chǎn)品的降水）隨時(shí)間已經(jīng)采取了考慮到在材料的結(jié)余。理由為這個(gè)假設(shè)給出了如下。作為已所顯示的斯卡拉和-a scenzo[ 1 6] ，所有作業(yè)條件的現(xiàn)實(shí)利益為噴霧干燥法煙氣脫硫宏觀反應(yīng)方面的立場(chǎng)非常接近，液滴表面上看，作為固體溶解速率非?？炫c尊重氣體吸收率。典型實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持這一理論結(jié)果：掃描電鏡/能量色散X射線（能譜分析）分析的截面用盡吸附劑顆粒顯示始終大幅核殼行為，其中的核心該粒子是由未石灰和蜆殼由亞硫酸鈣[ 5 ] 。作為一個(gè)后果石灰顆粒附近的氣液界面的約束要解散更迅速地比別人， 因此，后相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)粒子-免費(fèi)區(qū)將建立近液滴表面。關(guān)于另一方面，水迅速蒸發(fā)，從霧滴， 其表面消退作為液滴在跌幅大小。這個(gè)過(guò)程中，往往以補(bǔ)償粒子枯竭這樣，在整個(gè)液滴生活時(shí)間新鮮石灰顆粒，目前附近的液滴表面。 3、模型結(jié)果 第一步是，以驗(yàn)證該模型的結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)噴霧干燥法煙氣脫硫，提供有關(guān)資料文獻(xiàn)。隨后，該模型已用于預(yù)測(cè)的影響，主要操作變量對(duì)噴霧干燥脫硫性能。 所遵循的程序分析模型結(jié)果一直認(rèn)為，選擇一套操作變量作為基地的情況計(jì)算，并評(píng)估影響對(duì)有關(guān)的輸入變量對(duì)過(guò)程由不同，他們一個(gè)在一段時(shí)間。值分配向操作變量為基礎(chǔ)的情況和一系列的變化，每個(gè)變量據(jù)報(bào)道，在表1 。 3.1模型驗(yàn)證 雖然大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有據(jù)報(bào)道，在文學(xué)不等，從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到全面鋪開(kāi)設(shè)施，他們大多沒(méi)有好表征液滴霧化和/或石灰崩解的特點(diǎn)是可用。特別是， 液滴的初始平均粒徑和石灰顆粒的意思大小很少來(lái)衡量;因?yàn)樗鼤?huì)顯示稍后這兩個(gè)數(shù)量施加相當(dāng)大的影響模型的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)道山和贊克[ 8 ]是唯一發(fā)現(xiàn)在文獻(xiàn)中的地方表征都上述數(shù)量進(jìn)行;基于這個(gè)原因，這一套高級(jí)的數(shù)據(jù)被選為審定本模型。這是很重要的要注意，一旦經(jīng)營(yíng)變數(shù)是樹(shù)立榜樣并沒(méi)有可調(diào)參數(shù)以提高擬合結(jié)果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 至于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由山和贊克[ 8 ] 以下變量值是報(bào)告的作者并已用于所有的模型計(jì)算：初始平均液滴半徑R0的= 12.5米;意味著石灰顆粒半徑反相= 1.0米，平均進(jìn)二氧化硫濃度pg = 500 ppm的。最初的液滴速度沒(méi)有報(bào)道的作者，但是，正如會(huì)顯示后，這個(gè)數(shù)量已微不足道的影響對(duì)模型的結(jié)果。 圖1報(bào)告對(duì)比實(shí)驗(yàn)和模型數(shù)據(jù)，顯示整體硫二氧化硫去除效率（ η ）在噴霧干燥塔作為一個(gè)函數(shù)的鈣硫摩爾飼料中的比例（鈣/秒） ，為不同的煙氣入口溫度（天） 和辦法，以絕熱飽和溫度在插座（教師評(píng)審制） 。在這個(gè)數(shù)字，這也是報(bào)告參考線相應(yīng)的完成鈣的轉(zhuǎn)換。 可以看出，優(yōu)秀之間的協(xié)議模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)低至中等鈣/秒的比率。高化學(xué)計(jì)量比率，反之，模型SO2的去除效率， 特別是對(duì)于低辦法絕熱飽和溫度。這一結(jié)果，不過(guò)，預(yù)期作為在這些條件下的額外吸收SO2 由于下降率干燥階段（后固體地殼形成的）可以顯著[ 9 ] 。搬遷對(duì)統(tǒng)一的霧滴和石灰顆粒大小的假設(shè)考慮到實(shí)際的粒徑分布要進(jìn)一步加強(qiáng)之間的協(xié)議模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 3.2模型預(yù)測(cè) 3.2.1變量概況沿欄 圖2份報(bào)告霧滴半徑，速度和溫度的變化，以及為脫硫效率沿柱軸為基地的情況。首兩變量與初始霧滴半徑（ R0的d ）和速度（ v0 d ）在分別而軸向坐標(biāo)已與總柱長(zhǎng)（ L ） 。這個(gè)數(shù)字顯然表明，該液滴達(dá)到其終端速度和溫度非常迅速，并在此期間第一第一階段雙方蒸發(fā)和硫的吸收是微不足道的。 這一發(fā)現(xiàn)是事實(shí)，無(wú)論液滴初始大小和速度的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)查（見(jiàn)表1 ）。兩個(gè)一般的結(jié)論可以得出：第一， '減速'相后，霧化始終帳戶為微不足道的SO2的捕捉與尊重，以不斷干燥階段;第二，初步霧滴速度已幾乎沒(méi)有影響，對(duì)模型的結(jié)果。 圖3份報(bào)告的變化沿欄的產(chǎn)品之間的氣相傳質(zhì)系數(shù)和具體的液滴界面領(lǐng)域（ a ）和該之間的比例，實(shí)際吸收SO2流量和最高的理論通量（如吸收率被完全控制的氣相阻力）該基地的情況。第一曲線（ kga ）是一個(gè)指標(biāo)對(duì)氣相阻力的吸收和結(jié)果在很大程度上依賴于演變液滴的具體面積：在第一列中的第（相應(yīng)的到減速階段）迅速增加因?yàn)樵黾拥娜藬?shù)下降百分之單位出貨量，而事后一跌幅，因?yàn)閷?duì)減少液滴半徑后，蒸發(fā)。與此相反傳質(zhì)系數(shù)首次錄得跌幅：經(jīng)飛沫減速，然后略增加后，液滴半徑減少，但其影響力對(duì)產(chǎn)品是克服了變化該液滴表面積。小碰在曲線附近，最高是一個(gè)后果改變的跡象，煤氣液滴滑移速度只前下降達(dá)到其終端速度。第二曲線（十* / kgpg ）是一個(gè)指標(biāo)的相對(duì)的重要性，不同的抗SO2的吸收。曲線清楚地表明，根據(jù)基本情況條件，只是后霧化液相阻力主要是控制過(guò)程;期間不斷率干燥階段，雙方的液相和氣相阻力有關(guān)，而當(dāng)接近列出口吸收，是完全控制氣相阻力（條件，在情商。 （ 3 ）是滿意的作為SO2的部分壓力和液滴半徑減少和固體體積分?jǐn)?shù)增加） 。 相對(duì)重要性的不同電阻也可以分析手段，液相濃度概況硫和堿性物種在液滴。圖4份報(bào)告的濃度有關(guān)硫物種（ a ）和堿性物種（二）沿該霧滴半徑為不同的立場(chǎng)沿柱軸為基地的情況。堿性和硫物種的濃度已分別與石灰飽和溶解度（布）和二氧化硫濃度這將是在平衡與實(shí)際氣體局部的壓力，寶潔（ PG /小時(shí)） 。這個(gè)數(shù)字表明，該反應(yīng)陣線（如物種的濃度云零）一貫主張非常接近，液滴表面上， 作為固體溶解速率非?？欤c尊重氣體吸收率。反應(yīng)前辦法液滴表面吸收過(guò)程收益最終達(dá)到表面附近列退出。有趣的是，值得注意的是，圖4濃度分布的硫物種和堿性物種沿液滴半徑不同的立場(chǎng)沿噴霧干燥機(jī)軸為基地的情況。硫物種集中在表面上是始終遠(yuǎn)低于1 ，表明即使在第一階段的過(guò)程中氣相阻力施加不可忽視的影響力。 3.2.2影響操作變量對(duì)整體性能 影響力有限，對(duì)整體脫硫效率被發(fā)現(xiàn)為入口氣體溫度和為進(jìn)SO2氣體的濃度范圍內(nèi)，研究據(jù)報(bào)道，在圖 5該曲線的數(shù)字顯示， 即整體脫硫效率（ η ）略有隨氣體入口溫度，作為一個(gè)后果對(duì)規(guī)模較大的注水量，流速，在反過(guò)來(lái)又增加液滴界面區(qū)。與此相反， 去除效率略有下降，與進(jìn)氣道SO2氣體濃度，因?yàn)?，以保持一個(gè)固定的Ca/S比一個(gè)更集中的泥漿必須注入的領(lǐng)導(dǎo)，以較短的飛沫生命的時(shí)間。圖5 還表明，影響的辦法絕熱飽和溫度在欄退出：較大教師評(píng)審制對(duì)應(yīng)較低的脫硫效率因?yàn)檩^低的注水流速和較短的飛沫生命的時(shí)間。而很明顯，較低的辦法絕熱飽和溫度更好的噴霧干燥機(jī)的性能，最低經(jīng)營(yíng)價(jià)值為教師評(píng)審制，是由安全方面的考慮：偶然的冷凝水就布袋織物可能導(dǎo)致形成的泥漿和因此，以織物堵塞要加以避免。這將導(dǎo)致在的必要性，價(jià)格昂貴的核電廠關(guān)閉為布袋再生。 變數(shù)施加最大的影響整體脫硫效率是鈣/秒摩爾飼料的比例，平均初步霧滴大小和平均石灰顆粒大小。6日和7報(bào)告整體脫硫效率作為一個(gè)功能的影響Ca/ s的摩爾料比為不同的霧滴和粒子大小，分別。在數(shù)字參考行相應(yīng)的完成鈣的轉(zhuǎn)換是還報(bào)告了。脫硫效率始終增加與CA /秒，由于液相的阻力吸收跌幅;在逃的化學(xué)計(jì)量比率， 然而，效率的做法，往往是一漸近值，當(dāng)吸收過(guò)程是完全控制氣相阻力，在整個(gè)液滴的生命時(shí)間。減少了液滴的意思大?。▓D6 ）大大降低了整體脫硫效率作為的后果減少生命的時(shí)間在噴霧干燥器;這種影響力，尤其是強(qiáng)烈的為小液滴的大小。我必須強(qiáng)調(diào)， 然而，最大的霧滴大小，可用于在實(shí)踐中是有限的，由長(zhǎng)度的噴霧干燥專欄：一個(gè)重要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是，事實(shí)上，這在噴霧干燥的出路，只有堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)必須目前，以避免沉積和腐蝕對(duì)導(dǎo)管的墻壁。一個(gè)關(guān)鍵施加了影響，由意味著石灰顆粒大小，在水泥漿（圖7 ） 。規(guī)模較小的粒子對(duì)應(yīng)到相當(dāng)規(guī)模的脫硫效率作為一個(gè)后果，提高石灰溶解，導(dǎo)致較低的液側(cè)阻力。這一結(jié)果表明，特別注意必須支付給石灰崩解過(guò)程，以獲得最小的顆粒大小可能。 4、結(jié)論 在這個(gè)文件的詳細(xì)模型煙氣脫硫噴霧干燥吸收與石灰料漿是。該模型相結(jié)合的穩(wěn)定狀態(tài)一維噴霧干燥塔模型與最近介紹了單壓降模型為氣體吸收與瞬時(shí)不可逆反應(yīng)，在僵化的液滴含有均勻分散和難溶罰款反應(yīng)的粒子。命運(yùn)的液滴是其次從霧化，直至形成一個(gè)多孔連貫的蜆殼（地殼）左右，干燥的液滴。那個(gè)模型驗(yàn)證首先對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)噴霧干法煙氣脫硫的結(jié)果。對(duì)比模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果是很好的低至中等鈣/ s的飼料的比例，而高化學(xué)計(jì)量比例模型該脫硫效率。這一結(jié)果，不過(guò)，預(yù)期由于模型不考慮額外的二氧化硫吸收由于'下降率干燥'相（后形成地殼）表示，在這些條件下可以顯著。 該模型，然后被用來(lái)研究的相關(guān)性根據(jù)不同的阻力，以吸收SO2 和預(yù)測(cè)的影響，主要操作變量 對(duì)噴霧干燥脫硫性能。分析變量概況沿噴霧干柱表明，最初的液滴速度并沒(méi)有影響力模型的結(jié)果，并初步飛沫減速階段始終占微不足道二氧化硫捕獲。結(jié)果進(jìn)一步表明，只是后霧化液相阻力，主要是控制過(guò)程中，在不斷率干燥階段都液相和氣相阻力有關(guān)，而在柱出口吸收，是完全控制氣相阻力。經(jīng)營(yíng)變量施加最大的影響，對(duì)整體脫硫效率均表現(xiàn)出要的CA /秒摩爾飼料的比例，平均初步霧滴大小和意味著石灰顆粒大小。小心控制的最后兩個(gè)變量是關(guān)鍵，取得了良好的噴霧干燥機(jī)性能。 xxx大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 燃煤電廠煙氣石灰噴霧干燥法脫硫 工程設(shè)計(jì) 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級(jí)班別 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx 年 06 月 摘 要 燃煤煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization ，簡(jiǎn)稱FGD）是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)。世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)達(dá)200多種，但商業(yè)應(yīng)用的不超過(guò)20種。在中、大型電站鍋爐中，目前商業(yè)應(yīng)用最為廣泛的脫硫方法是進(jìn)行煙氣脫硫。按脫硫過(guò)程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫可分為濕法、半干法和干法三類(lèi)工藝。濕法脫硫技術(shù)成熟，效率高，Ca/S比低，運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單，但脫硫產(chǎn)物的處理比較麻煩，煙溫降低不利于擴(kuò)散，傳統(tǒng)濕法的工藝較復(fù)雜，占地面積和投資較大；干法脫硫要求溫度較高，并由此產(chǎn)生難以處理的酸霧，且脫硫劑利用率低；半干式脫硫工藝避免了上述兩種工藝的缺點(diǎn)，備受關(guān)注。噴霧干燥法脫硫法系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資相對(duì)較少，所以對(duì)于現(xiàn)有鍋爐的煙氣脫硫改造是比較適合的方案。本設(shè)計(jì)主要是燃煤電廠煙氣脫硫的方案的比較，對(duì)于選定的噴霧干燥法脫硫法系統(tǒng)，進(jìn)行了比較詳細(xì)地設(shè)計(jì)計(jì)算。我們通過(guò)已知的一些參數(shù)，運(yùn)用一些現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式確定了脫硫系統(tǒng)各部分一些重要的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)。 關(guān)鍵詞：煙氣脫硫 半干法 噴霧干燥法 燃煤電廠 abstract With the development of modern industry , more and flue gas containing so is sent out from factories resulting in environment pollution and damage to health . So more and more attention is paid on there searching of desulphurization of flue gas . Currently the most widely used business utility of desulfuration on power plant is the flue gas desulfuration . And the FGD can be classified into CACO3/CASO4 wet desulfuration process , atomizing and drying out process and limestone injection into the furnace and calicium oxide activation process . There exists problem of equipment corrosion in wet process , and the problem is difficult to solve , what is more , the flow of wet process is too long , so its use is limited . Dry process must go on with elevated temperature , what is more , efficiency of absorbent utilization was not high , and there exists acid mist that is difficult to deal with , so it is not a satisfactory method either . The semi-dry process gets rid of shortcomings of the two processes mentioned above , so it is interested widely , experimental research of flue gas desulphurization with spray drying was done in this dissertation , was described . If the main equipment of the spray drying was done in this dissertation , was described . If the main equipment of the spray drying absorption process can be produced by ourselves , the invest of the FGD system can be reduced acordingly . By means of the comparison and selection , the best kind of process for the power plant flue gas desulfuration is chosen in this paper . The spray drying absorption process detail calculation on this process is discussed in this paper . At last semi-dry process is chosed , and the detail calculation on the system design is provided . By the basic information of the unit , we get the important design parameters of FGD system and operation parameters . Some experience equation is involved in the calculation . Key Words: flue gas desulfuration , spray drying , semi-dry Coal-burning Power Plant 目 錄 摘要 2 第一章、緒論 4 第二章、工藝流程論證 6 第一節(jié)、煙氣脫硫技術(shù) 6 第二節(jié)、煙氣除塵技術(shù) 10 第三章、工藝流程的選擇 15 第四章、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介 18 第五章、過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算 23 第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法設(shè)計(jì)參數(shù) 23 第二節(jié) 噴霧干燥塔主體設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 24 第三節(jié) 旋轉(zhuǎn)噴霧裝置的主要附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)或選型 29 第六章、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 40 參考文獻(xiàn) 42 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄 學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè) 環(huán)境工城 答辯人 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 記錄人 答辯小組成員： 答辯記錄： 1、 旋轉(zhuǎn)噴霧法適用的煤種？ 旋轉(zhuǎn)噴霧法適用于中、低含硫煤，含硫量<1.5% 2、 煙氣經(jīng)過(guò)吸收塔的壓降是多少？ 沒(méi)有經(jīng)過(guò)相關(guān)的計(jì)算 3、 工程的運(yùn)行費(fèi)用 132896元/月 摘 要 燃煤煙氣脫硫 Flue Gas Desulfurization 簡(jiǎn)稱 FGD 是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè) 化應(yīng)用的脫硫技術(shù) 世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)達(dá) 200 多種 但商業(yè)應(yīng)用的不超過(guò) 20 種 在中 大型電站鍋爐中 目前商業(yè)應(yīng)用最為廣泛的脫硫方法是進(jìn)行煙氣脫硫 按脫 硫過(guò)程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài) 煙氣脫硫可分為濕法 半干法和干法三類(lèi)工藝 濕法脫硫技術(shù)成熟 效率高 Ca S 比低 運(yùn)行可靠 操作簡(jiǎn)單 但脫硫產(chǎn)物的處理比較麻 煩 煙溫降低不利于擴(kuò)散 傳統(tǒng)濕法的工藝較復(fù)雜 占地面積和投資較大 干法脫硫要求 溫度較高 并由此產(chǎn)生難以處理的酸霧 且脫硫劑利用率低 半干式脫硫工藝避免了上述 兩種工藝的缺點(diǎn) 備受關(guān)注 噴霧干燥法脫硫法系統(tǒng)簡(jiǎn)單 投資相對(duì)較少 所以對(duì)于現(xiàn)有 鍋爐的煙氣脫硫改造是比較適合的方案 本設(shè)計(jì)主要是燃煤電廠煙氣脫硫的方案的比較 對(duì)于選定的噴霧干燥法脫硫法系統(tǒng) 進(jìn)行了比較詳細(xì)地設(shè)計(jì)計(jì)算 我們通過(guò)已知的一些參 數(shù) 運(yùn)用一些現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式確定了脫硫系統(tǒng)各部分一些重要的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù) 關(guān)鍵詞 煙氣脫硫 半干法 噴霧干燥法 燃煤電廠 abstract With the development of modern industry more and flue gas containing so is sent out from factories resulting in environment pollution and damage to health So more and more attention is paid on there searching of desulphurization of flue gas Currently the most widely used business utility of desulfuration on power plant is the flue gas desulfuration And the FGD can be classified into CACO3 CASO4 wet desulfuration process atomizing and drying out process and limestone injection into the furnace and calicium oxide activation process There exists problem of equipment corrosion in wet process and the problem is difficult to solve what is more the flow of wet process is too long so its use is limited Dry process must go on with elevated temperature what is more efficiency of absorbent utilization was not high and there exists acid mist that is difficult to deal with so it is not a satisfactory method either The semi dry process gets rid of shortcomings of the two processes mentioned above so it is interested widely experimental research of flue gas desulphurization with spray drying was done in this dissertation was described If the main equipment of the spray drying was done in this dissertation was described If the main equipment of the spray drying absorption process can be produced by ourselves the invest of the FGD system can be reduced acordingly By means of the comparison and selection the best kind of process for the power plant flue gas desulfuration is chosen in this paper The spray drying absorption process detail calculation on this process is discussed in this paper At last semi dry process is chosed and the detail calculation on the system design is provided By the basic information of the unit we get the important design parameters of FGD system and operation parameters Some experience equation is involved in the calculation Key Words flue gas desulfuration spray drying semi dry Coal burning Power Plant 目 錄 摘要 錯(cuò)誤 未定義書(shū)簽 第一章 緒論 4 第二章 工藝流程論證 6 第一節(jié) 煙氣脫硫技術(shù) 6 第二節(jié) 煙氣除塵技術(shù) 錯(cuò)誤 未定義書(shū)簽 第三章 工藝流程的選擇 15 第四章 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介 18 第五章 過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算 23 第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法設(shè)計(jì)參數(shù) 錯(cuò)誤 未定義書(shū)簽 第二節(jié) 噴霧干燥塔主體設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 24 第三節(jié) 旋轉(zhuǎn)噴霧裝置的主要附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)或選型 29 第六章 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 40 參考文獻(xiàn) 42 1 第一章 緒論 近年來(lái)隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 環(huán)境問(wèn)題已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題 在水環(huán)境 生態(tài) 環(huán)境等遭到人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)破壞的同時(shí) 我們的大氣環(huán)境也日趨惡化 主要表現(xiàn)為燃燒化學(xué) 燃料所釋放的煙塵 二氧化硫造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重 大量未經(jīng)治理的含硫煙氣被排放到 大氣中造成嚴(yán)重的大氣污染 這些煙氣還能與雨水一起形成酸雨川 酸雨腐蝕各種設(shè)備 建筑物給人類(lèi)及其他生物帶來(lái)極大危害 歷史上世界各地曾多次發(fā)生大氣污染公害事件 如英國(guó)倫敦霧事件 美國(guó)洛杉磯的光化學(xué)煙霧事件等 對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境構(gòu)成了極大危害 大幅度削減二氧化硫及煙塵排放量已是當(dāng)務(wù)之急 在各種方法中 煙氣脫硫技術(shù)被認(rèn)為是控制及防治大氣污染量最行之有效的手段 噴 霧干燥法脫硫?qū)贌煔饷摿蚣夹g(shù)范疇 其最顯著特點(diǎn)是吸收劑漿液在與二氧化硫氣體接觸以 前 首先被霧化成細(xì)小的霧滴 極大增強(qiáng)了氣液接觸面積 同時(shí)由于噴霧塔出口為干物質(zhì) 因此對(duì)設(shè)備造成的腐蝕小 另外由于噴霧干燥法煙氣脫硫系統(tǒng)還對(duì)鉛 汞等重金屬離子有 去除作用 使該技術(shù)在垃圾焚燒領(lǐng)域也得到一定應(yīng)用 目前 發(fā)達(dá)國(guó)家燃煤電廠大多安裝了 FGD 裝置 日本是世界上最早大規(guī)模應(yīng)用 FGD 的國(guó)家 所用技術(shù)以石灰石 石膏法為主 占 75 以上 日本國(guó)內(nèi)所用石膏基本上都來(lái)自煙 氣脫硫的回收產(chǎn)物 日本 20 世界 60 年代末開(kāi)始大規(guī)模在火電廠安裝 FGD 裝置 使其 SO2 污染在 70 年代中后期基本得到控制 80 年代以來(lái) 日本對(duì)美國(guó) 德國(guó)及發(fā)展中國(guó)家 大量出口 FGD 技術(shù)和設(shè)備 僅向我國(guó)就出口或援建十多套 FGD 裝置 美國(guó)的 FGD 技術(shù)研究較日本較遲 自 20 世紀(jì) 70 年代初開(kāi)始 特別是 1978 年重新修 改了大氣清潔法 否決了高煙囪排放 使 FGD 技術(shù)迅速發(fā)展 并取得很大的進(jìn)展 1973 1990 年美國(guó)年燃煤量由 3 5 億噸增加到 7 3 億噸 增長(zhǎng)了 107 而 SO2 的年排放 量卻由 2890 萬(wàn)噸減少到 2120 萬(wàn)噸 降低了 27 美國(guó)采用的脫硫工藝 80 是石灰石 石 膏法 新建電廠基本安裝了 FGD 裝置 而早期建造的上千座燃煤電廠 大多尚無(wú)脫硫裝置 為此 美國(guó)環(huán)保局組織開(kāi)發(fā)廉價(jià) 易運(yùn)行 脫硫效率適中 占地少的適合現(xiàn)有電廠改造的 脫硫技術(shù) 如多級(jí)噴射燃燒法 煙道噴射法和等離子體脫硫法等 均取得了可喜的成果 歐洲的 FGD 技術(shù)以德國(guó)發(fā)展最為迅速 德國(guó)在 20 世紀(jì) 70 年代后期 黑森 大面積 受害 不得不開(kāi)展 SO2 的紡織工作 在引進(jìn)日 美先進(jìn)技術(shù)的同時(shí) 立足于本國(guó)技術(shù)的開(kāi) 發(fā) 70 年代末開(kāi)始在燃煤鍋爐上安裝 FGD 裝置 1983 年頒布了環(huán)境法規(guī)后 促進(jìn)了 FGD 裝置的大規(guī)模應(yīng)用 在 1983 1989 年間 其 SO2 排放量降低了 6 8 倍 目前德國(guó) 90 以 2 上的 FGD 裝置采用石灰石 石膏法 75 的工業(yè)用石膏來(lái)自于脫硫石膏 此外 丹麥 芬 蘭 挪威 奧地利等國(guó)對(duì) FGD 技術(shù)也開(kāi)展了大規(guī)模的研究 開(kāi)發(fā)出許多先進(jìn)工藝 如丹麥 的 SDA 法 芬蘭的 LIFAC 法 挪威的 NID 法和海水脫硫工藝以及奧地利的 DCFB 循環(huán)流 化床工藝等 不僅在本國(guó)安裝了許多 FGD 裝置 還向境外出口技術(shù)和裝備 英國(guó)主張燃用 低硫燃煤及高煙囪稀釋排放 而法國(guó)以核電為主 因此兩國(guó)對(duì) FGD 技術(shù)的研究和應(yīng)用不多 我國(guó)早在 20 世紀(jì) 70 年代就開(kāi)始了工業(yè)鍋爐和火電廠鍋爐 FGD 技術(shù)的研究工作 先后 有數(shù)十家高校 科研和生產(chǎn)單位 對(duì)多種脫硫工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比 我 國(guó)的研究雖起步較早 但進(jìn)展緩慢 隨著 SO2 和酸雨污染的日趨嚴(yán)重 SO2 控制技術(shù)的研 究被提到議事日程 在從 六五 到 九五 的 20 年間 國(guó)家投入了大量的人力 物力和 財(cái)力 對(duì) SO2 的污染控制技術(shù)組織了攻關(guān)研究 取得了一系列成果 但大部分技術(shù)尚停留 在小試或中試階段 有的技術(shù)雖已有工業(yè)性實(shí)驗(yàn)裝置 但由于各方面的原因未能大規(guī)模推 廣應(yīng)用 為了促進(jìn)國(guó)內(nèi) FGD 技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究 我國(guó)從 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始 在新建燃煤電 廠上引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的 FGD 技術(shù)和裝置 這些先進(jìn)的脫硫系統(tǒng)工藝成熟 設(shè)備先進(jìn) 運(yùn)行穩(wěn) 定 自控程度高 起到了很好的示范作用 但其投資和運(yùn)行費(fèi)用較高 為了降低投資 從 90 年代末開(kāi)始國(guó)內(nèi)幾家大的環(huán)保公司 采取有選擇地購(gòu)買(mǎi)國(guó)外公司先進(jìn)的 FGD 技術(shù) 或 與國(guó)外公司合作共同承接國(guó)內(nèi)電廠 FGD 脫硫工程 使國(guó)外技術(shù)和設(shè)備逐步國(guó)產(chǎn)化 目前 我國(guó)已有石灰石 石膏濕法 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法 常壓循環(huán)流化床法 海水脫硫法 爐內(nèi)噴鈣 尾部煙氣增濕活化法 電子束法 煙氣循環(huán)流化床法等十多種工藝的脫硫裝置在商業(yè)化運(yùn) 行或進(jìn)行了工業(yè)示范 經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn) 消化 吸收 我們已掌握了一些脫硫技術(shù) 為 我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用脫硫技術(shù)提供了經(jīng)驗(yàn)和一些必要的基礎(chǔ) 雖然我國(guó)的科技人員一直在為脫 硫技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化而努力 但是目前還沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的水平 脫硫裝置的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用仍 然很高 只有用國(guó)產(chǎn)設(shè)備取代進(jìn)口設(shè)備 同時(shí)選擇適合中國(guó)國(guó)情的 投資少 占地面積少 運(yùn)行費(fèi)用低的脫硫方案 脫硫的費(fèi)用才會(huì)大幅度降下來(lái) 各個(gè)企業(yè)才有能力上脫硫項(xiàng)目 脫硫技術(shù)才會(huì)形成規(guī)模 才能有真正的社會(huì)效益 3 第二章 工藝流程論證 第一節(jié) 煙氣脫硫技術(shù) 脫硫技術(shù)發(fā)展到今天技術(shù)工藝種類(lèi)繁多 僅煙氣脫硫工藝就有 200 多種以上 10 煙 氣脫硫就是在鍋爐尾部對(duì)煙氣進(jìn)行處理 用各種吸收劑將 SO2 從煙氣中脫除下來(lái) 脫硫劑 一般是以鈣基為主的堿性物質(zhì) 可以生成有使用價(jià)值的副產(chǎn)品 也可以把產(chǎn)物直接拋棄 煙氣脫硫是目前應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù) 發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入大規(guī)模使用階段 技術(shù)已基本成 熟 常用的煙氣脫硫技術(shù)有 1 濕式石灰石 石膏法脫硫技術(shù) 吸收劑以液體形式排放的這種工藝在 70 年代因投資大 運(yùn)行費(fèi)用高和存在腐蝕 結(jié)垢 堵塞等問(wèn)題而影響了其在火電廠中的應(yīng)用 經(jīng)過(guò) 10 余年的實(shí)踐和改造 工作性能與可靠性 已大為提高 投資與運(yùn)行費(fèi)用也顯著減少 現(xiàn)已成為主要的電站鍋爐煙氣脫硫技術(shù) 其突 出特點(diǎn)是 a 脫硫效率高 有的裝置 Cd S 約為 1 脫硫率大于 90 b 吸收劑利用率高 可超過(guò) 90 c 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高 我國(guó)珞璜電廠和杭州半山電廠都已應(yīng)用濕式石灰石 石膏法 脫硫技術(shù) 簡(jiǎn)易濕式石灰石 石膏法煙氣脫硫的原理與濕式石灰石石膏法脫硫原理相同 只是吸 收塔為水平放置 空塔氣速較高 煙氣與吸收劑漿液垂直接觸完成脫硫 之所以稱之為簡(jiǎn) 易法式因?yàn)樗幚淼臒煔饬恐徽既繜煔饬康?80 以下 處理后的煙氣與未處理的熱煙氣 在進(jìn)入煙囪前混合 使煙氣溫度升至露點(diǎn)以上再排放 省去了煙氣再加熱系統(tǒng) 節(jié)省了投 資水平塔本身脫硫率可達(dá) 95 以上 但由此混入未處理的熱煙氣后排放 使總的脫硫率超 過(guò) 80 4 煙 氣 排氣吸收塔 石 灰 石或 石 灰循 環(huán) 槽 調(diào) 整 空 氣氧化塔 離心機(jī) 石 膏增 稠 器 清 夜圖 2 9 石 灰 石 灰 石 法 工 藝 流 程 主要的反應(yīng)包含 CaCO3 CaO CO2 CaO SO2 1 2O2 CaSO4 2 濕式亞硫酸鈉循環(huán)法 W L 利用 30 左右的堿溶液 如 Na2CO3 溶液洗滌煙氣 吸收 SO2 產(chǎn)生 NaHSO3 在 105 封閉系統(tǒng)中進(jìn)行熱分解 獲得的 SO2 氣體可壓縮成液體 SO2 也可制成 H2SO4 或硫磺產(chǎn)品 這種方法的投資大 運(yùn)行費(fèi)用高 要有堿源 我國(guó)湖南三 OO 電廠曾進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 每噸 SO2 堿耗為 106 167kg 一般情況下當(dāng)煙氣中的 SO2 濃度較低時(shí) 使用本工藝在經(jīng)濟(jì)上不合算 3 磷銨肥法 PAFP 它是一種直接副產(chǎn)氮磷復(fù)合肥料的煙氣脫硫方法 它是利用活性炭的吸附作用將煙氣 中的 SO2 脫除下來(lái) 再和水蒸汽反應(yīng)生成稀硫酸 然后用稀硫酸分解磷礦石萃取磷酸 用 氨中和磷酸制得磷銨 以此作為二級(jí)脫硫劑 所得到的肥料漿經(jīng)過(guò)氧化并在蒸發(fā)設(shè)備中濃 縮和干燥機(jī)中干燥 最后得到氨磷復(fù)合肥料 這種工藝需要中低品位磷礦石 含 P2O5 為 26 28 和氨 我國(guó)四川豆霸電廠進(jìn)行這種工藝的實(shí)驗(yàn) 4 噴霧干燥脫硫技術(shù) SDA 噴霧干燥脫硫技術(shù)是由美國(guó) joy 公司和丹麥的 Niro Atomizer 公司共同開(kāi)發(fā)的 是 80 年代發(fā)展起來(lái)的脫硫新技術(shù) 5 石 灰 水 蒸 汽石 灰 消 化 槽 貯 槽 混 合 槽 煙 氣水 部 分 干 料 返 回 袋 式除 塵 器噴 霧 干 燥 器 產(chǎn) 物煙 囪圖 2 10噴 霧 干 燥 法 工 藝 流 程 噴霧干燥脫硫技術(shù)是將吸收漿液霧化噴入吸收塔 吸收劑分散于煙氣中 一方面吸收 劑與煙氣中的 SO2 反應(yīng)生成固體灰渣 另一方面煙氣又將熱量傳遞給吸收劑 使之不斷干 燥 所以完成脫硫反應(yīng)后的廢渣將以干態(tài)形式排出 所以該技術(shù)也稱為半干法脫硫技術(shù) 該技術(shù)脫硫率可達(dá) 70 90 工藝過(guò)程簡(jiǎn)單 設(shè)備少 占地少 不需對(duì)脫硫產(chǎn)品進(jìn) 行二次處理 沒(méi)有廢水排放 脫硫后的煙氣不需要二次加熱 因而運(yùn)行費(fèi)用低 已經(jīng)廣泛 用于美國(guó) 歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家 主要用于燃用中低硫煤的電廠 我國(guó)四川白馬電廠和山東黃 島電廠已采用次方法進(jìn)行煙氣脫硫 主要包含的反應(yīng) SO2 H2O H HSO 3 HSO H SO 3 2 Ca2 SO32 CaSO3 5 循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù) 煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是把固體流態(tài)化技術(shù)引入到 FGD 工藝中的一項(xiàng)新技術(shù) 在 20 世紀(jì) 80 年代以后有了很大發(fā)展 煙氣循環(huán)流化床是采用含濕量為 3 5 的石灰粉作 為脫硫劑 在流化床中與高速流動(dòng)的煙氣接觸完成脫硫 在流化床尾部除下來(lái)的吸收劑經(jīng) 增濕后循環(huán)適用 以提高吸收劑的利用率 煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)發(fā)展很快 已出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)形式的裝置 在鈣硫比為 1 1 1 5 的情況下脫硫率可達(dá) 80 90 煙氣循環(huán)流化床工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單 運(yùn)行可靠 占 6 地面積小 投資和運(yùn)行費(fèi)用低 無(wú)廢水排放 是一種較好的干法脫硫工藝 6 粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù) 粉煤灰干式脫硫技術(shù)是由日本北海道電力公司首先開(kāi)發(fā)成功并投入商業(yè)應(yīng)用的是一項(xiàng) 世界首創(chuàng)的新技術(shù) 該技術(shù)是以粉煤灰 熟石灰 石膏為原料制成脫硫劑 將該脫硫劑填 充到吸收塔中 脫硫劑吸收鍋爐排煙中的 SO2 達(dá)到脫硫目的 日本東厚真電廠 1991 年安裝調(diào)試成功了粉煤灰干式煙氣脫硫裝置 該裝置處理煙氣量 644000Nm h 脫硫率大于 90 脫硫劑利用率大于 80 除塵率大于 85 3 7 電子束煙氣脫硫處理法 EBA 法 EBA 法是日本 3 家研究所在名古屋火力發(fā)電廠研究成功的 它采用高能量電子束照射 煙氣 同時(shí)去除煙氣中所含的硫氧化物 還能回收氮肥 硫酸氨和硝酸氨的混合物 EBA 是一種無(wú)排水式的煙氣處理技術(shù) 名古屋火電廠設(shè)計(jì)煙氣處理量 濕基 為 12000 m h 3 當(dāng) SO2 濃度為 800mg L 和 NOx 濃度為 225mg L 時(shí) 其脫硫脫硝率分別為 94 和 80 目前 成都熱電廠在建的 FBA 工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目是由日本荏原制所作 前述日本 3 家研究 所之一 設(shè)計(jì) 處理煙氣量為 300 000 m h 當(dāng) SO2 和 NOx 濃度分別為 1800 和 400g L3 時(shí) 脫硫脫銷(xiāo)率分別為 80 和 50 成都熱電廠采用是兩臺(tái) 80kv 400mA 的電子加速器 該法優(yōu)點(diǎn) 干法 無(wú)廢液處理和無(wú)腐蝕結(jié)垢問(wèn)題 產(chǎn)物是高質(zhì)化肥 易于收集 可同 時(shí)脫硫脫硝 缺點(diǎn)是 加速器造價(jià)昂貴 需要射線保護(hù) 電子槍壽命及技術(shù)管理難度大等 8 荷電干式除硫法 荷電干式除硫法是美國(guó)阿蘭柯環(huán)境資源公司研制的一種專利產(chǎn)品 其工作原理是 吸 收劑 常用 Ca OH 2 高速流過(guò)噴射單元 產(chǎn)生的高壓靜電電暈電壓 由此獲得強(qiáng)大的靜 電電荷 通常是負(fù)電荷 然后在除塵器前再通過(guò)噴管?chē)娚涞脚艧煔饬髦?由于吸收劑帶同 極性的電 所以相互排斥 很快在煙氣中擴(kuò)散稱為均勻的懸浮狀態(tài) 吸收劑與 SO2 的反應(yīng) 機(jī)率大為增加 同時(shí)帶電的吸收劑粒子表面的電暈極大地提高了吸收劑的活性 縮短了與 SO2 反應(yīng)所需的時(shí)間 提高了除硫效率 1987 年意大利 ENEL 在 Marghera 熱電廠做了 7 100N m h 的工業(yè)試驗(yàn) SO 2 和 NOx 的初始濃度為 530ppm 和 400ppm SO2 除硫率為3 80 NOx 為 50 60 能耗為 12Wh N m 3 我國(guó)德州電廠 75t h 煤粉爐安裝了此類(lèi)脫3 硫裝置 除硫效率大于 70 9 LIFAC 脫硫技術(shù) LIFAC 脫硫技術(shù)是由芬蘭的 Tampella 公司和 IVO 公司首先開(kāi)發(fā)成功并投入商業(yè)應(yīng)用 的 該技術(shù)是將石灰石于鍋爐的 850 1150 部位噴入 起到部分固硫作用 在尾部煙道 的適當(dāng)部位 一般在空氣預(yù)熱器與除塵器之間 裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器 使?fàn)t內(nèi)為反應(yīng)的 CaO 和水合成 Ca OH 2 進(jìn)一步吸收 SO2 提高脫硫率 LIFAC 脫硫技術(shù)具有占地少 系統(tǒng)簡(jiǎn)單 投資和運(yùn)行費(fèi)用較低 無(wú)廢水排放等優(yōu)點(diǎn) 脫硫率 60 85 我國(guó)南京下關(guān)電廠 浙江錢(qián)清電廠均采用此脫硫技術(shù) 10 海水脫硫法 海水脫硫法是利用海水吸收煙氣中的 SO2 煙氣中 SO2 被海水吸收并與氧發(fā)生反應(yīng)生 成硫酸根離子 以硫酸鹽的形式存在于海水中 天然的海水呈堿性 含有過(guò)量的碳酸鈣和 碳酸鈉 能使海水有充足能力來(lái)吸收和中和 SO2 硫酸鹽是海洋中天然且必須的成份 不會(huì) 對(duì)海水造成太大污染 目前世界上已投入運(yùn)行和在建的燃煤電廠采用 Flakt Hydroa 工藝脫硫的有印度 TaPa 電廠 500MW 西班牙 Cran Canaria 電廠 80MW 印尼電廠 670MW 及我國(guó)的深圳 西部電廠 10 我國(guó)深圳西部電廠 2 號(hào) 300MW 機(jī)組選用的是挪威 ABB 公司的海水煙氣脫 硫技術(shù) 全煙氣量運(yùn)行 系統(tǒng)設(shè)計(jì)脫硫率為 90 第二節(jié) 煙氣除塵技術(shù) 1 除塵器的分類(lèi) 按除塵器分離捕集粉塵的主要機(jī)制 可將其分為如下四類(lèi) 1 機(jī)械式除塵器 它是利用質(zhì)量力 重力 慣性力 離心力 的作用使粉塵與氣流 分離沉降的裝置 包括重力沉降室 慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等 2 電除塵器 它是利用高壓電場(chǎng)使塵粒荷電 在電場(chǎng)力的作用下使粉塵與氣流分離 的裝置 8 3 過(guò)濾式除塵器 它是使含塵氣體通過(guò)織物或多孔填料曾進(jìn)行過(guò)濾分離的裝置 包 括袋式過(guò)濾器 顆粒層過(guò)濾層等 4 濕式洗滌器 它是利用液滴或液膜洗滌含塵氣流 使粉塵與氣流分離沉降的裝置 它可用于除塵 也可用于氣體吸收 當(dāng)專用于氣體除塵時(shí) 也稱濕式除塵器 2 機(jī)械除塵法 機(jī)械式除塵法是一類(lèi)利用重力 慣性力或離心力的作用將塵粒從氣體中分離的裝置 這類(lèi)除塵法主要包括重力除塵器 慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等 2 1 重力沉降器 重力除塵器又稱重力沉降室 它是利用塵粒與氣體的密度不同 通過(guò)重力作用使塵粒 從氣流中自然沉降分離的除塵設(shè)備 常見(jiàn)的重力沉降室有水平氣流沉降室 單層重力沉降室和多層重力沉降室 其基本結(jié) 構(gòu)如圖 2 1 所示 含塵氣體由斷面較小的風(fēng)管進(jìn)入沉降室后 由于流道截面積擴(kuò)大而使氣 體流動(dòng)速度大大降低 在流經(jīng)沉降使的過(guò)程中 塵粒便在重力的作用下緩慢向灰斗沉降 分離了部分塵粒的氣體從出口風(fēng)管流出 達(dá)到了除塵的目的 重力沉降室的主要特點(diǎn)是 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 造價(jià)低 維護(hù)管理容易 阻力小 一般在 300Pa 以下 主要缺點(diǎn)是 體積龐大 除塵效率低 清灰麻煩 鑒于以上特點(diǎn) 重力沉降 室主要用以捕集那些密度大 粒徑大于 50 m 的粗粉塵 在多級(jí)除塵系統(tǒng)中常作為高效除 塵器的預(yù)除塵 2 2 慣性除塵器 慣性除塵器是使含塵氣流沖擊在擋板上 或讓氣流方向急劇轉(zhuǎn)變 使塵粒受慣性力作 用而從氣流中分離出來(lái)的一種除塵裝置 起除塵機(jī)制示于圖 2 3 沖擊到擋板 B1 上的塵粒 當(dāng)中 慣性力大的粗塵 d1 首先被分離下來(lái) 而被氣流帶走的塵粒 如 d2 d2 d1 由于 擋板 B2 使氣流方向轉(zhuǎn)變 借離心力作用又被分離下來(lái) 煙氣中帶走的塵粒 d31 5 1 5 1 2 2 2 90 80 70 80 60 85 90 80 Ca S 1 01 1 02 1 01 1 02 1 5 2 0 2 0 3 0 占總投資 15 20 8 10 10 15 7 左右 7 8 設(shè)備占地 面積 大 較小 較大 小 大 較大 FGD 方法 項(xiàng)目 濕式石灰 石 石膏法 簡(jiǎn)易石灰 石 石膏法 旋轉(zhuǎn)噴霧 法 爐內(nèi)噴鈣 尾部增濕 法 海水脫硫 電子束脫 硫 結(jié)垢 堵 塞 有 有 有 有 無(wú) 無(wú) 灰渣狀態(tài) 濕 濕 干 干 干 運(yùn)行費(fèi)用 高 較高 較高 較低 較低 較高 煙氣再熱 需再熱 需再熱 不需再熱 不需再熱 需再熱 不需再熱 鈣利用率 90 90 40 50 35 40 推廣應(yīng)用 前景 燃用高中 硫鍋爐 同左 當(dāng) 地有石灰 石 燃用中低 硫煤鍋爐 燃用中 低硫煤鍋 爐 燃用中低 硫煤鍋爐 燃用高 中 低煤 14 脫硫副產(chǎn) 品 脫硫渣為 CaSO4 及 少量煙塵 送灰場(chǎng)堆 放或制成 石膏 同左 脫硫渣為 CaSO4 C aSO3 氫 氧化鈣和 塵的混合 物 脫硫渣為 CaSO4 CaSO3 C aO 混合物 目前不能 利用 無(wú) 脫硫副產(chǎn) 品為硫酸 銨和硝酸 銨可直接 做化肥 從本設(shè)計(jì)燃煤鍋爐的性質(zhì)和脫硫要求 選用旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法 半干法工藝較簡(jiǎn)單 干態(tài)產(chǎn)物易于處理 無(wú)廢水產(chǎn)生 能耗 占地 投資比濕法要少 一些 脫硫率也比較高 投資一般低于傳統(tǒng)濕法 一般適用于低 中硫煤煙氣脫硫 在燃 低 中硫煤的地區(qū) 有逐漸取代濕法煙氣脫硫的趨勢(shì) 表 3 2 各種除塵的綜合性能表 除塵器名稱 使用的粒徑 范圍 效率 阻力 Pa 設(shè)備費(fèi) 運(yùn)行費(fèi) 重力沉降器 50 5 95 98 800 1200 中 中 沖擊式除塵 器 5 95 1000 1600 中 中上 文丘里除塵 器 0 5 1 90 98 4000 10000 少 大 電除塵器 0 5 1 90 98 50 130 大 中 袋式除塵器 0 5 1 95 99 1000 1500 中上 大 表 3 3 除塵設(shè)備的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用 設(shè)備 投資費(fèi)用 運(yùn)行費(fèi)用 高效旋風(fēng)除塵器 100 100 袋式除塵器 250 250 電除塵器 450 150 塔式洗滌器 270 260 文丘里洗滌器 220 500 選擇除塵器時(shí)必須全面考慮有關(guān)因素 如除塵效率 壓力損失 一次投資 維修管理 等 其中最主要的是除塵效率 本設(shè)計(jì)除塵效率為 99 3 只有電除塵器和袋式除塵器可 以達(dá)到這樣的高效率 又該煙氣含塵濃度為 5 7 g m 袋式除塵器的理想含塵濃度為3 15 0 2 10 g m 電除塵器希望含塵濃度在 30 g m 以下 再綜合考慮投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用等3 3 因素 選擇袋式除塵器 第四章 噴霧干燥脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介 噴霧干燥脫硫是 20 世紀(jì) 70 年代中期在美國(guó)和歐洲發(fā)展起來(lái)的 其市場(chǎng)占有率僅次于 濕法 列第二位 該方法采用濕態(tài)吸收劑 在吸收裝置中吸收劑被煙氣的熱量所干燥 并 在干燥過(guò)程中與 SO2 反應(yīng)生成干粉狀脫硫產(chǎn)物 半干法工藝較簡(jiǎn)單 干態(tài)產(chǎn)物易于處理 無(wú)廢水產(chǎn)生 投資一般低于傳統(tǒng)濕法 但脫硫效率和脫硫劑的利用率低 一般適用于低 中硫煤煙氣脫硫 在燃低 中硫煤的地區(qū) 有逐漸取代濕法煙氣脫硫的趨勢(shì) 噴霧干燥煙氣脫硫是利用噴霧干燥原理 在吸收劑噴入吸收塔后 一方面吸收劑與煙 氣的 SO2 發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 生成固體產(chǎn)物 另一方面煙氣將熱量傳遞給吸收劑 使之不斷干 燥 在塔內(nèi)脫硫反應(yīng)后形成的產(chǎn)物為干粉 其部分在塔內(nèi)分離 有錐體出口排出 另一部 分脫硫后煙氣進(jìn)入除塵器收集 其工藝流程如附圖 1 噴霧干燥煙氣脫硫工藝流程包括 吸收劑制備 吸收劑漿液霧化 霧粒與煙氣 的接觸混合 液滴蒸發(fā)與 SO2 吸收 灰渣排出 灰渣再循環(huán) 其中 在噴霧干 燥吸收塔內(nèi)進(jìn)行 1 噴霧干燥法煙氣脫硫原理 1 1 漿滴的蒸發(fā) 16 霧化器出來(lái)的漿滴的直徑從 20 150 m 不等 視不同的霧化方法而不同 漿滴中的 Ca OH 2 顆粒的直徑為 1 5 m 可視為孤立的 Ca OH 2 顆粒周?chē)植贾B續(xù)的液相 吸 收劑顆粒溶解在液相中 在漿滴中處于飽和狀態(tài) 與此同時(shí) SO2 在液滴的表面被吸收 漿滴進(jìn)入反應(yīng)器后水分開(kāi)始迅速地蒸發(fā)發(fā)生在漿滴的表面 這個(gè)階段稱為恒速干燥階段 隨著蒸發(fā)的進(jìn)行 液相的體積不斷減少 直到固體顆粒相接觸 集聚在漿滴的表面形成一 個(gè)固定的障礙層 這樣限制了水分的蒸發(fā)和 SO2 的吸收的速率 這個(gè)階段稱為降速干燥階 段 最后 生成物固體內(nèi)的大多數(shù)自由水相被蒸發(fā)掉了 霧干燥脫硫示意圖見(jiàn)附圖 3 1 2 煙氣中 SO2 的吸收 在噴霧干燥反應(yīng)中 石灰漿液被霧化為微細(xì)的石灰漿滴 100 m 與高溫?zé)煔庀嘟?觸 氣 液 固三相之間發(fā)生復(fù)雜的傳質(zhì) 傳熱作用 漿滴中水分蒸發(fā)的同時(shí) 煙氣中的 SO2 被吸收與漿滴中的 Ca OH 2 顆粒發(fā)生反應(yīng) 最后得到干燥的 CaSO3 CaSO4 和未反應(yīng) 的 Ca OH 2 固體混合物 經(jīng)收塵系統(tǒng)而收集下來(lái) 總的反應(yīng)為 Ca OH 2 s SO2 g CaSO3 1 2H2O s 1 2H2O 2 1 反應(yīng)可分為以下幾個(gè)步驟 1 SO2 從氣相主體到液滴表面的擴(kuò)散 2 液滴表面 SO2 的吸收 SO2 g SO2 aq 2 2 3 液相中溶解的 SO2 離解生成 HSO SO 32 SO2 aq H2O l H aq HSO aq 2 3 3 HSO aq H aq SO aq 2 4 3 23 4 液相溶解的 HSO SO 離子在液相中的擴(kuò)散 32 5 Ca OH 2 顆粒的溶解 Ca OH 2 s Ca aq 2OH aq 2 5 2 6 亞硫酸鈣的生成 Ca aq SO aq 1 2H2O l CaSO3 1 2H2O s 2 6 23 反應(yīng) 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 的進(jìn)行均在液相中完成 漿滴中水分的蒸發(fā) 直接影響著 SO2 的脫除 17 2 噴霧干燥法脫硫工藝的系統(tǒng)組成 噴霧干燥法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)有生石灰接受貯存系統(tǒng) 漿液制造和供給系統(tǒng) 脫硫反 應(yīng)系統(tǒng) 除塵除渣系統(tǒng)等 2 1 生石灰接受貯存系統(tǒng) 大多采用 CaO 含量盡可能高的石灰做脫硫劑 石灰倉(cāng)內(nèi)貯存的粉狀石灰經(jīng)螺旋輸送機(jī) 送入消化槽消化 并制成高濃度漿液 然后進(jìn)入配漿槽 配將槽上設(shè)有過(guò)濾器 以過(guò)濾大 顆粒雜質(zhì) 在配漿槽內(nèi)用水將濃漿稀釋到需要的濃度 20 左右 制備好的石灰乳用泵送 到吸收劑貯罐 經(jīng)過(guò)延時(shí)箱和過(guò)濾篩 再用供給泵送到吸收塔頂部的高位罐備用 2 2 漿液制造和供給系統(tǒng) 由生石灰投入計(jì)量和制漿 供漿三部分組成 制備石灰漿液裝置主要有滯留式 打漿 式 和球磨機(jī)等幾種 其中前兩種之用鵝卵石狀石灰 CaO 加水后生成 Ca OH 2 但要求 水的質(zhì)量要好 否則水化不徹底 高質(zhì)量意味著含 Mg S C 等雜質(zhì)少 一份磨得很細(xì)的十分 200 目左右 與 2 份常溫下的水混合進(jìn)入攪拌器中 水質(zhì)和石 灰質(zhì)量均較好者混合后大約 8min 溫度上升到 95 而水質(zhì)和石灰質(zhì)量較差的混合后很長(zhǎng) 時(shí)間才能到達(dá) 90 或根本達(dá)不到 Ca OH 2 水化程度以溫度來(lái)衡量 在 20min 內(nèi)達(dá)不到 95 則表示水化不徹底 沒(méi)有完全變成 Ca OH 2 質(zhì)量好的水及石灰進(jìn)入滯留式打漿機(jī)中 約 15min 即可變成 Ca OH 2 另外不論采用任何打漿機(jī)都不要裝得太滿 應(yīng)有 10 余量避 免溢出 當(dāng)脫硫裝置出現(xiàn)故障時(shí) 石灰漿液應(yīng)繼續(xù)攪拌以免其沉降 但不能超過(guò) 32h 超過(guò) 32h 石灰漿液必須排空 并用清水沖洗打漿機(jī)及管路 石灰倉(cāng)的生石灰經(jīng)螺旋輸送機(jī)和斗 式提升機(jī)送至高位料倉(cāng) 經(jīng)計(jì)量倉(cāng)計(jì)量后進(jìn)入生石灰熟化罐 在熟化罐內(nèi) 生石灰與水混 合攪拌 發(fā)生消化反應(yīng) 根據(jù)試驗(yàn)要求 加入一定比例的粉煤灰和脫硫灰制好的漿液 經(jīng) 過(guò)過(guò)濾進(jìn)入漿液供給罐 再由供漿泵送至脫硫反應(yīng)塔的高位料箱 經(jīng)分離殘?jiān)筮M(jìn)入旋轉(zhuǎn) 噴霧器 2 3 脫硫系統(tǒng) 它是該工藝的核心部分 由旋轉(zhuǎn)噴霧器 煙氣分配器 吸收塔三部分構(gòu)成 旋轉(zhuǎn)噴霧 器采用調(diào)頻變速電機(jī) 轉(zhuǎn)速?gòu)?6000r min 到 16000r min 電機(jī)功率 190Kw 通過(guò)改變電機(jī) 轉(zhuǎn)速 可以改變漿液霧粒徑 煙氣分配器結(jié)構(gòu)上可分為三個(gè)部分 沿?zé)煔饬飨驈纳现料乱?18 次分為多孔板 上旋流板 下旋流板 多孔板為一均布圓孔的圓環(huán)形鋼板 可通過(guò)堵孔手 段改變其開(kāi)孔率 從而改變流向旋流板的煙氣速度 兩層角度不同的旋流由脫硫風(fēng)機(jī)引入 煙囪 吸收塔可分為細(xì)長(zhǎng)型 L D 2 67 塔有效高度 23m 吸收塔的出口煙氣溫度可通過(guò) 該百年工業(yè)水量來(lái)調(diào)節(jié) 2 4 除塵除渣系統(tǒng)和回收裝置 灰處理采用拋棄法 從脫硫袋式除塵器收集的脫硫灰 一部分經(jīng)氣力輸送到脫硫灰倉(cāng) 再經(jīng)磨細(xì)加水?dāng)嚢韬蠹尤氲绞旎迌?nèi)與消石灰混合作吸收劑循環(huán)利用 其余部分及反應(yīng)塔 底部排出的會(huì)由沖灰管道沖入電廠的除塵系統(tǒng) 脫硫產(chǎn)物大部分從干燥塔底部排出 很少一部分被旋風(fēng)分離器和袋濾器捕獲排出 干 燥室和旋風(fēng)分離器一般在負(fù)壓下操作 為避免影響干燥效率和分離效率 應(yīng)盡量避免空氣 從其他部位漏入干燥塔和旋風(fēng)分離器中 常見(jiàn)的排料裝置有平動(dòng)蝶形閥 推拉閥 自動(dòng)恒 重閥等 這些都屬于間歇排料閥 另外 還有連續(xù)排料閥 用得最普遍的連續(xù)閥是旋轉(zhuǎn)閥 干燥粒子的回收階段需要滿足干燥器的兩個(gè)重要要求 比較經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品回收方式 廢氣中無(wú)產(chǎn)品粒子 現(xiàn)有的回收設(shè)備主要有袋濾器和旋風(fēng)分離器 至于選擇什么樣的回收設(shè)備主要從費(fèi)用 收集效果以及被分離的產(chǎn)品要求的處理方式等方面加以考慮 干燥器的產(chǎn)品通常一部分由底部排出 而少量細(xì)粉則在旋風(fēng)分離器排料口排出 干燥 室和旋風(fēng)分離器一般在負(fù)壓下操作 排料通常在常壓下進(jìn)行 因此 排料裝置應(yīng)該盡可能 的避免空氣漏入干燥室和旋風(fēng)分離器中 否則將會(huì)嚴(yán)重影響干燥器的工作性能和旋風(fēng)分離 器的分離效率 常用的排料裝置有以下幾種 1 間歇排料閥 主要有手動(dòng)蝶形閥 手動(dòng)滑閥 或拉推閥 自動(dòng)板式閥 機(jī)械操作的單板閥和雙板 閥 2 渦旋氣封 渦旋氣封是一種連續(xù)的氣流輸送裝置 3 連續(xù)排料閥 其中用得最為普遍的連續(xù)排料閥是旋轉(zhuǎn)閥 常稱為心形閥 本設(shè)計(jì)選用連續(xù)排料閥 19 在外殼內(nèi)有一旋轉(zhuǎn)的葉輪 由 6 8 個(gè)葉片組成 軸和軸承都是密封防塵的 帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn) 的電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)閥體的外面 在轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪和固定的外殼之間應(yīng)保持很小的空隙 以保證 較好的氣密性 一般不應(yīng)超過(guò) 0 05mm 旋轉(zhuǎn)閥的葉輪轉(zhuǎn)速不高時(shí) 排料量與轉(zhuǎn)速大致成正比 轉(zhuǎn)速過(guò)大時(shí) 物料量反而降低 這是由于轉(zhuǎn)速高時(shí)產(chǎn)生的離心力 使物料不能充分落入葉片之間 已經(jīng)落入葉片之間的物 料也往往來(lái)不及排盡 有被葉片帶上去 通常葉輪的轉(zhuǎn)速不大于 30r min 相應(yīng)的圓周速度 約為 0 3 0 6m s 2 3 噴霧法煙氣脫硫的影響因素 3 1 Ca S 對(duì)脫硫率的影響 以石灰漿為吸收劑的噴霧干燥法脫硫工藝有兩個(gè)主要的工藝指標(biāo) 即脫硫效率和化學(xué) 計(jì)量比 化學(xué)劑量比是指進(jìn)入系統(tǒng)的氫氧化鈣的摩爾數(shù)與二氧化硫的摩爾數(shù)之比 脫硫效率隨化學(xué)計(jì)量比的增加而增大 其增加幅度由大到小 但當(dāng)化學(xué)劑量比增大到 一定的數(shù)值后 繼續(xù)提高計(jì)量比 則脫硫率提高緩慢而吸收劑的利用率將會(huì)顯著的降低 因此合理地選擇脫硫效率 對(duì)節(jié)約吸收劑用量 降低運(yùn)行費(fèi)用是至關(guān)重要的 3 2 吸收塔出口煙氣的近絕熱飽和溫度對(duì)脫硫率的影響 吸收塔出口煙氣的近絕熱飽和溫度值 即吸收塔出口煙氣的平均溫度與煙氣絕熱飽和 溫度的差值 溫度越低脫硫率越高 當(dāng)其他條件接近時(shí) 洗手臺(tái)出口煙氣溫度越低 說(shuō)明漿液的含 水量越大 SO 2 脫除反應(yīng)的基本條件是吸收劑霧滴必須含有水分 當(dāng)水分含量高時(shí) 霧滴 與煙氣一接觸即迅速降低了煙氣的溫度 從而使蒸發(fā)率降低 延長(zhǎng)了化學(xué)反應(yīng)時(shí)間 有利 于 SO2 的吸收 另一方面 霧滴的干燥速度還受到煙氣中水蒸氣分壓的影響 當(dāng)水蒸氣分 壓接近于相同溫度下的飽和蒸汽壓時(shí) 吸收 SO2 的時(shí)間可大幅度增加 使脫硫率明顯增加 在噴霧干燥工藝中 用吸收塔出口煙氣溫度與相同狀態(tài)下的絕熱飽和溫度之差 T 來(lái) 表示出塔煙氣溫度的影響 僅在硫含量低且脫硫要求不高的吸收裝置上 采用較高的絕熱 飽和溫度之差 而對(duì)含硫量高且要求也高的吸收裝置 T 一般為 10 15 3 3 進(jìn)口煙氣溫度對(duì)脫硫率的影響 較高的進(jìn)口煙氣溫度可以得到較高的脫硫效率 這是由于進(jìn)口煙氣溫度較高可以增加 石灰漿液的含水量 完成石灰漿滴干燥的時(shí)間就越長(zhǎng) 能使吸收劑維持較長(zhǎng)的濕態(tài)時(shí)間 20 從而有利于吸收劑的充分利用和二氧化硫的吸收反應(yīng)的進(jìn)行改善吸收塔內(nèi)第一干燥階段的 傳質(zhì)條件 從而使脫硫效率提高 3 4 煙氣 SO2 濃度對(duì)脫硫效率的影響 在相同的吸收塔進(jìn) 出口煙氣溫度和相同 Ca S 條件下 高的進(jìn)口煙氣 SO2 濃度 需要 更多的新鮮石灰加入量 因此提高了霧粒中石灰的含量 增大了需要吸收的 SO2 量和生成 的亞硫酸鈣量 霧粒水分的減少限制了 Ca OH 2 與 SO2 的傳質(zhì)過(guò)程 使脫硫率降低 因此 噴霧干燥煙氣脫硫工藝只適合于處理中 低硫煤的煙氣脫硫 第五章 過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算 第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法設(shè)計(jì)參數(shù) 濃漿液固含量 36 43 入塔吸收劑固含量 20 左右 溫度差 煙氣出塔溫度與濕球 溫度之差 15 鈣硫比 1 4 1 7 Ca 利用率 50 煙氣停留時(shí)間 10s 煙氣流速 1m s 霧化液滴粒度 70 m 霧化漿液最大流量 18t h 噴霧干燥器內(nèi)煙氣的平均溫度 T 查表得該條件下煙氣的物理5 107265 性質(zhì) 密度 0 95kg m 3 比熱容 Cp 1 068kJ kg 熱導(dǎo)率 11 263 10 kJ m h 2 導(dǎo)溫系數(shù) 11 1 10 h 21 黏度 2 079 10 kg S 6 運(yùn)動(dòng)黏度 21 54 10 S 普朗特?cái)?shù) Pr 0 69 20 平均干煙氣量質(zhì)量流量 Q 62000 0 95 58900kg h 按試驗(yàn)要求 為了滿足后續(xù)的袋 濾除塵器的要求 出口煙氣的含水率不超過(guò) 6 所以 出口煙氣中所含蒸氣量 m1 5 1 2 操作的氣 液比 L N m 35400 13400 28 40 Ca S 1 0 1 5 鈣的利用率 90 40 45 脫硫效率 90 80 85 單位投資 美元 kw 100 140 70 90 投資占電廠總投資比例 20 30 8 12 脫硫費(fèi)用 美元 TSO2 900 1250 750 1050 設(shè)備占地面積 大 小 灰渣狀態(tài) 濕 干 煙氣再熱 需 無(wú)需 從上表可以看出 濕式石灰石 石膏法具有脫硫效率搞 石灰石的消耗量小 鈣的利 用率高的優(yōu)點(diǎn) 但是其投資大 占總電廠投資的 20 30 脫硫的操作費(fèi)用高 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái) 為了降低基本投資和運(yùn)行費(fèi)用 積極研究及開(kāi)發(fā)了噴霧干燥煙氣脫硫和爐內(nèi) 噴鈣 爐尾增濕活化煙氣脫硫技術(shù) 噴霧干燥法相對(duì)濕式石灰石 石膏法具有投資少 操 作費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn) 從目前的技術(shù)水平而言 噴霧干燥法只適用于處理中低硫煤 對(duì) 300MW 以內(nèi)的機(jī)組已經(jīng)技術(shù)上成熟 一 噴霧干燥法脫硫方案的經(jīng)濟(jì)分析 表 6 2 設(shè)計(jì)的主要設(shè)備匯總?cè)缦卤?序 號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 詳細(xì)規(guī)格及技術(shù)數(shù)據(jù) 單 位 數(shù) 量 1 旋轉(zhuǎn)霧化器 RW10T 盤(pán)徑為 240mm 轉(zhuǎn)速 10000r min 12000r min 實(shí)際配置功率 75 90kw 傳動(dòng)方式為準(zhǔn)行星齒輪 圓周 速度 126 151m s 臺(tái) 1 2 噴霧干燥塔 容積 754 m 直徑 10m 總高度 13 4m 3 座 1 39 煙氣進(jìn)口管直徑 700mm 出口管徑 1000mm 3 旋風(fēng)分離器 CLP B 10 6 直徑 1060mm 處理風(fēng)量 14300 m h 進(jìn)3 口風(fēng)速 20m s Y 型 阻力 1150Pa 臺(tái) 5 4 袋式除塵器 MC 120 過(guò)濾面積 90 過(guò)濾風(fēng)量 10800 20800 m h 阻力 980 1176Pa3 臺(tái) 5 5 三通管 進(jìn)口管直徑 1000mm 出口管直徑 800mm 個(gè) 1 6 三通管 進(jìn)口管直徑 800mm 出口管直徑 560mm 個(gè) 2 管徑 700mm 個(gè) 2 管徑 560mm 個(gè) 12 7 九十度圓管 彎頭 直徑 165mm 個(gè) 2 4 72 12 風(fēng)量 46100 66500 m h 風(fēng)壓3 1991 1579Pa 電機(jī)型號(hào) Y280S 6 電機(jī) 功率 45kw 臺(tái) 18 離心式通風(fēng) 機(jī) C4 73 風(fēng)量 1275 19350 m h 風(fēng)壓3 294 3924Pa 電機(jī)功率 22kw 臺(tái) 5 9 高位槽 長(zhǎng)方體 高度 H 2m 長(zhǎng) L 0 6m 寬 D 0 6m 容積 7 4 m 3 個(gè) 1 10 單級(jí)單吸離 心泵 IS100 80 125 流量 100 m h 揚(yáng)程為 20m 轉(zhuǎn)速 2900r min 氣蝕余量 4 5m 泵效率 78 軸功率 7 00KW 配帶功率 11KW 臺(tái) 2 11 石灰石漿液 箱 容積 58 44 m 3 個(gè) 1 12 石灰石倉(cāng) 容積 350 64 m 座 1 二 工程項(xiàng)目投資概算 因?yàn)橹挥袊婌F干燥系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)又可以放在主廠房?jī)?nèi) 建筑工程費(fèi)可基本省 略 表 6 3 噴霧干燥法工程項(xiàng)目投資概算 按工程費(fèi)分類(lèi) 費(fèi)用 萬(wàn)元 占總投資比例 設(shè)備費(fèi) 300 69 8 安裝工程費(fèi)用 78 5 18 2 建筑工程費(fèi) 0 0 不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用 27 9 6 5 設(shè)計(jì)費(fèi) 23 5 5 5 工程總投資 430 三 工程運(yùn)行費(fèi)用概算 表 6 4 運(yùn)行費(fèi)用預(yù)算 按性質(zhì)分類(lèi) 價(jià)格 數(shù)量 費(fèi)用 元 合計(jì) 元 電費(fèi) 1 0 元 度 118800KWh 月 118800 132896 40 工業(yè)用水費(fèi) 1 5 元 m 32000 m 月33000 藥劑費(fèi) 98 元 噸 52T 月 5096 人工費(fèi) 2000 元 人 月 3 人 6000 參考文獻(xiàn) 1 王喜忠 于才淵 周才君編著 噴霧干燥 M 北京 華工工業(yè)出版社 2003 2 于才淵 王寶和 王喜忠編著 干燥裝置設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 化工工業(yè)出版社 2005 3 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院等主編 三廢處理工程手冊(cè) 大氣篇 M 北京 化學(xué)工業(yè) 出版社 2000 4 李廣超 大氣污染控制技術(shù) M 第一版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2001 5 142 144 5 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局編寫(xiě) 電力工業(yè)廢棄治理 M 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社 1993 6 張基偉 國(guó)外燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)綜述 M 中國(guó)能源信息網(wǎng) 2003 7 趙毅 李守信 有害氣體控制工程 M 北京 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