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文檔簡介
1、<p> 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b> ?。ǘ?屆)</b></p><p> 某城區(qū)集中供熱燃煤鍋爐除塵、脫硫脫銷處理系統(tǒng)設(shè)計</p><p> 所在學(xué)院 </p><p> 專業(yè)班級 環(huán)境工程
2、 </p><p> 學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p> 指導(dǎo)教師 職稱 </p><p> 完成日期 年 月 </p><p><b> 摘 要</b></p&g
3、t;<p> 燃煤鍋爐燃燒后產(chǎn)生的有害氣體,在資料分析的基礎(chǔ)上,運用現(xiàn)有的除塵、脫硫、脫硝技術(shù),確定設(shè)計方案,并進(jìn)行理論計算分析。本設(shè)計采用除塵、脫硫、脫硝一體化的技術(shù),它能在一個操作流程中把燃煤鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙塵、SO2和NO2都能有效的去除,從而達(dá)到鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行: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;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氮
4、氧化物排放標(biāo)準(zhǔn):400mg/m3。該工藝運行成本低,管理簡便,可成為燃煤鍋爐廢氣處理的推薦工藝。</p><p> 關(guān)鍵詞:除塵 脫硫 脫硝</p><p> The design about dust removal, desulfurization, denitration of the gas from coal-fired boiler for central heati
5、ng</p><p><b> Abstract</b></p><p> Coal-fired boiler combustion produces harmful gases Based on the data analysis Use f existing dust moval, desulfurization,denitrification, Determ
6、ine the design And theoretical calculation The design uses ust emoval, desulfurization, denitrification technology integration It can process in one operation to coal-fired boilers burning dust, SO2 and NO2 can be effect
7、ively removed. To achieve the boiler air pollutant emission standards (GB13217-2001) in the second class district standards: the standa</p><p> Keywords: Dust removal desulfurization denitration</p>
8、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 1緒論1</b></p><p><b> 1.1概述1</b></p><p> 1.2研究的最新成果及動態(tài)2</p><p><b> 1.3選題意義4</b>&
9、lt;/p><p> 2廢氣處理方案的設(shè)計5</p><p> 2.1煤鍋爐燃燒和煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)5</p><p> 2.1.1燃料完全燃燒的條件5</p><p> 2.1.2煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)5</p><p> 2.2采用的方法5</p><p> 2.2.1除塵部分5&l
10、t;/p><p> 2.2.2脫硫部分7</p><p> 2.2.3脫硝部分8</p><p><b> 3計算說明書10</b></p><p> 3.1煙氣計算10</p><p> 3.2旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用11</p><p> 3.3脫硫
11、部分的計算13</p><p> 3.3.1脫硫塔13</p><p> 3.3.2兩種脫硫的比較14</p><p> 3.4SCR反應(yīng)器的主要工藝參數(shù)15</p><p> 3.4.1各種脫硝技術(shù)的比較15</p><p> 3.4.2線速度16</p><p> 3
12、.4.3面速度16</p><p> 3.4.4SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則16</p><p><b> 4總結(jié)19</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)20</b></p><p> 致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>
13、1緒論</b></p><p><b> 1.1 概述</b></p><p> 土地沙漠化、生態(tài)物種大量滅絕、自然資源匾乏、環(huán)境污染嚴(yán)重,人類賴以繁衍生息的地球正逐漸失去她原有的美麗和富饒,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)開始成為國際社會的一大趨勢。從長遠(yuǎn)來看,我們必須把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)確立為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基本戰(zhàn)略目標(biāo),進(jìn)行全面規(guī)劃和實施,這樣才可能有效克服我們正在面
14、臨的壞境與資源危機。</p><p> 我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主。目前,煤炭占一次能源總消耗量的70%左右,據(jù)預(yù)測,一直到2050年,煤炭在我國一次能源需求中的比重仍將達(dá)到65%左右,在開采的煤炭中,80%以上用于燃燒,大量煤炭的燃燒利用,造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題[1],在這些問題中,燃煤引起的二氧化硫和酸雨污染影響著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,危害著人民的身體健康,并對我國的自然生態(tài)造成了嚴(yán)重的破壞,因此,減少燃煤污染物的
15、排放量,控制二氧化硫和氮氧化物的污染,是目前及未來相當(dāng)長時期內(nèi)我國環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域必須面對的重要課題。</p><p> 整體上看,除塵工藝和設(shè)備已日趨完善,已形成一定的規(guī)模生產(chǎn)能力。而對脫硫工藝和設(shè)備,除少數(shù)引進(jìn)國外的脫硫工藝和設(shè)備能確??煽?、有效運行外,多數(shù)工藝和設(shè)備尚處在小試探索或中試階段,到最后進(jìn)入實用階段,還有許多問題需要完善。</p><p> 煤炭是一項重要的能源資源,現(xiàn)今世
16、界上電力產(chǎn)量的60%是利用煤炭資源生產(chǎn)的。中國是燃煤大國,一次能源消耗76%是煤。燃煤鍋爐排放的煙道氣中含有煙塵、S02、NO等有害氣體,如不加以控制,隨著與日俱增的煤炭消耗會導(dǎo)致環(huán)境的嚴(yán)重惡化。 城鎮(zhèn)中集中供熱中產(chǎn)生在這里就占了非常大的部分。</p><p> 近年來全國酸雨污染狀況不但沒有明顯好轉(zhuǎn),部分地區(qū)還呈現(xiàn)加重趨勢,使土壤酸化和貧痔化,對文物古跡、森林、水生生物等都造成嚴(yán)重的破壞。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國
17、每年因酸雨直接或者間接損失高達(dá)1000億元以下,由此可見,治理酸雨已經(jīng)刻不容緩,污染控制任重而道遠(yuǎn)。</p><p> 目前國內(nèi)外采用的脫硫技術(shù)中,主要采用的方法仍然是煙氣脫硫,在煙氣脫硫中又分為濕法、干法和半干法三種工藝,其中濕法脫硫工藝占己安裝PGD機組總?cè)萘康?5%左右,而美國、日本、德國甚至達(dá)到了90%以上,其中包括石灰石一石膏法、海水脫硫、磷錢復(fù)合肥法、鈉堿法、氨肥法、氧化鎂法等等[2]??刂芅Ox排
18、放的主要技術(shù)大致可以分為三種:低污染燃燒(低過量空氣燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒等)、爐膛噴射脫硝(噴氨或尿素、噴入水蒸氣、噴入二次燃料等)、煙氣脫硝(干法煙氣脫硝和濕法煙氣脫硝)。煙氣脫硝主要有選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、氧化銅法及電子束照射法等,濕法脫硝大多具有同時脫硫的效果。</p><p> 1.2研究的最新成果及動態(tài)</p><p> 除塵脫
19、硫一體化是將高溫煤氣中的粉塵顆粒和氣態(tài)SO2在一個單獨的捕集單元中脫除。除塵脫硫一體化裝置可概括為干法和濕法兩種。目前國內(nèi)外已開發(fā)了大量脫硫除塵一體化裝置,主要有水膜除塵器、文丘里旋風(fēng)水膜除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器、噴淋塔除塵脫硫裝置、沖擊式水浴除塵器、自激式除塵器、旋流板塔脫硫除塵一體化裝置以及高壓靜電濾槽復(fù)合型臥式除塵器[3]等濕式處理裝置。由于除塵脫硫一體化工藝具有投資少、運轉(zhuǎn)費用低、脫硫率適中、操作管理簡便、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小
20、等優(yōu)點,近年來已被廣泛應(yīng)用。下面介紹幾種新型的除塵與脫硫一體化裝置和一些脫硫脫銷裝置:</p><p> (1) 多管文丘里煙氣除塵脫硫裝置</p><p> 煙體由下向上進(jìn)入文丘里管,由于離心力作用,塵粒被甩到裝置的濕內(nèi)壁上,然后被溢流堰上流下的堿液洗滌下來。其除塵效果約為85-90%,脫硫效率達(dá)到90%以上。該裝置是一種結(jié)構(gòu)簡單、高效、高可靠性、低費用的煙氣脫硫除塵設(shè)備,既適合于新
21、建燃煤(油)鍋爐,又適合于已有濕式除塵器增加脫硫功能[4]。</p><p> ?。?)噴流塔脫硫除塵裝置</p><p> 該噴流塔吸收劑從塔下部的管網(wǎng)高速噴出,到達(dá)至高點后分散成霧滴下落,與從管網(wǎng)下部進(jìn)入并穿過管網(wǎng)的煙氣充分接觸,形成流化層,完成除塵脫硫過程。本技術(shù)用于同時脫硫除時,在脫硫條件下運行,可達(dá)到99.6%以上的除塵效率和92%以上的脫硫效率。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、壓降小、效率高
22、、生產(chǎn)能力大,適于處理大規(guī)模煙氣[5]。</p><p> ?。?)濕式旋流煙氣脫硫除塵一體化裝置</p><p> 煙氣從塔底部切線方向進(jìn)入除塵脫硫器主體,自下而上與吸收液逆流接觸。煙氣在旋流板上旋激液體,把液體分散成較小的液滴,增大了傳質(zhì)效果。氣相和液相在接觸過程中,氣相中的煙塵和二氧化硫在擴散、碰撞的作用下被捕獲截留和吸收。液滴和顆粒物又在離心力的作用下,甩向四周的薄液流邊界層而被
23、除去。該裝置具有開孔率大、負(fù)荷高、壓降低、處理能力大、操作彈性大、不易堵塞等優(yōu)點。對中小型燃煤鍋爐的脫硫除塵具有一定的推廣應(yīng)用價值[6]。</p><p> ?。?)SCX-III型濕式除塵脫硫裝置</p><p> 廢氣經(jīng)集氣罩抽風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入袋式除塵器,除去絕大部分廢塵后經(jīng)引風(fēng)機進(jìn)入濕式脫硫除塵一體化設(shè)備,除去廢氣中的二氧化硫及進(jìn)一步除去粉塵,其余廢氣經(jīng)煙囪排出。其脫硫效率為大于85%,
24、除塵效率大于80%。該裝置綜合應(yīng)用了氣液旋轉(zhuǎn)霧化、文丘里、旋流板等先進(jìn)技術(shù)以提高氣液傳質(zhì)速率,強化SO:吸收和除霧功能,具有脫硫除塵一體化、脫硫率高、阻力小等優(yōu)點[7]。</p><p> ?。?)移動床活性焦煙氣脫硫與除塵中式裝置</p><p> 該裝置吸附塔結(jié)構(gòu)為錯流移動床,煙氣流通截面為矩形?;钚越褂身敳考尤?,靠重力自上向下緩慢下移,同時,煙氣由活性焦層的一側(cè)連續(xù)錯流穿過焦層。煙
25、氣與活性焦接觸時,煙氣中的SO:被活性焦吸附脫除。含塵氣體通過該床層時,活性焦床層相當(dāng)于一臺顆粒過濾器,其過濾作用能除去大部分煙塵。其脫硫效率達(dá)98%,除塵效率大于95%。該裝置具有設(shè)備簡單、操作與控制容易、運行穩(wěn)定可靠、脫硫過程基本無水耗和不對環(huán)境造成二次污染等優(yōu)點[8-9]。</p><p> ?。?)煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫硝技術(shù)</p><p> 煙氣循環(huán)流化床同時脫硫脫硝工藝是
26、在煙氣循環(huán)流化床脫硫的基礎(chǔ)上通過添加活性吸收劑等實現(xiàn)脫硫脫硝的一種新型煙氣脫除技術(shù)。20 世紀(jì)70 年代德國魯奇公司首先研究開發(fā)了煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)(CFB - FGD)。目前,德國、瑞士等歐洲國家循環(huán)流化床煙氣脫硫已經(jīng)工業(yè)化運行。在我國,循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)首先由福建龍凈環(huán)保股份有限公司引入中國,并在山西榆社的2×300 MW新建機組中配套了該CFB 脫硫裝置,該裝置已于2004年成功投入商業(yè)運行[10-11]。<
27、;/p><p> ?。?)煙氣脫硫脫硝一體化吸收</p><p> 在同一反應(yīng)器內(nèi)聯(lián)合脫硫脫硝處理技術(shù)目前仍處于研發(fā)階段,應(yīng)用以金屬氧化物為主要活性組分的一體化吸收/催化劑進(jìn)行聯(lián)合脫硫脫硝的原理是:利用金屬氧化物與煙氣中SO2 和O2 反應(yīng)生成硫酸鹽以達(dá)到脫硫目的,而金屬氧化物本身與脫硫反應(yīng)的生成物均可作為NOx 催化還原的催化劑,從而達(dá)到同時脫硫脫硝的效果[12-13]。</p>
28、;<p> 過渡金屬氧化物作為脫SOx 催化劑研究很多,其中不少申請了專利[14] ,幾乎第一過渡系列的元素Mn 、Fe、Co、Ni、Cu均可作為脫硫劑的有效成。ZnO干式系統(tǒng)對SO2 的吸附活性并不理想,除非系統(tǒng)中存在大量水蒸氣,且在低溫下才能很好吸收SO2 。工業(yè)化的氧化鋅法主要是濕法,以ZnO料漿作為吸收劑。目前ZnO在熱煤氣脫硫方面應(yīng)用更為廣泛[15] 。</p><p><b>
29、; 1.3 選題意義</b></p><p> 本文針對燃煤鍋爐廢氣的特點及處理技術(shù)進(jìn)行分析和研究在資料分析的基礎(chǔ)上,尋求不同處理工藝的特點,運用廢氣處理組合工藝,確定設(shè)計方案,優(yōu)化設(shè)計參數(shù)和設(shè)計條件。經(jīng)理論計算,處理后達(dá)到鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001)中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 而且根據(jù)國內(nèi)的燃煤情況,對于燃煤鍋爐廢氣的更有效處理已經(jīng)刻不容
30、緩,就本文對燃煤鍋爐廢氣一體化處理的研究及其初步設(shè)計是具有重大意義的。</p><p> 2廢氣處理方案的設(shè)計</p><p> 2.1煤鍋爐燃燒和煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)</p><p> 2.1.1燃料完全燃燒的條件</p><p> 燃料完全燃燒的條件:</p><p> ?。?)空氣條件:很顯然,燃料燃燒時必須保
31、證供應(yīng)與燃料燃燒相適應(yīng)的空氣量。</p><p> ?。?)溫度條件:燃料只有達(dá)到著火溫度,才能與氧作用而燃燒。著火溫度系在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒所必須達(dá)到的最低溫度。</p><p> ?。?)時間條件:燃料在燃燒室中的停留時間是影響燃燒完全程度的另一基本因素。燃料在高溫區(qū)的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需要的時間。</p><p> ?。?)燃料與空氣混合條件:燃料和
32、空氣中氧的充分混合也是有效燃燒的基本條件?;旌铣潭热Q于空氣的湍流度。</p><p> 適當(dāng)?shù)乜刂七@四個因素——空氣和燃料之比、溫度、時間和湍流度,是在大氣污染物排放量最低條件下實現(xiàn)有效燃燒所必須的,評價燃燒過程和燃燒設(shè)備時,必須認(rèn)真地考慮這些因素。</p><p> 假設(shè)該城區(qū)集中供熱燃煤鍋爐中的煤能接近完全燃燒。</p><p> 2.1.2煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)
33、標(biāo)</p><p> 按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行: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;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn):400mg/m3。</p><p><b> 2.2采用的方法</b></p><p> 擬采取的方法:還原法脫硫、脫硝、除塵一體
34、化技術(shù)。除塵選用旋風(fēng)除塵器,脫硫選用氧化鎂脫硫技術(shù),脫硝使用選擇性催化還原法(SCR)脫硝。 </p><p><b> 2.2.1除塵部分</b></p><p> 煙氣的預(yù)除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴淋洗滌塔等。它們基本性能如表2-1示。</p><p> 表2-1 除塵設(shè)備的
35、基本性能</p><p> 表2-2 各種除塵器設(shè)備費、耗鋼量及能耗量指標(biāo)</p><p> 通過比較,旋風(fēng)除塵器管理、制作方便,體積小、價格便宜,因此,選用旋風(fēng)除塵器作為二級除塵系統(tǒng)中的預(yù)除塵。</p><p> 旋風(fēng)除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點:旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單,體積較小,不需特殊
36、的附屬設(shè)備,造價較低.阻力中等,器內(nèi)無運動部件,操作維修方便等優(yōu)點。旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒.除塵效率可達(dá)80%以上,近年來經(jīng)改進(jìn)后的特制旋風(fēng)除塵器.其除塵效率可達(dá)95%以上。旋風(fēng)除塵器的缺點是捕集微粒小于5微米的效率不高。</p><p> 旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動概況:</p><p> 旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體,呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運動,形
37、成下降的外旋含塵氣流,在強烈旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的離心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體的塵粒甩向器壁,塵粒一旦與器壁接觸,便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在到達(dá)圓錐體底部后,沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上,形成上升的內(nèi)旋氣流,并由除塵器的排氣管排出。</p><p> 自進(jìn)氣口流人的另一小部分氣流,則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動,然后沿排氣管外側(cè)向下流動,當(dāng)達(dá)到排氣管下端時,即反轉(zhuǎn)向上隨上升
38、的中心氣流一同從誹氣管排出,分散在其中的塵粒也隨同被帶走。</p><p><b> 2.2.2脫硫部分</b></p><p> 氧化鎂脫硫技術(shù)是利用氫氧化鎂作為脫硫劑吸收煙氣中的二氧化硫,生成亞硫酸鎂,并通入空氣將亞硫酸鎂生成溶解度更大的硫酸鎂。氧化鎂作脫硫劑具有反應(yīng)活性大、脫硫效率高、液氣比小等優(yōu)點,因此具有綜合投資低,運行費用低等特點。</p>
39、<p> 氧化鎂吸收SO2的濕法脫硫方式是目前適合于中、小型鍋爐煙氣脫硫技術(shù)最為成熟的脫硫方式之一。綜合氫氧化鎂脫硫法具有以下八個特點:</p><p> A、氧化鎂原料取得容易 </p><p> 目前包括在日本、首爾、東南亞地區(qū)、臺灣地區(qū)等均有普遍使用的實績和經(jīng)驗,而所使用的的氧化鎂大部分均來自大陸地區(qū)。我國擁有豐富的氧化鎂資源,儲量約為160億噸,占全世界的80%
40、左右,環(huán)渤海灣的山東、遼寧地區(qū)以及山西都有豐富的產(chǎn)量。由于廣泛地運用,使該技術(shù)相對于其他脫硫技術(shù)更加成熟。</p><p> B、MgO工藝也是技術(shù)成熟的脫硫工藝。</p><p> C、MgO法脫硫效率達(dá)到90﹪~98﹪,因為MgO活性強,實例表明在相同操作條件下,MgO作為吸收劑比用CaCO3作為吸收劑時吸附效率高。</p><p> D 、脫除等量的SO
41、2消耗的MgO量僅為CaCO3的40﹪。</p><p> E 、MgO法脫硫循環(huán)液呈溶液狀,不易結(jié)垢,不會堵塞。</p><p> 氧化鎂濕法的脫硫產(chǎn)物硫酸鎂是一種溶解度很大的物質(zhì),因此在吸收塔脫硫的反應(yīng)過程中,不似石灰石(石灰)/石膏法會產(chǎn)生結(jié)垢或堵塞的問題。</p><p> F、脫硫后溶液,處理后可直接排放,無二次污染。</p><
42、p> G、脫硫設(shè)備簡單,操作簡單,成本低。</p><p> 脫硫系統(tǒng)包括熟化系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、廢液處理系統(tǒng),系統(tǒng)簡單明了,現(xiàn)場布置簡潔緊湊,系統(tǒng)運行安全可靠。</p><p><b> L、脫硫產(chǎn)物的用途</b></p><p> 如果把MgO法脫硫工藝產(chǎn)物,不經(jīng)氧化曝氣則可以把漿液脫水濕渣,其組成MgSO3 60-70 MgSO
43、4 20-30溶解狀,雜質(zhì)10,濕渣可以作為農(nóng)用肥料??芍苯幼骰?,追肥和葉面肥。植物正常發(fā)育的所需鎂量,一般為干重5g/kg左右。施用鎂肥不僅可增加作物產(chǎn)量,還可改善產(chǎn)品品質(zhì),如鎂肥對甘蔗、香蕉、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)都有良好作用。</p><p> 根據(jù)全國土壤普查表明不少地區(qū)土壤缺鎂比較嚴(yán)重,缺鎂土壤面積巨大,大約占全國耕地面積的5.8%,若對每畝地施鎂肥,則每年需求鎂肥量十分巨大。</p><
44、;p><b> 2.2.3脫硝部分</b></p><p> 對于SCR過程,主要以氨作還原劑,通常催化劑安裝在單獨的反應(yīng)器內(nèi),反應(yīng)器位于省煤器之后,或者空氣預(yù)熱器之前。在低負(fù)荷時,需要繞過省煤器的煙氣旁路系統(tǒng),以保證SCR反應(yīng)器入口的煙氣溫度。尾部SCR,安裝在煙氣脫硫系統(tǒng)之后,這種安裝方式,需要額外燃料或其他方法加熱煙氣。</p><p> 催化劑通常
45、為陶瓷蜂窩狀或板式,活性材料通常由貴金屬、堿性金屬氧化物和沸石等組成,如下所示,NOX被選擇性的還原:</p><p> 4NH3+4NO→4N2+6H2O</p><p> 8NH3+3O2→7N2+6H2O</p><p> 與氨有關(guān)的潛在氧化反應(yīng)包括:</p><p> 4NH3+5O2→4NO+6H2O</p>
46、<p> 4NH3+5O2→2N2+6H2O</p><p> 溫度對還原效率有顯著影響,提高溫度能改進(jìn)NOX的還原,但當(dāng)溫度進(jìn)一步提高,氧化反應(yīng)變得越來越快,導(dǎo)致NOX的產(chǎn)生。</p><p> 除了溫度條件,SCR還需要氨和煙氣良好的混合、NH3與NOX含量的比例約等于或略小于1氧氣濃度大于2%,催化劑具有良好的活性等條件。SCR的效果還受到煙氣速度、還原劑噴射等因素的
47、影響。</p><p> SCR系統(tǒng)的性能主要取決于催化劑的質(zhì)量和反應(yīng)器的設(shè)計條件。在實際工程中,設(shè)計反應(yīng)器時應(yīng)考慮以下因素:</p><p> (1)SCR反應(yīng)器本體的設(shè)計除應(yīng)滿足相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外,反應(yīng)器應(yīng)與周圍設(shè)備布置相協(xié)調(diào),一般設(shè)計成煙氣垂直向下流經(jīng)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu),入口設(shè)置氣流均布的整流板,并根據(jù)需要在反應(yīng)器進(jìn)口設(shè)置導(dǎo)流板,對于反應(yīng)器內(nèi)部易于磨損部位應(yīng)設(shè)計考慮必要的防磨措施。<
48、;/p><p> (2)合理設(shè)計反應(yīng)器、催化劑的支撐結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮適當(dāng)滑動和限位措施,以免受熱膨脹影響。以防止地震時催化劑翻轉(zhuǎn)或移動;反應(yīng)器內(nèi)部各類加強版、支撐梁應(yīng)設(shè)計成不易積灰的形式。</p><p> ?。?)反應(yīng)器殼體上應(yīng)設(shè)計足夠大小和數(shù)量的入孔門、必要的測試孔;儀器和催化劑取樣口處應(yīng)設(shè)置維護(hù)平臺,保證在設(shè)備正常運行、試運及檢修人員正常工作的需要,并配有可拆卸的催化劑測
49、試元件。</p><p> ?。?)SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)應(yīng)合理選材,能承受規(guī)定的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度。</p><p> ?。?)合理地設(shè)計催化劑模塊安裝設(shè)施,催化劑模塊一般可以通過使用起吊葫蘆等。</p><p> (6)根據(jù)煙氣條件,合理選擇反應(yīng)器內(nèi)部煙氣流速,并在催化劑模塊上方要留有合理的檢修維護(hù)空間,確定反應(yīng)器的體積和截面尺寸,一般流經(jīng)反應(yīng)器本體的煙氣流速5m/
50、s左右,既滿足檢修更換催化劑的要求,又能節(jié)約投資。</p><p> ?。?)根據(jù)工程情況,反應(yīng)器內(nèi)部應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的吹灰裝置,高灰分時應(yīng)當(dāng)設(shè)置隔板、整流板。金屬網(wǎng)和必要的吹灰設(shè)施以防止系統(tǒng)積灰,使煙氣流動順暢。</p><p> ?。?)合理選擇保溫結(jié)構(gòu),使經(jīng)過反應(yīng)器的煙氣溫度變化小于5%。</p><p> (9)密封系統(tǒng)應(yīng)完善。由于未反應(yīng)煙氣的泄漏會直接嚴(yán)重影響
51、脫硝效率,故應(yīng)當(dāng)注意密封系統(tǒng),以減少煙氣泄漏。</p><p> (10)降低壓力損失。包括結(jié)構(gòu)件在內(nèi)的所有內(nèi)部不見的設(shè)計應(yīng)盡可能減少壓力損失,所有的內(nèi)部件盡量不破壞氣體分配的均衡。</p><p> (11)催化劑單層高度應(yīng)合理。為保證運行效果,每層催化劑模塊中的催化劑單元不能高于四層。</p><p><b> 3.計算說明書</b>
52、</p><p><b> 3.1 煙氣計算</b></p><p> 對于該種煤,其組成可表示為:CH0.575S0.012O0.0448</p><p> 燃料的摩爾質(zhì)量,即相對于每摩爾碳的質(zhì)量,包括灰分,為:</p><p> M=100/6.54=15.29g/mol(C)</p><
53、p> 對于這種燃料的燃燒,根據(jù)上面的5項簡化假定,我們有:</p><p> CH0.575S0.012O0.0448+a(O2+3.78N2) →CO2+0.287H2O+0.012SO2+3.78aN2</p><p> 其中a=1+0.575/4+0.012-0.0448/2=1.13</p><p> 因此,理論空氣條件下燃料/空氣的質(zhì)量比為:
54、</p><p> (mf/ma)=15.29/[1.13(32+3.78×28)]=0.0982</p><p> 所以1Kg燃料燃燒需要空氣的標(biāo)準(zhǔn)體積Va0表示,我們有:</p><p> Va0=[1.13(1+3.78)/15.29] ×(1000/1)*22.4×10-3=7.9131m3/mol</p>
55、<p> 因為空氣過剩系數(shù)=1.3</p><p> 所以實際空氣量Va=7.9131×1.3=10.287 m3/mol</p><p> 氣體的組成通常以摩爾分?jǐn)?shù)表示,它不隨氣體溫度和壓力變化。燃燒產(chǎn)物總物質(zhì)的量(1+0.287+0.012+4.2714)=5.5704mol。因此,碳燃燒生成的煙氣組成為:</p><p> YCO2
56、=1/5.5704=18.03%</p><p> YSO2=0.012/5.5704=0.22%</p><p> YH2O=0.287/5.5704=5.15%</p><p> YN2=4.2714/5.5704=76.60%</p><p> 對于大部分燃料,可得到關(guān)于化學(xué)組成的信息多為基于質(zhì)量的元素分析結(jié)果,在進(jìn)行燃燒計算之
57、前,首先要把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為等效的摩爾組成。</p><p> 理論需氧量:65.4+18.5+0.78=84.68 mol/kg</p><p> 理論空氣量:84.68×(1+3.78)=404.8 mol/kg</p><p> 即404.8×22.4/1000=9.06 m3/kg</p><p><b&
58、gt; 理論煙氣量為:</b></p><p> [65.4+18.5+0.78+65.4×3.78]=331.9 mol/kg </p><p> 即331.9×(22.4/1000)=7.43 mol/kg</p><p> 所以在160攝氏度下的,理論煙氣量:7.43×(273+160)/273=11.78mo
59、l/kg</p><p> 空氣過剩系數(shù)=1.3時,</p><p><b> 實際煙氣量為:</b></p><p> (11.78+9.06×0.3)=14.498m3/kg</p><p> 煙氣中SO2的體積:</p><p> 0.78×22.4/1000=
60、0.0174 m3/kg</p><p><b> SO2的體積分?jǐn)?shù):</b></p><p> Φso2=0.0174/10.148=0.00171</p><p> 煙氣中CO2的體積:</p><p> 78.5×22.4/1000=1.7584 m3/kg</p><p>
61、; Φco2=1.7584/10.148=0.173</p><p> C灰分=180×103/10.148=5321mg/m3</p><p> Cso2=0.78×64×103/10.148=4919mg/m3</p><p> 當(dāng)α=1.3時,干煙氣量為:</p><p> (404.8-18.5
62、) ×22.4/1000+9.06×0.3=11.37 m3</p><p> 流量Q=49532m3/h</p><p> 3.2旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用</p><p><b> 1、尺寸計算</b></p><p> (1)煙氣處理量:Q=49532 (m3/h)</p>
63、<p> (2)初步選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器,處理煙氣量大,將選用10個并聯(lián),取ξ=5.8,每個煙氣處理量:495321/10=4953.2(m3/h)</p><p> u=(2△P/ρ ξ)0.5 =(2×900/(1.18×16.1))0.5=16.2m/s</p><p> 在這里取u=16m/s</p><p>
64、△P=876﹤900 </p><p> 進(jìn)口面積 A=Q/u=4953.2/16/3600=0.0832m2</p><p> 根據(jù)XLP/B型旋風(fēng)除塵器尺寸比例</p><p> 入口寬度 b=(A/2)0.5=0.203m</p><p> 筒體直徑 D=3.33b=0.676m</p><p>
65、 旋風(fēng)除塵器裝置如下圖:3-1</p><p> XLP/B型旋風(fēng)除塵器的分割粒徑、分級效率和總效率的計算</p><p> bc50=0.27(μ D/3.14(ρp-ρ )u=6 (μm)</p><p> 表3-2 XLP/B型旋風(fēng)除塵器的分割粒徑、分級效率和總效率表</p><p> 經(jīng)過預(yù)除塵后(一級處理),煙塵濃度是53
66、21×(1-67.2﹪)=1754 mg/m3</p><p> 再提升下旋風(fēng)除塵器的風(fēng)速,除塵率能達(dá)到85 ﹪,從而省下了2次除塵工藝。</p><p> 圖3-1 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p> 3.3 脫硫部分的計算</p><p><b> 3.3.1 脫硫塔</b></p>
67、<p> ?。?)塔徑及底面積計算:</p><p><b> 塔內(nèi)流速:取 </b></p><p> D=2r=2.35m 即塔徑為2.35米。底面積S=∏r2=4.3m2</p><p> 塔徑設(shè)定為一個整數(shù),如2.5m</p><p> ?。?)脫硫塔高度計算:</p><
68、p> 液氣比取L/G= 4 煙氣中水氣含量設(shè)為8%</p><p> SO2如果1400mg/m3,液氣比2.5即可,當(dāng)SO2在4000mg/m3時,選4</p><p><b> ?、傺h(huán)水泵流量:</b></p><p> 取每臺循環(huán)泵流量91m。選100LZA-360型渣漿泵,流量94m3/h,揚程22.8米, 功率30
69、KW ,2臺 </p><p> ?、谟嬎阊h(huán)漿液區(qū)的高度:</p><p> 取循環(huán)泵8min的流量</p><p> H1=24.26÷4.3=5.65m</p><p> 采用塔外循環(huán),泵的楊程選35m,管道采用碳鋼即可。</p><p> ?、塾嬎阆礈旆磻?yīng)區(qū)高度</p><p
70、><b> 停留時間取3秒</b></p><p> 洗滌反應(yīng)區(qū)高度H2=3.2×3=9.6m </p><p><b> ?、艹F區(qū)高度取6米</b></p><p><b> H3=6m </b></p><p> ⑤脫硫塔總高度H=H1+H2+H
71、3=5.65+9.6+6=21.3m </p><p> 塔體直徑和高度可綜合考慮,直徑大一點,高度可矮一點,從施工的方便程度、場地情況,周圍建筑物配套情況綜合考慮,可適當(dāng)進(jìn)行小的修正。如采用塔內(nèi)循環(huán),底部不考慮持液槽,進(jìn)口管路中心線高度可設(shè)在2.5m,塔排出口設(shè)為溢流槽,自流到循環(huán)水池。</p><p> 3.3.2兩種脫硫的比較</p><p> 1)石灰
72、(石)/石膏濕法脫硫工藝和氧化鎂脫硫法技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見下表</p><p><b> 表3-3</b></p><p><b> 表3-4</b></p><p> 通過對脫硫除塵工藝———濕法、半干法、干法的對比分析: 石灰石- 石膏法雖然工藝非常成熟,但投資大, 占地面積大, 不適合中、小鍋爐。氧化鎂法具有投資少、
73、占地面積小、運行費用低等優(yōu)點, 因此, 本方案選用氧化鎂法脫硫工藝。</p><p> 2) 脫硫吸收器比較選擇</p><p> 脫硫吸收器的選擇原則, 主要是看其液氣接觸條件、設(shè)備阻力以及吸收液循環(huán)量。脫硫吸收器比較選擇如表3-5所示。</p><p> 表3-5 脫硫吸收器比較</p><p> 吸收設(shè)備中: 噴淋塔液氣比高,
74、水消耗量大; 篩板塔阻力較大, 防堵性能差; 填料塔防堵性能差, 易結(jié)垢、黏結(jié)、堵塞, 阻力也較大; 湍球塔氣液接觸面積雖然較大, 但易結(jié)垢堵塞, 阻力較大。相比之下, 旋流板塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點, 適用于快速吸收過程, 且具有很高的脫硫效率。因此, 選用旋流板塔脫硫吸收器。</p><p> 旋流板塔:脫硫除塵塔 (旋流板塔) 塔體采用麻石砌筑, 主塔平臺、支架、梯子等為碳鋼,塔內(nèi)件包括
75、噴頭、旋流板、脫水器、檢修孔、支架、接管, 這些物件均采用 316 L不銹鋼材質(zhì), 以確保整套裝置的使用壽命。設(shè)備外徑為 2 540 mm (塔壁厚 220 mm), 高度為 17 000 mm。</p><p> 3.4 SCR反應(yīng)器的主要工藝參數(shù)</p><p> 3.4.1 各種脫硝技術(shù)的比較</p><p> 表3-6各種脫硝技術(shù)的比較</p&g
76、t;<p><b> 3.4.2線速度</b></p><p> SCR的線速度代表氣流流過催化劑橫截面的速度,它決定反應(yīng)器橫截面面積和氣體在反應(yīng)區(qū)停留時間的重要參數(shù)。其公式:</p><p> Lv=qv/3600A</p><p> Lv——————煙氣的線速度,m/s</p><p> A—
77、—————催化劑層截面積,m2</p><p> qv——————鍋爐煙氣流量,m3/h</p><p> 3600——————單位換算系數(shù)。</p><p> 這里,我們線速度取5m/s。</p><p> 鍋爐煙氣流量qv=49532 m3/h</p><p> 所以A=2.75m2</p>
78、<p><b> 3.4.3面速度</b></p><p> SCR系統(tǒng)的面速度,描述的是煙氣掠過催化劑表面的速度,其計算公式為:</p><p><b> Av=qv/Vβ</b></p><p> Av————面速度m/h</p><p> V————催化劑體積m3<
79、/p><p> β————催化劑比表面積,有催化劑特性決定</p><p> 初始催化劑體積:113.8m3/227.6m3(單個反應(yīng)器)</p><p> 催化劑比表面積:350m2/m3</p><p> 催化劑體積密度:0.63g/cm3</p><p> Av大概為12m/h左右</p>&
80、lt;p> 催化劑模塊為箱式的。</p><p> 催化劑模塊尺寸:0.948m×1.881m×1.072m</p><p> 模塊質(zhì)量:890kg/塊</p><p> 每個模塊的表面積:498m2</p><p> 3.4.4 SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則</p><p> 燃煤
81、鍋爐SCR煙氣脫硝的反應(yīng)器是大型平板薄壁鋼殼結(jié)構(gòu),其承受豎向壓載荷和面壓力的能力是很弱的,反應(yīng)器的壁板厚度對承載能力貢獻(xiàn)不大,取6mm即可,主要依賴內(nèi)外的加強筋和梁柱來承擔(dān)載荷,保證設(shè)備的剛性和強度。</p><p> 催化劑模塊質(zhì)量大且比較集中,不宜將其重量沿反應(yīng)器本體傳送,因此,應(yīng)將催化劑的支撐梁伸出反應(yīng)器殼壁之外,梁端部落在機組主體框架上作為支座,使重量直接傳至機組主體框架。反應(yīng)器的鋼殼體重量比較分散,通
82、過外壁的加強筋將重量最終匯集至各支座上。因此,外部加強筋的設(shè)計與布置要充分考慮重量載荷的傳遞原理和過程。</p><p> 設(shè)計時要利用催化劑和導(dǎo)流器支撐框架的自然結(jié)構(gòu)。同時作為反應(yīng)器的內(nèi)撐桿結(jié)構(gòu),盡量不專設(shè)內(nèi)撐桿。由各種型剛焊接而成的復(fù)雜框架內(nèi)外一體,構(gòu)成了反應(yīng)器的承載結(jié)構(gòu)</p><p> 圖3-7 單一SCR脫硝流程圖</p><p> 下圖為設(shè)計的總的
83、工藝流程圖:</p><p><b> 3-8工藝流程圖</b></p><p><b> 4總結(jié)</b></p><p> 這是針對燃煤鍋爐燃燒后的煙氣除塵、脫硫、脫硝在處理后,排放時達(dá)到所需要的規(guī)定濃度的一次在設(shè)備上的選擇和其中各個工藝流程的銜接的設(shè)計。通過做這個設(shè)計,我了解了各種除塵設(shè)備、脫硫方法和各種脫硝方法
84、,以及它們各自的優(yōu)缺點。讓我對所學(xué)的廢氣處理知識有了系統(tǒng)的總結(jié)。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]鄭瑛,鄭楚光.非鈣基的煙氣脫硫技術(shù)綜述.華中科技大學(xué)煤燃燒國家重點實驗室.2004年中國國際脫硫脫硝技術(shù)與設(shè)備展覽會暨技術(shù)研討會</p><p> [2]郝吉明,工書肖,陸永琪編著.燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)
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93、 一、前言部分</b></p><p> 我國能源結(jié)構(gòu)是以燃煤為主,煤煙型污染的控制是大氣環(huán)境保護(hù)的重點。應(yīng)因地制宜、結(jié)合國情,根據(jù)地區(qū)大氣環(huán)境的特點,開發(fā)應(yīng)用成熟技術(shù)、實用技術(shù)。在除塵方面,在滿足環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下,小型電廠鍋爐除塵可選擇單元復(fù)合多管式除塵器和陶瓷多管除塵器;對于中大型電廠鍋爐除塵優(yōu)先采用多級靜電除塵器和袋式除塵,以滿足環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。</p><
94、p> 在脫硫脫硝方面,可通過選擇低硫煤(0,7%以下),采用循環(huán)流化床鍋爐,而且在燃燒過程加入石灰石為主的脫硫劑,可以有效的控制SO2的排放。相對較低的燃燒溫度也大大降低了NOx 的生成。煙氣脫硫,我國先后引進(jìn)并建成了包括石灰石/石灰—石膏法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣爐后活化干法、海水洗滌法和電子束法的示范工程,為電廠因地制宜選用不同的煙氣脫硫工藝提供樣板。但濕法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最多最為成熟的技術(shù),也是我國重點發(fā)展的脫硫技術(shù)
95、。我國低NOx燃燒技術(shù)也發(fā)展很快,通過空氣分級燃燒、尾氣再循環(huán)等改變?nèi)紵龡l件和燃燒方式,控制燃燒溫度,以減少NOx的產(chǎn)生。</p><p> 結(jié)合我國國情開發(fā)電子束脫硫脫硝技術(shù)等,使其SO2、NOx資源回收利用,將會有廣闊的應(yīng)用前景。注重選擇引進(jìn)國外先進(jìn)、實用技術(shù),通過消化吸收、加速使其國產(chǎn)化、配套化,降低造價。[1]</p><p> 從而可知對于除塵、脫硫、脫硝處理系統(tǒng)的研究對現(xiàn)在
96、的社會發(fā)展和未來有著重大的意義。</p><p><b> 二、主題部分</b></p><p> 隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國已經(jīng)成為能源生產(chǎn)和消費大國,在此產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物的排放量也逐年增加,目前已經(jīng)居世界第一位。由于我國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會生活建立在國產(chǎn)能源的基礎(chǔ)上,而煤炭又占常規(guī)能源探明儲量的90 %,因此,在今后相當(dāng)長的時期內(nèi),煤炭仍將是我國的主要能
97、源,據(jù)有關(guān)統(tǒng)計:若不采取有效的削減措施,2020年我國SO2:排放量將達(dá)到3500萬噸,NOx排放量將達(dá)到2700萬噸之多[2,3,4]其中燃煤二氧化硫排放量占二氧化硫排放總量的90%以上,火電站是我國的主要耗煤大戶,其次是工業(yè)鍋爐和取暖鍋爐。2002年時,我國火電廠裝機容量己達(dá)到3,53 億千瓦。因此,削減和控制燃煤SO2和NOx污染,是我國能源和環(huán)境保護(hù)部門面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。</p><p> 而關(guān)于集中供熱
98、燃煤鍋爐除塵、脫硫、脫硝處理系統(tǒng)設(shè)計的研究對現(xiàn)在人們的生活環(huán)境有著重要的環(huán)保意義。</p><p> 大氣的嚴(yán)重污染、國家環(huán)保政策的出臺,新的排污收費標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生等,都促使電力企業(yè)加裝脫硫脫硝設(shè)備??v觀世界上幾十年來研究結(jié)果,我們不難得出這樣的結(jié)論:在先后開發(fā)的200多種脫硫技術(shù),50多種脫硝技術(shù)中,真正能在商業(yè)應(yīng)用的不到10%[5]。</p><p> 目前國內(nèi)外采用的脫硫技術(shù)中,主要采
99、用的方法仍然是煙氣脫硫,在煙氣脫硫中又分為濕法、干法和半干法三種工藝,其中濕法脫硫工藝占己安裝PGD機組總?cè)萘康?5%左右,而美國、日本、德國甚至達(dá)到了90%以上,其中包括石灰石一石膏法、海水脫硫、磷錢復(fù)合肥法、鈉堿法、氨肥法、氧化鎂法等等[6]??刂芅Ox排放的主要技術(shù)大致可以分為三種:低污染燃燒(低過量空氣燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒等)、爐膛噴射脫硝(噴氨或尿素、噴入水蒸氣、噴入二次燃料等)、煙氣脫硝(干法煙氣脫硝和濕法煙氣脫
100、硝)。煙氣脫硝主要有選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、氧化銅法及電子束照射法等,濕法脫硝大多具有同時脫硫的效果。</p><p><b> ?。ㄒ唬┟摿?lt;/b></p><p> 煙氣脫硫是指脫除煙氣中的SO2。SO2控制方法多種多樣,世界各國研究開發(fā)的SO:控制技術(shù)達(dá)200多種。這些技術(shù)按燃燒過程可分為三大類:(1)燃燒前脫硫;(2)燃燒中
101、脫硫;(3)燃燒后脫硫,即煙氣脫硫(FGD)。后一種脫硫技術(shù)是目前應(yīng)用最廣、效率最高的脫硫技術(shù)。</p><p> 煙氣脫硫按工藝特點可分為干法,半干法和濕法三大類。干法脫硫主要為荷電干式噴射脫硫法、脈沖電暈等離子體法等,干法脫硫工藝簡單、無污水處理、能耗低且腐蝕性小,但脫硫效率一般比濕法低。半干法脫硫主要為旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、煙道內(nèi)噴入吸收劑法等,其特點是:反應(yīng)在氣、液、固三相中進(jìn)行,具有干法脫硫的某些優(yōu)點。濕法
102、脫硫主要為石灰/石灰石法、鈉堿雙堿法、鈉鹽循環(huán)法、堿式硫酸鋁一石膏法等,其優(yōu)點是脫硫率高、操作穩(wěn)定且經(jīng)驗多,但存在著易造成二次污染,脫硫后的煙氣需再加熱,易造成腐蝕和結(jié)垢等問題。[7-8]</p><p><b> ?。ǘ┟撓?lt;/b></p><p> 在NOx排放控制方面,包括燃燒過程控制和燃燒后煙氣脫硝工藝,燃燒過程控制主要有應(yīng)用低NOx燃燒器、煙氣再循環(huán)、空
103、氣及燃燒分級燃燒、水和水蒸氣的射入等來實現(xiàn),這些方法總的來說,脫硝效率低,而且對鍋爐還會產(chǎn)生一些負(fù)面影響。燃燒后煙氣脫硝包括濕法和干法,其中干法包括選擇性催化還原、非選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、氧化銅法及電子束照射法等。當(dāng)前我國對大氣污染物的控制要求也在逐步提高,目前國內(nèi)普遍使用的低NOx燃燒技術(shù)已經(jīng)不能滿足要求,尋求新的脫硝方式勢在必行。在排放要求很高的一些發(fā)達(dá)國家例如美國、德國和日本普遍使用的是煙氣脫硝。我國國家電力公司在
104、制定的電力科技發(fā)展規(guī)劃中,關(guān)于火電廠控制氮氧化物的環(huán)保技術(shù)主要是大型火電機組低NOx燃燒、煙氣脫硝技術(shù)</p><p><b> (三)除塵</b></p><p> 除塵方式通常概括為兩類,一是干法除塵,二是濕法除塵。于法主要包括旋風(fēng)除塵、靜電除塵和袋式除塵。旋風(fēng)分離裝置已有一百年的歷史,初期多用于生產(chǎn)過程中的物料回收及氣固分離,隨著人們環(huán)保要求的日益提高,旋風(fēng)
105、分離廣泛地應(yīng)用于了氣體除塵,并對其提高分離效率、降低壓力損失、提高耐磨性能等方面進(jìn)行了大量研究[9-10]。靜電除塵器是利用靜電力將粉塵從氣流中除去的一種裝置,它具有除塵性能好,能耗低,氣流阻力小等優(yōu)點,并且從低溫低壓到高溫高壓均可應(yīng)用[11-12]。袋式除塵器是一種高效的煙塵凈化設(shè)備,其除塵效率可達(dá)99.99%。袋式除塵技術(shù)對高濃度的煙塵有較好的適應(yīng)性,可處理的煙塵濃度達(dá)1000g/m3以上,適用于半干法/干法煙氣脫硫和循環(huán)流化床鍋爐
106、的煙氣處理舊。1。濕式除塵器是利用水形成液網(wǎng)、液膜或液滴與塵粒發(fā)生慣性碰撞、擴散效應(yīng)、粘附、擴散漂移與熱漂移、凝聚作用,從廢氣中搜集分離塵粒,并兼吸收氣態(tài)污染物的作用。目前國內(nèi)常用濕式除塵器的有水膜除塵器、噴淋塔、文丘里洗滌器、沖擊式除塵器和旋流板塔等[13]。</p><p> (四)還原法脫硫、脫硝、除塵一體化技術(shù)</p><p> 還原法脫硫、脫硝、除塵一體化技術(shù)主要用于治理有色
107、金屬冶煉和以劣質(zhì)煤燃燒的電站鍋爐燃燒產(chǎn)生的廢氣。其創(chuàng)新之處在于:從自然現(xiàn)象中找到切人點,率先應(yīng)用還原法治理煙氣污染,運用地質(zhì)化學(xué)原理,按火山口固硫成因原理,在本項目工藝流程中通過2級吸收、2次配氣,將煙氣均勻注入脫硫塔還源液內(nèi),多元化還原反應(yīng)沉積單質(zhì)硫,煙氣SO2回收率達(dá)95%以上,煙塵凈化率達(dá)99%,且還原液可循環(huán)使用,無二次污染。該工藝技術(shù)裝置實現(xiàn)了脫硫、除塵一體化,工藝技術(shù)先進(jìn)、造價低廉、容易實施、產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。</p&g
108、t;<p> 脫硫、脫銷、除塵的核心是裝置,目前,國內(nèi)外都采用噴淋塔,而該工藝方法是將高溫?zé)煔饩鶆虻刈⑸淙脒€原液內(nèi)充分反應(yīng)新型裝置,反應(yīng)徹底。工藝裝置設(shè)計構(gòu)思新穎,利用壓強差將煙氣完全、均勻地吸收在還原液內(nèi),使SO2充分反應(yīng),得到的硫粉煙塵一并過濾后,回收吸收液輸回并重復(fù)使用。該技術(shù)率先應(yīng)用煙氣注射法脫硫治理煙氣污染,煙氣與還原液接觸面積大,反應(yīng)時間長。從國、內(nèi)外行情來看,在電站鍋爐脫硫、除塵設(shè)備上,多采用石灰石法設(shè)備,
109、耗資超過1.5億元,設(shè)備磨損快,維護(hù)、檢修、運行費用高,而“還原法煙氣脫硫除塵裝置”預(yù)計售價為3680萬每臺。要想將脫硫、脫銷、除塵一體化技術(shù)裝置國產(chǎn)化項目全面推廣實施,就要廢棄噴淋塔和石灰石一石膏法。該方法廢棄后,將為我國有色金屬冶煉及熱電廠等節(jié)約大量的投資(治理廢氣的費用),因為該裝置的投資額是同類產(chǎn)品的30%,運行費用是同類裝置的20%,且硫資源回收便捷;同時,還減少了二氧化硫污染,是實現(xiàn)我國潔凈化工業(yè)生產(chǎn)和資源合理利用的有力保障
110、。依據(jù)我國國情,電力脫硫、脫銷、除塵一體化技術(shù)裝置是實現(xiàn)以廢治廢,廢物二次利用的有效技術(shù)裝置,它不僅投資小、運行費用低,而且設(shè)備建設(shè)周期短。[14]</p><p><b> 發(fā)展動向和趨勢</b></p><p> 近年來全國酸雨污染狀況不但沒有明顯好轉(zhuǎn),部分地區(qū)還呈現(xiàn)加重趨勢,使土壤酸化和貧痔化,對文物古跡、森林、水生生物等都造成嚴(yán)重的破壞。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我
111、國每年因酸雨直接或者間接損失高達(dá)1000億元以卜,由此可見,治理酸雨已經(jīng)刻不容緩,污染控制任重而道遠(yuǎn)。從而可知對于除塵、脫硫、脫硝處理系統(tǒng)的研究對現(xiàn)在的社會發(fā)展和未來有著重大的意義。</p><p> 還原法脫硫、脫硝、除塵一體化技術(shù) , 是一種煙氣干法脫硫技術(shù),是由煙氣注射式脫硫塔和循環(huán)還原法兩部分組成。</p><p> 還原法脫硫、脫硝、除塵一體化技術(shù)將煙氣SO2還原成單質(zhì)硫回收
112、,NO2還原為氮氣排放,二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳與過熱水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣供鍋爐燃燒。</p><p><b> 四、參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]王振宇,燃煤電廠的除塵、脫硫、脫硝技術(shù),沈陽環(huán)境科學(xué)研究院沈陽,110016</p><p> [2]楊明珍,門靜,姚生臨,燃煤鍋爐脫硫除塵技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)狀評價,北京市環(huán)境保<
113、/p><p> 護(hù)科學(xué)研究院,2004年中國國際脫硫脫硝技術(shù)與設(shè)備展覽會暨技術(shù)研討會,</p><p> [3]鐘秦編著,燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實例:化學(xué)工業(yè)出版社2002,</p><p> [4]郝吉明,田賀忠,中國氮氧化物排放現(xiàn)狀、趨勢及控制對策、清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)</p><p> 與工程系,2004年中國國際脫硫脫硝技術(shù)與設(shè)備
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