煤炭燃烧废气脱硫除尘工艺大学本科毕业论文.doc

目 录目 录I第一章：摘要11.1 中文摘要11.2 ABSTRACT1第2章 综 述22.1大气污染状况22.2 煤炭燃烧产物及其危害22.3除尘、脱硫一般方法介绍32.3.1 除尘32.3.2 脱硫132.3.3脱硫除尘的现状与发展趋势212.3.4本设计采用的工艺流程及其分析23第3章 工艺计算以及结构设计253.1 设计任务253.1.1 燃媒量、烟气排放量及组成253.1.2 物料衡算253.2 工艺流程的确定263.2.1 除尘方法的选择263.2.2 脱流方法的选择273.2.3工艺流程，如下图273.3 除尘设备设计273.3.1一级除尘（重力沉降室）273.3.2 二级除尘（袋式除尘器）283.4 换热器设计283.4.1 工艺要求283.4.2确定设计方案283.4.3确定物性数据283.4.4估算传热面积283.4.5 工艺结构尺寸293.4.6 换热器核算303.4.7 换热器结构设计353.5 脱硫383.5.1 反应机理383.5.2 工艺流程383.5.3工艺计算403.5.4结构设计423.5.5 塔设备校核46设计小结60参考资料：61附录1：吸收塔工艺设计计算源程序（VISUAL BASIC语言）62附录2：气体组成部分在粉粒硫化床半干湿气体脱硫过程中对烟道废气脱硫的影响65第一章：摘 要第一章：摘要1.1 中文摘要我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭在我国一次能源消耗中，一直占70%以上。但煤燃烧产生二氧化硫、灰尘、氮氧化物等有害物质，严重污染环境。本设计探讨了脱硫、除尘的发展历史、现状，预测了脱硫、除尘的发展趋势。分析了各种脱硫、除尘方法的特点，并且通过对脱硫、除尘各种方式的比较，选择通过重力沉降室与袋式除尘器配合除尘，湿式石灰石/石膏法脱硫的方法处理燃煤锅炉尾气，并进行了完整的工艺设计、计算及设备设计，达到了设计的要求。关键词：煤炭；锅炉尾气；脱硫；除尘1.2 AbstractIn our country, the coal is the main energy sources。The coal occupy more than 70per in energy sources consume。But as the coal burn，it give out many maleficences，such as SO2 ,dust，Nox，ect，which pollute the environment。The design discuss the development history and actuality of the desulfurization and romoving dirt ，dope out the development current。Analyzing the characteristic of these manners，and by comparing with these manners，choose the gravity settlement chamber and bag filters for romoving dirt and wet lime /lime stone scrubber for desulfurization,dealing with the gas from boiler using coal。.Key Words:Coal；gas from boiler；desulfurization；romoving dirt1第二章：综 述第2章 综 述2.1大气污染状况进入工业化时代以来，随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象称之为大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。大气被污染后，由于污染物质的来源、性质和持续时间的不同，被污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，以及人的年龄、健康状况的不同，对人体造成的危害也不尽相同。大气中的有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害：通过人的直接呼吸而进入人体；附着在食物上或溶于水中，使之随饮食而侵入人体；通过接触或刺激皮肤而进入到人体。其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径，危害也最大。十八世纪以来，全球的大气污染主要可分为三个阶段：第一阶段：十八世纪到二十世纪中叶，随着工业的发展，大气污染变得越来越严重，大其中的SO2以及粉尘含量不断增加，政府、企业不重视环境保护。第二阶段：二十世纪五十年代到六十年代，各国工业畸形发展，全世界汽车数量倍增，污染范围进一步扩大，含重金属的飘尘，SOx、NOx、CO、CmHn等普遍存在，污染变成多种污染物共同作用的结果，即复合污染。严重的如英国的“伦敦烟雾”、美国“多诺拉烟雾”等，各国政府开始重视环境保护。第三阶段：七十年代以来，各国更加重视环境保护，开始进行综合治理在环保领域广泛地进行国际合作，环境污染基本地到了控制，环境质量明显改善。那么、全球大气污染产生哪些严重后果呢？ 1、气候变暖 ：本世纪以来全球平均气温升高了0.5 ，如果温室气体按目前的速度增加，到2030年，全球平均气温将再提高23， 灾害性天气和异常天气将更加频繁。 2、平流层臭氧层变薄：工业生产中释放的氯氟烃气体强烈地破坏臭氧层，使之减少变薄，甚至出现南极臭氧空洞。 3、陆地和海洋生物受到污染：工业生产中排放的含有氯、铅、汞、砷的有毒物质影响生物的生长发育，使生物组织中含有有毒物质，其中有些是致癌物质。 4、产生酸雨： 工业生产中释放的二氧化硫和氧化氮使降水中酸性成分增加，形成酸雨。酸雨可使湖泊酸化，造成鱼类死亡；酸雨还可遏制森林生长，甚至导致森林死亡。我国是世界上少数环境污染最严重的国家之一，我国年粉尘排放量以及SO2排放量远远超过了世界平均水平。造成我国大气污染严重的主要原因是： 煤炭均是采用直接燃烧的方式。近几年来燃煤排放的污染物约占燃料燃烧总污染物的95以上。 烧方式落后能源浪费严重，加大了大气污染。 城市交通污染严重。 城市布局，工业布局不够合理，人口密度大，都影响了大气状况。2.2 煤炭燃烧产物及其危害煤是古代植物转化而来的，因而其成分主要包括燃质、灰分、水分等。而燃质又包括炭、氢、氧、氮、硫等五种元素的化合物组成。煤在燃烧过程中产生多种大气污染物，有颗粒状的飞灰和黑烟，气体状的SOx、NOx、CO、CO2、烃类以及醛类等。下面对典型的污染物质分析如下：粉尘：具有载体作用，可以在颗粒表面富集各种有毒有害物质，直径在0.5-5微米的微小颗粒， 可以直接通过呼吸道沉积到人体肺部，引发呼吸道疾病，并可以被肺泡吸收而进入血液，导致其它器官疾病。二氧化硫：是无色而有刺激性臭味的气体，它可以与空气中水蒸汽结合，形成酸雨、酸雾及酸雪，对植物和人体造成很大危害。据资料表明，全球每年排入空气中的二氧化硫总量高达1.5亿吨。 我国每年排入大气中的二氧化硫达1800万吨。一氧化氮：是工业废气的主要成份之一。一氧化氮与大气中的氧结合，生成各种氮氧化物。如一氧化二氮、二氧化氮、碳水化合物等。一氧化二氮毒性极强，人一旦吸入这种气体，就会引起面部肌肉痉挛，看上去像在发笑，故称之为“笑气”。 一氧化氮受阳光照射，通过光化学反应还会生成乙醛、烷基硝酸酯、臭氧等刺激性气体污染。一氧化碳：与人体血红蛋白的亲合力比氧大 200倍，当大气中所含的一氧化碳被吸入人体时，它能抢先与血红蛋白结合，使血红蛋白失去输送氧气的功能。空气中的一氧化碳，浓度超过10%， 将会导致人缺氧窒息而死。目前，在我国煤炭仍就是主要的能源供应源，工业生产以及人们的日常生活都离不开燃煤，据统计我国每年的燃煤消耗量达到15亿吨以上，因此做好燃煤燃烧过程中产生的粉尘、SOx、NOx等污染产物的处理工作对于控制我国日益严峻的环境污染状况，改善和提高我们的生活环境质量具有重要的现实意义。2.3除尘、脱硫一般方法介绍实际的工业生产中需要处理的燃煤污染产物一般是粉尘、SO2、NOx等。下面对除尘、脱硫、去氮氧化物的方法进行简要的分析。2.3.1 除尘1.粉尘的分类粉尘是指在机械过程和燃烧过程中产生的能较长时间悬浮在空气中的固体颗粒。由燃烧过程产生的粉尘又称烟尘，一般其粒径范围在3500um之间。粉尘的分类方法有多种。按粉尘的颗粒大小可分为：a) 可见粉尘：粒径大于10m，对人体和环境有害；b) 显微粉尘：粒径为0.25-10m，对人体和环境危害大；c) 超显微粉尘；粒径小于0.25m，对人体和环境危害更大，其中小于0.1m的危害不太大。有时将粒径小于1m的粉尘称超微米粉尘或亚微米粉尘。粒径大于100m的粉尘易沉降，粒径在0.l100m的粉尘是除尘的主要对象，其中10m以下的粉尘对人体和环境危害最大，是除尘设备中必须要解决的。2.分割粒径分割粒径是指某除尘器能捕集一半的尘粒的直径，即除尘器分级效率为50%的尘粒直径。它是表示除尘器性能的很有代表性的粒径。3. 除尘效率一个除尘器的除尘效果的好坏是用除尘效率来表示的。除尘效率包括全（总效率）和分效率（分级效率）。全效率说明除尘器总的除尘效果，但它未能说明除掉的尘的颗粒大小状况。而分级效率反映的是正它所能除掉的尘 的颗粒大小状况。 全效率总效率通常用该除尘器所捕集的粉尘重量占进入除尘器的粉尘重量的百分数来表示，也可以根据除尘器进出口烟尘浓度及烟气量之比来表示。 =G2/G1*100%=(C1Q1-C2Q2)/C1Q1*100%=(1-C2Q2/C1Q1)*100%（1）式中除尘器效率（%）； G1除尘器人口烟气中尘粒质量（kg/h）； G2除尘器捕集的尘粒质量（kg/h）； C1、C2除尘器入、出口烟尘浓度（mg/m3）； Q1、Q2除尘器入、出口烟尘量（mg/h）。如果除尘器系统不漏风即Q1=Q2，则上式可简化为 =(1-C2/C1)*100%(2)若是n台除尘器串联使用，则其总效率t为 t=1(1-1)(1-2)(1-n)(3)式中，1、2n 为第1、2、n级除尘器的除尘效率。 分效率实践证明，除尘器效率与粉尘的分散度有密切的关系。同一除尘器，捕集大颗粒粉尘时效率较高，而用来捕集小颗粒粉尘时，其效率往往就很低。因此，在说明除尘效率时，有必要说明是指哪一类型分散度的粉尘。不同的除尘器，最好按粉尘的分散度来标定除尘器的除尘效率，即所谓分级效率。在已知除尘器的总效率和除尘器进出口的粒径分布（分散度）时，即可按下式计算分级效率f f(RR(1t)/R*100% (4)式中R除尘器入口烟气中某一粒径或某一粒径范围内尘粒的含量； R除尘器出口烟气中同一粒径或同一粒径范围内尘粒的含量； t除尘器总效率。已知分级效率，可用下式求总效率t t=1R1 +2R2+3R3+nRn (5)式中，1、2n为各种粒径粉尘的除尘效率。4除尘方法从含尘气体中将烟尘分离出来并加以捕集的装置，称为除尘设备或除尘器。工业锅炉烟气除尘，就是利用各种不同的作用力如重力、惯性力、离心力、扩散附着力、静电力等，使烟尘从烟气中分离出来加以捕集。根据除尘装置将烟尘从烟气中分离出来的作用原理，可分为四大类：机械式力除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器等。 机械式除尘器:机械式除尘装置是目前国内使用较普通的除尘装置。这类除尘装置具有结构简单、制造方便、投资少、运行费用低、管理方便而且耐高温等优点。重力沉降室和惯性除尘器的除尘效率一般不高，在40%60%之间，可以作为初级除尘使用。旋风除尘器的除尘效率在90%左右，多管式旋风除尘器的除尘效率较高，在93%左右，一般层燃炉都可使用。、重力沉降室沉降室是使含尘烟气中的尘粒借助本身的重力作用而沉降下来的一种除尘装置。它的优点是设备简单、投资少、维护容易、阻力损失小（约5015OPa）；缺点是设备庞大、占地面积多，只能除去大于40m以上的大颗粒。因此，其除尘效率低，仅为40%70%。图2-1 重力沉降室沉降室的除尘效率主要取决于沉降室的尺寸。当含尘气流在沉降室内通过时间大于尘粒按其本身的沉降速度下降所需的时间时，尘粒即被分离出来。沉降室一般只能捕集40m以上的尘粒，除尘效率较低，故沉降室在锅炉的原始排尘浓度较高时通常作为初级除尘选用。、惯性除尘器惯性除尘器是利用烟气流动方向发生急剧改变时，尘粒受惯性力的作用而从气体中分离并捕集下来的一种装置。其工作原理如图2-2所示。首先烟尘气流冲击挡板B1，此时尘粒在B1面上的速度为零，大颗粒尘粒克服气流的裹携作用，依靠自身重力而沉降，并被捕集。被气流带走的尘粒则冲击挡板B2。此时，烟尘由于B1、B2两挡板的作用，气流以R1、R2的曲率半径发生方向的改变，尘粒就由于离心力的作用而从气流中分离出来。旋转半径越小，可以分离越细的尘粒。假设旋转气流的旋转半径为R2，此点的圆周速度为v0，此时尘粒d2分离速度与d22*v02/R2成正比。图2-2惯性除尘器该类型除尘器，一般能处理2530m以上的尘粒，除尘效率约70%，阻力一般为147382Pa。惯性除尘装置的构造有两种：一为以含尘气体中的粒子冲击挡板来收集较粗的粒子，称之为冲击式，一种为通过改变含尘气体流动方向而来收集较细粒子，称之为反转式。在冲击式除尘器中，冲击挡板的气流速度愈小，除尘效率就愈高。在反转式除尘装置中，气流转换方向的曲率半径越小，就愈能分离微小尘粒。惯性除尘装置一般多作为高性能除尘装置的前级，用它先除去较粗的尘粒或炽热状态的粒子。、旋风除尘器旋风除尘器广泛应用于工业锅炉的烟气除尘中，它具有结构简单、投资省、除尘效率较高、适应性强、运行操作管理方便等优点，是消除烟尘、保护环境的重要设备之一。可以用于处理高含尘浓度的气体，一般作为多级除尘的预除尘；当尘粒较粗，浓度较低时，也可以单独使用。 旋风除尘器也称为离心力除尘器。它是利用含尘气流作旋转运动时产生的离心力，把尘粒从气体中分离出来的装置。普通旋风除尘器由筒体、锥体、排出管三部分组成. 如图三所示。含尘气流由入口处沿切线方向进入除尘器，沿外壁由上而下作旋转运动，这股向下旋转的气流称为外旋涡，达到锥体底部后，转而沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称内旋涡，向下的外旋涡与向上的内旋涡二者旋转方向相同。气流中的尘粒在离心力的作用下被甩向筒壁，由于重力和气流的带动作用，尘粒沿壁面落入底部灰斗，经排灰口排出。图2-3 普通旋风除尘器工作原理图影响旋风除尘器效率的有关因素:1. 气体流量或进口速度一般旋风除尘器的烟气进口流速控制在12 20m/s，最大不超过25m/s的范围。2、气体含尘量及分散度气体含尘量的增高，可以提高除尘效率，但在含尘量很高的情况下却很少采用小直径旋风除尘器。另一方面，除尘效率与尘粒的粒级组成有重要关系，因此必须知道除尘器对不同尘粒粒级的除尘效率，即除尘器的分级效率。目前生产和使用的旋风除尘器，其型号和规格很多，分类方法也不尽相同。按进气方式可分为切向进入式和轴向进入式两类；从气流组织上来分，有回流式、直流式、平旋式和旋流式等多种。工业锅炉除尘运用较多的是回流式和直流式两种。按清灰方式有干式和湿式；按除尘器形式有立式和卧式；按组合方式可分为单筒式和多管式。单个旋风除尘器的处理能力或除尘效率都有一定限度，为了提高其处理能力和除尘效率，可以组合使用。组合方式有并联或串联或组成多管旋风除尘器。随着我国大型火电机组的发展和环保要求的逐步提高，燃煤电厂锅炉旋风除尘器的比例明显下降。目前使用的旋风除尘器存在的问题是：1. 除尘效率低；2. 磨损严重；3.风子堵塞、湿式除尘装置湿式除尘器是利用水或其它液体来消除烟尘或其它有害气体的设备。它具有以下一些优点：（1）在除尘的同时也可以除去其它一些有害气体；（2）除尘效率比较高；（3）结构简单，与相同效率的其它设备相比，造价较低；（4）可以处理湿度大、温度高或带粘性的粉尘及废气，因而在处理废气或粉尘方面得到较广泛的应用。存在的缺点是：（l）能耗比较大，需耗用水或其它液体；（2）需进行废液和泥浆的处理；（3）处理某些气体时对金属设备有腐蚀作用，需要作防腐处理；（4）对拒水性和水硬性粉尘不能应用；（5）在寒冷地区要采取防冻措施。湿式除尘器捕集粉尘的主要原理是惯性碰撞与截捕。当含尘气流碰到水滴时，气流绕过水滴而继续前进，粉尘由于惯性作用撞到水滴上而随水滴被清除；另一方面是粉尘接触水滴面被截捕。此外，粉尘还受到扩散、凝聚和静电的作用。任何一种原理的作用，与粉尘的颗粒、水滴的大小以及气流与水滴流的相对速度有关。表2-1 湿式除尘器的类型及性能类型重力喷雾洗涤器旋风水膜除尘器冲击式除尘器泡沫除尘器喷淋塔文丘里除尘器分级效率%808798979999阻力(mmH2O)12-5025-37550-37525-20016.5-85125-875耗水量(kg/m3)0.65-2.60.26-2.950.065-0.130.39-0.651.14-2.600.26-1.30常用的湿式除尘器，根据其原理不同可分为喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤器、泡沫除尘器和水膜除尘器。各类湿式除尘器的主要性能见上表。下面介绍几种主要湿式除尘器。、 水膜除尘器目前国内使用的水膜除尘器有管式水膜除尘器和旋风水膜除尘器。因其结构简单、效率较高，故使用较广泛，下面着重介绍旋风水膜除尘器。图2-4 旋风水膜除尘器结构图旋风水膜除尘器也称麻石水膜除尘器，可分为立式和卧式两种，为解决除尘器的防腐蚀问题，一般筒体用花岗岩砌筑，故称为麻石水膜除尘器。麻石水膜除尘器是一种离心式的旋风水膜除尘器，由圆柱形筒体、溢流水槽、环形喷嘴、水封、沉淀池等组成（如图2-4）。含尘烟气在下部以较高的流速切向进入筒体，形成急剧旋转的上升气流，烟尘在离心力的作用下甩向壁面，并被由负压而吸入在筒壁面上形成的自上而下的水膜所湿润和粘附，然后随水流流入锥形灰斗，经水封和排水沟冲至沉淀池，净化后的烟气从上部出口排出。、 文丘里洗涤器文丘里洗涤器是湿式除尘器中效率最高的一种，但动力消耗和水量消耗都比较大。阻力一般为14704900Pa；水量的液气比为0.7kg/m3左右。文丘里洗涤器由文丘里管和脱水装置两部分组成（图2-5）。文丘里管包括进气管、收缩管、喉管和渐扩管这几部分。图2-5 文丘里洗涤器结构图、 斜棒栅除尘器斜棒栅除尘器由进口烟道处的斜棒栅与捕滴器组成。斜棒栅前装有雾化喷嘴，运行时产生大量细小的水滴。含尘烟气通过雾化水滴流向斜棒栅 而错列布置的斜棒四周形成比较完整的自上而下的流动水膜，烟气流经时，多次改变运动方向，一部分粒径较大的湿灰粒因受惯性力的作用被斜棒表面水膜捕集带走；另一部分粒径较小的尘粒在棒栅处，与细小水滴再次发生碰撞、粘附、凝聚，形成较大的灰水滴，随烟气进入捕滴器，依靠离心力和重力的作用而被分离（如图2-6），斜棒栅除尘器能较稳定运行。、 冲击式除尘器冲击式除尘器又名自激式除尘器，是一种效率较高的除尘器。这种除尘器没有喷嘴，也没有很窄的缝隙，因此不易堵塞，是一种常用的湿式除尘器。靠含尘气流自身直接冲击水面而激起的浪花与水雾来达到除尘的目的。冲击式除尘器由除尘器、排泥设备和水位控制装置等部分组成，见图七。含尘气体进入除尘气室后，以1835m/s的高速通过S形通道，此时强烈地冲击着水体，形成大量的水花与水雾，使气体与液体充分混合接触。尘粒被液滴所捕获，净化后的气体通过气液分离室和挡水板的作用去除水滴后排出，而被捕获的尘粒则沉降到漏斗底部，由刮板机排出。（如图2-7）图2-6斜棒栅除尘器结构图此除尘器的效率高，处理极细粉尘、细粉尘和粗粉尘的效率分别为70%、92%和98%左右，阻力较大，一般为10001600Pa，耗水量较少，处理气量一般为50007000m3/h。可以用于净化温度不高于300的含尘气体以及含石灰粉尘和高湿度气体。其特点是，气量波动较大时，效率和阻力仍较稳定，结构紧凑，占地少，便于设计，安装和管理；耗水量少，不需另建沉淀池。图2-7 冲击式除尘器结构图、 泡沫式除尘器泡沫式除尘器也称为筛板式除尘器。该除尘器结构简单，投资少，效率较高，可以用于水泥制造外壳，节约钢材，能耐腐蚀缺点是耗水量大，筛板易堵塞。 泡沫除尘器是由圆筒、挡水板、淋水管、筛板、水封排污阀及以进出口等所组成的，见图2-8。图2-8 泡沫式除尘器结构图含尘烟气由侧下部进入筒体，气流急剧拐弯并降低流速，较粗的粉尘在惯性力的作用下被甩出，并与多孔筛板上落下的水滴相碰撞，被水粘附带入水中排走；较细的粉尘随气流上升，经过多孔筛板时，将筛板上的水层吹起成紊流剧烈、沸腾状的泡沫层，增加了气体与水滴的接触面积，因此绝大部分粉尘被水洗下来，粉尘随污水从底部锥体经水封排至沉淀池，净化后的烟气经上部挡水板排出。、 湿法除尘的脱水装置使用湿法除尘器处理的气体，在尘粒被处理后排出的气体往往夹带有细尘或其它有害物质的液滴。为了减少这一部分有害物质进入大气，一般在洗涤后设有脱水装置，把液滴分离出来。该脱水装置又称为气液分离装置。分为重力沉降法、碰撞法、离心法。湿式除尘器开始主要用于中、小机组，特别是改造老的低效除尘器，效果较好。大型化后，使原来存在的一些问题更加突出。今后新建的大型机组，一般不会再用湿式除尘器。对于存在的问题要通过降低水耗，改进湿式除尘器的设计来改进。、电除尘装电除尘器是利用强电场电晕放电使气体电离、粉尘荷电，在电场力作用下使粉尘从气体中分离出来的装置。其优点是：（l）除尘效率高，可达99%以上；（2）本体压力损失小，压力损失一般为160300Pa；（3）能耗低，处理1000m3烟气约需0.20.6kwh；（4）处理烟气量大，可达106m3/h以上；（5）耐高温，普通钢材可在350以下运行。缺点是：（1）耗钢量大；（2）占地面积大；（3）制造、安装、运行要求严格；（4）对粉尘的特性较敏感，最适宜的粉尘比电阻范围为1045*1010cm，若在此范围之外，应采取一定的措施，才能取得必要的除尘效率；（5）烟气为高浓度时，要用前置除尘。电除尘器本体结构的主要部件有：电极系统、清灰系统、烟道气流分布系统、排尘系统、供电系统等，图2-9为电除尘器的基本结构。图2-9 电除尘器的基本结构在两种曲率半径相差很大的金属集尘极和电晕极上通以高压直流电，维持一个足以使电极之间产生电晕放电的不均匀电场，气体电离所产生的电子、阴离子和阳离子，吸附在通过电场的粉尘上而使粉尘荷电。荷电粉尘在电极库仑力作用下，向电极性相反的电极运动而沉积在电极上，以达到粉尘和气体分离的目的（图2-10）。当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时，借助于振打机使粉尘脱离电极落入灰斗。图2-10 电除尘器原理图、袋式（过滤式）除尘装置袋式除尘器也称过滤式除尘器，它是利用纤维编织物制作的袋装过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。它的特点是：（1）除尘效率高。一般在99%以上，出口含尘浓度可达2030mg/m3（2）处理气体量的范围大，并可处理非常高浓度的含尘气体，能处理粉尘浓度超过700000 mg/m3的含尘气体。（3）结构比较简单，操作维护方便。（4）在保证相同的除尘效率的前提下，其造价和运行费用低于电除尘器。（5）在采用玻璃纤维和某些种类的合成纤维来制作滤袋时，可在160200的温度下运行。（6）对粉尘的特性不敏感，不受粉尘比电阻的影响。（7）在用于干法脱硫系统时，可适当提高脱硫效率。其缺点是：（1）体积与占地面积较大。（2）阻力损失较大，一般为 10002000Pa（10200 mmH2O）。（3）对滤袋质量有严格要求，若滤袋破损率高，使用寿命短，则运行费用将大大增加。（4）对温度较高、湿度较大或带粘性的粉尘和有腐蚀性的烟气，则在选用滤袋材料和使用时要慎重，有些情况下则不宜采用袋式除尘器。袋式除尘器是利用棉、毛、人造玻璃纤维和合成纤维等编织物的过滤作用进行除尘的。它的除尘过程和滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、碰撞、遮挡（筛分）、重力和静电作用等因素和清灰方法有关。图2-11（a）为一种空气逆吹式（逆气流型）袋式除尘器。含尘气体由下部进入滤袋，当气体穿过滤袋时，粉尘即被过滤在滤料上，从滤袋内穿出的气体被净化后从滤袋外排出。当被过滤在滤袋内的粉尘层达到一定厚度时，由于此时过滤的阻力过大而必须进行清灰。图2-11（a）右边所示的情况是采用逆吹空气清灰时的情况，即在需要清灰时，打开逆吹阀，逆吹空气自上而下与含尘气流相反的方向由滤袋外进入袋内将覆盖在滤袋内壁上的粉尘清落入下面的灰斗。在清灰时吸气阀关闭，因此它运行时其过滤和清灰是交替进行的。图2-11（b）是脉冲反冲式袋式除尘器。实际上，袋式除尘器可以有不同的设计，含尘气体既可以设计成吹入袋内，也可以设计成被吸入袋内；含尘气体既可以从滤袋外进入将粉尘过滤在袋外，也可以从滤袋内出来将粉尘过滤在袋内。图2-11袋式除尘器袋式除尘器与电除尘器的比较：、技术性能的比较袋式除尘器无论进口烟气中的粉尘浓度有多么高，除尘器出口烟气中的粉尘浓度均可低至2030mg/m3；而且这类材料可在200或以下的温度条件下长期工作，其价格也不十分昂贵。当进口气体粉尘浓度为60000mg/m3时，除尘器出口处气体中的粉尘浓度可低于3mg/m3 。当含尘气体中含有SO3时，短时间即会对滤料造成损坏，采用石灰（CaO，含硫量超过1时）可防止SO3对滤袋的不利影响。当烟气中粉尘浓度增加而要求保持原有的除尘效率不变；或要求提高除尘效率，就必须对电除尘器进行改装设计，而对电除尘器进行改装比袋式除尘器更换滤袋要复杂和昂贵得多。 、成本比较 无论从初期投资还是从日常操作费用维护费用来看袋式除尘器均低于电除尘器。2.3.2 脱硫煤燃烧过程中可能产生的硫氧化物，如SO2、SO3、硫酸雾、酸性尘和酸雨等，不仅造成大气污染，而且会引起燃煤设备的腐蚀。燃烧过程中生成的硫氧化物还可能影响氮氧化物的形成。因此必须采取措施去除上述污染物质，特别是SO2。 一般说来，燃煤设备的脱硫技术可以分为三大类，即燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱硫对于减少排出烟气中SO2 的浓度有着重要的作用，这里主要讨论燃烧后脱硫。 烟气脱硫技术如按其方法分类，可分为干法脱硫和湿法脱硫；按反应产物的处理方法分类，可分成回收法和抛弃法；按脱硫剂的使用情况分类，又可分为再生法和非再生法。2.3.2.1 湿法脱硫方法介绍 、石灰石/石膏法 石灰石/石膏法主要原理是，以石灰石或石灰的水浆液为脱硫剂，在吸收塔（洗涤塔）内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，使SO2与浆液中的碱物质发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙从而将SO2除掉，并在浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化成硫酸钙。浆液中的固体物质连续的从浆液中分离出来，经浓缩后生成有用的石膏副产品。图2-12 石灰石/石膏法烟气脱硫系统流程图石灰石/石膏法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置Ca/S时，脱硫效率大于90）、吸收剂利用率高（可大于90）、设备运转率高（可达90以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂石灰石来源丰富可靠且廉价。但是石灰石、石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用也高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物石膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理。、添加剂.石灰-石膏法为提高脱硫率及防止结垢，在石灰石膏法中添加其他吸收剂，即为通常所讲的改良了的石灰石膏法脱硫系统。如在石灰中添加镁或氯化钙作为吸收剂吸收二氧化硫，在氧化塔中用空气氧化作为石膏回收。1、镁石灰石膏法用镁的化合物吸收SO2后，再加石灰形成石膏的方法。镁对SO2的吸收率高且可以较少石膏的结垢。本系统基本与石灰、石膏发相同，但因在吸收剂（石灰、石灰石）中添加了镁，提高了脱硫效率，是一种高效率的脱硫系统。2、氧化钙石灰石膏法这是一种将石灰浓度为20的氧化钙溶液作为吸收液的脱硫方法。本系统的优点使：液气比小，排烟温度高，几乎没有废液排放等。但是，由于氯离子浓度过高，要使用耐腐蚀材料，特别使冷却除尘塔的高温部分，需使用钛那样的高级材料。、间接.石灰-石膏法该方法是SO2气体被苏打、氨、氯化铝和稀硫酸等水溶液所吸收，再向吸收后的溶液里加石灰和石灰石，以生成石膏加以回收。1、有机苏打石膏法1）醋酸钠石灰石膏法本法是亚硫酸钠石灰石膏法（后述）的改良方法。用醋酸的水溶液作为吸收剂吸收后，加入石灰石回收石膏。烟气在多孔板的多段吸收塔内用醋酸钠水溶液（含有石膏）吸收。液气比为2时，SO2的吸收率可达99。2） 二酸钠石灰石膏法该法同醋酸钠石灰石膏法基本相同，只是用马来酸（顺丁烯二酸）来替代醋酸，在回收液中反应后生成磺化丁二酸。由于磺化丁二酸不挥发，不必象醋酸那样在吸收塔上部回收。采用低液气比可以获得99以上的脱硫效率。本方法脱硫率可任意选择，吸收塔的构造也简单。2、酸酸铝石灰石膏法 用碱性硫酸铝溶液（pH 34）吸收SO2后，加入石灰石，回收石膏。烟气加入冷却除尘塔，用稀的硫酸铝浆液冷却，除尘后加入吸收塔。在吸收塔中用硫酸铝溶液（pH3）吸收SO2。从吸收塔中排出的吸收液，加入氧化塔用空气氧化，再加入石灰石反应生成石膏回收。本系统任意稳定运行，能处理烟气量从3000Nm3/h到20万Nm3/h的锅炉排气，SO2的浓度从160ppm2500ppm，被用于各种排气，能得到7095的脱硫率。、稀硫酸石灰石膏法用含有铁离子等氧化催化剂的2.5的稀硫酸作为吸收液，吸收SO2后形成亚硫酸，在55左右，几乎可100的氧化成硫酸。吸收液中加入石灰石或消石灰使石膏沉淀分离。用氧化铁作为氧化催化剂。、双碱法 实际上双碱法脱硫工艺是为了克服石灰石/石膏法容易结垢的缺点并进一步提高脱硫效率而发展起来的。它先用碱金属盐类如钠盐的水溶液吸收SO2，然后在另一个石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了SO2的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用，而SO2还是以亚硫酸钙和石膏的形式沉淀出来。由于其固体的产生过程不是发生在吸收塔中的，所以避免了石灰石/石灰法的结垢问题。图2-13 双碱法烟气脱硫工艺流程图 、海水脱硫工艺海水脱硫法的原理是用海水作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行逆向喷淋洗涤，烟气中的SO2被海水吸收成为液态SO2。液态的SO2在洗涤液中发生水解和氧化作用。洗涤液被引入曝气池，用提高PH值抑制了SO2气体的溢出，鼓入空气，使在曝气池中的水溶性SO2被氧化成为SO42-。海水脱硫的主要特点是：工艺简单，无需脱硫剂的制备，系统可靠可用率高。根据国外经验，可用率可保持在100%。脱硫效率高，可达90以上。不需要添加脱硫剂，也无废水废料，管理容易。与其他湿法工艺相比，投资低，运行费用也低。只能用于海边电厂，且只能适用于燃煤含硫量小于1.5%的中低硫煤。图2-14 海水脱硫法的流程图、循环法利用亚硫酸钠溶液的吸收和再生循环过程将烟气中的SO2脱除。实际的使用效果为：用于含硫量为1%-3.5%的煤时，可达到97%以上的脱硫效率。图2-15 亚钠循环法的流程图、氨法氨法原理是采用氨水为脱硫吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得化学肥料硫酸铵。其主要技术特点有：（1） 、副产品硫酸铵的销路和价格是氨法工艺应用先决条件。（2） 、由于氨水与SO2反应速度要比石灰石（或石灰）与SO2反应速度大得多，同时氨法不需吸收剂再循环系统，因而系统要比石灰石石膏法小、简单，其投资费用比石灰石石膏法低得多。（3） 在工艺中不存在石灰石作脱硫剂时的结垢和堵塞现象（4） 氨水来源也是选择此工艺必要条件。（5） 氨法工艺无废水排放，除化肥硫酸铵外也无废渣排放。（6） 由于只采用NH3一种吸收剂，只要增加一套脱销装置的情况下就能高效地控制SO2和NOx的排放。图2-16 氨法的工艺流程图、氧化镁法一些金属氧化物如：MgO、MnO2和ZnO等都有吸收SO2的能力，可利用其浆液或水溶液作为脱硫剂洗涤烟气脱硫。吸收了SO2的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐在一定温度下回分解产生富SO2气体，可用于制造硫酸，而分解形成的金属氧化物得到了再生，可循环使用。但是该法要求必须对烟气进行预先的除尘和除氯，而且过程中会有8%的MgO流失，造成二次污染。图2-17 氧化镁法的工艺流程图2.3.2.2 干法/半干法脱硫技术、 炉内喷钙，尾部增湿活化法1、 LIFAC方法LIFAC方法的英文全名为Limestone Injection into the Furnace and Activation of Unreacted Calcium，意为炉内喷射石灰石及未反应钙的活化。该系统除了炉内喷入石灰石粉外，在电除尘器之前增设一活化反应