燃煤电厂烟气石灰喷雾干燥法毕业论文.doc

目 录
摘要 2
第一章、绪论 4
第二章、工艺流程论证 6
第一节、烟气脱硫技术 6
第二节、烟气除尘技术 10
第三章、工艺流程的选择 15
第四章、旋转喷雾干燥脱硫技术简介 18
第五章、过程设计计算 23
第一节 旋转喷雾干燥法设计参数 23
第二节 喷雾干燥塔主体设备结构尺寸计算 24
第三节 旋转喷雾装置的主要附属设备的设计或选型 29
第六章、旋转喷雾干燥法烟气脱硫工艺的技术经济评价 40
参考文献 42

摘要
燃煤烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization ，简称FGD）是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。世界各国研究开发的烟气脱硫技术达200多种，但商业应用的不超过20种。在中、大型电站锅炉中，目前商业应用最为广泛的脱硫方法是进行烟气脱硫。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫可分为湿法、半干法和干法三类工艺。湿法脱硫技术成熟，效率高，Ca/S比低，运行可靠，操作简单，但脱硫产物的处理比较麻烦，烟温降低不利于扩散，传统湿法的工艺较复杂，占地面积和投资较大；干法脱硫要求温度较高，并由此产生难以处理的酸雾，且脱硫剂利用率低；半干式脱硫工艺避免了上述两种工艺的缺点，备受关注。喷雾干燥法脱硫法系统简单，投资相对较少，所以对于现有锅炉的烟气脱硫改造是比较适合的方案。本设计主要是燃煤电厂烟气脱硫的方案的比较，对于选定的喷雾干燥法脱硫法系统，进行了比较详细地设计计算。我们通过已知的一些参数，运用一些现有的经验公式确定了脱硫系统各部分一些重要的结构和设计参数。

关键词：烟气脱硫 半干法 喷雾干燥法 燃煤电厂

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

第一章 绪论
近年来随着世界经济的发展，环境问题已成为人们关注的焦点问题。在水环境、生态环境等遭到人类生产活动破坏的同时，我们的大气环境也日趋恶化，主要表现为燃烧化学燃料所释放的烟尘、二氧化硫造成的污染越来越严重。大量未经治理的含硫烟气被排放到大气中造成严重的大气污染，这些烟气还能与雨水一起形成酸雨川，酸雨腐蚀各种设备、建筑物给人类及其他生物带来极大危害。历史上世界各地曾多次发生大气污染公害事件，如英国伦敦雾事件、美国洛杉矶的光化学烟雾事件等，对人类的生存环境构成了极大危害。大幅度削减二氧化硫及烟尘排放量已是当务之急。
在各种方法中，烟气脱硫技术被认为是控制及防治大气污染量最行之有效的手段。喷雾干燥法脱硫属烟气脱硫技术范畴，其最显著特点是吸收剂浆液在与二氧化硫气体接触以前，首先被雾化成细小的雾滴，极大增强了气液接触面积，同时由于喷雾塔出口为干物质，因此对设备造成的腐蚀小。另外由于喷雾干燥法烟气脱硫系统还对铅、汞等重金属离子有去除作用，使该技术在垃圾焚烧领域也得到一定应用。
目前，发达国家燃煤电厂大多安装了FGD装置。日本是世界上最早大规模应用FGD的国家，所用技术以石灰石/石膏法为主，占75％以上。日本国内所用石膏基本上都来自烟气脱硫的回收产物。日本20世界60年代末开始大规模在火电厂安装FGD装置，使其SO2污染在70年代中后期基本得到控制。80年代以来，日本对美国、德国及发展中国家大量出口FGD技术和设备，仅向我国就出口或援建十多套FGD装置。
美国的FGD技术研究较日本较迟，自20世纪70年代初开始，特别是1978年重新修改了大气清洁法，否决了高烟囱排放，使FGD技术迅速发展，并取得很大的进展。1973～1990年美国年燃煤量由3.5亿吨增加到7.3亿吨，增长了107％，而SO2的年排放量却由2890万吨减少到2120万吨，降低了27％。美国采用的脱硫工艺80％是石灰石/石膏法，新建电厂基本安装了FGD装置，而早期建造的上千座燃煤电厂，大多尚无脱硫装置。为此，美国环保局组织开发廉价、易运行、脱硫效率适中、占地少的适合现有电厂改造的脱硫技术，如多级喷射燃烧法、烟道喷射法和等离子体脱硫法等，均取得了可喜的成果。
欧洲的FGD技术以德国发展最为迅速。德国在20世纪70年代后期，“黑森”大面积受害，不得不开展SO2的纺织工作。在引进日、美先进技术的同时，立足于本国技术的开发。70年代末开始在燃煤锅炉上安装FGD装置。1983年颁布了环境法规后，促进了FGD装置的大规模应用。在1983～1989年间，其SO2排放量降低了6.8倍。目前德国90％以上的FGD装置采用石灰石/石膏法，75％的工业用石膏来自于脱硫石膏。此外，丹麦、芬兰、挪威、奥地利等国对FGD技术也开展了大规模的研究，开发出许多先进工艺，如丹麦的SDA法，芬兰的LIFAC法，挪威的NID法和海水脱硫工艺以及奥地利的DCFB循环流化床工艺等，不仅在本国安装了许多FGD装置，还向境外出口技术和装备。英国主张燃用低硫燃煤及高烟囱稀释排放，而法国以核电为主，因此两国对FGD技术的研究和应用不多。
我国早在20世纪70年代就开始了工业锅炉和火电厂锅炉FGD技术的研究工作，先后有数十家高校、科研和生产单位，对多种脱硫工艺进行了实验研究。与发达国家相比，我国的研究虽起步较早，但进展缓慢。随着SO2和酸雨污染的日趋严重，SO2控制技术的研究被提到议事日程。在从“六五”到“九五”的20年间，国家投入了大量的人力、物力和财力，对SO2的污染控制技术组织了攻关研究，取得了一系列成果，但大部分技术尚停留在小试或中试阶段，有的技术虽已有工业性实验装置，但由于各方面的原因未能大规模推广应用。为了促进国内FGD技术的开发研究，我国从20世纪90年代开始，在新建燃煤电厂上引进国外先进的FGD技术和装置，这些先进的脱硫系统工艺成熟、设备先进、运行稳定、自控程度高，起到了很好的示范作用，但其投资和运行费用较高。为了降低投资，从90年代末开始国内几家大的环保公司，采取有选择地购买国外公司先进的FGD技术，或与国外公司合作共同承接国内电厂FGD脱硫工程，使国外技术和设备逐步国产化。目前，我国已有石灰石/石膏湿法、旋转喷雾干燥法、常压循环流化床法、海水脱硫法、炉内喷钙尾部烟气增湿活化法、电子束法、烟气循环流化床法等十多种工艺的脱硫装置在商业化运行或进行了工业示范。
经过几十年来对国外先进技术的引进、消化、吸收，我们已掌握了一些脱硫技术，为我国大规模应用脱硫技术提供了经验和一些必要的基础。虽然我国的科技人员一直在为脱硫技术的国产化而努力，但是目前还没有达到预期的水平，脱硫装置的建设和运行费用仍然很高。只有用国产设备取代进口设备，同时选择适合中国国情的、投资少、占地面积少、运行费用低的脱硫方案，脱硫的费用才会大幅度降下来，各个企业才有能力上脱硫项目，脱硫技术才会形成规模，才能有真正的社会效益。

第二章 工艺流程论证
第一节 烟气脱硫技术
脱硫技术发展到今天技术工艺种类繁多，仅烟气脱硫工艺就有200多种以上[10]。烟气脱硫就是在锅炉尾部对烟气进行处理，用各种吸收剂将SO2从烟气中脱除下来。脱硫剂一般是以钙基为主的碱性物质，可以生成有使用价值的副产品，也可以把产物直接抛弃。烟气脱硫是目前应用最广泛的脱硫技术，发达国家已进入大规模使用阶段，技术已基本成熟。
常用的烟气脱硫技术有：
一 湿式石灰石/石膏法脱硫技术
吸收剂以液体形式排放的这种工艺在70年代因投资大、运行费用高和存在腐蚀、结垢、堵塞等问题而影响了其在火电厂中的应用。经过10余年的实践和改造，工作性能与可靠性已大为提高，投资与运行费用也显著减少。现已成为主要的电站锅炉烟气脱硫技术。其突出特点是：a.脱硫效率高（有的装置Cd/S约为1，脱硫率大于90％）；b.吸收剂利用率高，可超过90％；c.设备运转率高。我国珞璜电厂和杭州半山电厂都已应用湿式石灰石/石膏法脱硫技术。
简易湿式石灰石/石膏法烟气脱硫的原理与湿式石灰石石膏法脱硫原理相同，只是吸收塔为水平放置，空塔气速较高，烟气与吸收剂浆液垂直接触完成脱硫。之所以称之为简易法式因为它处理的烟气量只占全部烟气量的80％以下，处理后的烟气与未处理的热烟气在进入烟囱前混合，使烟气温度升至露点以上再排放，省去了烟气再加热系统，节省了投资水平塔本身脱硫率可达95％以上，但由此混入未处理的热烟气后排放，使总的脱硫率超过80％。

主要的反应包含：CaCO3 CaO +CO2
CaO+SO2+1/2O2 CaSO4

二 湿式亚硫酸钠循环法（W-L）
利用30％左右的碱溶液（如Na2CO3溶液洗涤烟气，吸收SO2产生NaHSO3，在105℃封闭系统中进行热分解，获得的SO2气体可压缩成液体SO2，也可制成H2SO4或硫磺产品。这种方法的投资大、运行费用高，要有碱源。我国湖南三OO电厂曾进行实验，每吨SO2碱耗为106～167kg。一般情况下当烟气中的SO2浓度较低时，使用本工艺在经济上不合算。

三 磷铵肥法（PAFP）
它是一种直接副产氮磷复合肥料的烟气脱硫方法。它是利用活性炭的吸附作用将烟气中的SO2脱除下来，再和水蒸汽反应生成稀硫酸，然后用稀硫酸分解磷矿石萃取磷酸。用氨中和磷酸制得磷铵，以此作为二级脱硫剂，所得到的肥料浆经过氧化并在蒸发设备中浓缩和干燥机中干燥，最后得到氨磷复合肥料。这种工艺需要中低品位磷矿石（含P2O5为26％～28％）和氨。我国四川豆霸电厂进行这种工艺的实验。

四 喷雾干燥脱硫技术（SDA）
喷雾干燥脱硫技术是由美国joy公司和丹麦的Niro Atomizer公司共同开发的，是80年代发展起来的脱硫新技术。

喷雾干燥脱硫技术是将吸收浆液雾化喷入吸收塔，吸收剂分散于烟气中。一方面吸收剂与烟气中的SO2反应生成固体灰渣；另一方面烟气又将热量传递给吸收剂，使之不断干燥。所以完成脱硫反应后的废渣将以干态形式排出。所以该技术也称为半干法脱硫技术。
该技术脱硫率可达70％～90%，工艺过程简单，设备少，占地少，不需对脱硫产品进行二次处理，没有废水排放，脱硫后的烟气不需要二次加热，因而运行费用低，已经广泛用于美国、欧洲等发达国家，主要用于燃用中低硫煤的电厂。我国四川白马电厂和山东黄岛电厂已采用次方法进行烟气脱硫。
主要包含的反应：
SO2 + H2O H+ + HSO
HSO H+ + SO
Ca2+ + SO32- CaSO3

五 循环流化床烟气脱硫技术
烟气循环流化床脱硫技术是把固体流态化技术引入到FGD工艺中的一项新技术，在20世纪80年代以后有了很大发展。烟气循环流化床是采用含湿量为3％～5％的石灰粉作为脱硫剂，在流化床中与高速流动的烟气接触完成脱硫。在流化床尾部除下来的吸收剂经增湿后循环适用，以提高吸收剂的利用率。
烟气循环流化床脱硫技术发展很快，已出现了多种结构形式的装置，在钙硫比为1.1～1.5的情况下脱硫率可达80％～90％。烟气循环流化床工艺系统简单，运行可靠，占地面积小，投资和运行费用低，无废水排放，是一种较好的干法脱硫工艺。

六 粉煤灰干式烟气脱硫技术
粉煤灰干式脱硫技术是由日本北海道电力公司首先开发成功并投入商业应用的是一项世界首创的新技术。该技术是以粉煤灰、熟石灰、石膏为原料制成脱硫剂，将该脱硫剂填充到吸收塔中，脱硫剂吸收锅炉排烟中的SO2，达到脱硫目的。
日本东厚真电厂1991年安装调试成功了粉煤灰干式烟气脱硫装置，该装置处理烟气量644000Nm/h，脱硫率大于90％，脱硫剂利用率大于80％，除尘率大于85％。

七 电子束烟气脱硫处理法（EBA法）
EBA法是日本3家研究所在名古屋火力发电厂研究成功的。它采用高能量电子束照射烟气，同时去除烟气中所含的硫氧化物，还能回收氮肥（硫酸氨和硝酸氨的混合物）。EBA是一种无排水式的烟气处理技术。名古屋火电厂设计烟气处理量（湿基）为12000 m/h，当SO2浓度为800mg/L和NOx浓度为225mg/L时，其脱硫脱硝率分别为94％和80％。
目前，成都热电厂在建的FBA工业试验项目是由日本荏原制所作（前述日本3家研究所之一）设计，处理烟气量为300，000 m/h，当SO2和NOx浓度分别为1800和400g/L时，脱硫脱销率分别为80％和50％。成都热电厂采用是两台80kv，400mA的电子加速器。
该法优点：干法，无废液处理和无腐蚀结垢问题，产物是高质化肥，易于收集，可同时脱硫脱硝。缺点是：加速器造价昂贵，需要射线保护，电子枪寿命及技术管理难度大等。

八 荷电干式除硫法
荷电干式除硫法是美国阿兰柯环境资源公司研制的一种专利产品。其工作原理是：吸收剂（常用Ca(OH)2）高速流过喷射单元，产生的高压静电电晕电压，由此获得强大的静电电荷（通常是负电荷），然后在除尘器前再通过喷管喷射到排烟气流中。由于吸收剂带同极性的电，所以相互排斥，很快在烟气中扩散称为均匀的悬浮状态。吸收剂与SO2的反应机率大为增加。同时带电的吸收剂粒子表面的电晕极大地提高了吸收剂的活性，缩短了与SO2反应所需的时间，提高了除硫效率。1987年意大利ENEL在Marghera热电厂做了100N m/h的工业试验，SO2和NOx的初始浓度为530ppm和400ppm，SO2除硫率为80％，NOx为50～60％，能耗为12Wh/N m[3]。我国德州电厂75t/h煤粉炉安装了此类脱硫装置，除硫效率大于70％。

九 LIFAC脱硫技术
LIFAC脱硫技术是由芬兰的Tampella公司和IVO公司首先开发成功并投入商业应用的。该技术是将石灰石于锅炉的850～1150℃部位喷入，起到部分固硫作用。在尾部烟道的适当部位（一般在空气预热器与除尘器之间）装设增湿活化反应器，使炉内为反应的CaO和水合成Ca(OH)2，进一步吸收SO2，提高脱硫率。
LIFAC脱硫技术具有占地少，系统简单，投资和运行费用较低，无废水排放等优点，脱硫率60～85％。我国南京下关电厂，浙江钱清电厂均采用此脱硫技术。

十 海水脱硫法
海水脱硫法是利用海水吸收烟气中的SO2。烟气中SO2被海水吸收并与氧发生反应生成硫酸根离子，以硫酸盐的形式存在于海水中。天然的海水呈碱性，含有过量的碳酸钙和碳酸钠，能使海水有充足能力来吸收和中和SO2.硫酸盐是海洋中天然且必须的成份，不会对海水造成太大污染。
目前世界上已投入运行和在建的燃煤电厂采用Flakt—Hydroa工艺脱硫的有印度TaPa电厂（500MW）、西班牙Cran Canaria电厂（80MW），印尼电厂（670MW）及我国的深圳西部电厂[10]。我国深圳西部电厂2号300MW机组选用的是挪威ABB公司的海水烟气脱硫技术，全烟气量运行，系统设计脱硫率为90％。

第二节 烟气除尘技术

一 除尘器的分类
按除尘器分离捕集粉尘的主要机制，可将其分为如下四类。
1、机械式除尘器 它是利用质量力（重力、惯性力、离心力）的作用使粉尘与气流分离沉降的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
2、电除尘器 它是利用高压电场使尘粒荷电，在电场力的作用下使粉尘与气流分离的装置。
3、过滤式除尘器 它是使含尘气体通过织物或多孔填料曾进行过滤分离的装置，包括袋式过滤器、颗粒层过滤层等。
4、湿式洗涤器 它是利用液滴或液膜洗涤含尘气流，使粉尘与气流分离沉降的装置，它可用于除尘，也可用于气体吸收。当专用于气体除尘时，也称湿式除尘器。

二 机械除尘法
机械式除尘法是一类利用重力、惯性力或离心力的作用将尘粒从气体中分离的装置。这类除尘法主要包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器等。
1 重力沉降器
重力除尘器又称重力沉降室，它是利用尘粒与气体的密度不同，通过重力作用使尘粒从气流中自然沉降分离的除尘设备。
常见的重力沉降室有水平气流沉降室、单层重力沉降室和多层重力沉降室，其基本结构如图2－1所示。含尘气体由断面较小的风管进入沉降室后，由于流道截面积扩大而使气体流动速度大大降低，在流经沉降使的过程中，尘粒便在重力的作用下缓慢向灰斗沉降，分离了部分尘粒的气体从出口风管流出，达到了除尘的目的。
重力沉降室的主要特点是：结构简单、造价低、维护管理容易、阻力小（一般在300Pa以下）。主要缺点是：体积庞大，除尘效率低。清灰麻烦。鉴于以上特点，重力沉降室主要用以捕集那些密度大，粒径大于50μm的粗粉尘。在多级除尘系统中常作为高效除尘器的预除尘。

2 惯性除尘器
惯性除尘器是使含尘气流冲击在挡板上，或让气流方向急剧转变，使尘粒受惯性力作用而从气流中分离出来的一种除尘装置。起除尘机制示于图2-3。冲击到挡板B1上的尘粒当中，惯性力大的粗尘d1首先被分离下来，而被气流带走的尘粒（如d2，d2＜d1）由于挡板B2使气流方向转变，借离心力作用又被分离下来，烟气中带走的尘粒d3<d2。假设气流的旋转半径为R2，切线速度为v0，则根据下式，尘粒d2所具有的离心分离速度为

可见，这类除尘器实际上同时利用了惯性力、离心力和重力的作用。
惯性除尘器宜用于净化密度和粒径较大的金属或矿物粉尘，不宜用来净化粘性和纤维性粉尘。由于气流方向转变次数有限，净化效率不高，也常用作多级除尘中的第一级，用以捕集10～20μm以上的粗尘粒。压力损失依形式而定，一般为300～700Pa。

3 旋风除尘器
旋风除尘器是利用含尘气流旋转运动产生的离心力从气体中分离尘粒的装置，又称离心式除尘器，它结构简单，体积小，不需特殊的附属设备（洗涤器要求供水及污水处理装置，过滤式和电力除尘器要振打清灰装置，电力除尘器还要高压整流电源等），因而造价低，除尘效率高，适应粉尘负荷变化性能好，可用于高温干尘烟气的净化，无运动部件，运行管理简便，广泛应用于个工业部门，已有近100年的历史和100种以上的形式。但是，旋风除尘器难以捕集5μm以下的粉尘粒子，其阻力也比重力沉降室和惯性除尘器高。
结构简图如下： 清洁气体
进气

三 湿式除尘器
湿式除尘器是用水或其他液体与含尘气体互相接触使粉尘粒子被捕集的装置，也能用于气体吸收及气体的降温、加湿、除雾（脱水）等操作中，这是其他类型的除尘器所起不到的作用。湿式除尘器简单、造价低、效率高，适宜净化非纤维性和不与水发生化学反应的各种粉尘，尤其适宜净化高温、易燃和易爆的含尘气体。但存在设备及管道的腐蚀、污水和污泥的处理、因烟温降低而导致的烟气抬升减少及冬季排气产生冷凝水雾等问题。湿式除尘器有时又称为湿式气体洗涤器。
湿式除尘器的工作机理。

四 电力除尘器
静电除尘是在高压电场的作用下，通过电晕放电使含尘气流中的尘粒带电，利用电场力使粉尘从气流中分离出来并沉积在电极上的过程。利用静电除尘的设备称为静电除尘器，简称电除尘器。其基本原理主要包括电晕放电和尘粒的荷电、带电粒子在电场中的迁移、捕集和粉尘清除三个基本过程。在冶金、水泥、电站锅炉以及化工等行业中得到广泛的应用。
静电除尘器主要有以下优点：（1）除尘性能好（可捕集微细粉尘雾状液滴）；（2）除尘效率高（粉尘粒径大于1μm时，除尘效率可达99％）（3）气体处理量大（单台设备每小时可处理105～106 m³的烟气）（4）适用范围广（可在350～400℃的高温下工作）（5）能耗低，运行费用少。
静电除尘器的缺点是：（1）设备造价偏高；（2）除尘效率受粉尘物理性质影响很大，不适宜直接净化高浓度含尘气体；（3）对制造、安装和运行要求比较严格;(4)占地面积较大。

五 过滤式除尘器
过滤式除尘是使含尘气体通过过滤层，气流中的尘粒被阻截下来，从而实现含尘气体净化的过程。利用过滤基本原理进行除尘的装置称为过滤式除尘器。
过滤式除尘器主要有两类。一类是利用不同粒径的砾石、沙等固体颗粒组成的固定床层作为过滤介质的除尘器，叫做颗粒层除尘器；另一类是利用纤维编织物做成的滤袋作为过滤介质的除尘器，称为袋式除尘器。
袋式除尘器是利用纤维织物的过滤作用将含尘气体中的尘粒阻留在滤袋上，从而使颗粒物从废气中分离出来。除尘机理包括筛滤效应、惯性碰撞效应、钩住效应、扩散效应和静电效应。当含尘气体通过洁净滤袋时，由于洁净滤袋的网孔较大，大部分微细粉尘会随气流从滤袋的网孔中通过，只有粗大的尘粒能被阻留下来，并在网孔中产生“架桥”现象随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，纤维间粉尘“架桥”现象不断加强，一段时间后，滤袋表面聚一层粉尘，这层粉尘被称为初层。形成初层后，气体流通的孔道变细，即使很细的粉尘，也能被截留下来。因此，此时的滤布只起支撑的骨架作用，真正起过滤作用的是尘粒形成的过滤层。随着粉尘在滤布上的积累，除尘效率不断增加，同时阻力也不断增加。当阻力达到一定程度时，滤袋两侧的压力差会把有些微细粉尘从微细孔道中挤压过去，反而使除尘效率下降。另外，除尘器的阻力过高，也会使风机功率增加、除尘系统气体处理量下降，因此当阻力达到一定值后，要及时进行清灰。注意清灰时不要破坏初层，以免造成除尘效率下降。
袋式除尘器作为一种高效除尘器、广泛地应用于各种生产工艺尾气的除尘。袋式除尘器的特点是：a.除尘效率高，对微细粉尘也有较高的效率；b.处理风量范围；安装方便灵活；c.适应性强，不受粉尘比电阻的限制；d.不存在污染和泥浆处理问题；e.除尘效率不受人口气体含尘浓度的影响。因此应用特别广泛。
它比比电除尘结构简单、投资少、运行稳定，可以回收高比电阻的粉尘；与洗涤式除尘器比，省去了泥浆的后处理，回收的干粉可以综合利用。
袋式除尘的缺点主要是：过滤速度较低，设备体积庞大，滤袋损耗大，压力损失大，运行费用较高等。但是，随着新技术、新工艺、新材料的发展和对大气环境质量的更高要求，袋式除尘器将有更广阔的应用前景。

第三章 工艺流程的选择

一 设计参数

1 进口烟气参数
处理烟气量：60000Nm/h
烟气量相当于机组容量：150MW
入口烟气SO2浓度：5714mg/ m
烟气温度：150℃
烟气成分（体积百分比）：N275.8％，CO210.9%,O27.5%，SO20.1%（煤含硫S=0.97%）
含尘量：15g/N m（空气过剩系数a＝1.8时）

2 出口烟气参数
烟气量：64000N m/h
烟气温度：65℃
湿球温度：48℃
根据《广东省地方标准-大气污染物排放限值DB44》的要求：按第二时段的要求，排放烟气的含尘浓度100mg/N m
SO2浓度：900mg/ m
根据进出口烟气的参数可得：
总脱硫效率η＝,
脱去的SO2的量m1＝60000×5714－64000×900＝285.24kg/h，

总除尘效率η＝，

除尘量Q1＝（60000×15000－64000×100）×10＝893.6kg/h

几种烟气脱硫工艺的比较
FGD方法
项目
湿式石灰石/石膏法
简易石灰石/石膏法
旋转喷雾法
炉内喷钙尾部增湿法
海水脱硫
电子束脱硫
适用煤种含硫/%
>1.5
>1.5
1～2
<2
<2
<5
脱硫效率/%
>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
－
－
占总投资/%
15～20
8～10
10～15
7左右
7～8

设备占地面积
大
较小
较大
小
大
较大
FGD方法
项目
湿式石灰石/石膏法
简易石灰石/石膏法
旋转喷雾法
炉内喷钙尾部增湿法
海水脱硫
电子束脱硫
结垢、堵塞
有
有
有
有
无
无
灰渣状态
湿
湿
干
干
－
干
运行费用
高
较高
较高
较低
较低
较高
烟气再热
需再热
需再热
不需再热
不需再热
需再热
不需再热
钙利用率
>90
>90
40～50
35～40
－
－
推广应用前景
燃用高中硫锅炉
同左（当地有石灰石）
燃用中低硫煤锅炉
燃用中、低硫煤锅炉
燃用中低硫煤锅炉
燃用高、中、低煤
脱硫副产品
脱硫渣为CaSO4及少量烟尘，送灰场堆放或制成石膏
同左
脱硫渣为CaSO4、CaSO3、氢氧化钙和尘的混合物
脱硫渣为CaSO4
CaSO3、CaO混合物，目前不能利用
无
脱硫副产品为硫酸铵和硝酸铵可直接做化肥

从本设计燃煤锅炉的性质和脱硫要求，选用旋转喷雾干燥法
半干法工艺较简单，干态产物易于处理，无废水产生，能耗、占地、投资比湿法要少一些，脱硫率也比较高，投资一般低于传统湿法，一般适用于低、中硫煤烟气脱硫。在燃低、中硫煤的地区，有逐渐取代湿法烟气脱硫的趋势。

各种除尘的综合性能表
除尘器名称
使用的粒径范围
效率 / ％
阻力/Pa
设备费
运行费
重力沉降器
>50
<50
50～130
少
少
惯性除尘器
20～50
50～70
300～800
少
少
旋风除尘器
5～30
60～70
800～1500
少
中
冲击水浴除尘器
1～10
80～95
600～1200
少
中下
卧式旋风水膜除尘器
>5
95～98
800～1200
中
中
冲击式除尘器
>5
95
1000～1600
中
中上
文丘里除尘器
0.5～1
90～98
4000～10000
少
大
电除尘器
0.5～1
90～98
50～130
大
中
袋式除尘器
0.5～1
95～99
1000～1500
中上
大

除尘设备的投资费用和运行费用
设备
投资费用
运行费用
高效旋风除尘器
100
100
袋式除尘器
250
250
电除尘器
450
150
塔式洗涤器
270
260
文丘里洗涤器
220
500

选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等，其中最主要的是除尘效率。本设计除尘效率为99.3%，只有电除尘器和袋式除尘器可以达到这样的高效率。又该烟气含尘浓度为5.7 g/ m，袋式除尘器的理想含尘浓度为0.2~10 g/ m，电除尘器希望含尘浓度在30 g/ m以下，再综合考虑投资费用和运行费用等因素，选择袋式除尘器。

第四章 喷雾干燥脱硫技术简介
喷雾干燥脱硫是20世纪70年代中期在美国和欧洲发展起来的，其市场占有率仅次于湿法，列第二位。该方法采用湿态吸收剂，在吸收装置中吸收剂被烟气的热量所干燥，并在干燥过程中与SO2反应生成干粉状脱硫产物。半干法工艺较简单，干态产物易于处理，无废水产生，投资一般低于传统湿法，但脱硫效率和脱硫剂的利用率低，一般适用于低、中硫煤烟气脱硫。在燃低、中硫煤的地区，有逐渐取代湿法烟气脱硫的趋势。
喷雾干燥烟气脱硫是利用喷雾干燥原理，在吸收剂喷入吸收塔后，一方面吸收剂与烟气的SO2发生化学反应，生成固体产物；另一方面烟气将热量传递给吸收剂，使之不断干燥，在塔内脱硫反应后形成的产物为干粉，其部分在塔内分离，有锥体出口排出，另一部分脱硫后烟气进入除尘器收集，其工艺流程如附图 1。
喷雾干燥烟气脱硫工艺流程包括：①吸收剂制备；②吸收剂浆液雾化；③雾粒与烟气的接触混合；④液滴蒸发与SO2吸收；⑤灰渣排出；⑥灰渣再循环，其中②～④在喷雾干燥吸收塔内进行。

一 喷雾干燥法烟气脱硫原理

1 浆滴的蒸发
雾化器出来的浆滴的直径从20～150μm不等，视不同的雾化方法而不同，浆滴中的Ca(OH)2颗粒的直径为1～5μm，可视为孤立的Ca(OH)2颗粒周围分布着连续的液相。吸收剂颗粒溶解在液相中，在浆滴中处于饱和状态。与此同时，SO2在液滴的表面被吸收。浆滴进入反应器后水分开始迅速地蒸发发生在浆滴的表面，这个阶段称为恒速干燥阶段。随着蒸发的进行，液相的体积不断减少，直到固体颗粒相接触，集聚在浆滴的表面形成一个固定的障碍层，这样限制了水分的蒸发和SO2的吸收的速率，这个阶段称为降速干燥阶段。最后，生成物固体内的大多数自由水相被蒸发掉了。
雾干燥脱硫示意图见附图 3

2 烟气中SO2的吸收
在喷雾干燥反应中，石灰浆液被雾化为微细的石灰浆滴（<100μm）与高温烟气相接触，气、液、固三相之间发生复杂的传质、传热作用。浆滴中水分蒸发的同时，烟气中的SO2被吸收与浆滴中的Ca(OH)2颗粒发生反应，最后得到干燥的CaSO3、CaSO4和未反应的Ca(OH)2固体混合物，经收尘系统而收集下来。总的反应为：
Ca(OH)2（s）+ SO2（g） CaSO3·1/2H2O（s）+1/2H2O (2.1)
反应可分为以下几个步骤：
（1） SO2从气相主体到液滴表面的扩散：
（2） 液滴表面SO2的吸收;
SO2（g） SO2（aq） (2.2)
（3） 液相中溶解的SO2离解生成HSO、SO
SO2（aq）+ H2O（l） H（aq）+ HSO（aq） (2.3)
HSO（aq） H（aq）+ SO（aq） (2.4)
（4） 液相溶解的HSO、SO离子在液相中的扩散；
（5） Ca(OH)2颗粒的溶解；
Ca(OH)2（s） Ca（aq）+ 2OH（aq） (2.5)
（6） 亚硫酸钙的生成；
Ca（aq）+ SO（aq）+ 1/2H2O（l） CaSO3·1/2H2O（s）(2.6)
反应（2.2）、（2.3）、（2.4）、（2.5）、（2.6）的进行均在液相中完成，浆滴中水分的蒸发直接影响着SO2的脱除。

二 喷雾干燥法脱硫工艺的系统组成

喷雾干燥法烟气脱硫工艺系统有生石灰接受贮存系统、浆液制造和供给系统、脱硫反应系统、除尘除渣系统等。

1 生石灰接受贮存系统
大多采用CaO含量尽可能高的石灰做脱硫剂。石灰仓内贮存的粉状石灰经螺旋输送机送入消化槽消化，并制成高浓度浆液，然后进入配浆槽，配将槽上设有过滤器，以过滤大颗粒杂质。在配浆槽内用水将浓浆稀释到需要的浓度（20％左右）。制备好的石灰乳用泵送到吸收剂贮罐（经过延时箱和过滤筛），再用供给泵送到吸收塔顶部的高位罐备用。

2 浆液制造和供给系统
由生石灰投入计量和制浆、供浆三