濕法煙氣脫硫除塵器試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

1、濕法煙氣脫硫除塵器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)作者:日期:濕法煙氣脫硫除塵器實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)組號(hào)：9班級(jí)：環(huán)工1302姓名:李璐學(xué)號(hào):131702207指導(dǎo)老師：張鍵揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2016年12月目錄濕法煙氣脫硫除塵實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.二、實(shí)驗(yàn)原理1?三、實(shí)驗(yàn)裝置及各部分組成（集體討論完成）4四、實(shí)驗(yàn)步驟？7五、參數(shù)測(cè)定方法7?六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)錯(cuò)誤!未定義書簽。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論9.實(shí)驗(yàn)考核任務(wù)：實(shí)驗(yàn)室完成的煙氣脫硫性能實(shí)驗(yàn)是一種簡(jiǎn)單的模擬實(shí)驗(yàn)， 距研究型試驗(yàn)裝置有較大差異。 試設(shè)計(jì)一套濕法煙氣脫硫除塵實(shí)驗(yàn)裝置（石灰石/石灰一石膏法）。裝置含供風(fēng)系統(tǒng)、煙氣制備系統(tǒng)、噴淋塔反應(yīng)器、漿液循環(huán)部分、

2、煙氣測(cè)量系統(tǒng),主要測(cè)定參數(shù)為SO2濃度、煙氣壓力管內(nèi)風(fēng)速、煙氣量、塔內(nèi)粉塵濃度、漿液pH值、煙氣流速、煙氣溫度等。要求有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。特別說明：1綜合考查題完成時(shí)間為1個(gè)工作日；2.每組一題。小組成員在查閱相關(guān)資料和教材后討論并相對(duì)獨(dú)立完成，但每人需提交1份材料，必須注明個(gè)人完成內(nèi)容和集體討論完成內(nèi)容，不注明且相似度大于50%的按抄襲計(jì)分；3.打印并同時(shí)提交電子文稿（word格式）；4.題中涉及的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)查閱文獻(xiàn)，相關(guān)數(shù)據(jù)及結(jié)論亦可查閱引用文獻(xiàn)。請(qǐng)注明參考文獻(xiàn)（包括規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)）；5.所有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置均須附簡(jiǎn)圖（須原創(chuàng)，不得粘貼參考文獻(xiàn)中的附圖）；6.提交材料的字?jǐn)?shù)不得少于5000字

3、（含簡(jiǎn)圖但不含參考文獻(xiàn)）。7.根據(jù)作業(yè)質(zhì)量，小組成員本次考查分?jǐn)?shù)不一定相同。本課程最終成績(jī)根據(jù)平時(shí)成績(jī)（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）（30%）、實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)（10%）、考查成績(jī)（60%）按占比確定濕法煙氣脫硫除塵實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解吸收法凈化尾氣的工藝和設(shè)備；2、了解吸收法凈化廢氣SO2的效果；3、深入理解吸收過程的機(jī)理及影響吸收效果的主要因素。4、通過大量的實(shí)驗(yàn)研究確定了噴淋塔脫硫除塵裝置的阻力特性曲線，以及煙氣量、噴淋量、SO2入口濃度、飛灰濃度等因素對(duì)脫硫效率、除塵效率和聯(lián)合脫硫除塵效率的影響，得出了較為合理的參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理除塵的原理包括截留作用、慣性沉降、擴(kuò)散沉降、重力沉降及靜電沉降等。當(dāng)

4、塵粒較大時(shí)截留作用和慣性沉降起主要作用，而當(dāng)塵粒非常微小時(shí)，其他機(jī)理比如擴(kuò)散沉降、靜電沉降等機(jī)理將變得更重要。對(duì)噴淋塔濕式除塵來說，當(dāng)塵粒較大時(shí)，慣性沉降和截留作用起主要作用；當(dāng)塵粒很小時(shí)，起主要作用的應(yīng)該是布朗擴(kuò)散。靜電力作用和重力沉降對(duì)其影響很小。該實(shí)驗(yàn)采用的是濕式石灰石石膏脫硫法。鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過增壓風(fēng)機(jī)、噴淋增濕降溫后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3、HCl和HF,與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏，并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)

5、漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制.在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級(jí)脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機(jī)。經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級(jí)除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到4655左右，且為水蒸氣所飽和。通過GGH等煙氣加熱到

6、80以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。1、煙氣脫硫原理吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸收液恒定的PH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時(shí)吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機(jī)、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭?dòng)，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。強(qiáng)制氧化系統(tǒng)的化學(xué)過程描述如下：（1）吸收反應(yīng)煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)有效接觸，循環(huán)漿液吸收大部分SO2,反應(yīng)如下:SO2+H2O

7、-H2SO3（溶解）H2SO3RH+HSO3-（電離）吸收反應(yīng)的機(jī)理：吸收反應(yīng)是傳質(zhì)和吸收的的過程，水吸收SO2屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制，吸收速率=吸收推動(dòng)力/吸收系數(shù)（傳質(zhì)阻力為吸收系數(shù)的倒數(shù)）。強(qiáng)化吸收反應(yīng)的措施：a）提高SO2在氣相中的分壓力（濃度）提高氣相傳質(zhì)動(dòng)力。b）采用逆流傳質(zhì)，增加吸收區(qū)平均傳質(zhì)動(dòng)力。c）增加氣相與7相的流速，高的Re數(shù)改變了氣膜和液膜的界面，從而引起強(qiáng)烈的傳質(zhì)。d）強(qiáng)化氧化，加快已溶解SO2的電離和氧化，當(dāng)亞硫酸被氧化以后，它的濃度就會(huì)降低，會(huì)促進(jìn)了SO2的吸收。e）提高PH值，減少電離的逆向過程，

8、增加液相吸收推動(dòng)力。f）在總的吸收系數(shù)一定的情況下，增加氣液接觸面積，延長(zhǎng)接觸時(shí)間，如：增大液氣比，減小液滴粒徑，調(diào)整噴淋層間距等。gX呆持均勻的流場(chǎng)分布和噴淋密度，提高氣液接觸的有效性。（2）氧化反應(yīng)一部分HSO3-在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3在反應(yīng)池中被氧化空氣完全氧化，反應(yīng)如下：HSO+1/2O2-HSO4-HSO4-7H+SO42-氧化反應(yīng)的機(jī)理：氧化反應(yīng)的機(jī)理基本同吸收反應(yīng)，不同的是氧化反應(yīng)是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。強(qiáng)化氧化反應(yīng)的措施：a）降低pH值，增加氧氣的溶解度b）增加氧化空氣的

9、過量系數(shù)，增加氧濃度c）改善氧氣的分布均勻性，減小氣泡平均粒徑，增加氣液接觸面積。（3）中和反應(yīng)吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反應(yīng)如下：Ca2+CO3242H+SO42-+H22CaSD42H2O+CO2T2H+C032H2O+CQT中和反應(yīng)的機(jī)理：中和反應(yīng)伴隨著石灰石的溶解和中和反應(yīng)及結(jié)晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是，如何增加石灰石的溶解度，反應(yīng)生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過飽和度。中和反應(yīng)本身并不困難。強(qiáng)化中和反應(yīng)的措施：a）提高石灰石的活性，選用純度高的石灰石，減少雜質(zhì)。b）細(xì)化石灰石粒徑，提高溶解速率。

10、c）降低PH值，增加石灰石溶解度，提高石灰石的利用率。d）增加石灰石在漿池中的停留時(shí)間。e）增加石膏漿液的固體濃度，增加結(jié)晶附著面，控制石膏的相對(duì)飽和度。f）提高氧氣在漿液中的溶解度，排擠溶解在液相中的CO2，強(qiáng)化中和反應(yīng)。2、噴淋塔脫硫原理煙氣通過電除塵器后進(jìn)入吸收塔， 在吸收塔內(nèi)煙氣向上運(yùn)動(dòng)且被吸收液滴以逆流方式所洗滌。噴嘴為無堵塞螺旋噴嘴，吸收液通過噴霧液滴可使氣體和液體得以充分接觸，脫硫后的凈煙氣進(jìn)入折流式除霧器，去除煙氣中通過噴淋層夾帶的水分。石灰石石膏噴淋空塔具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)石灰一石膏法煙氣脫硫工藝技術(shù)成熟，操作成熟，操作成熟，管理成型。(2)脫硫效率高達(dá)95%以上，對(duì)煤種適用

11、性：無限制，可用于高中低含硫煤種，是目前最高脫硫效率的方法。(3)吸收劑:石灰石或石灰，脫硫劑來源廣，價(jià)格低廉。(4)脫硫劑鈣硫比Ca/S:01.03，為脫硫劑最大利用率、最小消耗率的方法。(5)脫硫產(chǎn)物為石膏(二水硫酸鈣)，石膏品質(zhì)：90%左右Z，可作建材使用，也易于處理綜合利用。(6)水耗及廢水量與煙氣與工藝水等參數(shù)有關(guān)，工藝中的廢水經(jīng)處理后可重復(fù)利用。(7)機(jī)組適用性強(qiáng)，無限制，尤其適用大機(jī)組。利用率大于95%。(8)占地面積:取決于現(xiàn)場(chǎng)條件。電耗：1.2-1.6%為較大的一種。三、實(shí)驗(yàn)裝置及各部分組成(集體討論完成)濕法煙氣脫硫除塵實(shí)驗(yàn)裝置主要含供風(fēng)系統(tǒng)、煙氣制備系統(tǒng)、噴淋塔反應(yīng)器、漿

12、液循環(huán)部分、煙氣測(cè)量系統(tǒng)。供風(fēng)系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、風(fēng)門以及通風(fēng)管品&組成。系統(tǒng)采用抽出式供風(fēng)系統(tǒng)，即在煙氣出口處設(shè)置離心式風(fēng)機(jī)向外抽出凈化后的氣體，煙道和噴淋塔內(nèi)為負(fù)壓，可以減少系統(tǒng)內(nèi)$02的泄露。具體設(shè)備如下：風(fēng)機(jī)選用DF4型離心式鼓風(fēng)機(jī)，其功率370W,全壓860Pa，風(fēng)量660m3/h;風(fēng)門：通過手動(dòng)可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的煙氣量；通風(fēng)管路:采用70mm的PVC管。2、煙氣制備系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所用煙氣由空氣、液化S02鋼瓶氣、粉塵發(fā)生裝置所產(chǎn)生的粉塵混合而成。本實(shí)驗(yàn)裝置的煙氣量和風(fēng)速可由進(jìn)氣口處的風(fēng)門來調(diào)節(jié)，煙氣中的S02濃度可以通過調(diào)節(jié)S02鋼瓶減壓閥和閥門以及氣體流量計(jì)來控制，并可以粗略讀出煙氣

13、中的SO2量,從而可以粗略計(jì)算出煙氣中SO2的濃度。粉塵濃度可以通過調(diào)節(jié)粉塵發(fā)生裝置來控制。氣體流量計(jì)選用量程為020l/min的轉(zhuǎn)子流量計(jì)3、噴淋塔反應(yīng)器噴淋塔塔體由有機(jī)玻璃制成，高1500mm,直徑180mm。煙氣由下向上。反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由以下三部分組成：(1)多孔托盤其主要用于均分氣流，加強(qiáng)氣液接觸來強(qiáng)化傳質(zhì)反應(yīng)，從而可以降低運(yùn)行中的液氣比，提高脫硫效率并節(jié)省了能耗；(2)噴淋區(qū)塔內(nèi)上部設(shè)置2層噴淋層，各設(shè)置1個(gè)離心式霧化噴嘴，采用逆流即煙氣從下向上流動(dòng)，漿液則由噴嘴向下噴淋；(3)多層致密除濕網(wǎng)去除出口煙氣中夾帶的細(xì)小霧滴，以達(dá)到除霧盡量減少出口煙氣中的濕分的目的。4、漿液循環(huán)部分

14、循環(huán)槽內(nèi)的漿液通過閥門控制流量，由液體流量計(jì)計(jì)量后排入高位漿液儲(chǔ)槽內(nèi)，漿液再通過槽內(nèi)的布液器在吸收塔內(nèi)薄片上形成均勻液膜與氣相組分進(jìn)行傳質(zhì)交換后， 再落入循環(huán)槽，同時(shí)循環(huán)槽內(nèi)一部分漿液作為廢液在槽內(nèi)一定高度上溢流取出，以保證槽內(nèi)漿液量保持恒定。漿液循環(huán)部分主要是在漿液池內(nèi)配制脫硫反應(yīng)所需的一定濃度的石灰吸收劑漿液，吸收劑漿液用漿液泵打入噴淋塔內(nèi)，通過噴嘴噴淋與煙氣逆流接觸反應(yīng)以脫除煙氣中SO2O漿液循環(huán)部分主要由漿液槽、漿液泵、液體流量計(jì)、噴嘴、閥門和漿液輸送管道等組成。漿液泵:上海華隆閥門廠生產(chǎn)的W型單級(jí)漩渦泵，流量為2.4m3/h;液體流量計(jì)：選用量程為08l/m1n的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，用于準(zhǔn)確

15、讀出噴液量；漿液槽:選用圓形水槽，漿液深度為（150200）mm,吸收漿液為石灰漿液；脫硫劑：選用精致球磨灰粉；漿液管道：采用4分鋁塑管，并且分別在兩個(gè)噴嘴與塔體之間裝有球閥來控制噴液量，而且在漿液入口設(shè)置粗絲網(wǎng)，以防止大顆粒固體進(jìn)入漿液泵發(fā)生堵塞，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。止匕外，在漿液泵出口處安裝閥門用以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總噴淋量。5、煙氣測(cè)量系統(tǒng)按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來布置測(cè)點(diǎn)， 在噴淋塔前后煙氣管道內(nèi)設(shè)有測(cè)孔1和測(cè)孔5兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別用來測(cè)量?jī)艋昂蛢艋蟮腟O2濃度和粉塵濃度，塔內(nèi)還設(shè)有測(cè)孔2、3、4,用以測(cè)量塔內(nèi)壓降和SO2濃度的變化情況。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、首先檢查設(shè)備系統(tǒng)和全部電氣連接線有無異常（如管道

16、設(shè)備無破損等），打開門窗，確保排風(fēng)措施到位，一切正常后開始操作；2、將碳酸鈣粉末加入配藥槽中，充分?jǐn)嚢杌旌?，打開底部閥門，使其進(jìn)入反應(yīng)槽，加完后關(guān)閉閥門；3、打開電控箱總開關(guān)，合上觸電保護(hù)開關(guān)；4、開啟風(fēng)機(jī)和水泵電源；5、調(diào)節(jié)塔層的噴淋流量；6、打開底部曝氣泵，進(jìn)行曝氣，調(diào)節(jié)流量。7、在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的情況下，首先確保SO2鋼瓶減壓閥處于關(guān)閉，然后小心擰開SO2鋼瓶主閥門，再慢慢開啟減壓閥，通過觀察轉(zhuǎn)子流量計(jì)刻度讀數(shù)調(diào)節(jié)閥門至所需的入口濃度，使SO2氣體進(jìn)入填料塔中，測(cè)定填料塔前后管道氣體中SO2的濃度，計(jì)算凈化效率（SO2入口氣體濃度小于100Omg/m3）;8、改變管道氣體中SO2的濃度重復(fù)上述

17、實(shí)驗(yàn)；9、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先關(guān)閉SO2氣井主閥待壓力表指數(shù)回零后關(guān)閉減壓閥；10、在完全關(guān)閉SO2氣瓶5min后，依次關(guān)閉主風(fēng)機(jī)、鼓氣泵的電源；11、關(guān)閉控制箱主電源；12、檢查設(shè)備狀況，沒有問題后離開。五、參數(shù)測(cè)定方法（集體討論完成）1、SO2濃度的測(cè)定選用德國彳t爾格Pac型氣體監(jiān)測(cè)器和美國ESC公司出品的ENERACM-2300型便捷式燃燒效率分析儀來聯(lián)合測(cè)定SO2的濃度，其測(cè)量單位為ppm,ppm與國際單位mg/m3換算公式為1mg/m3=0.35ppm。2、煙氣壓力管內(nèi)風(fēng)速管內(nèi)風(fēng)速可由管內(nèi)動(dòng)壓計(jì)算公式計(jì)算得出12PV-V2測(cè)風(fēng)速計(jì)算公式：V況式中V管內(nèi)風(fēng)速,m/sPv管內(nèi)動(dòng)壓,Pa空氣密

18、度，kg/m33、煙氣量的測(cè)定通過風(fēng)速和風(fēng)管直徑計(jì)算得出公式為:式中Q系統(tǒng)煙氣量，m3/sV管內(nèi)風(fēng)速，m/sD風(fēng)管直徑，m4、塔內(nèi)風(fēng)速的測(cè)定假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)沒有漏風(fēng)，則塔內(nèi)的風(fēng)量等于管內(nèi)的風(fēng)量。則塔內(nèi)風(fēng)速計(jì)算公式為：Qd22RV7薩一式中V塔內(nèi)風(fēng)速，m/s吸收塔直徑，md風(fēng)管直徑,m5、塔內(nèi)粉塵濃度的測(cè)定粉塵濃度的測(cè)定采用濾膜測(cè)塵法來測(cè)量。采樣點(diǎn)分別設(shè)在噴淋塔前后測(cè)點(diǎn)1和5，用于測(cè)量?jī)艋昂蛢艋蟮姆蹓m濃度。采樣儀選用北京勞動(dòng)保護(hù)研究所生產(chǎn)的F4型粉塵采樣儀，根據(jù)粉塵濃度的大小，基本設(shè)定采樣時(shí)間定為5分鐘,濾膜為40mm的測(cè)塵濾膜：濾膜質(zhì)量的稱量用梅特勒-托利多儀器 （上海） 有限公司出品的AB104N型電子分析天平， 其量程為0-101g,精度為00001g.注意:在每次濾膜稱量前，都要在干燥皿內(nèi)干燥48小時(shí)以上，以保證濾膜含濕量最小，不至于影