二氧化硫畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、引言二氧化硫不僅能夠在大氣中形成酸雨，造成空氣污染，而且還會(huì)嚴(yán)重腐蝕鍋爐尾 部設(shè)備，影響生產(chǎn)和安全運(yùn)行。火力發(fā)電廠鍋爐、我國(guó)北方的熱力供熱鍋爐和硫酸廠 是我國(guó)二氧化硫的主要排放源，它們的特點(diǎn)是SO2排放量大，但是SO2濃度低，綜合 利用難度大。在火力發(fā)電廠的煙氣脫硫運(yùn)行費(fèi)中，脫硫劑的費(fèi)用占有很高比例。我國(guó) 發(fā)電用煤的平均含硫量高達(dá)1.15%，因此，火力發(fā)電廠煙氣脫硫?qū)ξ覈?guó)來(lái)說(shuō)更為重要。近幾年來(lái)，通過(guò)自主研發(fā)和引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新，使我國(guó)的煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)取 得了重大進(jìn)展，火電廠煙氣脫硫技術(shù)國(guó)產(chǎn)化技術(shù)基本上可以滿足“十一五”時(shí)期減排二 氧化硫的需要。目前，已有石灰石-石膏法、煙氣循環(huán)流化床法、海水

2、脫硫法、脫硫除塵一體化、 半干法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化法、活性焦吸附法、電子束法 等十多種煙氣脫硫工藝技術(shù)得到應(yīng)用。與國(guó)外的脫硫技術(shù)情況相同，在多種脫硫工藝 技術(shù)中，石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)仍是當(dāng)前的主流工藝技術(shù)，據(jù)權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)顯示，截止到2007年底投運(yùn)、在建和已經(jīng)簽訂合同的火電廠煙氣脫硫項(xiàng)目中，石 灰石-石膏法脫硫工藝技術(shù)所占比重達(dá)90%以上27。我國(guó)燃煤二氧化硫控制技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)60年代初，其后規(guī)模不斷擴(kuò) 大；“七五”期間，工業(yè)型煤開(kāi)發(fā)、燃煤固硫新型循環(huán)床鍋爐技術(shù)開(kāi)發(fā)、火力發(fā)電廠煙 氣脫硫技術(shù)研究等列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃；“八五”期間，循環(huán)床燃燒脫硫

3、技術(shù)完善化 及工程配套應(yīng)用技術(shù)研究、工業(yè)型煤固硫技術(shù)完善化及工業(yè)應(yīng)用研究、濕式脫硫除塵 技術(shù)研究、噴鈣脫硫成套技術(shù)開(kāi)發(fā)等列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃；“九五”期間，又把燃煤 煙氣二氧化硫控制關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研究列入科技攻關(guān)計(jì)劃。當(dāng)前我國(guó)脫硫行業(yè)存在的問(wèn)題主要有：1、煙氣在線監(jiān)測(cè)儀器未能發(fā)揮應(yīng)有的效 能和作用，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)火電廠大氣污染物排放情況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；2、對(duì)脫硫設(shè)施的 監(jiān)管尚未全面到位；3、我國(guó)已投運(yùn)的脫硫工藝中以石灰石一石膏法為主。脫硫工藝 路線單一，對(duì)脫硫副產(chǎn)物的處置和消納尚未引起足夠重視；部分電廠已出現(xiàn)堆放和拋 棄的處置方式。預(yù)計(jì)到“十一五”末，我國(guó)將有3億千瓦燃煤發(fā)電機(jī)組配置石灰石一石 膏法

4、脫硫設(shè)施，按1臺(tái)300MW機(jī)組燃用含硫量為1 %的煤種，每年運(yùn)行50006000 小時(shí)計(jì)，將產(chǎn)生脫硫石膏4.55.0萬(wàn)噸，屆時(shí)每年將產(chǎn)生50006000萬(wàn)噸脫硫石膏。 如此大量的脫硫石膏要得到處置和消納是不容樂(lè)觀的。加之，對(duì)脫硫石膏的利用在經(jīng) 濟(jì)政策上與天然石膏相比無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，若任其采用堆放或拋棄的處置方式發(fā)展，既浪 費(fèi)了資源，占用了場(chǎng)地，又會(huì)產(chǎn)生新的二次污染。對(duì)于燃煤煙氣凈化技術(shù)，近年來(lái)，我國(guó)在基礎(chǔ)研究和中小鍋爐煙氣凈化技術(shù)方面 取得了一定進(jìn)展。為提高脫硫劑的脫硫效率，在Ca(OH)2中加入易潮解鹽和堿，或用 燃燒飛灰和Ca(OH)2的水合物作吸著劑，或用活性焦或活性炭作吸附劑，在實(shí)驗(yàn)室研

5、究中都取得一定成果。適合中小型鍋爐的網(wǎng)膜塔除塵脫硫系統(tǒng)、雙擊式除塵脫硫工藝、 旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫小型試驗(yàn)裝置等都取得初步成效27。另外，在“九五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃中，脈沖電暈法離子體煙氣脫硫技術(shù)取得了重 要進(jìn)展，完成了 2萬(wàn)Nm3/h中試線建設(shè)與試驗(yàn)，脫硫率大于80%；新型氨法脫硫技 術(shù)(NADS)通過(guò)驗(yàn)收；“利用杭州灣海水脫除電廠煙氣中二氧化硫”的中試研究取得 突破。第一章總述1.1二氧化硫的危害酸雨是困擾全球的環(huán)境問(wèn)題之一。燃煤煙氣中的二氧化硫是酸雨形成的主要原 因，它們還能引起人體中毒、植物損害、酸雨酸霧等。酸雨的危害最突出的是使湖泊 變酸，水質(zhì)變酸又會(huì)使河底沉積物釋放出有害的物質(zhì)，

6、如鉛、銘等，導(dǎo)致水生生物死 亡；酸雨還侵浸土壤，侵蝕礦物，使重金屬沿著基巖裂縫流入水體造成污染；使土壤 酸化和貧瘠化，減緩農(nóng)作物生長(zhǎng)，森林植被消失，導(dǎo)致氣候出現(xiàn)反常；另外酸雨還使 建筑物、文物受到損害。二氧化硫氣體是一種無(wú)色有刺激性氣味的氣體，對(duì)人體呼吸 器官有很強(qiáng)的毒害?？諝庵卸趸驖舛雀哂?.5ppm時(shí)就對(duì)人類(lèi)健康有潛在性影響， 達(dá)到1-3ppm時(shí)使人感到明顯刺激，到達(dá)10ppm刺激加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的支氣管 痙攣。流行病學(xué)最新發(fā)現(xiàn)顆粒物對(duì)人體健康造成的損害與燃燒顆粒物極大相關(guān)，而與 地殼塵埃無(wú)關(guān)。數(shù)據(jù)顯示，僅電力行業(yè)排放的二氧化硫就造成幾百萬(wàn)人生命早逝，上 千萬(wàn)人生病。家庭環(huán)境空氣質(zhì)

7、量的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，2004年就比2003年下降3.4%。空氣 質(zhì)量不達(dá)標(biāo)城市的人口占統(tǒng)計(jì)城市人口數(shù)三分之二。人口超過(guò)百萬(wàn)的特大型、超大型 城市，空氣主要污染物二氧化硫和顆粒物超標(biāo)比例高，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)比例低1。酸雨和二氧化硫過(guò)度排放已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素，煙氣脫硫 是我國(guó)當(dāng)前發(fā)展經(jīng)濟(jì)、解決環(huán)境污染重大任務(wù)。脫硫是治理大氣污染的重中之重，因 此，控制燃煤二氧化硫污染，削減燃煤二氧化硫的排放量，已成為我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可 持續(xù)發(fā)展的迫切要求2。1.2脫硫技術(shù)現(xiàn)狀為了有效控制燃煤鍋爐向大氣中排放二氧化硫，早在19世紀(jì)科學(xué)家們就開(kāi)始進(jìn) 行有關(guān)的研究，但大規(guī)模開(kāi)展脫硫技術(shù)的研究和應(yīng)用是從二十世紀(jì)5

8、0年代開(kāi)始的。 經(jīng)過(guò)多年研究目前已開(kāi)發(fā)出200余種SO2控制技術(shù)。其中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、技術(shù)穩(wěn)定、 經(jīng)濟(jì)合理的也有十多種。我國(guó)大氣污染較發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)比污染較為嚴(yán)重，廢氣排放總量處于較高水平；為了 控制污染氣體的排放和治理大氣污染，我國(guó)在污染排放控制技術(shù)等方面開(kāi)展了大量研 究開(kāi)發(fā)工作，并且取得了一定的成果和效果，大氣污染控制與防治也取得重要進(jìn)展。 在“八五”、“九五”期間，國(guó)家成功研究出專(zhuān)款開(kāi)展全球氣候變化預(yù)測(cè)、影響和對(duì)策， 在溫室氣體排放和溫室效應(yīng)機(jī)理、海洋對(duì)全球氣候變化的影響、氣候變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì) 與自然資源的影響等方面取得很大進(jìn)展。近年來(lái)，我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力有了很大提高， 初步形成了具有中國(guó)特色的環(huán)

9、境監(jiān)測(cè)技術(shù)和管理體系，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的進(jìn)展明顯。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和終合國(guó)力的不斷提高，我國(guó)的環(huán)?？萍佳芯款I(lǐng)域 也不斷拓展，我國(guó)早期的環(huán)境科學(xué)研究偏重單純研究污染引起的環(huán)境問(wèn)題，而現(xiàn)在已 經(jīng)擴(kuò)展到全面的研究生態(tài)系統(tǒng)、自然資源保護(hù)和全球性環(huán)境問(wèn)題，特別是污染物的控 制與預(yù)防；由工業(yè)“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）治理技術(shù)，擴(kuò)展到綜合防治技術(shù)，由 點(diǎn)源的治理技術(shù)，擴(kuò)展到區(qū)域性綜合防治技術(shù)，并開(kāi)發(fā)了無(wú)廢少?gòu)U的清潔生產(chǎn)工藝、 廢物資源化技術(shù)等。近年來(lái)我國(guó)在大氣污染終合防治技術(shù)方面取得眾多成果（見(jiàn)表11）；與此同時(shí)， 大氣污染的治理也取得了很大進(jìn)展。表1-1近年我國(guó)大氣污染治理取得的一些進(jìn)展大氣污染防

10、治1995 年1996 年1997 年1998 年1999 年2000 年工業(yè)廢氣治理率（%）82.584.486.387.185.189.8建成城市煙塵控制區(qū)數(shù)（個(gè)）300223192339244623642718煙塵控制區(qū)面枳（平方公里）125321296115791137961600018000我國(guó)在“九五”期間，全國(guó)主要污染物排放總量控制計(jì)劃已經(jīng)基本完成，在國(guó)內(nèi)生 產(chǎn)總值年均增長(zhǎng)8.3%的情況下，2000年全國(guó)二氧化硫、煙塵、工業(yè)粉塵等項(xiàng)主要污 染物的排放總量比“八五”末期分別下降了 1015%4。為控制和整治大氣污染，“九五”以來(lái)，我國(guó)在煤炭潔凈加工開(kāi)發(fā)技術(shù)、煤炭潔凈 高效燃燒技術(shù)、

11、煤炭潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)、污染排放控制技術(shù)等方面開(kāi)展了大量研究和開(kāi)發(fā)， 取得了許多新的成果。與此同時(shí)，我國(guó)大氣污染的防治也取得重要進(jìn)展，酸雨和二氧 化硫控制區(qū)的污染防治工作已深入展開(kāi)，“兩控區(qū)”內(nèi)175個(gè)地市和電力、煤炭等行業(yè) 編制了二氧化硫污染防治規(guī)劃，關(guān)停小火電機(jī)組198臺(tái)（裝機(jī)容量208萬(wàn)千瓦），8 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市開(kāi)始限制燃煤含硫量。目前，“兩控區(qū)”年削減二氧化硫排放量 近80萬(wàn)噸，93個(gè)城市二氧化硫的濃度達(dá)到國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果中國(guó)的燃煤電站的煙氣排放要達(dá)到目前發(fā)達(dá)國(guó)家規(guī)定的水平，SO2的排放量 將從每年680萬(wàn)噸下降至170萬(wàn)噸，NOX的排放量將從100%下降至30%，CO2也將 減

12、排2500萬(wàn)噸。中國(guó)控制和整治大氣污染任重而道遠(yuǎn)。目前我國(guó)脫硫技術(shù)與設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化程度較小，引進(jìn)往往停留在具體工程項(xiàng)目上， 技術(shù)的消化、創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)能力差，進(jìn)入了“引進(jìn)、引進(jìn)、再引進(jìn)”的誤區(qū)。由于技術(shù)、 管理、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意識(shí)等多方面的原因以及缺乏相應(yīng)政策的推動(dòng)，大部分技術(shù)尚停留 在中試甚至小試階段，僅有的幾項(xiàng)經(jīng)過(guò)中試應(yīng)用的技術(shù)還未能大范圍推廣。國(guó)內(nèi)自行 開(kāi)發(fā)的脫硫工藝多應(yīng)用于冶金、石化、化工等行業(yè)，在大型火電廠脫硫技術(shù)的研究上， 缺乏擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型脫硫設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的脫硫研究 比較落后，且進(jìn)展緩慢。國(guó)外煙氣脫硫研究始于1850年，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，至今為止，世界上已有25

13、00 多套FGD裝置，總能力已達(dá)200000MW，處理煙氣量700Mm3h，每年可脫二氧化 硫近10MT，這些裝置的90%在美國(guó)、日本和德國(guó)。日本是世界上最早大規(guī)模應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù)（Flus Gas Desulfurization，簡(jiǎn)稱 FGD）裝置的國(guó)家，F(xiàn)GD數(shù)量最多的是化工、垃圾焚燒、造紙、紡織和電力等行業(yè)， 其中電力行業(yè)的處理能力最大。日本FGD使用的煙氣脫硫工藝主要采用濕法和回收 法，其中濕法石灰石/石膏法約占總?cè)萘康囊话耄浯问莵嗕@法、雙堿法。80年代以 來(lái)，日本對(duì)美國(guó)、德國(guó)及發(fā)展中國(guó)家出口了大量的FGD裝置和技術(shù)。日本的三菱重 工、川崎重工、日立造船、巴威、日立、千代田、石川島播

14、磨重工、荏原等公司先后 向中國(guó)介紹了多種脫硫工藝，其中包括濕法石灰石/石膏法、噴氣沸騰簡(jiǎn)易脫硫法、 高速平流濕法爐內(nèi)噴鈣加濕活化法、氣懸浮體吸收法、旋轉(zhuǎn)噴霧法、電子束加氨脫硫 法等等。近年來(lái)由于燃料結(jié)構(gòu)的改變，原子能、太陽(yáng)能的應(yīng)用，使得煙氣脫硫設(shè)施有 減少的趨勢(shì)。在美國(guó)由于否決了高煙囪排放的環(huán)境法規(guī)，使FGD技術(shù)取得很大進(jìn)展。從20 世紀(jì)70年代初開(kāi)始使用濕式石灰/石灰石工藝，至今得到應(yīng)用的脫硫工藝主要有： 石灰/石灰石法、碳酸鈉法、雙堿法、石灰/碳酸鈉法、氧化鎂法等，其中濕法石灰 石/石灰法占90%以上，其次是雙堿法和碳酸鈉法。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

15、干燥煙氣脫硫和爐內(nèi)直接噴射石灰石煙氣脫硫技 術(shù)。例如：E-SOx和ADVACAT技術(shù)。美國(guó)應(yīng)用脫硫技術(shù)特點(diǎn)是：優(yōu)先使用脫硫率 高、技術(shù)成熟的濕式工藝、拋棄法占的比重大、積極開(kāi)發(fā)多種多樣的脫硫工藝。德國(guó)起步要比美國(guó)和日本晚，但由于制定了嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)促使了 FGD的發(fā)展， 德國(guó)聯(lián)邦防污染法規(guī)定，熱功率300 MW（相當(dāng)于電功率120 MW的電廠）以上的 大型燃燒裝置釋放的煙氣中SO 2的含量不得超過(guò)400mg.,m3，煙氣中的硫含量須低于 燃料含硫量的15%。如今德國(guó)的火電廠在政府和法庭的干預(yù)下嚴(yán)格執(zhí)行這一法規(guī)， 且關(guān)鍵性的監(jiān)測(cè)設(shè)備如CEMS、DAS等均要取得認(rèn)證并接受政府部門(mén)的檢查。德國(guó) FG

16、D技術(shù)可分為添加劑法、濕式法和干式法3種，濕式法在電廠中的采用率為最高， 達(dá)到86%，干法和半干法占11.27%。1.3脫硫方式分類(lèi)這些技術(shù)按脫硫工藝與結(jié)合點(diǎn)可分為三大類(lèi)：即燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒 后脫硫。燃燒前脫硫包括洗煤、煤氣化、液化或者利用電磁、微波技術(shù)和生物技術(shù)對(duì)煤進(jìn) 行脫硫，前五種方法只能脫去煤中的無(wú)機(jī)硫，不能從根本上解決so 2的污染問(wèn)題。而 生物脫硫技術(shù)占地太大，時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)，尚在研究階段。燃燒中脫硫技術(shù)包括爐內(nèi)噴鈣，循環(huán)硫化床鍋爐添加石灰石燃燒等技術(shù)（CFB）， LIFAC和LIMB技術(shù)等，還有的使用先進(jìn)的噴燃器或者改變?nèi)紵隣顩r等等。燃燒后脫除即煙氣脫除，這是目前

17、控制燃煤鍋爐有害物最有效的辦法，20世紀(jì) 60年代以來(lái)發(fā)展迅速，各種思路和研究不斷涌現(xiàn)。常見(jiàn)的煙氣脫硫工藝有：石灰石 /石膏法、韋爾曼一洛德法（Wellman. IJ0fd法）、旋轉(zhuǎn)噴霧于燥法（SDA法）、海水脫 硫法、荷電干式噴射吸收法（CDSI法）、電子束照射法（EBA法）、脈沖電暈等離子體法 （PPCT法）以及最近成為研究熱點(diǎn)的微波催化法。第二章工藝的設(shè)計(jì)概述2.1項(xiàng)目概況鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的so2氣體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，為使燃煤鍋爐煙氣達(dá)標(biāo) 排放，需選用先進(jìn)的鍋爐脫硫工藝，從而有效降低對(duì)環(huán)境的危害。本次鍋爐脫硫設(shè)計(jì) 具體方案如下：2.1.1 3 X 20t/h鍋爐的的資料1、鍋爐型號(hào)

18、：SHX201.6AII循環(huán)流化床鍋爐共3臺(tái)，除塵器為袋式除塵器。2、每天3班，每班8小時(shí)，年連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為4320小時(shí)3、額定蒸發(fā)量：3x20t/h臺(tái)4、工作壓力：1.6MPa5、煙氣溫度：180C6、鍋爐運(yùn)行工質(zhì)：熱媒204C，根據(jù)熱工基礎(chǔ)查得水的蒸發(fā)熱：1940.1KJ/Kg8、燃料煤：煙煤9、燃料煤粒度：013mm10、燃料煤發(fā)熱量：13535KJ/kg(3230KcaI/kg)11、燃料煤散密度：0.931.00g/cm312、灰分：34%13、灰熔點(diǎn)：1500C14、按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001 )中二類(lèi)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)：200 mg /

19、 m3 ；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下SO2排放標(biāo)準(zhǔn)：900 mg / m3 ；煙煤的工業(yè)分析如下表(質(zhì)量比，含N量不計(jì))：低位發(fā)熱CHSO水分灰分1440080. 74%0.5%6.5%5%35.81、中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法;2、鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-91)；3、環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)；4、有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的要求，確定此次的煙氣脫硫工藝，本次采用“內(nèi)噴鈣法”處理 SHX20-1.6-AII循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生煙氣的二氧化硫。由于本次設(shè)計(jì)的三臺(tái)鍋爐相 同，所以只設(shè)計(jì)一臺(tái)鍋爐的脫硫工藝，其他兩臺(tái)的工藝設(shè)計(jì)與此相同。2.2工藝的選擇近年來(lái)，干法脫硫技術(shù)也發(fā)展了多種工藝，下面介紹幾種

20、典型工藝進(jìn)行比較選 擇。電子射線輻射法是日本荏原制作所在1970年著手研究，1972年又與日本原子能 研究所合作，確立的該技術(shù)作為連續(xù)處理的基礎(chǔ)。1974年荏原制作所處理重油燃燒 廢氣，進(jìn)行了 1000Nm3/h規(guī)模的試驗(yàn)，探明了添加氨的輻射效果，穩(wěn)定了脫硫脫硝的 條件，成功地捕集了副產(chǎn)品和硝銨。80年代由美國(guó)政府和日本荏原制作所等單位分 擔(dān)出資在美國(guó)印第安納州普列斯燃煤發(fā)電廠建立了一套最大處理高硫煤煙氣量為 24000Nm3/h地電子束裝置，1987年7月完成，取得了較好效果，脫硫率可達(dá)90%以 上，脫硝率可達(dá)80%以上?，F(xiàn)日本荏原制作所與中國(guó)電力工業(yè)部共同實(shí)施的“中國(guó) EBA工程”已在成都

21、電廠建成一套完整的煙氣處理能力為300000Nm3/h的電子束脫硫 裝置，設(shè)計(jì)入口 SO2濃度為1800ppm，在吸收劑化學(xué)計(jì)量比為0.8的情況下脫硫率達(dá) 80%，脫硝率達(dá)10% 6。該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體捕集四道工序組成，其工藝流程 圖如圖2所示。溫度約為150C左右的煙氣經(jīng)預(yù)除塵后再經(jīng)冷卻塔噴水冷卻道60 70C左右，在反應(yīng)室前端根據(jù)煙氣中SO2及NOX的濃度調(diào)整加入氨的量，然后混合 氣體在反應(yīng)器中經(jīng)電子束照射，排氣中的SO2和NOX受電子束強(qiáng)烈作用，在很短時(shí) 間內(nèi)被氧化成硫酸和硝酸分子，被與周?chē)陌狈磻?yīng)生成微細(xì)的粉粒(硫酸銨和硝酸銨 的混合物)，粉粒經(jīng)集塵裝置收集后，

22、潔凈的氣體排入大氣7。圖2-1電子射線輻射法煙氣脫硫工藝流程簡(jiǎn)圖該技術(shù)的脫硫、脫氮反應(yīng)大致可分為三個(gè)過(guò)程進(jìn)行，這三個(gè)過(guò)程在反應(yīng)器內(nèi)相互 重疊，相互影響：1、在輻射場(chǎng)中被加速的電子與分子/離子發(fā)生非彈性碰撞，或者發(fā)生分子/離子之 間的碰撞生成氧化物質(zhì)和活性基團(tuán)。2、活性基團(tuán)與氣態(tài)污染物發(fā)生反應(yīng)。3、硫酸銨和硝酸銨的生成。該工藝能同時(shí)脫硫脫硝，具有進(jìn)一步滿足我國(guó)對(duì)脫硝要求的潛力；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操 作方便，過(guò)程易于控制，對(duì)煙氣成分和煙氣量的變化具有較好的適應(yīng)性和跟蹤性；副 產(chǎn)品為硫銨和硝銨混合肥，對(duì)我國(guó)目前硫資源缺乏、每年要進(jìn)口硫磺制造化肥的現(xiàn)狀 有一定的吸引力，但在是否存在SO2污染物轉(zhuǎn)移、脫硫后副產(chǎn)

23、物捕集等問(wèn)題上有待進(jìn) 一步討論。另外廠耗電力也比較高8。采用固體吸附劑吸附凈化SO2是干法凈化含硫廢氣的重要方法。目前應(yīng)用最多的 吸附劑是活性炭，在工業(yè)上應(yīng)用已較成熟。其方法原理為：活性炭對(duì)煙氣中SO2的吸 附過(guò)程中及有物理吸附又有化學(xué)吸附，當(dāng)煙氣中存在著氧氣和水蒸氣時(shí)，化學(xué)反應(yīng)非 常明顯。因?yàn)榛钚蕴勘砻鎸?duì)SO2與02的反應(yīng)有催化作用，反應(yīng)結(jié)果生成SO3, SO3易 溶于水而生成硫酸，從而使吸附量比純物理吸附時(shí)增大許多。吸附SO2的活性炭，由于其內(nèi)、外表覆蓋了稀硫酸，使活性炭吸附能力下降， 因此必須對(duì)其再生。再生的方法通常有洗滌再生和加熱再生兩種，前者是用水洗出活 性炭微孔中的硫酸，再將活性炭

24、進(jìn)行干燥；后者是對(duì)吸附有SO2的活性炭加熱，使 炭與硫酸發(fā)生發(fā)應(yīng)，使h2 SO4還原為so2，富集后的SO2可用來(lái)生產(chǎn)硫酸。其工藝流程為：對(duì)活性炭再生的方法不同，其反應(yīng)的工藝流程也不同，一般采用 加熱再生法流程和洗滌再生法流程。洗滌再生法是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再 對(duì)活性炭進(jìn)行干燥。加熱再生法是對(duì)吸附SO2的活性炭進(jìn)行加熱，使炭與硫酸發(fā)生 反應(yīng)，將H2SO4又還原為SO2，富集后的SO2可用來(lái)生成硫酸9。該方法的優(yōu)點(diǎn)是吸附劑價(jià)廉，再生簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是吸附劑磨損大，產(chǎn)生大量的細(xì)炭 粒被篩出，再加上反應(yīng)中消耗掉一部分炭，因此吸附劑成分較高，所用設(shè)備龐大10。干法爐內(nèi)噴鈣脫催化脫硫技術(shù)屬于干法脫硫

25、，又叫固硫技術(shù)，噴入的脫硫劑活性 石灰石粉劑又名固硫劑。所以，路內(nèi)噴鈣脫硫又名爐內(nèi)燃煤固硫技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)脫 硫市場(chǎng)比較成熟且應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一。傳統(tǒng)的爐內(nèi)噴鈣可以脫除煙氣中20%30%的SO2，國(guó)內(nèi)外的深入研究表明，在 爐內(nèi)噴鈣處于最優(yōu)狀態(tài)下，爐內(nèi)脫硫率一般只能達(dá)到30%40%。其原因是受到客觀 因素的制約，如吸收劑的粒度、比表面積、加入量、加入方式、煙氣溫度、煙氣與吸 收劑的混合程度、接觸反應(yīng)時(shí)間、溫度等等。在爐內(nèi)噴鈣技術(shù)中要進(jìn)一步提高脫硫率 的方法之一是在鍋爐后部噴水增濕，使?fàn)t內(nèi)未與 SO2反應(yīng)的CaO被水硝化成為 Ca(OH)2，低溫下可再次與SO2反應(yīng)生成CaSO3以提高SO2削

26、減率和吸收劑利用率。 該工藝技術(shù)要增加增濕活化塔及其附屬設(shè)備和控制系統(tǒng)，可以將脫硫率提高到約 75%，但增加了投資和占地面積，也提高了運(yùn)行成本。在爐內(nèi)噴鈣的基礎(chǔ)上提高脫硫率另一方法是改進(jìn)吸收劑的性能來(lái)提高吸收劑對(duì) SO2的吸收率，以提高脫硫率。在噴鈣脫硫過(guò)程中，引入催化技術(shù)，包括下述三種作用：在鈣基脫硫劑中加入少 量的助劑提高CaO的空隙率，使其變得膨松有利于SOX擴(kuò)散到NOX內(nèi)部；在鈣基脫 硫劑中加入微量催化劑，可起到催化及氧化作用，使SO2轉(zhuǎn)化為更容易被CaO吸收 的SO3；在CaSO4表面覆蓋一層極薄的復(fù)合鹽化物，以延緩CaSO4重新熱解，以提 高固硫率。這種技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要增加

27、大的附加設(shè)備和加大占地面積，對(duì)現(xiàn)有鍋爐 不用改造，工藝簡(jiǎn)單、一次性投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)燃煤鍋爐 的應(yīng)用證明，在鍋爐轉(zhuǎn)向室之前，符合爐內(nèi)噴鈣脫硫的反應(yīng)溫度11001200C。而 且大容量鍋爐爐膛截面積大，相對(duì)來(lái)說(shuō)，比一般小容量工業(yè)鍋爐噴入固硫劑更容易擴(kuò) 散更有利于與煙氣充分混合。大容量鍋爐由于噴入的固硫劑量相對(duì)較大，安裝的噴嘴 也多，固硫劑噴入爐內(nèi)后充滿度也比小容量鍋爐要好的多。循環(huán)流化床脫硫（CFB-FGD）技術(shù)是20世紀(jì)80年代后期由德國(guó)Lur-gi公司首先 研究開(kāi)發(fā)的。整個(gè)循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)由石灰制粉系統(tǒng)、脫硫反應(yīng)系統(tǒng)和收塵引風(fēng)系統(tǒng)三部分組成，循環(huán)流化床煙氣脫硫的主要化

28、學(xué)反應(yīng)如下:CaO+SO2+2H2OCaSO3 2H2O（21）CaSO32H2O+0.5 O2CaSO4-2H2O（22）同時(shí)也可以脫除煙氣中的HCI和HF等酸性氣體，反應(yīng)為：（23）（24）CaO+2HCI+H2OCaCI2+2H2OCaO+2HF+H2OCaF2+2H2O循環(huán)流化床煙氣脫硫的主要優(yōu)點(diǎn)是脫硫劑反應(yīng)停留時(shí)間及鍋爐負(fù)荷變化的適應(yīng) 性強(qiáng)。由于床料有98%參與循環(huán)，新鮮石灰在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間累計(jì)可達(dá)到30min 以上，提高了石灰利用率。反應(yīng)器內(nèi)煙氣流速可在1.836.1m/s范圍內(nèi)變化，可以滿 足鍋爐負(fù)荷從30%100%的范圍內(nèi)變化。但是目前循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng)只在較 小規(guī)模電廠

29、鍋爐上得到應(yīng)用，尚缺乏大型化的應(yīng)用業(yè)績(jī)。綜上所訴，基于本次課題所要達(dá)到的脫硫效率和基本資料，再結(jié)合實(shí)際情況，選 擇干法爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)。2.3干法爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)工藝流程干法爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)簡(jiǎn)單工藝流程為：脫硫劑密閉罐車(chē)把脫硫劑送到原料倉(cāng) 前，利用車(chē)載輸送系統(tǒng)將脫硫劑加入到粉料倉(cāng)中，粉料倉(cāng)內(nèi)設(shè)有放粘附內(nèi)襯和流化加 熱裝置，高低料位計(jì)和連續(xù)料位計(jì)；固硫劑通過(guò)噴射系統(tǒng)射入到爐膛內(nèi)。固硫劑由可 調(diào)速的旋轉(zhuǎn)給料閥或倉(cāng)螺體出口連接噴射器，借助羅茨風(fēng)機(jī)壓頭，把固硫劑送到噴嘴， 通過(guò)助吹風(fēng)作用形成一定速度、旋流強(qiáng)度和擴(kuò)散角噴入爐膛1050。C1150 C的區(qū) 域內(nèi)；固硫劑進(jìn)入到爐膛內(nèi)，與燃料煤燃燒產(chǎn)生的煙氣

30、發(fā)生反應(yīng)，起到脫硫效果；煙 氣首先進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行一級(jí)除塵，把大分子顆粒的爐渣經(jīng)爐渣排放系統(tǒng)排入到 灰渣倉(cāng)內(nèi)；把潔凈煙氣輸入到二級(jí)除塵器一旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行進(jìn)一步的除塵，把細(xì)小 的顆粒除掉，最終的清潔煙氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)的作用經(jīng)煙囪排入到大氣中；其具體工藝流 程圖如下圖所示：| N：國(guó)圖2-2工藝流程圖2.3.1主要設(shè)備組成1、石灰石粉料儲(chǔ)倉(cāng)石灰石粉料儲(chǔ)倉(cāng)是爐內(nèi)噴鈣干法脫硫工藝中較為重要的設(shè)備之一，是工藝流程之 中的第一個(gè)構(gòu)筑設(shè)備，它的主要作用就是儲(chǔ)藏脫硫劑石灰石粉，為后續(xù)的物料輸送 和爐前噴射提供必要的物料來(lái)源。粉倉(cāng)系統(tǒng)包括粉倉(cāng)主體、錐斗、氣化板、射頻料位 機(jī)、壓力真空釋放器、振動(dòng)電機(jī)等。2、爐

31、膛系統(tǒng)反應(yīng)器也稱爐膛，即流化床燃燒室，是提供燃料燃燒的地方，是由爐膛和水冷壁 組成，燃料在其內(nèi)呈現(xiàn)流化狀態(tài)燃燒。爐膛包括下部錐段和上部直段兩部分，其四周 通常由膜式水冷壁圍成。爐膛底部是布風(fēng)板，布風(fēng)板上嵌有大量的風(fēng)帽，風(fēng)帽上開(kāi)有 許多小孔。布風(fēng)板下面是風(fēng)室。布風(fēng)板即風(fēng)帽一方面保證一次風(fēng)通過(guò)布風(fēng)板進(jìn)入爐膛。對(duì)爐內(nèi)物料進(jìn)行均勻流化，另一方面將固硫劑顆粒限制在爐膛布風(fēng)板以上，將物 料與風(fēng)室內(nèi)的潔凈空氣分割開(kāi)來(lái)，并對(duì)固體顆粒起支持作用。3、爐前噴射系統(tǒng)爐前噴鈣脫硫工藝的通用設(shè)備有：羅茨鼓風(fēng)機(jī)、DYK加熱器、SLB系列射流輸 送泵、連續(xù)下料裝置等。4、通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備噴射系統(tǒng)由給料斗、給料機(jī)、噴射器、羅茨風(fēng)

32、機(jī)、助推風(fēng)機(jī)、噴嘴等部件組成。 固硫劑由可調(diào)速的旋轉(zhuǎn)給料閥或倉(cāng)螺體出口連接噴射器，借助羅茨風(fēng)機(jī)壓頭，把固硫 劑送到噴嘴，通過(guò)助吹風(fēng)作用形成一定速度、旋流強(qiáng)度和擴(kuò)散角噴入爐膛1050C 1150C的區(qū)域內(nèi)。噴嘴設(shè)置二排以上，排數(shù)及噴射量均為可切換和可調(diào)節(jié)，噴嘴順煤 粉燃燒旋轉(zhuǎn)方向準(zhǔn)對(duì)角切圓噴射，也可以前墻或側(cè)墻布置。(3-3)(3-4)(3-5)(3-6)第三章工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1鍋爐煙氣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算1、需煤量的計(jì)算利用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量，根據(jù)鍋爐型號(hào)及實(shí)用鍋爐 手冊(cè)可查出鍋爐的熱效率為81%，燃煤低位發(fā)熱量取14400KJ/kg。所以蒸發(fā)量為20t/h的鍋爐所需熱量為1

33、940 x 20 x 103 = 38.8 x 106 KJ / h（3-1）需煤量：38.8 x 106（14400 x 81%）= 3.33 x 103 （kg / h） = 3.33t / h（3-2）2、理論空氣需要量V :0由資料可知該設(shè)計(jì)煤的應(yīng)用基灰分35% 15% ；又由28可知，理論空氣量的計(jì) 算公式為：匕=（0.251 x。乙 /1000 + 0.278）m3 / kg式中：V。一燃料燃燒所需理論空氣量，m3/kgQl一燃料應(yīng)用基低位發(fā)熱值，KJ/kg。將數(shù)據(jù)代入式（3-3）算出理論空氣量為：3.89m3/kg3、實(shí)際空氣量（空氣過(guò)剩系數(shù)取1.4）：V = 3.89 x 1.

34、4 = 5.45 m3 /kg4、標(biāo)態(tài)下實(shí)際煙氣量為（空氣過(guò)剩系數(shù)取1.4）Q = 1.04x Q /4187 +1.0161（ - 1）V m3 /kg代入數(shù)據(jù)算的實(shí)際煙氣量為5.16m3 /kg。5、標(biāo)況下煙氣流量=Q x3.33x 103=17182.8m3 /h，工況下煙氣流量：17182.8.8 x（273 +180）,； = 28512.1m 3/h6、SO 2入口濃度的確定實(shí)際S的質(zhì)量（按每小時(shí)計(jì)算）：3.33x 109 x0.5% = 1.665x 107mg實(shí)際so2的質(zhì)量（按每小時(shí)計(jì)算）：64x 1.665 x 107 = 3.33 x 107mg32利用工況下的煙氣流量可

35、得實(shí)際SO的進(jìn)口濃度:2c實(shí)際=1167.92(37)7、脫硫劑消耗量計(jì)算根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001)中二類(lèi)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，二氧化硫 的標(biāo)準(zhǔn)排放濃度900 mg / m3，在此設(shè)計(jì)中取500 mg / m3。所以SO2的去除濃度：c去除=(1167.92-500) mg/m3 = 667.2mg/m3(3一8)SO2的去除量為：667.2mg /m3 x 28512.1m3 / h = 1.9 x 107 mg /hS的去除量為：32x 1.9 x 107 = 9.5 x 106mg/h64所需Ca的質(zhì)量：m =絲 x 9.5 x 106 mg / h(39)Ca S式中

36、：Ca/S為鈣硫比；通過(guò)查大氣污染控制工程書(shū)可知，常壓循環(huán)硫化床鍋爐的Ca/S 為 1.82.5，在此取 Ca/S 為 2.1。將數(shù)據(jù)代入(39)可得所需鈣的的量為：1.99 x 107mg/ h由以上的數(shù)據(jù)聯(lián)立起來(lái)可求得CaCO3的量為：1.99 x 107mg/h x 詈=4.975 x 107mg /h = 49.75kg /h所以脫硫劑的消耗量為：49.75kg/h8、煙氣除塵效率的計(jì)算因?yàn)榇舜嗡x的鍋爐是循環(huán)流化床鍋爐，查資料得知它的入口煙塵初始排放濃度 為15000 mg / m3，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200 mg / m 3 (取200 mg / m3)；所以煙氣的除塵效

37、率為15000 - 200.15000 x 100% = 98%3.2石灰石灰斗和管路的設(shè)計(jì)設(shè)罐車(chē)來(lái)料每?jī)商焱叶分休斔鸵淮问沂?，則可計(jì)算出每臺(tái)鍋爐每天所需 脫硫劑的量:48h x 49.75k% = 2388kg由資料可查出石灰石的濃度為：2.7x103kg/m3ii，則每天所需脫硫劑的體積為:V脫硫劑=B 總/2.7x103kg/m3=0.88m3由于灰斗內(nèi)除了儲(chǔ)藏石灰石原料，還應(yīng)該有一定的空隙，所以本次設(shè)計(jì)區(qū)灰斗體 積為1 m3，灰斗的形狀為上端為圓柱體，下端為圓錐臺(tái)；其圓柱體的底面積為1m2， 半徑為0.564m，高為0.8米，體積為0.8 m3 ；圓錐臺(tái)的下端底面半徑為0.15

38、m，體 積為0.2 m3 ；圓錐臺(tái)的體積公式為：(3-10)V = 1/3 兀(R 2 + R x r + r2)x H 由上公式可求出圓錐臺(tái)的高H=0.45m。所以本次所設(shè)計(jì)的灰斗的尺寸規(guī)格如下：圓柱體：41128mm x 800mm錐體臺(tái)：1128mm x300mm x 450mm 灰斗的鋼板型號(hào)為：鋼板厚度：812 + 810 + 88mm由于石灰石的消耗量為49.75kg/h，又石灰石的密度為2.7x103kg/m3 11，可得 q = 6.4x 10-6m3 /s，加上石灰石粉輸送所需的風(fēng)量可計(jì)算出管徑的直徑大約為 170mm。所以本次設(shè)計(jì)初選管徑為D179 mm、D159 mm 2

39、種標(biāo)準(zhǔn)管路，他們的管段流速 分別為13、21 m/s 2個(gè)等級(jí)。D179 mm的管道內(nèi)流速為13 m/s，而13 m/s的設(shè)計(jì)流 速達(dá)不到14m/s11的送粉標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致該管段內(nèi)的石灰石粉無(wú)法形成正常的流化狀態(tài)， 石灰石粉中較大的顆粒都沉積在此段管道中。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后沉積的石灰石粉逐 漸將D179 mm管道堵塞，導(dǎo)致母管壓力瞬間升高?；诂F(xiàn)有風(fēng)量計(jì)算出能滿足14m/s 流速的管道口徑為D190 mmx10 mm，同時(shí)又要考慮留有一定的裕度，為此將管道選為D200 mmx10 mm,經(jīng)計(jì)算此管道內(nèi)流速可達(dá)15.37 m/s,完全可滿足要求11。3.3石灰石噴射系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算鍋爐脫硫劑的消耗量為

40、49.75kg/h，壓縮空氣的氣源壓力為0.8MPa。根據(jù)模擬， 燃燒室所需氣源壓力為108325Pa，管網(wǎng)的送風(fēng)機(jī)輸送風(fēng)力的管徑為200mm，管長(zhǎng)為 6米與水平線夾角為30。氣力輸送石灰石粉裝置應(yīng)設(shè)計(jì)如下圖所示。1-石灰石倉(cāng)；2-調(diào)節(jié)閥；3-噴嘴；4-接受室；5-擴(kuò)散室圖3-1氣力輸送石灰石原理圖工作原理和過(guò)程：石灰石粉從灰倉(cāng)通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)球閥進(jìn)入接受室，壓縮空氣通過(guò) 噴嘴形成高速流動(dòng)的氣體，帶動(dòng)石灰石粉共同進(jìn)入爐膛，通過(guò)動(dòng)量和能量的傳遞，混 合物壓力得到提高，進(jìn)入爐膛。為確定氣力輸送石灰石粉噴射器的結(jié)構(gòu)，首先要計(jì)算石灰石粉和空氣的流量， 以及管道的阻力和壓力。1、流量的計(jì)算已知石灰石量 M

41、= 49.75kg / h = 0.013kg / s空隙率：-N 一七 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document N + NMMg sPP gSMgPM + M ts(311)因?yàn)樵诨叶穫}(cāng)中，石灰石粉的堆積密度ps= 2700kg/m3,在1.1大氣壓，200C時(shí)空氣的密度為P =1.288/m3,g因此Pg / Ps - 0，假設(shè)41。根據(jù)質(zhì)量連續(xù)性方程:M = A V p = AV p =eAV p。(312)式中 A=0.25 兀D 2，D=0.2m。據(jù)文獻(xiàn)13，風(fēng)管種的速度V =1520m/s。取氣流速度V =18m/s，帶入公式 求 得M

42、=0.73kg/s。將此值和已知的M值代入式(312)可得e = 0.98 = 1，原假設(shè)成 立。因此，空氣實(shí)際速度和石灰石實(shí)際速度為：V = 18.05m/s ；g eAp gV =s= 15.37m/ s。s (1 e) Apg2、噴射器出口后阻力計(jì)算噴射器出口后阻力損失包括管網(wǎng)阻力損失APt和在爐膛內(nèi)的阻力損失APc。根據(jù)分析，對(duì)石灰石粉和空氣的混合物，出口管網(wǎng)的阻力總壓降A(chǔ)PL主要包括 氣流對(duì)固體顆粒拖拽所造成的摩擦壓降A(chǔ)Ps /L、氣體所造成的摩擦壓降A(chǔ)Pg /L和兩 相流體的重力壓降A(chǔ)Pz/L，即AP t /L=AP g /L+AP s /L+AP z /L。(313)a、氣體拖拽

43、阻力當(dāng)石灰石粉顆粒以速度V,在氣流中運(yùn)動(dòng)，氣流速度為Vg，則它所受的拖拽體 積力可表達(dá)為：(314)(315)F = C 兀d2 Pg V 匕)2 = c 兀d2 PgV：D D T 2= D T 2單位管長(zhǎng)的壓降為：APs/L= (4n FD )/(nD 2L)；在管段內(nèi)空氣和顆粒重量的關(guān)系為n W +(呸 L -吧)p =p 坐 L, s s 4 n g m 4可得：n =ps(pmpg)竺2L ；s Wp -p ) 4混合相密度：M L M Lp = T+寸=m 土mV2=(i+m)p。m兀D2L/4g S VV g將式子(315)(318)(319)代入 (316)可得:AP3p2 x

44、 V2 x mL 32p xd x d固體顆粒相的雷諾數(shù)：Rex = E _ Vs)D = 17266， v gC d =0.44 (Re x1000)。(316)(317)(318)(319)(320)(321)式中：Ws為單個(gè)石灰石顆粒的重量；七為L(zhǎng)段內(nèi)石灰石粉顆粒的數(shù)目；Cd為阻力 系數(shù)；d為石灰石粉粒子直徑；Mg、Ms分別為顆粒和氣體的質(zhì)量流量；m為 固氣比，M /M =0.018； 9 為速度比，V /V =0.85。石灰石粉細(xì)度為70目，通過(guò)查取篩網(wǎng)孔的粒徑目數(shù)轉(zhuǎn)化表可對(duì)應(yīng)查的石灰石粉 顆粒直徑為212um。聯(lián)立公式（319）（320）（321）求解得：AP / L = 199.4

45、Pa / mb、氣流相壁面摩擦阻力的計(jì)算根據(jù)湍流氣體的在管道內(nèi)阻力分析14，可得氣流相壁面摩擦阻力： TOC o 1-5 h z AP4kDt4tg = w = w ；Lnd 2D(322)(323)T w 飛 pgVg2 ；人=0.3164(4x10_3 Re 102 ) ；(324)Re0.25Re = LD = 26192.4。(325)Vg將式(324) (325) (326 )代入(323)得：AP 0.25 V 1.75 p 0.75一g = 0.1582 xg一。(326)LD 1.25查空氣動(dòng)力學(xué)各項(xiàng)參數(shù)代入(327)得：AP / L = 12.2Pa / m 。c、氣固兩相重

46、力相阻力計(jì)算風(fēng)管與水平面的夾角為300，重力相阻力為：土 = p g sin6 = (1 + m)p g sin6 = (1 + 002) x 1.288 x 9.81 x 0.5 = 6.45Pa / m。L -。 g0.95又設(shè)計(jì)的風(fēng)管長(zhǎng)為6m，將各項(xiàng)阻力損失值代入(314)，可聯(lián)立求出其總阻力損失值：APt = 6 x 218.05 = 1308.3Pa。爐膛內(nèi)的壓力損失為爐膛內(nèi)的壓力損失與外界大氣壓的差：AP = 108325 -101325 = 7000PaC所以噴射器出口阻力損失為：AP = AP +AP = 1308.3 + 7000 = 8308.3Pa1、噴嘴零界截面積FpP

47、h /P1=1/2 0.528因此應(yīng)設(shè)計(jì)為拉法爾噴嘴形式。根據(jù)氣體在管道中的質(zhì)量連續(xù) 和等熵絕熱流動(dòng)15可得如下方程：(327)(328)M p = AVp p p ；V =：蘭1 %二； p k 1 p P, 2 =()k -1。k +1聯(lián)立求解得:Mp2 二 / 2 3 ()k-i -(一)k-i i，RT k -1 k +1 k +1i 1p.m(329)(330)(331)式中：M、A、V、p、P分別為噴嘴零界面的空氣質(zhì)量、面積、速度、密度; gppppPP1分別為空氣的滯止密度和滯止壓力；K為空氣的絕熱指數(shù)。將M =0.73kg/s，P=0.8MPa,T=273K，K=1.4，代入可

48、得：F p= 1.59 x 10-4m2噴嘴喉部直徑為：D =J4A / 兀=1.42 x 10-2 = 14.2mm2、噴嘴出口截面積計(jì)算根據(jù)氣體在管道中的等熵絕熱流動(dòng)和質(zhì)量連續(xù)性可得如下方程14:P2 = (1 P0p 一 k 1 土2 = (1 kTTM*2) k1 ； p0FV p = F V p = M。2 22 PPP式中：MH /Vp為速度系數(shù)。聯(lián)立可解得:F 2- F p:k + 1 P 2 Pk+1()k () k k 1 P P(332)(333)(334)(335)由公式可得相應(yīng)的噴嘴壓力、面積關(guān)系見(jiàn)下表:F2/ F p1.221.021.061.35P2/ P00.80

49、.60.40.2為保證噴嘴出口壓力1個(gè)大氣壓，P2 /P1 1.22,取F2 / Fp =1.4, F2 = 1.4x 1.59x 10-4 = 2.26x 10-4m2，由此可得噴嘴的出口直徑：D = J4A /兀=0.01697m = 16.97mm1、該噴射器的煤粉輸送量可通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，易于 調(diào)節(jié)。2、通過(guò)公式的計(jì)算和推導(dǎo)，得出管道阻力和噴射器的結(jié)構(gòu)尺寸等主要參數(shù)，為 以后的進(jìn)一步設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。3.4除塵器的選擇1、一級(jí)除塵設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)中的一級(jí)除塵設(shè)備也叫分離器，分離器有多種形式，常見(jiàn)的是高溫絕熱旋風(fēng) 分離器及氣（水）冷旋風(fēng)分離器，這次設(shè)計(jì)選擇高溫絕熱旋風(fēng)除

50、塵器。它將被煙氣從 爐膛內(nèi)帶出的相對(duì)較大粒度顆粒分離下來(lái)，病通過(guò)排料系統(tǒng)將它們排到爐渣倉(cāng)內(nèi)。分離器是循環(huán)流化床鍋爐的的關(guān)鍵部件之一。它的形式?jīng)Q定了燃燒系統(tǒng)和咕嚕整 體布局的緊湊性，其性能對(duì)燃燒室的空氣動(dòng)力特性、傳熱特性、物料循環(huán)、燃燒效率、 石灰石的脫硫效率和利用率、鍋爐出力和蒸汽參數(shù)都有較大的影響，對(duì)鍋爐啟動(dòng)時(shí)間、 散熱損失、投資與維護(hù)費(fèi)用等也有影響16。2、二級(jí)除塵設(shè)備的選擇本次設(shè)計(jì)的二級(jí)除塵設(shè)備選擇袋式除塵器，常用袋式除塵器有簡(jiǎn)易袋除塵器、機(jī) 械振打袋式除塵器、脈沖噴吹袋式除塵器和氣環(huán)式袋式除塵器。對(duì)人體有嚴(yán)重影響的 重金屬粒子及亞微米級(jí)塵粒的捕集更為有效。通常除塵效率可達(dá)99.99%以

51、上，排放 煙塵濃度能穩(wěn)定低于50mg/Nm3，甚至可達(dá)10mg/Nm3以下，幾乎實(shí)現(xiàn)零排放。布袋除塵器的過(guò)濾機(jī)理決定了它不受燃燒煤種物化性能變化的影響，具有穩(wěn)定的 除塵效率。針對(duì)目前國(guó)家環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)和排放費(fèi)用的征收辦法，布袋除塵器所帶來(lái) 的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的20。第四章 環(huán)境效益和社會(huì)效益評(píng)估此次設(shè)計(jì)主要針對(duì)燃煤鍋爐脫硫工程的設(shè)計(jì)，達(dá)到一定效果。3x20th （單臺(tái)） 燃煤鍋爐每小時(shí)消耗3.33x103kg/h煤，產(chǎn)生3.33x 107mg/h二氧化硫，經(jīng)過(guò)安裝脫硫 設(shè)備，符合鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-91）等要求，達(dá)到設(shè)計(jì)要求脫硫量 時(shí)每小時(shí)脫除二氧化硫1.9x 107mg

52、。石灰石消耗量每小時(shí)49.75kg。經(jīng)脫硫設(shè)備的沉 降物（脫硫渣）經(jīng)過(guò)沉淀、抓斗機(jī)抓出、自然風(fēng)干外運(yùn)，用作制磚、筑路，實(shí)現(xiàn)脫硫渣 再利用。本次設(shè)計(jì)方案綜合評(píng)價(jià)如下：1、脫硫方法選擇應(yīng)當(dāng)以鍋爐的容量煤的發(fā)熱量煤的含硫量預(yù)留的脫硫場(chǎng)地的大 小使用單位的資金情況等作為依據(jù)，經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，本次設(shè)計(jì)方案基本符合了實(shí)際的 設(shè)計(jì)要求。2、在脫硫工藝的選擇方面，濕法與半干法較適用于新建大容量鍋爐脫硫（300 MW以上），中、小容量鍋爐脫硫：200 MW以下）或已建項(xiàng)目的擴(kuò)改，本設(shè)計(jì)應(yīng)用干法 較適合，該類(lèi)方法投資省，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用較低。3、在進(jìn)行脫硫方法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析比較時(shí)應(yīng)考慮工程投資，并將償還貸款計(jì)入

53、 運(yùn)行成本，貸款償還年限通常按二十年計(jì)算。計(jì)算脫硫成本時(shí)應(yīng)包括以下項(xiàng)目，即： 消耗、吸收劑、電力、水蒸汽等；人工、設(shè)備折舊、設(shè)備大修、維修與管理費(fèi)等; 償還貸款。結(jié)論本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)燃煤鍋爐燃燒產(chǎn)生的二氧化硫等污染物進(jìn)行處理。隨著我國(guó)經(jīng) 濟(jì)的迅速的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)峻，大氣污染也愈加嚴(yán)重。二氧化硫主要來(lái)自于 工廠和硫酸廠的排放、汽車(chē)尾氣以及人們?nèi)粘Ｉ钪腥济核a(chǎn)生。其中工廠鍋爐和硫 酸廠所排放的二氧化硫占多數(shù)、危害也最大。因此，對(duì)工廠鍋爐排放的氣體進(jìn)行處理 已經(jīng)刻不容緩。本設(shè)計(jì)是針對(duì)20t/h燃煤鍋爐進(jìn)行脫硫處理。設(shè)計(jì)采用了干法爐內(nèi)噴 鈣脫硫工藝，采用循環(huán)流化床進(jìn)行脫硫處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后

54、由煙囪排放到大氣中。循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)是一種高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化反應(yīng) 過(guò)程，它有著污染物排放少，鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性好、燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高以及環(huán) 境污染少等優(yōu)點(diǎn)。企業(yè)采用流態(tài)化循環(huán)燃燒，通過(guò)提高其燃煤效率進(jìn)而簡(jiǎn)化其工作地 流程，大大的提高的企業(yè)的工作效率。我國(guó)現(xiàn)在二氧化硫產(chǎn)生的酸雨已嚴(yán)重危害著環(huán) 境，一般工業(yè)鍋爐配套的脫硫設(shè)備不但投資較大，而且脫硫效果也不盡人意。若采用 循環(huán)流化床鍋爐，這一問(wèn)題也能得到較好地解決。再者，由于溫室效應(yīng)、全球沙漠化、 缺水等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，要求控制CO2排放量的呼聲越來(lái)越高。我國(guó)作為一個(gè)CO2排 放大國(guó)，提高鍋爐運(yùn)行效率，減少燃煤消耗勢(shì)在必行，循環(huán)流化床鍋爐因它結(jié)構(gòu)所決 定的節(jié)能和環(huán)保上的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該得到廣泛的應(yīng)用27。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)鍋爐脫硫的工藝有了更進(jìn)一步的了解。學(xué)到了很多在課本上 無(wú)法學(xué)到的知識(shí)。這些知識(shí)將會(huì)讓我終身受用。隨著人們生活水平的提高，對(duì)生活質(zhì) 量的要求也將越來(lái)越高，脫硫設(shè)計(jì)在未來(lái)也越來(lái)越受到人們的重視。本設(shè)計(jì)采用干法爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。通過(guò)設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一 步了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，深入學(xué)習(xí)干法爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝，循環(huán)流化床 燃燒技術(shù)，提高設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、查閱和應(yīng)用技術(shù)資料、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能 力。小結(jié)：1、本次設(shè)計(jì)利用爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床法解決脫硫問(wèn)題，使鍋爐煙氣達(dá)