除尘脱硫一体化设备与工艺处理锅炉烟气的工程设计.doc

1、设计总说明燃油锅炉产生的污染物包括粉尘、SO2 和NOx，其中粉尘属于气溶胶状态污染物，SO2 和NOx属于气态污染物。通过对烟气进行除尘、脱硫、除氮等处理，从而减少废气中粉尘、硫氧化物、氮氧化物的含量，以达到排放要求。对于除尘工艺，对设计经济和性能以及效率各方面进行考虑，对多种的除尘器进行比较，最终采用的是袋式除尘器，因为锅炉废气中的粉尘基本上接近或属于超细粉尘，而袋式除尘器处理微小粒径的粉尘，具有效率高、性能好、操作简单等一系列优点。本设计采用活性炭吸附联合除硫脱销，主体设备是类似于吸附塔的活性炭固定床吸附器, 烟气中SO2，在活性炭表面被氧化产生稀硫酸气溶胶，从而被活性炭很好的吸附。向吸

2、附塔中喷氨气，与NOx 在活性炭的催化还原作用下生成N2，实现脱硝的目的。吸附有SO2 的活性炭进入吸附器加热再生，再生出的SO2 气体可以通过Clause反应回收硫，再生后的活性炭可以反复使用。关键词：烟气除尘，袋式除尘器，活性炭联合除硫脱氮Abstract The waste gas via to proceed dedusting, desulfuration, denitrogenate, grade disposals etc，in order to decrease the concentration of mill dust, sulfur oxides, oxides of n

3、itrogen gas, with the purpose of effluent specification. Baggy precipitator was chosen for dust removing,as it is better than other precipitator in considering the factors of economy and capability and efficiency. Because mill dust in ceramics waste gas basically approach or belong to ultra fine dus

4、t，and baggy precipitator take on a series of merits such as efficiency high , performance best, simplicity of operation in disposing minuteness particle diameter mill dust. This compose adopt active carbon to adsorb sulfur and saltpetre，the main adsorption equipment is a active carbon fixed bed adso

5、rber similarly adsorption tower. SO2 in fume is oxidationed to be sulphurric acid aerosol in active carbon surface, in order to adsorped well by active carbon. NH3 sprinkled into adsorption tower，react with NOX under the catalytic reduction effect of active carbon,and become N2 to realize denitrifyi

6、ng goals . The active carbon which adsorpted SO2 go to thermal regeneration by sprinkling hot vapour，then sulphur in the regenerative SO2 gasses can be reclaimated by pouring the regenerative SO2 gasses into CLAUS equipment.Last the regeherative active carbon could be overlayed .key word : Fume dedu

7、sting，bag filter，active carbon combine sulphur removal and denitrogenation36目录1绪论11.1 中国硫、氮污染现状及现有的处理方法分析11.2 课题的目的和意义12 工艺流程选择说明32.1 除尘工艺的选择32.1.1 几种常见的除尘设备32.1.2 除尘设备的选择82.2 除硫脱氮工艺的选择92.2.1 几种联合除硫脱氮的新技术92.2.2 活性炭吸附联合除硫脱氮工艺的原理112.2.3活性炭联合脱除SO2/ NOx 的反应机理112.2.4活性炭的解吸反应机理123 设计条件计算及排放标准133.1 设计条件计算1

8、33.1.1基本资料133.1.2污染物产生量计算133.1.3废气排放标准144 设备选型和工艺计算154.1 除尘器的选型及计算154.1.1 处理气体量计算154.1.2过滤面积确定154.1.3除尘器选型164.2 吸附塔的设计164.2.1 计算进入吸附塔的气体量174.2.2 塔内活性炭质量计算174.2.3 吸附周期的确定174.2.4 吸附器外型尺寸确定184.2.5 吸附层高度的计算184.2.6吸附塔压降计算194.3 换热器的设计计算194.3.1 试算和初选换热器规格194.3.2 核算压强降224.4吸附剂再生再生及相关计算234.4.1吸附剂再生的方法234.4.2

9、 吸附剂再生的计算245 管道设计以及风机选型255.1 管道系统设计255.1.1 烟气处理系统管道排列简图255.1.2 管道系统各段管道压力损失及管径计算255.1.3 管段计算表305.2 风机和电动机的选择和计算305.2.1 风机选择总方案引风机305.2.2 风机的计算和选型306 工程投资与运行费用估算336.1工程投资的估算336.2劳动定员与运行费用33设计结论34参考文献35致谢361 绪论1.1 中国硫、氮污染现状及现有的处理方法分析燃油锅炉大量排放物灰尘、SO2 、NOx 所引起的温室效应、酸雨和臭氧层破坏等环境污染已成为国内外一致关切的、影响人类生存环境的严重问题。

10、研究各种治理大气污染的技术已成为各国环保工作者最紧迫的使命。在烟气脱硫技术领域，脱硫工艺可分为干法(含半干法) 和湿法，其中湿法脱硫工艺如石灰石石膏法最为成熟。在烟气脱NOx 技术领域，最具有经济效益的降低NOx 的措施是使用燃烧改进的办法, 如低NOx 燃烧器和空气分级烧法， 可降低NOx 排放20 %70 %。在燃烧改进不能满足NOx 排放标准后，可使用SCR(选择性催化还原法) 及SNCR(选择性非催化还原法) 脱硝法。现在所采用的脱硫、脱硝工艺多数是将烟气先通过脱硝设备，经处理后再通过电除尘器进行除尘，然后再将烟气传送到脱硫装置进行脱硫。此方法工艺复杂，设备投资高，占地面积大，在我国广

11、泛应用受到经济能力的制约。活性炭的孔隙结构丰富，比表面积大，吸附性能好。它能够吸附、催化其它物质在其孔隙内的积聚，保持和碳及其基团反应能力，且具有稳定的物理化学性能。因此活性炭作为一种脱硫脱硝剂具有非常好的生天条件。1.2 课题的目的和意义选择这一课题的目的和意义在于开拓除尘脱硫一体化设备与技术，使之应用在锅炉的烟气脱硫的领域之上。我国由于是燃煤为主的国家，粉尘、二氧化硫、氮氧化物成了我国大气污染的首要污染物。1990年全国煤炭消耗量达9.8亿吨；1997年已达14.48亿吨；1998年全国烟尘排放量达1452万吨，二氧化硫排放量2090万吨。大气和水污染造成的直接经济损失占1995年GDP的

12、48%。环境污染和生态破坏已危害人民身心健康，制约经济和社会发展的重要因素。一些发达国家对烟气脱硫技术的应用，已成功的解决了二氧化硫的污染问题。而我国中小型锅炉占全国燃煤锅炉总量的70%，因此不能照搬发达国家的烟气脱硫模式。近年来，我国环保产业已逐步兴起开发出系列燃煤燃油烟气脱硫技术，该类技术专利近五十多项，应用近数百套。其共同特点是设备少、流程短、操作简便。但普遍存在缺点，如结垢、堵塞、腐蚀、二次污染、汽水分离、灰水分离、自动控制、运行成本等问题。因此我国急待需要综合性能优良、运行费用低、设备寿命长、操作方便的脱硫设备。为此，对这一课题的探讨望能开发适合我国国情的燃油烟气脱硫除尘系统设备。2

13、 工艺流程选择说明2.1 除尘工艺的选择2.1.1 几种常见的除尘设备近年来，随着经济的迅速发展，以油（重油、轻油）为燃料的锅炉增加很多，燃油锅炉排放的大气污染物对周围环境造成很大危害，然而减少或降低燃煤锅炉排放污染物的主要途径是与锅炉相配套的各类消烟除尘器，而除尘器的性能和效率是决定一台锅炉对周围环境造成危害程度的关键所在。 锅炉安装的除尘器可分为两大类：干式除尘器：包括重力沉降室、惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器。湿式除尘器：包括又喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器等。目前常见的运用最多的是旋风分离器、静电除尘器与布袋除尘器。 下面对各种除尘器做简要介绍

14、： 1. 重力除尘利用粉尘与气体的比重不同的原理，使扬尘在本身的重力作用下从气体中自然沉降下来的净化设备，通常称为沉降室或降生室。它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能用于粗净化。重力降尘室的工作原理如下图所示：含尘气体从一侧以水平方向的均匀速度V进入沉降室，尘粒以沉降速度V沉下降，运行t时间后，使尘粒沉降于室底。净化后的气体，从另一侧出口排出。图2.1重力降尘室2.惯性除尘惯性除尘器也叫惰性除尘器。它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一般都是在含尘气流的前方设置某种形式的障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉尘由于惯性力比气

15、体大得多，尘粒便脱离气流而被分离出来，得到净化的气体在急剧改变方向后排出。 下图几种常见的惯性除尘器。这种除尘器结构简单，阻力较小(10-80毫米水柱)，净化效率较低(40-80)，多用于多段净化时的第一段，净化中的浓缩设备或与其它净化设备配合使用。 图2.2 惯性除尘器惯性除尘器以百叶式的最常用。（如下图）它适用于净化含有非粘性、非纤维性粉尘的空气，通常与其它种除尘器联合使用组成机组 图2.3百叶式惯性除尘器3.旋风分离器 工作原理：旋风除尘器的工作原理如下图所示，含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。 图2.4旋风分离器应用范围及特点：旋风除尘器适用于净化大于510微米的非粘性、非纤维的干燥粉