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1、1引言随着经济不断发展，工业化和当代化不断推动，这样就给环境带来了前所未有压力。工业生产中产生了大量废气排放到大气中，给环境，人和动物下带来了很大威胁。人类生活水平不断提高，对环境质量规定不断提高，特别是对于环境空气质量规定提高，于是对环境空气污染控制成为了当前一种重要问题也是一种难题。在大气污染控制中，除尘，脱硫也是个重要控制过程。过滤式除尘器，又称空气过滤器，使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集装置，采用滤纸或玻璃纤维，填充层做滤料空气过滤器，重要用于通风及空气调节等方面气体净化。采用纤维织物做滤料袋式除尘器，在工业尾气除尘等方面应用较广。2设计概况2.1袋式除尘器袋式除尘器除尘效率普通可
2、达99%以上。虽然它是最古老除尘方式之一，但是由于它效率高，性能稳定可靠，操作简朴，因而获得了越来越广泛应用。同步在构造形式，滤料，清灰方式和运营方式等方面也都得到了不断发展。滤袋形状老式上是圆形，日后浮现了扁形，扁袋在相似过滤面积下体积更小，具备较好应用价值。2.1.1袋式除尘器工作原理含尘气流从下部孔板进入圆筒形滤袋内，在通过滤料孔隙时，粉尘被捕集与滤料上，透过滤料清洁空气有排出口排出。沉积在滤料上粉尘，可在机械振动作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。惯用滤料由棉，毛，人造纤维等加工而成，滤料自身网孔较大，孔径普通为2050m，表面起绒滤料，为510m，因而新鲜滤料除尘效率较低。颗粒因截留，
3、惯性碰撞，静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器重要过滤层，提高了除尘效率，滤布只但是起着形成粉尘初层和支撑它作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧压力差增大，会把有些已附在滤料上细小粉尘挤压下去，使除尘效率下降。此外若除尘器压力过高，还会使除尘系统解决气体量明显下降，影响生产系统排风效果，因而除尘器阻力达到一定数值后来，要及时清灰。清灰不能过度，即不破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率明显减少。影响袋式除尘器除尘效率另一种因素是过滤速度。它定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比，因此也称为气布比，过滤速度一种很重要技术经济指标，从经济上考虑，选用高
4、过滤速度，解决相应体积烟气所需要滤布面积小，则除尘器体积占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器压力损失却加大。从除尘机理看，过滤速度重要影响惯性碰撞和扩散作用。选用过滤速度时还应考虑欲捕集粉尘粒径及分布。普通来讲，除尘效率随过滤速度增长而下降。此外过滤速度选用还与滤料种类而后清灰方式关于。12.1.2袋式除尘器清灰方式 (1)机械振动清灰：含尘气体通过除尘器底部花板进入滤袋内部，当气体通过滤料时，粉尘颗粒沉积在滤袋内部，净化后气体经风机由烟囱排出。振动方式大体有三种：滤袋沿水平方向摆动，或沿垂直方向振动，或靠机械转动定期将滤袋扭转一定角度，使沉积于滤袋颗粒层破碎而落入灰斗中。 机械振动清灰袋式
5、除尘器过滤风速普通取1.02.0m/min，压力损失为8001200Pa，该类型袋式除尘器长处是工作性能稳定，清灰效果较好。但滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修和更换工作量较大。(2)逆气流清灰：逆气流清灰是指清灰气流方向与正常过滤时方向相反，其形式有反吹风和反吸风两种。过滤操作过程与机械清灰方式相似，但是清灰是，要关闭含尘气流，启动逆气流进行反吹风，此时滤袋变形，沉积在滤袋表面灰层破坏脱落，通过花板落入灰斗。逆气流清灰方式过滤风速普通为0.31.2m/min，压力损失控制范畴普通为10001500Pa。(3)脉冲喷吹清灰：脉冲喷吹清灰也涉及逆流反吹过程。这种清灰方式是运用47个原则大气压
6、压缩空气反吹，产生较大清灰效果。压缩空气脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致积附在滤袋上灰层脱落。这种清灰方式有也许滤袋清灰过度，继而使粉尘通过率上升，因而选取恰当压力压缩空气，和恰当脉冲持续时间很重要。脉冲清灰方式控制参数为脉冲压力，频率，脉冲持续时间，清灰顺序。2.1.3袋式除尘器滤料滤料是构成袋式除尘器核心某些，其性能对袋式除尘器影响很大。选取滤料时必要考虑含尘气体特性，如颗粒和气体性质（温度，湿度，粒度和含尘浓度等）。性能良好滤料应容尘量大，吸湿性小，效率高，阻力低，使用寿命长，同步具备耐温，耐磨，耐腐蚀，机械限度高等特点。滤料特性除了和纤维自身性质关于外，还与滤料构造有很大关系。表面光滑
7、滤料容尘小，清灰以便，合用于含尘浓度较低，粘性较大粉尘，采用过滤速度不适当过高。表面起毛滤料内部，可以采用较高过滤速度，但必要及时清灰。2.1.4袋式除尘器长处(1 )除尘效率高，可捕集粒径不不大于0.3微米细小粉尘，除尘效率可达99%以上。 (2 )使用灵活，解决风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以作为直接设于室内，机床附近小型机组，也可作成大型除尘室，即“袋房”。 (3 )构造比较简朴，运营比较稳定，初投资较少（与电除尘器比较而言）,维护以便。 因此，袋式除尘器广泛应用于消除粉尘污染，改进环境，回收物料等。2.2湿式脱硫石灰石/石灰法湿式烟气脱硫技术是采用石灰石或石灰浆液脱除
8、烟气中SO2办法，开发较早，工艺成熟，吸取剂便宜易得，该法具备脱硫反映速度快、设备简朴、脱硫效率高等长处，但普遍存在腐蚀严重、运营维护费用高及易导致二次污染等问题。石灰石/石灰法脱硫工艺是世界上应用最广泛一种脱硫技术，日本、德国、美国火力发电厂采用烟气脱硫装置约90%采用此工艺。2.2.1石灰石/石灰法脱硫原理及工艺流程化学反映原理：用石灰石或石灰浆液吸取烟气中SO2,是一方面生成亚硫酸钙：石灰石：CaCO3+SO2+0.5H2OCaSO30.5 H2O+CO2石灰：CaO+ SO2+0.5H2OCaSO30.5 H2O然后亚硫酸钙被氧化成硫酸钙：2CaSO30.5 H2O+O2+3 H2O2
9、CaSO42 H2O工艺流程为：烟气经除尘，冷却后送入吸取塔，吸取塔内用配制好石灰石或石灰浆液洗涤具有SO2烟气，洗涤净化后烟气经除雾器和再热器排放。吸取塔内排出吸取液流入循环槽，加入新鲜石灰石或者石灰浆液进行再生。石灰石/石灰法脱硫工艺采用便宜易得石灰石或石灰作脱硫吸取剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸取浆液，当采用石灰为吸取剂时石灰粉经消化解决后加水制成吸取剂浆液。在吸取塔内，吸取浆液与烟气接触混合，烟气中二氧化硫与浆液中碳酸钙以及鼓入氧化空气进行化学反映从而被脱硫，最后反映产物为石膏。吸取塔内反映、传递也极为复杂，脱硫后烟气经除雾器除去携带细小液滴，经烟囱排入大气，脱硫石膏浆液经
10、脱水装置脱水后回收运用。剩余浆液与新加入石灰石浆液一起循环，这样就可以使加入吸取剂充分被运用，并保证石膏晶体增长。石膏晶体正常增长是最后产品解决比较简朴先决条件。新鲜吸取剂石灰石浆液依照pH值和分离SO2量按一定比例直接加入吸取塔。2.2.2湿法脱硫存在问题（1）设备腐蚀：化石燃料燃烧排烟中具有各种微量化学成分，如氯化物。再酸性环境下，它们对金属（不涉及不锈钢）腐蚀性相称强。（2）结垢和堵塞：固体沉积重要以三种方式浮现：湿干结垢，即因溶液或料浆中水分蒸发而使固体沉积；Ca(OH)2或CaCO3沉积或者结晶析出；CaSO3或CaSO4从溶液中析出。其后者是硫酸塔结垢重要因素，特别是硫酸钙结垢坚硬
11、，板结，一旦结垢难以去除，影响到所有与硫酸液接触阀门，水泵，控制仪器和管道等。（3）除雾器堵塞：再吸取塔中，雾化喷嘴并不能产生尺寸完全均一雾滴，雾滴大小存在尺寸分布。较小雾滴会被气流所夹带，如果不进行除雾，雾滴将进入烟道，导致烟道腐蚀和堵塞。（4）电化学腐蚀。2.2.3湿法脱硫重要工艺参数影响石灰石/石灰法湿法脱硫重要工艺参数涉及PH，石灰石粒度，液气比，钙硫比，气体流速，浆液固体含量，气体中SO2浓度，以及吸取塔结垢等。（1）浆液pH:由于Ca2+形成机理不同，石灰石和石灰法脱硫pH也不同。此外pH变化对CaSO3和CaSO4溶解度有重要影响。pH值较高时，CaSO3溶解度明显下降，但是Ca
12、SO4溶解度变化不大，因而，当pH减少时，溶液中存在较多CaSO3，又由于石灰石粒子表面形成一层液膜，其中溶解CaSO3使液膜pH上升，这就导致CaSO3沉积在石灰石粒子表面，即所谓粒子包固现象。由于包固现象浮现，使石灰石粒子表面钝化，抑制化学反映进行，同步导致结垢和堵塞。（2）石灰石粒度：石灰石颗粒大小即石灰石比表面积大小对脱硫效率及石灰石运用率均有影响。（3）液气比：液气比对于液气相间传质是一种重要影响因素，对于不同吸取塔持液量也有影响。（4）钙硫比：石灰石法钙硫比为1.1时，SO2去除率可达70%，而当前通过技术改进，脱硫率可达90%以上，与石灰石法脱硫率相称。3设计条件 锅炉型号：SH
13、P10-25 即，双锅筒横置式抛煤机炉，蒸发量10t/h，出口蒸汽压力25MPa排烟温度：100 空气过剩系数:=1.35 飞灰率=21%烟气在锅炉出口前阻力：750Pa设计煤成分：CY=65.2% HY=3% OY=4% NY=1% SY=0.8% AY=16% WY=10%； VY18；属于低硫烟煤污染物排放按照锅炉大气污染物排放原则中2类区新建排污项目执行连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统管道假设长度100m，弯头20个。依照国家关于规定，灰分最高容许排放浓度为200mg/m3。依照国家关于规定，SO2最高排放标原则700mg/m3。环境空气质量原则规定日平均浓度限值为：SO2为0.15
14、mg/m3，烟尘为0.30mg/m3。4燃烧计算4.1烟气量计算以1kg低硫煤燃烧进行计算，则计算过程见表4-1。表4-1 低硫煤燃烧计算过程质量/g摩尔数（原子）/mol需氧量（分子）/mol生成物（分子）/molC65.2652/12=54.3354.3354.33H3030/1=3015/2=7.515O4040/16=2.5-N1010/14=0.71-S88/32=0.250.250.25H2O100100/18=5.56-灰分160-理论需要量：理论空气量：理论烟气量：实际烟气量：原则状况下烟气量：实际耗煤量为1250kg，这实际烟气流量：4.2烟气含尘浓度4.3 SO2浓度5除尘
15、器选取及设计计算5.1除尘器选取5.1.1除尘效率5.1.2袋式除尘器选取工况下烟气流量： 式中工作状况下烟气流量，m3/h； Q实际烟气量，m3/h； 排烟温度，K； T原则状况下温度，K。因此采用袋式除尘器为机械清灰方式，滤料种类为玻璃纤维。25.2除尘器设计计算5.2.1过滤面积式中SP过滤面积，m2； 工作状况下烟气流量m3/h； vF过滤速度，m/min，采用机械清灰方式。取vF=1.5m/min。5.2.2滤袋尺寸单个滤袋直径：，取，单个滤袋长度：，取，滤布长径比普通为，。5.2.3每条滤袋面积式中S1滤袋面积，m3； D滤袋直径，m; L滤袋长度，m。5.2.4滤袋条数5.2.5滤袋布置 滤袋布置：滤袋条数为81条，每个袋直径为200mm，长度为4m。滤袋分9组;每组9条;组与组之间距离200mm;组内相邻滤袋间距80mm;滤袋与外壳间距200mm。6湿式脱硫设计计算6.1喷淋塔计算6.1.1喷淋塔内
