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1、第九章第九章 除尘脱硫一体化设备除尘脱硫一体化设备b脱硫除尘一体化技术方案具有经济、简便、脱硫除尘一体化技术方案具有经济、简便、效率较高、切实可行等特点。能够一举两得地效率较高、切实可行等特点。能够一举两得地实现二氧化硫和粉尘排放的双达标实现二氧化硫和粉尘排放的双达标,对于配备湿对于配备湿式除尘器的中小型及老电厂机组的环保改造具式除尘器的中小型及老电厂机组的环保改造具有实用意义。在当前的环保要求形势下有实用意义。在当前的环保要求形势下,对于选对于选择适合我国国情的脱硫方案择适合我国国情的脱硫方案,也具有重要的指导也具有重要的指导意义。意义。湿式除尘脱硫湿式除尘脱硫第九章第九章 除尘脱硫一体化设
2、备除尘脱硫一体化设备 针对发展中国家投入到烟气脱硫的资金不多，特别是面广针对发展中国家投入到烟气脱硫的资金不多，特别是面广量大的中小型锅炉用户，对排烟脱硫费用承受能力有限，又不量大的中小型锅炉用户，对排烟脱硫费用承受能力有限，又不便于集中统一管理实际情况，开发一种投资省，运行费用低，便于集中统一管理实际情况，开发一种投资省，运行费用低，便于维护，适合我国国情的除尘脱硫装置，即一台设备同时除便于维护，适合我国国情的除尘脱硫装置，即一台设备同时除尘又脱硫，从而降低系统的投资费用和占地面积。对此原则尘又脱硫，从而降低系统的投资费用和占地面积。对此原则是：首先要求主体设备是：首先要求主体设备“低阻高效
3、低阻高效”。在不增加动力的前提。在不增加动力的前提下，对细微尘粒有较高的扑集效率和较强的脱硫功能；其次是下，对细微尘粒有较高的扑集效率和较强的脱硫功能；其次是采用来源广价格低廉的脱琉剂，包括可利用的碱性废渣、废水采用来源广价格低廉的脱琉剂，包括可利用的碱性废渣、废水等，从而降低运行费用。等，从而降低运行费用。湿式除尘脱硫一体化装置设备湿式除尘脱硫一体化装置设备（一）卧式网膜塔除尘脱硫装置（一）卧式网膜塔除尘脱硫装置1 1、工作原理、工作原理 该装置主体设备是一卧式网膜塔，配套设该装置主体设备是一卧式网膜塔，配套设备包括循环水池、水泵等，如图所示。从其结备包括循环水池、水泵等，如图所示。从其结构
4、上看网膜塔内部可分为四部分构上看网膜塔内部可分为四部分雾化段、雾化段、冲击段、筛网段和脱水段。冲击段、筛网段和脱水段。 雾化段的主要作用是使烟气降温和使微细雾化段的主要作用是使烟气降温和使微细粉尘凝并成较大颗粒；冲击段主要作用是除粉尘凝并成较大颗粒；冲击段主要作用是除尘，同时尘，同时也有使部分微细粉尘凝并的作用；筛也有使部分微细粉尘凝并的作用；筛网段由若干片筛网组成，网上端布水，网上形网段由若干片筛网组成，网上端布水，网上形成均匀水膜，烟气穿过液膜，激起水滴、水成均匀水膜，烟气穿过液膜，激起水滴、水花、水雾等，造成气液充分接触的条件，该段花、水雾等，造成气液充分接触的条件，该段的作用一是脱硫，
5、二是除去微细粉尘；脱水段的作用一是脱硫，二是除去微细粉尘；脱水段的主要作用是脱水，防止烟气带水影响引风机的主要作用是脱水，防止烟气带水影响引风机正常远行。正常远行。2 2、卧式网膜塔的应用、卧式网膜塔的应用 网膜塔除尘脱硫装置的主要特点是阻力小，对微细粉尘网膜塔除尘脱硫装置的主要特点是阻力小，对微细粉尘有较高的捕集效率，有较强的适用性，既适用于层燃锅炉，又有较高的捕集效率，有较强的适用性，既适用于层燃锅炉，又适用于排尘浓度很高的沸腾炉、循环硫化床和抛煤炉等。适用于排尘浓度很高的沸腾炉、循环硫化床和抛煤炉等。（一）卧式网膜塔除尘脱硫装置（一）卧式网膜塔除尘脱硫装置（二）喷射式吸收塔除尘脱硫装置（
6、二）喷射式吸收塔除尘脱硫装置1 1、工作原理、工作原理 喷射式吸收塔也是一种新型实用除尘脱硫装喷射式吸收塔也是一种新型实用除尘脱硫装置，其工作原理是把气流的动能传递给吸收液并使置，其工作原理是把气流的动能传递给吸收液并使其雾化，因此气液是同向流动的。喷射式吸收塔的其雾化，因此气液是同向流动的。喷射式吸收塔的构造如图所示，烟气从塔顶进入气液分配段构造如图所示，烟气从塔顶进入气液分配段1 1，吸，吸收液经环形管进入此段下部，均匀送入杯型喷嘴收液经环形管进入此段下部，均匀送入杯型喷嘴2 2，沿其内壁呈液膜向下流动。当气流穿过喷嘴，沿其内壁呈液膜向下流动。当气流穿过喷嘴时，流速逐渐增大，流出喷嘴突然扩
7、散，将液膜雾时，流速逐渐增大，流出喷嘴突然扩散，将液膜雾化。在吸收管段化。在吸收管段3 3形成极大的气液接触面积。气液形成极大的气液接触面积。气液混合流体在分离段混合流体在分离段4 4速度降低，液荫靠惯性力作用速度降低，液荫靠惯性力作用落入塔底部，经排液管落入塔底部，经排液管5 5排出。净化后的烟气经排排出。净化后的烟气经排出管出管6 6排至烟囱。或者在排出管排至烟囱。或者在排出管6 6出口加设脱水除雾出口加设脱水除雾装置后直接排入大气。装置后直接排入大气。2 2、主要技术指标及其选用、主要技术指标及其选用(1)(1)主要技术指标主要技术指标 喷嘴下口烟气流速为喷嘴下口烟气流速为262630m
8、30ms s；吸收段截面上烟气流速吸收段截面上烟气流速为为5 57m7ms s；气液分离段烟气流速低于气液分离段烟气流速低于1.5m1.5ms s；液气比液气比为为1 12 2；吸收段高与塔径比为吸收段高与塔径比为5 57 7；塔的气流阻力为塔的气流阻力为980Pa980Pa左右。左右。(2)(2)装置评价及其设计装置评价及其设计 喷射式吸收塔的优点是烟气穿塔速度高，因此处理同样烟喷射式吸收塔的优点是烟气穿塔速度高，因此处理同样烟气量塔的体积小；塔的结构简单、没有活动和易损部件；能处气量塔的体积小；塔的结构简单、没有活动和易损部件；能处理含尘烟气，不易堵塞；维护管理方便；对易溶性气体的净化理含
9、尘烟气，不易堵塞；维护管理方便；对易溶性气体的净化效率较高。缺点是气流阻力较大。在安装杯型喷嘴时，应保证效率较高。缺点是气流阻力较大。在安装杯型喷嘴时，应保证喷嘴上绿在一个水平面上，以便吸收液均匀溢流否则将影响喷嘴上绿在一个水平面上，以便吸收液均匀溢流否则将影响雾化效果。雾化效果。（二）喷射式吸收塔除尘脱硫装置（二）喷射式吸收塔除尘脱硫装置（三）（三）SHGSHG型除尘脱硫装置型除尘脱硫装置1 1、工作原理、工作原理 SHGSHG型除尘脱硫装置其主体设备为一立式塔，塔内兼用了型除尘脱硫装置其主体设备为一立式塔，塔内兼用了干、湿结合的结构型式，下部为干式除尘段，中部装有筛板，干、湿结合的结构型式
10、，下部为干式除尘段，中部装有筛板，上部是脱水装置，出口处还设有除雾装置。上部是脱水装置，出口处还设有除雾装置。 干式除尘段的主要作用是除去颗粒较大的粉尘，并经干干式除尘段的主要作用是除去颗粒较大的粉尘，并经干灰斗定时排出。筛板上布吸收液，在烟气的冲击作用下呈沸腾灰斗定时排出。筛板上布吸收液，在烟气的冲击作用下呈沸腾状，其主要作用是脱除状，其主要作用是脱除SO2SO2和除去微细粉尘。脱水装置的主要和除去微细粉尘。脱水装置的主要作用是脱水，防止烟气带水。除雾器的作用是防止烟气中蒸汽作用是脱水，防止烟气带水。除雾器的作用是防止烟气中蒸汽凝成的水珠被带出。凝成的水珠被带出。 由于采用了干湿相结合的结构
11、型式，大部分粉尘被预先除由于采用了干湿相结合的结构型式，大部分粉尘被预先除去，因而筛板上粉尘的负荷较小循环池中沉渣量也相应减去，因而筛板上粉尘的负荷较小循环池中沉渣量也相应减少。特别适用于少。特别适用于6t/h6t/h以下小型层燃锅炉配套使用。以下小型层燃锅炉配套使用。2 2、除尘脱硫工艺流程、除尘脱硫工艺流程 除尘脱硫工艺流程如图所示，含尘烟除尘脱硫工艺流程如图所示，含尘烟气由塔的中部进入干式除尘段，除去大部气由塔的中部进入干式除尘段，除去大部分粉尘的烟气由中间芯管上升到筛板段，分粉尘的烟气由中间芯管上升到筛板段，在筛板段除去微细粉尘和在筛板段除去微细粉尘和SO2SO2。循环池中。循环池中的
12、沉淀物定时清除，干灰斗中的粉尘定时的沉淀物定时清除，干灰斗中的粉尘定时放出。该流程适用于碱性、双碱法及液相放出。该流程适用于碱性、双碱法及液相催化氧化法脱硫。催化氧化法脱硫。 影响除尘脱硫效率的主要因素包括空影响除尘脱硫效率的主要因素包括空塔速度、吸收液的塔速度、吸收液的pHpH值、液气比等。空塔值、液气比等。空塔速度是在设计时确定的。液气比、吸收液速度是在设计时确定的。液气比、吸收液的的PHPH值等则是根据实际需要在设备运行中值等则是根据实际需要在设备运行中加以控制的。加以控制的。（三）（三）SHGSHG型除尘脱硫装置型除尘脱硫装置3 3 、主要技术指标及其选用、主要技术指标及其选用(1)(
13、1)主要技术指标主要技术指标除尘效率：除尘效率：9595，可满足一类地区标准，可满足一类地区标准脱硫效率：高硫煤为脱硫效率：高硫煤为70708080；中、低硫媒为；中、低硫媒为80809090设备阻力：设备阻力：120012001500Pa1500Pa液气比：液气比：0.30.30.5L0.5Lm3m3(2)(2)装置的特点及其选用装置的特点及其选用 该装置的主要特点是液气比较小，塔内持液量较大，气液该装置的主要特点是液气比较小，塔内持液量较大，气液接触充分。因液气比小、液量小，因而循环池的容积也小，可接触充分。因液气比小、液量小，因而循环池的容积也小，可节省循环池的占地面积和投资。因气液接触
14、充分了传质过程，节省循环池的占地面积和投资。因气液接触充分了传质过程，所以有较高的陈尘脱硫效率。所以有较高的陈尘脱硫效率。 该装置适用范围是：装机容量为该装置适用范围是：装机容量为6t6th h以下，燃煤方式为层以下，燃煤方式为层燃炉，硫和高硫分煤。燃炉，硫和高硫分煤。（三）（三）SHGSHG型除尘脱硫装置型除尘脱硫装置电子束照射法电子束照射法第九章第九章 除尘脱硫一体化设备除尘脱硫一体化设备电子束照射法（EBA）b高能电子活化氧化法：是利用高能电子撞击烟气中的高能电子活化氧化法：是利用高能电子撞击烟气中的H2O、O2等分子，产生氧化性很强的自由基，将烟气中等分子，产生氧化性很强的自由基，将烟
15、气中SO2转化为转化为SO3，并生成并生成H2SO4，将，将NO转化为转化为NO2，并生并生成成HNO3。b分类：分类：电子束照射法（电子束照射法（EBA）脉冲电晕等离子体法（脉冲电晕等离子体法（PPCP）b（1）游离基的生成）游离基的生成燃燃煤煤排排烟烟由由氮氮、氧氧、水水蒸蒸汽汽、CO2等等主主要要成成分分及及SO2、NOx等等微微量量有有害害成成分分构构成成。当当电电子子束束照照射射烟烟气气时时，电电子子束束能能量量大大部部分分被被烟烟气气中中的的氮氮、氧氧、水水蒸蒸汽汽所所吸吸收收，从从而而生生成成富富有有反反应应活活性性的的游游离基离基(OH基、基、O原子、原子、HO2基、基、N基基
16、)：N2、O2、H2OOH、O、HO2、N净化净化SO2和和NOx的基本原理的基本原理（2）SO2与与NOx的氧化的氧化烟烟气气中中的的SO2与与NOx,与与因因电电子子束束照照射射而而生生成成的的游游离离基基进进行行反反应应，分分别别氧氧化化成成硫硫酸酸（H2SO4）与与硝硝酸酸（HNO3）：SO2HSO3HSO4SO2SO3HSO4NOHNO2HNO3NONO2+OHNONO2HNO3OHOHOOHH2OOOHOHO2净化净化SO2和和NOx的基本原理的基本原理（3）硫酸铵与硝酸铵的生成）硫酸铵与硝酸铵的生成已生成的硫酸和硝酸再与电子束照射以前喷入的氨(NH3)进行中和反应，分别生成硫酸铵
17、(NH4)2SO4)和硝酸铵(NH4NO3)的粉状微粒，若有尚未反应的剩余的SO2和NH3时，可分别在上述微粒表面进一步进行热化学反应，从而SO2和NH3的一部分会生成硫酸铵、硝酸铵：H2SO4+2NH3(NH4)2SO4HNO3+NH3NH4NO3SO2+2NH3+H2O+1/2O2(NH4)2SO4从电子束照射到硫酸铵、硝酸铵生成所需的时间极短，仅约1秒。净化净化SO2和和NOx的基本原理的基本原理净化净化SO2和和NOx的工艺流程的工艺流程b烟气温度： 随温度升高SO2的脱除率下降，而对NOX的脱除影响较小。一般控制在100200，使烟气温度在露点温度以上。b 电子束辐射剂量 ：在温度一
18、定肋条件下，so2的脱除率随电子束辐射剂量增大而增大， NOX的脱除率先随着辐射剂量的增大而增大，当辐射剂量达到一定值时会出现峰值，再增加辐射剂量，则NOX的脱除率呈下降趋势。b 辐射时间：在一定的辐射剂量速度下， SO2和NOX的脱除随时间增长而提高。b NH3添加量：NH3添加量增加SO2脱除率提高，而NOX的脱除率变化不大。随着NH3添加量的增加尾气中的NH3浓度会相应增加。因此，NH3过剩量不易太大。净化净化SO2和和NOx的影响因素的影响因素b电子束透过力、贯穿力强，经屏蔽后可在反应室内集电子束透过力、贯穿力强，经屏蔽后可在反应室内集中供给高能量辐照烟气。反应速度快、时间短；中供给高
19、能量辐照烟气。反应速度快、时间短；b 在同一反应室内同时脱硫与脱硝；在同一反应室内同时脱硫与脱硝；b 为干法过程，无废水排放；为干法过程，无废水排放；b 生成的副产品可作农用氮肥，无固体废弃物；生成的副产品可作农用氮肥，无固体废弃物；b对烟气条件的变化适应性强；对烟气条件的变化适应性强；b实现了自动控制，操作较简便。实现了自动控制，操作较简便。电子束照射法技术特点电子束烟气脱硫脱氮技术是一项物理与化学紧密结合的高新技术，国外70年代初期就开始了探索研究。日本荏原制作所在1970年即开始研究电子束法脱除烟气中的SO2与NOx，1973年建成模拟气体和重油燃烧烟气的小试装置；随后研究证明了电子束照
20、射法可同时脱硫和脱氮；经中试研究进一步掌握了实际设备所需的各项定量参数，长期运转中试设备的可靠性，并能适应严格的环保标准规定。对副产品的硫酸铵(含极少量硝酸铵)进行的植物裁培试验表明：脱硫副产品具有与销售氮肥相同的质量，对植物的发育无不良影响。至此，电厂烟气电子束脱硫工业性试验的条件已完全具备。电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用在我国，该技术作为 “七五”期间国家重点科技攻关项目，以上海原子能研究所为主曾作过小型试验，至今仍有一些院校在不断深入研究。 鉴于合作建设SO2脱除装置在我国很有必要性，同时开发新的脱硫工艺技术又是电力工业发展所必需，在国家
21、计委和原电力工业部的推进和领导下，1995年初决定由四川省电力局与荏原制作所合作建设电子束脱硫示范装置。1998年5月，中日合作成都电厂EBA示范项目通过了验收与技术鉴定。该装置烟气处理量30104 m3/h，为目前世界上建成并投运的最大规模的工业装置。电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用运行状况：中中日日合合作作成成都都电电厂厂EBA示示范范装装置置投投运运以以来来，运运行行状状况况达达到到预预期期效效果果。以以1998年年5月月22日日5月月24日日平平均均值值为为例例，烟烟气气量量30.0833104m3/h，烟气入口烟气入口SO2浓度浓度43
22、58mg/m3，出口出口526mg/m3，脱硫率脱硫率88。副副产产品品养养分分(即即含含氮氮量量)为为1820，经经检检测测副副产产品品重重金金属属含含量量远远低低于于农农用用粉粉煤煤灰灰重重金金属属含含量量国国家家标标准准。植植物物盆盆裁裁与与农农田田试试验验的的初初步步结结果果表表明明：该该副副产产品品对对种种子子发发芽芽和和作作物物生生长长均均无无不不良良影影响响，其其肥肥效效与与等等氮氮量量的的尿尿素素、硫硫酸酸铵铵相相当当。因因其其含含有有硫硫素素营营养养，对对缺缺硫硫土土壤壤和和需需硫硫量量高高的的作作物物更更为为适适宜宜。副副产产品品作作为为复复合合肥肥生生产产原原料料已已投投
23、放放市市场场，可可全全部农业应用。部农业应用。电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用应用分析：(1)建建设设投投资资：如如在在300MW发发电电机机组组全全规规模模烟烟气气量量进进行行电电子子束束脱脱硫硫脱氮，则单位造价可控制在脱氮，则单位造价可控制在800元元kW以内，投资规模适度。以内，投资规模适度。(2)脱除效率脱除效率：可按脱硫率：可按脱硫率9095与脱硝率与脱硝率60设计。设计。(3)运运行行成成本本：成成都都电电厂厂示示范范项项目目在在设设计计烟烟气气SO2浓浓度度下下运运行行，测测算的每算的每kwh电的脱硫费用为电的脱硫费用为0.013元
24、，是完全可以承受的。元，是完全可以承受的。(4)设设备备国国产产化化：按按成成都都电电厂厂示示范范项项目目设设备备总总费费用用计计算算，国国产产化化率率为为61.4。(5)副产品副产品：固体副产品可全部提供农业应用。无废水排放。：固体副产品可全部提供农业应用。无废水排放。电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用电晕放电除尘脱硫第九章第九章 除尘脱硫一体化设备除尘脱硫一体化设备电晕放电除尘脱硫设备电晕放电除尘脱硫设备 在低温常压条件，不加任何化学药品的前提下，应用高能非平衡等离子体技术，可把有害气体SO2分解成无害的氧气(O2)和单质硫(S)，且分解率高、
25、能量消耗低。实验装置如图所示，分解反应器7用不锈钢制成，内壁涂有一层以Ni为母体的6种催化剂，电晕极为不锈钢星形线材，长度为800mm。根据实验要求，用空气压缩机以及SO2标准气瓶和粉体发生器2产生一定浓度的烟尘。根据分解工艺，波形成型器13供给分解反应中所需要的等离子体和控制定向反应的反应条件。实验用气体通过反应器内壁与电晕极之间形成的活化区，气体进行分解反应。气体混合发生器将粉体与SO2及空气进行模拟烟道外排烟气成分配气。粉体回收器12收集电场回收的含有单质S微粒的粉尘。超高压脉冲电源14输出(VD十Vc)经波形成形器13整形成所需要的脉冲电压加到电晕极10上，超高压脉冲电源中直流成分VD可根据分解条件进行调整，脉冲交流电压VC的幅值为200250kv，频率1000Hz，它能提供分解反应中所需要的等离子体和定向化学反应的控制条件。谢 谢！
