DG—120_39型火电厂锅炉高硫无烟煤烟气喷雾干燥法脱硫和袋式除尘系统设计

1 绪论

喷雾干燥法脱硫技术是20世纪80年代迅速发展起来的一种半干法脱硫工艺。喷雾干燥法是目前市场份额仅次于湿钙法的烟气脱硫技术，其设备和操作简单，可使用碳钢作为结构材料，不存在有微量金属元素污染的废水。目前，喷雾干燥法主要用于低硫煤烟气脱硫，用于高硫煤的系统只进行了示范研究，尚未工业化。

1.2 工艺流程及设备

喷雾干燥法的工艺过程主要包括吸收剂制备、吸收和干燥、固体废物捕集以及固体废物处置四个主要过程。

1.3 烟气脱硫与干燥原理

当2so 烟气进入喷雾干燥塔后，立即与雾化浆液混合，气相中2so 迅速溶解于滴状液体中，并与吸收剂发生化学反应。2so 吸收的总反应为：

22322322CO O H CaSO O H SO CaCO +⋅→++ O H CaSO O H SO CaO 232222⋅→++

以上反应使气相中2so 不断溶解从而达到脱硫目的，在此过程中碱性物质被不断消耗，需由固体吸收剂继续溶解补充。在石灰干燥吸收中，烟气中2co 被吸收，并与浆液反应生成碳酸钙，从而减少了钙离子可用性，这个反应的重要性并未得到充分研究。小试研究表明，与2co 反应损失的吸收剂有可能由固体循环得到回收。

1.4特点

干燥速度快。料液经离心喷雾后，表面积大大增加，在高温气流中，瞬间喷雾干燥制粒机就可蒸发95%-98%的水份，完成干燥时间仅需数秒钟。采用并流型喷雾干燥形式能使液滴与热风同方向流动，虽然热风的温度较高，但由于热风进入干燥室内立即与喷雾液滴接触，室内温度急降，而物料的湿球温度基本不变，因此也适宜于热敏性物料干燥

1.5净化效率的影响：

影响2so 去除率的工艺参数包括吸收塔烟气出口温度接近绝热饱和温度的程度、吸收剂钙硫比，以及2so 入口浓度。

2 煤燃烧计算

2.1 标准状态下烟气体积、二氧化硫及粉尘浓度

以1kg 煤完全燃烧计算，则：

重量（g ） 摩尔数（mol ） 需氧气数（mol ） 生成物(mol ) C 605 63.33 63.33 CO 2:63.33 H 80 40 10 H 2O:20 S 15 0.9375 0.9375 SO 2:0.9375 O 30 1.25 -0.625 N 10 0.71 N 2:0.355 W 80 2.22 A

180

由上表可得燃煤1kg 的理论需氧量为：

()煤kg mol O n /643.739375.0625.01033.632=+-+= (2.1)

假设干空气中氮和氧的摩尔比为3.78，则1kg 煤的完全燃烧所需要的理论空气量：

()煤煤kg m kg mol V a /885.7/01.352178.3643.733==+= (2.2)

实际空气量

煤kg mol V V a /211.3781.101.352=⨯==α (2.3)

则烟气的组成：

CO 2:63.33mol H 2O:20+2.22=22.22mol

SO 2:0.94mol N 2:73.643⨯3.78+0.355=278.73mol 理论烟气量：

()煤kg m V fg /18.81000

4

.2273.27894.022.2233.6330=⨯

+++= (2.4) 实际烟气量：

()()煤kg m V V fg fg /9685.811.1885.718.8130

=-+=-+=α (2.5)

2.2排烟温度下烟气体积、二氧化硫及粉尘浓度

因排烟温度为160℃，即K T S 433=。 实际烟气体积： 由

n

n s s T PV T PV =

得：煤kg m T T V V n s n s /22.14273433

18.83=⨯== (2.6) 烟气中SO 2的质量：

()mg g SO M 6000060649375.02==⨯= (2.7)

烟气中SO 2的浓度：

()322/015.421822

.1460000

)(m mg V SO M SO C s ===

(2.8) 已知飞灰率为28%，则粉尘浓度：

3/41.196822

.1428000

100028.0100m mg V C ==⨯⨯=

粉尘 (2.9)

已知火电厂锅炉设计耗煤量为14t/h ，即14000kg/h ，则每小时产烟量：

s m h m V Q s /3.55/19908022.14140001400033==⨯== (2.10)

3除尘器的选择

3.1除尘效率

%92.9410

97.1100

113=⨯-=-

=C C S η 3.2除尘器的选择

工况下烟气流量：

()m h m T T Q Q 33487.719231.315756273

16027310908.19==+⨯⨯='=' 所以采用脉冲袋式清灰除尘器。

3.3除尘器的设计

3.3.1过滤面积

35

17543

601015.360m v Q A =⨯⨯='=

3.3.2滤袋的尺寸

单个滤袋直径：mm D 300~200=，取mm D 250=

单个滤袋长度：m L 12~2=，取m L 2.8= 滤布长径比一般为40~5，

2.8325

.02

.8==D L 3.3.3每条滤袋面积

344.62.825.014.3m DL a =⨯⨯==π

3.3.4滤袋条数

3.3.5滤袋布置

按矩形布置：a.滤袋分16组;

b.每组17条；

c.组与组之间的距离：250mm （B ）组内相邻滤袋的间距：70mm （C ）滤袋与外壳的间距：210mm

4吸收塔设计

一般空塔流速为

1-5m/s ，此处以3m/s 设计，因

s m D Q v m v Q D Av Q /385.414.43

.5544,85.414.34,2

2=⨯⨯====

=π则得吸收塔直径为： 计算脱硫塔高t v h ⋅=

条2724.27244

.61754≈===

a A n