火电厂锅炉高硫无烟煤烟气电除尘湿式脱硫系统设计

火电厂锅炉高硫无烟煤烟气电除尘湿式脱硫系统设

计

Modified by JEEP on December 26th, 2020.

S G-400/140型火电厂锅炉高硫无烟煤烟气

电除尘湿式脱硫系统设计

摘要

现如今火电厂数量逐渐增加，火电厂锅炉产生的烟气量也随之增多，烟气中的二氧化硫等气体若未经处理达到国家排放标准就排放，无疑会对我们的大气造成污染，危害人类及动植物的健康。因此，我们需要按照不同型号锅炉参数进行设计计算，以使烟气排放在达到国家标准的前提下尽可能的提高净化效率，使污染及危害降到最低。

本次课程设计就是针对SG-400/140型火电厂锅炉高硫无烟煤烟气，利用电除尘湿式脱硫的方法，设计计算出最高效的除尘净化系统，以降低烟气中有害气体的排放浓度，保护我们的大气环境。

关键词：烟气排放，湿式脱硫，大气污染，净化

目录

1 引言

电除尘简介

我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。国内的研究主要分布在本质机理研究、存在问题与改造试验研究、外围辅助设备研究；而国外的研究主要包括：电场特性研究、除尘效率研究、粒子运动研究和模拟方法研究。并指出采用数据融合的技术来研究电除尘器的思路。

电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。在收集细粉尘的场合，电除尘器是主要的除尘装置之一。

电除尘器是含尘气体在通过高压电厂进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒趁机在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离离直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小，气流阻力也小的特点。由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以即使对亚微米级的粒子也能有效的捕集。

电除尘器主要由电晕电极、集尘极、高压供电设备、气流分布板等组成。电除尘器的工作原理涉及悬浮粒子荷电，带电离子在电厂内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除三个基本过程。在正负离子运行中,电晕区里的粉尘带正电荷,移向电晕极,因此,电晕极也会不断积灰,只不过量较小。收集到的粉尘通过振打装置使其跌落,聚集到下部的灰斗中由排灰电机排出,使气体得到净化。

湿式石灰法脱硫简介

湿式石灰法脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中SO2的方法。该方法开发较早，工艺成熟，吸收廉价易得，因而应用广泛。且具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。

它的工作简介是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95% 。

2 燃烧计算

以1kg 煤燃烧为基础，则

表1 燃烧成分表

重量/g

摩尔数/mol

需O 2量/mol

生成物 生成物量/mol

C 670 CO 2 H 23 23

H 2O

O 130

S 35

SO 2 N 15 N 2

H 2O

45

理论需氧量

kg mol n O /65.621.175.58.552=++= （式） 理论空气量

kg mol n /47.29965.6278.4=⨯=理论空气 （式） 理论烟气量

理论空气量条件下烟气组成（mol ）为：

CO 2: H 2O:145.25.11=+

SO 2: N 2:37.23778.365.6255.0=⨯+ 理论烟气量为：

kg mol V fg /27.30837.2371.1148.550

=+++= （式）

实际烟气量

kg m kg mol n V V fg fg /25.9/1.41347.29935.027.380)1(30

==⨯+=⋅-+=理论空气α（式）

160 C 时，烟气量为 kg m V fg /67.1425.9273

160

2733=⨯+=

（式） 烟气流量 s m h Q N /1.167/m 60147010004167.143

3N ==⨯⨯= （式）

烟尘浓度计算 已知飞灰率为：ω＝% 3/3.267

.14%

7.30110m g V m fg A A =⨯=⋅=

ωρ （式） SO 2浓度计算 33/4800/8.467

.1464

1.122m mg m g V m fg

SO SO ==⨯=

=

ρ （式） 3 净化系统设计方案的分析

净化设备的工作原理及特点 电除尘器的工作原理及特点

原理：电除尘器的工作原理涉及悬浮粒子荷电，带电离子在电厂内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除三个基本过程。在正负离子运行中,电晕区里的粉尘带正电荷,移向电晕极,因此,电晕极也会不断积灰,只不过量较小。收集到的粉尘通过振打装置使其跌落,聚集到下部的灰斗中由排灰电机排出,使气体得到净化。

（1） 特点：电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离离直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小，气流阻力也小的特点。由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以即使对亚微米级的粒子也能有效的捕集。

湿式石灰法脱硫的工作原理及特点

（1） 原理：采用石灰/石灰石浆液吸收烟气中的2SO ，分为吸收和氧化两个阶段。先吸收生成的亚硫酸钙：