除尘、除灰及脱硫、脱硝设备及系统

湿法脱硫工艺是世界上应用最多的，占脱 硫总装机容量的83.02%。据美国环保局 (EPA)的统计碱法占4.1%，碳酸钠法占3.1%。 目前，湿法脱硫工艺占据80%以上的烟气 脱硫市场。 湿法脱硫工艺主要有:石灰石/石灰-石膏法、 海水法、双碱法、亚钠循环法、氧化镁法 等。 根据吸收塔型式不同又可分为三类:逆流喷 淋塔、顺流填料塔和喷射鼓泡反应器，常 用的为逆流喷淋塔型式湿法工艺 。
2.干法脱硫工艺 始于20世纪80年代初。优点：使用固相粉状或粒 状吸收剂、吸附剂或催化剂，在无液相介入的完 全干燥的状态下与反应，并在干态下处理或再生 脱硫剂。脱硫产物为干态，工艺流程相对简单、 投资费用低；烟气在脱硫过程中无明显降湿，利 于排放后扩散；无废液等二次污染；设备不易腐 蚀、不易发生结垢及堵塞。 缺点：钙硫比高，反应速度慢，脱硫效率及脱硫 剂利用率低；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合 利用；对干燥过程控制要求很高。 方法:荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法、 吸附法等。
>90% 高 大 湿 成熟 大型电厂高硫 煤机组
50%～55% 较高 较大 干 较成熟 燃用中、低硫煤 的现有中小 型机组改造
35%～40% 较低 小 干 成熟
>80% 较低 小 干 较成熟
燃用高中低硫煤 受场地限制新 的现有中小型 建的中小型 机组改造 机组
二、脱硝技术简介
从NOx的生成途径可以看出，降低NOx排 放的主要措施有两种，一是控制燃烧过程 中NOx的生成，即低NOx燃烧技术；二是 对生成的NOx进行处理，即烟气脱硝技术。 1.低NOx燃烧技术
1-正极板（集尘极 板）； 2-灰斗； 3梯子平台； 4-正极 振打装置； 5-进气 烟箱；6-顶盖； 7负极振打传动装置； 8-出气烟箱； 9-星 形负极线； 10-负 极振打装置； 11卸灰装置； 12-正 极振打传动装置； 13-底盘
电除尘器有如下优点：
（1）除尘效率高。
（2）能处理大流量、高温、高压或有腐蚀性的 气体。 （3）电耗小，运行费用低。 （4）维修简单，费用低。
石灰石/石灰-石膏湿 法烟气脱硫工艺流程 图 缺点：是基建投资费 用高、占地多、耗水 量大、脱硫副产物为 湿态，且脱硫产生的 废水需处理后排放。 优点：技术成熟、性 能可靠、脱硫效率高、 脱硫剂利用率高，且 以最见的石灰石作脱 硫剂，其资源丰富、 价格低廉，脱硫副产 品石膏有较高的回收 利用价值，很适合在 中、高硫煤(含硫率 ≥1.5%)地区使用。
二、除尘器
1.除尘器的作用 将飞灰从烟气中分离并清除出去，减 少它对环境的污染，并防止引风机的急剧 磨损。 2.除尘器的类型 火力发电厂的除尘器按工作原理不同 可分为机械式除尘器和电气除尘器两大类。 而机械式除尘器又可分为干式除尘器和湿 式除尘器两种。 （1）干式除尘器 干式除尘是利用机械方法改变烟气流 动的方向产生的惯性力，将灰粒分离而使 烟气净化。
（3）电除尘器

电除尘器的工作原理可简单地概括为以下四 个过程： 气体的电离。 粉尘获得离子而荷电。 荷电粉尘（的捕集）向电极运动而收尘。 振打清灰。
电气除尘器由两部分构成： 一部分是电气除尘器本体，烟气通过这一 装置完成净化过程，主要由放电极（电晕 极、负极或阴极）、集尘极（正极或阳 极）、槽板、清灰设备、外壳、进出口烟 箱、贮灰系统等部件组成； 另一部分是产生高压直流电装置和低压控 制装置。将380V，50Hz的交流电转换成 60kV的直流电供除尘器使用。它包括高压 变压器、绝缘子和绝缘子室、整流装置、 控制装置等。
电除尘器存在着如下缺点：
（1）占地面积大，一次性投资大。 （2）对各类不同性质的粉尘，电除尘器的收尘 效果是不相同的。 （3）电除尘器对运行人员的操作水平要求比较 高。 （4）钢材的消耗量大，尤其是薄钢板的消耗量 大。例如：一台四电场 240m2的卧式电除尘器， 其钢材耗量达1000t以上。
喷雾干燥法烟气脱硫工艺流程图
炉内喷钙炉后增湿活化工艺流程图
循环流化床烟气脱硫工艺流程图
4.脱硫工艺比较
工艺 适用煤种含硫 量 Ca/S比 脱硫效率 工程投资占电 厂总投资 的百分数 钙利用率 运行费用 设备占地面积 灰渣状态 是否成熟 透用规模及场 合 石灰石/石灰石膏湿法 >1.5% 1.1～1.2 >90% 15%～20% 喷雾干燥 1%～3% 1.5～2 80%～90% 10%～15% 炉内喷钙炉后增 湿活化 <2% <2.5 60%～80% 4%～7% 循环流化床 低，中，高硫 均可 1.2左右 >85% 5%～7%

电除尘器按不同的分类方法可分出不同 的类型。 （1）按对尘粒的处理方法分类 干式和湿式 （2）按烟气的流动方向分类 立式和卧式 （3）按收尘极的结构分类 管式和板式 （4）按收尘极与放电极的匹配形式分类 单区式和双区式
第二节 除灰系统及设备
发电厂收集、处理和输送灰渣的设备、 管道及其附件构成发电厂的除灰系统。 除灰方式有三种：水力、气力和机械 除灰。 具体选择何种除灰方式，一般是根据 灰渣综合利用的要求、水量多少以及 贮灰场的距离来确定，如采用一种方 式不能满足除灰要求时，就需要采用 两种除灰方式联合的除灰系统。
一、水力除灰方式
水力除灰是燃煤发电厂灰渣输送的一种典型方式， 是以水为介质，通过部分设备、管道，完成灰渣 输送。 水力除灰对输送不同的灰渣适应性强，各个 系统设备结构简单、成熟，运行安全可靠，操作 检修维护简单，灰渣在输送过程中不易扬散，且 有利于环境清洁，从而能够实现灰浆远距离输送。 但是，水力除灰方式也存在以下缺点： (1)不利于灰渣综合利用。 (2)灰浆中的氧化钙含量较高时，易在灰管内壁结 垢，堵塞灰管，而且不易清除。 (3)耗水量较大。 (4)冲灰水与灰混合后一般呈碱性，PH值超过工 业“三废”的排放规定。
与水力除渣形式相比，机械固态排渣形式有以下 特点和优势： (1)机械除渣不需要水力除渣用的自流沟，地下设 施（沟、管、喷嘴）简化。 (2)机械除渣对渣的处理比较简单，可减少向外排 放的困难，输送方便，有利于渣的综合利用。 (3)机械除渣不存在冲灰水的排放回收等问题。 正因为以上优势，现在新建电厂除渣形式越来越 多地采用机械固态排渣设计，是现代燃煤发电机 组灰渣输送的发展趋势。 这种除渣方式能连续运行，消耗水量少，可根据 炉渣量的多少决定链条转速，电耗低，适用于远 距离输送。但炉底结构复杂，维护工作量大。
旋风除尘器结构简 单、管理方便、投 资少、耗电量小、 处理烟气量大、除 尘效率高，被广泛 地应用于供热锅炉 烟气除尘。
1-筒体； 2-锥体； 3排出管； 4-外涡旋； 5-内涡旋
（2）湿式除尘器
湿式除尘，是利用水膜粘住或吸附烟气中的 灰粒，或用喷雾的水使灰粒凝聚随水清洗下来。 常用的有离心式水膜除尘器、文丘里湿式除尘器 等。这类除尘器耗水量较大，我国的缺水地区不 适用。
除尘、除灰及脱硫、脱硝设备及系统
第一节 除尘设备 第二节 除灰系统及设备 第三节 脱硫及脱硝技术概述
第一节 除尘设备
一、除尘的意义
目前对烟气的处理方法主要是除尘、脱硫 和发电机组低NOx燃烧技术。 除尘是指在炉外加装各类除尘设备，净化 烟气，减少排放到大气的粉尘，它是当前 控制排尘量达到允许程度的主要方法。 粉尘的产生及危害：凝固的细灰及尚未完 全燃烧的固体可燃物就是飞灰 ，粉尘 对锅 炉、周围工厂、电气设备的影响。
炉渣→排渣槽→刮板式捞渣机→碎渣机→灰渣池→灰渣泵→灰
场
灰水 冲
第三节 脱硫及脱硝技术概述
燃烧产物中的粉尘和SO2、NOx等有害气体，首 先对锅炉本身产生不利影响。烟气中大量的有害 气体（如SO2 ）还会限制排烟温度，增加排烟损 失，降低锅炉效率。燃煤产生的SO2 、NOx在一 定物化条件下形成酸雨。造成金属腐蚀和房屋建 筑结构破坏；大气中的NOx，则会产生光化学烟 雾，危害人体健康和动植物生长，对大气环境及 生态平衡造成严重影响。
二、气力除灰系统
气力除灰是一种以空气为载体，借助某种压力 （正压或负压）设备和管道系统对粉状物料进行 输送的方式。燃煤电厂的除灰系统是一种比较先 进、经济、环保的科学技术。 气力除灰在环保、节约水资源、实现自动控制等 方面与传统的水力输灰及常规机械输灰方式相比， 有着无可比拟的优越性，但也存在以下不足： (1) 某些设备及部件的耐磨性能难以满足工况要 求，影响单纯运行的可靠性。 (2)粗大的颗粒、粘滞性粉体及潮湿粉体不宜使用 气力输送，输送距离和输送量受到一定的限制。
南方多数采用灰水比为1:15的低浓度输灰系统。 北方采用灰水比为1:1～1:2.5的高浓度输灰系统。 水力除灰系统一般由以下几个系统中的几个或全 部组成：卸灰装置、 冲灰泵系统、灰浆泵系统、 浓缩机系统、回收水系统、远距离输送动力装置、 输灰管。
锅炉内部除灰系统的主要设备有捞渣机、 碎渣机以及喷射泵，外部除灰系统的主要 设备有灰浆泵、回水泵(渣水回收泵、灰水 回收泵)、浓缩池、搅拌槽或湿式搅拌机、 容积泵(包括水隔离泵、铀隔离泵、柱塞泵)、 箱式冲灰器等。
气力除灰又可分为 正压和负压两种系 统。 下引式仓泵结构 1-灰斗； 2-锥形阀； 3-仓泵； 4-冲灰压 缩空气管； 5-压灰 空气管； 6-输灰管； 7-滤水管； 8-压缩 空气总管； 9-冲洗 压缩空气管；10-压 灰空气门
三、锅炉除渣系统
燃煤发电机组的除渣系统，一般分为水力除渣和 机械除渣两种。 水力除渣系统的优点：对输送不同的灰渣适应性 强，运行安全可靠，操作维护简便，技术成熟等 特点，并且在输送过程中灰渣不会扬散，是一种 传统的、成熟的灰渣输送形式 。 水力除渣主要存在的问题： (1)水力除渣的耗水量比较大。 (2)灰渣中的氧化钙含量较高容易在灰管内结成垢 物，堵塞灰管，难以清除。 (3)除灰水与灰渣混合多呈碱性，其pH值超过工 业“三废”的排放标准，则不允许随便从灰场向 外排放。不论采取回收还是采取处理措施，都需 要很高的设备投资和运行费用。