燃煤电厂袋式除尘与脱硫系统设计毕业设计

燃煤电厂袋式除尘与脱硫系统设计毕业设计

目录

1前言 (1)

1.1背景 (1)

1.2 煤炭中硫的分布及其去除 (2)

1.2.1 煤炭中硫的分布 (2)

1.2.2 煤炭中硫的去除方法 (2)

1.3 烟气脱硫工艺简介 (2)

1.3.1 湿法烟气脱硫 (2)

1.3.2 其它烟气脱硫 (3)

1.4 研究目的及意义 (3)

2 烟气除尘设计 (5)

2.1 概述 (5)

2.2 烟气除尘技术 (5)

3.除尘器的设计及计算 (8)

3.1 烟气的含尘浓度和SO2浓度计算 (8)

3.2 除尘器选型 (9)

3.3除尘器的选择 (10)

4石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术 (13)

4.1石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术工艺流程 (13)

4.2石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术原理 (14)

5脱硫设备的设计与计算 (16)

5.1 概述 (16)

5.2 吸收塔本体及其部喷淋系统的选型计算 (16)

5.2.1喷淋塔的结构尺寸设计 (16)

5.2.2吸收塔流量计算 (16)

5.2.3吸收塔径计算 (17)

5.2.4吸收高度计算 (17)

5.2.5 喷淋系统和喷嘴 (19)

5.2.6 除雾器 (22)

5.3 风机与泵型号的选择与计算 (23)

5.3.1 脱硫增压风机的型号的选择 (23)

5.3.2 浆液循环泵的型号的选择原则 (23)

5.3.3 氧化风机的风量、功率计算和选型 (23)

5.4 其它设备的选型 (24)

5.4.1 烟道挡板门的设置 (24)

5.4.2搅拌器的设置及功能 (24)

5.4.3浆液管道和阀门的设置 (25)

5.4.4主要管道的管径计算 (25)

5.5 小结 (25)

6烟囱设计计算 (26)

6.1烟气释放热计算 (26)

6.2烟囱直径的计算 (27)

6.3烟气抬升高度计算 (27)

6.4烟囱的几何高度计算 (28)

6.5烟囱阻力计算 (28)

6.6烟囱高度校核 (29)

7管道系统设计计算 (30)

7.1管径的计算 (30)

7.2摩擦阻力损失计算 (30)

7.3系统总阻力计算 (31)

8通风机、电动机计算 (32)

8.1风机风量计算 (32)

8.2风机风压计算 (32)

8.3风机功率计算 (32)

9.工程概算、技术经济分析 (34)

结论 (36)

致谢 (37)

参考文献 (38)

附录 (40)

1前言

1.1背景

中国发电量属世界第二，主要是利用火力。过去，因为各种原因，电厂锅炉烟气的袋式除尘技术未能推广应用在电力行业。发达国家电厂除尘和脱硫中的袋式除尘设备占据很大的份额，特别是澳大利亚，已接近80%。我国环保要求的日益严格，现用电除尘器的排尘浓度难于达到电厂烟尘排放的新标准(3/mg 50m ）和总量控制的要求。然而袋式除尘器因为对烟尘适应性强、对粉尘比电阻的影响小、除尘效率高。而成为电厂燃煤锅炉袋式除尘的适宜之选，也成为环保市场关键。

中国目前为什么缺乏具有自主知识产权的大型电厂袋式除尘器，关键是因为未掌握技术关键。包括袋式除尘器长期运行的可靠性和安全性，滤袋寿命技术以及降低运行阻力与能耗等等。直通均流式袋式除尘器这种除尘器是针对中国燃煤电厂锅炉烟气开发的，该除尘器系统阻力较低、净化效率较高、运行可靠、维修简便，关键是可用于处理高浓度烟尘，很适合用于大型燃煤电厂锅炉的烟气除尘。

我国城市目前大气污染状况十分严重。根据世界卫生等组织的监测结果显示,全球污染最严重的10个城市中国占有8个，全球大气污染最严重的20个城市中国占有10个。二氧化硫平均浓度没有达到国家空气质量二级标准城市约占有百分之二十二，二氧化硫平均浓度超过国家空气质量三级标准的城市约占有百分之八,但大气中2SO 的年日平均浓度超过三级标准（3100mg/m ）则达到百分之六十二。我国南方地区酸雨污染较为严重，酸雨控制区百分之九十的城市出现酸雨，酸雨总面积占国土面积的百分之三十，而每年因酸雨和二氧化硫污染造成的损失达1100多亿。主要因为以煤为主的能源消费结构及，致使中国面临如此严重的大气污染，尤其是二氧化硫污染，导致了巨大经济损失，影响了国民经济的发展和人民群众的正常生活。

21世纪初期，人们环境保护得意识增强, 改善大气环境、削减SO2排放量和控制SO2污染也逐渐称为了社会共识，中国已把煤炭的脱硫列为洁净煤技术的研究项目，在目前及未来相当长时间，煤炭脱硫是我国环境保护的重要研究课题之一，故解决它具有重大的现实意义。

1.2 煤炭中硫的分布及其去除

1.2.1 煤炭中硫的分布

煤炭脱硫与其中硫分布的状态有着密切的关系。按照分布状态，煤炭中的硫分为有机硫、无机硫。其中有机硫包括硫醇、噻酚硫和硫醚等，约占全硫含量的60～70%。无机硫包括黄铁矿硫、单质硫和硫酸盐硫等，占全硫含量的30～40％，而黄铁矿硫是煤炭中硫的主要组成部分[1]。

1.2.2 煤炭中硫的去除方法

依照脱硫工序煤炭脱硫可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。目前采用较为普遍的是燃烧后脱硫[2]。

1、燃烧前脱硫

该方法是在燃烧前就将煤炭中的硫分去除, 这样可以避免燃烧中硫的形态发生变化, 该方法不仅能降低烟气中的SO2含量, 也能减轻尾部烟道的腐蚀程度, 降低运行维护等等花销。燃烧前脱硫的方法主要分为物理脱硫法、化学脱硫法、生物脱硫法[3]。

2、燃烧中脱硫

该方法是在低温沸腾床层燃烧的过程中，把固硫剂加进入炉。使煤中的硫转化成硫酸

、CaO或MgO等粉末可做固硫剂。

盐，随着炉渣排出。 CaCO

3

3、燃烧后脱硫

又称烟气脱硫，是指对燃烧后产生的烟气脱硫处理。燃烧后脱硫的工艺有多种，最为典型的工艺有喷雾干燥法、石灰石/石膏法、和氨法等。烟气脱硫法虽工艺复杂，运行费用高，但是处置技术成熟，脱硫率可高达到90％。该法已投入工业运行，已成为脱硫方式中目前世界唯一大规模商业化应用的方法。

1.3 烟气脱硫工艺简介

世界上目前已实现工业化应用的燃煤烟气脱硫技术有：湿法烟气脱硫、喷雾干燥脱硫、炉喷射吸收剂/增温活化脱硫法、海水脱硫、电子束脱硫、脉冲等离子体脱硫和烟气循环流化床脱硫等技术[4]。

1.3.1 湿法烟气脱硫

湿法烟气脱硫指在湿状态下的液体或浆状吸收剂中脱硫和处理脱硫产物。此法脱硫反应速度很快、效率很高。但是湿法烟气脱硫法存在的结垢及烟气温降也是急需解决。

该法脱硫系统置于除尘器之后但在烟囱之前。该特征是：脱硫反应温度低于露点，故