第六章__燃煤烟气净化技术

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一、颗粒物脱除基本原理
不同的除尘技术利用的原理也不同,其特征 是通过含颗粒物的气体通过某个力场或电场, 这样的场对颗粒物和气体有不同的作用而使 颗粒物从气体中分离出来。粗分可归纳为机 械力作用和静电力作用两大类。
第二节 烟气除尘技术
一、颗粒物脱除基本原理 细分有以下几种:
① 重力作用:分离加速度小,因此效率低。 ② 惯性作用:改变烟气流向,由于惯性加速度
➢ SO2、NO2 都是中等强度的酸性氧化物,易 与碱反应:
SO2 2NaOH NaSO3 H2O 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O
➢ NO和NO2具有较强的氧化性,能被C,NH3 等还原剂所还原:
2NO 2C O2 N 2 2CO2 2NO2 2C N 2 CO2 4NO 4 NH 3 O2 4 N 2 6H 2O 2 NO2 4 NH 3 O2 3N 2 6H 2O
根据袋式除尘器的结构特点,如滤袋形状、 过滤方向、进风口位置以及清灰方式,袋式 除尘器可分为以下几类:
① 按滤袋形状分:圆袋式除尘器和扁袋式除尘 器两类,其中圆袋式受力均匀,连接简单, 清灰所需动力小;而扁袋布置紧凑,节约空 间,但结构复杂,制作工艺高。
b, c, d, e
第二节 烟气除尘技术

) 圆 袋 式 除 尘 器 (a)扁袋式除尘器 图6-7 常见的袋式除尘器不同形式的示意图
第一节 烟气净化基本原理
➢燃煤烟气中,SO2是无色具有强刺激 性气味的气体,其中S的化合价是+4, 是硫的中间化合价,所以SO2既具有 氧化性又具有还原性;
➢NO、NO2中的N也是中间化合价,常 温下NO容易被氧化成NO2,NO2是红 棕色气体,具有特殊臭味,有毒,遇 水反应生成硝酸和NO。
第一节 烟气净化基本原理
第二节 烟气除尘技术
图6-10 电袋一体化除尘器结构形式之一
第三节 烟气脱硫技术
一、概述
➢ 煤中的硫一般可分为无机硫和有机硫。有机 硫有硫醇、硫醚、噻吩类杂环硫化合物等; 无机硫以黄铁矿(FeS2)为主 ,还有少量的 硫酸盐硫、方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS) 等无机化合物以及单质硫。
➢ 煤中硫在燃烧过程中与氧反应生成SO2; ➢ 烟气中SO2浓度与燃煤中的硫含量直接相关,
缺点:体积和占地面积较大;(2)本 体压力损失较大;(3)对滤袋质量有 严格要求,滤袋破损率高、使用寿命 短、运行费用较高。
第二节 烟气除尘技术
(4)静电除尘器
静电除尘器是利用强电场放电使气体电离, 粉尘荷电,然后在电场力的作用下使粉尘从 气体中分离出来的一种除尘装置。
优点:除尘效率高、阻力小、耗能低;能够 高效收集大流量气体和高温或腐蚀性气体中 的粉尘;自动化程度高及维修容易等,广泛 应用于电力、冶金、建材等领域,尤其在燃 煤电厂静电除尘已成为主要手段。
(2)湿式除尘器 湿式除尘技术也叫洗涤式除尘技术,是一种 利用水(或其它液体)与烟气相互接触使颗 粒物与烟气分离的技术,其间伴有传热和传 值过程。
第二节 烟气除尘技术
(2)湿式除尘器
除尘原理:湿式除尘器主要是利用水滴、 水网和气泡与含尘气体接触,借助于惯 性碰撞、扩散、拦截、沉降等作用来除 去废气中的颗粒物。
第一节 烟气净化基本原理
➢燃煤烟气排放量很大,而其中SO2、 NOx 的 浓 度 又 相 对 较 低 , 一 般 SO2 的 浓 度 为 0.1%~0.5% , NOx 为 0.1% 以 下 , 远低于有色金属冶炼、化工厂等烟气 中污染物的浓度,因此要在这大量的 烟气中对这些低浓度的污染物进行净 化和回收是比较困难的。
第二节 烟气除尘技术
二、颗粒物脱除技术分类 ➢ 根据利用的除尘机理,除尘技术可分为四大
类:
机械式除尘技术(重力、惯性力和离心力); 静电除尘技术(分为干式静电除尘和湿式静电除
尘); 过滤除尘技术(包括袋式除尘技术和颗粒层除尘
技术); 湿式除尘技术。
➢ 所采用的相应的除尘设备主要有旋风除尘器、 湿式除尘器、袋式除尘器和电除尘器四大类。
➢烟气的成分及性质与燃煤的性质、锅 炉的型号及燃烧方式等密切相关。
第一节 烟气净化基本原理
➢燃煤烟气中的粉尘量主要取决于燃烧 方式及煤质情况,飞灰的化学成分以 SiO2 和 Al2O3 为 主 , 此 外 还 有 Fe2O3 、 CaO、MgO等;
➢对固态排渣煤粉锅炉而言,煤中的灰 约有85%~90%转化为飞灰,液态排渣 煤粉锅炉为60%,旋风炉为20%~40%, 链条炉为20%左右,抛煤炉为30%, 沸腾炉为40%~60%。
第二节 烟气除尘技术
(5)电袋一体化除尘技术
所谓电袋一体化,顾名思义就是结合 静电除尘器和袋式除尘器的机理进行 除尘,也称为静电增强袋式过滤除尘。
基本工作方式:烟气通过一段预荷电区, 使颗粒物带电。带电颗粒物随烟气进 入过滤段被滤袋过滤层收集。
第二节 烟气除尘技术
图6-11
第二节 烟气除尘技术
第二节 烟气除尘技术
三、颗粒物脱除技术 和设备
(1)旋风除尘器
旋风除尘器是利 用旋转气流产生的 离心力将粉尘从烟 气中分离出来的装 置。
图6-1
第二节 烟气除尘技术
(1)旋风除尘器 优点:设备结构简单、制造和安装费用低、维 护和管理方便等。 缺点:某些部件易磨损、除尘效率低等。今后 随着环保要求的日益严格,这种除尘器将会 被逐渐取代。
缺点:造成废水的二次污染和污泥处理 问题。今后在我国的应用前景不大。
第二节 烟气除尘技术
(2)湿式除尘器
目前国内常用的湿式除尘器主要有: 水膜除尘器、喷淋塔、文丘里洗涤器、 旋风洗涤器和筛板塔等。
净化后的气体从湿式除尘器中排出时, 一般都带有水滴,为了除去这部分水滴, 在湿式除尘器后都附有脱水装置。
第二节 烟气除尘技术
袋式除尘器的分类: ⑤ 按清灰方式分:
清灰方式是使袋式除尘器能长期连续工作的 决定因素,也是影响其性能的重要因素, 它与除尘效率、压力损失均有关系。 清灰的基本要求是能够从滤袋上迅速均匀 地剥落沉积的粉尘,同时通常又要求能保 持一定的一次粉尘层,不损伤滤袋,并消 耗较少的动力。
第二节 烟气除尘技术
袋式除尘器的分类:
④ 按除尘器内的压力分:分为负压式除尘器 和正压式除尘器。负压式除尘器的风机设 置在除尘器之后,除尘器是在负压状态下 工作,正压式则相反。
负压式除尘器必须采用密封结构,其风机吸 入的是净化后的气体,因而风机磨损小; 而正压式除尘器不需采用密封结构,造价 低20%~30%,但含尘气体通过风机,磨损 较大。
➢ 过滤除尘技术尤其是袋式除尘技术,具有很 高的除尘效率,应用广泛,是目前烟气净化 的主要方法。
第二节 烟气除尘技术
(3)袋式除尘器 袋式除尘器的工作原理:
① 各种纤维性滤袋空隙很小,尘粒被阻挡下来; ② 当含尘气流撞击到滤袋的经纬线时,空气可
以绕过纤维而过,灰尘则因惯性作用不易改 变方向,就附着在其表面上; ③ 当含尘气体通过布袋时,较小的粉尘会被滤 料的纤维钩住;
第一节 烟气净化基本原理
➢ 烟气脱硝技术的发展滞后于烟气脱硫技术,目前 发达国家已开发出的具有工业应用价值的烟气脱 硝技术主要有选择性非催化还原工艺(SNR)和 选择性催化还原工艺(SCR)。
➢ 选择性非催化还原工艺是在烟气中喷入NH3等含 氮 化 合 物 , 将 NOx 还 原 成 水 和 N2 , 脱 硝 率 可 达 80%以上。
第一节 烟气净化基本原理
➢ 烟气净化就是基于以上污染物的物理、化 学性质的特点来进行的。利用烟气中飞灰 颗粒与烟气密度及电性质的差异,可以用 水膜除尘器、袋式除尘器和电除尘器等来 净化除去飞灰;
➢ 根据SO2性质和特点,可将烟气脱硫技术分 为湿法和干法两种。湿法是用石灰石淋洗 烟气,SO2会变成亚硫酸钙或硫酸钙的浆状 物而除去。干法主要有喷雾干燥法、喷干 石灰粉法和活性碳吸附法。
第二节 烟气除尘技术
(3)袋式除尘器
袋式除尘器的工作原理:
④ 当含尘气体通过有些人造纤维滤料时, 会产生静电现象,从而增加了对粉尘 的吸附能力;
⑤ 一些极细的灰尘还可能受到气体分子 不规则运动的撞击,而增加了碰撞滤 料纤维的机会,并附着在上面。
第二节 烟气除尘技术
(3)袋式除尘器
Leabharlann Baidu袋式除尘器的分类:
分类:机械振动类、分室反吹类、喷嘴反吹 类、振动反吹并用型和脉冲喷吹类。
北 京 第 二 热 电 厂 布 袋 除 尘 器
图6-8
图6-9
第二节 烟气除尘技术
(3)袋式除尘器
优点:(1)除尘效率高,一般在99% 以上;(2)处理能力大,结构简单、 造价低,维护操作方便;(3)受粉尘 物性的影响较小。
第二节 烟气除尘技术
袋式除尘器的分类:
➢ 按过滤方向分:分为内滤式除尘器(上图c、 e)和外滤式除尘器(上图b、d)。
➢ 按进气口位置分:分为下进风式(如上图b、 c)和上进风式(如上图d、e)两类。
上进风式含尘气流方向与粉尘沉降方向一致, 有利于粉尘沉降。但滤袋需设上下花板, 结构复杂,不易调节滤袋张力;下进风式 则结构简单,但不利于粉尘沉降。
远大于重力加速度,所以其效率比重力作用 高。 ③ 离心力作用:利用旋转气流产生的离心力将 颗粒从烟气中分离出来,对于较粗的颗粒物 分离效率较高。
第二节 烟气除尘技术
一、颗粒物脱除基本原理
④ 电场力作用:通过作用于荷电粒子上的电场 力使颗粒物从烟气中分离出来。目前大型装 置应用该方法比较多。
⑤ 过滤机理:过滤也是机械力作用的一种形式。 其主要机理是拦截作用、惯性碰撞和扩散效 应。
➢ 选择性催化还原工艺(SCR)与SNR工艺基本相 同,只是SCR工艺采用催化剂使反应能在较低温 度下进行,脱硝率可大90%,但投资和运行费用 大。
第二节 烟气除尘技术
煤在燃烧后,其中的灰分一部分变成炉渣, 另一部分则以飞灰的形式与烟气一起离开锅 炉。为防止烟尘对环境的污染和对引风机的 磨损,必须进行除尘。
(5)电袋一体化除尘技术
一般来说,颗粒既可带正电,也可以带负电; 滤袋既可以加电场,也可以不加电场。若加 电场,可加与带电颗粒极性相同的电场,也 可加与带电颗粒极性相反的电场。
试验表明:加相同极性的电场,效果会更好 一些,原因是极性相同时,电场力和流向相 反,对颗粒具有推力,带电颗粒不易透过滤 布。滤袋内部比较干净,清灰容易。
第六章 燃煤烟气净化技术
第六章 燃煤烟气净化技术
虽然煤炭通过燃前洗选、燃中降低污染 物排放等措施,但煤炭燃烧后还是有相当 多的大气污染物的形成并排放到大气中。 因此,为了在烟气排入大气之前将其净化, 脱除其中的有害物如:SO2、NOx、颗粒 物和CO2等成为燃煤污染物控制的最后一 道关口。
常见的烟气净化技术包括除尘技术、烟 气脱硫技术和烟气脱硝技术等。
其除尘机理与过滤机理相似:水滴类 似于球形捕集体;水网类似于圆柱形捕 集体;水膜类似于吸收壁,能有效地防 止二次扬尘。
第二节 烟气除尘技术
(2)湿式除尘器
优点:与干式除尘相比,它能够有效地 除掉0.1μm以上的颗粒物,同时还能进 行气体污染物的脱除,而且结构简单造 价低,因此在烟气净化中,湿式洗涤器 的应用极为普遍。
目 前 , 我 国 锅 炉 烟 气 中 SO2 浓 度 一 般 在 0.1%~0.5%左右。
第二节 烟气除尘技术
第二节 烟气除尘技术
第三节 烟气脱硫技术
一、概述 烟气脱硫技术分类:
① 按脱硫剂进行分:有钙法、氨法、镁法、 钠法、氧化铜法、活性炭法等。
② 按脱硫产物分:有回收法和抛弃法。 ③ 按其净化原理分:有吸收法、吸附法、催
图6-2
图6-3
第二节 烟气除尘技术
图6-4
图6-5
图6-6
第二节 烟气除尘技术
(3)袋式除尘器
➢ 袋式除尘技术是过滤式除尘技术的一种,袋 式除尘器是利用织物制作的袋状过滤介质来 捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。
➢ 过滤介质又称滤料,滤料介质可以是纤维层 (滤纸、滤布、滤袋或金属绒)、颗粒层 (矿渣、石英砂、活性碳等)或是液滴,其 基本的除尘原理都是过滤机理。
化氧化法和催化还原法。 ④ 按脱硫过程和脱硫产物状态分:有湿法、
干法/半干法。
第三节 烟气脱硫技术
一、概述 ➢ 湿法主要有石灰石/石膏洗涤法、海水脱硫法; ➢ 干法主要有炉内喷钙法、烟气循环流化床脱
硫法以及干式催化脱硫等。 ➢ 目前世界各国,采用石灰石/石膏湿法装置最
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