1、燃煤電廠煙氣凈化工程工藝設(shè)計 我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一。燃煤造成的大氣污染十分突出，大氣污染物濃度在許多城市居高不下。燃煤設(shè)施煙塵控制一直是大氣污染控制的主要任務(wù)。我國長江以南廣大地區(qū)已經(jīng)發(fā)展成為世界第三大酸雨區(qū)，其形成和燃煤引起大氣污染關(guān)系十分明顯。為了控制酸雨和二氧化硫污染，國家制定了雙控區(qū)行動計劃，重點是控制二氧化硫的排放。 燃煤電廠煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計，把煙塵和二氧化硫凈化過程放在一起考慮，是本專業(yè)常設(shè)畢業(yè)設(shè)計題目之一。由于設(shè)計手冊和參考資料缺乏，教師實踐經(jīng)驗缺乏，也是難度較大的畢業(yè)設(shè)計課題之一。指導(dǎo)教師需要合理考慮設(shè)計要求和設(shè)計深度，以便能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)

2、。 第一部分: 燃煤電廠煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計概論1、    燃煤電廠煙氣凈化工藝設(shè)計特點和深度要求燃煤電廠煙氣凈化工程設(shè)計，是環(huán)境工程專業(yè)工程師主要業(yè)務(wù)活動，也是環(huán)境工程技術(shù)近期開發(fā)的熱點領(lǐng)域。我國發(fā)電廠幾年來裝備大型化速度明顯加快，30萬千瓦和60萬千瓦超臨界機(jī)組已經(jīng)成為我國的主力機(jī)組，大批中小機(jī)組被淘汰。另一方面，我國城市集中供熱和殘次燃料綜合利用電廠發(fā)展速度也很快，各地出現(xiàn)了大批以中小鍋爐為核心的城市熱電廠和坑口綜合利用電廠。針對大型電廠和中小型燃煤電廠的煙氣凈化技術(shù)近年發(fā)展速度很快，并基本上走了兩條不同的技術(shù)開發(fā)路線。 對于大型電廠和大型機(jī)組，我國通過引進(jìn)吸收

3、消化為主的發(fā)展路線。從90年代初至今，已經(jīng)引起20多套大型煙氣脫硫系統(tǒng)。通過近20年的努力，一些大型環(huán)保工程公司通過同國外公司合作和購買專利技術(shù)方式，已經(jīng)基本掌握了部分大型電廠煙氣凈化工藝和技術(shù)。但由于大型電廠煙氣脫硫系統(tǒng)和裝置的復(fù)雜性，還有許多技術(shù)仍然掌握在國外公司手中，其中包括大量的專利技術(shù)。從總體上說，我國大型電廠煙氣脫硫仍處于引進(jìn)技術(shù)消化和裝備國產(chǎn)化階段，在一些大型環(huán)保工程公司，初步形成煙氣脫硫項目總體設(shè)計和總體承包能力。但是，這項技術(shù)還遠(yuǎn)沒有普及，還沒有成為一般環(huán)境工程師的日常業(yè)務(wù)領(lǐng)域。 對于中小鍋爐，我國采取了自主開發(fā)和引進(jìn)結(jié)合的方式推動技術(shù)進(jìn)步。由于國外引進(jìn)技術(shù)復(fù)雜和投資過高，該

4、領(lǐng)域主要采用的是自主開發(fā)的技術(shù)，并且處于較低的技術(shù)水平，目前只能基本滿足環(huán)境保護(hù)的較低要求。 因此，我國環(huán)境工程界面臨的艱巨任務(wù)是：(1) 盡快通過科學(xué)研究和工程實踐，消化和掌握大型煙氣脫硫工藝技術(shù)和脫硫裝備設(shè)計技術(shù)，并著手研究更適合我國的煙氣脫硫技術(shù)和裝備，包括新建企業(yè)和老企業(yè)兩種類型；(2) 盡快通過技術(shù)改造和研究開發(fā)提升中小型電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的技術(shù)水平，滿足更嚴(yán)格的煙氣污染物排放要求。 作為今后環(huán)境污染治理的新鮮力量，不僅需要掌握煙氣凈化成熟工藝的處理設(shè)施系統(tǒng)設(shè)計方法，而且要掌握新工藝新裝備開發(fā)研制方法，因為煙氣凈化技術(shù)的發(fā)展離不開污染治理工藝過程開發(fā)。因此，常見的煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計課題也

5、有兩種類型：針對實際電廠的模擬實際設(shè)計題目和滿足研究開發(fā)需要設(shè)計實驗研究裝置系統(tǒng)。 實際工程模擬設(shè)計類型，要滿足建設(shè)單位要求，達(dá)到最佳社會污染控制水平，滿足排放濃度和總量控制標(biāo)準(zhǔn)要求，而且經(jīng)濟(jì)實用。對于實驗裝置，設(shè)計的目標(biāo)是滿足研究的需要。因此，需要通過調(diào)查研究掌握目前欲研究工藝和裝備的技術(shù)現(xiàn)狀，存在問題，研究方法和測試方法等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗研究裝置設(shè)計。 還需要注意小試、中試和工業(yè)性試驗的區(qū)別。無論是污染治理還是化工生產(chǎn)，新工藝過程和裝備開發(fā)都是從新設(shè)想開始，從實驗室規(guī)模小型實驗、到中試、工業(yè)性試驗，再過渡到工業(yè)裝置系統(tǒng)的全部過程，其過程開發(fā)是一個不斷重復(fù)優(yōu)化的復(fù)雜過程。實驗室規(guī)模煙氣脫

6、硫小試成功，接著進(jìn)行中間規(guī)模實驗臺或工業(yè)旁線實驗裝置試驗，目的不是驗證工藝，而是收集涉及工業(yè)裝置需要的設(shè)計參數(shù)，或者建立過程數(shù)學(xué)模型，為系統(tǒng)放大設(shè)計做準(zhǔn)備。在中間試驗成果基礎(chǔ)上，設(shè)計工業(yè)裝置進(jìn)行工業(yè)性試驗。只有工業(yè)性試驗成功并通過一定時間運行，充分暴露系統(tǒng)和工藝存在問題，并進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，該種工藝和裝置才能夠大范圍推廣。 在工業(yè)性生產(chǎn)裝置上進(jìn)行的工業(yè)性試驗，主要目的是：（1）驗證新的煙氣凈化或其它污染凈化工藝的可行性和可靠性，長期運行可以達(dá)到的煙氣凈化效率和達(dá)標(biāo)率；（2）收集同類工藝系統(tǒng)系列工程設(shè)計需要的工藝參數(shù)和裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)；（3）暴露和分析工藝系統(tǒng)和裝置可能存在的問題，提出改進(jìn)設(shè)計方案；（4

7、）研究對污染治理過程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的方法；（5）考核系統(tǒng)連續(xù)運行可能存在問題，包括脫硫液循環(huán)利用可能存在有害物質(zhì)積累，選擇材料防腐性能能否滿足要求，系統(tǒng)結(jié)垢和積灰情況和解決方法等；（6）為進(jìn)行脫硫廢液處理工藝方法研究和脫硫廢渣綜合利用研究創(chuàng)造條件。 適應(yīng)煙氣凈化技術(shù)發(fā)展階段，畢業(yè)設(shè)計設(shè)立本課題的主要目的是為了訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計、開發(fā)和研究煙氣講話系統(tǒng)和技術(shù)的基本能力訓(xùn)練，可以針對一個具體電廠進(jìn)行實際系統(tǒng)和裝置設(shè)計，也可以針對開發(fā)和完善某煙氣凈化工藝，設(shè)計相應(yīng)的實驗室或工業(yè)性試驗研究系統(tǒng)和裝置。對于大型電廠復(fù)雜的煙氣脫硫工藝系統(tǒng)，針對實際電廠進(jìn)行模擬設(shè)計有相當(dāng)難度，合理的題目是針對需要掌握或改進(jìn)工藝，

8、設(shè)計小規(guī)模實驗裝置。對于中小型電廠，則可以進(jìn)行模擬設(shè)計，或完成煙氣凈化系統(tǒng)一部分的設(shè)計工作。對于實驗室試驗裝置或工業(yè)試驗裝置系統(tǒng)，由于裝置比較小，要求整體達(dá)到初步設(shè)計深度，部分達(dá)到施工圖階段設(shè)計深度。對于中小電廠模擬設(shè)計，設(shè)計部分內(nèi)容要達(dá)到初步設(shè)計深度。 2、    設(shè)計前資料收集和現(xiàn)場調(diào)查工作首先需要了解設(shè)計任務(wù)，根據(jù)設(shè)計任務(wù)進(jìn)行資料收集和現(xiàn)場調(diào)研。 實際煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計最重要的是：根據(jù)燃燒計算或?qū)崪y數(shù)據(jù)得到的煙氣污染物濃度，企業(yè)和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求的排放濃度限值，確定需要的凈化效率。通過資料調(diào)研和類似工程調(diào)研確定能夠滿足凈化效率要求的煙氣凈化工藝，通過比較確定選

9、用工藝和裝置，初步估算工程造價和運行費用，編寫該電廠煙氣凈化工程設(shè)計方案，方案通過后進(jìn)行工程設(shè)計。 因此，實際電廠煙氣凈化系統(tǒng)（模擬）設(shè)計，需要向電廠技術(shù)部門了解鍋爐型號，煤質(zhì)資料（設(shè)計煤種或?qū)嶋H使用煤種），鍋爐尾部空間布置和周圍可利用空間情況，以及電廠和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對煙氣凈化要求。對于改造設(shè)計，需要通過現(xiàn)場調(diào)查，還要了解目前電廠煙氣凈化設(shè)施及運行情況，實際煙氣排放監(jiān)測資料和除塵器驗收鑒定資料，粉煤灰利用情況，濕法系統(tǒng)還要了解灰水處理設(shè)施和處理效果資料。 實驗裝置系統(tǒng)設(shè)計，目的是設(shè)計滿足新工藝或裝備技術(shù)開發(fā)研究需要的系統(tǒng)。因此，需要通過向委托單位調(diào)查，掌握試驗者的試驗研究目的，和對實驗裝置系統(tǒng)

10、的具體要求。例如，需要開發(fā)和研究的煙氣凈化工藝或裝置名稱，研究重點內(nèi)容，準(zhǔn)備采用的研究路線和研究方法等。此外，要通過資料調(diào)研和類似研究裝置調(diào)查，了解目前該類工藝和裝置開發(fā)研究現(xiàn)狀，存在問題，開發(fā)研究過程廠采用的測試方法和測試儀器裝置等。需要更詳盡和細(xì)致的調(diào)查，并寫出調(diào)查綜述報告，在此基礎(chǔ)上形成實驗系統(tǒng)研制方案，批準(zhǔn)后進(jìn)行試驗系統(tǒng)設(shè)計。 3、    煙氣凈化工藝選擇煙氣凈化工藝正確選擇是煙氣凈化工藝設(shè)計的前提和關(guān)鍵。根據(jù)燃煤性質(zhì)和建設(shè)單位要求，煙氣凈化工藝分成單純除塵工藝，除塵脫硫工藝，和除塵脫硫脫硝工藝三種。目前經(jīng)常遇到的是前兩種工藝的選擇與設(shè)計。 （1）

11、0;  鍋爐煙氣除塵設(shè)備的選擇鍋爐煙塵控制工藝選擇比較簡單，主要是除塵設(shè)備的選擇和除塵系統(tǒng)的設(shè)計。除塵設(shè)備的選擇，和一般除塵器的選擇程序一樣，首先了解塵源即電廠鍋爐類型，根據(jù)同類型鍋爐實測資料或統(tǒng)計資料確定煙塵初始濃度和分散度（燃燒計算驗證該濃度）等煙塵特性，以及電廠所在地區(qū)大氣環(huán)境功能區(qū)類別和相應(yīng)鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，確定需要的總除塵效率和細(xì)顆粒分級除塵效率。然后選擇能滿足排放要求性能的除塵器。 實際選擇電廠鍋爐除塵器時，還需要考慮以下因素：（1）鍋爐尾部可以布置除塵器空間大小。對一些改造工程，往往可以利用的空間很小，這對安裝某些除塵器和配套脫硫裝置造成困難；（2）建設(shè)單位能夠提供的資

12、金數(shù)量。達(dá)到一般除塵效率，不同類型除塵器的造價有很大差別，達(dá)到高的除塵效率，能夠選擇的除塵器種類相對有限；（3）周圍居民和當(dāng)?shù)卣畬ζ髽I(yè)的環(huán)境保護(hù)要求。例如，城市密集地區(qū)，濕式除塵設(shè)備產(chǎn)生的白色煙氣造成景觀污染和“灰雨”污染，可能引起當(dāng)?shù)厝罕姴粷M；（4）考慮除塵器用于電廠鍋爐除塵的成熟程度和與脫硫設(shè)施配套情況。 目前總的趨勢，大型鍋爐需要配備電除塵器，以便滿足煙塵凈化的要求和利用干灰的要求，然后在電除塵器后進(jìn)行煙氣脫硫設(shè)施的布置。電除塵器凈化效率遠(yuǎn)高于電廠曾經(jīng)用過的旋風(fēng)除塵器和文丘里水膜除塵器，是燃煤電廠首選除塵設(shè)備。但是，電除塵器對煙塵比電阻特性比較敏感，設(shè)計時要注意燃用低硫煤的鍋爐，或者采

13、用爐內(nèi)噴鈣的鍋爐采用電除塵器可能存在的困難，需要準(zhǔn)確估計煙塵比電阻值和趨進(jìn)速度值，提高實際除塵效率和設(shè)計除塵效率的吻合程度。此外，電除塵器+煙氣脫硫裝置占地面積較大也是一個缺點。 發(fā)達(dá)國家開始用布袋除塵器代替電除塵器，出口煙塵可以達(dá)到相當(dāng)?shù)偷乃?，不受煙塵比電阻的影響。我國經(jīng)過20余年的努力和引進(jìn)國外鍋爐用布袋除塵器制造技術(shù)，成功進(jìn)行了示范工程建設(shè)，具備了為電廠鍋爐配備布袋除塵器的能力，但目前還不普及。如果采用布袋除塵器，需要進(jìn)行比較細(xì)致的調(diào)研。 對于中小型電廠和熱電廠（鍋爐容量小于400t/h），文丘里水膜除塵器還在使用并占有相當(dāng)高的比例。通過對該除塵器結(jié)構(gòu)改造或采用新型結(jié)構(gòu)濕式除塵設(shè)備，總

14、除塵效率可以達(dá)到98%以上，5微米以上粉塵基本上都可以去除。通過添加脫硫劑，可以達(dá)到一定的脫硫效率，同時起到煙氣除塵和脫硫的作用。對于各類鏈條爐等煙塵初始濃度低，粒度較粗的鍋爐，該類除塵器可以滿足嚴(yán)格的煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)。對于初始煙塵濃度高的循環(huán)流化床爐和煤粉爐等鍋爐，需要采取特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計或者在濕式除塵器前設(shè)置預(yù)除塵設(shè)施，降低初始濃度，也可以達(dá)到目前的環(huán)境保護(hù)要求。 濕式除塵脫硫一體化設(shè)備最大的優(yōu)點是除塵器占地面積小，造價低，管理簡單。但也存在比較明顯的缺點：（1）該類除塵器除塵效率的影響因素比較復(fù)雜，目前仍處于經(jīng)驗設(shè)計階段，除塵效率和設(shè)計運行水平密切相關(guān)。通過優(yōu)化設(shè)計和運行，該類除塵器達(dá)到的最高

15、除塵總效率達(dá)到99.6%，多數(shù)在98.5%以上，但也存在除塵效率較低、不能滿足環(huán)保要求的實例；（2）該類除塵器用水量較大，液氣比較高，水在除塵器內(nèi)形成大量細(xì)霧，比一般濕式除塵器更容易出現(xiàn)煙氣帶水現(xiàn)象，可能造成下游煙道腐蝕，風(fēng)機(jī)和煙道積灰振動，危及安全生產(chǎn)。可以采取設(shè)計和運行措施降低和控制這種危害，但無法根除；（3）同樣由于用水量大，煙囪出口白色煙霧濃度大，景觀污染嚴(yán)重，一般都存在下“灰雨”現(xiàn)象；（4）如果采用鈣系脫硫劑，還存在結(jié)垢的危險，需要在設(shè)計中采取控制結(jié)垢措施；（5）為了節(jié)省投資，該類除塵器往往采用的調(diào)節(jié)設(shè)施很少，調(diào)節(jié)能力有限。因為工作機(jī)理限制，要提高除塵效率就需要提高水的用量，煙氣帶水

16、就可能嚴(yán)重，反之則除塵效率下降，不容易根據(jù)實際煙氣情況進(jìn)行調(diào)整。（6）需要一定面積的灰水處理設(shè)施。 除塵器選擇需要綜合考慮各種因素，特別是除塵器性能和價格因素，權(quán)衡利弊，最后決定權(quán)在建設(shè)單位。 （2）   鍋爐煙氣脫硫工藝及凈化工藝系統(tǒng)的選擇煙氣脫硫工藝選擇比較復(fù)雜，因為不同工藝的投資、運行費用和凈化效果、運行可靠性有很大差異，對資源要求和管理水平要求也不相同。選擇合適的脫硫工藝，主要考慮國家相關(guān)技術(shù)政策，脫硫技術(shù)發(fā)展情況和建設(shè)單位的要求。 通過引進(jìn)技術(shù)和自主開發(fā)技術(shù)示范工程運行情況比較和總結(jié)，2002年由國家環(huán)?？偩帧⒔?jīng)貿(mào)委和科技部聯(lián)合制定的燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政

17、策中對煙氣脫硫技術(shù)選擇做出以下規(guī)定：燃煤含硫量>2%或者大容量機(jī)組（>200MW）宜優(yōu)先采用濕式石灰石/石膏法工藝，脫硫率和投運率要分別高于90%，95%；燃煤含硫量<2%或者中小容量機(jī)組（<200MW），以及老機(jī)組改造，在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)前提下，可以采用干法、半干法、以及其他費用較低的脫硫技術(shù)，脫硫效率要高于75%，投運率要高于95%；對于中小型工業(yè)鍋爐（產(chǎn)熱量<14MW），提倡采用低硫煤、固硫型煤、洗選煤等，原來采用濕式除塵設(shè)備的宜優(yōu)先采用除塵脫硫一體化設(shè)備。 技術(shù)政策提出比較高的投運率要求，是考慮電力生產(chǎn)對安全運行的特殊要求。在選擇脫硫工藝和設(shè)備時，要特別注意技

18、術(shù)的成熟程度，采取措施消除可能影響設(shè)備安全運行的因素。由于初學(xué)者缺乏經(jīng)驗，畢業(yè)設(shè)計可以適當(dāng)放松該方面要求。 技術(shù)政策對煙氣脫硫設(shè)備提出以下要求：使用壽命要超過15年；脫硫設(shè)備主要工藝參數(shù)（PH、液氣比、SO2出口濃度）要有自控裝置；脫硫產(chǎn)物應(yīng)穩(wěn)定化，沒有再次釋放二氧化硫危險；脫硫產(chǎn)物和外排廢水要安全處置，不發(fā)生二次污染；煙氣脫硫設(shè)施上應(yīng)安裝連續(xù)監(jiān)測儀器。技術(shù)政策針對目前燃煤煙氣凈化技術(shù)現(xiàn)狀，鼓勵研究開發(fā)新型煙氣脫硫工藝和裝備，鼓勵開發(fā)脫硫產(chǎn)品綜合利用技術(shù)和裝備，鼓勵開發(fā)回收硫資源的技術(shù)。 根據(jù)上述政策規(guī)定和對已經(jīng)采用脫硫工藝電廠調(diào)查情況，選擇設(shè)計電廠合適的脫硫工藝和裝備。目前大型電廠和大型鍋爐

19、，除塵設(shè)備都選擇電除塵器，對脫硫工藝選擇都持非常慎重的態(tài)度，基本上都是通過多次調(diào)查研究后才決定。海邊企業(yè)選擇海水脫硫工藝，其他地點電廠多數(shù)選擇濕法石灰石/石膏工藝，或其他推薦工藝。 中小型電廠對除塵和脫硫工藝選擇比較多樣化，設(shè)計者的自由度比較大一些。400t/h及其以上鍋爐一般采用電除塵器，75t/h以下鍋爐多數(shù)采用濕式除塵器。脫硫工藝的選擇和除塵裝置選擇有一定關(guān)系，采用電除塵器的電廠，可以考慮的脫硫工藝有：濕式石灰/石膏法工藝、煙氣循環(huán)流化床工藝、爐內(nèi)噴鈣爐后活化工藝等，75t/h及以下鍋爐采用除塵脫硫一體化工藝的比較多。 當(dāng)存在多個可能選擇的工藝時，需要進(jìn)行多方案比較，選擇經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較好

20、的工藝。確定選用工藝后，需要進(jìn)行工藝流程和工藝系統(tǒng)設(shè)計，全面考慮脫硫主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的組成，選擇和設(shè)計系統(tǒng)需要的所有設(shè)備裝置，然后進(jìn)行系統(tǒng)平面布置和高程布置，最終完成設(shè)計。有關(guān)工藝系統(tǒng)設(shè)計方法和裝備選擇設(shè)計方法隨后介紹。工藝和裝備開發(fā)試驗裝置設(shè)計，沒有工藝選擇環(huán)節(jié)，但研究者需要考慮進(jìn)行研究的工藝市場應(yīng)用前景，目前主要存在的問題或不太成熟的地方，以便決定煙氣脫硫工藝和裝置開發(fā)研究方向。 4、    燃燒量計算、煙氣中污染物濃度和性質(zhì)估計根據(jù)燃煤元素分析資料和工業(yè)分析資料，計算燃煤煙氣量和需要空氣量，以及煙氣中二氧化硫濃度和煙塵濃度。煙塵密度、分散度和煙塵趨進(jìn)速度等煙

21、塵性質(zhì)數(shù)據(jù)則根據(jù)相同型號鍋爐的實測資料統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行估計。 為了留有余地，燃料中硫均認(rèn)為是可燃硫，全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫進(jìn)入煙氣。如果是改造工程，實測資料可以作為參考資料，核對計算結(jié)果，設(shè)計依然依據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行。一般中小型電廠鍋爐負(fù)荷經(jīng)常在一定范圍內(nèi)波動，特別是熱電廠冬季經(jīng)常超負(fù)荷運行，要掌握鍋爐負(fù)荷波動范圍，計算煙氣量相應(yīng)波動范圍。鍋爐產(chǎn)生煙氣量和二氧化硫濃度是最重要的設(shè)計依據(jù)，對除塵器和脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計有很大影響，需要準(zhǔn)確確定。 對于中小電廠，煤的來源可能不固定，可能使用幾個煤礦的煤。要調(diào)查各煤礦的煤制機(jī)器平均比例，計算各煤礦煤質(zhì)和混合煤質(zhì)條件下的煙氣量和煙氣中污染物濃度。 5、 &#

22、160;  煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計方案和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析放方法 在方案設(shè)計計算，一般要挑選兩種可行工藝，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析后從中選擇一種較好的工藝。煙氣凈化設(shè)備技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法見燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實例第七章，或者參考其他資料。 6、    煙氣凈化系統(tǒng)工程概算編制（略）和其他課題類似。 7、    工程圖紙繪制（略）和其他課題類似。 第二部分：煙氣脫硫系統(tǒng)工藝設(shè)計方法1、    煙氣凈化工藝系統(tǒng)設(shè)計主要任務(wù)和主要內(nèi)容確定了煙氣凈化的工藝，通過調(diào)查分析掌握了煙氣凈化系統(tǒng)布置的現(xiàn)場條件，接著進(jìn)行的

23、是所選擇工藝的系統(tǒng)設(shè)計。除了煙氣除塵系統(tǒng)比較簡單外，燃煤鍋爐煙氣凈化工藝系統(tǒng)都比較復(fù)雜，由煙氣脫硫及其輔助系統(tǒng)組成，有時候?qū)﹀仩t燃燒系統(tǒng)或鍋爐供煤、發(fā)電系統(tǒng)也有改造要求。 進(jìn)行煙氣凈化工藝系統(tǒng)，主要任務(wù)是確定煙氣凈化工程的組成和對相關(guān)系統(tǒng)的要求，各子系統(tǒng)的組成，單元設(shè)備的選擇和設(shè)計，以及在提供場址內(nèi)布置和安排所有系統(tǒng)和裝置，并通過煙道、管路和控制元器件把各子系統(tǒng)和單元設(shè)備聯(lián)系成一個整體。工藝系統(tǒng)設(shè)計是進(jìn)行單個子系統(tǒng)和裝置設(shè)計的基礎(chǔ)和前提，它針對的是煙氣凈化整個過程，而不僅是脫硫或除塵單個過程，因此設(shè)計內(nèi)容更貼近實際，更有利于將所學(xué)知識融會貫通，并進(jìn)一步拓寬知識面，有利于綜合能力的培養(yǎng)。 需要進(jìn)

24、行設(shè)計計算工作：分析選用工藝主要組成子系統(tǒng)和主要設(shè)備裝置，包括煙氣凈化子系統(tǒng)，凈化后物料脫水或其它加工過程子系統(tǒng)，回收物料綜合利用或安全處置過程子系統(tǒng)，選用原料（脫硫劑等）制備和供應(yīng)系統(tǒng)子系統(tǒng)，公用工程子系統(tǒng)等；工藝過程物料、用水和熱量衡算，包括燃燒計算、物料和水量平衡表編制，要考慮波動范圍和不均衡系數(shù)，以便確定各子系統(tǒng)規(guī)模；設(shè)備布置和總圖設(shè)計；管道、煙道和儀表流程圖設(shè)計；系統(tǒng)保溫和防腐蝕設(shè)計；系統(tǒng)物料儲存和運輸設(shè)計等。 系統(tǒng)運行可能出現(xiàn)非正常狀態(tài)，如開車或停車，高負(fù)荷運行和低負(fù)荷運行，出現(xiàn)事故緊急停車等，系統(tǒng)設(shè)計時要分析可能出現(xiàn)的異常情況，考慮系統(tǒng)設(shè)計中要采取的安全措施和相應(yīng)設(shè)施。對于煙氣脫

25、硫系統(tǒng)，建立旁路煙道是必要的。鈣系脫硫劑的加工、運輸和使用。需要特別注意煙道和管路結(jié)垢預(yù)防問題。 2、    常見煙氣凈化系統(tǒng)的組成設(shè)計者必須根據(jù)建設(shè)單位要求和現(xiàn)場條件，確定選擇工藝系統(tǒng)組成，然后再進(jìn)行物料衡算和設(shè)備選擇設(shè)計。下面介紹幾種主要的煙氣凈化工藝系統(tǒng)的組成，設(shè)計者根據(jù)具體情況可以簡化或增加，畢業(yè)設(shè)計可以根據(jù)時間情況和指導(dǎo)教師要求，進(jìn)行部分系統(tǒng)設(shè)計。確定設(shè)計內(nèi)容后，需要了解這些系統(tǒng)的設(shè)計計算方法和目前可以從市場上購置的設(shè)備，需要自己設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備等，為裝置設(shè)計做好準(zhǔn)備。 干法除塵系統(tǒng)的組成：除塵器本體（一般外購成品，但需要工藝人員提出規(guī)格和技術(shù)條件要求）

26、；灰斗和出灰裝置；進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)封頭，以及鍋爐、除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪之間聯(lián)結(jié)煙道；除塵器的附屬系統(tǒng)（電除塵器的供電系統(tǒng)，布袋除塵器的反吹風(fēng)系統(tǒng)等）；風(fēng)機(jī)和輔助風(fēng)機(jī)；除塵器監(jiān)測、操作和檢修用平臺；除塵灰的輸送和儲存系統(tǒng)等。有一些電廠，對收集干灰進(jìn)行適當(dāng)加工，以適應(yīng)市場和用戶的要求，可能增加系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容，設(shè)計者在接受設(shè)計任務(wù)時要搞清楚建設(shè)單位的意圖。 濕法除塵系統(tǒng)的組成：除塵器本體（一般自己設(shè)計和制作）；灰水匯集和輸送系統(tǒng)；灰水處理系統(tǒng)；除塵水循環(huán)供應(yīng)和新鮮水補(bǔ)充系統(tǒng)；濕灰脫水和運輸系統(tǒng)等。大型電廠可能采用飛灰干收濕排工藝，采用灰漿泵把濕灰排到廠外灰廠，還可能把灰場回收水送回電廠使用。在使用過程中還需

27、要考慮灰水管道防結(jié)垢系統(tǒng)設(shè)計。 濕法石灰石/石膏法脫硫工藝系統(tǒng)的組成：脫硫塔及其內(nèi)部各種構(gòu)件（噴嘴系統(tǒng)，除霧系統(tǒng)、氧化槽系統(tǒng)、攪拌設(shè)施）；煙氣再熱系統(tǒng)；煙道和附件系統(tǒng)；脫硫風(fēng)機(jī)和氧化風(fēng)機(jī)；石灰石粉制備和輸送、供應(yīng)系統(tǒng)；石膏脫水系統(tǒng)或脫硫廢渣拋棄系統(tǒng)；脫硫系統(tǒng)外排污水處理系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)監(jiān)測、控制和操作用平臺等。 爐內(nèi)噴鈣爐后活化脫硫工藝系統(tǒng)的組成：石灰石粉倉和噴射系統(tǒng)；活化塔；煙氣再熱器；脫硫灰渣回用和排除系統(tǒng)設(shè)計；石灰石粉制備、輸送和儲存系統(tǒng)等。 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝（干法工藝）系統(tǒng)：吸收塔（反應(yīng)器）；吸收塔底倉；預(yù)除塵器和電除塵器；旁路煙道和連接除塵器-風(fēng)機(jī)煙道；風(fēng)機(jī)；返料氣化斜槽與流化風(fēng)

28、機(jī)；石灰消化和脫硫液制備系統(tǒng)；霧化噴嘴和霧化風(fēng)機(jī)等。 濕法除塵脫硫一體化煙氣凈化系統(tǒng)的組成：除塵脫硫塔；文丘里管和進(jìn)口煙道；煙氣再熱器；脫硫劑選擇和制備系統(tǒng)；脫硫液供應(yīng)系統(tǒng)；灰水處理和循環(huán)利用系統(tǒng)；灰渣脫水系統(tǒng)等。 對于實驗系統(tǒng)，無論是實驗室內(nèi)模擬煙氣實驗系統(tǒng)或者現(xiàn)場旁路煙氣實驗系統(tǒng)，其組成都和真實系統(tǒng)不同。為了達(dá)到中間試驗和工業(yè)性試驗?zāi)康?，實驗室試驗臺和工業(yè)裝置設(shè)計，需要更多考慮測試裝置和調(diào)控裝置選擇，滿足試驗和測試要求。裝置煙氣處理規(guī)模不一定很大，以便降低實驗研究費用，但要滿足相似放大對試驗設(shè)施的尺寸要求。根據(jù)試驗研究目的，實驗裝置不一定是完整系統(tǒng)，可以采用部分流程，局部過程，甚至關(guān)鍵設(shè)備

29、作為設(shè)計實驗系統(tǒng)內(nèi)容，以便用最小的代價獲得最有用而又可靠的數(shù)據(jù)。 3、    濕法煙氣凈化系統(tǒng)工藝設(shè)計方法濕法煙氣脫硫工藝是當(dāng)今大型電廠首選工藝，變化也比較多。各類工藝之間的主要區(qū)別是脫硫劑不同和對脫硫產(chǎn)物利用途徑不同。濕法工藝首先要慎重選擇合適脫硫劑，不同脫硫技對反應(yīng)過程和對反應(yīng)器（脫硫塔）結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成要求不同。脫硫產(chǎn)物的利用途徑不同，對系統(tǒng)組成確定也有很大影響。 大型電廠多數(shù)采用石灰石，少數(shù)采用石灰。兩者反應(yīng)機(jī)理基本相同，但是石灰的反應(yīng)活性比石灰石高得多，需要的反應(yīng)器容積小而比較好控制，需要的液氣比也要小許多。一般石灰石的液氣比要大于20L/m3，而石灰的液

30、氣比一般小于10（5）L/m3。但是，石灰脫硫的藥劑費用是石灰石的3-5倍，石灰石系統(tǒng)亞硫酸鈣氧化速率高于石灰系統(tǒng)。此外，石灰石的植被要比石灰簡單的多，所以目前多數(shù)采用石灰石作脫硫劑。 對于小型電廠，考慮反應(yīng)活性問題，仍采用石灰作最終脫硫劑?；蛘邽榱丝刂葡到y(tǒng)結(jié)垢而采用雙堿法工藝，最終消耗的是石灰。目前我國一些單位在開發(fā)氧化鎂工藝，以及其他脫硫劑工藝。設(shè)計前需要掌握這些工藝并進(jìn)行細(xì)致比較，并根據(jù)實際情況確定選用的具體濕法工藝。 煙氣脫硫工藝系統(tǒng)設(shè)計最常用的是參考類似電廠實際應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。電力環(huán)境保護(hù)2001年第4期，2002年第4期分別介紹了重慶發(fā)電廠2X200MW機(jī)組和廣東廉州發(fā)電廠濕法脫

31、硫工藝系統(tǒng)。我國首臺引進(jìn)的珞璜電廠石灰石濕法工藝，在許多書籍和期刊上都有介紹。至于是輝/石膏工藝，在工業(yè)脫硫技術(shù)一書中介紹了不少日本工藝（290，294，298，304頁），設(shè)計這些系統(tǒng)可以參考上述資料。 4、    煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝設(shè)計方法由于獨特的優(yōu)點，燃煤煙氣脫硫技術(shù)政策特別推薦本工藝，認(rèn)為是老廠改造和中小電廠首選煙氣脫硫工藝。我國2001年引進(jìn)的丹麥技術(shù)，安裝在云南小龍?zhí)峨姀S100MW機(jī)組上，電力環(huán)境保護(hù)2003年1期，4期介紹了該工藝設(shè)計和運行情況。燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實例介紹了德國Solvay自備電廠實例，還有自主開發(fā)的兩個應(yīng)用實例。清華紫

32、光同興組織編寫的工業(yè)脫硫技術(shù)介紹了循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)中試實驗裝置設(shè)計情況。 5、    煙氣凈化實驗系統(tǒng)工藝設(shè)計方法6、    脫硫劑制備、輸送和儲存系統(tǒng)工藝設(shè)計方法石灰石是最便宜，因而也是應(yīng)用最廣的脫硫劑，它的選擇和加工方法是煙氣脫硫技術(shù)的有機(jī)組成部分。石灰石第二中廣泛使用的脫硫劑，它的加工系統(tǒng)和輸送儲存系統(tǒng)設(shè)計也是煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計的組成部分。 （1）      用作脫硫劑的石灰石礦的選擇 煙氣脫硫?qū)τ米髅摿騽┑氖沂|(zhì)量要求很高，國外有一些先進(jìn)脫硫技術(shù)引進(jìn)到我國，脫硫效果不理想

33、，主要原因是使用的石灰石純度不夠，活性不高。所以，石灰石活性判定方法和影響因素的研究一直十分活躍，以便幫助設(shè)計者挑選優(yōu)質(zhì)石灰石提高脫硫系統(tǒng)凈化效率。另一個熱門研究課題是石灰石脫硫添加劑，通過添加一些鹽類或氧化物可以提高一般質(zhì)量石灰石的反應(yīng)活性，這樣可以擴(kuò)大可以利用的石灰石資源，降低煙氣脫硫成本。 我國石灰石礦藏資源豐富，但優(yōu)質(zhì)石灰石礦少。所謂優(yōu)質(zhì)石灰石礦，主要是碳酸鈣含量高，雜質(zhì)少，而且整個礦床成分均勻，發(fā)生變質(zhì)的礦床比例小。我國水泥行業(yè)把石灰石分成特優(yōu)礦，I級品礦和II級品礦，其碳酸鈣含量分別大于96%，86%和80%。我國多數(shù)石灰石礦碳酸鈣含量在75%左右，還達(dá)不到II級品。我國還沒有對用

34、于煙氣脫硫的石灰石礦進(jìn)行質(zhì)量分級，一些引進(jìn)脫硫示范工程，一般要求石灰石純度達(dá)到90%以上，國外要求碳酸鈣含量在97%以上。 （2）      不同脫硫工藝示范工程對石灰石質(zhì)量和加工要求 l        循環(huán)流化床鍋爐脫硫用石灰石要求在0-2mm，中位徑為100-500微米； l        石灰石/石膏濕法工藝脫硫用石灰石要求碳酸鈣含量>90%,-325#占95%； l  &#

35、160;     爐內(nèi)噴鈣爐后活化LIFAC工藝脫硫用石灰石要求純度92-96%，粒度-30微米占80%； l        噴霧干燥法脫硫工藝要求脫硫用石灰石，碳酸鈣含量要求大于92%，粒度-30微米要求大于80%； （3）      石灰石脫硫劑加工系統(tǒng)工藝設(shè)計方法 對于石灰石/石膏工藝，國外的經(jīng)驗是石灰石脫硫劑加工系統(tǒng)的投資占脫硫系統(tǒng)總投資的1/5，而且是脫硫系統(tǒng)最容易出故障的系統(tǒng)之一。對于循環(huán)流化床鍋爐脫硫用石灰石粉和路內(nèi)噴鈣用

36、石灰石粉，粒度要求低得多，所以加工方法也不相同。 循環(huán)流化床鍋爐用石灰石粉，可以采用燒結(jié)廠溶劑（石灰石）破碎系統(tǒng)設(shè)計方法，因為二者對加工的力度要求是一致的。從礦山來的石灰石粒度為80（100）-0mm獲40-0mm，只經(jīng)過顎式破碎機(jī)粗加工。石灰石進(jìn)一步破碎采用錘式或反擊式破碎機(jī)+檢查篩的閉路循環(huán)流程，詳見燒結(jié)設(shè)計手冊p34-38。破碎機(jī)和篩分機(jī)分別設(shè)置儲存?zhèn)}，這樣不知可以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。破碎機(jī)和篩分機(jī)要安裝粉塵控制裝置（集氣罩和除塵器，集體設(shè)計方法見除塵工程設(shè)計手冊）。 其他工藝對石灰石脫硫劑的力度要求都非常嚴(yán)格，必須采用以各類球磨機(jī)為核心的磨礦系統(tǒng)，根據(jù)是否采用水作為磨礦的介質(zhì)，分為干式制

37、漿系統(tǒng)和濕式制漿系統(tǒng)。濕式制漿系統(tǒng)的能耗是干式系統(tǒng)的1/3，對于干法脫硫工藝，不能用濕式制漿系統(tǒng)。對于石灰石/石膏濕法工藝，用石灰石粉調(diào)制成濃度為15-25%的漿液進(jìn)行脫硫。 干式制漿系統(tǒng)和濕式制漿系統(tǒng)工藝流程見郭東明編著硫氮污染防治工程技術(shù)及其應(yīng)用p32-35。該書對兩個方案進(jìn)行了比較。脫硫劑制備過程，還需要洗滌去除石灰石中雜質(zhì)，特別是泥土和氯離子，所以干式制漿系統(tǒng)也要對石料進(jìn)行沖洗，然后烘干。 石灰石磨礦技術(shù)廣泛用于水泥生產(chǎn)，磨礦流程和設(shè)備的選擇與設(shè)計可以借鑒水泥設(shè)計手冊，實際上破碎設(shè)備選擇也可以借鑒該手冊。 （4）      石灰石干粉儲

38、存系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)工藝設(shè)計方法 石灰石粉磨細(xì)后容易吸濕，結(jié)團(tuán)，在倉庫內(nèi)不容易起拱，影響下料。在管道內(nèi)輸送有可能發(fā)生堵塞。 （5）      石灰粉磨消化和直接消化系統(tǒng)設(shè)計方法 石灰乳的制備是石灰/石膏濕法煙氣脫硫工藝的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一。大型電廠廠采用石灰干法粉磨活破碎后再消化的工藝，而小型電廠常采用直接消化的工藝。硫氮污染防治工程技術(shù)及其應(yīng)用P67介紹石灰乳制備工藝流程，為了保證石灰乳供應(yīng)系統(tǒng)運行可靠，需要通過水利旋流器等設(shè)備進(jìn)行去渣。如果采用干法閉路磨礦系統(tǒng)，可以省去這一環(huán)節(jié)。 在現(xiàn)代純堿生產(chǎn)過程需要用大量石灰乳，積累不少經(jīng)驗，設(shè)計中可以借鑒。

39、（6）      石灰石濕漿儲存系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)工藝設(shè)計方法（略） 7、    干灰輸送和儲存系統(tǒng)組成和工藝設(shè)計方法采用干式除塵設(shè)備和進(jìn)行干灰利用的電廠，都需要考慮干灰的輸送和儲存問題，該系統(tǒng)是煙氣除塵系統(tǒng)的必要組成部分。例如，電除塵器的輸灰系統(tǒng)由卸灰閥、刮板輸送機(jī)和斗式提升機(jī)等輸灰設(shè)備，儲灰罐和輸灰車輛構(gòu)成。輸灰方式多種多樣，除了上述機(jī)械輸灰方式外，還有氣力輸灰方式，應(yīng)用也很廣泛。氣力輸灰設(shè)施包括卸灰閥、氣力輸送管道、儲灰罐、氣固分離裝置、高壓引風(fēng)機(jī)等。 輸排灰裝置的選擇主要根據(jù)粉塵特性、粉塵最大粒徑、輸送量和輸送

40、距離、可以布置的空間等因素綜合決定。具體設(shè)計方法見除塵工程設(shè)計手冊第五章p247，也可以參閱粉煤灰利用手冊P31-38和除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計選用手冊-排灰裝置p128-165。 電力環(huán)境保護(hù)1986年第4期介紹國外設(shè)計干灰倉的方法；VOL19NO4介紹徐州電廠正壓農(nóng)濃相氣力輸灰系統(tǒng)； 第三部分：典型煙氣凈化裝置選擇和工藝設(shè)計方法 一、       電除塵器選擇和工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法電廠煙氣凈化系統(tǒng)總體方案決定采用電除塵器，則工藝設(shè)計需要進(jìn)行的是電除塵器選型設(shè)計。經(jīng)過多年努力，我國電除塵器行業(yè)自主開發(fā)和引進(jìn)專利技術(shù)制造的電除塵器完全可以滿

41、足各種除塵場合需要，尤其是類似電廠鍋爐這樣電除塵器重點用戶的需要。由于電除塵器是一種價格昂貴的大型設(shè)備，需要通過現(xiàn)場設(shè)計者和電除塵器廠家技術(shù)人員合作，設(shè)計和制造出最適合現(xiàn)場使用條件的電除塵器。除非一些特殊煙氣和特殊現(xiàn)場條件、特殊要求，而且電除塵器尺寸很小，目前已經(jīng)很少有現(xiàn)場設(shè)計人員設(shè)計和組織制造電除塵器。 現(xiàn)場設(shè)計者需要做的工作是：（1）通過調(diào)查和試驗、測試等方法，確定待處理煙塵和煙氣的性質(zhì)，明確可以布置電除塵器的空間范圍并確定電除塵器大致尺寸（通過繪制布置工藝圖紙確定）。此外，還要收集與電除塵器選型有關(guān)的一些資料，如當(dāng)?shù)貧夂颉惭b地點工程地質(zhì)情況等。把這些信息整理成電除塵器設(shè)計條件書，和電除

42、塵器廠家協(xié)商（有可能修改部分條件），定做符合要求的電除塵器；（2）廠家完成電除塵器設(shè)計后，對設(shè)計方案和圖紙進(jìn)行審查，認(rèn)定是否滿足用戶要求，確定后進(jìn)行制造；（3）廠家制造和安裝電除塵器后，配合制造廠家進(jìn)行試運行并進(jìn)行驗收，出現(xiàn)問題和廠家共同解決；（4）制定電除塵器操作規(guī)程，培訓(xùn)操作人員，提出管理制度等，最后進(jìn)行移交。 在收集資料中，最重要的是根據(jù)燃煤煤質(zhì)和采用鍋爐類別估計待處理工況煙氣量、煙塵的比電阻和趨進(jìn)速度。畢業(yè)設(shè)計可以利用統(tǒng)計資料，實際設(shè)計時最好要通過小型試驗實測煙塵的比電阻和計算趨進(jìn)速度，以便根據(jù)煙塵特性和需要的除塵效率準(zhǔn)確確定需要的電除塵器收塵極板面積。現(xiàn)場設(shè)計者還需要根據(jù)處理煙氣量和

43、選擇的電廠風(fēng)速，計算電除塵器斷面積，以及寬度和高度；根據(jù)粉塵特性選擇通道寬度（同極距）和收塵板形式，計算需要的通道數(shù)；根據(jù)要求的除塵效率、粉塵趨進(jìn)速度和選擇的電場風(fēng)速，確定需要的電除塵器電場數(shù)，確定電除塵器本體長度。設(shè)計計算方法見除塵工程設(shè)計手冊p205,除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備選用手冊p540。 電除塵器廠家一般還需要了解煙塵的分散度，化學(xué)成分，真密度、堆積密度和安息角，以便正確選擇極板和電暈線形式、灰斗角度等結(jié)構(gòu)參數(shù)。除塵器中煙氣正常運行溫度，最高運行溫度，對選擇電除塵器極板和殼體材料至關(guān)重要，煙氣的露點溫度是另外一個重要參數(shù)，必須保證電除塵器內(nèi)，特別是絕緣室內(nèi)氣體溫度高于露點一定度數(shù)，防止腐蝕

44、和絕緣失效，造成事故。運行中煙氣在電除塵器內(nèi)的正常負(fù)壓也是一個重要數(shù)據(jù)，以便電除塵器廠家合理確定電除塵器殼體結(jié)構(gòu)和鋼板厚度。需要指出，煙氣量、煙氣溫度和煙塵濃度一般都存在波動，在進(jìn)行上述選型設(shè)計計算時要考慮波動因素，以便要求制造的電除塵器在處理不同工況的煙氣都能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)場設(shè)計者需要了解當(dāng)?shù)貧庀髼l件，并提供給除塵器廠家。包括當(dāng)?shù)刈罡邭鉁兀畹蜌鉁?、風(fēng)荷載和雪荷載，風(fēng)向和風(fēng)速，降雨和降雪情況等。根據(jù)氣候情況，是否對灰斗采取加熱措施，需要采取何種措施（電加熱或蒸汽加熱）。 現(xiàn)場設(shè)計者最重要的任務(wù)是根據(jù)可利用空間，初步進(jìn)行電除塵器布置，分析前面設(shè)計計算得到的電除塵器寬度和長度布置是否有困難

45、，留給進(jìn)口封頭和出口風(fēng)頭的空間有多大，根 據(jù)鍋爐出口和風(fēng)機(jī)接口標(biāo)高，適宜采取的進(jìn)出口封頭形式?；叶吩O(shè)計要考慮灰的利用方式和儲存方式，以及設(shè)施的布置，以便選擇合適的灰斗形式。 現(xiàn)場設(shè)計者還可以提出其它要求，這些要求和提供的設(shè)計條件是電除塵器廠家進(jìn)行設(shè)計的主要依據(jù)，但電除塵器最終結(jié)構(gòu)圖和安裝圖都由廠家提供。畢業(yè)設(shè)計無法做到利用最終圖紙進(jìn)行系統(tǒng)布置。 電力環(huán)境保護(hù)VOL17NO1討論了爐內(nèi)噴鈣活化對電除塵器影響，以及電除塵器的主要設(shè)計參數(shù)。VOL15NO4討論了電除塵器的分級除塵特性。1988年第4期介紹比電阻和趨進(jìn)速度關(guān)系，1990年第3期介紹趨進(jìn)速度與粒徑關(guān)系。2003年第2期介紹淮北廠電除塵器

46、設(shè)計情況。 二、       預(yù)除塵器選擇與工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 對于小型循環(huán)流化床鍋爐，當(dāng)鍋爐出口濃度高于選用的最終除塵器對進(jìn)口濃度限制要求，或者一級除塵器由于進(jìn)口煙塵濃度過高而無法達(dá)到要求的出口煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，就需要在最終除塵器前加一級預(yù)除塵器。選用預(yù)除塵器的另外兩種情況是：（1）選用濕式除塵器但又有干灰利用要求；（2）選用布袋除塵器但燃燒設(shè)備不斷有熱碳粒等飛出，可能損壞布袋，需要設(shè)置預(yù)除塵器保證布袋安全。 預(yù)除塵器常采用慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器或多管旋風(fēng)除塵器。慣性除塵器需要自己設(shè)計，其他兩種除塵器在市場上有很多種產(chǎn)品可以選擇，現(xiàn)場設(shè)計

47、者主要是選型設(shè)計。選擇市場提供的除塵器作為預(yù)除塵器，除了要滿足處理能力要求和回收有用物料要求外，最主要的是盡可能降低系統(tǒng)阻力。實際考察表明，一些二級除塵系統(tǒng)，選擇的預(yù)除塵器除塵效率過高，對 改進(jìn)系統(tǒng)總除塵效率沒有多少幫助，但增加的系統(tǒng)阻力卻不少，這樣做不經(jīng)濟(jì)的。煙氣量比較大時，往往需要選用多個預(yù)除塵器并聯(lián)使用，需要注意對稱布置，并采取措施保證風(fēng)量分布均勻。 一般來說，已經(jīng)開發(fā)的旋風(fēng)除塵器種類繁多，可以滿足于除塵器選型需要。但多數(shù)旋風(fēng)除塵器開發(fā)時期的目標(biāo)是作最終除塵設(shè)備，追求的是高除塵效率。滿足預(yù)除塵要求的產(chǎn)品比較少，特別是滿足現(xiàn)場除塵效率要求而阻力低的除塵器不一定能夠在市場中找到，這就需要自己

48、設(shè)計滿足要求的除塵器，具體設(shè)計方法見通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計手冊p91-95，除塵設(shè)備設(shè)計p41-65，除塵工程設(shè)計手冊p104-135。 三、       煙氣脫硫塔選擇與工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法隨著脫硫技術(shù)發(fā)展，脫硫塔結(jié)構(gòu)也不斷進(jìn)步。目前，最流行的石灰石/石膏工藝脫硫塔，同時起預(yù)洗滌塔、洗滌塔和氧化槽的作用。在日本，還有的石灰石/石膏工藝，采用待遇洗滌塔的脫硫塔結(jié)構(gòu)，目的是減輕殘余飛灰、氯化物和氟化物對石膏品質(zhì)的影響。 脫硫塔要起以下作用：（1）通過噴灑脫硫液吸收去除二氧化硫和其他酸性氣體；（2）經(jīng)化煙氣和脫硫液分離（除霧）；（3）灰漿中和，達(dá)到

49、控制pH，提供石灰石溶解和亞硫酸鈣氧化的合適條件；（4）鼓入空氣就地氧化生成硫酸鈣；（5）硫酸鈣在合適的飽和度條件下生成晶粒比較大，容易分離和脫水的石膏產(chǎn)品。 脫硫塔結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮煙氣和脫硫液形成水霧充分混合，保證煙氣氣流的均勻分布，脫硫霧滴在煙氣中的均勻分布，并且煙氣和脫硫液都有一定停留時間，保證吸收反應(yīng)、氧化反應(yīng)、結(jié)晶反應(yīng)都能夠完成。脫硫塔設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該盡可能使得塔體和各部件對硫酸鈣結(jié)垢不敏感，或則不容易結(jié)垢，保證安全運行。所以，脫硫塔設(shè)計有相當(dāng)難度。 國際流行的脫硫塔有六種結(jié)構(gòu)類型：噴淋塔、填料塔、液柱塔、鼓泡塔、氣泡噴射反應(yīng)器、雙回路塔等，前四種塔通過引進(jìn)在我國都有應(yīng)用。目前最流行

50、的脫硫塔為噴淋塔，其次是液柱塔和填料塔。 噴淋脫硫吸收塔設(shè)計方法-鐘秦書p75。示范工程表明，國外設(shè)計的噴淋塔采用主要工藝參數(shù)如下：噴淋吸收塔的空塔氣速一般在3m/s左右，液氣比825L/m3；吸收區(qū)高度5-15m;，接觸反應(yīng)時間秒；一般布置3-6個噴淋層，噴霧覆蓋率200-300，噴嘴設(shè)計見鐘秦書p79-85。要求噴嘴出口速度10m/s左右，水壓在0.05-0.2Mpa。 電力環(huán)境保護(hù)VOL18NO.4介紹廣東連州脫硫塔的一些參數(shù)，包括除霧器設(shè)計參數(shù)。VOL18NO.2介紹重慶珞璜電廠脫硫塔結(jié)構(gòu)和防腐蝕設(shè)計。VOL15NO3介紹太原熱電廠簡易塔設(shè)計。 重慶珞璜電廠一期采用柵格填料塔，二期采用

51、液柱塔，也取得了比較好的脫硫效果。作為練習(xí)，設(shè)計脫硫塔可以采用化學(xué)工程中設(shè)計吸收塔的方法，具體設(shè)計方法可以查閱化學(xué)工程工藝設(shè)計手冊，或其他設(shè)計手冊。 整個脫硫系統(tǒng)阻力大約（德國）2940Pa，需要設(shè)置脫硫風(fēng)機(jī)。 四、       濕式除塵設(shè)備和脫硫設(shè)備除霧器選擇和工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法除霧器濕式除塵設(shè)備、脫硫設(shè)備、以及化工塔設(shè)備的重要部件，在有關(guān)設(shè)計手冊中都有選型和設(shè)計方法介紹。在濕式煙氣除塵和脫硫設(shè)備中，除霧器的正確選型設(shè)計和使用十分關(guān)鍵。因為除霧器是最容易出現(xiàn)故障的濕式凈化設(shè)備部件之一，盡管結(jié)構(gòu)簡單，實際設(shè)計中仍需要認(rèn)真對待。煙氣除霧后

52、，要求殘余水滴濃度<100mg/m3，如果超過200mg/m3系統(tǒng)就容易出現(xiàn)問題。 常用除霧器有以下幾種：折流板除霧器、旋流板除霧器、絲網(wǎng)除霧器、填料除霧器、以及其它類型除霧器。實際上，所有除塵器都可以用作除霧器，只是霧滴一般粒度比較大，凈化過程還會凝并，不需要對細(xì)顆粒有很高效率，但需要用水流定期沖洗，防止積灰，所以多數(shù)除霧器采用簡單的結(jié)構(gòu)形式。常用于化工生產(chǎn)中的絲網(wǎng)除霧器和填料除霧器不容易清洗，不適合煙氣凈化領(lǐng)域，實際應(yīng)用的主要是折流板除霧器和旋流板除霧器，后者主要用在中小型設(shè)備中。 除霧器設(shè)計涉及兩個部分：除霧器本體設(shè)計和沖洗系統(tǒng)設(shè)計。對于折流板除霧器，除了選擇合適的結(jié)構(gòu)形式、葉片間

53、距(30-50mm)、葉片高度、葉片材質(zhì)和加工方法、除霧器的級數(shù)和布置形式等結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，還需要確定除塵器最優(yōu)臨界流速。所謂最優(yōu)臨界流速，是指不會引起二次帶水的最高煙氣流速，和葉片結(jié)構(gòu)，布置方式，煙氣帶水負(fù)荷和帶水水滴分散度，氣流方向等有關(guān)。常用來計算最優(yōu)臨界流速公式     v = K(PW-PG)/PG0.5，m/s 式中，系數(shù)K=0.107-0.305，垂直煙流方向取小值，水平煙流方向取大值；PW-水的密度；PG-煙氣密度。不同手冊推薦值不同。郭東明便著書中，值為0.05-0.13，立式布置許用速度是水平布置的1.5-2.5倍。霧滴中有顆粒物，允許速度更高一

54、些。 一般盡可能接近最大煙氣速度。實際選用值要小于計算值（3.5-5.5m/s），因為煙氣流速并不是均勻的，有可能局部發(fā)生二次帶水。但降低流速又不利于脫出微細(xì)霧滴，具體取值要根據(jù)實驗或者實際運行數(shù)據(jù)確定，手冊也有推薦值。除霧器沖洗系統(tǒng)主要由沖洗噴嘴、沖洗泵、管路、閥門和壓力儀表、以及控制裝置組成。一般采取雙面沖洗的方式，選擇的噴嘴，要能夠形成是新稅務(wù)并有沖擊力，噴嘴的擴(kuò)散角要保證覆蓋除霧器，一般在75-90º范圍內(nèi)。噴嘴距離除霧器距離小于1米。 沖洗水壓過高容易引起帶水，過低不能起到清洗作用，一般在0.25Mpa（正面）和0.15Mpa（背面）以上。沖洗水量每小時每平方米1-4立方米

55、水。沖洗覆蓋率100-300%，2小時為一個沖洗周期。具體設(shè)計方法見電力環(huán)境保護(hù)2001NO.4和鐘秦書p75-77。 五、       石灰石/石膏法脫硫塔氧化槽工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法回收脫硫副產(chǎn)物可以提高脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能，就地氧化是目前流行的回收石膏副產(chǎn)品的重要工藝環(huán)節(jié)。目前大型脫硫公司實際采用的就地氧化技術(shù)，因空氣導(dǎo)入脫硫漿和空氣在脫硫漿中分散方式不同而分成多種方式。應(yīng)用較普遍的方式有兩種：固定式空氣噴射器式（Fixed air aparger FAS）和攪拌器和噴射槍組合式(agitater air lance assemilie

56、s ALS)。 固定式空氣噴射器是就地氧化槽有點類似污水處理中的曝氣池，槽內(nèi)布置很多噴氣噴嘴，每一個噴嘴大約負(fù)責(zé)0.3平方米面積充氧，相當(dāng)于3.5個噴嘴/平方米。在噴嘴上方布置攪拌器，負(fù)責(zé)把已經(jīng)充氧的脫硫液和沒有得到充氧的脫硫液混合，也防止石灰石粉和石膏晶體沉淀。進(jìn)行這種方式的氧化槽設(shè)計，主要要確定氧化槽容積、深度、氧化空氣流量和布置噴嘴數(shù)量與方式、攪拌器類型、數(shù)量、和布置方式。該類技術(shù)對噴嘴浸沒深度敏感，至少需要3米以上。該方式必須保證一定空氣流量（30%），否則將堵塞噴嘴。 攪拌器和噴射槍組合式（ALS）依靠強(qiáng)攪拌器形成的高速液流分散空氣，對浸沒深度要求較低，對低流量的限制也小得多。但該方

57、式對攪拌器性能和攪拌漿葉的耐磨性能要求很高，否則磨損很快，不能保證系統(tǒng)正常運行。有關(guān)設(shè)計方法參考-鐘秦書p75和電力環(huán)境保護(hù)VOL18NO.2 P52-54。一些參數(shù)目前只能借鑒示范工程設(shè)計和運行情況有關(guān)數(shù)據(jù)，如脫硫液水力停留時間4-8分鐘。氧化1摩爾石膏需要1摩爾氧氣，氧化風(fēng)機(jī)的壓力需要0.05-0.086Mpa, 六、       濕式脫硫系統(tǒng)煙氣再熱器選擇與工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法濕式煙氣脫硫系統(tǒng)出口煙氣濃度一般很低，都接近煙氣水露點。除了造成煙囪白色煙霧景觀污染外，還造成煙道和煙囪腐蝕，風(fēng)機(jī)積灰發(fā)生異常振動，成為安全生產(chǎn)的隱患。比較完

58、整的濕式煙氣脫硫系統(tǒng)，都配備煙氣再熱系統(tǒng)。 濕式煙氣脫硫系統(tǒng)的煙氣再熱可以采取多種方式，設(shè)計濕式脫硫系統(tǒng)是首先要選擇合適的煙氣再熱方式。對于大型電廠，實際工程采用的煙氣再熱方式有：（1）利用鍋爐出口熱煙氣加熱凈化后的冷煙氣，采用的熱交換器有回轉(zhuǎn)蓄熱式換熱器、管殼式換熱器，以及熱管換熱器；（2）利用發(fā)電機(jī)用后的乏蒸汽進(jìn)行加熱冷煙氣，采用的換熱器有管殼式換熱器，熱管換熱器等；（3）利用電除塵器排出還沒有脫硫的熱煙氣直接參入冷煙氣，或者潔凈能源天然氣或煤氣燃燒產(chǎn)生的熱煙氣參入冷煙氣，提高排放煙氣溫度。 最后一種方式要犧牲脫硫效率，或者要額外消耗能源，增加企業(yè)運行費用。我國有一些電廠采用低硫煤，然后采

59、用部分不脫硫煙氣進(jìn)行加熱，二氧化硫排放濃度仍然可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。確定選用的煙氣再熱方式后，需要設(shè)計換熱器或者冷熱煙氣混合設(shè)施。 一般脫硫塔出口煙溫45-55，德國明確規(guī)定煙囪入口要提高到72，從再熱器到煙囪入口還會降溫5-10，所以需要加熱到77-82。 （1）      煙氣換熱器的設(shè)計或選用方法 現(xiàn)場設(shè)計人員很難自己設(shè)計回轉(zhuǎn)蓄熱式換熱器和熱管換熱器，主要是選型設(shè)計。管殼式換熱器可以自己設(shè)計，也可以選擇先由廠家生產(chǎn)產(chǎn)品。和電除塵器選型設(shè)計一樣，現(xiàn)場設(shè)計人員的任務(wù)是選擇換熱器類型，并提供生產(chǎn)廠家設(shè)計和生產(chǎn)換熱器必要的基礎(chǔ)資料。在確定選用的換熱器

60、類型后，需要通過調(diào)查確定： l        冷煙氣量和煙氣溫度、殘余煙塵濃度、腐蝕特性，和確定需要通過換熱提高冷煙氣的溫度值； l        采用熱煙氣量的熱量加熱冷煙氣，則需要提供熱煙氣數(shù)量、煙氣溫度和煙塵濃度、腐蝕特性等； l        采用乏蒸汽加熱，則要確定可利用的乏蒸汽溫度和壓力，提高煙氣溫度需要的乏蒸汽量； l    

61、0;   粗略估計需要的換熱面積，初步從現(xiàn)有產(chǎn)品中選擇換熱器； l        調(diào)查現(xiàn)場可以布置換熱器的空間，并進(jìn)行換熱器初步布置，確定連接煙道尺寸要求。如果布置有困難，更換或改變換熱器部分尺寸，提出定制要求； l        向廠家提出訂貨或定制要求 管殼式換熱器設(shè)計計算方法見有關(guān)設(shè)計手冊。電力環(huán)境保護(hù)VOL18NO2介紹連州電廠采用蒸汽加熱冷煙氣的設(shè)計。郭東明著劉旦污染物防治工程技術(shù)及其應(yīng)用112頁介紹再熱器類型和選擇方法。 熱

62、管式換熱器設(shè)計計算方法見設(shè)計手冊。設(shè)計中要注意防止酸露點腐蝕問題，關(guān)鍵是避開發(fā)生低溫酸腐蝕溫度區(qū)域。 （2）      冷熱煙氣混合設(shè)施及其設(shè)計方法 一般煙氣脫硫系統(tǒng)都比較緊湊，從冷熱煙氣混合點到風(fēng)機(jī)等對煙氣中水滴比較敏感的設(shè)施距離不會很大。冷熱煙氣要盡快充分混合，以便水滴有充分時間蒸發(fā)，減輕水滴引起煙道積灰和腐蝕等不利影響。冷煙氣和熱煙氣所走的路線阻力差別很大，混合過程還需要采取措施平衡兩條支路的阻力，保證冷熱煙氣按設(shè)計流量運行。 風(fēng)機(jī)混合裝置脫硫裝置電除塵器鍋爐煙氣 混合裝置結(jié)構(gòu)類似噴射泵，熱煙氣從噴口高速流出，帶動冷煙氣流動，把壓力能轉(zhuǎn)換成動能，起到兩個分支阻力的作用。計算方法見 七、       石膏副產(chǎn)品回收和處理系統(tǒng)工藝設(shè)計方法石膏副產(chǎn)品能否占有市場，關(guān)鍵是它的質(zhì)量。石膏副產(chǎn)品回收系統(tǒng)合理設(shè)計和運行是保證石膏質(zhì)量和降低處置費用的主要措施之一。 商業(yè)上對石膏質(zhì)量的要求主要是：雜質(zhì)含量少；顏色白；平均粒度在100微米左右；含水率小于10%。石膏中的雜質(zhì)主要指混入的飛灰、未反應(yīng)的石灰石、以及