1、燃煤锅炉烟气脱硫除尘工艺设计关键词：燃煤锅炉 湿式脱硫除尘 双碱法1、概述随着近几年环保标准的不断提高，加之 SO2减排任务的日益艰巨，同时为改善我市环境质量，减少锅炉烟气污染物排放，防治大气污染，确保蓝天碧水。我公司进行脱硫除尘系统改造，新安装湿式烟气脱硫除尘净化器，使二氧化硫和烟尘排放浓度达到地方和国家有关环保排放及总量控制的要求，尽可能的减少对环境的影响。2、设计方案2.1、指导原则针对本次燃煤锅炉烟气脱硫除尘改造工程，满足日益严格的环保要求，确定以下作为制定本方案的指导原则：一是为今后单位可持续性发展着想，所选的设备技术先进，工艺成熟、可靠。二是充分利用锅炉房现有条件，充分利用现有设备
2、及设施。按现有场地条件布置脱硫除尘设备，优化流程，操作维护简便。在满足烟气治理达标的前提下，节省投资，做到经济实用，使用寿命较长。2.2、设计引用参数序号 项目 参数1 14MW 锅炉蒸发量 20t/h2 14MW 锅炉额定燃料消耗量 2.805t/h3 14MW 锅炉出口烟气量 45000-60000m3/h4 14MW 锅炉出口粉尘浓度 1800 mg/m35 陶瓷多管除尘器出口粉尘浓度 2310mg/m36 14MW 锅炉出口 SO2浓度 2100mg/m37 引风机全压 2800-3393Pa8 引风机电机功率 75KW9 陶瓷多管除尘器阻力 1000Pa说明：（1） 、锅炉出口 SO
3、2浓度按锅炉燃料的含硫量 1.5%计算；（2） 、陶瓷多管除尘器出口粉尘浓度按其设备除尘效率 90%计算。2.3、设计除尘脱硫设备性能指标和排放指标序号 名称 数值 说明1 SO2排放浓度 900 mg/Nm 3 国家排放标准2 粉尘含量 200 mg/Nm 3 国家排放标准3 设备阻力 1200Pa 国家性能指标4 烟气含湿量 8% 国家性能指标5 林格曼黑度 1 级 国家性能指标6 设计除尘效率 97% 设计值7 设计脱硫效率 70% 设计值2.4、技术原理综合我处可用于脱硫除尘设备工程建设用地面积、脱硫剂来源、脱硫后产物消化处理和治理目标等因素，决定采用脱硫除尘一体的石质湿式冲击式水浴旋
4、流双碱法脱硫除尘工艺。各种脱硫除尘工艺对比湿法 半干法 干法脱硫工艺 石灰石石膏法 钠法 双碱法 氧化镁 氨法 海水法 喷雾干燥 炉内喷钙 循环流化床 等离 子体脱硫效率% 90-98 90-98 90-98 90-98 90-98 70-90 70-85 60-75 60-90 90以 上吸收剂 CaCO3 NaOH Na3CO3NaOH CaO MgO NH3.H2O海水 CaO CaO CaO NH3可靠性 高 高 高 高 一般 高 一般 一般 高 高结垢 易结垢 不结垢 不结垢 不结垢 不结垢 不结垢易结垢 易结垢 易结垢 易结垢 易结垢堵塞 堵塞 不堵塞 不堵塞 不堵塞 不堵塞 不堵
5、塞 堵塞 堵塞 堵塞 不堵塞占地面积 大 小 中 小 大 中 中 中 中 中运行费用 高 很高 一般 低 高 低 一般 一般 一般 一般投资 大 小 较小 小 大 较小 较小 小 较小 大双碱法烟气脱硫工艺是为了克服石灰石/石灰法容易结垢的缺点而脱硫发展起来的。他先用碱金属盐类如 NaOH，Na 2CO3， NaHCO3， Na2SO3 等水溶液吸收 SO2， 然后在另一石灰反应器中用石灰将吸收 SO2 后的溶液再生。再生后的吸收液循环使用，而 SO2 则以石膏的形式析出，生成亚硫酸钙和石膏，脱硫实际消耗的是 Ca(OH)2，脱硫做到低耗高效，这样脱硫反应在设备内完成，固硫在循环水池内进行，避
6、免了它们各自的缺点，其化学反应机理如下：A、化学原理：在吸收塔内吸收 SO2：SO2+H20H 2SO3 NaOH+H2SO3Na 2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O2NaHSO 3 B、NaOH 再生：将吸收了 SO2 的吸收液送石灰反应器，进行吸收液的再生和固体副产品的析出。如以钠盐为脱硫剂，用石灰对吸收剂进行再生。则在石灰反应器中会进行下面的反应：NaHSO3+Ca(OH)2Na 2SO3+CaSO31/2H2O+H 2ONa2SO3+Ca(OH)2+H2ONaOH+CaSO 31/2H2OC、双碱法的工艺特点：（1）用 NaOH 脱硫，循环水基本上是 NaOH 的水溶液，在循
7、环过程中对水泵、管道、设备无腐蚀和堵塞，便于设备运行与保养。（2）吸收液的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外，减少了塔内结垢的可能性，较适应现有的设备，降低了脱硫成本。（3）脱硫效率高，一般在 90%以上。2.5、系统设计的工艺流程框图2.6、脱硫、除尘工艺流程脱硫除尘一体的石质湿式冲击式水浴旋流双碱法脱硫除尘本体采用花花岗岩砌筑组合结构,从根本上避免了碳素钢制结构的严重腐蚀问题，内部采用喷淋、水膜和多重脱水结构,提高了系统运行稳定性.可实现液位控制、pH 值监测调整、排灰浆全自动化运行.采用喷雾、强力水膜和多重脱水结构,提高了系统运行稳定性。如图所示，含有 S02、粉尘的污染气体，进入设备后，
8、经烟气进口顶部下行与第一下行通道雾化系统充分接触，完成第一次除尘、脱硫过程。烟气下行经增速喉部以高速冲击设备底部水面，因烟气高速冲击和掠过水面时激起大量水滴和泡沫，部分粉尘和 S02 被激起的水滴和泡沫粘附，完成了第二次除尘、脱硫过程。烟气经设备第一下行通道底部水平面改变运行方向，切线进入第一级旋流除尘、脱硫装置后，烟气再次改变方向，由于芯塔及旋流烟气导向板的作用，使烟气充分螺旋上升，与第一级旋流脱硫、除尘装置内的主塔内水膜、芯塔外水膜、旋流导向板水膜面及雾化系统充分接触，完成了第三次除尘、脱硫过程。烟气经第一级旋流除尘、脱硫装置顶部改变运行方向进入有雾化装置的第二下行通道，完成了第四次除尘、
9、脱硫过程。 烟气经第二下行通道高速冲击水面改变运行方向，完成了第五次除尘、脱硫过程。烟气改变方向切线进入第二级带有雾化系统的旋流除尘、脱硫装置，完成了第六次除尘、脱硫过程。烟气经过整个除尘、脱硫过程全部净化后，改变方向进入干段的第三下行通道，经喉部高速冲击设备底部脱水池后，烟气再次改变方向切向进入设备第三级旋流脱水体，螺旋上升，由于离心力的作用，烟气中所含液态水被甩至塔体内壁，不断凝聚并沿内壁下滑至脱水池，所含液态水气已脱除完全。烟气上升至第三段旋流体顶部时，进入气水分离室再次气水分离，使得其出口含湿量8% （国家环保行业标准） ，最后可达标排放的烟气通过设备顶部出口与引风机连接，由烟囱排入大
10、气。3、使用效果自 2014 年新安装的石质湿式冲击式水浴旋流脱硫除尘投入使用，我公司对锅炉的脱硫效果进行了检测，检测数据如下:r00rr r r0rr rrrrrrrr r rrr r rrrr r rrrrrrr0r脱硫除尘器前 脱硫除尘器后锅炉 氧含量（%）S02实测浓度（mg/ m3）S02折算浓度（mg/ m3）氧含量（%）S02实测浓度（mg/ m3）S02折算浓度（mg/ m3）脱硫效率（%）1# 15.4 868 1808.3 15.6 146 315.4 82.52# 15.8 473 1061.2 14.7 129 238.8 77.54、结论石质冲击旋流式脱硫脱氮除尘设备属湿式除尘器，除尘、脱硫一体化。设备用水贮于除尘器底部的水池内，循环利用，在水池内能有效的进行沉灰的凝聚、水质中和、集中处理，反应水不向外排放，无二次污染。设备本体全部采用耐磨损、耐腐蚀、耐高温的精致花岗岩材料制成，避免了其他材质因磨损和腐蚀而降低除尘、脱硫效果的缺陷，提高了设备运行的稳定性。使用寿命长，至少可以使用 20 年，且设备本体无需维护。设备配有自动补水、补碱和 PH 值自动检测仪等自控装置，使设备运行简单、易管理，降低了运行成本。设备排放符合国家环保标准要求。系统结构严谨，操作简便，处理效率高且费用低，值得在中小型锅炉的脱硫除尘改造中推广使用。
