1、 除尘脱硫一体化设备与工艺处理锅炉烟气的 工程设计 指导老师：班 级：姓 名：学 号：一、概述 二、污染物产生量计算 三、工艺的确定 四、本设计的不足 五、设计结论 六、致谢 一.概 述 燃油锅炉产生的污染物包括粉尘、SO2 和NOx，其中粉尘属于气溶胶状态污染物，SO2 和NOx属于气态污染物。由于燃油锅炉产生的污染物中SO2占绝大多数，所以本设计主要是考虑脱硫工艺与操作简单的过滤式除尘器。SO2是目前大气污染物中数量较大、影响范围广的一种气态污染物。大气中SO2的来源很广，几乎所有工业企业都可能产生。它主要来自化石燃料的燃烧过程，以及硫化物的焙烧、冶炼等热过程。火力发电厂、有色金属冶炼厂、
2、硫酸厂、炼油厂以及所有烧煤或油的工业炉窑等都排放SO2烟气。二.污染物产生量计算 重油的低位发热量Q=39900kj/kg,水的蒸发热为2570.8kj/kg，则蒸发量为35t/h的锅炉所需热量为2570.83510=8999106 kJ/h，需重油量为 从第一次全国污染源普查产排污系数手册第十册中查得工业废气量、SO2、烟尘、氮氧化物的产污系数如下：689.99 103007kg/h3.01t/h39900 75表一 重油蒸汽锅炉产污系数 主要 污染物 工业废气 m3/t-原料 SO2 /t-原料 烟尘 /t-原料 氮氧化物 /t-原料 产污系数 15366.93 19S 3.28 3.60
3、 注：注：二氧化硫的产排污系数是以含硫量（S）的形式表示的，其中含硫量（S）是指生物质收到基硫分含量，以质量百分数的形式表示。例如生物质中含硫量（S）为0.1，则S=0.1。由表一的产污系数可计算各污染物的排放量（以1小时计）：工业废气量为：15366.933.01=46.25 103 m3/h SO2为：191.63.01=91.50 kg/h 烟尘为：3.283.01=9.87 kg/h NOX为：3.63.01=10.84 kg/h 由此可得各污染物的排放浓度为：Cso2=91.50103/46.25=1978mg/m3 C烟尘=9.87103/42.65=214mg/m3 CNOx=1
4、0.84103/42.65=235mg/m3 废气经处理后达到广东省地方标准大气污染物排放限值(DB44/27-2001)中第二时段一级标准。具体的参数如下表：主要污染物 SO2 NOX 烟尘 原污染物浓度（mg/m3）1978 235 214 排放标准（mg/m3）850 120 120 三.工艺的确定 1除尘设备的选择 锅炉废气排放量大，废气中的粉尘分散度高，且粉尘基本上接近或属于细粉尘，故在单级除尘系统中，惯性除尘器和中效旋风除尘器是不适用的，如需要采用旋风除尘器，就必须选用高效旋风除尘器。如果仅从粉尘的粒度来看，湿式除尘器、袋式除尘器以及电除尘器都是燃油锅炉工业废气净化系统较适合的除尘
5、设备。但是，电除尘器的投资费用高；湿式除尘器所需的运行费用大，且还要进行洗涤液的泥水分离，过程复杂。袋式除尘器虽然设备费和运行费都高，但是省去了二次处理，过程简单。综合各方面因素，本设计采用袋式除尘器。袋式除尘器的性能如下表：从袋式除尘器的性能可以看出，本设计采用袋式除尘器是比较合理的。含尘浓度 mg/m3 适用的粒径范围/mm 效率/阻力/Pa 设备费 运行费 200-10000 500-1000 95-99 1000-1500 中上 大 布袋除尘器简图如下：2除硫脱氮工艺的选择 在达到处理要求的前提下，我们应当尽量采用相对简单的工艺，以减少经济负担。为此就采用活性炭吸附联合除硫脱氮工艺，如
6、图1所示，给出活性炭联合脱硫硝工艺的全过程，它主要由吸收、解吸和硫回收三部分组成。进入吸收塔的烟气温度在120 160 之间时具有最高的脱除效率。此工艺SO2的脱除率可达到98%左右，NOx 的脱除率在80%左右，因此可以满足设计要求。吸收塔内由上下两段组成。烟气由下而上流过，流经吸收塔的第一段时SO2被脱除，流经第二段时，喷入氨除去NOx。（1）活性炭联合脱除SO2/NOx 的反应机理 在活性炭的表面SO2 被氧化吸收形成硫酸。其反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 吸收塔加入氨后,可脱除NO,其反应式为:4NO+O2+4NH3=4N2+6H2O 与此同时在吸收塔内还存在以下的副
7、反应:NH3+H2SO4=NH4HSO4 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 （2）活性炭的解吸反应机理 活性炭吸收、和后,进入再生阶段,用高温水蒸气进行加热再生。解吸过程的化学反应如下:H2SO4H2O+SO3 (NH4)2SO4 2NH3+SO3+H2O 2SO3+C2SO2+CO2 3SO3+2NH33SO2+3H2O+N2 在此过程中，SO2 从解吸塔中释放出来，通过一定的工艺可转换为元素硫或硫酸。再生过的活性炭由于含有相当数量的水分，降低了吸附剂的性能，需要用热空气对吸附层进行干燥。流程图如下：烟气风机去后续装置吸收塔1Claus装置硫硫冷凝器高温水蒸气吸收塔2高温水蒸气四.本
8、设计的不足 燃油锅炉废气中，粉尘的排放量比较少，从计算可知，只要除尘效率大于44%就能满足排放标准，因此本设计用的袋式除尘器不能充分利用它除尘效率高的优点。且袋式除尘器的投资费用和运行费用都比较高，这样就增加了设计的成本。但是由于锅炉的额定出力大，有24.5兆瓦，它的废气排放量很大，对环境的影响就大，所以烟气必须进行除尘处理。五.设计结论 整个设计说明书中，首先是对工艺流程的选择与简单介绍，接着是对设备的设计和设备的选型计算，其后计算了管道的压损和风机选型。本设计选用的工艺流程是合理的，净化后的废气也能达标排放。本设计对硫氮污染物采用了活性炭联合吸附的工艺，整个吸附塔分两段，气体自下而上的流动过程中，硫氧化物和氮氧化物先后被脱除，总体来说，该工艺对硫氮的吸收都有很好的效果。致 谢 首先我最想感谢的是老师，在我整个毕业设计过程中，他对我热心的关怀和悉心的指导，使我的专业知识得到了很大的提高。还有更重要的是，他给了我一次很好的实习机会，就是到深圳市罗湖区参加第一次全国污染源普查工作，在此次实习中，我体会到老师是一个对工作负责，对学生严格要求又关心照顾的一位好老师。最后我要感谢这里所有的老师，所有的同学，在你们身上都有值得我学习的东西。谢谢各位老师和同学的支持！演讲结束
