除尘说明书参考

本科毕业设计（论文）题 目某供热站2100t/h燃煤锅炉烟气除尘系统设计学生姓名 学 号院（系）专 业环境工程指导教师时 间摘要此次毕业设计主要是针对某供热站2100t/h的燃煤锅炉进行的烟气除尘系统设计。本次除尘系统设计，以相关标准和设计任务书为依据，结合实际供热站相关信息，设计出除尘系统，绘制出相应图纸。设计包括：编制依据、主要资料、烟气量、颗粒物和二氧化硫浓度的计算、脱硝、除尘和脱硫方案比选、除尘、脱硫部分工艺设计、电器设计、自控及仪表设计、环境保护、节能、安全设计以及经济评估等内容。此次设计重点为除尘输排灰系统的设计。根据工艺技术以及经济评估，选择合理的工艺方案、设备，确定最佳的管道布置，使此次设计的净化系统实现较高的性价比。关键词：袋式除尘器,输排灰系统,石灰石膏法,喷淋塔 目录1编制依据及主要材料11.1编制依据11.2主要资料11.3相关法律法规12烟气量、颗粒物和二氧化硫浓度的确定22.1设计基础资料22.2具体计算32.2.1标准状态下理论空气量的计算32.2.2标准状态下理论烟气量的计算32.2.3标准状态下实际烟气量的计算32.2.4设计耗煤量42.2.5烟气流量的计算42.2.6烟气含尘浓度的计算42.2.7烟气含硫浓度的计算43工艺方案比选63.1脱硝技术方案比选63.1.1烟气中NOX的生成机理63.1.2烟气脱硝主要工艺63.1.3脱硝工艺的比选93.2除尘装置的比选103.2.1烟气除尘的主要装置103.2.2除尘工艺的选择113.3脱硫技术方案比选123.3.1烟气脱硫的主要方案123.3.2烟气脱硫方案的选择244除尘单元工艺设计264.1除尘系统的组成264.2除尘器的选型设计264.2.1处理气体量的计算264.2.2过滤风速的选取264.2.3过滤面积的确定264.2.4除尘器的选型274.3输排灰系统的设计274.3.1输排灰装置工作原理和分类274.3.2粉尘的机械输送294.3.3输排灰系统的各装置的距地面高度确定384.4.4除尘系统阻力计算385脱硫部分设计415.1燃煤烟气湿法脱硫系统的组成415.2脱硫吸收剂制备系统设计计算415.3脱硫吸收塔的设计425.4脱硫系统阻力的计算456烟囱的设计及风机、电动机选型计算486.1烟囱的计算486.1.1烟囱高度的确定486.1.2烟囱直径的计算486.1.3烟囱的抽力486.2整个烟气处理系统总阻力486.3风机和电动机选择与计算486.3.1标准状态下风机风量的计算486.3.2风机风压的计算497电气设计及运行使用说明507.1电气及电气设备设计原则507.2供电系统设计507.3电气控制与保护507.4防雷接地系统设计507.5照明系统设计517.6电缆和电缆构筑物517.6.1电缆517.6.2电缆桥架517.6.3就地控制箱柜517.6.4电气设备防护等级517.7运行使用说明517.7.1操作要点517.7.2设备的维护管理527.7.3设备常见故障及维修528自控及仪表设计538.1概述538.2.脱硝系统仪表及控制技术538.3控制要求538.4 控制方式538.4.1手动控制548.4.2点动控制548.4.3自动控制549环境保护、节能、安全、卫生与消防559.1环境保护559.1.1 工程建设中的环境保护559.1.2 噪音问题559.1.3 灰渣、副产物处理问题559.2 节能559.3 劳动安全卫生与消防569.3.1 劳动安全卫生569.3.2 消防5710经济预算5810.1投资估算5810.2效益估算5810.2.1环境效益5810.2.2经济效益5810.2.3运行费用5911 总结60参考文献61致 谢62IV1编制依据及主要材料1.1编制依据（1）设计任务书（2）大气污染治理工程技术导则（HJ 20002010）1.2主要资料（1）魏先勋环境工程设计手册湖南科学技术出版社；（2）郝吉明,马广大,王书肖大气污染控制工程高等教育出版社；（3）供暖通风设计手册, 中国建筑工业出版社；（4）吴忠标实用环境工程手册大气污染控制工程化学工业出版社；（5）周兴求环保设备设计手册大气污染控制设备化学工业出版社； （6）张殿印，王纯除尘工程设计手册化学工业出版社；（7）柴晓丽，冯沧，党小庆环境工程专业毕业设计指南化学工业出版社。1.3相关法律法规（1）锅炉大气污染物排放标准（GB132712014）；（2）火电厂大气污染物排放标准（GB132232011）；（3）煤炭工业污染物排放标准（GB204262006）；（4）西安燃煤锅炉颗粒物和二氧化硫排放限值（DB61/5342011）；（5）关中地区重点行业大气污染物排放限值（DB61/9412014）；（6）大气污染物综合排放标准（GB162971996）；（7）环境空气质量标准（GB30952012）。2烟气量、颗粒物和二氧化硫浓度的确定2.1设计基础资料锅炉类型：燃煤链条炉； 锅炉蒸发量：100t/h（台），共2台排烟温度：150 烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过剩系数：=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例：20%当地大气压力：97.86kPa冬季室外空气温度：-1空气含水（标准状态下）：按0.01293kg/m3烟气其他性质按空气计算煤选用彬县煤，其参数如表2-1：表2-1 彬县煤参数项目单位设计煤种工业分析水分Madwt%2.69灰分Aadwt%14.18挥发分Vadwt%26.81固定碳FCadwt%56.32元素分析碳Cadwt%69.12氢Hadwt%3.76氧Oadwt%9.08氮Nadwt%0.63硫St.adwt%0.54汞Hgadwt%痕量砷Asadwt%痕量发热量Qb.adKJ/kg27440可磨指数HGT/62灰熔点变形温度DT1260软化温度ST1320流动温度FT1390灰组成分析二氧化硅wt%49.55三氧化二铝wt%20.71三氧化二铁wt%6.13氧化钙wt%1108氧化镁wt%1.93二氧化硫wt%6.92二氧化钛wt%0.62执行标准：关中地区重点行业大气污染物排放限值（DB61/941-2014）2.2具体计算以所选的彬县煤假设1Kg进行计算，如表2-2：表2-2 煤的计算元素质量/g各元素的物质的量C691.257.6H37.637.6O90.85.675N6.30.45S5.40.168水分26.91.494则该煤的化学分子式为C57.5H37.6O5.675N0.45S0.1682.2.1标准状态下理论空气量的计算Va0=22.44.78x+y4+z-w2（2-1）将数据代入式2-1，可得：Va0=22.44.7857.6+37.64+0.45-5.6752=6.888m3/kg式中：Va0标准状态下理论空气量xC的物质的量yH的物质的量zS的物质的量wO的物质的量2.2.2标准状态下理论烟气量的计算理论烟气量的计算：Vfg0=22.4x+y2+z+3.78x+y4+z-w2+w（2-2）将数据代入式2-2，可得： Vfg0=22.457.6+37.62+0.45+3.7857.6+37.64+0.45-5.6752=7.1956m3/kg式中：Vfg0理论烟气量理论干烟气量的计算：Vfg0=22.4x+z+3.78x+y4+z-w2+w（2-3）将数据代入式2-3，得： =22.457.6+0.45+3.7857.6+37.64+0.45-5.6752=6.741m3/kg式中：理论干烟气量2.2.3标准状态下实际烟气量的计算V=Va0（2-4）将数据代入式2-4，得：V=1.46.888=9.6433m3/kg式中：V标准状态下实际空气量空气过剩系数，1.4Vfg=Vfg0+V-Va0（2-5）将数据代入式2-5，得： Vfg=6.741+9.6433-6.888=9.9509m3/kg2.2.4设计耗煤量W=PT（2-6） =70MW3600KJ =252000000KJ选用煤热值：Q=27440KJ/kgm理=WQ=25200000027440=9183.67kg/h式中：m理理论耗煤量此次设计采用锅炉为DH70-1.6/130/70-ALL，锅炉效率为80%，则实际耗煤量;m实=9183.6780%=11479.59kg/h式中：m实实际耗煤量2.2.5烟气流量的计算标准状态下烟气流量：Q=Vfg*m实=9.5909*11479.59=114232.28m3/h （2-7）式中：Q标准状况下烟气流量干烟气流量：Q=109013.72Kg/h工况下烟气流量： （2-8）式中：Q工况下烟气流量T工况下温度T标准状态下温度2.2.6烟气含尘浓度的计算Aad=14.18%，链条炉不可燃成分比例20%，灰分=14.8%11479.9=1627.81mg/m3（2-9）2.2.7烟气含硫浓度的计算Sad=0.54%，ms=0.54%11479.59=61.98kgmso2=61.983264Kg=123.97Kg干SO2浓度：（2-10）2.2.7效率的计算除尘效率的计算： =1-202968.42=99.33%（2-11）脱硫效率的计算： =1-501137.28=95.60%（2-12）脱硝效率的计算：根据工程经验值，燃煤锅炉氮氧化物的浓度一般为300mg/m3，则此次设计中脱硝效率为：=1-100300=66.67%（2-13）3工艺方案比选3.1脱硝技术方案比选3.1.1烟气中NOX的生成机理NOX生成机理主要有燃料型、热力型及瞬时型三种。燃料型NOX约占总NOX的8090%；其次是热力型，主要是由于炉内局部高温造成，也可采用适当措施加时控制；瞬时型NOX生成量很少。（1）燃料型NOX燃料型NOX是由化学地结合在燃料中的杂环氮化物热分解，并与氧结合而生成的NOX，其生成量与燃料中氮的含量有很大关系，当燃料中氮的含量超过0.1%时，结合在燃料的氮转化为NOX的量占主要地位，如煤的含氮量一般为0.52.5%；燃料NOX的生成可占总量的60%以上，燃料氮转化为NOX最主要取决于空气过剩系数，空气过剩系数降低，NOX的生成量也降低，这是因为在缺氧状态下，燃料中挥发出来的氮与碳、氢竞争不足的氧，由于氮缺乏竞争能力，而减少了NOX的形成。（2）热力型NOX热力型NOX的生成机理是高温下空气的N2氧化形成NO，其主成速度与燃烧温度有很大关系，当燃烧温度低于1400时热力NOX生成速度较慢，当温度高于1400反应明显加快，根据阿伦尼乌斯定律，反应速度按指数规律增加，这说明，在实际炉内温度分别不均匀的情况下，局部高温的地方会生成很多的NOX，并会对整个炉内的NOX生成量起决定性影响。热力型NOX的生成量则与空气过剩系数有很大关系，氧浓度增加，NOX生成量也增加。当出现15%的过量空气时，NOX生成量达到最大，当过量空气超过15%时，由于燃料被稀释，燃烧温度下降，反而会导致NOX生成减少。热力NOX的生成还与烟气在高温区的停留时间有关，停留时间越长，NOX越多，这是因为在炉膛燃烧温度下，NOX的生成反应还未达到平衡，因而NOX的生成量将随烟气在高温区的停留时间增长而增加。（3）瞬时型NOX瞬时型NOX是1971年Fenimore根据碳氢燃料预混火焰的轴向NOX分布实验结果提出的，是燃料在燃烧过程中碳氢化合物分解的中间产物N2反应生成的氮氧化合物，其生成速度极快，主要在火焰面上形成，且生成量较小，一般在5%以下，其主要反应如下：在温度低于2000K（1727）时，NOX主成主要通过CHN2反应，在不含氮的碳氢燃料低温燃烧时，需重点考虑NOX的生成。3.1.2烟气脱硝主要工艺在烟气净化技术上控制NOX排放，目前主要方法有选择性非催化还原SNCR、选择性催化还原SCR、低氮燃烧技术和电子束照射法、臭氧氧化法、吸附法、氧化吸收法等。其中，选择性催化还原SNCR、选择性催化还原SCR、低氮燃烧等技术已商业化。电子束法、吸附法在国内的应用业绩很少，低氮燃烧、SNCR和SCR为目前国内主流的应用最多的脱硝方法。（1）低氮燃烧技术用改变燃烧条件来降低NOX排放的方法称为“低氮燃烧技术”。在各种降低NOX排放的技术中，低NOX燃烧技术是采用最广、相对简单、最经济的方法，目前低NOX燃烧技术主要有如下几种：低过量空气系数燃烧使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行。随着烟气量中过量氧的减少，可以抑制NOX的生成。这是一种最简单的降低NOX排放的方法。一般可降低NOX排放1520%。但如炉内氧浓度过低，会造成浓度急剧增加，增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，燃烧效率下降。因此在锅炉设计和运行时，选取最合理的过量空气系数。空气分级燃烧空气分级燃烧的基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在第一阶段，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的7075%（相当于理论空气量的80%），燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。不但延迟了燃烧过程，而且还在还原性气氛中降低了生成NOX的反应率，抑制了NOX在这一燃烧中的生成量。为了完成全部燃烧过程，完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA称为“燃烬风”喷口送入炉膛，与第一级燃烧区在“贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合，在1的条件下完成全部燃烧过程。由于整个燃烧过程所需空气是分两级供入炉内，故称为空气分级燃烧法。燃料分级燃烧在燃烧中已生成的NO遇到烃根、未完全燃烧产物CO、H2、C时，会发生NO的还原反应。利用这一原理，将8085%的燃料送入第一级燃烧区，在1条件下，燃烧并生成NOX。送入一级燃烧区的燃料称为一次燃料，其余1520%的燃料则在主燃烧器的上部送入二级燃烧区，在1的条件下形成很强的还原性气氛，使得在一级燃烧区中生成的NOX在二级燃烧区内被还原成氮分子，二级燃烧区又称再燃区，送入二级燃烧区的燃料又称为二次燃料，或称再燃燃料。在再燃区中不仅使得已生成的NOX得到还原，还抑制了新的NOX的生成，可使NOX的排放浓度进一步降低。在再燃区的上面还需布置“燃烬风”喷口，形成第三级燃烧区（燃烬区），以保证再燃区中生成的未完全燃烧产物的燃烬。这种再燃烧法又称为燃料分级燃烧。燃料分级燃烧时所使用的二次燃料可以是和一次燃料相同的燃料，例如煤粉炉可以利用煤粉作为二次燃料，但目前煤粉炉更多采用碳氢类气体或液体燃料作为二次燃料，这是因为和空气分级燃烧相比，燃料分级燃烧在炉膛内需要有三级燃烧区，造成燃料和烟气在再燃区内的停留时间相对较短，二次燃料若选用煤粉作为二次燃料，则需采用高挥发分易燃的煤种，而且煤粉细度要求非常细。在采用燃料分级燃烧时，为了有效的降低NOX排放，再燃区是关键。因此，需要研究在再燃区中影响NOX浓度值的因素。低NOX燃烧器煤粉燃烧器是锅炉燃烧系统中的关键设备。不但煤粉是通过燃烧器送入炉膛，而且煤粉燃烧所需的空气也是通过燃烧器进入炉膛的。从燃烧的角度看，燃烧器的性能对煤粉燃烧设备的可靠性和经济性起着主要作用。从NOX的生成机理看，占NOX绝大部分的燃料型NOX是在煤粉的着火阶段生成的，因此，通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例，可以将前述的空气分级、燃料分级和烟气再循环降低NOX浓度的大批量用于燃烧器，以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地限制NOX生成的目的，这就是低NOX燃烧器。低NOX燃烧器得到了广泛的开发和应用，世界各国的大锅公司，为使其锅炉产品满足日益严格的NOX排放标准，分别开发了不同类型的低NOX燃烧器。煤粉炉的低NOX燃烧系统为更好地降低NOX的排放量和减少飞灰含碳量，将低NOX燃烧器和炉膛低NOX燃烧（空气分级、燃料分级和烟气再循环）等结合在一起，构成一个低NOX燃烧系统。（2）选择性非催化还原法（SNCR ）选择性非催化还原法（SNCR）技术是一种不用催化剂，利用还原剂（如NH3或尿素）“有选择性”的与烟气中的NOX反应并生成无毒无污染的N2和H20。该方法是把含有氨基的还原剂喷入炉膛温度为8001250的区域后，迅速热分解成NH3和其他副产物，随后NH3与烟气中的NOX进行反应而生成N2。典型的SNCR系统由还原剂储槽、多层还原剂喷入装置及相应的控制系统组成。选择性非催化还原法必须将还原剂喷到炉膛内最有效的部位，因为NOX的分布在炉膛对流面上是经常变化的，如果喷入控制点太少，或锅炉整个断面上喷氨不均匀，则会出现较高的氨逸出量。由于喷入量和喷入区域非常复杂，要做到很好的调节也是困难的。为保证脱硝反应能以最少的喷NH3量达到最好的还原效果，必须设法使NH3.与烟气良好的混合。若喷入的NH3不充分反应，则泄露的NH3不仅会使烟气中的飞灰沉积在锅炉尾部的受热面上，而且遇到SO3会生成铵盐，对回转式空预器可能造成堵塞或腐蚀。SNCR脱硝技术对反应温度要求十分严格，对锅炉内燃料变化适应性差；但SNCR脱硝系统简单，只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽以及氨或尿素喷射装置及其喷射口即可；不需要催化剂，运行成本相对较低。影响SNCR还原NO的化学反应效率的主要因素是温度、还原剂停留时间、还原剂类型等。运行正常状态的氨逃逸率在35ppm，若运行状态不佳，则氨逃逸率显著增加，NH3泄漏可达520ppm。该技术系统简单，一次投资和运行费用均较低。（3）选择性催化还原法（SCR）选择性催化还原法（SCR）是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3或尿素）“有选择性”的与烟气中NOX反应并生成无毒无污染的N2和H2O。选择性催还还原系统中，一般由氨的储存系统、氨和空气的混合系统、氨喷入系统、反应器系统及监测控制系统等组成，SCR反应器大多安装在锅炉省煤器与空气预热器之间，因为此区间的烟温刚好适合SCR脱硝还原反应，氨则喷射于省煤器与SCR反应器之间烟道内的适当位置。使其与烟气混合后在反应器内与NOX反应。SCR脱硝技术适应性强，特别适合我国锅炉负荷变动频繁的特点；对新建锅炉有较好的适用性。 SCR脱硝技术脱硝效率高，一般在60%90%之间，NOX排放浓度可降至100mg/m3以下，该技术较成熟，应用广泛。SCR催化床层在烟道里的比值按在除尘器前和除尘器后两种布置方法。SCR催化剂床层布置在除尘器前方式存在积灰影响效率问题；SCR催化剂床层布置在除尘器后需要增加换热流程，增加了占地和流程的复杂程度。此次设计SCR催化剂床层布置在除尘器前。SCR技术采用高温催化剂，反应温度一般为300400，催化剂已二氧化钛为载体，主要活性成分为V2O5WO3（MOO3）等金属氧化物。催化剂具有较高选择性，一般两年需要再生处理一次。再生处理主要是把重金属从催化剂中重新溶出，恢复催化剂活性，再生处理中会产生少量废水，催化剂寿命到期后会产生固废影响。另外，SCR脱硝催化剂也是二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，三氧化硫与氨气反应生成硫酸氢铵，易粘附在锅炉尾部空预器上，造成阻力升高，甚至堵塞等问题。还原剂在工艺系统中会产生NH3逃逸和泄漏，一般SCR氨的逃逸量控制在35ppm，否则会对下游的空气预热器的安全运行和环境空气带来不利影响。另外，脱硝装置需要布置催化床前分布器和催化床层，形成比较高的烟道阻力，会增加锅炉运行的能量消耗，其能量消耗占发电量的0.5%左右。SCR的一次投资较高，根据脱硝效率的不同要求，投资费用存在一定差别，其中，催化剂占整个脱硝系统的投资比例30%40%。随着对NOX脱除效率要求的提高，脱硝系统的运行成本呈上升趋势。（4）SCR/SNCR联合脱硝法SNCR/SCR联合工艺是将SNCR技术与SCR技术联合应用，即在炉膛上部8501100的高温区内，以尿素等作为还原剂，还原剂通过计量分配和输送装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现NOX的脱除，过量逃逸的氨随烟气进入炉后装有少量催化剂的SCR脱硝反应器，实现二次脱硝。SNCR/SCR混合法脱硝系统主要由还原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统、烟气系统、SCR脱硝催化剂及反应器、电气控制系统等几部分组成。图3-1 SNCR+SCR联合脱硝示意图SNCR/SCR混合烟气脱硝技术是把SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应的技术结合起来,进一步脱除NOX。混合法工艺由于首先采用了SNCR工艺初步脱硝降低了对催化剂的依赖。与SCR工艺相比，混合工艺的催化剂用量可以大大减少该“联合工艺”于20世纪70年代首次在日本的一座燃油装置上进行试验,试验表明了该技术的可行性。它是把SNCR工艺和SCR进行有效结合，在保持和促进了两种工艺各自的优点的同时，利用彼此的优点抑制和克服了单一SCR造价高以及单一SNCR效率低的缺陷，SNCR与SCR两工艺相辅相成、取长补短、相得益彰。3.1.3脱硝工艺的比选表3-1脱硝工艺比选脱硝工艺低氮燃烧法SNCRSCRSNCR/SCR脱硝率50%90%40%60%60%90%80%90%还原/氧化剂无可使用NH3或尿素可使用NH3或尿素可使用尿素反应温度15080012503004008501100催化剂不使用催化剂不使用催化剂成份主要为TiO2，V2O5-WO3的全尺寸催化剂成份主要为TiO2，V2O5-WO3的全尺寸催化剂还原/氧化剂喷射位置脱硫塔入口通常在炉膛内喷射多选择于省煤器与SCR反应器间烟道处多选择于省煤器与SCR反应器间烟道处SO2/SO3氧化导致极少量SO2/SO3氧化不导致SO2/SO3氧化，SO3不增加会导致SO2/SO3氧化，一般控制氧化率在1%以下会导致SO2/SO3氧化NH3逃逸无1015ppm50295-98800-1200中中冲击式除尘器5951000-1600中中上文丘里除尘器0.5-190-984000-10000少大电除尘器0.5-190-9850-130大 中上袋式除尘器0.5-195-991000-1500中上大表3-3 除尘器经济性比较项目电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器设备费用高较高高年运行费用少较高高根据表3-2以及3-2可得，袋式除尘器除尘效率高，且较稳定，内部无活动构件，费用相对来说较低等特点，此次设计选择袋式除尘器。3.3脱硫技术方案比选3.3.1烟气脱硫的主要方案（1）石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫工作原理石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。反应过程A吸收SO2+H2OH2SO3SO3+H2OH2SO4B中和CaCO3+H2SO3CaSO3+CO2+H2OCaCO3+H2SO4CaSO4+CO2+H2OCaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2OCaCO3+2HFCaF2+CO2+H2OC氧化2CaSO3+O22CaSO4D结晶CaSO4+2H2OCaSO42H2O系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、石灰石/石灰浆液制备系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。工艺流程锅炉/窑炉除尘器引风机吸收塔烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。系统一般装3-5台浆液循环泵，每台循环泵对应一层雾化喷淋层。当只有一台机组运行时或负荷较小时，可以停运1-2层喷淋层，此时系统仍保持较高的液气比，从而可达到所需的脱硫效果。吸收区上部装二级除雾器，除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。吸收SO2后的浆液进入循环氧化区，在循环氧化区中，亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的石灰石浆液，用于补充被消耗掉的石灰石，使吸收浆液保持一定的pH值。反应生成物浆液达到一定密度时排至脱硫副产品系统，经过脱水形成石膏。工艺特点A脱硫效率高，可保证95%以上；B应用最为广泛、技术成熟、运行可靠性好；C对煤种变化、负荷变化的适应性强，适用于高硫煤；D脱硫剂资源丰富，价格便宜；E可起到进一步除尘的作用。应用领域燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉等烟气脱硫。该工艺应用最为广泛，技术成熟，对烟气负荷、煤种变化适应性好，脱硫效率高，对于高硫煤和环保排放要求严格的工况尤为适合，但系统相对复杂，投资费用较高，烟囱需要进行防腐处理。图3-2石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫工艺流程（2）循环回流半干法脱硫工艺工作原理：它是以循环流化床技术原理为基础的一种先进的烟气半干法脱硫工艺。该工艺以干态消石灰粉Ca(OH)2作为吸收剂，并向烟气中喷入工艺雾化水，对烟气中的酸性物质增湿活化，通过干粉状吸收剂多次再循环，在吸收塔内与烟气污染物强烈接触发生化学反应，延长吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的。通过化学反应，可有效除去烟气中的SO2、SO3、HF与HCl，脱硫终产物是一种自由流动的干粉混合物，无二次污染，还可以进一步综合利用。反应过程A增湿活化SO2+H2OH2SO3SO3+H2OH2SO4B中和Ca（OH）2+H2SO3CaSO3+2H2OCa（OH）2+2HFCaF2+2H2OCa（OH）2+H2SO4CaSO4+2H2OCa（OH）2+2HClCaCl2+2H2OC氧化CaSO3+1/2O2CaSO4系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、吸收剂制备系统、除尘系统、返料、排料系统、公用系统（工艺水、压缩空气等）、电气控制系统等几部分组成。工艺流程锅炉/窑炉静电除尘器吸收塔袋式除尘器引风机烟囱来自锅炉或窑炉的烟气经静电除尘器初步除尘后由吸收塔下部通过布风装置进入吸收塔。雾化水由吸收塔喉部的高压回流喷枪喷入吸收塔，以很高的传质速率在吸收塔中与烟气混合，烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4、CaSO3、CaF2、CaCl2等反应产物。锅炉烟气经过吸收塔脱硫后，进入袋式除尘器系统。为提高Ca2+的利用率及脱硫效率，本工艺设置了脱硫灰再循环系统，根据反应器进出口压差来调节循环倍率，循环灰来自袋式除尘器。袋式除尘器灰斗内的灰经船型灰斗底部的空气斜槽分两路，一路为大量的灰经返料阀回送至净化塔下部文丘里扩散段出口处，其余的灰经另一路经过中间仓再由仓泵输送入灰库外排。工艺特点无污水工艺低投资成本工艺对于老厂改造的最理想工艺高可用率安装时间短占地小维修成本低最终产品可出售或填埋应用领域燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、垃圾焚烧锅炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉等烟气脱硫。该工艺适合于煤中含硫量2%以下的工况，脱硫效率可达到90%以上，对于煤中含硫量高于2%的工况，需增设炉内脱硫系统。图3-3循环回流半干法脱硫工艺流程（3）氧化镁湿法脱硫工艺工作原理氧化镁湿法脱硫工艺（简称：镁法脱硫）与石灰-石膏法脱硫工艺类似，它是以氧化镁（MgO）为原料，经熟化生成氢氧化镁（Mg(OH)2）作为脱硫剂的一种先进、高效、经济的脱硫系统。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化镁进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为亚硫酸镁和硫酸镁混合物。如采用强制氧化工艺，最终反应产物为硫酸镁溶液，经脱水干燥后形成硫酸镁晶体。反应过程A熟化MgO+H2OMg(OH)2B吸收SO2+H2OH2SO3SO3+H2OH2SO4C中和Mg(OH)2+H2SO3MgSO3+2H2OMg(OH)2+H2SO4MgSO4+2H2OMg(OH)2+2HClMgCl2+2H2OMg(OH)2+2HFMgF2+2H2OD氧化2MgSO3+O22MgSO4E结晶MgSO3+3H2OMgSO33H2OMgSO4+7H2OMgSO47H2O系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、氢氧化镁浆液制备系统、浓缩塔系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。工艺流程锅炉/窑炉除尘器引风机浓缩塔吸收塔烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入浓缩塔、吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。系统一般装3-4台浆液循环泵，每台循环泵对应一层雾化喷淋层。当只有一台机组运行时或负荷较小时，可以停运1-2层喷淋层，此时系统仍保持较高的液气比，从而可达到所需的脱硫效果。吸收区上部装二级除雾器，除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。吸收SO2后的浆液进入循环氧化区，在循环氧化区中，亚硫酸镁被鼓入的空气氧化成硫酸镁晶体。同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的氢氧化镁浆液，用于补充被消耗掉的氢氧化镁，使吸收浆液保持一定的pH值。反应生成物浆液达到一定密度时先排至吸收塔前的浓缩塔，经浓缩后进入脱硫副产品系统，经过脱水形成硫酸镁晶体。工艺特点A反应性好，脱硫效率高湿法脱硫的反应强度取决于脱硫剂碱金属离子的溶解碱性。由于镁离子的溶解碱性比钙离子高数百倍，因而镁基脱硫剂具有比钙基脱硫剂高数十倍的脱硫反应能力。工业实践证明，镁基脱硫剂能比钙基脱硫剂更高的脱硫效率，可达99%以上，同时采用镁基脱硫所要求的喷淋水量仅相当于达到同样脱硫效率的钙基脱硫的1/3，耗电量也大为降低。B运行可靠性高由于镁基脱硫生成物的溶解度较高，其固体悬浮物为松散的结晶体，不易沉积，因此没有钙基湿法脱硫系统中存在的结垢、结块、堵塞等现象，运行可靠，维护更容易。C造价低由于反应强度高，镁基喷淋反应吸收塔的高度只有钙基脱硫的2/3左右，因此，镁基脱硫的主体设备的造价要明显低于钙基吸收塔。同时，由于氧化镁的分子量（40）是氧化钙（56）的73%，是碳酸钙（石灰石，分子量为100）的40%，因此，去除等量的二氧化硫所需的氧化镁要比钙基少得多，而且MgO又以粉状供货，脱硫剂供给系统也比钙基脱硫大大简化，降低了系统的造价。比较表明，氧化镁脱硫设备的造价一般可比石灰石/石膏法低1015%左右。D运行费用低由于镁基工艺的耗电量比石灰石/石膏法低约一半，加上投资较低，虽然脱硫剂成本较高，但综合脱硫成本一般比石灰石/石膏法低1015%左右。E副产品回收的经济效益高镁基工艺的直接副产物是亚硫酸镁,经氧化后形成硫酸镁。脱硫工艺实际产出的是含少量硫酸镁的亚硫酸镁副产物。只有经强制氧化产生主要成分为硫酸镁的副产物。两种脱硫副产物都具有市场利用价值,其处理和利用形式应该“因地制宜”,取决于技术经济的比较和在特定项目中的可行性。F应用领域燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉等烟气脱硫。氧化镁在我国储量丰富，主要集中在辽宁、山东等地，采用该工艺时应考虑脱硫剂的运输成本，对于产地周围和沿海地区的脱硫项目，该脱硫工艺较其它脱硫工艺具有很大的优势。图3-4氧化镁湿法脱硫工艺流程图（4）氨水洗涤法脱硫工艺工作原理氨水洗涤法脱硫工艺（简称：氨法脱硫）与石灰-石膏法脱硫工艺类似，它是以液氨或氨水作为脱硫剂的一种先进、高效、经济的脱硫系统。在吸收塔内，吸收溶液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与溶液中的(NH4)2SO3和NH4HSO3进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为硫酸氨晶体。反应过程A吸收SO2+(NH4)2SO3+H2O2NH4HSO3B中和NH3+NH4HSO3(NH4)2SO3C氧化2(NH4)SO3+O22(NH4)2SO4系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、吸收剂制备系统、浓缩塔系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。工艺流程锅炉/窑炉除尘器引风机浓缩塔吸收塔烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入浓缩塔、吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。系统一般装2-3台浆液循环泵，每台循环泵对应一层雾化喷淋层。当只有一台机组运行时或负荷较小时，可以停运1层喷淋层，此时系统仍保持较高的液气比，从而可达到所需的脱硫效果。吸收区上部装二级除雾器，除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。吸收SO2后的浆液进入循环氧化区，在循环氧化区中，亚硫酸氨被鼓入的空气氧化成硫酸氨晶体。同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的氨水或液氨（利用液氨蒸发通过氧化风管进入吸收塔），用于补充被消耗掉的氨水，使吸收溶液保持一定的pH值。反应生成物溶液达到一定密度时先排至吸收塔前的浓缩塔，经浓缩后进入脱硫副产品系统，经过脱水形成硫酸氨晶体，进一步干燥、包装成袋后商业化利用。工艺特点A脱硫效率高，可保证98%以上；B系统能耗低；C对煤种变化、负荷变化的适应性强，适用于高硫煤；D副产品回收的经济效益高；E具有一定的脱硝功能。应用领域燃煤发电锅炉、热电联产锅炉、集中供热锅炉、烧结机、球团窑炉、焦化炉、玻璃窑炉等烟气脱硫。选取该工艺应充分考虑氨水或液氨的来源，不宜长距离运输，最好厂区附近有废氨水，同时副产品能够就近利用。由于氨水输送时密封要求高，且需防止脱硫过程中逃逸，系统较为复杂，因而脱硫系统投资较高。图3-5氨水吸收法工艺流程图（5）湿法氧化脱硫