除尘、除灰及脱硫、脱硝设备及系统

除尘、除灰及脱硫、脱硝设备及系统-第一节除尘设备•第二节除灰系统及设备-第三节脱硫及脱硝技术概述第一节除尘设备•一、除尘的意义-目前对烟气的处理方法主要是除尘、脱硫和发电机组低NOx燃烧技术。•除尘是指在炉外加装各类除尘设备，净化烟气，减少排放到大气的粉尘，它是当前控制排尘量达到允许程度的主要方法。•粉尘的产生及危害：凝固的细灰及尚未完全燃烧的固体可燃物就是飞灰，粉尘对锅炉、周围工厂、电气设备的影响。-二、除尘器-1.除尘器的作用将飞灰从烟气中分离并清除出去，减少它对环境的污染，并防止引风机的急剧磨损。-2.除尘器的类型火力发电厂的除尘器按工作原理不同可分为机械式除尘器和电气除尘器两大类。而机械式除尘器又可分为干式除尘器和湿式除尘器两种。-(1)干式除尘器干式除尘是利用机械方法改变烟气流动的方向产生的惯性力，将灰粒分离而使烟气净化。-电气除尘器由两部分构成：-一部分是电气除尘器本体，烟气通过这一装置完成净化过程，主要由放电极（电晕极、负极或阴极）、集尘极（正极或阳极）、槽板、清灰设备、外壳、进出口烟箱、贮灰系统等部件组成；-另一部分是产生高压直流电装置和低压控制装置。将380V,50Hz的交流电转换成60kV的直流电供除尘器使用。它包括高压变压器、绝缘子和绝缘子室、整流装置、控制装置等。电除尘器有如下优点（1）除尘效率高。气体2。醐麵、紙高压或有臟的(3)电耗小，运行费用低。（4）维修简单，费用低。电除尘器存在着如下缺点I（1）占地面积大，一次性投资大。效鼪雜类不同性质的粉尘,电除尘器的收尘O四一台I（3）

电除尘器对运行人员的操作水平要求比较高。（4）

钢材的消耗量大，尤其是薄钢板的消耗量大。例如：一台四电场240m2的卧式电除尘器，其钢材耗量达1000t以上(3)电除尘器按不同的分类方法可分出不同的类型。(1)按对尘粒的处理方法分类干式和湿式按烟气的流动方向分类立式和卧式按收尘极的结构分类管式和板式-(4)按收尘极与放电极的匹配形式分类单区式和双区式第二节除灰系统及设备5%^15%发电厂收集、处理和输送灰渣的设备、管道及其附件构成发电厂的除灰系统。-除灰方式有三种：水力、气力和机械除灰。-具体选择何种除灰方式，一般是根据灰渣综合利用的要求、水量多少以及贮灰场的距离来确定，如采用一种方式不能满足除灰要求时，就需要采用两种除灰方式联合的除灰系统。-一、水力除灰万式-水力除灰是燃煤发电厂灰渣输送的一种典型方式，是以水为介质，通过部分设备、管道，完成灰渣输送。水力除灰对输送不同的灰渣适应性强，各个系统设备结构简单、成熟，运行安全可靠，操作检修维护简单，灰渣在输送过程中不易扬散，且有利于环境清洁，从而能够实现灰浆远距离输送。但是，水力除灰方式也存在以下缺点：-(1)不利于灰渣综合利用。-(2)灰浆中的氧化钙含量较高时，易在灰管内壁结垢，堵塞灰管，而且不易清除。•(3)耗水量较大。-(4)冲灰水与灰混合后一般呈碱性，PH值超过工业“三废”的排放规定。锅炉内部除灰系统的主要设备有捞渣机、碎渣机以及喷射泵，外部除灰系统的主要设备有灰浆泵、回水泵（渣水回收泵、灰水回收泵）、浓缩池、搅拌槽或湿式搅拌机、容积泵（包括水隔离泵、铀隔离泵、柱塞泵）箱式冲灰器等。•气力除灰又可分为正压和负压两种系统。•下引式仓泵结构•1-灰斗；2-锥形阀;3-仓泵；4-冲灰压缩空气管；5-压灰空气管；6-输灰管；7-滤水管；8-压缩空气总管；9-冲洗压缩空气管；10-压灰空气门-三、锅炉除渣系统.机械除电种鵬醐，-般撤力除渣和强，运行安全可靠，-水力除渣系统的优点：对输送不同的灰渣适应性二操作维护简便，技术成熟等特点，弁且在输送过程中灰渣不会扬散，是一种传统的、成熟的灰渣输送形式。水力除渣主要存在的问题：(1)水力除渣的耗水量比较大。(2)灰渣中的氧化钙含量较高容易在灰管内结成垢物，堵塞灰管，难以清除。“___(3)除灰水与灰渣混合多呈碱性，其迪值超过工业“三废”的排放标准，则不允许随便从灰场向外排放。不论采取回收还是采取处理措施，都需要很高的设备投资和运行费用。-1.湿法脱硫工艺-主要是以碱性溶液为脱硫剂吸收烟气中的SO2o-这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术成熟，而且具有脱硫效率高（90%〜98%）、机组容量大、钙硫比低、煤种适应性强、运行费用较低和副产品易回收等优点。-缺点：工艺流程复杂、占地面积大、投资大，需要烟气再热装置，脱硫产物为湿态，且普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及造成二次污染等问题。湿法脱硫工艺是世界上应用最多的，占脱硫总装机容量的83.02%。据美国环保局(EPA)的统计资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，石灰石/石灰一石膏湿法占87%;双碱法占4.1%，碳酸钠法占3.1%。目前，湿法脱硫工艺占据80%以上的烟气脱硫市场。-湿法脱硫工艺主要有:石灰石/石灰-石膏法、海水法、双碱法、亚钠循环法、氧化镁法寺。-根据吸收塔型式不同又可分为三类:逆流喷淋塔、顺流填料塔和喷射鼓泡反应器，常用的为逆流喷淋塔型式湿法工艺。-2.干法脱硫工艺•始于20世纪80年代初。优点：使用固相粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂，在无液相介入的完全干燥的状态下与反应，并在干态下处理或再生脱硫剂。脱硫产物为干态，工艺流程相对简单、投资费用低；烟气在脱硫过程中无明显降湿，利于排放后扩散；无废液等二次污染；设备不易腐蚀、不易发生结垢及堵塞。•缺点：钙硫比高，反应速度慢，脱硫效率及脱硫剂利用率低；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程控制要求很高。•方法:荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法吸附法等。-3.半干法脱硫工艺-半干法脱硫工艺融合了湿法、干法脱硫工艺的优点，具有广阔的应用前景。-它利用热烟气使Ca(OH)2吸收烟气中的SO2，在反应生成CaSO3

-0.5H2O的同时进行干燥过程，使最终产物为干粉状。该工艺通常配合袋式除尘器使用，能提高10%〜15%的脱硫效率。-方法:喷雾干燥法、循环流化床法、增湿灰循环法、烟道喷射法等。喷雾干燥法烟气脱硫工艺流程图灰浆池pf循坏灰濟后动灰仓茨风卒＞L旋风除尘器wvv®t脱消石灰」罨aa

戶循环流化床烟气脱硫工艺流程图净气洁烟循wi*4.脱硫工艺比较工艺适用煤种含硫量Ca/S比—脱硫效率"工程投资占电厂总投资的百分数钙利用率_运行费用设备占地面积灰渣状态-是否成熟透用规模及场石灰石/石灰-石膏湿法>1.5%喷雾干燥1%〜3%1.1—1.2>90%15%〜20%1.5〜280%〜90%10%〜15%炉内喷钙炉后增湿活化循环流化床低，中，高硫均可<2.560%〜80%1.2左右>85%4%〜7%5%〜7%>90%50%〜55%35%〜40%>80%高大湿成熟大型电厂高硫煤机组较高较大干=较成熟=燃用中、低硫煤的现有中小型机组改造较低较低干成熟燃用高中低硫煤的现有中小型机组改造干较成熟受场地限制新建的中小型机组二、脱硝技术简介-从NOx的生成途径可以看出，降低NOx排放的主要措施有两种，一是控制燃烧过程中NOx的生成，即低NOx燃烧技术；二是对生成的NOx进行处理，即烟气脱硝技术-1.低NOx燃烧技术为了控制燃烧过程中的生成量所采取的措施原则为：（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；（2）降低燃烧温度,防止产生局部高温区；（3）缩短烟气在高温区的停留时间等。空气分级燃烧-燃料分级燃烧-烟气再循环-低NOx燃烧器-2.烟气脱硝技术-（1）炉膛喷射法-实质是向炉膛喷射还原性物质，在一定温度条件下可使已生成的还原，从而降低NOx的排放量该方法包括:喷水法、二次燃烧法（喷二次燃料即前述燃料分级燃烧）和喷氨法等。（2）烟气处理法烟气脱硝技术有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。液体吸收法的脱硝效率低，净化效果差；吸附法虽然脱硝效率高，但吸附量小，设备过于庞大，再生频繁，应用也不广泛；液膜法和微生物法是两种新技术，还有待发展；脉冲电晕法可以同时脱硫脱硝，但如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题还有待解决；电子束法技术能耗高，并且有待实际工程应用检验；SNCR法（选择性非催化还原法）氨的逃逸率高，影响锅炉运行的稳定性和安全性等。目前脱硝效率高，最为成熟的技术是SCR（选择性催化还原法）技术。•3.原理及流程-SCR方法己成为目前国内外电站脱硝比较成熟的主流技术。但其投资和运行费用大，同时还存在NH3的泄漏等问题。•SCR系统包括催化剂反应室、氨储运系统、氨喷射系统及相关的测试控制系统。SCR工艺的核心装置是脱硝反应器，水平和垂直气流的2种布置方式如图所示。•在燃煤