【1×300MW火电机组除尘脱硫工艺设计开题报告3800字】

PAGE1×300MW火电机组除尘脱硫工艺设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1前言改革开放以来，我国电力工业飞速发展，成就辉煌。据研究表明我国目前总体处于工业化中期阶段[1]，该阶段的本质特征之一就是能源消费与需求量急剧上升。根据国家环保局统计，人为排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物主要来源于化石燃料燃烧产生的烟气[2]，每年我国煤及各种资源冶炼产生二氧化硫达2158.7万吨，高居世界第一位。随着国民经济的发展和人们物质文化生活水平的提高，人们对环境的要求也越来越高，尤其对大气环境质量的要求更高，因而火电厂大气污染物的排放问题受到格外关注。火电厂大气污染物中主要有烟尘、二氧化硫、氮氧化物等[3]，这些污染物排放到大气中将产生悬浮颗粒使空气浑浊，出现灰霾、酸雨、光化学烟雾等气象灾害，危害环境和人体健康。我国《火电厂大气污染物排放标准》1991年制定颁布实施以后，又经1996、2003年两次修订[4]，对我国的烟气排放量制定了明确的标准。2燃煤电厂的除尘技术我国燃煤电厂烟气除尘技术经历了由初级到高级的发展过程。除尘器的选用由初期的旋风除尘器、多管除尘器、水膜除尘器等到20世纪80年代起广泛使用的静电除尘器。燃煤电厂烟尘控制已发展到应用最佳可行技术阶段。国外许多企业和研究机构开始重视WESP（湿式电除尘器Wetelectrostaticprecipitator，简称WESP）这一技术，并对其作了大量的深入研究[5]。2.1布袋除尘技术布袋除尘技术的工作原理是：尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞、摩擦而被拦截，细微的尘粒（粒径为1μm或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与布袋材料、编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、质量和静电特性等因素及清灰方式有关。袋式除尘器能更有效地捕集微细粒尘，尤其对0.1-1μm的烟尘捕集效果好，除尘效率可达99.99％以上。在实际运行中，布袋除尘技术自身也存在一定的缺陷：布袋除尘器对气体的湿度有一定的要求，在收集湿度高的含尘气体时，需要采取保湿措施，以免因结露而造成“糊袋”；对于不同类型的气体，需选用相应类型的布袋，且需要经常更换布袋，布袋消耗量较大；对于高温气体，必须采取降温措施；阻力较大，一般压力损失为1000-1500Pa，接收粒径大的含尘气体时，布袋较易磨损。2.2静电除尘技术静电除尘器的工作原理是：含有粉尘的烟气流经除尘器内部高压电场时，由于阴极发生电晕放电，气体被电离，此时带负电的气体离子与粉尘颗粒相撞，粉尘获得离子而荷电，荷电粒子在电场力的作用下，向集尘极移动并吸附在集尘极上，然后再通过机械振打或水洗方式，使粉尘脱离集尘极[6]。与其他除尘设备相比，静电除尘器的耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0.01-50μm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合。实践表明，处理的烟气量越大，使用静电除尘器就越经济。静电除尘器设计除尘效率在99.5％以上。2.3结论静电除尘器在高温高压环境下的除尘效率较高，通常可以达到90％-99.6％。捕获粉尘的平均粒径为6μm，现阶段我国采用的是3-5级静电场除尘，能够达到较为理想的净化效果。静电除尘器因其具有除尘效率高、适应范围广、运行费用低、可靠性高、使用方便且无二次污染等独特优点而被广泛应用于工业领域的烟气处理。3燃煤电厂的脱硫技术及工艺3.1燃煤电厂的脱硫技术国内外普遍采用的脱硫方法可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫三大类[7]：燃烧前脱硫包括洗煤、煤气化、液化及利用机械、电磁等物理技术对煤进行脱硫。但该方法只能脱除煤中部分硫（主要是无机硫），不能从根本上解决二氧化硫对大气的污染问题；燃烧中脱硫主要包括炉内喷钙、流化床添加石灰石（即循环流化床锅炉燃烧技术）等；烟气脱硫可分为湿法、半干法及干法三大类[8]。其中，石灰石-石膏湿法脱硫工艺脱硫效率高、工艺成熟，现今已成为国内外的主流技术。根据美国EPRI（电力研究院）的统计，大约有300种不同流程的烟气脱硫（FGD）工艺进行了小试或工业性试验，但最终被证实在技术上可行、经济上合理并且在燃煤电厂得到采用的成熟技术仅有十多种[9-10]。如石灰石-石膏法、氨水法、循环流化床法、炉内喷钙尾部增湿活化法、NID技术等。3.2燃煤电厂烟气脱硫工艺3.2.1喷雾式干式烟气脱硫工艺该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触，石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物，最后连同飞灰一起被除尘器收集。与常规的湿式洗涤工艺相比，投资费用较低，脱硫产物呈干态，并和飞灰相混；无需装设除雾器及再热器；设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。但是吸收剂的利用率低，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,不适合我国电厂脱硫[11]。3.2.2氨法脱硫工艺氨法是用氨水做脱硫剂的一种烟气脱硫方法。氨法脱硫主要由烟气系统、脱硫洗涤系统、氨水制备储存系统、硫酸铵结晶系统等组成，有的氨法还包括预除尘器、热交换器等。烟气经过引风机送入脱硫塔与雾化后的氨水发生反应。反应产物和水滴排入澄清池，经过泵打到过滤器浓缩生成磁化肥。脱硫后的烟气排到烟囱。氨罐中的氨水浓度根据煤的含硫量大小进行调配。稀释后的氨水经过供氨泵打到脱硫反应塔顶部的喷头雾化后喷入塔内与二氧化硫反应。通过调节调氨阀的开度来控制脱硫效率。洗涤工艺中产生的浓度约30％的硫酸铵溶液排出洗涤塔，可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售，也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工。氨法具有高效、低耗能、占地面积小以及SO2可资源化的优点。但是却增加了新的污染，游离氨，且吸收剂氨水的售价不菲[12]。3.2.3石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺（湿法FGD）湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石（CaCO3）、石灰（CaO）或碳酸钠（Na2CO3）等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。此工艺技术成熟，脱硫效率高（90％-98％），机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低，副产品易回收。石灰石-石膏法脱硫是世界上技术最成熟、运行情况最稳定、应用最广泛的一种脱硫技术，特别在日本、德国、美国，应用该工艺的机组容量约占脱硫装机总容量的80％以上。石灰石-石膏法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统和排放系统组成[13]。其工艺流程是采用石灰石-石灰作为脱硫吸收剂，经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液；从除尘器出来的烟气经换热器降温后进入吸收塔，在吸收塔内烟气中的SO2和喷淋下的石灰石粉悬浮液以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏；经过净化处理的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱引至高空排放；吸收塔底部的脱硫产物由排液泵抽出，经过浓缩、脱水得到的脱硫渣石膏可以综合利用。3.3结论石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术[14]。湿法烟气脱硫是在离子条件下的气液反应，系统运行稳定可靠、脱硫速度快、脱硫效率高、吸收剂利用率高．虽然也需解决废渣和废水的后处理以及烟气再热等问题，但是由于上述优点故在目前的脱硫市场中仍占据主导地位。因此，针对电厂的脱硫改造，本研究建议全部采用石灰石-石膏湿法脱硫，脱硫效率达到90％以上。4总结中国正处于高速发展和能源消耗总量快速增长的时期，如不加以有效引导，将导致大气污染物排放总量的持续上升，特别是燃烧烟气的处理。对于脱硫灰要尽量考虑综合利用或采取适当的处理措施，防止污染环境[15-16]。我国在解决能源利用问题的同时需要最大限度的减轻环境的污染，从而保护了人体的健康。参考文献[1]张建宇,潘荔,杨帆等.中国燃煤电厂大气污染物控制现状分析[J].环境工程技术学报,2011,1(3):185-196.[2]MohantyCR,MalaviaG,MeikapBC.DevelopmentofaCountercurrentMultistageFluidized-BedReactorandMathematicalModelingforPredictionofRemovalEfficiencyofSulfurDioxidefromFlueGases[J].Industrial&EngineeringChemistryResearch,2009,48(3):1629-1637.[3]王秋堡,刘知远.火力发电厂对大气的影响与防治[J].电子测试,2016(23).[4]段宁,柴发合,陈义珍等.《火电厂大气污染物排放标准》与火电厂大气污染控制[J].中国能源,2004,26(12):20-24.[5]刘云.湿式电除尘技术发展现状及其在燃煤电厂的应用探讨[C].中国电除尘学术会议,2013.[6]栾松.浅谈粉尘特性对静电除尘器除尘效率的影响[C].中国硅酸盐学会2004环保学术年会,2004.[7]刘寅洁.LIFAC脱硫新工艺[J].环境保护,1992(7):13-13.[8]王志轩.火电厂二氧化硫减排的若干问题[J].中国电力,2008,41(2):44-47.[9]刘利,程养学,喻文熙等.火电厂烟气脱硫工艺概述及脱硫国产化[J].能源环境保护,2006,20(4):1-5.[10]SzeligaZ,JuchelkovaD,CechB,etal.PotentialofAlternativeSorbentsforDesulphurization:FromLaboratoryTeststotheFull-ScaleCombustionUnit[J].Energy&Fuels,2008,22(5):3080-3088.[11]余世清.工业废料及其混合脱硫剂烟气脱硫的实验研究[D].浙江大学,2002.[12]蒋丽芬,娄爱娟.多功能脱硫塔在氨法烟气脱硫中的应用[J].化工进展,2011(12):2804-2808.[13]蒋思国.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术及其应用[D].西南交通大学,2007.[14]黄喆.石灰石——石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨[J].环境与发展,2011,23(5):129-129.[15]LiuY,KatoK.ProcessAnalysisofSemi-DryDesulfurizationProcessinPowder-ParticleSpoutedBed[J].JournalofChemicalEngineeringofJapan,2000,33(2):223-231.[16]陈浩.火电厂烟气脱硫技术及防腐施工要求[J].青海电力,2008,27(2):17-21.开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题研究的内容本课题根据我国《火电厂大气污染物排放标准》，对火电厂燃煤产生的废气进行除尘脱硫工艺研究，在解决能源利用问题的