張家口鍋爐煙氣除塵設備

治理方案編制的依據和范圍

張家口鍋爐煙氣除塵設備設計依據

 2.1.1業(yè)主提供的基本參數

張家口鍋爐煙氣除塵設備適用鍋爐類型：1t/h-20t/h鍋爐

.處理煙氣量：3000-86680m3/h

.燃煤含硫量：1%

.煙塵初始排放濃度：2000μg/m3

.SO2初始排放濃度：160μg/m3

.煙氣進除塵器溫度：180℃

2.1.2相關規(guī)范與標準

.《排污費征收標準管理方法》

.國家*、國家經貿委、國家科委、環(huán)發(fā)[2002]26號〈關于《燃煤硫排放污染防治技術政策》的通知〉

.《中華人民共和國大氣污染物排放標準》

.《多管除塵裝置》（HCRJ040-1999）

設計指標：除塵效率：≥98％；煙塵≤200mg/m3；脫硫率≥80％；SO2排放濃度≤500mg/m3 , 林格曼黑度≤1級。

三、煙氣脫硫、除塵工藝的選擇

根據2.0t/h鍋爐配置旋流板脫硫除塵設備，采用雙堿法（FGD）對煙氣進行凈化。

雙堿法脫硫工藝

本方案采用鈉堿工藝（鈉/鈣雙堿法），即使用溶解度大，對SO2親和力強，反應產物不易結垢的堿液（如氫氧化鈉，碳酸鈉等）吸收煙氣中SO2 ,硫的漿液在塔外混合池中用生石灰[Ca(OH)2]反應再生成鈉基堿液。

鈉鈣雙堿法比較石灰石法等其他脫硫工藝，具有以下特點：

   ·鈉堿吸收劑對SO2親和力強，吸收速度快，用較小的液氣比可獲得較高的脫硫效率。

  ·鈉基吸收劑溶解度很大，SO2 的吸收和泥漿的沉淀*分開，塔內和管內液相為鈉基溶液，從而可以避免石灰法脫硫系統(tǒng)遇到的結垢問題。

  ·采用鈉堿吸收劑，可降低液氣比，減少動力消耗，從而降低運行費用。

  ·鈉堿在系統(tǒng)運行中循環(huán)利用，價格雖高，但損耗少，只需適量補充。再生劑石灰資源易得、價廉，總體運行費用低。

  ·用石灰中和反應比用石灰石中和反應更*，同時大大提高了石灰的利用率。

  ·操作簡單方便，由于克服了結垢，系統(tǒng)*安全穩(wěn)定運行。雙堿法脫硫機理可分為吸收反應過程和再生過程。

吸收反應過程：

    Na2CO3+SO2←→Na2SO3+CO2       (1)

    2NaOH+SO2←→Na2SO3+H2O       (2)

    Na2SO3+SO2+H2O←→ NaHSO3     (3)

  (1) 式為吸收啟動反應式；

  (2)式為主要反應(PH>10);當酸堿度降低到中性甚至酸性時，(5<PH<10),則按⑶三式反應。

再生過程：

   2NaHSO3+Ca（OH）2←→Na2SO3 +CaSO3+2H2O     (4)

在石灰漿液中，中性的NaHSO3 很快和石灰反應從而釋放出Na+，隨后生成的SO32-又繼續(xù)跟石灰反應，反應生成的CaSO3以半水化和物的形式沉淀下來，從而使Na+得到再生，吸收液恢復對SO2的吸收能力，并循環(huán)使用。

四、旋硫板脫硫除塵設備技術特點

旋流板脫硫除塵一體化設備處理鍋爐煙氣時，是集脫硫、除塵、脫水、除霧于一體，其基本原理是利用堿性液體使鍋爐煙氣中的粉塵粒子及硫在氣液兩相接觸的過程中被捕集、被吸收，并利用堿性液體在塔內形成的液網、液膜或液滴，經物理化學作用而去除煙氣中的粉塵。

除塵機理

在濕法除塵設備中，煙氣中的粉塵粒子是在氣液兩相接觸的過程中被捕集的。其除塵機理涉及到氣液兩相間的接觸表面，捕塵體形成的流體力學及粉塵粒子在捕塵體上的沉降等，比較復雜。簡單的講，濕法除塵的機理主要是慣性碰撞和攔截作用。慣性碰撞主要取決于塵粒質量及其與液體之間的相對運動速度，攔截作用主要取決于塵粒的大小。兩者之間都于液滴的大小有重要關系，一般液滴直徑小時，慣性碰撞和攔截作用都增強。旋流板塔的技術特點有效的強化了碰撞、攔截作用。

鍋爐尾部煙氣排出后，進入初級除塵裝置，大顆粒煙塵被水加濕捕集下來，煙氣在此段降溫，使SO2易溶于水，除去部分SO2 ，煙氣再次進入旋流板塔，繞底部中心穩(wěn)流導向螺旋上升，當加速通過旋流板葉片時，利用煙氣自身產生的動能產生氣動旋流。煙氣的旋向由內向外，產生強勁的上旋力與沖擊力，利用煙氣的高速氣流動力，將上部中心布水裝置噴射的洗滌液均勻的吹散，與旋流板上的高速氣體相撞擊、激烈攪拌，使洗滌液達到的霧化質量，使煙氣與水達到的接觸面積。根據流體力學原理，流體中氣體、液體、固體三相之間由于慣性力不同，及存在相對運動，于是就產生固體塵粒大小顆粒之間，流體之間及液體不同直徑水滴間的相互碰撞、攔截，煙塵中出現大顆粒捕集小顆粒，分散度較小的較大顆粒粉塵顆粒被慣性力拋到液滴上而被捕集，粘附后的塵粒相互凝聚，塵粒的質量隨之增大，旋流板的導向接力作用使旋轉運動加劇，在強大的加速離心力作用下，塵粒很容易從煙氣中分離出來甩向塔壁，從而將塵粒與氣體分離。在重力作用下經塔壁上的導流槽流向塔底的水封池，進入排水溝，流入污水循環(huán)沉淀池。沉淀后的上清液進入下一個循環(huán)，從而形成閉路循環(huán)工藝流程。

煙氣中的微細粉塵通過一級塔板后不可能全部被捕集，還有一定的塵粒逸出，當通過多級旋流塔板的凈化處理，微細粉塵逐漸凝聚，質量不斷增大后被捕集、分離，從而達到除塵效果。

脫硫機理

物理吸收

  SO2吸收是其從氣相傳遞到液相的相間傳質過程，可分為物理吸收和化學吸收兩種，因煙氣中的SO2是經過一系列物理運動過程與吸收液進行化學反應。而氣態(tài)硫與吸收液的接觸方法與接觸面積直接影響傳質速率，只有當吸收液霧化后的表面積迅速擴大，氣液充分接觸才能完成傳質過程。吸收液的霧化過程是在物理過程中進行的，中心噴射*覆蓋的吸收液在氣動旋流作用下，氣液在反應區(qū)域中高速碰撞，液滴被迅速破碎、分散產生新的表面，霧化的表面積擴大上千倍，在zui短的時間內達到氣液充分接觸，完成傳質。

由于主體設備筒體較高，在氣動旋流作用下，脫硫液在較大的筒體內作相對運動，旋轉的次數增多，硫和堿液可以獲得充分的時間和足夠空間進行反應。當高溫煙氣向液體傳熱，煙氣溫度被降低，在低溫條件下，更有利于硫被溶解吸收。

化學吸收

煙氣脫硫工藝的化學基礎主要利用硫的以下特征：

(1)酸性：SO2屬中等強度的酸性氧化物，可用堿性物質吸收，生成穩(wěn)定的鹽。

(2)與Ca等堿土族元素生成難溶物質，如用鈣基化合物吸收，可生成溶解度很低的CaSO3·* 1/2H2O ,通過氧化可生成CaSO4·* 2H2O ,用鈉基化合物吸收，可生成溶解度很高的Na2SO3·* H2O 。

(3)SO2在水中有中等的溶解度，溶于水后生成H2SO3可氧化成穩(wěn)定

的H2SO4 。

(4)還原性：在與強氧化劑接觸或催化劑及氧氣存在時，SO2表現為還原性，自身被氧化成SO3 ,SO3是更強的酸性氣體，易于吸收劑吸收。

(5)氧化性：SO2除具有還原性外，還具有氧化性，當其與強還原劑

(H2S、CH4、CO)接觸時，SO2可被還原成元素硫。