某煉鉛廠鼓風爐煙氣除塵凈化過程

1、黃石理工學院 畢業(yè)設計（論文）一、前言11大氣污染 大氣是由一定比例的氮、氧、二氧化碳、水蒸氣和固體雜質微粒組成的混和物。就干潔空氣而言，按體積計算，在標準狀態(tài)下，氮氣占78.08，氧氣占20.94，氬氣占0.93，二氧化碳占0.03，而其他氣體的體積則是微乎其微的。各種自然變化往往會引起大氣成分的變化。例如，火山爆發(fā)時有大量的粉塵和二氧化碳等氣體噴射到大氣中，造成火山噴發(fā)地區(qū)煙霧彌漫，毒氣熏人；雷電等自然原因引起的森林大面積火災也會增加二氧化碳和煙粒的含量等等。一般來說，這種自然變化是局部的，短時間的。隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通運輸?shù)陌l(fā)展，向大氣中持續(xù)排放的物質數(shù)量越來越多，種類越來越復雜，引起大氣

2、成分發(fā)生急劇的變化。當大氣正常成分之外的物質達到對人類健康、動植物生長以及氣象氣候產(chǎn)生危害的時候，我們就說大氣受了污染。12大氣的主要污染源和污染物大氣污染源就是大氣污染物的來源，主要有以下三個：121工業(yè)：工業(yè)是大氣污染的一個重要來源。工業(yè)排放到大氣中的污染物種類繁多，性質復雜，有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機化合物、鹵化物、碳化合物等。其中有的是煙塵，有的是氣體。 122生活爐灶與采暖鍋爐：城市中大量民用生活爐灶和采暖鍋爐需要消耗大量煤炭，煤炭在燃燒過程中要釋放大量的灰塵、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害物質污染大氣。特別是在冬季采暖時，往往使污染地區(qū)煙霧彌漫，嗆得人咳嗽，這也是一種

3、不容忽視的污染源。123交通運輸：汽車、火車、飛機、輪船是當代的主要運輸工具，它們燒煤或石油產(chǎn)生的廢氣也是重要的污染物。特別是城市中的汽車，量大而集中，排放的污染物能直接侵襲人的呼吸器官，對城市的空氣污染很嚴重，成為大城市空氣的主要污染源之一。汽車排放的廢氣主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氫化合物等，前三種物質危害性很大。13、大氣污染的危害大氣污染的危害主要有以下幾個方面：131對人體健康的危害：人需要呼吸空氣以維持生命。一個成年人每天呼吸大約2萬多次，吸入空氣達1520立方米。因此，被污染了的空氣對人體健康有直接的影響。大氣污染物對人體的危害是多方面的，主要表現(xiàn)是呼吸道疾病與生理機能

4、障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。比如，1952年12月58日英國倫敦發(fā)生的煤煙霧事件死亡4000人。人們把這個災難的煙霧稱為殺人的煙霧。據(jù)分析，這是因為那幾天倫敦無風有霧，工廠煙囪和居民取暖排出的廢氣煙塵彌漫在倫敦市區(qū)經(jīng)久不散，煙塵最高濃度達4.46毫克/米3，二氧化硫的日平均濃度竟達到3.83毫升/米3。二氧化硫經(jīng)過某種化學反應，生成硫酸液沫附著在煙塵上或凝聚在霧滴上，隨呼吸進入器官，使人發(fā)病或加速慢性病患者的死亡。由上例可知，大氣中污染物的濃度很高時，會造成急性污染中毒，或使病狀惡化，甚至在幾天內奪去幾千人的生命。其實，即使大氣中污染物濃度不高，但人體成年累月呼吸這種污染了的空氣，

5、也會引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫及肺癌等疾病。132對植物的危害：大氣污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等對植物的危害是十分嚴重的。當污染物濃度很高時，會對植物產(chǎn)生急性危害，使植物葉表面產(chǎn)生傷斑，或者直接使葉枯萎脫落；當污染物濃度不高時，會對植物產(chǎn)生慢性危害，使植物葉片褪綠，或者表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機能已受到了影響，造成植物產(chǎn)量下降，品質變壞。133對天氣和氣候的影響：大氣污染物對天氣和氣候的影響是十分顯著的，可以從以下幾個方面加以說明：a.減少到達地面的太陽輻射量：從工廠、發(fā)電站、汽車、家庭取暖設備向大氣中排放的大量煙塵微粒，使空氣變得非常渾濁，遮擋了陽光，使得到達地面

6、的太陽輻射量減少。據(jù)觀測統(tǒng)計，在大工業(yè)城市煙霧不散的日子里，太陽光直接照射到地面的量比沒有煙霧的日子減少近40。大氣污染嚴重的城市，天天如此，就會導致人和動植物因缺乏陽光而生長發(fā)育不好。b.增加大氣降水量：從大工業(yè)城市排出來的微粒，其中有很多具有水氣凝結核的作用。因此，當大氣中有其他一些降水條件與之配合的時候，就會出現(xiàn)降水天氣。在大工業(yè)城市的下風地區(qū)，降水量更多。c.下酸雨：有時候，從天空落下的雨水中含有硫酸。這種酸雨是大氣中的污染物二氧化硫經(jīng)過氧化形成硫酸，隨自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和農(nóng)作物毀壞，能使紙品、紡織品、皮革制品等腐蝕破碎，能使金屬的防銹涂料變質而降低保護作用，還

7、會腐蝕、污染建筑物。 e.增高大氣溫度：在大工業(yè)城市上空，由于有大量廢熱排放到空中，因此，近地面空氣的溫度比四周郊區(qū)要高一些。這種現(xiàn)象在氣象學中稱做熱島效應。f.對全球氣候的影響：近年來，人們逐漸注意到大氣污染對全球氣候變化的影響問題。經(jīng)過研究，人們認為在有可能引起氣候變化的各種大氣污染物質中，二氧化碳具有重大的作用。從地球上無數(shù)煙囪和其他種種廢氣管道排放到大氣中的大量二氧化碳，約有50留在大氣里。二氧化碳能吸收來自地面的長波輻射，使近地面層空氣溫度增高，這叫做溫室效應。經(jīng)粗略估算，如果大氣中二氧化碳含量增加25，近地面氣溫可以增加0.52。如果增加100，近地面溫度可以增高1.56。有的專家

8、認為，大氣中的二氧化碳含量照現(xiàn)在的速度增加下去，若干年后會使得南北極的冰熔化，導致全球的氣候異常。1.4、大氣污染的防治大氣污染的防治措施很多，但最根本的一條是減少污染源。一般采用以下幾種措施：1.4.1工業(yè)合理布局：這是解決大氣污染的重要措施。工廠不宜過分集中，以減少一個地區(qū)內污染物的排放量。另外，還應把有原料供應關系的化工廠放在一起，通過對廢氣的綜合利用，減少廢氣排放量。1.4.2區(qū)域采暖和集中供熱：分散于千家萬戶的爐灶和市內密如樹林的矮煙囪，是煤煙粉塵污染的主要污染源。采取區(qū)域采暖和集中供熱的方法，即用設立在郊外的幾個大的、具有高效率除塵設備的熱電廠代替千家萬戶的爐灶，是消除煤煙的一項重

9、要措施。1.4.3減少交通廢氣的污染：減少汽車廢氣污染，關鍵在于改進發(fā)動機的燃燒設計和提高汽油的燃燒質量，使油得到充分的燃燒，從而減少有害廢氣。1.4.4改變燃料構成：實行自煤向燃氣的轉換，同時加緊研究和開辟其他新的能源，如太陽能、氫燃料、地熱等。這樣，可以大大減輕煙塵的污染。1.4.5綠化造林：茂密的林叢能降低風速，使空氣中攜帶的大?；覊m下降。樹葉表面粗糙不平，有的能分泌粘液和油脂，因此能吸附大量飄塵。蒙塵的葉子經(jīng)雨水沖洗后，能繼續(xù)吸附飄塵。如此往復攔阻和吸附塵埃，能使空氣得到凈化。 二 、畢業(yè)設計任務書2.1、畢業(yè)設計目的：畢業(yè)設計研究是完成教學計劃，達到本科生培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)。通過深入

10、工程實踐、完成工程設計、撰寫研究論文等畢業(yè)設計諸環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決問題的能力、組織管理和社交能力、獨立工作能力，培養(yǎng)學生具有一定的工程意識以及嚴謹?shù)目茖W作風、認真的工作態(tài)度，樹立事業(yè)心和責任感。2.2、設計課題：某煉鉛廠鼓風爐煙氣除塵凈化過程2.3、有關參數(shù)及資料：2.3.1.煙氣性質：煙 氣 成 份 ()煙氣量(Nm3/h)煙氣溫度()煙氣含塵(g/Nm3)CO2SO2O2H2ON24.90.1215.32.277.483500030014.52.3.2.當?shù)貧庀髼l件：年平均氣溫17，極端最高、最低氣溫分別為40.7和-11.0，氣溫最高7月份，平均氣溫29.2，氣溫最低1

11、月份，平均氣溫3.9，全年主導風向為E，年平均風速為2.2m/s，年最大風速為17.0m/s,年平均氣壓101.2Kpa大氣穩(wěn)定度為中性D類。環(huán)境空氣質量等級：二級2.4、設計內容和深度要求：1、必須滿足國家和行業(yè)對環(huán)保的要求，各項指標必須達到或優(yōu)于國家標準。具體標準值參閱相關行業(yè)標準或綜合排放標準2、設計出切實可行的煙塵凈化工藝，確定管道系統(tǒng)斷面尺寸、壓力損失，選擇主要的設備。3、確定煙囪高度及出口直徑。4、提交設計說明書、計算書各一份。5、繪制設計圖紙一套，包括除塵系統(tǒng)工藝流程圖，系統(tǒng)總平面布置圖、立面圖、主要設備構筑圖。2.5、設計原則：1、選用處理工藝成熟，效果好，能保障除塵系統(tǒng)長期運

12、行。2、投資省，運行費用低，占地面積小，管理方便。3、除塵裝置的負荷適應性強，設備的各部分均應體現(xiàn)技術上的可行性和經(jīng)濟上的合理性，裝置要易安裝和檢修。2.6、設計依據(jù)：1、大氣污染物綜合排放標準 GB16297-19962、工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準 GBZ1-20027、設計參考資料：1.張殿印 張學義 除塵技術手冊 冶金工業(yè)出版社 2002年2月2.李連山 大氣污染控制工程 武漢理工大學出版社 2003年8月3.劉天齊 三廢處理工程技術手冊廢氣卷 化學工業(yè)出版社 1999年5月4.陸耀慶 供暖通風設計手冊中國建筑工業(yè)出版社 1987年12月5. 陳家慶 環(huán)保設備原理與設計 中國石化出版社 200

13、5年9月6. 吳忠標 實用環(huán)境工程手冊（大氣污染控制工程） 化學工業(yè)出版社 2001年9月三，設計說明書3.1、工程概況鉛冶金是白銀生產(chǎn)的最佳載體：一般鉛對金銀的捕集回收率都在95%以上，因此金銀的回收是與鉛的生產(chǎn)狀況直接相關的?，F(xiàn)在世界上約有80%的原生粗鉛是采用傳統(tǒng)的燒結一鼓風爐熔煉工藝方法生產(chǎn)的。傳統(tǒng)法技術成熟，較完善可靠，其不足之處在于脫硫造塊的燒結過程中，燒結煙氣的SO2濃度較低，硫的回收利用尚有一定難度，鼓風爐熔煉需要較昂貴的冶金焦炭。為了解決上述問題，冶金工作者進行了煉鉛新工藝的研究。八十年代以來，相繼出現(xiàn)了QSL法、閃速熔煉法、TBRC轉爐頂吹法、基夫賽特漢和艾薩熔煉法等新的煉

14、鉛方法。其中，QSL法是德國魯奇公司七十年代開發(fā)的直接煉鉛新工藝，加拿大、韓國和我國雖然先后購買了此專利建廠，但生產(chǎn)效果不甚理想；閃速熔煉法尚未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；TBRC法是瑞典波里頓公司所創(chuàng)，但此法作業(yè)為間斷性的，且爐襯腐蝕嚴重；基夫賽特法由原蘇聯(lián)有色金屬研究院研究成功，現(xiàn)已有多個廠家實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，是一種各項指標先進、技術成熟可靠的煉鉛新工藝，但采用該法單位投資大，只有用于較大生產(chǎn)規(guī)模的工廠時，才能充分發(fā)揮其效益。 艾薩煉鉛技術基于由上方插入的賽羅浸沒噴槍將氧氣噴射入熔體。產(chǎn)生渦動熔池，讓強烈的氧化反應或者還原反應迅速發(fā)生。在第一段，熔煉爐產(chǎn)出的高鉛渣經(jīng)過流槽送還原爐，氧化脫硫所產(chǎn)的煙氣經(jīng)

15、除塵后送制酸系統(tǒng)。在第二段還原爐中，所產(chǎn)粗鉛和棄渣從排放口連續(xù)放出，并在傳統(tǒng)的前床中分離，所產(chǎn)煙氣進行除塵處理后經(jīng)煙囪排放。艾薩法熔煉流程。該工藝流程先進，對原料適應性廣、生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，比較靈活、指標先進、SO2煙氣濃度高，可解決生產(chǎn)過程中煙氣污染問題；同時冶煉過程得到強化，金銀捕集率高，余熱利用好，能耗低。它不僅適應308廠鉛銀冶煉的改建要求，而且能夠對我國的銀鉛冶金生產(chǎn)和技術進步起到推動作用，故推薦引進艾薩法作為本項目粗鉛冶煉生產(chǎn)工藝的第一方案。 傳統(tǒng)的鼓風燒結鼓風爐法雖然在煙氣制酸方面尚有一定困難，但近年來，我國株洲冶煉廠、沈陽冶煉廠、濟源冶煉廠等大型鉛廠的改擴建工程仍然采用此法，是

16、因為它具有建設快、投產(chǎn)、達產(chǎn)快的優(yōu)點. 粗鉛精煉工藝有火法和電解法兩種。一般來說，電解法對銀、金、鉍和銻的分離效果好，鉛、銀等金屬的回收率高，勞動條件好，機械化自動化程度高。電解法的缺點是基建投資較火法高。采用火法需要處理大量中間產(chǎn)物，能耗較高，致使其生產(chǎn)成本較電解法高。鑒于本項目粗鉛含銀、鉍等金屬較多.常規(guī)方法處理鉛陽極泥是采用火法電解法流程獲得金、銀，渣進行還原熔煉，精煉得精鉍等，流程簡單、技術成熟，工人易操作，但有價金屬回收率不高，銻、鉛呈氧化物形態(tài)揮發(fā)進入煙塵，不但不便于綜合回收，而且造成第二次污染。3.2、設計目的： 據(jù)統(tǒng)計，中國1995年SO2排放量為2370萬噸，占世界第1位。S

17、O2排放量劇增使大多數(shù)城市SO2濃度處于較高的污染水平。SO2排放量的增加，使中國的酸雨發(fā)展異常迅速，嚴重的酸性降水和脆弱的生態(tài)系統(tǒng)使我國經(jīng)濟損失嚴重，1995年，僅酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的直接經(jīng)濟損失已達幾百億。 在該煉鉛廠生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煙氣含塵量嚴重超出國家的排放標準,并且煙氣中的SO2含量也超出國家排放標準。根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護法和中華人民共和國大氣污染防治法,為改善環(huán)境空氣質量，防止生態(tài)破壞，創(chuàng)造清潔適宜的環(huán)境，保護人體健康，特制的環(huán)境空氣質量標準規(guī)定排放標準達到空氣質量二級標準的二氧化硫（SO2）年平均排放濃度不得大于850毫克立方米，總懸浮顆粒物（TSP）年平均排放濃

18、度不得大于150毫克立方米。為滿足國家和行業(yè)對環(huán)保的要求，各項指標必須達到或優(yōu)于國家標準。設計出切實可行的煙塵凈化工藝，確定管道系統(tǒng)斷面尺寸、壓力損失，選擇主要的設備。本課題旨在設計一套處煙氣的工藝流程，以減輕在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣對環(huán)境的危害。3.3.選用方案的原則3.3.1方案的設計和選擇遵循的基本原則的：1.在技術上滿足工藝生產(chǎn)及環(huán)境保護對含塵氣體的治理要求，在經(jīng)濟上是最合算的。2.能夠達到預期處理效果，滿足保護環(huán)境的要求。3.選用的方案盡量做到消耗資源少，并且對環(huán)境影響最小。4.在具體選型設計時要結合生產(chǎn)實際狀況、參考國內外類似工作的實際經(jīng)驗和先進技術全面考慮，處理好三個技術性能指標的

19、關系。3.3.2除塵脫硫方案的選?。哼x擇除塵器時必須全面考慮有關因素，如除塵效率、阻力損失、一次投資費用、運行費用、占用建筑空間以及維護管理難易等，其中最主要的是除塵效率。一般說來，選擇除塵器時應注意以下幾個方面的問題：（1）選用的除塵器必須滿足排放標準規(guī)定的排放要求；（2）收集粉塵的處理問題；（3）粉塵顆粒的物理性質對除塵器性能的影響；（4）氣體的含塵濃度；（5）煙氣溫度和其他性質；（6）脫硫劑利用率和脫硫副產(chǎn)品的處理； （7）脫硫工藝對鍋爐原有系統(tǒng)的影響。3.4、處理工藝路線及原理：3.4.1粉塵及二氧化硫的影響a粉塵對生產(chǎn)的主要影響粉塵排放于大氣中可引起大氣污染，危害人群健康。粉塵還能大

20、量吸收太陽紫外線短波部分，嚴重影響兒童的生長發(fā)育。b粉塵對環(huán)境的污染粉塵對生產(chǎn)的影響主要是降低產(chǎn)品質量和機器工作精度。如感光膠片，集成電路、化學試劑、精密儀表和微型電機等產(chǎn)品，要是被粉塵沾污或其轉動部件被磨損、卡住，就會降低質量甚至報廢。有些工廠曾經(jīng)由于對生產(chǎn)環(huán)境的粉塵控制不嚴而受到許多損失。粉塵還使光照度和能見度降低，影響室內作業(yè)的視野。爆炸性粉塵如煤塵、鋁塵和谷物粉塵在一定條件下會發(fā)生爆炸，造成經(jīng)濟損失和人員傷亡。c粉塵對人體的危害及影響因素粉塵是懸浮與氣體介質中的小固體顆粒,它對人體健康的危害同粉塵的性質、粒徑大小和進入人體的粉塵量有關。（1）引起中毒危害粉塵的化學性質是危害人體的主要因

21、素。因為化學性質決定它在體內參與和干擾生化過程的程度和速度，從而決定危害的性質和大小。有些毒性強的金屬粉塵(鉻，錳、鎘、鉛、鎳等)進入人體后，會引起中毒以至死亡。例如鉛使人貧血，損害大腦，錳，鎘損壞人的神經(jīng)，腎臟，鎳可以致癌，鉻會引起鼻中隔潰瘍和穿孔，以及肺癌發(fā)病率增加。此外，它們都能直接對肺部產(chǎn)生危害。如吸入錳塵會引起中毒性肺炎，吸入鎘塵會引起心肺機能不全等。粉塵中的一些重金屬元素對人體的危害很大。（2）引起各種塵肺病一般粉塵進入人體肺部后，可能引起各種塵肺病。有些非金屬粉塵如硅、石棉、炭黑等，由于吸人人體后不能排除，將變成矽肺、石棉肺或塵肺。例如含有游離二氧化硅成分的粉塵，在肺泡內沉積會引

22、起纖維性病變，使肺組織硬化而喪失呼吸功能，發(fā)生“矽(硅)肺”病。（3）粉塵粒徑對危害程度的影響粉塵粒徑的大小是危害人體的另一個重要因素。它主要表現(xiàn)在以下兩個方面：粉塵粒徑小，粒子在空氣中不易沉降，也難于被捕集，造成長期空氣污染，同時易于隨空氣吸人人的呼吸道深部。粉塵粒徑小，其化學活性增大，表面活性也增大(由于單位質量的表面積增大)，加劇了人體生理效應的發(fā)生與發(fā)展。例如鋅和一些金屬本身并無毒，但將其加熱后形成煙狀氧化物時，可與體內蛋白質作用而引起發(fā)燒，發(fā)生所謂鑄造熱病。再有，粉塵的表面可以吸附空氣中的有害氣體，液體以及細菌病毒等微生物，它是污染物質的媒介物，還會和空氣中的二氧化硫聯(lián)合作用，加劇對

23、人體的危害。相同質量的粉塵，粉塵粒徑越小，總表面積越大，危害也越大。d. SO2對人體健康的危害SO2是一種無色具有強烈刺激性氣味的氣體，易溶于人體的體液和其他黏性液中，長期的影響會導致多種疾病，如：上呼吸道感染、慢性支氣管炎、肺氣腫等，危害人類健康。SO2在氧化劑、光的作用下，會生成使人致病、甚至增加病人死亡率的硫酸鹽氣溶膠，據(jù)有關研究表明，當硫酸鹽年濃度在10g/m3 左右時，每減少10%的濃度能使死亡率降低0.5%；e. SO2對植物的危害研究表明，在高濃度的SO2的影響下，植物產(chǎn)生急性危害，葉片表面產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；在低濃度SO2的影響下，植物的生長機能受到影響，造

24、成產(chǎn)量下降，品質變壞。據(jù)1983年對我國13個省市25個工廠企業(yè)的統(tǒng)計，因SO2造成的受害面積達2.33 萬公頃，糧食減少1.85萬噸，蔬菜減少500 噸，危害相當嚴重。f. SO2對金屬的腐蝕大氣中的SO2對金屬的腐蝕主要是對鋼結構的腐蝕。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家每年因金屬腐蝕而帶來的直接經(jīng)濟損失占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2%4%。由于金屬腐蝕造成的直接損失遠大于水災、風災、火災、地震造成損失的總和。且金屬腐蝕直接威脅到工業(yè)設施、生活設施和交通設施的安全。g. 對生態(tài)環(huán)境的影響SO2形成的酸雨和酸霧危害也是相當?shù)拇?，主要表現(xiàn)為對湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物構成腐蝕。同時，長期的酸雨作用還將

25、對土壤和水質產(chǎn)生不可估量的損失。3.4.2、除塵裝置比較：方案一：煙氣 集氣罩 袋式除塵器 脫硫裝置 風機 煙囪 排出 貯灰斗 裝車外運a.布袋除塵技術工作原理：（1）重力沉降作用含塵氣體進入布袋除塵器時，顆粒大、比重大的粉塵，在重力作用下沉降下來，這和沉降室的作用完全相同。（2）篩濾作用當粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或濾料上粉塵間的間隙大時，粉塵在氣流通過時即被阻留下來，此即稱為篩濾作用。當濾料上積存粉塵增多時，這種作用就比較顯著起來。（3）慣性力作用氣流通過濾料時，可繞纖維而過，而較大的粉塵顆粒zai慣性力的作用下，仍按原方向運動，遂與濾料相撞而被捕獲。（4）熱運動作用質輕體小的粉塵

26、(1微米以下)，隨氣流運動，非常接近于氣流流線，能繞過纖維。但它們在受到作熱運動(即布朗運動)的氣體分子的碰撞之后，便改變原來的運動方向，這就增加了粉塵與纖維的接觸機會，使粉塵能夠被捕獲。當濾料纖維直徑越細，空隙率越小、其捕獲率就越高，所以越有利于除塵。 袋式除塵器很久以前就已廣泛應用于各個工業(yè)部門中，用以捕集非粘結非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微?？蛇_0.1微米。但是，當用它處理含有水蒸汽的氣體時，應避免出現(xiàn)結露問題。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細微的粉塵效率也可達99%以上，而且其效率比高。b.袋式除塵器優(yōu)點：（1）除塵效率高，特別是對微細粉塵也有較高的效率，一般可達99.

27、5%，如果在設計和維護管理時給與充分注意，除塵效率可達99.9%以上； （2）適應性強，可以回收不同性質的粉塵。如對于高電阻粉塵，采用袋式除塵器就優(yōu)于電除塵器。此外，入口含塵濃度在相當大的范圍效率和范圍內變化時，對除塵器的阻力的影響都不大；（3）使用靈活，處理風量可由每小時數(shù)百立方米到每小時數(shù)十萬立方米?？梢宰龀芍苯友b置設置于室內或設備附近的小型機組也可以做成大型的除塵器室，即所謂“袋房”； （4）結構簡單，可以因地制宜采用簡單的所謂“土布袋除塵器”，在條件允許下也可以采用效率高的脈沖噴吹式除塵； （5）工作穩(wěn)定，便它在同樣于回收干料，沒有污泥處理，腐蝕等問題，維護簡單；（6）它在同樣體積內可

28、多布置20%-40%過濾面積的布袋，占地面積小，機構緊湊；（7）它比電除塵器結構簡單，投資省，運行穩(wěn)定，還可以回收高比電阻粉塵。c.袋式除塵器缺點： （1）袋式除塵器的應用范圍主要受濾料的耐溫、耐腐蝕性等性能的局限。特別是在耐高溫方面，目前常用的濾料如滌綸，適用于120-130，而玻璃纖維等可耐250左右，煙氣溫度更高時，或者要采用造價高的特殊濾料或者采用煙氣降溫措施。其結果會導致除塵系統(tǒng)復雜化，造價也高；（2）不適用于粘結性強及吸濕性強的粉塵，特別是煙氣溫度不能低于露點溫度，否則會產(chǎn)生結露，致使濾袋堵塞；（3）處理風量大時，占地面積大；（4）勞動條件和換袋困難也要克服。方案二：煙氣 集氣罩

29、電除塵器 脫硫裝置 風機 煙囪 排出 貯灰斗 裝車外運a.靜電除塵的工作原理： 含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離，此時，帶負電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外。 根據(jù)目前國內常見的電除塵器型式可概略地分為以下幾類：按氣流方向分為立式和臥式，按沉淀極極型式分為板式和管式，按沉淀極板上粉塵的清除方法分為干式濕式等。b.電除塵器

30、優(yōu)點：（1）電除塵器除塵效率高，如果設計合理、安裝工程質量高，電除塵器可以達到任何除塵效率的要求；（2）可以凈化氣量較大的煙氣；（3）電除塵器能夠除下的粒子粒徑范圍較寬，對于0.1m的粉塵粒子 ；（4）可凈化溫度較高的含塵煙氣，可長期連續(xù)運行，用于凈化更高溫度的煙氣時，需要特殊設計；（5）電除塵器結構簡單、氣流速度低，壓力損失小，干式電除塵器的壓力損失大約為100200 Pa,濕式除塵器的壓力損失稍高一些，通常在200300Pa；（6）電除塵器的能量消耗比其他類型除塵器低。如以每小時凈化1000 m3煙氣計算，電除塵器的電能消耗約為0.20.8kWh；（7）電除塵器可以實現(xiàn)微機控制，可以遠距離

31、操作。c.電除塵器的缺點：（1）建造電除塵器一次性投資費用高，鋼材消耗量較大。據(jù)估算，平均一平方米收塵面積所需的鋼材大約為3.54t；（2）電除塵器的除塵效率受粉塵的物理性質影響很大，特別是粉塵比電阻的影響更為突出。電除塵器最適宜捕集比電阻為10451011.cm的粉塵粒子。凈化小于104.cm或大于1011.cm的粉塵粒子，除塵效率是很低的；（3）電除塵器不適宜直接凈化高濃度含塵氣體；（4）電除塵器對制造和安裝質量要求很高；（5）需要高壓變電及整流控制設備；（6）占地面積大。方案三、煙氣 集氣罩 旋風除塵器 脫硫裝置 風機 煙囪 排出 貯灰斗 裝車外運a.旋風除塵器優(yōu)點：(1) 結構簡單，造

32、價便宜，體積小，操作維修簡便，壓力損失中等力消耗不大，除塵效率高，可用于各種材料制造，適用于粉塵負荷大的氣體，性能較好，能用于高溫，高壓及腐蝕性氣體的除塵。(2) 可直接回收用干粉塵，沒有運行部件，運行管理簡便。(3) 技術成熟，一般可捕集5-15m以上的塵粒，效率就達80%。b.旋風除塵器缺點：(1) 不宜用于風量波動較大的場合。(2) 不宜凈化粘結性強粉塵。(3) 要特別注意防止器體下部分漏風，效率急劇下降。3.4.3.脫硫裝置的選取：控制SO2排放的工藝按其在燃燒過程中所處位置可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫三種。燃燒前脫硫主要是洗煤、煤的氣化和液化。洗煤可用作脫硫的輔助手段，經(jīng)濟適用的

33、煤氣化和液化技術在進一步開發(fā)之中。就燃燒中脫硫的型煤和循環(huán)流化床燃燒來說，燃用型煤比直接燃用原煤節(jié)煤又干凈，較多用于中小鍋爐上；國內最大的循環(huán)流化床是75t/h爐型，適用于工業(yè)鍋爐和采暖，國外電站應用于機組容量有的高達300t/h。目前，世界上運行著500座以上的煙氣脫硫裝置。而其中90以上（按機組容量計）為濕法脫硫工藝。發(fā)達國家大型燃煤鍋爐幾乎都配備有效率在95%以上的濕法脫硫設備，中小鍋爐也采取了經(jīng)濟可行的脫硫措施，包括爐內噴鈣及增濕活化脫硫工藝。半干法旋轉噴霧法、爐內噴吸收劑增濕活化脫硫工藝在歐洲應用較多。流化床燃燒技術在燃燒過程中有效控制SO2和NOx的生成，日益受到重視。日本開展利用

34、表面熱處理后的活性炭纖維（ACF）對煙道氣進行脫硫、脫氮的試驗研究，取得了很好效果。利用ACF凈化煙道氣的技術屬于半干式氧化型，其優(yōu)點是：脫硫、脫氮反應在常溫下進行，副產(chǎn)的硫酸、硫酸鹽及硝酸、硝酸鹽等可以獲得連續(xù)回收。這種燃煤鍋爐煙氣脫硫、脫氮技術不僅具有較高的脫硫、脫氮性能，而且用水量少，所需設備簡單，目前正在進行實用化研究。國內已成功地在60MW機組煙氣脫硫工程上使用了氨法，其各項經(jīng)濟技術指標居脫硫業(yè)的領先水平。由于氨法脫硫工藝自身的一些特點，可充分利用我國廣泛的氨源生產(chǎn)需求大的肥料，并且氨法脫硫工藝在脫硫的同時又可脫氮，是一項較適應中國國情的脫硫技術。為幫助大家全面了解氨法，本文對氨法脫

35、硫技術的發(fā)展、機理和不同技術的特點進行簡述，并側重介紹濕式回收法氨法脫硫技術。 a.氨法脫硫技術概況 （1）氨法脫硫工藝特點 氨法脫硫工藝是采用氨作為吸收劑除去煙氣中的SO2的工藝。氨法脫硫工藝具有很多特點。氨是一種良好的堿性吸收劑，氨的堿性強于鈣基吸收劑；而且氨吸收煙氣中SO2是氣-液或氣-氣反應，反應速度快、反應完全、吸收劑利用率高，可以做到很高的脫硫效率，相對于鈣基脫硫工藝來說系統(tǒng)簡單、設備體積小、能耗低。另外，其脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種常用的化肥，副產(chǎn)品的銷售收入能大幅度降低運行成本。 （2）氨法脫硫的發(fā)展 70年代初，日本與意大利等國開始研制氨法脫硫工藝并相繼獲得成功。氨法脫硫工藝主體

36、部分屬化肥工業(yè)范籌，這對電力企業(yè)而言較陌生，是氨法脫硫技術未得到廣泛應用的最大因素，隨著合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及廠家對氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進，進入90年代后，氨法脫硫工藝漸漸得到了應用。 國外研究氨法脫硫技術的企業(yè)主要有：美國：GE、Marsulex、Pircon、Babcock&Wilcox；德國：LentjesBischoff、KruppKoppers；日本：NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。 國內目前成功的濕式氨法脫硫裝置大多從硫酸尾氣治理技術中發(fā)展而來，主要的技術商有江南環(huán)保工程建設有限公司、華東理工大學等，現(xiàn)國內濕式氨法脫硫最大的業(yè)績是天津永利電力公司的60M

37、W機組的煙氣脫硫裝置。 近來出現(xiàn)的磷銨法、電子束法、脈沖電暈放電等離子體法等煙氣脫硫脫硝技術皆是氨法的演變與發(fā)展，改進之處在于降低水耗、改進氧化及后處理、降低裝置壓降、提高脫硝能力等方面，以求使氨法煙氣脫硫技術更加經(jīng)濟更加適應鍋爐的運行。 b.氨法脫硫的技術原理 氨法脫硫工藝皆是根據(jù)氨與SO2、水反應成脫硫產(chǎn)物的基本機理而進行的，主要有濕式氨法、電子束氨法、脈沖電暈氨法、簡易氨法等。 （1）電子束氨法（EBA法）與脈沖電暈氨法（PPCP法） 電子束氨法與脈沖電暈氨法分別是用電子束和脈沖電暈照射噴入水和氨的、已降溫至70左右的煙氣，在強電場作用下，部分煙氣分子電離，成為高能電子，高能電子激活、裂

38、解、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生OH、O、HO2等多種活性粒子和自由基。在反應器里，煙氣中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3、NO2，與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情況下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的氣溶膠，再由收塵器收集。脈沖電暈放電煙氣脫硫脫硝反應器的電場本身同時具有除塵功能。 這兩種氨法能耗和效率尚要改進，主要設備如大功率的電子束加速器和脈沖電暈發(fā)生裝置還在研制階段。 （2）簡易氨法 簡易氨法已商業(yè)化的有TS、PS氨法脫硫工藝等，主要利用氣相條件下的H2O、NH3與SO2間的快速反應設計的簡易反應裝置，嚴格地講簡易氨法是一

39、種不回收的氨法，其脫硫產(chǎn)物大部分是氣溶膠狀態(tài)的不穩(wěn)定的亞銨鹽，回收十分困難，氨法的經(jīng)濟性不能體現(xiàn)；且脫硫產(chǎn)物隨煙氣排空后又會有部分分解出SO2，形成二次污染。所以，該工藝只能用在環(huán)保要求低、有廢氨水來源、不要求長期運行的裝置上。 d.濕式氨法脫硫工藝系統(tǒng)一般組成 氨水洗滌脫硫工藝設備主要由脫硫洗滌系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、氨貯存系統(tǒng)、硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)（若非氨-硫銨法則是于其工藝相對應的副產(chǎn)物制造系統(tǒng)）等組成。核心設備是脫硫洗滌塔。e.氨法脫硫技術應用前景 氨法脫硫工藝有自己的鮮明特點，如沒有廢水、廢渣，副產(chǎn)品可作為農(nóng)用肥料等等。從實際運行效果看，其脫硫率可滿足各地環(huán)保的要求，運行費用低，氨法脫硫是較適宜中

40、國國情的一項煙氣脫硫技術。 在中國發(fā)展回收法脫硫技術，特別是氨法，既有相當堅實的基礎，又有極為光明的前景。到2005年，我國合成氨將突破3300萬噸/年，供應煙氣脫硫的資源非常豐富。另，脫硫劑氨來自于化肥又回到化肥，不論對環(huán)境和國民經(jīng)濟都不會造成負面影響。相反，因其回收了硫元素，符合了農(nóng)業(yè)部門對硫肥的日益增漲的需要，能產(chǎn)生積極的促進作用。 隨國內氨法脫硫技術的發(fā)展，氨法脫硫裝置的投資已能低于鈣法，阻礙氨法脫硫技術的難點已被各技術供應商采用各自不同的方法取得了突破，氨法脫硫技術正不斷完善，隨著氨法脫硫技術業(yè)績的增加，其難以估量的應用前景將顯現(xiàn)出來，在技術日益進步的現(xiàn)今時代氨法煙氣脫硫技術應具有很

41、大的應用潛力。 故從各方面綜合考慮后本設計中最終采用簡易氨法較為適合。3.4.4.經(jīng)濟與技術指標比較：兩種除塵器的經(jīng)濟比較設備投資費用運行費用袋式除塵器250250電除塵器450150除塵器的經(jīng)濟性能包括除塵器的投資費用和運行費用，它是評定除塵器性能指標之一。由以上的比較可知，袋式除塵器投資較電除塵器要低，但其運行費比電除塵器要高。技術指標的比較表除塵器類型壓力損失/Pa凈化效率/處理能力/電除塵器3009999.95 105106袋式除塵器12001500 98 幾到幾百萬經(jīng)上述對除塵器優(yōu)缺點比較，和本設計中所給的一些條件,如袋式除塵器不易處理煙氣中的含水率較高和煙氣溫度較高的氣體,并且本設

42、計中所要求達到的除塵效率較高,使用電除塵器更容易達到標準,故綜合考慮后在本設計中更適合采用電除塵器。它運行管理方便，雖然一次性投資費用較高,但其運行費用低，處理流量大,且工作過程的壓力損失較小,因而從長遠考慮方案一要經(jīng)濟合理。3.4.5.工程主要設計參數(shù)：(1)進口壓力: Pf(2)出口壓力: Pc(3)通風率: 12%(4)當?shù)卮髿鈮? (5)選用管型芒刺“RS”型電暈電極, 放電翹片厚度,放電點的曲率cm作為計算電暈極線半徑.(6) 進口煙氣溫度為300 四、設計計算書4.1.煙氣量及除塵效率的計算:4.1.1工況下含塵氣體量:由環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計指南中的工況下含塵氣體量的計算公式可得

43、式中標準狀況下的含塵氣體量, ； t 電除塵器內氣體的平均溫度, 當?shù)卮髿鈮?; 電除塵器內氣體的平均壓力, 電除塵器總漏風率,式中 P 電除塵器內氣體的平均壓力，Pa；Pf 除塵器中煙氣進口壓力，Pa；Pc 除塵器中煙氣出口壓力，Pa故 4.1.2除塵效率其中在氣壓為P，溫度為T的條件下氣體A的濃度， 氣體A在煙氣中的體積分數(shù) 氣體A的摩爾質量，P 煙氣氣壓，PaT 煙氣溫度，KR 摩爾氣體常數(shù)，其中故根據(jù)工業(yè)鍋爐窯大氣污染排放標準（可查得,冶煉重金屬的鍋爐的二級排放標準SO2的排放不得大于850mg/m3,TSP的排放濃度不得大于150 mg/m3,則SO2的脫硫效率和TSP的除塵效率分別

44、為 （3） 其中去除氣體A的效率 氣體A在煙氣中的初始濃度，要求煙氣中的氣體A所要達到的目標濃度， 其中 C - 工作狀態(tài)下的煙氣含塵濃度, T - 工作狀態(tài)下的溫度, - 標準狀態(tài)下的溫度 P - 工作狀態(tài)下的壓力,kP - 標準狀態(tài)下的壓力,Kp故4.2.電除塵器設計計算:4.2.1有效截面積 由中的公式（5）可得 式中 F電場有效斷面面積，Q處理氣量，m3/s；v氣體平均流速，m/s4.2.2收塵極面積 由得意希公式(6)可得 (6) 式中 A 收塵極面積,; Q 工況下的氣體量, m3/s; 有效驅進速度,由查表可知高爐的有效驅進速度為6-14 cm/s,本題取0.1m/s 除塵效率,

45、故考慮偏差后的收塵極面積為 4.2.3電場高度h 由于 所以用公式(7)計算 (7) 式中h 電場高度,m F電場有效斷面面積，4.2.4通道數(shù)的確定由 (8)式中n 電除塵器的通道數(shù)F 電場有效斷面面積，B 集塵板間距, mH 電場高度, m4.2.5 集塵板總長度(9)式中 集塵板總長度, m A 收塵極面積, n 電除塵器的通道數(shù)h 電場高度, m4.2.6 校核a.實際氣體流速 (10)式中v 實際氣體流速, m/sQ工況下的氣體量, m3/sn電除塵器的通道數(shù)B 集塵板間距, mh電場高度, mb.實際氣體在電除塵器內停留時間 (11) 時間設計滿足要求c.長高比 長,高設計滿足要求4.2.7電暈電場強度 由可選電暈極為“RS”型,放電翹片厚度,放電點的曲率cm作為計算電暈極線半徑.集塵極板與電暈