第九章鍋爐的煙氣凈化

1、第九章鍋爐的煙氣凈化第一節(jié)鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鍋爐所排放出來(lái)的煙塵是造成大氣污染的主要污染源之一。一、工業(yè)鍋爐煙塵來(lái)源與危害鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙塵由氣體和固體兩部分組成。氣體中除了CO2、水蒸氣、N2、O2外，還有CO、SOx、NOx等有害氣體。固體主要是被氣體夾帶的灰粒和未燃盡的炭粒，構(gòu)成了“塵”。由于塵粒徑不同，在重力作用下其沉降特性也不同。粒徑小于10的顆?？梢蚤L(zhǎng)期漂浮在空中，稱(chēng)為飄塵。粒徑大于10的顆粒能較快的沉降，稱(chēng)為降塵。塵具有漂浮性、致病性、吸附性、載體性。漂浮性與粉塵顆粒直徑有關(guān)，粒徑愈小，在空氣中懸浮的時(shí)間愈長(zhǎng)，危害就愈大。工業(yè)鍋爐排出的煙塵中10%30%是小于5的塵粒，這些微

2、細(xì)的塵吸附作用很強(qiáng)。這些塵粒子能夠吸附很多有害氣體、液體或某些金屬元素，容易刺激人體的呼吸道，造成氣管炎、支氣管炎哮喘、肺氣腫、肺心病、肺癌等病癥。煙塵能夠使植物的光合作用減弱，造成植物葉片褪綠，農(nóng)作物產(chǎn)量降低，園林受害。煙塵能夠使空氣污染，降低空氣的可見(jiàn)度，增加交通事故，因?yàn)闊焿m的遮擋，減弱了太陽(yáng)紫外線輻射，也會(huì)引起兒童佝僂病?？諝庵袩焿m濃度大，還將嚴(yán)重影響某些工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。SO2、S03濃度超標(biāo)會(huì)誘發(fā)人體呼吸道疾病，會(huì)腐蝕工業(yè)設(shè)備和構(gòu)筑物，更嚴(yán)重的會(huì)造成酸雨，破壞植被、森林、莊稼和生態(tài)平衡。而NO、CO等有害氣體，被吸人人體后，會(huì)使人缺氧而麻痹和痙攣。N02本身毒性比NO和S02都強(qiáng)，不

3、僅對(duì)人體局部有危害，而且對(duì)各種器官和造血組織都有損害?？傊剂显阱仩t內(nèi)燃燒后產(chǎn)生大量的煙塵、硫和氮的氧化物等有害氣體，這些有害物排放到大氣中，嚴(yán)重污染周?chē)髿猸h(huán)境。尤其工業(yè)鍋爐大多集中在城市和市郊區(qū)，又屬于低空排放，對(duì)工農(nóng)生產(chǎn)、人民生活、人體健康、環(huán)境、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)都會(huì)造成極大危害。二、鍋爐大氣污染物排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按照大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB30951999)的有關(guān)規(guī)定，環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)的劃分如下：一類(lèi)區(qū)：自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要的特殊保護(hù)的地區(qū)。二類(lèi)區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通、居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類(lèi)區(qū)：為特定工業(yè)區(qū)。相應(yīng)的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)如下：一

4、類(lèi)區(qū)：執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。二類(lèi)區(qū)：執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。三類(lèi)區(qū)：執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)是以保證人體健康、防止環(huán)境污染和確保生態(tài)系統(tǒng)不受破壞為目標(biāo)，為保護(hù)和改善環(huán)境而對(duì)鍋爐煙塵排入大氣環(huán)境的數(shù)量所作出的限制規(guī)定。鍋爐的煙塵濃度是指每立方米排煙體積中含有煙塵的質(zhì)量。鍋爐煙塵最高允許排放濃度和煙氣黑度、SO2和NOX的最高允許排放濃度、燃煤鍋爐煙塵初始排放濃度，按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（0313271_2001)執(zhí)行，見(jiàn)表9-1、表9-2、表9-3。表9-1鍋爐煙塵最離允許排放濃度和煙氣黑度限值鍋爐類(lèi)型適用區(qū)域煙塵排放濃度/(mg/m3)煙氣黑度(格林曼黑度，級(jí)）時(shí)段時(shí)段燃煤鍋爐自然通風(fēng)鍋爐(<0.

5、7MW或lt/h)一類(lèi)區(qū)100801二、三類(lèi)區(qū)150120其他鍋爐一類(lèi)區(qū)100801二類(lèi)區(qū)250200三類(lèi)區(qū)350250燃油鍋爐輕柴油煤油一類(lèi)區(qū)80801二、三類(lèi)區(qū)100100其他燃料油一類(lèi)區(qū)10080®1二、三類(lèi)區(qū)200150燃?xì)忮仩t全部區(qū)域50501©1時(shí)段：2000年12月31日前建成使用的鍋爐。©遼時(shí)段：2001年1月1日起建成或未運(yùn)行使用的鍋爐和建成使用的鍋爐中需要擴(kuò)建，改造的鍋爐()©類(lèi)區(qū)禁止新建以重油、渣油為燃料的鍋爐。在實(shí)際燃燒過(guò)程中，要使燃料全部燃燒是不可能的，要讓煙氣中一點(diǎn)飛灰也沒(méi)有是做不到的。一般說(shuō)的消煙除塵，是指將煙氣的黑度、含塵

6、量和其他有害物質(zhì)降低到不會(huì)導(dǎo)致污染環(huán)境和危害人體健康的程度。鍋爐排出煙塵的初始濃度與燃燒方式、煤質(zhì)、鍋爐爐型及運(yùn)行管理等多種因素有關(guān)。煙塵中的黑煙，可通過(guò)改進(jìn)燃燒裝置及合理的燃燒調(diào)節(jié)，使煙氣中的可250燃物在爐膛中充分燃燒，起到消煙的作用。對(duì)于飛灰，除了改進(jìn)燃燒裝置，進(jìn)行合理的燃燒調(diào)節(jié)，降低排塵初始濃度外，還必須在引風(fēng)機(jī)前裝設(shè)除塵設(shè)備，使鍋爐排煙含塵量能符合排放標(biāo)準(zhǔn)。至于煙氣中有害氣體的凈化，目前主要是采用脫硫和脫氮措施。表9-2鍋爐二氧化硫和氮氧化物最離允許排放濃度適用區(qū)域SO2排放濃度/(mg/m3)NOX排放濃度/( mg/m3)m hr tf< 時(shí)段時(shí)段時(shí)段時(shí)段燃煤鍋爐全部區(qū)域1

7、200900/燃油鍋爐輕柴油、煤油全部區(qū)域700500/400其他燃料油全部區(qū)域1200900/400®燃?xì)忮仩t全部區(qū)域100100/400類(lèi)區(qū)禁止新建以重油、渣油為燃料的鍋爐表9-3燃煤鍋爐煙塵初始排放濃度和煙氣黑度限值鍋爐類(lèi)型燃煤接收煙塵初始排放濃度/( mg/m3)煙氣黑度基灰分時(shí)段時(shí)段(林格曼黑度，級(jí)）自然通風(fēng)鍋爐 <0.7MW(1t/h) /150120層燃鍋其他鍋爐Aar<25%18001600<2.8MW (4t/h)Aar<25%200018001爐其他鍋爐Aar<25%20001800>2.8MW (4t/h )Aar<25

8、%22002000沸騰循環(huán)流化床鍋爐爐其他沸騰鍋爐/2000018000拋煤機(jī)鍋爐/500050001第二節(jié)工業(yè)鍋爐除塵技術(shù)當(dāng)前，中國(guó)工業(yè)鍋爐的主要燃料是煤炭。煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵是污染大氣環(huán)境的主要污染物。工業(yè)鍋爐和電站鍋爐相比，因?yàn)樗鼣?shù)量很大，分布面又很廣，加上燃燒效率低，煙肉低等一些原因，使它造成的煙塵污染相當(dāng)嚴(yán)重。減少鍋爐污染的防治措施主要有以下幾個(gè)方面：改進(jìn)鍋爐的燃燒方式和合理的燃燒調(diào)節(jié)，減少煙塵中可燃物，降低排煙的初始含塵量，采用一定高度的煙囪，通過(guò)髙空擴(kuò)散，稀釋煙塵濃度，而最主要的煙塵降排措施是加裝除塵裝置。251工業(yè)鍋爐煙氣除塵中，采用了各種各樣的

9、分離裝置，實(shí)質(zhì)就是利用不同的作用力（包括重力、慣性力、離心力、擴(kuò)散附著力、電力等）達(dá)到將顆粒從煙氣中分離和收集的目的。從含塵氣流中將灰塵分離出來(lái)并加以捕集的裝置稱(chēng)為除塵裝置或除塵器。除塵器是除塵系統(tǒng)中的主要組成部分，其性能如何對(duì)全系統(tǒng)的運(yùn)行效果有很大影響。鍋爐常用的除塵器種類(lèi)很多，其分類(lèi)方式見(jiàn)表9-4。表9-4鍋爐常用的除塵器的分類(lèi)型式類(lèi)別名 稱(chēng)凈化程度備 注干式機(jī)械力除塵重力除塵重力沉降室粗凈化使用較少慣性除塵慣性分離除塵器粗凈化使用較廣泛離心力除塵,旋風(fēng)除塵器中凈化工業(yè)鍋爐中使用廣泛過(guò)濾式除塵布袋過(guò)濾除塵器細(xì)凈化垃圾鍋爐中使用廣泛電除塵電除塵器細(xì)凈化電站鍋爐中使用廣泛 濕式洗滌除塵沖擊式除

10、塵器中、細(xì)凈化使用較廣泛慣性、凝聚力除塵文丘里除塵器細(xì)凈化使用較少篩板式除塵泡沫除塵器中、細(xì)凈化粘結(jié)性塵粒易結(jié)塊慣性、凝聚力除塵斜棒柵除塵器細(xì)凈化有使用洗滌、離心力除塵水膜除塵器中、細(xì)凈化使用較廣泛一、機(jī)械力除塵器(一）重力沉降式除塵器重力沉降室是一種最簡(jiǎn)單的利用重力來(lái)除塵的裝置。其結(jié)構(gòu)如圖9-1所示。它的作用原理如下：當(dāng)含塵煙氣從煙道進(jìn)入沉降室以后，截面積突然變大，煙氣的流速迅速降低，導(dǎo)致煙塵由于自身的重力作用，自然沉降到底部，這樣塵粒就從煙氣中分離出來(lái)。因?yàn)檫@種除塵裝置一般只能除去40µm以上的大顆粒塵，所以除塵效率低，阻力不大。(二）慣性分離除塵器圖9-1重力沉降室除塵裝置慣性

11、分離除塵器是一種利用慣性力分離塵粒的裝置。慣性分離除塵器可分為沖擊式和轉(zhuǎn)向式兩種。沖擊式除塵器是使含塵煙氣流沖擊布置在除塵器內(nèi)部的擋板，實(shí)現(xiàn)較粗灰粒的慣性分離；而轉(zhuǎn)向式除塵器是通過(guò)改變含塵煙氣流在除塵器中的流動(dòng)方向，來(lái)分離和捕集較細(xì)灰粒，見(jiàn)圖9-2?？傊?，重力沉降室與慣性除塵器的主要作用原理是利用塵粒的重力、慣性力使其沉降或者碰撞而分離。這類(lèi)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，阻力小，制造與維修方252圖9-2慣性分離除塵器結(jié)構(gòu)8)沖擊式“轉(zhuǎn)向式便，設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于分散度高的粉塵，除塵效率卻很低，它可以作為初始含塵濃度高的鍋爐采用兩級(jí)除塵系統(tǒng)的第一級(jí)使用。(三）旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器

12、是工業(yè)鍋爐除塵系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種除塵器。對(duì)于中小型燃煤鍋爐來(lái)講，旋風(fēng)除塵器是目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的干式除塵裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，除塵效率較高，阻力小(一般為2001000Pa),消耗動(dòng)力較少，對(duì)煙氣負(fù)荷和進(jìn)口煙氣中煙塵濃度的變化適應(yīng)性強(qiáng)以及運(yùn)行操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于粒徑很細(xì)的粉塵（小于10µm除塵效率低，它適用于層燃爐的煙氣除塵。在旋風(fēng)除塵器的內(nèi)壁上常附加一層耐熱、耐磨襯里，例如砌筑一層輝綠巖鑄石塊，可以提高除塵器的使用壽命。按照產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)煙氣流方式的不同，旋風(fēng)除塵器可分為切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)人式兩種；按照除塵器內(nèi)部氣流組織可分為圓筒式、旁路式和擴(kuò)散式三種；按照除塵器的組合方式

13、的不同可分為串聯(lián)式組合、并聯(lián)式組合、多管除塵器三種。目前常用的旋風(fēng)除塵器有XZZ直錐型、PWC型平面旋風(fēng)除塵器以及多管旋風(fēng)除塵器等。1.立式旋風(fēng)除塵器圖9-3為XZZ型旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意圖。2型旋風(fēng)除塵器是直錐形除塵器，它采用收縮、漸擴(kuò)型進(jìn)口，提高了煙氣進(jìn)口流速，使內(nèi)蝸旋直徑減小，離心力增大，從而提高了除塵效率。結(jié)構(gòu)上采用直型旁路室，解決了上灰環(huán)塵的圖9-3XZZ型旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意圖253出路；平板型反射屏裝置，防止除塵器下部的塵粒二次飛揚(yáng)；錐體部分采用較小夾角的直錐形，避免了下灰環(huán)被凈化氣流夾帶；同時(shí)采用的擴(kuò)散狀出口芯管，降低了煙氣阻力。由于，該設(shè)備具有合理的氣流組織，使已被分離出來(lái)的塵粒

14、有可能完全被捕集下來(lái)。因此，該除塵器除塵效率達(dá)90%93%，除塵器阻力為774860Pa適用于14t/h的層燃鍋爐。為了適應(yīng)不同容量鍋爐的需要，除了單筒立式除塵器外，還有雙筒、四筒或多筒組合式除塵器。2.立式多管旋風(fēng)除塵器當(dāng)處理煙氣量較大時(shí)，由于入口流速要保持在合適的范圍內(nèi)并且出口管尺寸不能太大（否則會(huì)降低除塵效率），所以，必須用多個(gè)小型旋風(fēng)除塵器并聯(lián)起來(lái)組成的除塵裝置，而立式多管除塵器就能滿足這個(gè)要求。立式多管旋風(fēng)除塵器是由若干單個(gè)立式旋風(fēng)子煙氣進(jìn)、出管，煙氣分配室及貯灰斗組成，它們組合在一個(gè)殼體內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖9-4所示。當(dāng)含塵煙氣通過(guò)螺旋型或花瓣型導(dǎo)向器進(jìn)人旋風(fēng)子內(nèi)部時(shí)，使含塵煙氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)

15、，在離心力作用下，塵粒被拋到殼內(nèi)壁沿內(nèi)壁下落到貯灰斗，經(jīng)鎖氣器排出。而凈化的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下，形成上升的內(nèi)蝸旋氣流，經(jīng)排氣管匯于排氣室后排走。這種除塵器的優(yōu)點(diǎn)是可以處理較大的煙氣量，并具有較高的除塵效率，多個(gè)旋風(fēng)子組成一個(gè)整體，便于煙道的聯(lián)接和設(shè)備的布置。缺點(diǎn)是耗費(fèi)的鋼材和鑄鐵量大，且易于磨損，這種除塵器除塵效率可達(dá)92%95%，阻力為500800Pa。臥式旋風(fēng)除塵器臥式旋風(fēng)除塵器采用了蝸殼扭底板特殊結(jié)構(gòu)，而蝸殼采用了對(duì)數(shù)螺旋線形，如圖9-5所示。煙氣由切向人口，蝸殼結(jié)構(gòu)能使氣流穩(wěn)定而均勻地旋轉(zhuǎn)，并能夠減少除塵器內(nèi)部的渦流和上灰環(huán)。旋轉(zhuǎn)的煙塵沿內(nèi)壁流向牛角尖處，經(jīng)鎖氣器排出，而凈化的煙氣又

16、從牛角尖部附近以螺旋線旋轉(zhuǎn)返回，由煙氣口排出。對(duì)提高除塵器除塵效率、降低阻力都是有利的。該除塵器除塵效率可達(dá)92%，除塵器阻力為725Pa左右。該除塵器適用于14t/h和小的層燃鍋爐的煙氣除塵，由于錐體圖9-4多管旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)子的布置254采用牛角彎結(jié)構(gòu)，可以臥式安裝，降低了除塵器高度，安裝簡(jiǎn)便。圖9-5 XND/G-型旋風(fēng)除塵器外形圖立式雙旋風(fēng)除塵器 圖9-6為立式雙旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意圖。圖9-6立式雙旋風(fēng)除塵器這種除塵器是由一個(gè)大旋風(fēng)蝸殼和一個(gè)小旋風(fēng)分離器組成。含塵煙氣切向進(jìn)入大旋風(fēng)蝸殼后，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，塵粒被甩向大蝸殼的內(nèi)筒壁，當(dāng)煙氣旋轉(zhuǎn)到270°時(shí)，約15%20%的

17、含塵濃縮的煙氣流從大旋風(fēng)筒進(jìn)入小旋風(fēng)分離器，進(jìn)一步凈化。未進(jìn)入小旋風(fēng)的內(nèi)層煙氣，一部分進(jìn)人平旋蝸殼，在芯管中繼續(xù)旋轉(zhuǎn)分離，另一部分通過(guò)芯管與筒壁之間的間隙與新進(jìn)人除塵器的氣流匯合，形成二次回流，以增加細(xì)塵粒被捕集的機(jī)會(huì)。這兩部分氣流凈化后，沿高度方向經(jīng)導(dǎo)流葉片進(jìn)入蝸殼型大旋風(fēng)排氣芯管，并與小旋風(fēng)分離器上的排氣在芯管內(nèi)匯合后一同排出除塵器，灰塵則分別收集在大、小旋風(fēng)筒下部的灰斗中，定期排放。255該除塵器屬于直流式旋風(fēng)除塵器，煙氣路程較短，阻力小，同時(shí)釆用了下排煙結(jié)構(gòu)，便于與引風(fēng)機(jī)連接，除塵效率為88%92%，阻力為608715Pa，適用于容量為120t/h的鍋爐除塵。二、濕式除塵器濕式除塵器種

18、類(lèi)很多，有噴淋塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌器、泡沫除塵器和水膜除塵器等。它們共同的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、金屬用量少、投資少，除塵效率較高，并有降沉和加添加劑處理煙氣中SO2的作用。其缺點(diǎn)：具有粘結(jié)性，煙塵容易堵塞設(shè)備，對(duì)污水要防冷凍和進(jìn)行處理，目前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)鍋爐中常用的濕式除塵器是水膜除塵器。水膜除塵器分管式水膜除塵器和旋風(fēng)水膜除塵器兩種類(lèi)型。這種除塵器除塵效率較高，約為90%95%，阻力較小，約為400900Pa，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，在工業(yè)鍋爐和中、小型燃煤電廠中使用廣泛。它適用于大型層燃爐的煙氣除塵，小型煤粉鍋爐和流化床鍋爐也常采用水膜除塵器。管式水膜除塵器管式水膜除塵器是一種阻力較

19、小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、維修工作量小，投資省，除塵效率較高的洗滌式除塵器，主要由水箱、管束、水封式排水裝置等組成，見(jiàn)圖9-7。圖9-7管式水膜除塵器3)上水箱式水膜除塵器«壓力式水膜除塵器1一上水箱2鋼管3排水管4一煙氣進(jìn)口5煙氣出口6水帽7管束8下聯(lián)箱9-給水管在除塵器的頂部設(shè)置一只水箱，經(jīng)過(guò)控制閥適當(dāng)調(diào)節(jié)和控制出水量，水沿小管流入直徑較大的管子內(nèi)，并從大管上端（大管的下端封閉）溢流出來(lái)，沿著大管外壁均勻地向下流動(dòng)，形成薄薄的一層水膜。此時(shí)，當(dāng)含塵煙氣經(jīng)過(guò)被水膜所包裹的垂直交錯(cuò)布置的管束時(shí)，煙氣的流向不斷地改變，在慣性力的作用下灰粒256不斷與管壁碰撞，從而被管外水膜所粘附，灰粒隨著水流經(jīng)過(guò)

20、水封式排水溝流到沉淀池中。按照供水方式的不同，管式水膜除塵器可分為上水箱式和壓力式兩種，而上水箱式是一種較好的布置方式，壓力式水膜除塵器只有在除塵器的頂部設(shè)置水箱有困難時(shí)才考慮釆用。(二）旋風(fēng)水膜除塵器旋風(fēng)水膜除塵器俗稱(chēng)捕滴器，按著煙氣在除塵器中的流動(dòng)方向又可分為立式和臥式旋風(fēng)水膜除塵器兩種類(lèi)型。立式旋風(fēng)水膜除塵器為解決除塵器的防腐蝕問(wèn)題，用于鍋爐煙氣除塵的立式旋風(fēng)水膜除塵器通常采用某種耐腐蝕材料制成，其中，采用耐磨耐腐蝕材料麻石（花崗巖）制成的麻石水膜除塵器應(yīng)用最為廣泛，其結(jié)構(gòu)如圖9-8所示。含塵煙氣由除塵器的下部的進(jìn)口以較高的流速切向進(jìn)入圓柱形筒體，形成急劇旋轉(zhuǎn)上升的氣流，在旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生

21、離心力的作用下，塵粒被甩向筒壁，并被在筒壁上自上而下流動(dòng)的水膜所濕潤(rùn)、粘附和捕集，然后隨水流流入錐形灰斗，經(jīng)水封池和排灰溝沖到沉淀池，凈化后的煙氣由除塵器上部的出口排出，進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。這種分離方式分離出來(lái)的煙塵不可能再被煙氣第二次帶走，所以除塵效率較高，可達(dá)95%左右，對(duì)于捕集5µm以下的細(xì)微灰粒是比較有效的。同時(shí)，還能部分的清除煙氣中的SO2和SO3，因此該除塵器的排水呈酸性，筒體采用麻石材料主要是防止腐蝕，對(duì)除塵后的含酸廢水要配置處理裝置進(jìn)行必要的處 圖9-8立式旋風(fēng)水膜3。除塵器結(jié)構(gòu)示意圖近幾年，麻石水膜除塵器的應(yīng)用和研究又取得新 1一煙氣進(jìn)口2圓柱筒體 的進(jìn)展，如旋風(fēng)筒體采用倒

22、錐體結(jié)構(gòu)，有利于提髙除塵效率；凈化后煙氣采用軸向引出方式，可以減少煙氣帶水；在除塵器出口煙道內(nèi)加裝葉片式導(dǎo)流器，有利于大幅度降低除塵器的壓 力損失。臥式旋風(fēng)水膜除塵器臥式旋風(fēng)水膜除塵器的結(jié)構(gòu)主要由橫截面為倒梨形的橫置筒狀外殼、類(lèi)似于外殼形狀的內(nèi)筒、外殼和內(nèi)筒之間布置的螺旋導(dǎo)流葉片、灰漿斗等組成，見(jiàn)圖9-9257圖9-9臥式旋風(fēng)水膜除塵器的結(jié)構(gòu)1煙氣進(jìn)口2外筒3_內(nèi)筒4_導(dǎo)流葉片5灰漿斗6煙氣出口當(dāng)含塵煙氣由煙氣進(jìn)口以較高的速度沿著切向方向進(jìn)入除塵器后，并沿外殼和內(nèi)筒之間的螺旋導(dǎo)流片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)前進(jìn)，煙氣多次沖擊水槽中的水面，使得其中部分粗大灰粒由于慣性作用被沉積于水中，而細(xì)灰粒煙塵被煙氣多次沖擊

23、水面時(shí)濺起的水泡、水珠所濕潤(rùn)，凝聚，并在螺旋運(yùn)動(dòng)中受離心力的作用加速向外殼內(nèi)壁移動(dòng)，被水膜所吸附。被捕集的灰粒依靠自身的重力而沉淀，并通過(guò)灰漿斗排出除塵器。凈化的煙氣通過(guò)檐板或經(jīng)旋風(fēng)脫水后進(jìn)人引風(fēng)機(jī)。該除塵器具有除塵效率高，壓力損失較小，構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作與維修方便、耗水量小、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，但因其體積大，導(dǎo)致鋼耗和占地面積較大；易產(chǎn)生積灰，導(dǎo)致除塵效率的不穩(wěn)定；濕灰的粘性較大，易產(chǎn)生堵塞的問(wèn)題。另外，考慮防腐，對(duì)金屬表面要采取防腐措施。三、布袋過(guò)濾除塵器典型的布袋過(guò)濾除塵器的結(jié)構(gòu)是將除塵器的殼體空間分為若干個(gè)袋房，在每個(gè)袋房中均勻布置一定數(shù)量的圓筒形或扁形濾袋，見(jiàn)圖9-10。用卡箍安裝在底管板上，

24、管板與除塵器殼體連接_形成密封袋式，殼體底部的排灰裝置將濾袋內(nèi)部清除的灰粒排除掉。布袋式除塵器主要是通過(guò)濾袋的孔隙及其表面附著的初塵層對(duì)灰粒的篩濾作用、灰粒隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性碰撞作用、濾帶纖維對(duì)灰粒的截留作用、細(xì)微灰粒的擴(kuò)散作用以及靜電吸引和重力沉降等的綜合效應(yīng)，達(dá)到除塵的目的。布袋過(guò)濾除塵器的主要特點(diǎn)是除塵效率高，可達(dá)98%99%，它適用于煤粉鍋爐和流化床鍋爐的煙氣除塵。煙氣處理量大，操作維修方便。在相同的除塵效率下，布袋過(guò)濾除塵器的投資成本和運(yùn)行費(fèi)用低于電除塵器，因此，布袋過(guò)濾除塵器必將在我國(guó)燃煤鍋爐中得到推廣和應(yīng)用。四、電除塵器電除塵器是利用髙壓電場(chǎng)使塵粒荷電，在庫(kù)侖力作用下使灰粒從煙氣

25、中分離出來(lái)并加以捕集的除塵裝置。該除塵器的除塵效率很高，特別對(duì)粒徑小于1µm258圖9-10典型的多室布袋過(guò)濾除塵器1一進(jìn)氣口2進(jìn)氣分布管道3封閉式袋房4一低管板5布袋6排氣閥7排氣管8反吹風(fēng)閥9一灰斗10機(jī)械振打裝置11一支承吊架12排灰裝置的亞微塵粒的除塵效果好，可處理的煙塵溫度達(dá)350左右，抗腐蝕性煙氣的性能好，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣流速度低（一般為12m/s），故煙氣通過(guò)除塵器的壓力損失僅100200Pa。飛灰比電阻直接影響到電除塵器的除塵效率，適宜的比電阻應(yīng)為105101()·cm電除塵器的除塵作用力，主要是靜電力，其次是擴(kuò)散力，慣性力和重力。它的工作原理如圖9-11所

26、示。含塵氣體在除塵器的凈化過(guò)程中，可以分為氣體的電離，塵粒荷電沉積兩個(gè)階段。具體過(guò)程是，首先高電壓加在兩極之間，隨著電壓的升高，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大。當(dāng)其達(dá)到一定值時(shí)，電暈極（電暈極為負(fù)極）產(chǎn)生電暈放電，此時(shí)產(chǎn)生大量的負(fù)離子，這些負(fù)離子a)b)圖9-11電除塵器原理圖幻軸測(cè)圖平面放大圖1一金屬板2導(dǎo)線3電源4一電流計(jì)和自由電子則向集電極轉(zhuǎn)移，當(dāng)含塵氣體通過(guò)時(shí)，塵粒和負(fù)離子發(fā)生碰撞而帶上了負(fù)電荷，完成了電離和塵粒荷電的過(guò)程。這些帶負(fù)電的塵粒，在電場(chǎng)力的推動(dòng)下向集塵極（集塵極為正極）聚集，失去電荷并沉積在集塵極上，由清灰裝置清除附著在集塵極上塵粒，使其落入灰斗后排除。凈化的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)、煙囪排大氣。2

27、59 電除塵器的一次性投資較大，但運(yùn)行耗電量小、除塵效率高達(dá)99%，阻力損失小、能耗低、煙氣處理量大、可適用于高溫?zé)煔獾某龎m、適用范圍廣。工業(yè)上應(yīng)用的電除塵器有管式（立式）和板式（臥式）兩類(lèi)。鍋爐多釆用板式電除塵器。 板式電除塵器的外形和組成如圖9-12所示。這種類(lèi)型除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于集塵極是由多塊軋制成不同斷面形狀的鋼板組合而成的，除塵器的電暈極則均勻布置在兩塊平行的集塵極極板中間。圖9-12板式電除塵器示意圖1一低壓電源控制柜2高壓電源控制柜3電源變壓器4_電氣除塵器本體5下灰斗6螺旋除灰機(jī)7電暈極8集塵極9一集塵極振打清灰裝置1電暈極振打清灰裝置11一煙氣進(jìn)口氣流分布圖12煙氣出口氣流

28、分布圖 在板式電除塵器中，含塵煙氣沿著垂直于電暈極的方向流經(jīng)由平行極極板組成的煙氣通道，一臺(tái)板式電除塵器中這種平行煙氣通道的數(shù)目可達(dá)上百個(gè)。每?jī)蓧K平行集塵極極板之間的距離一般為200400mm，電暈極之間的距離為100400mm。極板的高度為215mm，極板總長(zhǎng)可根據(jù)所要求的除塵效率的高低來(lái)確定。煙氣在平行集塵極極板間的平均流速約為1.02.5m/s。 板式電除塵器的清灰操作采用機(jī)械振打或者壓縮空氣吹掃等方式進(jìn)行，以將聚集在集塵極及電暈集上灰粒振落或者吹掃下來(lái)。它是煤粉鍋爐和流化床鍋爐理想的除塵設(shè)備。第三節(jié)鍋爐脫硫技術(shù)鍋爐脫硫主要技術(shù)措施是：煤燃燒前脫硫、煤在燃燒過(guò)程中脫硫和煙氣脫硫等三種途徑

29、。260一、煤燃燒前脫硫采用低硫燃料或?qū)θ剂线M(jìn)行脫硫處理，因?yàn)槭艿土蛉剂腺Y源缺乏和燃料脫硫處理費(fèi)用昂貴的限制，應(yīng)用起來(lái)有一定的局限性。洗煤和煤氣化后脫硫是經(jīng)常用的方法，這兩種方法在工業(yè)鍋爐中應(yīng)用較難。二、煤在燃燒過(guò)程中脫硫（爐內(nèi)脫硫）型煤固硫和向鍋爐爐膛直接噴固硫劑是常用的方法。這兩種方法雖然在技術(shù)上是可行的，但設(shè)備投資和運(yùn)行管理費(fèi)用都較大。三、煙氣脫硫煙氣中的硫分是以SO2和SO3的形式存在，所以從技術(shù)上說(shuō)，要想去除它是比較簡(jiǎn)單的。這是現(xiàn)在研究比較多，較有前途的脫硫方法，但是，對(duì)工業(yè)鍋爐來(lái)說(shuō)，要達(dá)到投資少、效果好的脫硫目的，也是不容易的.煙氣脫硫方法又可分為拋棄法和回收法兩大類(lèi)?；厥辗梢曰?/p>

30、收硫，回收法是用吸收劑吸收或吸附SO2。煙氣中SO2被回收，轉(zhuǎn)化成可出售的副產(chǎn)品如硫磺、H2S04或濃S02氣體?；厥招Ч^好，但是流程較長(zhǎng)，設(shè)備多，投資大，效率低，成本高。一般按使用吸收劑的形態(tài)和處理過(guò)程的不同，又將回收法分為干法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和濕法煙氣脫硫三類(lèi)。拋棄法是將吸收劑與S02結(jié)合，形成廢渣，其中包括煙灰、CaS04、CaSO3和部分水，沒(méi)有再生步驟，廢渣被拋棄或者做填坑處理。拋棄法只是將空氣污染物變成固體和液體廢料，污染問(wèn)題卻沒(méi)能得到徹底解決，這是拋棄法的最大問(wèn)題。拋棄法分為噴霧干燥煙氣脫硫和石灰濕法脫硫，這兩種方法對(duì)工業(yè)鍋爐特別適用。噴霧干燥煙氣脫硫，是把石灰粉加水?dāng)?/p>

31、拌成石灰乳液，經(jīng)噴霧器霧化成細(xì)霧進(jìn)人脫硫干燥塔，與煙氣充分接觸，在塔中SO2同Ca (OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成的CaSO3和CaS04顆粒物隨煙氣帶人除塵器而被排除，使煙氣得到凈化。這種方法系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資小、只要霧化和脫硫塔設(shè)計(jì)，運(yùn)行良好，可得到較高的脫硫效率。適用于各種容量的鍋爐，在國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用。系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，脫硫效率70%80%，鈣硫比低（Ca/S=1.41.5)，但存在占地面積大，噴霧槍、灰漿泵磨損嚴(yán)重，吸收塔內(nèi)易集灰結(jié)垢等問(wèn)題。石灰濕法脫硫，是以石灰水為吸收劑，在脫硫塔內(nèi)，煙氣與吸收液充分接觸反應(yīng)，最后生成硫酸鈣與亞硫酸鈣水溶液，通過(guò)吸收、固液分離等工藝過(guò)程，達(dá)到脫硫的目的。經(jīng)過(guò)沉淀分離出

32、來(lái)的清水，仍含有一定量的石灰，循環(huán)使用，但系統(tǒng)中設(shè)備及管道易結(jié)垢。為減輕洗滌設(shè)備的負(fù)荷，含塵煙氣在進(jìn)人洗滌器之前，須先除塵。洗滌后排出的低溫?zé)煔忭毺釡睾笈欧?。該脫硫方法適用于大容量鍋爐，在國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用。脫硫效率90%95%，技術(shù)可靠，工藝系統(tǒng)完整，鈣261硫比低（Ca/S =1.21.3)，脫硫效率高，并可獲得副產(chǎn)品一石膏。但投資很大，占地面積大，系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行成本高，對(duì)管理要求嚴(yán)格。除此之外，在流化床鍋爐中，煤與脫硫劑混合燃燒，可直接脫硫，不需要設(shè)置投資很大的煙氣脫硫裝置，即能達(dá)到脫硫的目的。第四節(jié)鍋爐脫NOX技術(shù)燃料燃燒過(guò)程生成的氮氧化物中，NO占90%，其余為NO2。煙氣中氮氧化物的來(lái)源有兩部分：一是燃料中含有氮的成分在髙溫下與氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成NO，通常稱(chēng)為燃料型NO;二是空氣中的氮在高溫下氧化為氮氧化物，稱(chēng)為溫度型NOx。燃料含氮量的多少對(duì)煙氣中氮氧化物濃度的高低影響較大，而溫度是影響溫度型氮氧化物生成的主要因素。燃料在高溫