燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理

燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理第一頁，共93頁。燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理四月23第二頁，共93頁。本章重點(diǎn)：1．熟悉我國是煤炭大國，是世界上煤炭最大的生產(chǎn)國和消費(fèi)國，我國的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主；2.了解煤炭在燃燒過程中產(chǎn)生主要污染物，目前受到排放限制的污染物主要是：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、林格曼黑度等；3.二氧化硫和氮氧化物共同形成酸雨，給環(huán)境帶來很大的危害。第三頁，共93頁。本章重點(diǎn)：1．熟悉鍋爐主要分為幾大類，工業(yè)鍋爐和電廠鍋爐的劃分；了解鍋爐出力、鍋爐壓力的含義；2．熟悉鍋爐結(jié)構(gòu)的一般要求；3．了解鍋爐煙氣量、過量空氣系數(shù)的定義，過量空氣系數(shù)的計(jì)算；過量空氣系數(shù)α＝21/(21-O2實(shí)測值)

4．了解工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號的表示方法。

第四頁，共93頁。本章重點(diǎn)：1．熟悉電廠鍋爐在火力發(fā)電廠中的地位及作用；2．熟悉鍋爐的構(gòu)成，了解鍋爐參數(shù)及型號；3．熟悉電廠鍋爐的分類；4．了解鍋爐燃燒特點(diǎn)、燃燒條件等；5．了解煤的工業(yè)分析和元素分析，煤的主要特性，幾種主要動力煤的特點(diǎn)。第五頁，共93頁。本章重點(diǎn)：1．了解煤中硫的性質(zhì)；2．了解煤炭燃燒前的物理脫硫技術(shù)，3．了解煤炭燃燒中的型煤固硫技術(shù)，爐內(nèi)加鈣固硫技術(shù)，循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫技術(shù)。第六頁，共93頁。煤炭現(xiàn)主要用于電力、鋼鐵、化工、水泥建材及民用燃料，其中電廠鍋爐及工業(yè)鍋爐耗煤占70%，尤其是火電廠是我國最大的耗煤行業(yè)，其耗煤占全國耗煤量的50%-65%?！董h(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營資質(zhì)許可管理辦法》對大氣污染控制資質(zhì)培訓(xùn)主要內(nèi)容是燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理第七頁，共93頁。大氣污染第八頁，共93頁。熱電廠——燃煤型污染第九頁，共93頁。介紹：我國的大氣污染情況

我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)世界上煤炭最大的生產(chǎn)國和消費(fèi)國，我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主第十頁，共93頁。年分煤炭消耗污染物排放（億噸）（萬噸）2000年12.451995二氧化硫2003年162158.7二氧化硫

1048.7煙塵

1500氮氧化合物第十一頁，共93頁。全國工業(yè)SO2、煙塵、粉塵排放量比較

2003年大氣污染物排放總量又有所上升2003年二氧化硫排放總量2220萬噸，超環(huán)境容量80%萬噸第十二頁，共93頁。第十三頁，共93頁。項(xiàng)目總量火電裝機(jī)容量（億千瓦）3.842.86（74.3％）發(fā)電量（億千瓦時）1908015800（82.8％）原煤消耗（億噸）169（56.3％）二氧化硫排放（萬噸）2158.7（工業(yè)）1331.9（61.7％）煙塵排放（萬噸）1048.7（工業(yè)）486.6（46.4％）第十四頁，共93頁。

燃煤產(chǎn)生的主要污染物有煙塵、SO2、NOX和碳氧化物。目前受到排放限制的污染物是煙塵、SO2、NOX。煙塵：是指冶金過程或燃燒過程中所形成的固體微粒。0.1～200μm，煙氣含塵濃度1～60g/m3降塵>10μm飄塵可吸入顆粒物(<10μm)

可入肺顆粒物(<5μm)第十五頁，共93頁。硫氧化物（SOx）主要是SO2和SO3，燃煤和石油產(chǎn)生。1t煤中含硫5—50kg，1t石油中含硫5—30kg。危害：腐蝕性較強(qiáng)；損害植物葉片，影響生長；刺激呼吸系統(tǒng)，引起肺氣腫和支氣管炎，致癌作用;形成酸雨，生成二次污染物硫酸氣溶膠危害更大。第十六頁，共93頁。黃鐵礦硫（FeS2）有機(jī)硫元素硫硫酸鹽硫（CaSO4·2H2O，F(xiàn)eSO4·2H2O）可燃，占90％以上二氧化硫無色、有刺激氣味、易溶于水煤中硫分為四種形態(tài)第十七頁，共93頁。2）氮氧化物（Nox）主要是NO和NO2，來自礦物燃料燃燒和化工廠及金屬冶煉廠排放的廢氣。危害：NO和血紅蛋白結(jié)合比CO親合力大數(shù)百倍;NO2則具有腐蝕性和刺激作用，能損害農(nóng)作物；引起呼吸道疾??；形成光化學(xué)煙霧和酸雨的主要因素。環(huán)境保護(hù)部在公開《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報(bào)技術(shù)規(guī)定》這項(xiàng)新環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿時表示，我國已經(jīng)制定新的空氣質(zhì)量監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，按照這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，影響人體健康的細(xì)顆粒物有望納入監(jiān)測范圍。

第十八頁，共93頁。硫酸煙霧硫酸煙霧：大氣中的SO2等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存大時，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成硫酸鹽或硫酸鹽氣溶膠。硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應(yīng)等危害，要比SO2氣體強(qiáng)烈得多。1952.12.5～8，英國倫敦?zé)熿F事件。第十九頁，共93頁。2.1燃煤工業(yè)鍋爐2.1.1概述1.鍋爐一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，把燃料中的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)換為熱能，加熱給水，從而產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽或熱水。鍋爐：鍋—盛裝水和氣并承受壓力的部分；爐—燃料與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高溫火焰和煙氣的部分；附屬設(shè)備、附件及儀表—保證鍋爐正常運(yùn)行。第二十頁，共93頁。

可以從不同角度出發(fā)對鍋爐進(jìn)行分類：1.按結(jié)構(gòu)形式可分為鍋殼鍋爐（火管鍋爐）、水管鍋爐和水火管鍋爐。2.按用途不同可分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐等。3.按容量大小可分為大型鍋爐、中型鍋爐和小型鍋爐。習(xí)慣上，蒸發(fā)量大于100t／h的鍋爐為大型鍋爐，蒸發(fā)量20～100t／h的鍋爐為中型鍋爐，蒸發(fā)量小于20t／h的鍋爐為小型鍋爐。第二十一頁，共93頁。4.按蒸汽壓力大小可分為低壓鍋爐（p≤2.5MPa）、中壓鍋爐（2.5MP＜p≤5.9MPa）、高壓鍋爐（p＝9.8MPa）、超高壓鍋爐（p＝13.7MPa）等。5.按燃料和能源種類不同可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、廢熱（余熱）鍋爐等。6.按燃料在鍋爐中的燃燒方式可分為層燃爐、沸騰爐、室燃爐。7.按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的流動方式可分為自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等。第二十二頁，共93頁。鍋爐常用物理量和狀態(tài)指標(biāo)鍋爐在燃燒和傳熱過程中狀況是由各種物理量來表示。（1）溫度熱力學(xué)溫度，符號是“K”；攝氏溫度，符號是“℃”；華氏溫度，符號是“F”。（2）壓力帕斯卡，符號是“Pa”，鍋爐常以MPa為單位。第二十三頁，共93頁。鍋爐的壓力由于水受熱汽化為蒸汽后體積膨脹所導(dǎo)致。大氣壓力，符號為“atm”；表壓力是指壓力表上的數(shù)值，是容器內(nèi)壓力高于或低于大氣壓的部分；絕對壓力指實(shí)際壓力，數(shù)值等于表壓力加大氣壓力。（3）熱量熱量是指物體吸收或放出熱的數(shù)量，用符號Q。焦耳，用符號“J”表示、kJ為單位。焦耳是法定計(jì)量單位，卡是非法定計(jì)量單位。（4）蒸發(fā)量(出力)對于熱水爐來講就是鍋爐生產(chǎn)熱水放出的熱量，單位為kJ／h；采用法定計(jì)量單位制后，熱水鍋爐的出力，改用熱功率表示，單位為MW/h。

第二十四頁，共93頁。鍋爐的結(jié)構(gòu)，是根據(jù)所給定的蒸發(fā)量或熱功率、工作壓力、蒸汽溫度或額定進(jìn)出口水溫，以及燃料特性和燃燒方式等參數(shù)，并遵循《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)規(guī)定確定的。一臺合格的鍋爐，不論屬于那種形式，都應(yīng)滿足“安全運(yùn)行，高效低耗，消煙除塵，保產(chǎn)保暖”的基本要求。第二十五頁，共93頁。鍋殼式鍋爐有兩種：一是立式鍋殼鍋爐(鍋殼的縱向軸線垂直于地面的鍋爐)；二是臥式鍋殼鍋爐(鍋殼的縱向軸線平行于地面的鍋爐)。前者主要有立式橫水管鍋爐、立式直水管鍋爐、立式彎水管鍋爐和立式橫水管鍋爐四種。后者主要有臥式內(nèi)燃鍋爐和臥式外燃鍋爐兩種。第二十六頁，共93頁。(1)立式橫水管鍋爐結(jié)構(gòu)

這種鍋爐從外表看好似一豎直的圓筒，其構(gòu)造如圖，主要由鍋殼、封頭、爐膽、爐膽頂、橫水管和沖天管等受壓部件組成。燃燒方式有兩種：一種是單層固定爐排，一種是雙層固定爐排。鍋爐的蒸發(fā)量一般小于0.5噸／時(t／h)，額定工作壓力小于0.4兆帕(MPa)。第二十七頁，共93頁。橫水管有三種作用：一是增加鍋爐的受熱面；二是有利于鍋內(nèi)的水循環(huán)；三是提高爐膽的承壓強(qiáng)度。立式橫水管鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)方便；不用磚墻，占地面積小，易于搬運(yùn)安裝；水容量小，升火、停爐快。缺點(diǎn)是：受熱面少，蒸發(fā)量小；排煙溫度高，熱效率低；爐膛水冷度大，只適用燒優(yōu)質(zhì)煤。第二十八頁，共93頁。結(jié)構(gòu)如圖。這種鍋爐有上、下兩節(jié)鍋筒，直水管與上、下鍋筒的管板連接組成對流管束，中間裝有一根大直徑的下降管，對流管束的外面圈有耐火墻，正對爐門的后面裝有煙箱。其構(gòu)造如圖，主要由上、下鍋筒，上、下管板，爐膽，喉管，直水管和下降管等受壓部件組成。鍋爐的蒸發(fā)量一般小于0.7噸／時(t／h)，額定工作壓力小于0.7兆帕(MPa)。第二十九頁，共93頁。立式直水管鍋爐的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，水循環(huán)較好；上、下管板不易過熱燒壞；直水管檢修除垢方便，熱效率較立式橫水管鍋爐高。缺點(diǎn)：爐膽的水冷度大，不適用燒劣質(zhì)煤；下管板易積灰，如不及時清除，既影響傳熱又腐蝕鋼板。第三十頁，共93頁。臥式內(nèi)燃鍋爐的結(jié)構(gòu)

這種鍋爐有一個大直徑的鍋殼，在其中設(shè)置爐膽，爐排擱置在爐膽內(nèi)構(gòu)成內(nèi)部燃燒室，爐膽兩端分別與前、后管板相連接，煙管布置在前、后管板之問，鍋爐外部不需砌磚墻。其結(jié)構(gòu)如圖2—7，主要由鍋殼，爐膽，前、后管板，煙管等受壓部件組成。鍋爐的蒸發(fā)量一般小于4噸／時(t／h)，工作壓力小于1.3兆帕(MPa)。第三十一頁，共93頁。臥式內(nèi)燃鍋爐的優(yōu)點(diǎn)：鍋爐整體出廠，安裝快速簡便；爐體不需要砌磚墻，占地面積??；升火時間短，產(chǎn)生蒸汽快。缺點(diǎn)：爐膛水冷度大，不宜燒劣質(zhì)煤；煙管內(nèi)易積灰，需經(jīng)常清掃；鍋內(nèi)煙管之間結(jié)水垢，不易清除；煙管管端脹口易滲漏。

第三十二頁，共93頁。

蒸發(fā)受熱面全部由水管組成，且在鍋筒內(nèi)不布置蒸發(fā)受熱面的鍋爐，叫水管式鍋爐。常見的形式有雙縱鍋筒水管鍋爐、雙橫鍋筒水管鍋爐和單縱鍋筒水管鍋爐等。雙橫鍋筒水管鍋爐的結(jié)構(gòu)

主要由上、下橫鍋筒，對流管束，水冷壁管，下降管和集箱等受壓部件組成。鍋爐的前部是爐膛，爐膛四周布置有水冷壁；上、下橫鍋筒位于爐膛后部，兩鍋筒之間由彎水管連接。燃燒設(shè)備多采用鏈條爐排，有的為煤粉爐或沸騰爐，裝有過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。鍋爐蒸發(fā)量一般小于20噸／時(t／h)，工作壓力小于2.5兆帕(MPa)。第三十三頁，共93頁。第三十四頁，共93頁。P10第三十五頁，共93頁。氣體溫度鍋爐煙氣溫度排煙溫度露點(diǎn)溫度酸露點(diǎn)溫度氣體濕度絕對濕度相對濕度第三十六頁，共93頁。燃煤鍋爐的煙氣及煙氣量鍋爐煙氣量煙氣排放量標(biāo)態(tài)煙氣量漏風(fēng)量漏風(fēng)率過量空氣系數(shù)初始煙塵（SO2）濃度和排放煙塵（SO2）濃度第三十七頁，共93頁。一、燃煤、燃油、燃?xì)狻⑸锍皱仩t型號（一）型號：按JB/T1626-92《工業(yè)鍋爐產(chǎn)品型號編制方法》規(guī)定，鍋爐號由三部分組成，各部分之間用短橫線相連，如下面式樣表示第三十八頁，共93頁。JB/T1626中規(guī)定，國產(chǎn)工業(yè)鍋爐型號分三部分組成，短橫線連接△△

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設(shè)計(jì)次序燃料種類過熱蒸汽溫度額定蒸汽壓力蒸發(fā)量燃燒方式鍋爐型式代號工業(yè)蒸汽鍋爐第三十九頁，共93頁。熱水鍋爐△△

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×設(shè)計(jì)次序燃料種類額定進(jìn)水溫度額定出水溫度額定工作壓力額定供熱量燃燒方式鍋爐型式代號第四十頁，共93頁。鍋爐設(shè)備的作用及構(gòu)成三大主機(jī)：鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)鍋爐設(shè)備的構(gòu)成鍋爐本體鋼架：支撐、懸吊汽水系統(tǒng)：燃燒系統(tǒng)：輔機(jī)和附件：第四十一頁，共93頁。鍋爐參數(shù)和型號鍋爐參數(shù)：鍋爐容量，蒸汽參數(shù)型號表示：中高壓超高壓第四十二頁，共93頁。按燃料分按工質(zhì)流動方式分按排渣方式分按燃燒方式分第四十三頁，共93頁。鍋爐燃燒特點(diǎn)煤粉的燃燒階段著火前準(zhǔn)備階段燃燒階段燃盡階段97％的可燃質(zhì)在25％的時間內(nèi)燃盡，其余3％可燃質(zhì)卻在75％的時間內(nèi)燃盡燃燒條件第四十四頁，共93頁。燃料完全燃燒的條件1）空氣條件：按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量。2）溫度條件：只有達(dá)到著火溫度，才能與氧化合而燃燒。著火溫度：在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒必須達(dá)到的最低溫度。3）時間條件燃料在燃燒室中的停留時間影響燃燒完全的程度。反應(yīng)速度隨溫度升高而加快，T↑——t↓。4）燃燒與空氣的混合條件燃料與空氣中氧的充分混合是有效燃燒的基本條件。在大氣污染物排放量最低條件下實(shí)現(xiàn)有效燃燒的四個因素：空氣與燃料之比、溫度(temperature)、時間(time)和湍流(torrent)，后三者通常稱為燃燒過程的“三T”。第四十五頁，共93頁。元素分析和工業(yè)分析煤的成分煤的工業(yè)分析成分第四十六頁，共93頁。燃料的分類燃料指燃燒過程中能放出熱量且經(jīng)濟(jì)上可行的物質(zhì)。按來源：天然燃料和加工燃料；按物態(tài)：固體燃料、液體燃料和氣體燃料；按使用多少：常規(guī)燃料和非常規(guī)燃料；1.固體燃料天然固體燃料：礦物燃料(煤)、生物質(zhì)燃料(林木)。煤的主要組成和元素：C、H、O、N、S及一些非可燃性礦物如灰分和水分等。碳是煤發(fā)熱主要來源，32700kJ/kg碳。煤含氫3%～5%，結(jié)合氫和氧結(jié)合成穩(wěn)定化合物不能燃燒，可燃?xì)渑c碳、硫結(jié)合成有機(jī)物?；曳质敲褐械奶妓猁}、黏土及微量稀土元素。第四十七頁，共93頁。煤中的硫分有無機(jī)硫（硫鐵礦和硫酸鹽）和有機(jī)硫（硫醇、硫醚等）兩種形態(tài)。分為低硫煤（<1.5%）、中硫煤（<1.5%～2.4%）、高硫煤（<2.4%～4%）和富硫煤（>4%）。2.液體燃料天然液體燃料主要指石油，人工液體燃料指汽油、煤油、柴油和重油（經(jīng)石油的直餾和裂化作用得到）等。燃料乙醇是替代（部分汽油）能源，又能有效解決玉米等陳化糧的轉(zhuǎn)化問題。乙醇幾乎能夠完全燃燒，不會產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，降低汽車尾氣有害物質(zhì)的排放。水煤漿由70%的煤、30%水及少量化學(xué)添加劑制成。漿體燃料，可以像油一樣泵送、霧化、貯存和穩(wěn)定燃燒，具有燃燒效率高、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。第四十八頁，共93頁。3氣體燃料氣體燃料屬于清潔燃料，主要包括天然氣、液化石油氣(LPG)、裂化石油氣和焦?fàn)t煤氣。天然氣的主要成分是甲烷，其次為乙烷等飽和烴，還有少量的CO2、N2、O2、H2S和CO等。液化石油氣的主要成分是C2、C3

和C4組分，輸送和貯存是液體狀態(tài)，燃燒是氣體狀態(tài)，廣泛用于居民生活和汽車等燃料。裂化石油氣是用水蒸氣、空氣或氧氣等作氣化劑，將石油和重油等油類裂化而得，一般作民用燃料。焦?fàn)t煤氣是煉焦生產(chǎn)的副產(chǎn)物，主要成分是H2、CH4和CO，還有少量的N2、CO2，廣泛用作工業(yè)和民用燃料。第四十九頁，共93頁。燃料的燃燒過程1燃燒及燃燒產(chǎn)物燃燒是可燃混合物的快速氧化過程，并伴有能量的釋放，同時使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氧化物。多數(shù)化石燃料完全燃燒的產(chǎn)物是CO2、水蒸汽；不完全燃燒過程將產(chǎn)生黑煙、CO等。若燃料中含S、N會生成SO2和NOx。燃燒產(chǎn)生的污染物：硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、煙塵、金屬氧化物、碳?xì)浠衔锛岸喹h(huán)有機(jī)物。第五十頁，共93頁。2燃燒產(chǎn)生污染物的機(jī)制硫氧化物的形成機(jī)制硫氧化物是指SO2和SO3。當(dāng)燃料中的可燃性硫進(jìn)行燃燒時，就生成了SO2。元素硫燃燒S+O2=SO2

硫化物硫燃燒SO2+1/2O2=SO34FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2SO2+1/2O2=SO3（1%～5%）有機(jī)硫CH3CH2SCH2CH3→H2S+2H2+2C+C2H4H2S+3O2=2SO2+2H2OSO2+1/2O2=SO3一般主要生成SO2，SO3可忽略。第五十一頁，共93頁。氮氧化物的形成機(jī)制大氣中的NOx90%以上產(chǎn)生于燃燒過程。1.熱力型NOx熱力型NOx是高溫燃燒時N2和O2反應(yīng)生成的NOx；與燃燒溫度、氧氣的濃度及氣體在高溫區(qū)的停留時間有關(guān)。燃燒溫度低于1300℃時，只有少量NO生成，燃燒溫度高于1500℃時，NO的生成量顯著增加。

N2+O2=2NO2NO+O2=2NO2減少熱力型NOx的生成量措施：降低燃燒溫度，減少過量空氣，縮短氣體在高溫區(qū)停留的時間。第五十二頁，共93頁。2.燃料型NOx燃料型NOx燃料中有機(jī)氮經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成的NOx。燃料型NOx的發(fā)生機(jī)制：一般認(rèn)為，燃料中的氮化合物首先發(fā)生熱分解形成中間產(chǎn)物，然后再經(jīng)氧化生成NO。燃料中的氮經(jīng)過燃燒約有20%～70%轉(zhuǎn)化成燃料型NOx，主要是NO，在一般鍋爐煙道氣中只有不到10%的NO氧化成NO2。旋風(fēng)燃燒爐因爐溫高，使燃料中的氮大部分轉(zhuǎn)化為NOx，熱力型NOx生成量也增加，限制了使用。第五十三頁，共93頁。顆粒污染物的形成機(jī)制燃燒過程中產(chǎn)生的顆粒污染物主要是燃燒不完全形成的炭黑、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物、煙塵和飛灰等。1.燃煤粉塵的形成煤在非常理想的燃燒條件下，可以完全燃燒，即揮發(fā)分和固定炭都被氧化成二氧化碳，余下灰分。燃燒條件不夠理想，在高溫時會發(fā)生熱解作用，形成多環(huán)化合物而產(chǎn)生黑煙。隨煙氣一起排出的固體顆粒物一般都稱為飛灰，包括未燃盡的煤粒、燃盡后余下的灰粒及燃燒過程中形成的炭黑等。2.氣、液燃料燃燒形成的碳粒子氣態(tài)燃料燃燒的顆粒污染物為積碳，液態(tài)燃料高溫分解形成顆粒污染物為結(jié)焦和煤胞。第五十四頁，共93頁。發(fā)熱量：高位、地位發(fā)熱量揮發(fā)份焦結(jié)性灰份熔融特性可磨性著火點(diǎn)第五十五頁，共93頁。幾種主要動力煤的特點(diǎn)：無煙煤貧煤煙煤褐煤第五十六頁，共93頁。鍋爐用的燃料與燃燒過程1.煤的分類褐煤、煙煤、無煙煤，還有貧煤、石煤和煤矸石等。

2.煤的燃燒煤從進(jìn)入鍋爐起至燃燒完畢分幾個階段：①預(yù)熱干燥。105℃左右時，水分蒸發(fā)。②干餾。300℃左右時，揮發(fā)物不斷析出并與空氣混合，開始燃燒。③固定碳的燃燒。揮發(fā)物燃燒后，爐膛溫度不斷升高，固定碳逐漸點(diǎn)燃。④煤中的固定碳燃燼后，剩下的便是灰渣。煤燃燒后主要產(chǎn)物：煙氣、煙塵和灰渣。

第五十七頁，共93頁。2.3燃燒設(shè)備簡介根據(jù)燃料在爐內(nèi)的燃燒方式不同分四種：火床燃燒、火室燃燒、沸騰燃燒和旋風(fēng)燃燒。第五十八頁，共93頁。鏈條爐示意圖第五十九頁，共93頁。

振動爐排爐示意圖

第六十頁，共93頁。旋風(fēng)燃燒爐示意圖第六十一頁，共93頁。燃煤脫硫技術(shù)可劃分為：1.燃燒前脫硫原煤在投入使用前，用物理、物理化學(xué)、化學(xué)及微生物等方法，將煤中的硫份脫除掉。爐前脫硫能除去灰分，減輕運(yùn)輸量，減輕鍋爐的粘污和磨損，減少灰渣處理量，還可回收部分硫。煤的洗選技術(shù)、煤的轉(zhuǎn)化。2.燃燒中脫硫在燃燒過程中，在爐內(nèi)加入固硫劑，使煤中硫分轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，隨爐渣排除。型煤固硫及流化床燃燒脫硫。3.燃燒后脫硫煙氣脫硫。第六十二頁，共93頁。煤炭燃燒前脫硫技術(shù)煤中硫的性質(zhì)有機(jī)硫無機(jī)硫全硫煤中硫的分布規(guī)律第六十三頁，共93頁。煤炭的物理脫硫技術(shù)跳汰選煤重介質(zhì)選煤浮選選煤高梯度強(qiáng)磁分離煤脫硫技術(shù)其他方法第六十四頁，共93頁。燃燒前脫硫:選煤技術(shù)選煤：通過物理或物理化學(xué)方法將煤中的含硫礦物和矸石等雜質(zhì)除去以提高煤質(zhì)量的工藝過程。經(jīng)選煤后，原煤中的含硫量降低40％～90％，含灰分降低50％～80％。目前研究的選煤方法：物理方法、化學(xué)方法和微生物脫硫法。物理方法：重力洗選法、高梯度磁選法和靜電分選法等；化學(xué)方法：氧化脫硫法、選擇性絮凝法及化學(xué)破碎法。第六十五頁，共93頁。燃燒前脫硫1.洗煤技術(shù)■目前廣泛采用的選煤工藝仍是重力洗選法。重力洗選：利用煤與雜質(zhì)密度不同進(jìn)行機(jī)械分離。硫的凈化效率取決于煤中黃鐵礦的顆粒大小及無機(jī)硫含量。有機(jī)硫含量大，或煤中黃鐵礦嵌布很細(xì)時，僅用重力脫硫法，精煤硫分很難達(dá)到要求。第六十六頁，共93頁。第六十七頁，共93頁。跳汰式洗煤機(jī)入洗粒度≤30mm；篩板槽框?qū)?8mm；跳汰面積：3.6m2；水壓：0.8-1公斤/平方厘米；用水量150噸/小時第六十八頁，共93頁。

處理煤泥設(shè)備和壓濾機(jī)配套使用濃縮機(jī)，即可提高洗煤機(jī)產(chǎn)量、又解決了環(huán)保問題。

第六十九頁，共93頁。煤炭的化學(xué)脫硫技術(shù)將煤破碎后與硫酸鐵溶液混合，在反應(yīng)器中加熱至120℃左右，硫酸鐵與黃鐵礦反應(yīng)生成硫酸亞鐵和S，通人O2將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵。煤炭的生物脫硫技術(shù)又稱生物催化脫硫(簡稱BDS)脫除無機(jī)硫：氧化、溶解；自氧菌脫除有機(jī)硫：酶的作用，水溶性浸出法和表面氧化法燃燒前脫硫的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性第七十頁，共93頁。新的脫硫方法————浮選法：用于處理粒徑小于0.5mm的煤粉，利用煤與矸石、含硫礦物的性質(zhì)不同進(jìn)行分離。高梯度磁分離法：利用煤與黃鐵礦的磁性不同(黃鐵礦是順磁性物質(zhì)，煤是反磁性物質(zhì))，將黃鐵礦分離去除，脫硫效率約60％。微波輻射法：煤中黃鐵礦的硫最容易吸收微波，有機(jī)硫次之，煤基質(zhì)基本不吸收微波。微波吸收后削弱化學(xué)鍵，用浸取液洗滌煤中硫，可以去無機(jī)硫和有機(jī)硫，還沒在工業(yè)上應(yīng)用。第七十一頁，共93頁。煤炭燃燒中脫硫技術(shù)型煤固硫技術(shù)爐內(nèi)加鈣固硫劑技術(shù)循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒脫硫技術(shù)第七十二頁，共93頁。型煤：使用外力將粉煤擠壓制成具有一定強(qiáng)度且塊度均勻的固體型塊。型煤固硫：選用不同煤種、以無粘結(jié)劑法或以瀝青等粘結(jié)劑，用廉價的鈣系固硫劑，經(jīng)干餾成型或直接壓制成型。美國型煤加石灰固硫率達(dá)87%，煙塵減少60%；日本蒸汽機(jī)車用石灰使型煤固硫率達(dá)70%~80%，脫硫費(fèi)用僅為選煤的8%。民用蜂窩煤和煤球加石灰固硫率可達(dá)50%以上，工業(yè)鍋爐型煤加石灰固硫意義重大。固硫劑一般有石灰粉及堿性工業(yè)廢渣（電石渣）。成型設(shè)備多采用單螺桿擠壓成型機(jī)和對輥成型機(jī)。第七十三頁，共93頁。型煤固硫劑的選擇鈣系、鈉系及其他三大類來源廣，價格便宜堿性強(qiáng)，對SO2吸收高熱化學(xué)性能穩(wěn)定，反應(yīng)生成物不易熱解不產(chǎn)生二次污染加量少第七十四頁，共93頁。壓球機(jī)第七十五頁，共93頁。蜂窩煤機(jī)第七十六頁，共93頁。燃燒中脫硫在我國主要采用的技術(shù)有兩種：爐內(nèi)噴鈣技術(shù)和循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)。1.爐內(nèi)噴鈣脫硫爐內(nèi)噴鈣脫硫：煤的燃燒過程中加入鈣基固硫劑而達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫目的。特點(diǎn)：投資小、工藝簡單、易操作、占地省。（1）爐內(nèi)噴鈣技術(shù)原理鈣基脫硫劑：主要為石灰石(CaCO3)、熟石灰(Ca(OH)2)、白云石(CaCO3-MgCO3)。煅燒反應(yīng)為：

CaCO3→CaO+CO2↑第七十七頁，共93頁。（2）爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀爐內(nèi)噴鈣脫硫在煤粉爐未廣泛應(yīng)用的原因：爐內(nèi)噴入的脫硫劑容易發(fā)生燒結(jié)，表面積快速減少，反應(yīng)活性和反應(yīng)速率降低；當(dāng)溫度超過1300℃時，所產(chǎn)生的產(chǎn)物CaSO4

易于分解成CaO和SO2；脫硫率較低((10~30)%)新的研究進(jìn)展提高吸收劑的活性，改善SO2的擴(kuò)散過程；以有機(jī)鈣鹽代替石灰石；以有機(jī)固體廢棄物和石灰制備有機(jī)鈣混合物。優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)鈣具有一定的熱值，能降低鍋爐的煤耗；改變吸收劑噴入位置，避免吸收劑的燒結(jié)失活。第七十八頁，共93頁。2.流化床燃燒脫硫當(dāng)氣流速度達(dá)到使升力和煤粒的重力相當(dāng)?shù)呐R界速度時，煤粒將開始浮動。流化床燃燒脫硫具有爐內(nèi)脫硝脫硫的優(yōu)點(diǎn)，故普遍受到重視。原理：流化床燃燒是一低溫燃燒過程。爐內(nèi)存在局部還原氣氛，熱型Nox基本上不產(chǎn)生，因而NOx生成量減少。流化床燃燒脫硫常用的脫硫劑是石灰石或白云石。石灰石粉碎至與煤同樣的粒度（2mm左右）與煤同時加入爐內(nèi)。在1073—1173K下燃燒，CaO為多孔，達(dá)固硫目的。第七十九頁，共93頁。流化鍋爐分為鼓泡流化床鍋爐（FBC）和循環(huán)流化床鍋爐（CFB）。鼓泡流化床鍋爐：在分布板區(qū)有較大的空隙率和細(xì)小氣泡，氣泡上升過程中反復(fù)發(fā)生聚并和分裂，泡徑隨之增大，直到床面破裂。循環(huán)流化床鍋爐：無明顯的氣泡，斷面空隙率大，高溫除塵器使飛出的物料又返回爐膛內(nèi)循環(huán)利用。第八十頁，共93頁。第八十一頁，共93頁。第八十二頁，共93頁。第八十三頁，共93頁。第八十四頁，共93頁。典型的流化床鍋爐示意圖1.原煤倉；2.石灰石倉；3.二次風(fēng)；4.一次風(fēng);5.燃燒室;6.旋風(fēng)分離器;7.外置流化床熱交換器;8.控制閥;9.對流豎井;10.除塵器;11引風(fēng)機(jī).;12.汽輪發(fā)電機(jī);13.煙囪第八十五頁，共93頁。第八十六頁，共93頁。第八十七頁，共93頁。流化床燃燒特點(diǎn)：強(qiáng)化氣固兩相的熱量和質(zhì)量交換，有利于燃料燃燒。不僅適用于煤燃燒，還可以適用于熱值小的燃料，如煤矸石、城市垃圾；延長燃料的停留時間；料層蓄熱量大，新煤易著火燃燒。循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒溫度保持在900℃左右，有利于燃燒過程脫硫。石灰石在該溫度下分解形成氧化鈣，與二氧化硫和氧反應(yīng)形成硫酸鈣，而硫酸鈣在這個溫度下不容易再次分解，比一般的其他鍋爐1200℃有優(yōu)勢。從工業(yè)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)來看，爐內(nèi)鈣/硫摩爾比在1.8-2.5時，脫硫效率可以達(dá)到90%以上。第八十八頁，共93頁。1.一個蒸發(fā)量為20T/h的鍋爐，其鍋爐出力為（B）A1.4MVB14MWC3.4MWD34MW2.大型鍋爐的蒸氣壓力一般