《20萬t危險廢物焚燒尾氣無害化處理研究》20000字（論文）

目錄危險廢物處理技術(shù)在不斷發(fā)展的同時，其產(chǎn)生的廢氣處理也是一項具有重要意義的研究課題，就此背景我們對危險廢物的尾氣處理裝置給我出自己的設(shè)計意見，通過課題設(shè)計研究，實際模擬來運用所學(xué)知識來解決實際工業(yè)生產(chǎn)案例，從而加強自己的認(rèn)知，在我所學(xué)的基礎(chǔ)知識上我對本次課題做了如下規(guī)劃。在危廢處理中我們最應(yīng)當(dāng)考慮的是二噁英的處理問題，這是危害人體健康最直接的氣體，要盡可能做到零排放，其次就是對煙氣中酸類物質(zhì)的去處，為了去處徹底，我選用干式脫酸和濕式脫硫的方式這樣可以最大效率的去處煙氣中的酸性物質(zhì)并成功脫硫，在課題研究中是對自我的一種提高和進(jìn)不面對復(fù)雜的工業(yè)問題我們能給出自己的獨到想法，將課本知識實踐化，從而更好的面對工作崗位，豐富我們的設(shè)計經(jīng)驗。所以我對本次課題設(shè)計進(jìn)行了完全的細(xì)化處理以保證我的設(shè)計質(zhì)量大氣污染一直以來都是國家環(huán)保部的工作重點，所以我將對本次設(shè)計盡量做到節(jié)能無害化處理。但是對于當(dāng)前我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)來說,必須從環(huán)境污染源的角度入手,進(jìn)行一些相應(yīng)的防治和空氣凈化措施,比如對于我國大型建筑工業(yè)和其他相關(guān)企業(yè)的制造設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)等都需要做一些升級和改造,只有降低危險廢棄物的數(shù)量產(chǎn)生和排放,才能夠真正實現(xiàn)人類社會與自然之間的和諧合作。但愿有朝一日我們能夠更好地服務(wù)于祖國的環(huán)境衛(wèi)生事業(yè),貢獻(xiàn)出自己的一份微薄之力,共同創(chuàng)造我們的美麗綠水青山!國外處理危險廢物的先進(jìn)國家主要有美國、韓國和英國，其中以美國為主導(dǎo)的處理技術(shù)為主。目前,歐美市場上最為主流的處理工藝技術(shù)有回轉(zhuǎn)窯法處理、高溫蒸氣滅菌、微波技術(shù)及化學(xué)反應(yīng)等。在美國，將近三分之一的危險廢物在回轉(zhuǎn)窯中焚燒，并在填埋場處置。高溫蒸汽滅菌是利用高溫蒸汽壓力殺菌的最常用方法之一。這是一種廉價、簡單、可靠、快速的方法。是美國醫(yī)療廢棄物的主要處理手段，特點是在設(shè)備處理上采用了前后真空技術(shù)。但也有一些問題，比如氣味污染物理化學(xué)過程是指通過化學(xué)和物理技術(shù)將危險廢物轉(zhuǎn)化為非危險廢物。微波處理技術(shù)是經(jīng)過真空、破碎等方式減量化以后然后進(jìn)行微波處置，但是難處理有機組織和危廢和和低放射性危廢此外,還包括等離子體焚燒工藝、熱解式焚燒工藝、濕式空氣氧化技術(shù)、先進(jìn)的微生物學(xué)技術(shù)、堿性金屬脫氣工藝、水泥窯焚燒工藝、熔融式焚燒工藝、水泥的固化和填埋工藝、離心分離技術(shù)以及電解式氧化工藝等。目前在建筑工程中用于處理高度危廢物的主要方法包括:垃圾焚燒、熱解、安全回收和填埋,固化垃圾處理和物理、化學(xué)生態(tài)垃圾處理。(1)國內(nèi)危廢綜合利用技術(shù)主要是集中于對金屬,廢油,垃圾,廢有機溶劑以及垃圾和廢舊家具等各個方面進(jìn)行回收。金屬回收技術(shù)的主要應(yīng)用包括還原,中和,沉淀分離,燃燒濃縮和結(jié)晶。廢有機溶劑及廢油的回收包括蒸餾、冷卻。廢舊家用電器主要包括拆解、破碎、電選、配件等物理處置。綜上所述,我國對危險廢物處置的綜合利用已經(jīng)發(fā)展到522%,但仍處于較低水平。有些技術(shù)沒有考慮到對資源和環(huán)境的可持續(xù)利用,也導(dǎo)致資源浪費和可持續(xù)污染。（2）危廢預(yù)處理技術(shù)危廢在采用最終處理之前可以采用物理、化學(xué)或生化等多種處理方法，這樣能改變危險廢物在各方面的特性，降低毒性，減小體積，減小環(huán)境影響。最大限度地綜合利用資源。目前的物理處理技術(shù)主要包括固化穩(wěn)定和分離技術(shù)，固化處理通常用于填埋場的處理?；瘜W(xué)和生化處理是指將廢物中的有害成分轉(zhuǎn)化為無害化或進(jìn)一步處理。生物方法主要用于處理有機物（3）危廢的最終處理最終處理技術(shù)包括堆填、焚化、土地處理及海洋處置。目前,國內(nèi)處理的主要方式是焚燒和填埋。焚燒處理技術(shù)國外比國內(nèi)先進(jìn)許多,美國在1896年就開始實施《污染防治法》所以焚燒技術(shù)和工業(yè)化處理相較于我國有這一定的差距但近年來,在沈陽、北京、江蘇等全國各地都已經(jīng)開始了建設(shè)大型工業(yè)危險廢物焚燒廠。這些焚燒爐中絕大多數(shù)都是中國研制成功的回轉(zhuǎn)窯和液體噴射式焚燒爐。雖然它們的整體性能較早前進(jìn)口的焚化爐為佳,但其他輔助系統(tǒng)技術(shù)仍相對簡單,有待進(jìn)一步改進(jìn)。處理工藝:焚燒煙氣主要含有酸性成分、一氧化碳、顆粒物、二惡英、重金屬等,焚燒產(chǎn)生的廢氣只有通過快速冷卻脫酸、干式脫酸、活性炭吸附、袋式除塵、濕式脫酸、煙氣加熱和活性焦吸附等工藝組合才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?？焖倮鋮s脫酸:廢熱鍋爐的進(jìn)風(fēng)塔出口約550°c煙氣分別進(jìn)入快速冷卻脫酸塔,快速冷卻脫酸塔的噴槍一般分為兩層布置,在塔上安裝快速冷卻脫酸水噴槍,進(jìn)入高溫的煙氣塔與快速冷卻噴淋水直接相互接觸,快速冷卻,可有效地避免二惡英類化學(xué)物質(zhì)的二次合成。塔的中下部分別設(shè)有一個酸性噴槍的入口,與煙氣中的酸性空氣進(jìn)行反應(yīng)。干法反應(yīng)和袋式除塵:急冷脫酸塔后建立一個干式反應(yīng)器,將熟化的石灰和活性炭連續(xù)地噴入其他干式反應(yīng)器。煙氣中的一些酸性氣體與成熟的石灰和活性炭之間發(fā)生了紊流或者接觸,發(fā)生了中和反應(yīng),同時袋式除塵器雖然可以吸附二惡英和其他重金屬,仍能夠起到吸附或中和反應(yīng)的功能。煙氣中的固態(tài)顆粒主要來自于煙塵、脫酸中和反應(yīng)的副產(chǎn)品、非反應(yīng)試劑顆粒、吸附二惡英以及重金屬的活性炭。濕法脫酸:將煙氣經(jīng)過塑料袋式除塵機濾波后進(jìn)入濕法脫酸塔,Ph=12堿液循環(huán)噴霧時的ph值、煙酸空氣和其他堿液之間發(fā)生了一種中和反應(yīng)。噴淋后的煙氣溫度約設(shè)定為70℃濕法脫酸后的煙氣經(jīng)過鍋爐內(nèi)的煙氣再熱器和剩余蒸汽通過鍋爐內(nèi)部生產(chǎn)的空氣間接換熱,達(dá)到150℃左右,在引風(fēng)機的工作條件下將人造成的活性焦吸附?；钚越篃煔馕?煙機采用高壓濕法煙氣脫酸后,煙氣經(jīng)過活性焦煙氣吸附凈化裝置進(jìn)一步吸附凈化,最終在高空中安全排放。危險廢料極大地影響了人類的生態(tài)環(huán)境及對人類身心健康的危害。如果不及時加以有效的處理就將其遺棄,不僅可能對水、空氣和土壤等自然資源以及其他地方的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染和破壞,而且可能會直接威脅到人類安全和身心健康。所以關(guān)于危險廢物無害化處理及其最終的安全處置工作問題,現(xiàn)在已經(jīng)受到了各級政府及全社會的廣泛重視[1]。焚燒工藝是一個復(fù)雜的、經(jīng)過高溫分解、深度氧化的復(fù)雜工藝,通過將具有可燃性的危險廢棄物進(jìn)行氧化和分解,減小其體積,消除它們的毒性,回收能源和副產(chǎn)品。焚化適用于在目前經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件下無法回收、再利用或者在直接、安全填埋場所內(nèi)進(jìn)行處理的危險廢棄物。焚燒時可以對具有相當(dāng)于熱值的有機物進(jìn)行處理,并將其熱能回收。也就是說,我們可以通過熔斷殘渣來保持對重金屬元素的穩(wěn)定。焚燒方式這種辦法產(chǎn)生的汽車尾氣中包括了含有大量一定數(shù)目的煙塵、有毒氣體(co、nox、so2、hcl等)、二惡英類物質(zhì)及污染的重金屬(鎘、汞、鉛)因此,為了防止在大氣中對危險廢物進(jìn)行焚燒時所產(chǎn)生的煙氣對于生態(tài)環(huán)境造成的嚴(yán)重二次污染,有必要對這些煙氣進(jìn)行凈化和排放。干法脫酸的基本工藝流程為:煙氣從第二個燃燒室排出后,進(jìn)入煙氣淬火塔頂部,同時將煙氣霧化冷卻水注入煙氣淬火塔頂部,降低鍋爐內(nèi)的溫度,煙氣與冷卻水充分混合,將煙氣淬火塔的溫度下降至190°c左右,煙氣通過煙氣淬火塔底部排出,并通過煙氣濾管進(jìn)入煙氣淬火塔。在袋式除塵器和煙氣滅火塔之間的煙道內(nèi)噴灑一種粉狀活性炭和熟石灰,活性炭和熟石灰可吸收空氣中的大量酸性氣體和小孔顆粒,達(dá)到了脫酸除塵的效果。然后,當(dāng)大量煙氣從袋式除塵器中流入時,仍然存在大量不發(fā)生反應(yīng)的活性炭和成熟石灰依次附著于袋式除塵器表面的過濾層上。當(dāng)濾袋外煙氣朝內(nèi)通過時,濾袋上的一個濾餅層將其中的煙氣經(jīng)過凈化,優(yōu)先將干燥后的煙氣經(jīng)濾餅層排出[3]。干法脫酸過程中的化學(xué)反應(yīng):O2+CaSO3→CaSO4CaO+SO2+SO3+HCl→CaCl2+H2O+CaSO3SO2+SO3+HCl+NaHCO3→NaCl+CO2+H2O+Na2CO3半干法脫酸工藝半干法脫酸工藝主要有旋轉(zhuǎn)式噴霧半干法、固定式噴嘴半干法和循環(huán)式硫化半干法,通過煙道進(jìn)入半干法反應(yīng)器。在半干式的反應(yīng)塔頂部,煙氣分布器經(jīng)由旋轉(zhuǎn)式的噴霧器引導(dǎo)煙氣流向反應(yīng)塔。石灰漿液制備系統(tǒng)將成品的石灰漿液泵入半干式反應(yīng)塔,通過位于半干式反應(yīng)塔頂部的高速旋轉(zhuǎn)霧化器,使其成為石灰漿液和水的平均液滴直徑約為45m。通過控制氣體分布、石灰漿流量和液滴大小,保證了液滴在接觸半干式反應(yīng)器內(nèi)壁前的干燥。數(shù)十億的微小液滴與含有二氧化硫、鹽酸和氫氟酸等污染物的煙霧發(fā)生強烈反應(yīng)并吸收二氧化硫、鹽酸和氫氟酸。同時,煙氣溫度由190ー230°c降至150°c左右。一些由粉煤灰和反應(yīng)產(chǎn)物組成的干產(chǎn)物落入吸附塔底部,排入給灰系統(tǒng)。脫酸塔排出的煙氣在袋式除塵器中進(jìn)一步中和,剩余的粉塵被捕獲。近年來,由于危險廢物所造成的環(huán)境風(fēng)險和大氣污染日益嚴(yán)重,我國制定了一系列關(guān)于危險廢物環(huán)境污染防治的規(guī)定與危險廢物處置技術(shù)的規(guī)范。危險廢物的處置主要是采用以預(yù)防為主、集中控制、全過程監(jiān)督管理和對污染者的處置等方式進(jìn)行綜合控制的原則,促進(jìn)了危險廢物處置的減量化、資源化和環(huán)境無害化。目前,危險廢物最終處理和焚燒的主要技術(shù)方式之一就是安全垃圾填埋焚燒,而垃圾填埋焚燒技術(shù)是指通過將大量的危險廢物放入于氧氣含量豐富而又能得到充分氧化的高溫焚燒爐中,使其所含的可燃組件被充分經(jīng)過氧化后再分解,這是一種既能夠降低數(shù)量化、不易變質(zhì)又能夠利用自然資源化的綜合處理方式,已經(jīng)發(fā)展成為危險廢物最終進(jìn)行無害化垃圾處理的主要技術(shù)方式之一。在危險廢物的處置項目當(dāng)中,危險廢物的數(shù)量和來源主要包括當(dāng)?shù)鼗ひ约跋嚓P(guān)產(chǎn)品等。、危險廢物在水體中的含量與熱值比例都很高,組分相對穩(wěn)定。結(jié)合本次工程實例,介紹了利用"回轉(zhuǎn)窯尾氣二次燃燒室"和"sncr脫硝快速冷卻脫酸干法脫酸活性炭吸附布袋除塵濕法脫酸煙氣加熱活性焦炭吸附"進(jìn)行焚燒和處理的危險廢物。的煙氣凈化技術(shù)的特征及其優(yōu)缺點。某工業(yè)園區(qū)采用火法工藝處理20萬t/a表面處理廢物，對應(yīng)1套煙氣治理系統(tǒng)煙氣參數(shù)如表所示。處理工況煙氣量：120000m3/h。表2-1煙氣成分表煙氣成份N2O2H2OCO2HClHFSO2其它煙氣溫度(℃)煙氣含塵(g/Nm3)氣量Nm3/h占比（V%）42.27.7235.7814.060.010.030.2/5500.548000（1）溫度依據(jù)脫酸的反應(yīng)溫度在220℃左右，則首先需要解決煙氣溫度在煙氣脫酸的過程中過高的反應(yīng)溫度會導(dǎo)致在反應(yīng)過程中產(chǎn)生二噁英，對此問題的解決方案是采用急冷的方法，兼顧于整體煙氣反應(yīng)的過程中在在反應(yīng)開始之前對煙氣進(jìn)行噴淋的方法進(jìn)行急冷處理。然后再進(jìn)行反應(yīng)一共設(shè)置三級噴淋區(qū)域（2）反應(yīng)依據(jù)根據(jù)煙氣成分表中給出的數(shù)值我們可以通過計算分析得到so2、hcl、hf均已經(jīng)超出了排放標(biāo)準(zhǔn),所以在經(jīng)過一級急冷后將煙氣噴淋區(qū)域上升至二級進(jìn)行第一次脫酸,一級填料倉內(nèi)選擇石灰?guī)r或者石膏作填充,噴頭中霧化好的溶液先行對煙氣中的各種酸性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)后再進(jìn)入第三級,第三級則采用naoh作為主要是填充,對強酸性有機氣體再進(jìn)行吸收,已經(jīng)完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)以上資料,確定焚燒爐煙氣的使用量(鍋爐燃燒過?？諝庀禂?shù)計算公式為a=1.05-1.2,焚燒爐每小時使用煤90t)、煙氣中so2濃度和每天石灰?guī)r(其凈化純度分別為90%)的消耗量(假設(shè)焚燒系統(tǒng)鈣硫比為1.1-1.2時,脫硫含氧率可以達(dá)到85-90%)（3）吸收塔①首先確定了吸收塔的種類和尺寸,塔內(nèi)空氣流動的速度以及在塔內(nèi)的停留時間;②根據(jù)排放的煙氣流量確定各個循環(huán)漿液的噴淋層數(shù),除霧器的層數(shù)(不可能超過4層);③畫出1:50-1:200的吸收式塔架設(shè)計草圖,標(biāo)上各個組成部分的尺寸;④要有詳細(xì)的技術(shù)和說明。表2-2GB18484-2001危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)序號污染物最高允許濃度（mg/m3）1煙氣黑度林格曼I級2煙塵653CO804SO22005HF5.06HCl607氮氧化物5008汞及其化合物0.19鎘及其化合物0.110砷、鎳及其化合物1.011鉛及其化合物1.012鉻錫銻銅錳及其化合物4.013二噁英類0.5TEQng/m3[1]《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-2012[2]《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996[3]《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB9087-1996[4]《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》HJ462-2009[5]《煙氣脫硫工藝設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB51284-2018[6]《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》GB50187-2012[7]《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1-2002[8]《大氣污染控制工程（第三版）》，高教出版社，郝吉明主編[9]《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB31574-2015[10]《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范》GB50264-2013[11]《有色金屬冶煉廠收塵設(shè)計規(guī)范》GB50753-2012[12]《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》GB50316-2000（2008年版）[13]《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（二次征求意見稿）2019年[14]《脈沖噴吹類袋式除塵器》JB/T8532-2008[15]《工業(yè)鍋爐用離心引風(fēng)機》JB/T4357-2008[16]《電除塵器設(shè)計、調(diào)試、運行、維護(hù)安全技術(shù)規(guī)范》JB/T6407-2007[17]《一般用途離心通風(fēng)機技術(shù)條件》JB/T10563-2006[18]《危險廢物焚燒大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/767-2013）中熱灼減率＜5%的要求。廢氣經(jīng)過急冷系統(tǒng)的處理，會迅速降溫，其中的一些酸性組成在降溫的過程中可以被處理掉。經(jīng)過余熱鍋爐，廢氣的溫度在排出時一般是550℃左右。二噁英類有害物質(zhì)在200~500°c的溫度條件下會再生。急冷塔通過提高對廢氣的降溫效率，有效縮短了二噁英類有害物質(zhì)的再生時間。為了降低二噁英類有害物質(zhì)的再生時間，采取調(diào)整噴液流量方法將廢氣的溫度控制在2s以內(nèi)或200°c以內(nèi)。這樣就可以有效地避免脫酸煙氣的溫度太高，從而經(jīng)過脫酸系統(tǒng)中的處理過程中產(chǎn)生二噁英。而且通過與水蒸氣的均勻混合，廢氣在下沉階段完成汽化，可以提高下一步的除塵效率。除此之外還有傳統(tǒng)的間壁換熱工藝,相對于噴淋降溫系統(tǒng)來說處理工藝雖然較為成熟但是對于本廠的廢氣來說急冷速度很難把控,并且不能有效解決酸性氣體的初步處理,所以綜上所述我選擇較為快速的的噴淋的方式進(jìn)行急冷。（1）水作為冷流體時一般分為兩種情況：把水加熱到沸騰變成水蒸氣，另一種是把水加熱成熱水，對于加熱水而言水蒸氣用途廣泛回收利用率較高。噴淋的自來水能夠最快速的降低煙氣溫度，抑制二噁英等物質(zhì)得再生（2）由于煙氣中含有HCl、HF等酸性氣體，這些氣體排放在空氣中會對在這些濃度過高時，可以選擇將自來水換成5%的NaOH溶液等堿性溶液來進(jìn)行噴淋這樣在噴淋的過程中能夠去處酸性氣體的含量，雖然高溫會影響脫酸效率但是由于噴淋的是反應(yīng)效果較好的所以效率能保持在50%左右，為下一部分處理減輕了能耗。綜上所述：急冷裝置將設(shè)置在煙氣入口采用噴淋的方式多個噴頭在其中加入除自來水之外，加入NaOH溶液等堿性溶液共同噴淋降溫。這樣可以處理掉煙氣中的部分酸性氣體提高尾氣凈化的效率。（3）除了水，還有空氣作為降溫的媒介，但是由于空氣降溫效率不高且空氣中的成分還會影響煙氣本身的成分所以不利于本次設(shè)計的進(jìn)行他是以抽風(fēng)的形式降溫的所以容錯率會比較低。不利于工業(yè)生產(chǎn)。(1)噴淋塔中常用的吸附劑有氫氧化鈣、碳酸鈣以及氫氧化鈉作為脫酸劑。這種循環(huán)用水基本都是燒堿性的水溶液。循環(huán)工作過程中無需損壞的泵、管道和設(shè)備,便于裝配設(shè)備的操作和維護(hù)，煙氣中二氧化硫和鹽酸濃度高于設(shè)計值時，噴淋塔投入運行，相對運行率不高，因此選用氫氧化鈉粉作為脫酸劑。[5](2)半干法的煙氣凈化系統(tǒng)噴淋前采用半干法的煙氣凈化系統(tǒng),噴淋塔清洗后的煙氣漿液基本上可以徹底去除煙氣中的重金屬、二惡英和灰塵,同時還可以徹底去除so2、hcl和hf等多種酸性成分,酸性的主要成分可以去除到洗滌器中。在本工程中,由于附近污水處理設(shè)施較遠(yuǎn),沖洗后的漿液被視為冷卻水,注入煙氣急冷塔進(jìn)行處理。(3)為了有效防止煙氣淬火塔內(nèi)二惡英的再次合成,要求煙氣淬火塔的出口煙氣溫度應(yīng)在2秒內(nèi)下降至200°c以下,煙氣淬火塔的進(jìn)出口煙氣溫度宜設(shè)置在190°c左右。因為焚燒時的煙氣中鹽酸濃度高達(dá)綜上所述煙氣通過急冷塔后的溫度剛好適合后續(xù)繼續(xù)操作。由于急冷塔脫酸的效率優(yōu)有限即為半干法處理由于急冷塔中的脫酸處只是預(yù)處理不能徹底除去所以后續(xù)還需要多一級的脫酸過程。1、干法脫酸定義:將caco3高溫下注入爐內(nèi)煅燒的產(chǎn)物中,與煙氣中的so2反應(yīng)而生成硫酸鈣;通過吸附電子束的照射或使用活性炭將so2轉(zhuǎn)化為硫酸銨或硫酸的一種脫硫過程,一般被稱為干法煙氣脫硫。[6](1)氧化鐵法是一種較早用于城市煤氣凈化的老式干法脫硫方法。經(jīng)過不斷改進(jìn)，擴(kuò)大了該方法的應(yīng)用范圍。為了提高沼氣鐵礦和人造鐵氧化物的孔隙率，該脫硫劑以鋸末為填料，反復(fù)噴灑適量水和少量熟石灰，ph值一般為8ー9，脫硫劑脫硫效率低，必須在塔外再生，再生困難，很快就會被其它脫硫劑取代。目前tf型脫硫劑應(yīng)用廣泛，該脫硫劑脫硫效率高，可在塔內(nèi)再生(1)氧化鐵法是較早的一種用于城市煤氣凈化的舊式干法脫硫工藝。經(jīng)過不斷改進(jìn),擴(kuò)大了該方法的應(yīng)用范圍。為了大大提高沼氣鐵礦和人造鐵氧化物在土壤中的孔隙率,該類脫硫劑以鋸末物作為主要填料,反復(fù)地噴灑適量的水和少量成熟石灰,ph值一般控制在8ー9,脫硫劑的脫硫效率低,必須在塔外進(jìn)行再生,再生困難,很快就可能會被其它類型的脫硫劑所取代。目前tf型脫硫劑應(yīng)用廣泛,該脫硫劑脫硫效率高,可在塔內(nèi)再生(2)氧化鋅脫硫以其脫除了天然氣、石油餾分液、油田氣、煉油空調(diào)、合成氣(co+h2)和部分二氧化碳中的硫化氫和一些部分無機硫化物的脫硫精度高、使用方便、可靠性高、脫硫容量大等特點,被廣泛應(yīng)用在合成氨、制氫、煤化工、石油冶煉、飲料生產(chǎn)等領(lǐng)域。該工藝可將原料氣中的硫含量降至0。5×10-6,甚至0.05×106以下2、濕法脫酸其主要特點在于脫硫系統(tǒng)處置在位于煙道的最終末端,脫硫過程中反應(yīng)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于暴露點,脫硫后的煙氣在被排放前還需重新進(jìn)行加熱,由于氣液化學(xué)反應(yīng)的原理，廢氣可以高效率的完成脫硫，脫硫添加劑可以得到充分使用。采用石灰作為脫硫劑,當(dāng)ca/s=1時,脫硫效率可以高達(dá)90%,適用于大型煤炭發(fā)電廠的煙氣脫硫,然而濕法煙氣脫硫則存在廢水處理、初期投資大、運營費用高等問題。[7]（1）石膏法該處理工藝和處理技術(shù)的不同之處在于,吸收塔漿液中添加空氣將caso3(石膏)氧化為caso4(石膏),脫硫的副產(chǎn)物。同時,采用吹氣法處理得到的漿液更加均勻,脫硫效率最高可達(dá)90%以上,易于防止結(jié)垢阻礙。由于這些石灰?guī)r的價格低廉,易于在海外運輸和儲藏,自20世紀(jì)80年代以來一直被認(rèn)為是石灰?guī)r法的主要脫硫劑。石灰石/石膏式強制性氧化系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為國內(nèi)外火電廠選用煙氣脫硫裝置時首選濕法煙氣脫硫技術(shù)。石灰石/石膏法的主要特點就是:可采用該脫硫技術(shù)的煤種范圍廣,脫硫工藝效率高(ca/s=1,脫硫工藝效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于90%),吸收劑的利用率高(脫硫工藝可達(dá)90%以上),設(shè)備的運行效率高(脫硫工藝可達(dá)90%以上),運行的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫技術(shù)),脫硫劑的獲取難度低，獲取成本低。但石灰石/石膏法的弊端也十分明顯：設(shè)備的建造及維護(hù)費用高；設(shè)備龐大，對廠房面積要求高；設(shè)備的系統(tǒng)運行復(fù)雜,磨蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重,副產(chǎn)物難以處理(因為銷售問題只能堆積起來),廢水處理較為困難。[8]（2）拋棄法以石灰石或石灰漿為脫硫劑,對煙氣中的SO2進(jìn)行噴淋和洗滌,使煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4。這個反應(yīng)的關(guān)鍵是Ca2+的形成。鈣質(zhì)體系中的石灰?guī)r構(gòu)造形成是由于氫濃度和碳酸鈣含量的增加所引起。鈣質(zhì)在石灰體系中,鈣質(zhì)的產(chǎn)生和其他礦物質(zhì)的含量密切相關(guān)。其中石灰石體系最好運行ph值為5。石灰體系中的最優(yōu)ph值大概是8(美國環(huán)境保護(hù)局)。采用石灰?guī)r石灰脫除工藝主要設(shè)備包括脫硫劑的制備、吸附塔及脫硫廢物的處理。其關(guān)鍵設(shè)備之一就是吸附器。結(jié)垢和孔隙堵塞問題是目前石灰?guī)r/石灰土質(zhì)污泥處理技術(shù)方法中最嚴(yán)重的一個問題,主要原因是由于水在石灰?guī)r溶液或泥漿中的蒸發(fā)及其他固體的沉積:氫氧化鈣或者碳酸鈣沉積或者結(jié)晶;生產(chǎn)產(chǎn)品亞硫酸鈣或硫酸鈣的結(jié)晶及其沉淀。因此,吸收式洗滌器需要具備內(nèi)部容積大、內(nèi)部流動速度快、氣液接觸表面大、內(nèi)部化學(xué)成分少、阻力小等優(yōu)點。洗滌器主要包括固定填充型洗滌器、旋轉(zhuǎn)盤式洗滌器、湍流型洗滌器、文丘里式洗滌器和道爾式洗衣器,各自都有其優(yōu)缺點。脫硫后的固體廢棄物貯存處理也被認(rèn)為是目前采用石灰/不透水回填方法處理的一個難題,有回填法和不透水貯存法,需要占用大量土地。由于上述缺點,石灰石/石灰法被石灰石/石膏法所取代。[9]3、半干法脫酸除了上述兩種基本脫酸工藝外,近年來又出現(xiàn)了"半干+干法"、"干+濕法"、"半干+濕法"組合脫酸工藝,并在工程實踐中得到了應(yīng)用。針對煙氣成分的組成、排放廢氣的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備建造費用、運行費用、系統(tǒng)可行性和操作方便性等各方面的差異，不同的酸氣脫酸工藝各有優(yōu)缺點，在不同的條件下都發(fā)揮了重要作用。[10]煙氣從二級燃燒室排出后，經(jīng)過半干式脫酸反應(yīng)器，再通過塔頂時與Naoh溶液混合。大多數(shù)時候,設(shè)備都處于待機狀態(tài)。冷卻水從塔頂噴出,以冷卻煙氣,即半干式反應(yīng)塔承擔(dān)了冷卻塔的角色。當(dāng)設(shè)備檢測到煙氣中的堿性化學(xué)物質(zhì)含量超標(biāo)時,堿性溶液噴射器裝置會接到報警指令并自動關(guān)閉,并將其中的堿性化學(xué)物質(zhì)溶液注入塔頂噴嘴,中和煙氣中的堿性化學(xué)物質(zhì)。同時,塔內(nèi)冷卻用水量亦得到了相應(yīng)地減少,使半干式反應(yīng)塔進(jìn)入塔內(nèi)的煙氣冷卻溫度不低于155°c,從而有效確保了整個反應(yīng)過程中不會有任何廢水排放。煙氣經(jīng)半干式反應(yīng)塔排放后,進(jìn)入袋式除塵器,然后與消石灰和活性炭一起將其噴入淬火塔和袋式除塵器之間的煙道,石灰和活性炭與酸堿反應(yīng),除去煙氣中的大部分酸氣和袋式除塵器表面的酸氣。濕法干法酸洗脫塔工藝過程，是在反應(yīng)塔中噴射反應(yīng)物粉末,中和后的反應(yīng)產(chǎn)物以固體的形式進(jìn)行收集,通過袋式除塵器取出口的酸性氣體粉塵,再直接進(jìn)入濕法酸洗脫塔后再進(jìn)行二次酸洗,使生活廢棄物和工業(yè)廢棄物的焚燒煙氣凈化污染物排放達(dá)到了國家廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過干濕脫酸工藝的處理，煙氣能夠達(dá)到超低酸性氣體排放的要求。其中，由于HCL與濕式塔內(nèi)堿性溶液更容易發(fā)生反應(yīng)，所以在脫除效率方面，HCl比SO2要低。so2-吸收反應(yīng)是其從氣相傳遞至液相的一種相間媒介傳質(zhì)反應(yīng)過程。在實際操作中，根據(jù)該反應(yīng)搭建的以雙膜理論模型已得到廣泛應(yīng)用。如下圖1所示,so2在氣相中的分壓和在界面上的分壓分別用p及p1表示,在液相主體及其界面上的濃度用c及c1表示。SO2分子通過氣膜擴(kuò)散時的阻力和通過液膜擴(kuò)散時的阻力之和，就是反應(yīng)過程中的總阻力,在一個氣液相交界面上的氣液均勻地平衡,且應(yīng)當(dāng)是在順應(yīng)亨利定律的基礎(chǔ)上。由上，雖然模式在一定程度上進(jìn)行了簡化，但其核心運行邏輯為吸收速率的數(shù)據(jù)得出提供了堅實的依據(jù)。[11]圖1雙膜理論模型根據(jù)雙模理論,各種類型的傳質(zhì)運動速率方程和其中的吸取運動系數(shù)之間的換算關(guān)系可以列為下表1表1傳質(zhì)速率方程及吸收系數(shù)表對于易容性的氣體成份,溶質(zhì)在吸附劑中的水溶解性最高。例如,當(dāng)m的取值很小時,阻力在液相中可以不計,這時的總吸收系數(shù)我們可以通過近似地認(rèn)為應(yīng)該等于其中一個氣相的傳質(zhì)課系數(shù),即ky=ky,此時，傳質(zhì)速度是由氣膜上的傳質(zhì)過程所需要控制,如堿液或者是氨的吸收so2的傳質(zhì)過程。對于一個難容氣體的組分,當(dāng)m值很高時,阻力在氣相中可以不計，這時總的吸收系數(shù)我們可以通過近似地認(rèn)為是等于一個液相中傳質(zhì)量的分別系數(shù),即kx=kx。此時，傳質(zhì)速度是由液膜上的傳質(zhì)途徑進(jìn)行控制,例如堿性溶劑吸收co2、水性溶劑吸收o2的傳質(zhì)途徑。[12]對于一般容性氣體的組分,即m值取中時，傳質(zhì)阻力在氣液兩相中都是必須計算考慮的。這時組分的傳質(zhì)速度同時受到氣、液膜影響,例如水吸收SO2、丙酮等過程。傳質(zhì)工藝過程中受到影響的因素很多,物質(zhì)和設(shè)備的差異，填料的種類及尺寸差異，流動性及操控條件差異,都會導(dǎo)致所需要的吸收系數(shù)不相同,至今還沒有一種通用計算的方法和公式。目前,在進(jìn)行吸收設(shè)備的設(shè)計時,獲取吸收系數(shù)的途徑有三條:一種方法是實測測定;二種方法就是通過選擇適當(dāng)?shù)膶嵺`經(jīng)驗公式來進(jìn)行計算;三是在實際中選擇合理的準(zhǔn)數(shù)和關(guān)聯(lián)方法來計算。[13]從焚燒爐中引發(fā)排風(fēng)機后的鋼煙管徑引出的廢氣,不直接進(jìn)入吸收塔內(nèi)脫硫、凈化，而是首先需要通過增壓風(fēng)機、煙-廢氣換熱器分別進(jìn)行升壓、降溫后，再進(jìn)入吸收塔內(nèi)。吸收塔內(nèi)部分采用石灰?guī)r或其他石灰作為脫硫吸收溶液,石灰?guī)r破碎后與水相互混合,磨細(xì)成粉狀，制成吸收漿液。煙氣中的SO2與漿液中的CaC03以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成二水石膏，SO2被脫除。吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去水、換熱器加熱升溫至80℃以上進(jìn)入煙囪排向大氣。如圖2。圖2工藝流程圖急冷過后各階段的反應(yīng)方程如下所示，是脫酸反應(yīng)的基本原理也是計算的基本依據(jù)SO2

+

H2O<=>

H2SO3SO3

+

H2O<=>

H2SO4CaCO3

+

H2SO3

<=>

CaSO3+CO2

+H2OCaCO3

+

H2SO4

<=>

CaSO4+CO2

+

H2OCaCO3

+2HCL

<=>

CaCL2+CO2

+

H2ONaOH

+HCL

<=>

NaCl+

H2ONaOH

+HCL

<=>

NaCl+

H2O2CaSO3+O2<=>2

CaSO4CaSO4+

2H2O

<=>CaSO4

?2H2O該種工藝的主要特點之一就是其反應(yīng)效率高,脫硫在9成以上,而且反應(yīng)物的使用率高,9成以上參與反應(yīng);單塔處理煙氣排放量大,該廠的煙氣數(shù)量煙氣脫硫脫酸,性價比高;可使用的煤種廣泛, 而且處理過程是單獨的一個循環(huán)，不影響前面的煤炭燃燒,不會對前面煙氣處理過程產(chǎn)生影響氣流速度經(jīng)過設(shè)計得到了大幅提升，同時也直接提升了傳送物質(zhì)的能力,控制了該系統(tǒng)的造價。so2的去除與壓降的協(xié)調(diào)可以通過改良塔體的尺寸，找到一個最優(yōu)解,控制其建造成本和運營成本。吸收式塔液體重新分配器,有效地避免了煙氣爬壁等現(xiàn)象產(chǎn)生,提高了經(jīng)濟(jì)性,降低了能耗。宜適宜在鍋爐內(nèi)燃燒高、中、低硫任一種燃料。其反應(yīng)的吸收劑是石灰石，在自然界中資源豐富，開發(fā)容易，成本低。石灰石反應(yīng)后會產(chǎn)生石膏，石膏在裝修、農(nóng)業(yè)、開采、基建等市場需求量大，可迅速變現(xiàn)收回成本。濕法石灰?guī)r脫硫處理工藝簡稱FGD，典型的FGD主要包括六個系統(tǒng)步驟:（1）石灰石漿液制備系統(tǒng)該系統(tǒng)有2種制備方式，別為干粉（采用干磨機），濕法（采用濕磨機）。實際應(yīng)用上基本使用濕法制漿。所謂濕法，就是用破碎機預(yù)將粒徑80mm的石灰石破碎成6-10mm的顆粒，通過輸送機及提升機，將破碎后的顆粒送至石灰石倉?；烊胍欢ū壤墓I(yè)水，將顆粒制成石灰石漿液。但此時的漿液不能直接使用，需要經(jīng)過球磨機漿液泵輸送至石灰石漿液旋流站篩分大顆粒，通過水力旋流循環(huán)的作用，不達(dá)標(biāo)的運回至球磨機重磨，達(dá)標(biāo)的石灰石漿液輸送到漿液箱進(jìn)行儲存，以備后續(xù)使用。儲存時需要防止石灰石沉淀，通過漿液循環(huán)系統(tǒng)并設(shè)置攪拌器，可以達(dá)到防止沉淀的目的。（2）煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)除了旁路、出、入口擋板門，還需要設(shè)置FGD上游熱端前置增壓風(fēng)機，以及回轉(zhuǎn)式氣-氣熱交換器（GGH）。在進(jìn)入GGH之前，需要對煙氣進(jìn)行增壓處理，增壓后，由GGH將煙氣溫度降至90-100℃。降溫后的煙氣在經(jīng)吸收塔脫除SO2后，需要送回GGH進(jìn)行升溫加熱。加熱高于80℃后才打到排放標(biāo)準(zhǔn)，可以經(jīng)煙囪排放。整個系統(tǒng)中，對管道的防腐能力有一定要求，其中部分原煙氣和全部凈煙氣通道內(nèi)壁需要防腐設(shè)計。（3）吸收系統(tǒng)so2吸收系統(tǒng)主要由吸收塔,吸收水泵漿液的循環(huán),石膏漿液的排出,以及吸收水泵在塔內(nèi)進(jìn)口的煙氣事件中的冷卻及氧化空氣,攪拌,除霧器,沖洗等幾個組成部分。吸收塔是吸收系統(tǒng)的反應(yīng)容器，通過逆向噴淋技術(shù)，循環(huán)漿液可以對熱煙氣進(jìn)行冷卻和過濾，主要是為了洗滌S和Cl、F等元素和雜質(zhì)。其洗滌原理是煙氣中的SO2+H2O=亞硫酸氫根(QUOTEHQUOTEQUOTESO3-)。HQUOTEQUOTESO3-+O2=(QUOTESO42-)，QUOTEQUOTESO42-+Ca=CaSO4，CaSO4最后經(jīng)過結(jié)晶會產(chǎn)生石膏(CaSO4·2H2O)。煙氣經(jīng)過反應(yīng)已經(jīng)不含SO2，再經(jīng)過除霧器過濾液滴，可從煙囪排出。而石膏伴隨著其他固體物質(zhì)一起被排入石膏脫水系統(tǒng)，漿液會循環(huán)利用。由于脫硫劑的循環(huán)使用，脫硫吸收劑很少會被浪費，可以得到充分使用。由于反應(yīng)過程中會產(chǎn)生石膏、液滴、大顆?；覊m和其他沉淀物，很容易堵塞零件，所以需要沖水系統(tǒng)定期對零件進(jìn)行沖洗。（4）石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水傳動裝置分為兩部分，皮帶水力真空旋流器及水力真空傳動皮帶石膏脫水機。水力液壓旋流器流動是一種作為加速石膏沉淀漿液的一級流體脫水流動裝置,其主要特點為它是一種利用流體離心力運動來實現(xiàn)加速石膏沉淀漿液分離的流體工作流動原理,漿液通過水力流動器切入后用水力推動旋流器的脫水出口,使之流動產(chǎn)生一個縱向環(huán)形的渦流運動。大顆粒在離心力的作用下，會富集在外圈；小顆粒則富集在漩渦內(nèi)部。脫水后的漿液需要進(jìn)行第二次脫水，通過真空皮帶脫水機二次脫水，漿液的含水率可降至10%以下。（5）公用系統(tǒng)公用系統(tǒng)包括工藝水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)等，各系統(tǒng)不僅提供了反應(yīng)過程中的用水，還控制反應(yīng)過程所需要的用氣。[14]在反應(yīng)過程中大量的用水、清洗、冷卻、密封用水均使用工藝水。電廠的循環(huán)水被輸送到工藝水箱中儲存為工藝水，通過水泵的運作，供應(yīng)FGD裝置各個水點使用。工藝水的可以補充FGD裝置運行時造成的水損失，維持吸收塔內(nèi)漿液的正常水位。[15]冷卻水主要用在各個風(fēng)機電機的冷卻，包括增壓機、氧化機、循環(huán)漿液泵、磨機主軸承、減速器，以及部分氧化空氣增濕冷卻。電廠補充水儲存在工業(yè)水箱中，成為工業(yè)水使用。（6）漿液排放系統(tǒng)漿液排放系統(tǒng)分為兩部分，一個是事故漿液儲罐系統(tǒng)，另一個是地坑系統(tǒng)。漿液是循環(huán)使用的，所以當(dāng)FGD發(fā)生故障時，需要排出設(shè)備內(nèi)循環(huán)使用的漿液，臨時儲存在事故漿液儲存罐。排出分為兩個部分，一部分是塔內(nèi)的漿液，該部分在排放泵的運作下輸送至事故漿液箱，當(dāng)液位直至泵入口低液位時會跳閘；然后，在重力的作用下，另一部分的漿液會自流至排放坑，再由地坑泵輸至事故漿液儲罐。地坑系統(tǒng)用于儲存系統(tǒng)運作各個階的各類漿液，設(shè)備包括攪拌器及漿液泵，功能上有三部分組成，包括吸收塔區(qū)的地坑、漿液制備系統(tǒng)的地坑和石膏脫水系統(tǒng)的地坑。除了儲存這三部分的漿液，地坑系統(tǒng)兼有收集、輸送或儲存其他原因產(chǎn)生的漿液。工藝設(shè)計主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范如下：《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-1996 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-1996《火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL5000-2000《火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/5196-2004《火力發(fā)電廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定》DLGJ9－92《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5054-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范》GB50264-97根據(jù)表2-1表2-1煙氣成分表煙氣成份N2O2H2OCO2HClHFSO2其它煙氣溫度(℃)煙氣含塵(g/Nm3)氣量Nm3/h占比（V%）42.27.7235.7814.060.010.030.2/5500.548000設(shè)危險廢棄物焚燒的過?？諝庀禂?shù)a=1.1，取空氣濕度為X=0.0116，理論燃燒需氧量：nstoich=nC+nH/4+nS-nO2=6.704mol，所需要的干空氣量：ndry=nstoich×a/0.21=35.12mol，煙氣中水的量：nH2O，total=nH2O,combustion+Xndry=2.51mol，則危險廢棄物全燃燒后的產(chǎn)生濕煙氣的摩爾量（標(biāo)況）為：ntotal,out=nC+nH2O+nS+nstoich(a×（1+0.0116）/0.21-1)=37.31mol。換算后每小時煙氣產(chǎn)生量：V=800Nm3/s。SO2的摩爾百分含量：ySO2=0.084/37.31=0.225%，即6.43g/m3。煙氣中SO2產(chǎn)生量：Vso2=0.002×48000=96Nm3/h=0.02m3/s。脫硫率達(dá)到85%，則出口SO2含量為：(1-0.85)×96=0.144Nm3/h系統(tǒng)硫鈣比為1.2，石灰石純度為90%，則石灰石消耗為：96/22.4×1.2×100/0.9/1000=0.57t/h。石膏產(chǎn)量為：0.57×0.9/100×172=0.82t/h。吸收塔一般分為五種塔型，包括：1.噴淋式吸收塔,2.填料塔,3.托盤塔,4.液柱塔,5.鼓泡塔。填料塔的優(yōu)點是循環(huán)水泵的低能耗，但缺點是易堵塞，維護(hù)成本相比其它類型要高。鼓泡塔整合了氧化區(qū)與脫硫反應(yīng)區(qū)，摒棄了再循環(huán)，設(shè)計相比其他類型更簡潔，但是這種設(shè)計需要較大的回水量，設(shè)備龐大，增加了占地成本。噴淋式吸收塔精簡了元件，整體的壓力有較少的損失，且不易發(fā)生結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。在實際操作中，采用濕法脫硫脫酸的方式基本會選擇噴淋式吸收塔。因其他四種塔型不是主流，所以本次設(shè)計選用了噴淋式作為模型。吸收塔的中部是設(shè)計排出煙氣的管道，入口在漿池的最高液位上部與另一個位于最低一層的噴淋層下部之間。煙氣進(jìn)入吸收塔后會向上逆流，噴淋層噴灑霧狀石灰漿液與煙氣充分反映，洗滌煙氣中的S化物、Cl化物、F化物、粉塵、顆粒及其他有害物。經(jīng)過洗滌的煙氣還含有液滴，需要經(jīng)過除霧器過濾，除霧器位于塔頂。除霧后煙氣還需要加熱到45℃一50℃除煙，方可通過煙囪排出到大氣。1座噴淋式吸收塔的煙氣排放量很小，大概為48000nm3/h,所以此次試驗考慮設(shè)計采用1座。噴淋式吸收塔如下圖所示：圖3吸收塔類型通過吸收塔出口實際煙氣體積流量和煙氣流速，可以確定吸收塔直徑D。煙氣傳遞速度與傳質(zhì)速率系數(shù)成正比關(guān)系，煙氣傳遞速度加快，可以有效的增大體積有效傳質(zhì)覆蓋面積。煙氣速度提升的同時，需要加高吸收塔，以便增加煙氣在塔內(nèi)的反應(yīng)時間。煙氣在空氣中的流動速度會直接影響脫硫效果，合適的流速控制范圍應(yīng)該是3~4.5m/s。本工程設(shè)計方案中所選用的煙氣流速u=3.5m/s。吸收式塔的直徑可以用如下公式來計算：V=A×u=π(D/2)2×u式中，V為煙氣體積流量m3/s；u為煙氣流速m/s；D為吸收塔直徑m；A為煙氣過流斷面面積m3/s。設(shè)塔內(nèi)的操作溫度為50℃，則此條件下的煙氣流量為：V=800×323.15/293.15=881.87m3/s。則吸收塔直徑為：，取9.2m。①吸收區(qū)設(shè)計吸收區(qū)的標(biāo)高一般是指煙氣從進(jìn)口噴淋水平的中心線向下延伸到噴淋水平層中心線之間的距離。根據(jù)吸收塔高度參照圖(2-1),吸收地區(qū)高度一般選擇為5~15m,煙氣與接觸的反應(yīng)時間一般選擇2~5s。為了能夠保證較高的脫硫效率,設(shè)計中的接觸式脫硫反應(yīng)時間為2s,則其吸收區(qū)域的高度定義為：h=u×t=3.5×2=7m吸收式塔噴淋層的吸收式噴嘴通?？梢苑譃榍邢颉⑤S向和螺栓旋轉(zhuǎn)3種類型,本產(chǎn)品在設(shè)計中多數(shù)采用了軸向式的噴嘴,主要原因之一就是這種噴嘴所能夠噴出的液滴顆粒量較小,而且其性價比也相對較高。吸收區(qū)通常設(shè)置3~6個噴淋層,每個噴淋層均安裝有多個霧化噴嘴,交叉分布,其覆蓋比可高達(dá)200%至300%。如果將脫硫效率控制在不低于85%，設(shè)置3個脫硫噴淋層的情況下，建造費用會在一個較高的性價比范圍內(nèi)。噴淋層的間距一般控制為1.2~2m,為了方便于日常的檢修和保養(yǎng),將層的間距控制為1.5m。入口排氣管和煙道進(jìn)出口至第一層噴淋層之間的距離一般是2~3.5m,本工程設(shè)計目標(biāo)為：h2=7-1.5×(4-1)=2.5m符合要求。表5-2吸收塔高度參考表項目范圍吸收塔入口寬度與直徑之比/%60—90入口煙道到第一層噴淋層的距離/m2—3.5噴淋層間距/m1.2—2最頂端噴淋層到除霧器的距離/m1.2—2除霧器高度/m2.0—3.0除霧器到吸收塔出口的距離/m0.5—1吸收塔出口寬度與直徑之比/%60—100除霧器的主要作用是滌除清潔煙氣中的液滴，保護(hù)后續(xù)設(shè)備的清潔，避免損耗。除霧器一般有兩種安裝方式：頂部或排煙口上。常規(guī)狀態(tài)下，煙氣脫硫后的剩余水分量應(yīng)不大于100mg/m3。在吸收塔中,除霧器由兩部分構(gòu)成：上下兩級除霧器和沖水系統(tǒng)。在濕法煙氣脫硫法中，除霧劑類型主要分為兩種：折流板除霧劑和旋流板除霧劑。本工程設(shè)計采用了在屋頂式除霧器，使用折流板除霧器，這種設(shè)計下的煙氣流速可以達(dá)到較高的除霧效率。折流式除霧器的工作原理及其示意圖如下文所示：圖4折流板除霧器原理示意圖參考表2-1，取最后一層噴淋層到除霧器的距離為1.2m，除霧器到吸收塔出口的距離0.7m。除霧器的高度為2.5m，采用2層除霧，則除霧區(qū)的總高度為1.2+2.5×2+0.7=6.9m。③漿液池設(shè)計漿池容量V1的計算表達(dá)式：QUOTEV1=(L/G)×VN×t1式中：L/G——液氣比。液氣比是指吸收劑石灰石液漿循環(huán)量與煙氣流量的比值（L/m3）。如果增大液氣比，則推動力增大，脫硫效率增大。但是石灰石漿液停留時間減少，且循環(huán)泵液循環(huán)量增大，運行成本增大。根據(jù)經(jīng)驗，石灰石法噴淋塔中的液氣比一般為15~25L/m3。本工藝選取15L/m3。V——煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)濕態(tài)容積，m3/h；V=208.9m3/s；t1——漿液停留時間，4~8min，取t1=5min=300s。可得噴淋塔漿液池體積：V1=(L/G)×VN×t1=15×208.9×300=940.05m3。選取漿液池內(nèi)徑略大于吸收區(qū)內(nèi)徑，內(nèi)徑D2=10.0m。根據(jù)V計算漿液池高度h3QUOTE=4V1/(πD22)=4×940.5/(π×102)=11.97m。煙氣進(jìn)口底部至漿液面的距離一般0.8~1.2m，取1.0m。④煙氣進(jìn)、出口設(shè)計一般希望進(jìn)氣在塔內(nèi)能夠分布均勻，且煙道呈正方形，故高度尺寸取得較小，但寬度不宜過大，否則影響穩(wěn)定性。參考表2，取入口寬度與直徑之比0.6，出口寬度與直徑之比取0.7，則入口寬度：L入=9.2×0.6=5.52m；出口寬度：L出=9.2×0.7=6.44m。經(jīng)過一臺增壓式發(fā)動機的升壓后再次進(jìn)入入口煙氣急冷噴頭,假設(shè)入口煙氣的溫度大約550℃，則煙氣被冷卻下降至大約100℃。本方案設(shè)計中如果采用吸收塔入口煙氣的溫度為550℃,取吸收塔出口煙氣的溫度大約為70℃,則此類環(huán)境條件下入口煙氣(濕)的流量分別為：V入=800×373.15/293.15=265.91m3/s。V出=800×323.15/293.15=230.28m3/s。一般進(jìn)出口的煙氣流速控制為12-18m/s,本工程的設(shè)計都采用15m/s,已知：進(jìn)入口的煙氣流量控制為265.91m3/s,出口的煙氣流量控制為230.28m3/s。由v=u×h×l得入口高度：h入=265.91/(15×5.52)=3.21m；出口高度：h出=230.28/(15×6.44)=2.38m。⑤噴淋塔總高度因此噴淋塔高度應(yīng)該為H=7+6.9+11.97+3.21+2.38+1.0=32.46m。噴淋塔設(shè)計草圖見圖紙1。本設(shè)計中的煙氣含硫量較低，循環(huán)泵可采用單元制。塔內(nèi)噴淋層設(shè)計為4層，每臺循環(huán)泵對應(yīng)一層噴淋層；為了每臺鍋爐實現(xiàn)其所能負(fù)荷的吸收效率，需要根據(jù)吸收漿液流量的要求來確定運行的再循環(huán)泵數(shù)量。4個噴淋層能夠滿足整套裝置對脫硫效率的要求。循環(huán)漿液量是指需要從空氣中脫除so2的量和單位循環(huán)漿液所能吸收so2的能力之間的比率。本工程在設(shè)計中需要進(jìn)行脫除的so2量分別是0.084×90×1000×64/1000=483.84kg/h，單位體積循環(huán)漿液吸收SO2的能力約為0.20g/L，可計算得出循環(huán)漿液量為483.84/0.20=2419.2m3/h。本設(shè)計中采用4臺漿液循環(huán)泵，每臺泵的流量為700m3/h。增壓風(fēng)機的常規(guī)設(shè)置是在進(jìn)行急冷噴淋前,一方面能夠有效地防止抗腐不嚴(yán)重而出現(xiàn)的損耗,另一方面可以控制初期的建造成本。一般根據(jù)需要來選擇增壓風(fēng)機的類型，常見的三種類型為離心風(fēng)機、動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(動調(diào)風(fēng)機)和靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機)。這三種機型中，一般常見的選擇是軸流式風(fēng)機，較少的采用離心風(fēng)機。離心風(fēng)機占地面積過大，使得建造成本和維護(hù)費用高，缺點十分明顯。在兩種軸流式風(fēng)機中，靜調(diào)風(fēng)機的功率較動調(diào)風(fēng)機的額功率低，但本次設(shè)計中電廠的對風(fēng)機發(fā)電能力功率要求不高，且靜調(diào)風(fēng)機的設(shè)計相對簡單、轉(zhuǎn)速相對較低，機型安全可靠，建造和維護(hù)費用較低，故本次設(shè)計選用2臺靜調(diào)風(fēng)機。GGH一共有兩種類型，分別為管式換熱器和回轉(zhuǎn)式換熱器。煙氣進(jìn)入吸收塔時若沒有達(dá)到適宜的溫度，會影響脫硫效率和氧化反應(yīng)的效率，GGH會對煙氣升溫，提高效率，同時可以保護(hù)煙囪不被腐蝕。本次設(shè)計中，為了控制建造成本和維護(hù)成本，提高運營效率和安全性，降低操作難度，選擇安裝1臺回轉(zhuǎn)式換熱器。吸收塔的作用是回收再循環(huán)吸收塔排出的石膏漿液，一般選用一臺單流單級臥式離心泵，安裝于吸收塔側(cè)。循環(huán)液是一種高速流動而且化學(xué)成分復(fù)雜的固液雙相介質(zhì)，對循環(huán)泵的腐蝕和磨損巨大，所以一般采用合金泵。合金泵簡約、安全、耐磨損，也是本次設(shè)計中采用的循環(huán)泵。漿液的再循環(huán)系統(tǒng)常見的方式是兩個單元體積分布的方式,每個噴淋層各裝一臺漿液的循環(huán)水泵,共4臺。漿液的循環(huán)容量是由液體氣氣質(zhì)量比與煙氣的流量相互作用決定的。本工程設(shè)計中由于液氣比=15l/m3,煙氣排放總含量大約為208.9m3/s,因此在漿液的循環(huán)總含量大約為每臺漿液循環(huán)泵的平均循環(huán)流量大約是2820.15m3/h,取為3000m3/h。亞硫酸鈣和氰酸鹽的氧化可分為兩部分：一部分是進(jìn)入吸收塔漿液液滴的煙氣中氧氣的自然氧化，另一部分是通過曝氣管網(wǎng)進(jìn)入漿液池的空氣的強制氧化[3]。氧化式風(fēng)機吸入式的新風(fēng)機主要建立在一個被人們稱為采用氧化式風(fēng)機吸入式新風(fēng)機的大型建筑房間內(nèi),其主要工作原理是通過吸收塔漿池中的有機氧化物，為新人提供足夠的有機氧化物和空氣的能量。風(fēng)機可分為三類：離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機和羅茨風(fēng)機。由于羅茨風(fēng)機系統(tǒng)是一種新型的高壓、高速、恒流驅(qū)動風(fēng)機，最大風(fēng)壓功率可維持在150kPa，特別適用于高壓、恒流、高負(fù)荷的用戶。強烈建議用戶選用羅茨鼓風(fēng)機?？紤]到空氣的豐富性，氧化過程中必須使用的氧氣量約等于所產(chǎn)生的so2量，即0.47m3/s，因此爆炸吹出的通道的有效功率為0選用兩臺RT-300型羅茨鼓風(fēng)機。轉(zhuǎn)速可設(shè)定為1086rpm，功率為37.00kw。一臺風(fēng)扇處于備用狀態(tài)。在吸收塔的底部，經(jīng)過脫硫過程，石灰?guī)r漿液變成CaSO3和CaSO3。此時，為了使氧化風(fēng)機吹出的空氣與CaSO3及混合氣充分接觸進(jìn)行充分氧化，必須使CaSO3及CaSO3混合氣水中的顆粒分布非常均勻，必須使用攪拌器使懸浮顆?；旌暇鶆?，增加與空氣接觸的面積。吸收塔漿液箱下部沿塔徑向布置四個側(cè)進(jìn)式攪拌器。它們的作用是保持泥漿固體懸浮，分散氧化空氣。攪拌器配有軸承蓋、主軸、攪拌葉片和機械密封。攪拌葉片安裝在吸收塔的下降管內(nèi)，與水平線傾斜約10度，與中心線傾斜-7度。采用低速攪拌器，有效防止?jié){液沉降。葉輪型式為三葉螺旋槳，軸封為機械密封。吸收塔攪拌器的攪拌葉片和主軸采用合金鋼制造。操作過程中，禁止觸摸傳動部件和取下防護(hù)罩。向吸收塔添加灌漿液時，攪拌器必須連續(xù)運行。功能。石灰石塊(顆粒<20mm)由發(fā)電廠采用自備的汽車搬運卸入裝載物料斗,再由擋邊帶式輸送機攜帶物料輸送至石灰?guī)r貯存庫。石灰石是安裝在筒倉下部的皮帶稱量給料機。將一定量的石灰石漿液送至濕式球磨機研究平臺，與砂漿混合后進(jìn)入濕式球磨機進(jìn)行研究。磨碎的石灰石半成品從砂漿磨尾排出，直接流入石灰?guī)r漿液循環(huán)池，石灰?guī)r漿液循環(huán)池中的砂漿由石灰?guī)r漿液循環(huán)泵送入石灰?guī)r漿液旋流站。石灰?guī)r漿液旋流后，合格的石灰?guī)r漿液從空氣中溢出至球磨機，進(jìn)入石灰?guī)r漿液箱。不合格的石灰?guī)r漿液返回濕式球磨機除塵裝置再次粉磨。石灰石漿液循環(huán)池和石灰漿液箱上方設(shè)有攪拌容器，防止?jié){液沉淀停止。石灰石漿液罐內(nèi)各種漿液進(jìn)場后配制，滿足1250kg/m3（含30%固體體積）的設(shè)計要求。這樣，石灰?guī)r漿液由石灰?guī)r漿液泵送至吸收塔，萃取后注入吸收塔的漿液量根據(jù)萃取煙氣的負(fù)荷、脫硫塔中萃取煙氣的入口SO2濃度和pH值進(jìn)行控制，剩下的被送回制漿。為了防止凝膠結(jié)塊和堵塞，凝膠漿應(yīng)在水中連續(xù)循環(huán)一個周期。根據(jù)以上計算，石灰石漿液日處理量約為240.24t/d,根據(jù)每日漿液的密度1250kg/m3(其中包含有固體積30%),可以通過計算得知所需的漿液容量大約為選用2臺流量40m3/h,揚程20m的潤神gmz系列石灰?guī)r漿液泵,一臺備用。在石灰石/石膏濕法脫硫工藝中，從吸收塔中提取石膏進(jìn)行旋風(fēng)分離、洗滌和真空脫鹽用水后，得到含10%左右游離水的石膏,這種石膏結(jié)構(gòu)晶體的顆粒大小約為1~250um,主要集中在30～60um，晶體以立方和圓棒為主。脫硫除塵裝置生產(chǎn)的脫硫石膏正常工作時顏色接近白色。當(dāng)脫硫石膏除塵裝置不穩(wěn)定，攜帶較多粉煤灰時，顏色會變成粉塵。因此，當(dāng)石灰（或