搜索
烟气脱硫吸收塔设计(3)［作者：Admin来源：博景源点击数：317更新时间：2007-3-16］xxx大学毕业设计（论文）烟气脱硫吸收塔设计摘要在概述我国烟气脱硫技术现状，介绍了一些国外的烟气脱硫技术的基础上分析了我国燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展前景。本文针对设计任务书中所给出的烟气含量和脱硫要求，结合我国烟气脱硫的技术现状选择了顺应吸收塔发展潮流的喷淋塔作为设计对象来实现石灰石－石膏湿法烟气脱硫，主要设计吸收塔部分。本设计用于小型机组的烟气脱硫，这套工艺采用了脱硫、除尘和就地强制氧化同时完成的高性能化组合塔型。设计塔内烟气的流速为3m•s-1，液气比为18L•m-3，钙硫比为1.04。喷淋塔主体、除雾器和再热器依次垂直布置，这样塔的整体布局将会更加紧凑，占地面积较小。采用价廉易得的石灰石为原料，脱硫产物石膏品质优良，可代替天然石膏使用。采取了回收与抛弃兼容的处理方法。本文还介绍了湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺的各个子系统，大致确定了本工艺中选用各子系统的的处理流程、装置和设备。并对所设计的烟气脱硫工艺进行了技术经济分析。关键词：湿法烟气脱硫，喷淋塔，石灰石－石膏法ABSTRACTAftersummarizesthefluegasdesulphurizationtechnicalpresentsituationofourcountry，alsointroducessomeoverseastechnologiesoffluegasdesulphurization.Thisthesisanalyzeddevelopingprospectofthefluegasdesulphurizationtechnologiesofourcountry.Thesprayscrubber,whichisthedevelopingtrendofabsorptiontower,isdesignedforCaCO3－CaSO4wetfluegasdesulphurizationinthispaperaccordingtothecompositionofthefumegasandthedesulphurizationrequest.Themajormissionofthepaperisdesignoftheabsorber.Thesystemisfitforsmall-sizedunitinthermal.Thetechnologyusesthehigh-performanceintegralsprayscrubber,inwhichthefunctionofdesulphurization、dedustingandforcedoxidationonthespotarepossessedsimultaneously.Thedesignedvelocityoffluegasincountercurrentsectionis3m•s-1.Theliquid/gasratiois18L•m-3andCa/Sratiois1.04.Spraytower,misteliminator,reheatersarearrangedoneontopofanothervertically,thereforethetowerarealayoutofitismorecompactandtheoccupiedlandareaissmaller.Therawmaterialislimestonebecauseofitslow-price,theproduct-gypsumisreliableenoughtotaketheplaceofnaturalgypsum.Thetreatmentofpartofthegypsumbeingrecoveredandpartbeingabandonedwasadopt.ThisthesisintroducesthesubsystemsoftheWFGDtechnologyandascertainsthetechnologicalprocess、devicesandequipmentsofeverysubsystemapproximately.AndalsocarriesouteconomicalandtechnicalanalyzeoftheWFGDsystemdesigned.KEYWORDS：wetfluegasdesulphurization(WFGD)，sprayscrubber，limestone-gypsumtechnology目录前言1第1章脱硫方案的选择以及塔体选型61.1脱硫方案的选择61.2塔型选择61.3氧化方式的选择[9]71.4石灰石－石膏法WFGD的工艺原理81.4.1石灰石－石膏法WFGD反应机理81.4.2SO2的吸收10第2章石灰石-石膏法WFGD系统概述112.1典型工艺流程112.2工艺设备布置122.3脱硫风机的布置13第3章喷淋塔的设计计算153.1设计初值153.1.1燃煤数据分析153.1.2烟气状态163.2吸收塔喷淋区设计163.2.1吸收区内径和塔截面积173.2.2喷淋塔吸收区喷淋层183.2.3喷浆管的设计193.2.4喷淋层的雾化喷嘴193.2.5喷雾管道的设计与布置213.2.6喷淋塔烟气入口、出口及多孔托盘223.3喷淋塔氧化区的设计243.3.1持液槽243.3.2喷淋塔氧化槽的隔板253.3.3喷淋塔持液槽的搅拌器和挡板263.3.4喷淋塔氧化区的氧化管道（空气分布器）273.3.5喷淋塔氧化风机283.4喷淋塔除雾区的设计293.5泵的选型303.5.1循环泵选型303.5.2排出泵选型313.6塔体的高度设计323.6.1持液槽323.6.2连接区333.6.3吸收区333.6.4除雾区333.6.5吸收塔总高343.7喷淋塔主要技术经济指标34第4章子系统分述354.1烟气热交换系统354.2石灰石浆制备系统384.3SO2吸收系统394.4石膏制备及处置系统424.5废水处理系统444.6公共系统45第6章可*性分析46第7章脱硫系统经济分析47第8章结论48致谢49参考文献50英语科技论文52文献翻译61前言煤炭为我国的第一能源。随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加，二氧化硫的排放量也日趋增多，造成二氧化硫污染和酸雨的严重危害。1999年我国二氧化硫排放总量为1857万吨，其中工业来源为1460万吨，生活来源为397万吨[1]。酸雨区面积占国土面积的30％，主要分布在长江以南、青藏高原以东的广大地区及四川盆地。酸雨使得森林枯萎，土壤和湖泊酸化，植被破坏，粮食、蔬菜和水果减产，金属和建筑材料被腐蚀。空气中的二氧化硫也严重地影响人们的身心健康，它还可形成硫酸酸雾，危害更大。我国政府高度重视酸雨和二氧化硫污染的防治，国务院环委会、全国人大常委会、国家环保局等召开了一系列酸雨和二氧化硫污染综合防治的会议并制定通过相应法律法规。国家环保局局长解振华指出：成熟的二氧化硫污染控制技术和设备是实现两控区控制目标的关键因素。他同时指出：为了实现酸雨和二氧化硫污染控制目标，要加快国产脱硫技术和设备的研究、开发、推广和应用[2]。因此研究开发适合我国国情的烟气脱硫技术和装置，吸收消化国外先进的脱硫是当前的迫切任务。二氧化硫控制方法多种多样，可以分为三大类：⑴燃烧前脱硫，如洗煤等[3]；⑵燃烧中脱硫，如型煤固硫、炉内喷钙[4]等；⑶燃烧后脱硫，即烟气脱硫（FGD），是目前应用最广、效率最高的脱硫技术。㈠烟气脱硫技术的现状⒈烟气脱硫经典工艺⑴湿法脱硫目前较成熟、运行较稳定的方法。由于是气液反应,脱硫反应速率快、效率高、脱硫剂利用率高。但其废水处理量大,运行成本也较高。目前世界上已开发的湿法烟气脱硫技术，主要有石灰石（石灰）－石膏法、双碱法、海水脱硫、氨吸收法、氧化镁法等。其中石灰石（石灰）－石膏法有以下特点：①脱硫效率高，可达95％以上。②技术成熟，运行可*性高，费用低。特别是新建的大机组采用该工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。③对煤种适应范围广，采用高硫份燃煤，也能获得较高的脱硫效率，达到排放标准。④吸收剂原料石灰石价廉易得，便于降低运行成本。⑤副产品脱硫石膏品位好，虽不足以抵消运行费用，至少可以避免二次污染。⑵半干法脱硫ⅰ炉内喷钙式活化(LIFAC)法在传统炉内喷钙法基础上增加了活化反应器,并促进喷水增湿。脱硫效率可达到75%-80%左右。ⅱ旋转喷雾干燥(SDA)法此法是利用喷雾干燥的原理,将吸收剂(如石灰浆液)雾化喷入吸收塔内,使得吸收剂与烟气中的SO2发生化学反应。得到的固体以废渣形式排出。⑶干法脱硫传统是用石灰苏打(CaO-Na2CO3)干粉来除去烟道内废气所含的SO2。从而得到干粉状钙盐和钠盐及未反应的干燥粉尘的混合产物的方法。⒉新工艺发展现状由于传统工艺存在效率低、操作复杂等特点,在科技的发展和环保要求下,许多国家已不局限于传统工艺，新工艺不断被研究开发出来。⑴荷电干式喷射脱硫(CDSI)法此法是美国ALANCO公司开发的专利技术。其技术核心是吸收剂以高速通过高压静电电晕充电区,得到强大的静电荷后,被喷射到烟气中,扩散形成均匀的悬浮状态。此法投资及占地仅为传统湿法的10%～27%。但脱硫效率相对较低。⑵电子束照射(EBA)法其原理是在烟气进入反应器之前先加入氨气,然后在反应器中用电子加速器产生的电子束照射烟气,使水蒸气与氧等分子激发产生氧化能力强的自由基,这些自由基使烟气中的SO2很快氧化，产生硫酸。再和氨气反应形成硫酸氨。其主要特点是系统简单,操作方便,过程易于控制,副产物可用于生产化肥。脱硫成本低于传统方法。但此法需要大功率、长期温度的电子枪,同时需要防辐射屏蔽。⑶脉冲电晕等离子体(PPCP)法是日本专家增田闪一在EBA法的基础上提出的。它是*脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体,产生高能电子。此法设备简单,操作简便,投资是EBA法的60%。除以上介绍的以外,近年发展的新工艺还有ABB公司开发的新型集成半干式脱硫(NID)法,适合于海边工厂的海水脱硫工艺、常温精脱硫工艺[5]等。㈡国外主要的几种烟气脱硫技术简介ⅰLIFAC脱硫工艺[6]芬兰IVO公司和Tampella公司开发了LIFAC脱硫工艺,这项技术是改进的石灰石喷射工艺,进一步提高了脱硫率。它的主要优点是,耗电量小,经济效益高,工艺设备简单,投资明显低于湿式和雾化干式脱硫方法,且无废水排放。同时维修较方便,占地面积小。ⅱ尿素法[7]尿素法净化烟气工艺由俄罗斯门捷列夫化学工艺学院等单位联合开发,可同时去除SO2和NOX，SO2的脱除率可达99%～100%,NOX脱除率大于95%。对设备无腐蚀作用,NOX、SO2的脱除率与烟气中NOX、SO2的浓度无关,尾气可直接排放,吸收液经处理后可回收硫酸铵。此外还有丹麦开发的SNOX技术[6，8]和微生物烟气脱硫技术。㈢烟气脱硫技术的发展趋势与前景⒈新工艺发展趋势各项资料显示,国外最新脱硫技术研究主要有以下几个特点：⑴除尘、脱硫、脱氮一体化由于硫氧化物、氮氧化物同是国家限制排放的污染物,而分开处理明显增加了设备的投资和空间的占用。⑵自动化技术更加明显最新的几个脱硫工艺更多的是向干法脱硫方向发展,而干法脱硫是最容易达到自动化目的。这也是向社会不断发展的电子技术*拢。相应的,其科技含量也将越来越高。⑶生产成本不断下降新工艺的脱硫成本相对较低,在这个讲究经济效益的时代要想不被淘汰,其各项成本应越低越好。⒉烟气脱硫技术发展的前景在未来十几年内，循环流化床烟气脱硫装置在我国电厂脱硫应用中将会有巨大的潜力和应用前景，同时海水烟气脱硫装置在我国沿海电厂，海水资源方便的地区将会有不可替代的优势。微生物法用于烟气脱硫将具有不需高温、高压、催化剂,均为常温常压下操作,操作费用低、设备要求简单,利用微生物脱硫,营养要求低,无二次污染等特点。因此,微生物烟气脱硫是实用性强、技术新颖的生物工程技术,具有诱人的应用前景,应引起重视,加速开发。第1章脱硫方案的选择以及塔体选型1.1脱硫方