大气污染控制课程设计.doc

1 绪论 1.1设计背景 2011年两会的一个热点话就是大气污染问题。“十一五”经过全国的共同努力，化学需氧量和二氧化硫减排量都超额完成了任务。“十二五”国家决定继续把化学需氧量、二氧化硫排放量作为约束性指标，同时根据环境保护的需要、根据改善环境质量的需要，又把氮氧化物和氨氮列入了约束性指标。指标的减排幅度是8%-10%。由此可见大气污染已经引起了各国的格外重视。 大气污染主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而就我国的经济和技术发展就我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在今后相当长时间内不会有根本性的改变。我国的大气污染仍将以煤烟型污染为主，主要污染物是二氧化硫和烟尘。据统计，1990年全国煤炭消耗量10.52亿吨，到1995年煤炭消耗量增至12.8亿吨，二氧化硫排放量达2232万吨。超过欧洲和美国，居世界首位。因此，控制燃煤烟气污染是我国改善大气质量、减少酸雨和SO2危害的关键问题。 此次课程设计主要采用电除尘器和湿式脱硫技术来处理高硫无烟煤，使其达到锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目的排放标准。 1.2脱硫除尘技术简介 1.2.1除尘技术 从气体中去除和捕集固态或液态颗粒的设备称为除尘设备，根据除尘机理，目前常用的除尘设备可分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器和湿式除尘器等。机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使荷电尘粒沉积在集尘板上，使之从含尘气体中分离出来的除尘装置。袋式除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层做滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化[1]。本次课程设计主要介绍电除尘器。 1.2.2电除尘器工作原理及特点 电除尘器以其除尘效率高、阻力低、烟气处理量大、耐热温度高等优点而成为粉尘捕集回收和气体净化的主要设备，已广泛应用于有色金属、冶金、电力、建材、石油、化工等行业。目前，电除尘器主要采用常规直流供电，该供电方式对高温微细等高比电阻粉尘易产生反电晕现象，除尘效率低，且除尘效率随比电阻的增加而下降。 电除尘器的工作原理[2]如下： (1)电晕放电和空间电荷的形成 在电晕极与积尘极之间施加直流高电压，使放电极发生电晕放电，，气体电离，生成大量自由电子和正离子。正离子被电晕极吸收而失去电荷。自由电子和气流中负电性气体分子俘获自由电子后形成的气体负离子，在电场力的作用下向集尘极移动便形成了空间电荷。 (2)粒子荷电 通过电厂空间的气溶胶粒子与自由电子、气体负离子碰撞附着，便实现了粒子荷电。 (3)粒子沉降 在电场力的作用下，荷电粒子被驱往集尘极，少数的尘粒相遇，使其荷正电，它们也将沉集在截面很小的电晕极上。 (4) 粒子清除 电除尘器的特点： 优点：①压力损失小，一般为200-500Pa；②处理烟气量大，可达10-10m/h；③能耗大，大约0.2-0.4kwh/1000m；④对细粉尘有很高的补集效率，可高于99%；⑤可在高温或强腐蚀性气体下操作[1]。 缺点：主要是设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，故投资高；要求制造、安装和管理的技术水平高；除尘效率受粉尘比电阻影响较大，一般对比电阻小于10-10·cm或大于10-10·cm的粉尘，若不采用一定的措施，除尘效率将受一定的影响；此外，初始浓度大于30g/m的含尘气体需设置预处理装置。 1.2.3脱硫技术 烟气脱硫方法可分为两类即抛弃法和再生法，抛弃法即在脱硫过程中将形成的固体产物废弃，这需要连续不断加入新鲜的化学吸收剂，而再生法是指反应过的吸收剂可连续的在一个封闭系统中再生，再生后的脱硫剂和补充的新鲜吸收剂再回到脱硫系统循环使用。按照脱硫剂是否以溶液状态进行脱硫可分为湿法和干法脱硫[1]。而现在使用最广泛的是湿式脱硫技术，燃用中高硫煤（含硫2%）机组、或大容量机组(≥200M W )的电站锅炉建设烟气脱硫设施时，一般应优先采用湿式石灰石一石膏法工艺，脱硫率应保证在90 % 以上[1]。本次课程设计就是就是高硫煤故用的是湿式石灰法。 1.2.4湿式石灰法工作原理及特点 烟气脱硫中目前使用最广泛的湿法烟气脱硫技术，主要是石灰石/石灰洗涤法，占整个湿法烟气脱硫技术的36.7%。它是采用石灰或石灰石的浆液在洗涤塔内吸收烟气中的SO2并副产石膏的一种方法[3]。湿式钙法通常有抛弃法、回收法和双循环湿式钙法等，抛弃法和回收法区别在脱硫产物是否再利用。其中回收法的脱硫产物为二水石膏(CaSO·2H2O)，此法以日本应用最多。石膏的主要用途是作为建筑材料，高质量石膏作为石膏板材的原料。我国重庆珞磺电厂引进日本三菱公司的技术