火电厂锅炉高硫无烟煤烟气电除尘湿式脱硫系统设计讲解可编辑修改word版Word格式文档下载.docx
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在正负离子运行中,电晕区里的粉尘带正电荷,移向电晕极,因此,电晕极也会不断积灰,只不过量较小。
收集到的粉尘通过振打装置使其跌落,聚集到下部的灰斗中由排灰电机排出,使气体得到净化。
1.2湿式石灰法脱硫简介
湿式石灰法脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中SO2的方法。
该方法开发较早，工艺成熟，吸收廉价易得，因而应用广泛。
且具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。
日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。
它的工作简介是：
将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气
充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。
经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。
由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。
2燃烧计算
以1kg煤燃烧为基础，则
表1燃烧成分表
重量/g
摩尔数/mol
需O2量/mol
生成物
生成物量/mol
C
670
55.8
CO2
H
23
5.75
H2O
11.5
O
130
S
35
1.1
SO2
N
15
N2
0.55
45
2.5
2.1理论需氧量
n=55.8+5.75+1.1=62.65mol/kg（式
2
2.1）
2.2理论空气量
n理论空气=4.78⨯62.65=299.47mol/kg
（式2.2）
2.3理论烟气量
理论空气量条件下烟气组成（mol）为：
理论烟气量为：
CO2:
55.8H2O:
11.5+2.5=14
SO2:
1.1N2:
0.55+62.65⨯3.78=237.37
V
fg
0=55.8+14+1.1+237.37=308.27mol/kg（式
2.3）
2.4实际烟气量
V=V0+（-1）⋅n=380.27+0.35⨯299.47=413.1mol/kg=9.25m3/kg（式
fgfg
理论空气
2.4）
160C时，烟气量为
Vfg
=273+160⨯9.25=14.67m3/kg
273
（式2.5）
烟气流量
Q=14.67⨯41⨯1000=601470m3
/h=167.1m3/s（式
2.6）
2.5烟尘浓度计算
已知飞灰率为：
ω＝3O.7%
=mA⋅=110⨯30.7%=2.3g/m3（式
14.67
2.7）
2.6SO2浓度计算
SO
=mSO2
=1.1⨯64=4.8g/m3=4800mg/m3（式
2.8）
3净化系统设计方案的分析
3.1净化设备的工作原理及特点
3.1.1电除尘器的工作原理及特点
原理：
（1）特点：
3.1.2湿式石灰法脱硫的工作原理及特点
（1）原理：
采用石灰/石灰石浆液吸收烟气中的SO2，分为吸收和氧化两个阶段。
先吸收生成的亚硫酸钙：
石灰石：
CaCO+SO+1HO=CaSO
1HO+CO↑
322
23222
石灰：
CaO+SO2+0.5H2O→CaSO3∙0.5H2O
然后将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。
（2）特点：
有多种因素影响到吸收洗涤塔的长期可靠运行：
设备腐蚀、结垢和堵塞、除雾器堵塞、脱硫剂的利用率、脱硫产物及综合利用等。
3.2运行参数的选择与设计
3.2.1电除尘器运行参数的选择与设计
多孔板通常采用厚度为3～3.5mm间的钢板，开孔率（开孔面积与板总面积之比）一般为25%～50%之间，孔径为30～50mm间，分布板层数为2～3层;
板式除尘器两平行集尘板板间距离一般为200～400mm，极板高度为10～15m，极板的长度为10～20m；
通常高压供电设备的输出峰值电压为70～100kv，电流为100～2000mA；
气体
含尘浓度超过30gm3时，宜加设与净化设备；
集尘极内平均流速为1.0～2.0m；
比
集尘极表面积一般为300～2400m2
（1000m3
min）；
集尘板长高比至少为1.0～1.5。
3.2.2湿式石灰法脱硫运行参数的选择与设计
再热烟气温度大于750C，烟气流速在1～5m/s，浆液Ph大于9，石灰/石灰石浆
质量浓度在10%～15%之间，液气比在8～25Lm3，气液反应时间3～5s，气流速度
为3.0m/s，喷嘴出口流速10m/s，喷淋效率覆盖率200%～300%，脱硫石膏含水率为
-6
40%～60%，一般喷淋层为3～6层，烟气中SO2体积分数为4000/10，脱硫系统阻
力在2500～3000Pa。
3.3净化效率的影响因素
（1）电除尘器净化效率的影响因素：
气流分布的影响、气体含尘量、粉尘的比电阻、气流速度、电气参数、清灰等。
（2）湿式石灰法脱硫净化效率的影响因素：
浆液pH、石灰石粒度、液气比、钙硫比等。
4尺寸计算
4.1除尘设备结构设计计算
（1）除尘效率的计算：
=（1-C2）⨯100%=（1-
C1
225）⨯100%=90.2%（式
2300
4.1）
（2）集尘极的比集尘面积：
f=1ln
（1）=1
ln（1
）=23.2m2/（m3/s）（式
1-
0.1
1-0.902
4.2）
（3）集尘板总面积：
A=Qf=167.1⨯23.2=3876.7m2（式
4.3）
考虑因处理气体量，浓度，压力的波动和供电系统的可靠性等因素影响，参照实际生产情况，取富裕系数m=1.5～2.0。
（4）实际需要的集尘板面积为：
A'
=（1.5~2.0）A=（1.5~2.0）⨯3876.7=5815.0~7753.4（式
4.4）
取A'
=7500m2
（5）实际集尘板的比集尘面积为：
'
f'
=A
Q
=7500
167.1
=41.9m2
/（m3
/s）（式
4.5）
（6）电除尘器有效截面积：
取气流速度v=1.5m/s
F=Q=167.1=111.4m2（式
4.6）
v1.5
（7）集尘板高度为：
h===10.55m（式4.7）
对于板卧式电除尘器而言，其电场断面接近正方形，一边气流与断面均匀分布。
所以，集尘极极板宽度取10.55m。
（8）气体在电除尘器内的通道数：
取集尘极间距B=0.3m；
4.8）
n=F=
Bh
111.4
0.3⨯10.55
=35.2，取n=35（式
（9）集尘板总长度；
l==
2nh
7500
2⨯35⨯10.55
=10.2m，取l=11m（式
4.9）
（10）电晕线间距取300mm；
（11）灰斗倾斜角45度，灰斗高2.25m，出口直径550mm，共设4个灰斗；
4.2脱硫设备结构设计计算
4.2.1喷淋塔内流量计算
假设喷淋塔内平均温度为800C，压力为150KPa，则喷淋塔内烟气流量为：
Q=Q273+t⨯101.324（1+K）=167.1⨯273+80⨯101.324⨯（1+0.05）=153.2m3/h
vS273Pa
150
（式4.10）
式中：
Q—喷淋塔内烟气流量，m3h；
Q—标志下烟气流量，m3h；
K—除尘前漏气系数，0～0.1；
4.2.2喷淋塔径计算
依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择喷淋塔内烟气流速v=3m/s，则喷淋塔截面A为：
A=Q=167.1=55.7m2（式
v3
4.11）
则塔径d为：
d===8.4m（式
4.12）
取塔径D0=8500mm。
4.2.3喷淋塔高度计算
喷淋塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。
（1）吸收区高度
依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s，则
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