水膜除尘器技术文件讲解.docx

1、水膜除尘器技术文件讲解型煤烘干尾气除尘工程技 术 文 件汨 罗 环 保二 O 一 六 年 四 月目 录第一章 总论04第一节 项目概述 04第二节 设计依据及设计参数 05第三节 设计原则 06第二章 燃煤炉窑烟气除尘治理工艺选择07第一节 除尘方法选择原则 07第二节 炉窑烟气除尘处理工艺选择 08第三节 湿式除尘装置发展概况 08第三章 湿法烟气除尘技术09第一节 湿法烟气除尘器的要求 09第二节 湿法烟气除尘须注意的问题 09第四章 SPX-65 型除尘器设备简介11第一节 除尘器除尘工艺流程11第二节 设备性能 12第三节 主体简介 12第四节 技术原理 14第五节 技术创新 15第六

2、节 除尘原理 17第七节 液气分离原理 19第五章 设备技术指标与设计制造标准及结构材料 19第一节SPX-65 型设备技术指标19第二节设计、制造、检验标准 20第三节设备结构与材料 20第四节SPX-65 型除尘塔材料清单21 第一章 总 论第一节 项 目 概 述一、工程规模本项目为：型煤烘干尾气除尘工程，生产过程中排出大量烟气，排烟温度约60，其烟气量为：200000m/h，烟尘初始浓度：850mg/Nm。二、项目内容尾气除尘工艺：采用湿式花岗石水膜除尘器除尘工艺。该除尘工艺系统主要由：花岗石水膜除尘器设备和除尘循环水处理系统组成。除尘系统按 200000m/h烟气量配套一台 SPX-6

3、0 型花岗石水膜除尘器设备和与除尘器配套的除尘循环水处理系统。由于国家环保要求日益提高，单位各级领导对环境保护的重视，为了使该烘干炉排放烟气中的烟尘能达到新的环保要求排放，现决定对该烘干炉尾气进行除尘处理，结合烘干炉尾气含湿量大及现场实际情况，在达到环保要求的前提下，节省现场用地，节约系统投资成本。该尾气除尘设备采用湿式花岗石水膜除尘器设备，尾气除尘系统力求效率高、结构简单、操作管理方便和节省投资。我公司以丰富的工程经验及设计经验，结合贵单位实际情况，对该烘干炉尾气除尘工程进行工艺布置：1、每台烘干炉配套一台 SPX-60型湿式花岗石水膜除尘器；2、除尘器喷淋水采用沉淀后循环使用，无废水外排，

4、无二次污染；3、沉淀池采用除尘灰水 2 级自然沉淀，配套 2 级沉淀池规格：第一级沉淀池规格：12400mm4500mm3000mm（长宽深）；第二级沉淀池规格：12400mm4500mm3000mm（长宽深）4、循环水系统循环水系统由循环清水池、循环泵及相应管道、阀门组成； 循环池规格：9000mm4400mm3000mm（长宽深）；循环泵：采用高位槽正压布置，泵体材料采用钢衬塑材料；循环泵规格：型号：250UHB-ZK-B-450-35；流量：300m/h，扬程：35m，电机：90kw，数量：2 台，运行方式：一用一备。进出口尺寸：DN200mmDN189mm。5、出渣方式：沉淀池灰渣出渣

5、方式采用电动抓渣机捞渣。6、除尘系统操作简单，管理方便，无需专人操作。7、运行费用低，投资省。8、循环池补充水尽量利用厂内生产生活碱性废水，达到以废制废的目的。9、花岗石水膜除尘器：该烘干炉尾气除尘设备采用 SPX-60型花岗石湿式水膜除尘器设备，除尘器内装置采用 3 级 SPX 型旋流气动塔板除尘方式，除尘效率96%，烟尘排放浓度50mg/Nm3，脱水采用 2 级 SPX 型旋流塔板脱水除雾方式，脱水效率98%，排放尾气含湿量75mg/Nm3。第二节 设计依据及设计参数1、根据烘干炉的烟气量、粉尘浓度、烟气温度参数。2、本公司所承建的具体工程经验及相关资料。3、国家标准炉窑大气污染排放标准G

6、B13271-2014 及由用户提供的当地环保要求。4、用户提供的设计参数表序号项 目单位参 数备注1烟 气 量m3 /h2000002尾气温度603参数烟尘浓度mg/Nm850第三节 设 计 原 则除尘系统的总体设计原则是确保较高的除尘效率、较高的可用率，并保证安全可靠，对炉窑系统的运行操作无影响。为此，采用技术上成熟的工艺，操作上可靠性较高的设备是十分必要的。1、除尘系统采用湿法烟气除尘工艺，对全部烟气进行 100%除尘。2、在烘干炉 BMCR 工况下处理全烟气量时，除尘效率不小于 96。3、烟气除尘系统的使用寿命不低于主体机组的寿命（30 年）。4、对于尾气除尘系统中的设备、管道、烟风道

7、等，考虑防腐和防磨措施。烟风道的设计符合火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程(DL/T 5121-2000)的规定，汽水管道符合火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/T50541996）和火力发电厂汽水管道应力计算技术规定（SDGJ690）中的要求。对于低温烟道的结构采用能保证有效的防腐形式。5、所有在需要维护和检修的地方均设置平台和扶梯，平台扶梯的设计满足GB4053.1GB4053.4 或火电厂钢制平台扶梯设计技术规定 DLGJ158-2001中的要求。6、烟气除尘设备所产生的噪声控制在低于 85dB（A）的水平（距产生噪声设备 1 米处测量）。在烟气除尘装置控制室内的噪声水平低于 60dB

8、（A）。7、贯彻电力建设“安全可靠、经济实用、符合国情”的指导方针，严格执行设计合同的要求，精心设计，充分优化方案，使建造方案经济合理、可用率高，并在保证技术指标的前提下努力降低工程造价。8、选择采用技术先进、经济合理的处理工艺，尽量减少工程投资。11、精心布设系统的流程，尽量减少运行过程的物耗及能耗，降低运行成本。12、处理系统运行稳定，运行管理便利，符合操作人员素质要求。13、采用的设备材料先进可靠、防腐耐磨。14、尽量节省建设用地，不造成二次污染。第二章 烘干炉尾气除尘治理工艺选择第一节 除尘方法选择原则1、烟尘排放必须满足国家及地方标准。2、设备占用空间适应原设备空间布置。3、除尘率应

9、据实情选择，但须技术成熟，运行可靠，操控简单，且有一定的技术发展空间。4、对原设备改造尽量少，减少一次性投资。5、能耗、物耗较少，运行费用低，吸收剂有较可靠的来源。用户单位炉窑系统部分用于建设除尘设施的可用空间一般较小，故选择除尘工艺须做到除尘器占用空间少且效率高、捕尘速度快，系统烟风阻力较小，以保证最少的工程量、最省的工程投资，减少除尘设施对原有系统的影响，而除尘设施的附属设备，如循环泵等应可在除尘器附近的场地布置，所以新增建除尘设施系统能否与炉窑装置优化配套，是选择除尘工艺的第一关键要素。它直接影响着工程投资大小，除尘率的控制，设备的运行可靠性和运行费用的高低，除尘烟气及粉尘的特点，根据以

10、上原则，对烘干炉尾气的除尘技术进行选择。第二节 烘干炉尾气粉尘处理工艺选择根据炉窑尾气排尘量及其粒度分布的特点，以及几年来炉窑尾气治理经验与实例，除尘一般采用布袋除尘器形式。其优点是除尘效率高（99.99%），含尘烟气经布袋除尘器处理后粉尘能优于环保要求排放（30mg/Nm），其缺点是整套系统阻力大（占地面积大），且不能处理含湿量较大的烘干炉尾气，容易造成敷袋，除尘器易腐蚀，维修量大，给用户带来后顾之忧。在此基础上，我公司研制的 SPX 型高效花岗石气动旋流塔板水膜除尘器，按主塔副塔的全花岗石整体除尘的结构形式，充分发扬了其除尘效率高的优点，并在除尘技术上有了更新的突破，主要是能处理微米以上的

11、粉尘颗粒。因此，贵单位烘干炉的尾气治理，采用 SPX 型高效花岗石气动旋流塔板水膜除尘器装置。第三节 湿式除尘除尘装置发展概况为加快推动炉窑烟气除尘工作，自 20 世纪 80 年代以来 ,我公司开展了一些大规模的烟气除尘研究开发工作，已将湿式除尘设备更加广泛地推广、应用。我公司设计、制造的 SPX 型工业炉窑尾气湿式除尘设备除尘效率高，对细尘有很高的捕集性能。通过近十几年在结构上的不断改进，技术上的不断更新，由70-80 年代单一的水膜除尘器发展为今天的高效、低阻的集消烟、除尘、脱硫一体化设备，目前我公司对湿式除尘、除尘设备的结构、耐腐蚀材料，灰分分离系统等单项技术的研究取得一定的进展，并发展

12、到湿式除尘设备系统成套技术的应用研究。我公司研制生产的 SPX 型高效花岗石气动旋流塔板水膜除尘器的除尘效率不仅能与电除尘器相媲美，而且还能适应这些除尘器所不能胜任的除尘条件。它对净化高湿、高温、高比阻、易燃、易爆的含尘气体同样且有很高的除尘效率。随着环保部门各项要求的不断提高，标志着我国除尘技术发展到了一个新的阶段，对解决我国炉窑尾气污染和改善我国城市大气环境质量有重要的现实意义。第三章 湿法烟气除尘器技术第一节 湿法烟气除尘塔的要求用于工业炉窑尾气除尘的小型除尘装置多称为除尘器。在除尘器中，应用水洗涤含尘的烟气，对烟气中的烟尘进行捕捉。为了强化捕捉过程，提高除尘效率，降低设备的投资和运行费

13、用，除尘器应满足以下的基本要求：1、气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；2、气液间扰动强烈，捕捉阻力小，对烟尘的捕捉效率高；3、操作稳定，要有合适的操作弹性；4、气流通过时的压降要小；5、结构简单，制造及维修方便，造价低廉，使用寿命长；6、不结垢，不堵塞，耐磨损，耐腐蚀；7、能耗低，不产生二次污染。尾气中烟尘的净化过程，处理的是低浓度烟尘烟气，烟气量相当大，要求瞬间内连续不断地高效净化烟气。因而选用气相为连续相、湍流程度高、相界面较大的气动旋流装置与除尘器匹配比较合适。通常，喷淋塔、填料塔、喷雾塔、板式塔等能满足这些要求。其中，旋流塔因其气液接触时间和气液比均可在较大的范围内调节，结构简单

14、，在烟气除尘中获得广泛地应用。第二节 湿法烟气除尘须注意的问题一、结垢和堵塞在湿法烟气除尘中，设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞，已成为一些除尘设备能否正常长期运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结构的机理，影响结构和造成堵塞的因素，然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。一些常见的防止结垢和堵塞的方法有：在工艺操作上，控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量；控制溶液的 PH 值；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；保持溶液有一定的晶种；设备结构要作特殊设计，例如流动床洗涤塔比固定填充洗涤塔不易结垢和堵塞；选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作除尘设备。二、腐蚀及磨损煤炭燃烧时除生成

15、 SO2 以外，还生成少量的 SO3，烟气中 SO3 的浓度为 1040ppm。由于烟气中含有水（4%12%），生成的 SO3 瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时，硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上，或溶解于洗涤液中。这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。解决方法主要有：采用耐腐蚀材料制作除尘塔，如采用花岗石材料、不锈钢材料等制作除尘塔及有关设备。含有烟尘的烟气高速穿过除尘设备，在除尘塔内同吸收液湍流搅动接触，设备磨损相当严重。解决的主要方法有：采用合理的工艺过程设计，如烟气进入除尘塔前要控制烟气流速，以减少高速流动烟尘对设备的磨损；采用耐磨的花岗石材料制作除尘塔，以及设备内壁内衬或涂

16、敷耐磨损材料。近年来，我国燃煤工业炉窑烟气除尘技术中，除尘塔的防腐及耐磨损采用花岗石材料已取得显著进展，致使烟气除尘设备的运转率大大提高。三、烟气脱水除雾1、烟气带水的产生在湿法水膜除尘中，首先讲究的就是气液充分接触，湿法除尘塔在运行过程中，易产生粒径为 1060 微米的“水雾”。“水雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐等，如不妥善解决，同时也造成引风机的严重腐蚀。因此，工艺上对除尘设备提出除雾的要求。被净化的气体在离开除尘塔之前要进行除雾。通常，除雾器多设在除尘塔的顶部，当烟气充分与水接触后，烟气的携带能力足以将 20m 直径的水雾携带走，如果没有好的分离装置，势必造成机械带水。另外，处于

17、水汽饱和态的烟气经过烟道壁与外界环境（特别是北方冬季）进行温差换热后，会产生凝结水，也称作汽相带水。 2、烟气带水的危害烟气带水的危害带来烟道的腐蚀，烟囱冒白气等问题，而严重的是这部分水是与烟尘紧密相连的，不可分离形成一种粘灰，它的危害首先是堵塞系统，这些粘灰会积聚于烟道转变外，引风机风门外，烟囱进口处，造成系统阻力增大，炉窑正常燃烧甚至出力降低。第二是危及引风机的安全运行。会造成引风机污染积灰平均而振动，损坏设备。净化除雾后烟气中残余的水分一般不得超过75mg/Nm3，更不允许超过 200mg/m3，否则腐蚀烟道和风机。3、烟气带水问题的解决我公司研发的高效脱水装置，成功地应用于水膜除尘器设

18、备中，连续运行六年无故障,无检修，效果良好。也应用在本方案中向采用，能彻底解决烟气的机械带水和汽相带水问题。该设备的除雾脱水系统由脱水器、除雾器、防带水槽、脱水环、挡水檐、螺旋倒锥体组成。分布在每级净化装置中，当饱和水蒸气的烟气逐级通过除雾、脱水系统时，受离心力的作用，烟气中的液滴被甩向塔壁后下落，大大降低了烟气中的含湿量，避免了烟气中饱和水蒸气对引风机的侵蚀,使净化后的气体排入大气时容易扩散，确保排放烟气含湿量小于 75mg/Nm。第四章 SPX-60 型旋流除尘器设备简介第一节 SPX-60型除尘器除尘工艺流程烘干炉尾气经进入除尘主塔。在除尘主塔内烟气旋转向上流动且被向下流动的循环浆液以逆

19、流、错流方式洗涤。循环浆液通过循环泵向上输送到喷淋层，通过喷嘴、SPX 型旋流塔板进行雾化，可使气体和液体得以充分接触，循环浆液则通过喷淋层内设置的喷嘴喷射到旋流塔板层，以便捕捉烟气中的粉尘。经过净化处理的烟气经2级脱水除雾装置，在此处将清洁烟气中所携带的液雾滴去除,最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。第二节 SPX-60 型高效旋流除尘器设备性能SPX 型高效花岗石旋流除尘器，烟气直接进入除尘器进口，除尘除尘液是利用废水沉淀后循环使用，不外排，塔内工作原理是针对烟气成份组成特性，成功地应用湿法除尘机理，烟气经过碰撞、凝聚、喷淋、冲激、吸附等物理过程，以及脱水、除雾，从而达到烟气除尘、消

20、烟、除湿、净化的目的达到以下多项标准：1、林格曼黑度由 5 级降到 1 级以下。除尘效率：96%2、设备在循环用水时，充分利用冲渣水，以及生产、生活废水，达到以废治废的目的，大量地节省运行费用。3、本装置在工艺结构、流程上采取了 SPX 型设备的专利和脱水、除湿措施，有效地控制了湿气腐蚀问题。4、循环用水率 97%。5、设备及管道不结垢、不堵塞。6、引风机不带水、不积灰。7、与炉窑同步运行率达 100%。8、系统总阻力：1200Pa。第三节 SPX 型高效旋流除尘器主件简介1、旋流气动净化装置烟气净化的关键技术都集中在塔内，我公司多年实践中，综合吸收、借鉴国内外烟气净化技术的优点，结合我公司的

21、自有的专利技术。从设计、制造、选材等方面不断改进、创新，针对不同用户的实际情况，进行科学合理的设计。该装置是烟气净化系统的心脏，由若干叶片组成，叶片的尺寸、仰角、等分密度、开口率的设计需周密计算，精心制造。该装置安装在塔内烟气净化工作区。SPX 型设备采用多级旋流气动装置实施烟气净化。该装置气动力强，压力损失小，对气体的旋转上升起到导向和接力作用。由于塔内设计配置了多级（34级）旋流气动分离装置，经多级洗涤、吸收，除尘效果十分显著。由于叶片仰角优化设计，开孔率大、阻力小、不易堵塞，可广泛适用于各种烟气量的燃煤炉窑、工业炉窑烟气治理。2、喷淋布水装置湿法除尘除尘的特点：通过碱性液体与烟气发生物理

22、吸收和化学反应，达到除尘除尘之目的。而烟气净化效率、与布水方式、布水效果密切相关。因此，要求喷淋装置必须达到液体分布均匀、全方位覆盖、不堵塞、持液量大等要求。目前，国内通常采用的布水方式有：中心喷水式、溢流式、雾化式、液柱式、多孔盘式、莲蓬式喷洒器等多种。我公司采用的是大流量、间隙可调式、无堵塞喷头，只要吸收液中的悬浮物 SS1000g/m3，均可顺利通过。该装置具有以下优点：采用中心式喷淋，液体在塔内对烟气全方位覆盖，无死角，气液接触面大，烟气能均匀地受到浆液的洗涤；采用大口径喷头布水、持液量大。喷头开口间隙可根据需要调节，避免了结垢、堵塞，比其他布水方式更具有优越性；采用中心喷淋，强化了浆

23、液对微尘的捕集、二氧化硫的吸收。该装置对水质无严格要求，凡生产、生活后的废水及炉窑冲渣、冲灰水均可使用。利用废水治理废气，可有效节约水资源，降低运行成本。3、高效脱水除雾装置湿法烟气除尘设备液气比较大，因此烟气难度也大，脱水除雾历来是令专家十分头疼的难题。我公司采用专利技术设计的高效脱水除雾系统，成功地解决了这一难题。其中，旋流脱水装置发挥了关键作用。该装置充分利用以下液气分离机理：（1）重力分离：利用液滴和烟气的密度进行自然分离；（2）惯性力分离：利用烟气突然改变方向时的惯性力进行液气分离；（3）离心力分离：利用烟气高速旋转时产生的离心加速力进行液气分离；（4）水膜分离：利用液体碰撞、粘附、

24、凝聚的机理，在净化塔内壁上形成水膜后在重力作用下进行液气分离。设计液气分离装置必须考虑以下因素：装置的压力损失要小，上旋烟气流速要低，离心加速力要高。以防止分离出来的液滴被烟气二次夹带，降低脱水除雾效果。选用材料应具有良好的防腐性能，表面平整光滑。不易结垢、堵塞，便于冲洗。叶片横截面小，应最大程度地减少烟气阻力。SPX 型设备脱水除雾系统的设计，充分考虑到烟气中不同粒径液滴的特性，由多种功效的脱水除雾装置组合而成。该系统由离心式脱水装置、防带水导流锥、强力除雾器、阻液环、溢流槽等组成，脱水效率高达 97%。第四节 SPX 型高效旋流除尘器原理含尘气体首先切向进入主塔，烟气经洗涤达到饱和状态，大

25、颗粒粉尘首次被水洗涤，继而烟气、水雾、粉尘三相气流由于质量的差异、以不同的惯性互相传质并同时进入旋流层进行收缩、急聚、扩散等运动作用后第二次被除尘，随后烟气、水雾、粉尘三相气流以一定速度通过旋流雾化层，尾气通过充分冲击、湍流、搅拌、过滤、传质等运动机理后第三次被除尘，此时比较洁净的烟气旋转上升，经第 3 级旋流气动装置最后一次除尘，净化后的洁净烟气旋流进入高效脱水除雾装置，经 3 级旋流脱水装置进行气液分离处理后，由引风机送到烟囱排向高空。灰水则从除尘器底部的自动溢流水封出灰口排向沉淀池，灰渣沉淀后、除尘水上清液溢流至循环池送回除尘器使用，尾气在除尘塔内同时完成了消烟、除尘、脱水、除雾的全过程

26、。第五节 SPX 型高效除尘技术的创新以研究烟尘有害物质的物理运动特性，有机地利用流体力学、空气动力学、机械学、热力学等学科，集实心溅喷技术、雾化洗涤技术、凝聚雾化技术、冲击湍流技术、过滤吸收技术、旋流传质技术、循环流化技术、除雾分离技术等技术于一体。SPX 型高效除尘器集消烟、除尘、除雾一体化同时完成的工艺设计，结构简单紧凑、工艺流程合理，内部不易结垢堵塞，高效的脱水除雾技术，使烟气不带水。除尘效率高且稳定，除尘效率不仅能与电除尘媲美，而且能适应高温、高湿、高比阻、易燃、易爆的含尘气体的除尘除尘。其技术的创新点如下：1、在国内外率先开发了新的 SPX 型系列高效除尘旋流塔板，其单板的除尘效率

27、比水膜除尘器高 15%左右， SPX 型除尘器除尘效率可达 9698%；2、SPX 系列除尘器可以应用在水膜除尘器的达标改造上，既能大大提高除尘效率，又有高效的脱硫功能。如果燃煤含硫量低可不加除尘剂及附属设施，SO2可达标排放，从而节省大量投资。3、气流分配装置：使烟气和碱性乳液在主塔内实现科学合理的气液分配，本公司采用独创的大面积旋转喷淋，旋流气动专利技术，气液分配比小于 1，使气液接触均匀，反应迅速充分，做到全方位覆盖，无任何死角，绝不会出现其它温法设备因液面覆盖不到产生的“沟通”、“干柱”问题。“沟流”和“干柱”现象是大多湿法净化设备的通病，会造成尘粒大量溢出，除尘效率明显下降，烟气排放

28、无法达标。该装置采用的技术，创新程度高。高效雾化装置：应用耐磨耐腐蚀不易阻塞的高效实心外侧溅喷射雾化技术，设备内部无易损件优化设计，最大程度地提高设备的运行使用率，有力地保证设备极低的维修率。使碱性乳液在装置中雾化程度达到最大化，这是关系到除尘除尘效率的关键工艺。本装置无需使用动力设备，不消耗任何能源，通过特殊设计，利用炉窑烟气自身的动能，令其以特定的流速切线进入塔中，在旋转上升的过程中与大面积喷淋下来的除尘水雾进行逆流除尘，粉尘在强大的旋流气动作用下，逐级被水雾捕捉。除尘水雾化过程中的表面积被扩大 2692 倍，从而提高了单位液体对尘粒的捕集能力，从而达到最佳除尘效果。5、高效气液分离系统。该系统分布在各级净化装置中，发挥着高效气液分离功能。因高效率的除尘除尘后，烟气中含有大量的饱和水蒸汽，若没有高效率的脱水除雾系统，会严重腐蚀烟道，造成引风机带水，引起积灰，使引风机在短时间内报废，不仅经济损失很大，而且影响炉窑正常运行，本产品的高效气液分离系统由数个脱水板，防烟气带水器，脱水环组成。可使净化后的含湿烟气在排出除尘器之前 98.5%的水分被脱除，确保引风机绝不带水，不积灰，烟道无腐蚀现象，烟气排空后迅速扩散，排空烟气湿度 6%，这是其它湿法除尘设备无法达到的硬指标。6、塔体内供水方式：与其他湿法除尘设备迥然不同的是，有