煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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快速懸浮床煙氣脫硫的試驗(yàn)研究 快速懸浮床煙氣脫硫的試驗(yàn)研究 張小平，王乃華著，徐云貴譯 1文摘 對(duì)快速懸浮床（FSB）煙氣脫硫特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)脫硫運(yùn)行時(shí)參數(shù)的影響進(jìn)行了研究。得到接近飽和溫度和摩爾比對(duì)脫硫的影響最強(qiáng)烈,還得到了最佳運(yùn)行參數(shù)。最佳的參數(shù)接近飽和溫度大約是10 ℃，最適摩爾比為1.5 。 2011年在責(zé)任進(jìn)展能源工程（ ICAEE ）第二屆國際會(huì)議上 , 根據(jù)組委會(huì)同行評(píng)議并由Elsevier公司發(fā)布。 關(guān)鍵詞：煙氣脫硫，去除效率;懸浮床快;最優(yōu)參數(shù)。 2介紹 煙氣脫硫（ FGD ）的方法可分為三種不同的類型：濕式洗滌器，半干燥過程和干燥過程。濕式除塵器已廣泛運(yùn)用商業(yè)行業(yè)，超過95％的脫硫行業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。然而，這種技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量的濕固體廢物，需要廢水處理。它還涉及復(fù)雜的配置而和代價(jià)高昂。濕式煙氣脫硫系統(tǒng)相比有吸引力洗滌器在成本方面，它們不需要水和再加熱的能量。盡管如此，由于吸附劑成本高和低SO2的去除效率，這種類型的技術(shù)尚未被廣泛使用。因此，已經(jīng)開發(fā)了各種半干燥過程，以避免濕式洗滌器的缺點(diǎn)。即便如此，半干洗滌脫硫效率低于濕式洗滌器，這可能導(dǎo)致在一些場(chǎng)合不符合環(huán)保法規(guī)。 噴霧機(jī)和循環(huán)流化床（ CFB ）煙氣脫硫工序是兩個(gè)傳統(tǒng)的半干法工藝。噴霧機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的測(cè)試。然而，這種方法的缺點(diǎn)是它的大空間消耗， 為了保持長(zhǎng)久煙氣脫硫反應(yīng)居留和泥漿液滴蒸發(fā)，以及復(fù)雜的淤漿系統(tǒng)，以滿足要求。循環(huán)流化床還廣泛用于煙氣脫硫，然而，窒息現(xiàn)象廣泛的發(fā)生是由于非定常流動(dòng)床。 在本文中,一個(gè)快速懸浮床(FSB)煙氣脫硫洗滌器開發(fā)旨在有效去除效率與濕式滌氣器上高成本。這份FSB洗滌器可以同時(shí)提高氣液和氣 - 固反應(yīng)的一個(gè)新型的煙氣分配裝置。同時(shí),這種洗滌器可以防止石灰漿液撞擊到滌氣器內(nèi)表面上。操作參數(shù)的影響包括Ca / S比值,接近飽和溫度、煙氣流速和泥漿顆粒直徑。并且對(duì)脫硫效率分布進(jìn)行了調(diào)查，脫硫機(jī)理反應(yīng)進(jìn)行了分析。 3實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由模擬煙道氣系統(tǒng)，鈣水化系統(tǒng)， SO2洗滌器，織物過濾器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成（如圖1）。吸附劑的化學(xué)和物理特性如表1 所示。石灰存儲(chǔ)在水合后的淤漿罐。石灰漿液的索泰直徑為50? 70微米。二氧化硫流量計(jì)以滿足濃度后，加入到混合罐中。二氧化硫MSI -2000煙氣分析儀濃度測(cè)定。型溫度的測(cè)定K型熱電偶通HP34970A資料記錄器。測(cè)定貼邊球溫度的煙道氣洗滌器的出口處。石灰漿液和水流速測(cè)量轉(zhuǎn)子流量計(jì)和調(diào)整調(diào)速電機(jī)。 圖1 實(shí)驗(yàn)裝置 4 結(jié)果與討論 參考條件： Ca/S比為1.5，洗滌器入口溫度150℃ ，煙氣流量2000立方米/小時(shí)，入口SO2濃度為3000毫克╱標(biāo)準(zhǔn)立方米，接近飽和溫度10℃ 。研究一個(gè)參數(shù)對(duì)脫硫效率的影響，其他參數(shù)保持不變。 4.1選擇吸附劑 兩種類型的石灰被選為吸附劑,一個(gè)來自阜陽和另一個(gè)從蕭山。化學(xué)成分和物理特性如表1所示。結(jié)果表明, 蕭山石灰的脫硫效率是67% ,而阜陽石灰是80%。參考一下。所以阜陽石灰在這項(xiàng)研究被選為二氧化硫吸附劑。 表1 石灰的化學(xué)成分和物理特性 蕭山 阜陽 成分 CaO MgO Fe2O3 SiO2 Al2O3 其他 CaO MgO Fe2O3 SiO2 Al2O3 其他 直徑(μm) 85.3 1.5 0.8 0.20 0.59 11.91 87.6 0.72 0.6 0.25 0.81 8.46 百分比(%) 10 50 90 10 50 90 真實(shí)密度(g/cm3) 2 2 表觀密度(g/cm3) 0.7881 0.7502 顆粒內(nèi)部孔隙率(%) 10.6 18 顆粒之間孔隙率（%） 34 29.2 比表面積(m2/g) 6.6366 10.493 4.2運(yùn)行參數(shù)對(duì)脫硫效率的影響 在半干法脫硫工藝，操作參數(shù)對(duì)脫硫反應(yīng)的影響主要是通過反應(yīng)速度，反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)表面。在干燥期間，反應(yīng)速率通過氣相的傳質(zhì)阻力，液相的傳質(zhì)阻力和石灰溶于電阻控制。反應(yīng)時(shí)間依賴于石灰漿液顆粒蒸發(fā)。 4.2.1 Ca/S 從圖中可以看出。當(dāng)Ca / S比小于1時(shí)，洗滌器的脫硫效率幾乎呈線性增加，之后，變得光滑。二氧化硫去除效率織物過濾約10％ ? 20％。石灰漿質(zhì)量濃度的鈣離子增加所以Ca / S比增加從而降低了液相的傳質(zhì)阻力和增加液膜傳質(zhì)系數(shù)。所以脫硫效率增加。 Ca / S比對(duì)脫硫效率的面料過濾有很大的影響。氣相和固相密切聯(lián)系的織物濾料表面上。二氧化硫顆粒的表面濃度是一樣的，在煙道氣中的SO2和氣相的傳質(zhì)阻力不顯著。 4.2.2接近飽和溫度 在FSB洗滌器的熱力學(xué)過程可以被認(rèn)為是由于其絕熱加濕細(xì)絕緣。接近飽和溫度來表示煙氣接近飽和??的程度。它從圖3中可以看出。脫硫效率顯著增加與減少的方法，以飽和溫度為例。當(dāng)接近飽和溫度降低時(shí)，煙道氣體的相對(duì)濕度增加，蒸發(fā)率降低 石灰漿液顆粒和液體顆粒存活時(shí)間延長(zhǎng)。 SO2與Ca （OH）2在液相中的離子反應(yīng)是非?？斓?，所以SO2去除率顯著增加。另一方面，較低的接近飽和溫度意味著更多的水注入洗滌器增加反應(yīng)表面，增強(qiáng)在洗滌器中的反應(yīng)。當(dāng)接近飽和溫度增加，煙氣的相對(duì)濕度和吸附劑的水分含量增加，所以織物過濾的二氧化硫去除效率增加。對(duì)于氣體固體脫硫反應(yīng)，通過灰層是固相擴(kuò)散速率控制階段。在固體表面上吸附的水分減少擴(kuò)散阻力，提高SO2擴(kuò)散，使織物過濾器的脫硫效率增大。 圖2 摩爾比對(duì)脫硫效率的影響 圖3 接近飽和溫度的影響 即使降低到接近飽和溫度可以增加脫硫效率是顯著的，太小的接近飽和溫度，會(huì)帶來一系列的經(jīng)濟(jì)和安全的問題。較低接近飽和溫度，需要較長(zhǎng)的干燥時(shí)間，較高的洗滌器。如果洗滌高度保持不變，水不能完全蒸發(fā)，由于石灰漿液粘合洗滌器和織物過濾的差異從而導(dǎo)致腐蝕。另一方面，脫硫產(chǎn)品，特別是硫酸鈣形成水泥狀時(shí)，將形成結(jié)合阻止纖維過濾水。通常情況下，接近飽和溫度約10℃才考慮上述問題。 4.2.3煙氣流速 煙氣速度和殘留時(shí)間在不同流速下如表2所示 表2 煙氣流率，速度和殘留時(shí)間 參數(shù) 值 流速(m3/h) 1500 2000 25000 速度(m/s) 3.4 4.5 5.6 停留時(shí)間（s） 5.2 4 3.2 對(duì)于洗滌器的流量與煙氣速度和殘留時(shí)間變化。從圖4中可以看出。在洗滌器中，殘留時(shí)間減小時(shí)，洗滌器中的脫硫率略降低，但是二氧化硫去除效率在織物過濾器幾乎是不變的。隨著煙道氣體速度增加，動(dòng)蕩增加混合將加劇，有利于SO2在氣相中的擴(kuò)散脫硫。但是，氣相中煙氣速度增加，蒸汽擴(kuò)散將加快水分蒸發(fā)。此外以恒定的洗滌高度，煙道殘留時(shí)間在洗滌器中的氣體將減少，從而降低SO2脫除。在洗滌器中，反應(yīng)主要是氣體前漿料液體干燥。氣液相反應(yīng)時(shí)間很短，所以煙道氣體殘留時(shí)間對(duì)氣體在洗滌器中的液體反應(yīng)的影響不大。煙氣剩余時(shí)間效應(yīng)主要是不強(qiáng)的氣 - 固反應(yīng)期。即使氣固反應(yīng)周期短，脫硫效率不會(huì)改變多。 4.2.4煙氣在洗滌器入口溫度 圖4 流速對(duì)脫硫效率的影響 圖5 入口溫度對(duì)脫硫效率的影響 從圖5中可以看出。煙氣脫硫效率隨洗滌入口溫度增加。泥漿溫度升高時(shí)洗滌器入口煙氣溫度由于熱轉(zhuǎn)移增加。一方面，氣相和液相的溫度上升，將降低二氧化硫的溶解度，并吸收。另一方面，淤漿的溫度升高會(huì)增加離子的擴(kuò)散和二氧化硫吸收。最重要的是，洗滌器入口煙道氣體的溫度升高時(shí)，水注射會(huì)增加。漿料顆粒和反應(yīng)表面積也將增加，從而導(dǎo)致二氧化硫去除效率增加。 為了進(jìn)一步了解洗滌器入口煙氣溫度對(duì)脫硫效率的影響，軸向SO2濃度分布在洗滌器中150℃和200℃下進(jìn)行了研究。結(jié)果是如圖6所示。在洗滌塔下部，二氧化硫的濃度迅速下降，它對(duì)應(yīng)于石灰漿液顆粒干燥階段1.5秒。在洗滌部分高于6米液漿顆粒已經(jīng)干燥，二氧化硫濃度下降是相當(dāng)慢的，反應(yīng)速度下降快。由于水噴射和干燥期間增加。在較高的洗滌器入口煙氣溫度，SO2脫除效率較高（ 81.6 ％? 83.3％ ）。 4.2.5石灰漿液粒子直徑 石灰漿液粒子直徑對(duì)脫硫的影響示于圖中7。當(dāng)直徑小于50μm時(shí)， SO2去除率顯著增加，料漿顆粒增加。當(dāng)直徑大于50μm時(shí)， SO2的去除效率略有增加，然后漿顆粒的增加變得穩(wěn)定。SO2去除率隨漿織物過濾顆粒增加由于織物過濾器反應(yīng)表面積降低。在恒速干燥階段，生石灰化漿直徑對(duì)脫硫效率的影響是通過兩個(gè)方面漿直徑增加，干燥時(shí)間增加，但反應(yīng)的表面積和外部大容量傳輸速率下降。當(dāng)直徑小于50μm時(shí)，干燥期間占SO2的去除效率主導(dǎo)地位。當(dāng)直徑為50? 100微米之間這兩種效果幾乎相互抵消。當(dāng)直徑大于100μm ，外部傳質(zhì)速率是在反應(yīng)的控制階段。因此，必須有一個(gè)最佳的漿液粒徑介于50 ? 100μm的基于本研究的范圍內(nèi) 圖6 沿噴霧塔二氧化硫分布 圖7 初始漿液直徑去除效率的影響 5 結(jié)論 快速懸浮床（ FSB ）煙氣脫硫特性的實(shí)驗(yàn)。對(duì)脫硫運(yùn)行參數(shù)的影響進(jìn)行了研究接近飽和溫度和Ca / S比對(duì)脫硫效率有顯著的影響。 SO2脫除效率增加與減少的方法是接近飽和溫度和Ca / S比。根據(jù)經(jīng)濟(jì)和安全方面的FSB煙氣脫硫的最佳工作參數(shù)已經(jīng)得到了。接近飽和溫度大約是10℃ ，最佳的Ca / S比1.5和漿料的最佳直徑為50μm 。 FSB - FGD這種創(chuàng)新過程的脫硫高于90％以上。它不僅適用于新建鍋爐也在改造鍋爐中使用。 參考文獻(xiàn) [1] Xu GW, Guo QM, Kaneko T, Kato K. A new semi-dry desulfurization process usinga powder-particle spouted bed. Adv Environ Res 2000; 4: 9-18. [2] Wang NH, Luo ZY, Gao X, Cen KF. Study of new semi-dry flue gas desulfurization. J Power Eng (Chinese) 2003; 23:2586-88. [3] William. Characterization of NO2 and SO2 removal in a spray dryer/baghouse system. Ind. Eng. Chem. Res 1994; 33: 2749-56. [4] Zhou Y, Zhu X, Peng j, Liu Y, Zhang D, Zhang M. The effect of hydrogen peroxide solution on SO2 removal in the semidry flue gas desulfurization process. J Hazard Mater 2009; 170: 436-42. [5] Du B, Warsito W, Fan LS. ECT studies of the choking phenomenon in a gas-solid circulating fluidized bed. AICHE J 2004;50: 1386-1406. 第 6頁（共6頁） 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 院（系） 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師/職稱 1. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 煙氣脫硫塔設(shè)計(jì) 2. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）起止時(shí)間：2013年4月1日～2013年6月23日 3．畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分） （1）火電廠煙氣體積流率：7000Nm3/h； （2）煙氣入口SO2濃度：3800mg/m3 （3）SO2排放濃度≤400mg/m3 4．畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）應(yīng)完成的主要內(nèi)容 （1）完成一篇與設(shè)計(jì)相關(guān)的英文翻譯，譯后字?jǐn)?shù)不得少于3000字； （2）針對(duì)煙氣燃燒后成分選擇合適的脫硫工藝； （3）設(shè)計(jì)脫硫塔； （4）繪制脫硫塔的裝配圖及主要零部件圖（零部件圖至少3張）。 5．畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)及具體要求 （1）學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)資料的方法 （2）知道脫硫的工藝及脫硫主要方法 （3）能夠?qū)γ摿蛩Y(jié)構(gòu)及重要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 （4）會(huì)用繪圖軟件繪制裝配圖、零件圖繪制和三維效果圖 （5）學(xué)會(huì)文檔排版的基本知識(shí) 6、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求 （1）設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)資料 （2）上機(jī)200小時(shí)，用于繪圖和撰寫論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 院（系） 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師/職稱 1. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 煙氣脫硫塔設(shè)計(jì) 2. 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）起止時(shí)間： 年 月 日～ 年 月 日 3．畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分） （1）火電廠煙氣體積流率：7000Nm3/h； （2）煙氣入口SO2濃度：3800mg/m3 （3）SO2排放濃度≤400mg/m3 4．畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）應(yīng)完成的主要內(nèi)容 （1）完成一篇與設(shè)計(jì)相關(guān)的英文翻譯，譯后字?jǐn)?shù)不得少于3000字； （2）針對(duì)煙氣燃燒后成分選擇合適的脫硫工藝； （3）設(shè)計(jì)脫硫塔； （4）繪制脫硫塔的裝配圖及主要零部件圖（零部件圖至少3張）。 5．畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的目標(biāo)及具體要求 （1）學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)資料的方法 （2）知道脫硫的工藝及脫硫主要方法 （3）能夠?qū)γ摿蛩Y(jié)構(gòu)及重要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 （4）會(huì)用繪圖軟件繪制裝配圖、零件圖繪制和三維效果圖 （5）學(xué)會(huì)文檔排版的基本知識(shí) 6、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求 （1）設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)資料 （2）上機(jī)200小時(shí)，用于繪圖和撰寫論文 開題報(bào)告 1題目來源 課題來源：社會(huì)實(shí)際 2研究目的和意義 硫污染問題最早是發(fā)達(dá)國家面臨的突出問題。工業(yè)革命以后，以煤炭火力發(fā)電廠為主，給空氣環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。如上世紀(jì)50年代英國的倫敦?zé)熿F事件，北歐和美國酸雨對(duì)于森林和湖泊的破壞，紛紛引起了發(fā)達(dá)國家對(duì)于能源結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的環(huán)境污染的治理。我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主，是世界第一大煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。2005年，我國煤炭消費(fèi)量為21.4億噸，占一次能源消費(fèi)總量的68.7%，大量燃燒煤炭造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國二氧化硫排放總量的90%是由燃煤造成的，二氧化硫污染已成為主要的大氣污染源，有三分之一的國土面積受到酸雨污染，生態(tài)環(huán)境、大氣質(zhì)量問題突出，已嚴(yán)重影響我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命健康。 隨著城市化、現(xiàn)代化以及工業(yè)的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展 ,我國生產(chǎn)生活用電需求量、對(duì)能源的需求量也在迅速增長(zhǎng)。能源的大量消耗，將會(huì)導(dǎo)致大量SO2及硫的污染物的生成 ,對(duì)我們以及我們賴以生存的環(huán)境產(chǎn)生了深刻的影響和損害。目前，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國家排污總量收費(fèi)政策，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等環(huán)保政策的強(qiáng)制執(zhí)行，燃煤電廠SO2排放的治理已勢(shì)在必行。能源生產(chǎn)部門既要實(shí)施高能高效的生產(chǎn)，同時(shí)也要滿足該領(lǐng)域的環(huán)保指標(biāo)，承擔(dān)起經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)環(huán)境不可推脫的責(zé)任。煙氣脫硫，是一種應(yīng)對(duì)能源燃燒生產(chǎn)中帶來的污染的技術(shù)。成功的煙氣脫硫技術(shù)，為人們?cè)谏钆c發(fā)展中堅(jiān)持人與自然的和諧提供了技術(shù)上的支持；同時(shí)也推進(jìn)在工業(yè)、生產(chǎn)等領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。 因此本課題主要研究目的為根據(jù)設(shè)計(jì)所給參數(shù)對(duì)煙氣脫硫除塵系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使該電廠排放煙氣中的SO2及煙塵達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，有效地控制當(dāng)?shù)乜諝馕廴疚?，改善空氣質(zhì)量，提高居民生活質(zhì)量，該課題是具有實(shí)際意義和具有一定必要性的。 3參考文獻(xiàn)及名稱 [1] 李喜，李俊. 煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8：5～6 [2] 王斌斌,仇性啟.煙氣脫硫技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].通用機(jī)械，2006，(01)：75～79 [3] 官一明, 李仁剛. 濕式石灰石煙氣脫硫工藝現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 電力環(huán)境保護(hù)，1999(2): 25～28 [4]羅鐘高.600MW機(jī)組煙氣脫硫工程方案選擇與設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]﹒華北電力大學(xué)研究生論文，2010,1（03）：7～13 [5] 王瓊.火電廠石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].中國電力，2005，38(11):62～65 [6]周玉新，劉建章.煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].化學(xué)工程師，2007，(10)：37 ～39 [7]周至祥，段建中，薛建明. 火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京：中國電力出版社，2006,(02):38～79 [8]王偉能.簡(jiǎn)易濕法石灰/石灰石煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)及實(shí)踐[J].能源環(huán)境保護(hù)，2004,(01): 1～4 [9] 王娟，張慧明. 中國電力工業(yè)煙氣脫硫的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006：5～6 [10]郝吉明，馬廣大﹒大氣污染控制工程(第三版）[M]﹒北京：高等教育出版社，2002,8: 179～234 [11] 金晶. 火電廠煙氣脫硫工藝的選擇[M]. 北京：電力環(huán)境保護(hù)，2007.17(01):28～30 [12] 郭毅，李蔭堂，李軍. 煙氣脫硫噴淋塔本體設(shè)計(jì)與分析[J]. 熱力發(fā)電，2004，1:29～31 [13]疊定強(qiáng). 脫硫除霧器設(shè)計(jì)[J]. 北京:電力環(huán)境保護(hù), 2001,4(17):16～18 [14]唐敬麟， 張祿虎. 除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2003，8:241～255 [15]竇連玉, 李樂豐. 煙氣脫硫增壓風(fēng)機(jī)的選型[J]. 山東電力技術(shù)，2005，5(145):66～70 [16]李繼蓮.煙氣脫硫?qū)嵱眉夹g(shù)[M].北京：中國電力出版社,2008，51～80 [17] 羅輝. 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社，1997，1：80～127 4國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.1 國外脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 SO2 控制技術(shù)根據(jù)其煤炭燃燒中處理位置的不同分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫3種。燃燒前脫硫是指在燃燒前對(duì)燃料進(jìn)行處理,如洗煤、氣化、液化、型煤固硫和利用脫硫劑等,洗煤只可用作脫硫的輔助手段,煤的氣化和液化從經(jīng)濟(jì)角度看,目前還不能與石油、天然氣競(jìng)爭(zhēng);燃燒中脫硫是指爐內(nèi)脫硫,如循環(huán)流化床燃燒脫硫、爐內(nèi)噴鈣脫硫等;燃燒后脫硫即指煙氣(FGD ,Flue Gas Desulphurization),是目前唯一大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的脫硫方式。工業(yè)化國家普遍認(rèn)為:煙氣脫硫是今后最經(jīng)濟(jì)而現(xiàn)實(shí)可行方法。 世界上最早進(jìn)行煙氣脫硫試驗(yàn)的是英國,始于倫敦?zé)熿F事件(1952年12月)之后,到60年代中期,SO2污染成為英國、美國和當(dāng)時(shí)的西德環(huán)境污染的主角,美國、德國隨即開展大規(guī)模的研究工作。據(jù)有關(guān)資料,美國在60年代研制的各種煙氣脫硫方法約20余種,建設(shè)工程項(xiàng)目近百個(gè),耗資達(dá)數(shù)十億美元。德國由于是歐洲最大的燃煤國,排出的SO2最多,周邊國家頗有怨言,因此也投入了大量人力物力。日本是世界上最早大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置的國家。其在60年代末就開始大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置，使其SO2污染在70年代中后期基本得到控制。從美、德、日三國大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置來看,成效顯著,雖然近年來三國電站裝機(jī)總量不斷增加,但SO2 排放總量卻逐年減少。 迄今為止,世界各國研究開發(fā)的FGD技術(shù)估計(jì)超過了200種,目前技術(shù)上成熟、經(jīng)濟(jì)上可行的FGD技術(shù)約有十幾種,FGD技術(shù)按脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)分為濕法(脫硫劑和副產(chǎn)物均為濕態(tài))、半干法(脫硫劑為濕態(tài),副產(chǎn)物為干態(tài))和干法(脫硫劑和副產(chǎn)物均為干態(tài))。 最近幾年,科技突飛猛進(jìn),國外研制出了一些新的脫硫技術(shù),但大多還處于試驗(yàn)階段,有待于進(jìn)一步的工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證，目前國外尚在研究開發(fā)的煙氣治理技術(shù)見表1。 表 1 國外脫硫技術(shù)研究現(xiàn)狀 脫硫方法 分類 研究機(jī)構(gòu) 脫硫 目前狀況 NOXSO 技術(shù) 干法 美國能源部匹茲堡能源中心(PETC)及NOXSO 公司 浸漬了碳酸鈉的α2Al2O3 圓球 工業(yè)示范 SNOX 技術(shù) 干法 丹麥Haldor-TopsΦ A/S公司 氨氣 工業(yè)中試 DESONOX/REDOX工藝 干法 德國Degussa A.G 與Stadtwerk M ünster等公司 氨氣 工業(yè)中試 E-SOX 工藝 半干法 美國Acurex 公司 石灰乳漿 工業(yè)化應(yīng)用未推廣 尿素法 濕法 俄羅斯門捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院 尿素 工業(yè)化應(yīng)用未推廣 LBL phoSNOX 工藝 濕法 美國Laurence Berkeley 實(shí)驗(yàn)室與Bechel 公司 亞硫酸鈉 工業(yè)中試 海水脫硫 濕法 美國比奇特爾集團(tuán)公司 海水加石灰 工業(yè)中試 4.2 國內(nèi)脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國煙氣脫硫起步較早,始于50年代。但是,發(fā)展相當(dāng)緩慢,而且僅限于有色冶金廢氣和硫酸尾氣的凈化。早在50年代,有色冶金部門就將二氧化硫濃度高于0.5%煙氣凈化制酸;硫酸廠對(duì)尾氣中二氧化硫凈化回收;氮肥廠凈化二氧化硫尾氣回收生產(chǎn)硫酸胺,并已建成了一批工業(yè)化規(guī)模裝置投入運(yùn)行。 燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫試驗(yàn)始于70年代初,先后有上海楊浦電廠,上海閘北電廠,四川白馬電廠及豆壩電廠,湖南三00廠及松木坪電廠,進(jìn)行了六種不同方法的煙氣脫硫試驗(yàn)研究。目前,除白馬電廠的噴霧干燥法,豆壩電廠的磷胺肥法以及松木坪電廠的含碘活性炭吸附法煙氣脫硫的中間試驗(yàn)通過技術(shù)鑒定外,其它三種煙氣脫硫中間試驗(yàn),由于技術(shù)、管理及經(jīng)濟(jì)等原因,基本上處于停滯狀況。目前我國現(xiàn)有的煙氣脫硫技術(shù)有八種:含碘活性炭法、亞硫酸鈉循環(huán)法、胺酸法、噴霧干燥法。但是,這些方法多為中小型或中間試驗(yàn)規(guī)模的煙氣脫硫裝置, 對(duì)燃煤發(fā)電廠大煙氣量工業(yè)化的煙氣脫硫裝置研究的還很不夠。目前,我國燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫剛剛起步,1991年我國自行研制的12MW機(jī)組的旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫裝置,在白馬電廠正式投入運(yùn)行。1992年重慶珞璜電廠2×360MW機(jī)組的濕法—石膏法煙氣脫硫裝置已全部投入運(yùn)行。除此之外,其它電廠還沒有實(shí)際投入運(yùn)行的煙氣脫硫工程。為了促進(jìn)國內(nèi)FGD技術(shù)的開發(fā)研究,七五、八五期間,國家有目的、有計(jì)劃地引進(jìn)了一批國外的先進(jìn)技術(shù)和裝置,見表2。所引進(jìn)的示范工程涉及各種成熟工藝。濕法流程全部是日本的技術(shù),半干法及干法流程則以歐美技術(shù)為主。引進(jìn)的示范工程雖然設(shè)備先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、自控程度高,但其投資及運(yùn)行費(fèi)用極為昂貴。以我國目前的國力根本無法推廣應(yīng)用。 表 2 中國引進(jìn)FGD裝置情況 引進(jìn)單位 工藝流程 鍋爐煙氣量/（Nm3·h-1） 脫硫劑 效率（%） 運(yùn)行時(shí)間 技術(shù)提供方 勝利油田 氨- 硫銨法 2100000 NH 3H2SO4 90 1979 日本東洋公司 南京鋼鐵廠 堿式硫酸鋁法 51800 Al2(SO4)3 Al(OH)3 95 1981 日本同和公司 重慶珞璜電廠 濕石灰石—石膏法 1087000 石灰石漿 95 1992 日本三菱公司 山東黃島電廠 簡(jiǎn)易噴霧干燥法 300000 生石灰、煤灰 70 1995 日本三菱公司 南京下關(guān)電廠 爐內(nèi)噴鈣增濕活化法 795000 石灰石 75 1997 芬蘭IVO公司 太原發(fā)電廠 小型高速平流式 600000 石灰石 80 1996 日本日立公司 廣西南寧化工廠 簡(jiǎn)易石灰石石膏法 50000 Ca(OH) 2 70 1996 日本川崎公司 成都熱電廠 電子束法 300000 NH 3 80 1997 日本荏原制作所 近幾年來,我國對(duì)中小型燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫?qū)ｉT進(jìn)行了攻關(guān)研究,其中包括爐內(nèi)直接噴射石灰/ 石灰石和沸騰床石灰石干法煙氣脫硫、鈣堿法、胺堿法、納堿法及鎂堿法等濕法煙氣脫硫。目前,我國燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)大約有四十多種,其中有十幾種運(yùn)行較為穩(wěn)定,脫硫效率能達(dá)到國家允許標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)FGD技術(shù)研究現(xiàn)狀見表3。 表 3 中國脫硫技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀 脫硫方法 分類 研究單位 規(guī)模鍋爐煙氣量/（Nm3·h-1） 脫硫劑 脫硫率(%) 目前狀況 濕式石灰石-石膏法 濕式 上海閘北電廠 2500 石灰石 80～90 完成中試 亞鈉循環(huán)法 濕式 湖北三00廠 10000 純堿 90 完成中試 催化氧化吸收法 濕式 上海南廠市電廠 500 H2SO4，F(xiàn)e3+ 90 完成小試 磷銨肥法 濕式 西安熱工研究所 5000 磷灰石漿液 95 完成中試，未推廣 電石渣濕式脫硫法 濕式 浙江大學(xué) 20000 電石渣 75 工業(yè)化應(yīng)用，未推廣 堿式硫酸鋁法 濕式 重慶天原化工廠電站 100000 堿式硫酸鋁 95 工業(yè)化應(yīng)用 磷礦石脫硫法 濕式 湖南大學(xué) 5000 碳酸鹽礦石 80 已通過鑒定 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法 半干式 西南電力設(shè)計(jì)院 70000 Ca(OH) 2 85 完成中試，未工業(yè)化應(yīng)用 爐內(nèi)噴射增濕活化法 半干式 北京輕工學(xué)院 20 石灰石 75 完成工業(yè)化實(shí)驗(yàn) 煙氣循環(huán)硫化床 半干式 清華大學(xué) 20000 石灰 80 工業(yè)化示范 電子束照射法 干式 上海原子核研究所 25 氨氣 90 未放大 碘活性炭法 干式 湖北松木坪電廠 5000 含碘活性炭 90 完成中試，通過鑒定 脈沖電暈等離子體法 干式 大連理工 10 氨氣 95 未放大 5主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 5.1研究?jī)?nèi)容 1) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行資料收集 2) 脫硫工藝的選擇（吸收劑的選擇，吸收流程選擇，塔設(shè)備的選擇） 3) 塔工藝條件的計(jì)算（物料衡算，塔工藝尺寸的計(jì)算，塔附屬高度的計(jì)算） 4) 液體分布器的設(shè)計(jì)（選型，分布點(diǎn)密度及布液孔數(shù)的計(jì)算） 5) 其他附屬塔內(nèi)件的選擇（支撐板，壓緊裝置，排液裝置） 6) 附屬設(shè)備的計(jì)算和選型（接管，離心泵） 5.2關(guān)鍵問題 脫硫工藝的方法很多，在選擇上，根據(jù)國際上對(duì)先進(jìn)的脫硫裝置的基本要求(脫硫效率大于95%;可靠性大于99%;能量消耗應(yīng)小于電站出力的2·5% ),結(jié)合我國國情,選用脫硫工藝的基本原則：脫硫后排煙中的SO2應(yīng)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)機(jī)組環(huán)境評(píng)價(jià)要求、脫硫設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性要好、保證脫硫設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行、脫硫劑供應(yīng)問題、脫硫灰的處理。以上都是選擇脫硫工藝時(shí)必須考慮的問題。還有脫硫塔的材料也需要考慮,SO2是有毒氣體，反應(yīng)生成的產(chǎn)物對(duì)塔具有一定的腐蝕性。還有各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這些都是一些關(guān)鍵問題。 6完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件 設(shè)計(jì)煙氣脫硫塔，應(yīng)該對(duì)脫硫工藝、塔的設(shè)計(jì)的知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)，參考學(xué)習(xí)以前的設(shè)計(jì)。 了解硫化物排放的標(biāo)準(zhǔn)，各類關(guān)于脫硫工藝的文獻(xiàn)、塔設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，查找相關(guān)的手冊(cè)。 在設(shè)計(jì)中，需要用到cad、solidworks等軟件，對(duì)塔的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行分析，并畫相關(guān)零件圖和三維圖。 7設(shè)計(jì)時(shí)間安排 時(shí) 間 階段 內(nèi)容與任務(wù) 成果 備注 8-9周 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 進(jìn)行深入的調(diào)查和國內(nèi)外文獻(xiàn)查閱、確定設(shè)計(jì)思路和步驟 外文翻譯、開題報(bào)告 9-11周 方案設(shè)計(jì) 完成脫硫塔數(shù)據(jù)計(jì)算和分析,構(gòu)思設(shè)計(jì)方案 計(jì)算數(shù)據(jù)，工藝結(jié)構(gòu) 12-14周 深入設(shè)計(jì) 進(jìn)行相關(guān)模擬測(cè)試、數(shù)據(jù)的完善、并完成零件圖和裝配圖 電子圖、設(shè)計(jì)說明書綱要 15-16周 末期設(shè)計(jì) 完成設(shè)計(jì)所有環(huán)節(jié)，定型打包，設(shè)計(jì)說明書的編寫 設(shè)計(jì)說明書 17周 答辯準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)過程中所有文件的檢查修改、答辯用材料的編寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)、電腦演示、論文答辯提綱、視頻課件制作 指導(dǎo)教師評(píng)審意見 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))題目 煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 職 稱 評(píng)審日期 評(píng)審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。 評(píng)審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_______分 設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)語 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))題目 煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì) 評(píng)閱教師 職 稱 評(píng)閱日期 評(píng)閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。 評(píng)語： 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_______分 設(shè)計(jì)答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì))題目 煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間 年 月 日 時(shí) 答辯地點(diǎn) 一、答辯小組組成 答辯小組組長(zhǎng)：周志宏 成 員：張慢來 張琴 李美求 劉利軍 二、答辯記錄摘要 答辯小組提問（分條摘要列舉） 學(xué)生回答情況評(píng)判 三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績(jī)的評(píng)定（百分制）：_______分 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))最終成績(jī)?cè)u(píng)定(依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))評(píng)分的相關(guān)規(guī)定) 等級(jí)(五級(jí)制)：_______ 答辯小組組長(zhǎng)(簽名) ： 秘書(簽名)： 年 月 日 煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì) XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目 名 稱 煙氣脫硫塔的設(shè)計(jì) 院 （系） 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 輔 導(dǎo) 教 師 開題報(bào)告日期 1題目來源 課題來源：社會(huì)實(shí)際 2研究目的和意義 硫污染問題最早是發(fā)達(dá)國家面臨的突出問題。工業(yè)革命以后，以煤炭火力發(fā)電廠為主，給空氣環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。如上世紀(jì)50年代英國的倫敦?zé)熿F事件，北歐和美國酸雨對(duì)于森林和湖泊的破壞，紛紛引起了發(fā)達(dá)國家對(duì)于能源結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的環(huán)境污染的治理。我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主，是世界第一大煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。2005年，我國煤炭消費(fèi)量為21.4億噸，占一次能源消費(fèi)總量的68.7%，大量燃燒煤炭造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國二氧化硫排放總量的90%是由燃煤造成的，二氧化硫污染已成為主要的大氣污染源，有三分之一的國土面積受到酸雨污染，生態(tài)環(huán)境、大氣質(zhì)量問題突出，已嚴(yán)重影響我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命健康。 隨著城市化、現(xiàn)代化以及工業(yè)的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展 ,我國生產(chǎn)生活用電需求量、對(duì)能源的需求量也在迅速增長(zhǎng)。能源的大量消耗，將會(huì)導(dǎo)致大量SO2及硫的污染物的生成 ,對(duì)我們以及我們賴以生存的環(huán)境產(chǎn)生了深刻的影響和損害。目前，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國家排污總量收費(fèi)政策，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等環(huán)保政策的強(qiáng)制執(zhí)行，燃煤電廠SO2排放的治理已勢(shì)在必行。能源生產(chǎn)部門既要實(shí)施高能高效的生產(chǎn)，同時(shí)也要滿足該領(lǐng)域的環(huán)保指標(biāo)，承擔(dān)起經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)環(huán)境不可推脫的責(zé)任。煙氣脫硫，是一種應(yīng)對(duì)能源燃燒生產(chǎn)中帶來的污染的技術(shù)。成功的煙氣脫硫技術(shù)，為人們?cè)谏钆c發(fā)展中堅(jiān)持人與自然的和諧提供了技術(shù)上的支持；同時(shí)也推進(jìn)在工業(yè)、生產(chǎn)等領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。 因此本課題主要研究目的為根據(jù)設(shè)計(jì)所給參數(shù)對(duì)煙氣脫硫除塵系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使該電廠排放煙氣中的SO2及煙塵達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，有效地控制當(dāng)?shù)乜諝馕廴疚铮纳瓶諝赓|(zhì)量，提高居民生活質(zhì)量，該課題是具有實(shí)際意義和具有一定必要性的。 3參考文獻(xiàn)及名稱 [1] 李喜，李俊. 煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8：5～6 [2] 王斌斌,仇性啟.煙氣脫硫技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].通用機(jī)械，2006，(01)：75～79 [3] 官一明, 李仁剛. 濕式石灰石煙氣脫硫工藝現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 電力環(huán)境保護(hù)，1999(2): 25～28 [4]羅鐘高.600MW機(jī)組煙氣脫硫工程方案選擇與設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]﹒華北電力大學(xué)研究生論文，2010,1（03）：7～13 [5] 王瓊.火電廠石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].中國電力，2005，38(11):62～65 [6]周玉新，劉建章.煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].化學(xué)工程師，2007，(10)：37 ～39 [7]周至祥，段建中，薛建明. 火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京：中國電力出版社，2006,(02):38～79 [8]王偉能.簡(jiǎn)易濕法石灰/石灰石煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)及實(shí)踐[J].能源環(huán)境保護(hù)，2004,(01): 1～4 [9] 王娟，張慧明. 中國電力工業(yè)煙氣脫硫的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006：5～6 [10]郝吉明，馬廣大﹒大氣污染控制工程(第三版）[M]﹒北京：高等教育出版社，2002,8: 179～234 [11] 金晶. 火電廠煙氣脫硫工藝的選擇[M]. 北京：電力環(huán)境保護(hù)，2007.17(01):28～30 [12] 郭毅，李蔭堂，李軍. 煙氣脫硫噴淋塔本體設(shè)計(jì)與分析[J]. 熱力發(fā)電，2004，1:29～31 [13]疊定強(qiáng). 脫硫除霧器設(shè)計(jì)[J]. 北京:電力環(huán)境保護(hù), 2001,4(17):16～18 [14]唐敬麟， 張祿虎. 除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2003，8:241～255 [15]竇連玉, 李樂豐. 煙氣脫硫增壓風(fēng)機(jī)的選型[J]. 山東電力技術(shù)，2005，5(145):66～70 [16]李繼蓮.煙氣脫硫?qū)嵱眉夹g(shù)[M].北京：中國電力出版社,2008，51～80 [17] 羅輝. 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社，1997，1：80～127 [18] 張殿印，王純. 除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，6:247～298 [19] 黃學(xué)敏.大氣污染控制工程實(shí)踐教程.北京：化學(xué)工藝出版社，2003,9:198～200 [20] Charlotte Brogren, Han T, Karlsson. The impact of the electrical potential gradient on limestone dissolution under wet FGD conditions .Chemical Engineering Science, 1997,(52):3101-3106 4國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4.1 國外脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 SO2 控制技術(shù)根據(jù)其煤炭燃燒中處理位置的不同分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫3種。燃燒前脫硫是指在燃燒前對(duì)燃料進(jìn)行處理,如洗煤、氣化、液化、型煤固硫和利用脫硫劑等,洗煤只可用作脫硫的輔助手段,煤的氣化和液化從經(jīng)濟(jì)角度看,目前還不能與石油、天然氣競(jìng)爭(zhēng);燃燒中脫硫是指爐內(nèi)脫硫,如循環(huán)流化床燃燒脫硫、爐內(nèi)噴鈣脫硫等;燃燒后脫硫即指煙氣(FGD ,Flue Gas Desulphurization),是目前唯一大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的脫硫方式。工業(yè)化國家普遍認(rèn)為:煙氣脫硫是今后最經(jīng)濟(jì)而現(xiàn)實(shí)可行方法。 世界上最早進(jìn)行煙氣脫硫試驗(yàn)的是英國,始于倫敦?zé)熿F事件(1952年12月)之后,到60年代中期,SO2污染成為英國、美國和當(dāng)時(shí)的西德環(huán)境污染的主角,美國、德國隨即開展大規(guī)模的研究工作。據(jù)有關(guān)資料,美國在60年代研制的各種煙氣脫硫方法約20余種,建設(shè)工程項(xiàng)目近百個(gè),耗資達(dá)數(shù)十億美元。德國由于是歐洲最大的燃煤國,排出的SO2最多,周邊國家頗有怨言,因此也投入了大量人力物力。日本是世界上最早大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置的國家。其在60年代末就開始大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置，使其SO2污染在70年代中后期基本得到控制。從美、德、日三國大規(guī)模應(yīng)用FGD裝置來看,成效顯著,雖然近年來三國電站裝機(jī)總量不斷增加,但SO2 排放總量卻逐年減少。 迄今為止,世界各國研究開發(fā)的FGD技術(shù)估計(jì)超過了200種,目前技術(shù)上成熟、經(jīng)濟(jì)上可行的FGD技術(shù)約有十幾種,FGD技術(shù)按脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)分為濕法(脫硫劑和副產(chǎn)物均為濕態(tài))、半干法(脫硫劑為濕態(tài),副產(chǎn)物為干態(tài))和干法(脫硫劑和副產(chǎn)物均為干態(tài))。 最近幾年,科技突飛猛進(jìn),國外研制出了一些新的脫硫技術(shù),但大多還處于試驗(yàn)階段,有待于進(jìn)一步的工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證，目前國外尚在研究開發(fā)的煙氣治理技術(shù)見表1。 表 1 國外脫硫技術(shù)研究現(xiàn)狀 脫硫方法 分類 研究機(jī)構(gòu) 脫硫 目前狀況 NOXSO 技術(shù) 干法 美國能源部匹茲堡能源中心(PETC)及NOXSO 公司 浸漬了碳酸鈉的α2Al2O3 圓球 工業(yè)示范 SNOX 技術(shù) 干法 丹麥Haldor-TopsΦ A/S公司 氨氣 工業(yè)中試 DESONOX/REDOX工藝 干法 德國Degussa A.G 與Stadtwerk M ünster等公司 氨氣 工業(yè)中試 E-SOX 工藝 半干法 美國Acurex 公司 石灰乳漿 工業(yè)化應(yīng)用未推廣 尿素法 濕法 俄羅斯門捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院 尿素 工業(yè)化應(yīng)用未推廣 LBL phoSNOX 工藝 濕法 美國Laurence Berkeley 實(shí)驗(yàn)室與Bechel 公司 亞硫酸鈉 工業(yè)中試 海水脫硫 濕法 美國比奇特爾集團(tuán)公司 海水加石灰 工業(yè)中試 4.2 國內(nèi)脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國煙氣脫硫起步較早,始于50年代。但是,發(fā)展相當(dāng)緩慢,而且僅限于有色冶金廢氣和硫酸尾氣的凈化。早在50年代,有色冶金部門就將二氧化硫濃度高于0.5%煙氣凈化制酸;硫酸廠對(duì)尾氣中二氧化硫凈化回收;氮肥廠凈化二氧化硫尾氣回收生產(chǎn)硫酸胺,并已建成了一批工業(yè)化規(guī)模裝置投入運(yùn)行。 燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫試驗(yàn)始于70年代初,先后有上海楊浦電廠,上海閘北電廠,四川白馬電廠及豆壩電廠,湖南三00廠及松木坪電廠,進(jìn)行了六種不同方法的煙氣脫硫試驗(yàn)研究。目前,除白馬電廠的噴霧干燥法,豆壩電廠的磷胺肥法以及松木坪電廠的含碘活性炭吸附法煙氣脫硫的中間試驗(yàn)通過技術(shù)鑒定外,其它三種煙氣脫硫中間試驗(yàn),由于技術(shù)、管理及經(jīng)濟(jì)等原因,基本上處于停滯狀況。目前我國現(xiàn)有的煙氣脫硫技術(shù)有八種:含碘活性炭法、亞硫酸鈉循環(huán)法、胺酸法、噴霧干燥法。但是,這些方法多為中小型或中間試驗(yàn)規(guī)模的煙氣脫硫裝置, 對(duì)燃煤發(fā)電廠大煙氣量工業(yè)化的煙氣脫硫裝置研究的還很不夠。目前,我國燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫剛剛起步,1991年我國自行研制的12MW機(jī)組的旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫裝置,在白馬電廠正式投入運(yùn)行。1992年重慶珞璜電廠2×360MW機(jī)組的濕法—石膏法煙氣脫硫裝置已全部投入運(yùn)行。除此之外,其它電廠還沒有實(shí)際投入運(yùn)行的煙氣脫硫工程。為了促進(jìn)國內(nèi)FGD技術(shù)的開發(fā)研究,七五、八五期間,國家有目的、有計(jì)劃地引進(jìn)了一批國外的先進(jìn)技術(shù)和裝置,見表2。所引進(jìn)的示范工程涉及各種成熟工藝。濕法流程全部是日本的技術(shù),半干法及干法流程則以歐美技術(shù)為主。引進(jìn)的示范工程雖然設(shè)備先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、自控程度高,但其投資及運(yùn)行費(fèi)用極為昂貴。以我國目前的國力根本無法推廣應(yīng)用。 表 2 中國引進(jìn)FGD裝置情況 引進(jìn)單位 工藝流程 鍋爐煙氣量/（Nm3·h-1） 脫硫劑 效率（%） 運(yùn)行時(shí)間 技術(shù)提供方 勝利油田 氨- 硫銨法 2100000 NH 3H2SO4 90 1979 日本東洋公司 南京鋼鐵廠 堿式硫酸鋁法 51800 Al2(SO4)3 Al(OH)3 95 1981 日本同和公司 重慶珞璜電廠 濕石灰石—石膏法 1087000 石灰石漿 95 1992 日本三菱公司 山東黃島電廠 簡(jiǎn)易噴霧干燥法 300000 生石灰、煤灰 70 1995 日本三菱公司 南京下關(guān)電廠 爐內(nèi)噴鈣增濕活化法 795000 石灰石 75 1997 芬蘭IVO公司 太原發(fā)電廠 小型高速平流式 600000 石灰石 80 1996 日本日立公司 廣西南寧化工廠 簡(jiǎn)易石灰石石膏法 50000 Ca(OH) 2 70 1996 日本川崎公司 成都熱電廠 電子束法 300000 NH 3 80 1997 日本荏原制作所 山東維坊化工廠 簡(jiǎn)易石灰石膏法 100000 消石灰漿 70 1995 日本三菱公司 近十幾年來,我國對(duì)中小型燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫?qū)ｉT進(jìn)行了攻關(guān)研究,其中包括爐內(nèi)直接噴射石灰/ 石灰石和沸騰床石灰石干法煙氣脫硫、鈣堿法、胺堿法、納堿法及鎂堿法等濕法煙氣脫硫。目前,我國燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)大約有四十多種,其中有十幾種運(yùn)行較為穩(wěn)定,脫硫效率能達(dá)到國家允許標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)FGD技術(shù)研究現(xiàn)狀見表3。 表 3 中國脫硫技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀 脫硫方法 分類 研究單位 規(guī)模鍋爐煙氣量/（Nm3·h-1） 脫硫劑 脫硫率(%) 目前狀況 濕式石灰石-石膏法 濕式 上海閘北電廠 2500 石灰石 80～90 完成中試 亞鈉循環(huán)法 濕式 湖北三00廠 10000 純堿 90 完成中試 催化氧化吸收法 濕式 上海南廠市電廠 500 H2SO4，F(xiàn)e3+ 90 完成小試 磷銨肥法 濕式 西安熱工研究所 5000 磷灰石漿液 95 完成中試，未推廣 電石渣濕式脫硫法 濕式 浙江大學(xué) 20000 電石渣 75 工業(yè)化應(yīng)用，未推廣 堿式硫酸鋁法 濕式 重慶天原化工廠電站 100000 堿式硫酸鋁 95 工業(yè)化應(yīng)用 磷礦石脫硫法 濕式 湖南大學(xué) 5000 碳酸鹽礦石 80 已通過鑒定 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法 半干式 西南電力設(shè)計(jì)院 70000 Ca(OH) 2 85 完成中試，未工業(yè)化應(yīng)用 爐內(nèi)噴射增濕活化法 半干式 北京輕工學(xué)院 20 石灰石 75 完成工業(yè)化實(shí)驗(yàn) 煙氣循環(huán)硫化床 半干式 清華大學(xué) 20000 石灰 80 工業(yè)化示范 電子束照射法 干式 上海原子核研究所 25 氨氣 90 未放大 碘活性炭法 干式 湖北松木坪電廠 5000 含碘活性炭 90 完成中試，通過鑒定 脈沖電暈等離子體法 干式 大連理工 10 氨氣 95 未放大 5主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 5.1研究?jī)?nèi)容 1) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行資料收集 2) 脫硫工藝的選擇（吸收劑的選擇，吸收流程選擇，塔設(shè)備的選擇） 3) 塔工藝條件的計(jì)算（物料衡算，塔工藝尺寸的計(jì)算，塔附屬高度的計(jì)算） 4) 液體分布器的設(shè)計(jì)（選型，分布點(diǎn)密度及布液孔數(shù)的計(jì)算） 5) 其他附屬塔內(nèi)件的選擇（支撐板，壓緊裝置，排液裝置） 6) 附屬設(shè)備的計(jì)算和選型（接管，離心泵） 5.2關(guān)鍵問題 脫硫工藝的方法很多，在選擇上，根據(jù)國際上對(duì)先進(jìn)的脫硫裝置的基本要求(脫硫效率大于95%;可靠性大于99%;能量消耗應(yīng)小于電站出力的2·5% ),結(jié)合我國國情,選用脫硫工藝的基本原則：脫硫后排煙中的SO2應(yīng)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)機(jī)組環(huán)境評(píng)價(jià)要求、脫硫設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性要好、保證脫硫設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行、脫硫劑供應(yīng)問題、脫硫灰的處理。以上都是選擇脫硫工藝時(shí)必須考慮的問題。還有脫硫塔的材料也需要考慮,SO2是有毒氣體，反應(yīng)生成的產(chǎn)物對(duì)塔具有一定的腐蝕性。還有各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這些都是一些關(guān)鍵問題。 6完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件 設(shè)計(jì)煙氣脫硫塔，應(yīng)該對(duì)脫硫工藝、塔的設(shè)計(jì)的知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)，參考學(xué)習(xí)以前的設(shè)計(jì)。 了解硫化物排放的標(biāo)準(zhǔn)，各類關(guān)于脫硫工藝的文獻(xiàn)、塔設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，查找相關(guān)的手冊(cè)。 在設(shè)計(jì)中，需要用到cad、solidworks等軟件，對(duì)塔的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行分析，并畫相關(guān)零件圖和三維圖。 7設(shè)計(jì)時(shí)間安排 時(shí) 間 階段 內(nèi)容與任務(wù) 成果 備注 8-9周 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 進(jìn)行深入的調(diào)查和國內(nèi)外文獻(xiàn)查閱、確定設(shè)計(jì)思路和步驟 外文翻譯、開題報(bào)告 9-11周 方案設(shè)計(jì) 完成脫硫塔數(shù)據(jù)計(jì)算和分析,構(gòu)思設(shè)計(jì)方案 計(jì)算數(shù)據(jù)，工藝結(jié)構(gòu) 12-14周 深入設(shè)計(jì) 進(jìn)行相關(guān)模擬測(cè)試、數(shù)據(jù)的完善、并完成零件圖和裝配圖 電子圖、設(shè)計(jì)說明書綱要 15-16周 末期設(shè)計(jì) 完成設(shè)計(jì)所有環(huán)節(jié)，定型打包，設(shè)計(jì)說明書的編寫 設(shè)計(jì)說明書 17周 答辯準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)過程中所有文件的檢查修改、答辯用材料的編寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)、電腦演示、論文答辯提綱、視頻課件制作 教師意見： 指導(dǎo)教師簽字： 日期：