某城镇集中供热燃煤锅炉除尘、脱硫、脱硝处理系统设计[开题报告].doc

1、 毕业论文 开题报告 环境工程 某城镇集中供热燃煤锅炉除尘、脱硫、脱硝处理系统设计 一 、 选题的背景、意义 土地沙漠化、生态物种大量灭绝、自然资源匾乏、环境污染严重，人类赖以繁衍生息的地球正逐渐失去她原有的美丽和富饶，发展循环经济开始成为国际社会的一大趋势。从长远来看，我们必须把发展循环经济确立为国民经济和社会发展的基本战略目标，进行全面规划和实施，这样才可能有效克服我们正在面临的坏境与资源危机。 我国的能源结构以煤为主。目前，煤炭占一次能源总消耗量的 70%左右，据预测，一直到 2050年，煤炭在我国一次能源需求中 的比重仍将达到 65%左右，在开采的煤炭中， 80%以上用于燃烧，大量煤炭

2、的燃烧利用，造成了严重的环境问题 1，在这些问题中，燃煤引起的二氧化硫和酸雨污染影响着我国国民经济的发展，危害着人民的身体健康，并对我国的自然生态造成了严重的破坏，因此，减少燃煤污染物的排放量，控制二氧化硫和氮氧化物的污染，是目前及未来相当长时期内我国环境保护领域必须面对的重要课题。 整体上看，除尘工艺和设备已日趋完善，已形成一定的规模生产能力。而对脱硫工艺和设备，除少数引进国外的脱硫工艺和设备能确保可靠、有效运行外，多数工艺和设备尚处 在小试探索或中试阶段，到最后进入实用阶段，还有许多问题需要完善。 煤炭是一项重要的能源资源，现今世界上电力产量的 60是利用煤炭资源生产的。中国是燃煤大国，一

3、次能源消耗 76是煤。燃煤锅炉排放的烟道气中含有烟尘、 S02、 NO等有害气体，如不加以控制，随着与日俱增的煤炭消耗会导致环境的严重恶化。 城镇中集中供热中产生在这里就占了非常大的部分。 近年来全国酸雨污染状况不但没有明显好转，部分地区还呈现加重趋势，使土壤酸化和贫痔化，对文物古迹、森林、水生生物等都造成严重的破坏。据有关数据显示，我国每年因酸雨直接或者 间接损失高达 1000亿元以下，由此可见，治理酸雨已经刻不容缓，污染控制任重而道远。 目前国内外采用的脱硫技术中，主要采用的方法仍然是烟气脱硫，在烟气脱硫中又分为湿法、干法和半干法三种工艺，其中湿法脱硫工艺占己安装 PGD机组总容量的 85

4、%左右，而美国、日本、德国甚至达到了 90%以上，其中包括石灰石一石膏法、海水脱硫、磷钱复合肥法、钠碱法、氨肥法、氧化镁法等等 2。控制 NOx排放的主要技术大致可以分为三种 :低污染燃烧 (低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧等 )、炉膛喷射脱硝 (喷氨或尿素、喷入水蒸气、喷入二 次燃料等 )、烟气脱硝 (干法烟气脱硝和湿法烟气脱硝 )。烟气脱硝主要有选择性催化还原法、非选择性催化还原法、选择性非催化还原法、氧化铜法及电子束照射法等，湿法脱硝大多具有同时脱硫的效果。 二、相关研究的最新成果及动态 除尘脱硫一体化是将高温煤气中的粉尘颗粒和气态 SO2在一个单独的捕集单元中脱除。除尘脱硫一

5、体化装置可概括为干法和湿法两种。目前国内外已开发了大量脱硫除尘一体化装置，主要有水膜除尘器、文丘里旋风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器、喷淋塔除尘脱硫装置、冲击式水浴除尘器、自激式除尘器、旋流板塔脱硫除尘一体化装 置以及高压静电滤槽复合型卧式除尘器 3等湿式处理装置。由于除尘脱硫一体化工艺具有投资少、运转费用低、脱硫率适中、操作管理简便、结构紧凑、占地面积小等优点，近年来已被广泛应用。下面介绍几种新型的除尘与脱硫一体化装置和一些脱硫脱销装置： （ 1） 多管文丘里烟气除尘脱硫装置 烟体由下向上进入文丘里管，由于离心力作用，尘粒被甩到装置的湿内壁上，然后被溢流堰上流下的碱液洗涤下来。其除尘效果约为

6、 85 90，脱硫效率达到90以上。该装置是一种结构简单、高效、高可靠性、低费用的烟气脱硫除尘设备，既适合于新建燃煤 (油 )锅炉，又适合于已有湿式除尘器增加脱硫功能 4。 （ 2）喷流塔脱硫除尘装置 该喷流塔吸收剂从塔下部的管网高速喷出，到达至高点后分散成雾滴下落，与从管网下部进入并穿过管网的烟气充分接触，形成流化层，完成除尘脱硫过程。本技术用于同时脱硫除时，在脱硫条件下运行，可达到 99 6以上的除尘效率和 92以上的脱硫效率。该装置结构简单、压降小、效率高、生产能力大，适于处理大规模烟气 5。 （ 3）湿式旋流烟气脱硫除尘一体化装置 烟气从塔底部切线方向进入除尘脱硫器主体，自下而上与吸收

7、液逆流接触。烟气在旋流板上旋激液体，把 液体分散成较小的液滴，增大了传质效果。气相和液相在接触过程中，气相中的烟尘和二氧化硫在扩散、碰撞的作用下被捕获截留和吸收。液滴和颗粒物又在离心力的作用下，甩向四周的薄液流边界层而被除去。该装置具有开孔率大、负荷高、压降低、处理能力大、操作弹性大、不易堵塞等优点。对中小型燃煤锅炉的脱硫除尘具有一定的推广应用价值 6。 （ 4） SCX-III型湿式除尘脱硫装置 废气经集气罩抽风系统进入袋式除尘器，除去绝大部分废尘后经引风机进入湿式脱硫除尘一体化设备，除去废气中的二氧化硫及进一步除去粉尘，其余废气经烟囱排出。其 脱硫效率为大于 85，除尘效率大于 80。该装

8、置综合应用了气液旋转雾化、文丘里、旋流板等先进技术以提高气液传质速率，强化 SO：吸收和除雾功能，具有脱硫除尘一体化、脱硫率高、阻力小等优点 7。 （ 5）移动床活性焦烟气脱硫与除尘中式装置 该装置吸附塔结构为错流移动床，烟气流通截面为矩形。活性焦由顶部加入，靠重力自上向下缓慢下移，同时，烟气由活性焦层的一侧连续错流穿过焦层。烟气与活性焦接触时，烟气中的 SO：被活性焦吸附脱除。含尘气体通过该床层时，活性焦床层相当于一台颗粒过滤器，其过滤作用能除去大部分烟尘。其脱硫 效率达 98，除尘效率大于 95。该装置具有设备简单、操作与控制容易、运行稳定可靠、脱硫过程基本无水耗和不对环境造成二次污染等优

9、点 8-9。 （ 6）烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术 烟气循环流化床同时脱硫脱硝工艺是在烟气循环流化床脱硫的基础上通过添加活性吸收剂等实现脱硫脱硝的一种新型烟气脱除技术。 20 世纪 70 年代德国鲁奇公司首先研究开发了烟气循环流化床脱硫技术 (CFB - FGD) 。目前 ,德国、瑞士等欧洲国家循环流化床烟气脱硫已经工业化运行。在我国 ,循环流化床烟气脱硫技术首先由福建龙净环保股份有限公司 引入中国 , 并在山西榆社的 2 300 MW新建机组中配套了该 CFB 脱硫装置 , 该装置已于 2004 年成功投入商业运行10-11。 （ 7）烟气脱硫脱硝一体化吸收 在同一反应器内联合脱硫脱硝处理

10、技术目前仍处于研发阶段 ,应用以金属氧化物为主要活性组分的一体化吸收 / 催化剂进行联合脱硫脱硝的原理是 :利用金属氧化物与烟气中 SO2 和 O2 反应生成硫酸盐以达到脱硫目的 ,而金属氧化物本身与脱硫反应的生成物均可作为 NOx 催化还原的催化剂 ,从而达到同时脱硫脱硝的效果 12-13。 过渡金属氧化物作为脱 SOx 催化剂 研究很多 ,其中不少申请了专利 14 ,几乎第一过渡系列的元素 Mn 、 Fe 、 Co 、 Ni 、 Cu 均可作为脱硫剂的有效成。 ZnO干式系统对 SO2 的吸附活性并不理想 ,除非系统中存在大量水蒸气 ,且在低温下才能很好吸收 SO2 。工业化的氧化锌法主要

11、是湿法 ,以 ZnO 料浆作为吸收剂。目前 ZnO 在热煤气脱硫方面应用更为广泛 15 。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、及预期达到的目标 本课题的研究是在总结前人研究成果的基础上，做的一次尝试和创新，开发出具有优良 供热燃煤锅炉除尘、脱硫、脱硝处理系 统 ，为以后的开发与研究有参考的依据和信息，具有一定的社会价值和经济价值。 设计目标 ： 设计耗煤量： 1000kg/h； 排烟温度 ； 160 ；空气过剩系数 :=1. 3；烟尘排放因子 30%；煤的工业分析： C=78.5%； H=3.7%； S=2.5%； O=4.7%； 氮忽略不计，灰分 10.6%；按锅炉大气污染物

12、排放标准（ GB13217-2001）中二类区标准执行 。 准状态下烟尘浓度排放标准： 200mg/m3；标准状态下 SO2排放标准： 900mg/m3；标准状态下氮氧化物排放标准： 400mg/m3。 拟采取的方法： 还原法脱硫、 脱硝、除尘一体化技术。从自然现象中找到切入点 ,率先应用还原法治理烟气污染 ,运用地质化学原理 ,按火山口固硫成因原理 ,在本项目工艺流程中通过 2级吸收、 2次配气 ,将烟气均匀注入脱硫塔还源液内 ,多元化还原反应沉积单质硫 ,烟气 SO2 回收率达 95%以上 ,烟尘净化率达 99%,且还原液可循环使用 ,无二次污染。 其反应式： 5SO2+5H2O 5H2S

13、O3 3H2SO3+3Na2S 3Na2SO3+3H2S 2H2S+SO2 3S +2H2O 配气式： 2H2O+3O2 2H2SO3（ O2充足时） 2H2S+O2 2H2O+2S Na2S+2H2O NaOH+H2S 4NO2+4NaOH+O2 4NaNO3+2H2O 使用该技术后，能达到 按锅炉大气污染物排放标准（ GB13217-2001）中二类区标准执行 。预期达到的目标： 标准状态下烟尘浓度排放标准： 200mg/m3；标准状态下 SO2排放标准： 900mg/m3；标准状态下氮氧化物排放标准： 400mg/m3。 四、计划进度 ： 2010.11.22-2011.1.10 完成外

14、文翻译、文献综述和开题报告等工作 ； 2011.1.10-2011.3.11 编写毕业设计方案，做好设计所需前期准备工作； 2011.3.11-2011.4.10 完成工艺、设备设计计算，编写设计说明书； 2011.4.11-2011.5.1 用 Auto CAD 作 出 烟气净化 处理工艺流程和主要设备、 构筑物 图； 2011.5.1-2011.5.14 毕业设计 初稿 撰写、修改及定稿 ，评阅 ； 2011.5.15-2011.5.23 论文 ppt 制作、参加设计答辩，提交与毕业设计相关的其它材料。 2011.5.24-2011.6.9 毕业论文答辩 资格审查、答辩和成绩评定 五 参考

15、文献 1郑瑛 ,郑楚光 .非钙基的烟气脱硫技术综述 .华中科技大学煤燃烧国家重点实验 室 .2004年中国国际脱硫脱硝技术与设备展览会暨技术研讨会 2郝吉明 ,工书肖 ,陆永琪编著 .燃煤二氧化硫污染控制技术手册 M.北京：工业出版社 .2001 3刘振全 ,朱青青 ,孔秀琴复合型除尘器除尘脱硫一体化工艺实验研究 J环境污染治理技术与设备 ,2006,6(3)： 131-134 4储嘉铭，江智贤，周建新，等 .多管文丘里烟气除尘脱硫装置 J.环境工程， 2006， 24(1)：3841 5张俊丰，童志权 .喷流塔脱硫除尘技术研究 J.环境污染治理技术与设备。 2005， 6(2)：84-87

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