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[基础理论] 大气问题讨论版

大气问题讨论版

今天发出这个帖子,希望大家有什么关于大气的问题都拿出来讨论一下,我们共同学习,共同探讨,共同进步

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我先开个头吧!
我刚刚开始从事方案设计时,公司的前辈们确定锅炉的烟气量,都是用的经验数值,他们说一吨每小时的锅炉的烟气量就是3千[wiki]立方[/wiki]米每小时,两吨就乘以2,依此类推。。。。。。,我现在也在延用他们的方法,可是总觉得有点不对劲,不过也差不多,不知道你们都是怎么确定烟气量的,希望大家共同讨论,谢谢

[ 本帖最后由 dongqian 于 2008-8-28 16:24 编辑 ]

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还请大家不吝指教,谢谢

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脱硫工艺流程选择

脱硫工艺流程选择
目前烟气脱硫工艺按形式可分为干法,半干法与湿法三大类。
国内外的烟气脱硫方法很多,按脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为干法、半干法、湿法脱硫三类工艺。目前国际上已实现工业应用的燃煤[wiki]发电机[/wiki]组烟气脱硫技术主要有:(1)湿法脱硫技术,占85%左右,其中[wiki]石灰[/wiki]石-石膏法约占36.7%,其它湿法脱硫技术约占48.3%;(2)喷雾干燥脱硫技术,约占8.4%;(3)吸收剂再生脱硫法,约占3.4%;(4)炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法,约占1.9%;(5)海水脱硫技术;(6)电子束脱硫技术;(7)脉冲等离子体脱硫技术;(8)烟气循环流化床脱硫技术等。
以湿法脱硫为主的国家有:**(约占98%)、美国(约占92%)和德国(约占90%)等。湿法烟气脱硫工艺是国际上应用最为广泛的工艺,尤其是在美、日等发达国家。其优点是吸收剂价廉易得、副产物便于利用、燃料适应范围宽,并有较大幅度降低工程造价的可能性。
大型机组脱硫是控制[wiki]二氧化硫[/wiki]的关键,而湿法脱硫工艺是当前国际上通行的大型发电机组烟气脱硫的基本工艺。此外,对于燃用重油的机组而言,烟[wiki]气温[/wiki]度非常高,必须先进行降温,这是干法和半干法所难以满足的。所以,本项目应优先选择湿法脱硫技术。喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化(LIFAC)两类半干法和干法脱硫工艺的脱硫效率均只在低于70%的水平,难以满足本项目对脱硫效率的要求。

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1)、干法

1)、干法
干法脱硫常用的有炉内喷钙(石灰/石灰石),金属吸收等,干法脱硫属传统工艺,脱硫效率普遍不高(<50%),工业应用较少。
半干法脱硫使用较多的为塔内喷浆法,即将石灰制成石灰浆液,在塔内进行SO2吸收,但由于石灰浆液溶解SO2的速度较慢,喷钙反应效率较低,Ca/S比较大,一般在1.5以上(一般湿法脱硫Ca/S比为0.9~1.2)。应用也不是很多。

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2)、湿法

2)、湿法
湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法,占脱硫总量的80%以上。湿法脱硫根据脱硫原料的不同又可分为石灰石/石灰法、钠钙双碱法、氨法、钠碱法、金属氧化物法、碱性[wiki]硫酸[/wiki]铝法等。其中石灰石/石灰法、钠钙双碱法、氨法、钠碱法、金属氧化物法中的氧化[wiki]镁[/wiki]法使用较为普遍。

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(1)石灰石/石灰法

(1)石灰石/石灰法
石灰石法采用将石灰石粉碎成200~300目大小的石灰粉,将其制成石灰浆液,在吸收塔通过喷淋雾化使其与烟气接触,从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统,由于石灰石活性较低,需通过增大吸收液的喷淋量,提高液气比,来保证脱硫效率,因此运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替石灰石,石灰活性大大高于石灰石,可提高脱硫效率,石灰法存在的问题是塔内容易结垢,引起气液接触器(喷头或塔板)的堵塞。

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(2)钠碱法

(2)钠碱法
钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的SO2,并可副产高浓度SO2[wiki]气体[/wiki]或Na2SO3,它具有不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点,适合于烟气中SO2浓度比较高的废气SO2吸收处理。但存在副产物回收困难、投资较高、运行费用高等缺点。

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(3)氨法

(3)氨法
氨法采用氨水作为SO2的吸收剂,SO2与NH3反应可生成亚硫酸铵、亚硫酸氢铵与硫酸铵。按照吸收液再生方法的不同,氨法可分为氨—酸法、氨—亚硫酸铵法和氨—硫酸铵法。
氨法主要优点是脱硫效率高,副产物可作为农业肥料。由于氨易挥发,使吸收剂消耗量增加,因此脱硫剂利用率不高,脱硫系统对氨水的浓度有一定的要求,若氨水浓度太低,不仅影响脱硫效率,而且水循环系统庞大,使运行费用增大;浓度增大,势必导致蒸发量的增大,对工作环境产生影响,而且NH3与烟气中的SO2反应,形成气溶胶,使得烟气无法达标排放。
氨法的回收过程也较为困难,投资费用较高,需配备制酸系统或[wiki]结晶[/wiki]回收装置(需配备中和器、结晶器、脱水机、干燥机等),系统复杂,设备繁多,管理维护要求高。

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(4)金属氧化物法

(4)金属氧化物法
常用的金属氧化物法是氧化镁法,氧化镁与SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸镁,他们通过煅烧可重新分解出氧化镁,同时回收较纯净的SO2气体,脱硫剂可循环使用。由于氧化镁活性比石灰高,所以脱硫效率也较石灰法高。它的缺点是氧化镁回收过程需煅烧,工艺较复杂,总体运行费用也较高。若直接采用抛弃法,镁盐会导致二次污染。

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(5)钠钙双碱法

(5)钠钙双碱法
钠钙双碱法(NaCO3/Ca(OH)2)是在石灰法基础上结合钠碱法,利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用。
该工艺结合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法塔内结垢的问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。
脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后),亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为钙塑的新型复合材料;或将其氧化后制成石膏。与氧化镁相比,钙盐不具污染性,因此不产生废渣二次污染。
以上各种脱硫工艺比较见下表:
脱硫方法             脱硫效率          脱硫成本        二次污染        备注
炉内喷钙法   低 <50%        较低        无        会降低炉热效率
塔内喷浆法          较低<70%        中等        无        不稳定,易堵
石灰石/石灰法        较高        中等        无        可制石膏,会结垢
钠碱法              高                  高        无        适于高浓度SO2回收
钠钙双碱法        较高        中等        无       
氨法            较高               较高      轻微污染        回收系统复杂
金属氧化物法        高        较高        直接排放有污染        回收成本高

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结合众多脱硫工程的实践经验,脱硫工艺的选择应从以下几个方面考虑:
◆脱硫剂要廉价易得,最好能以废治废,减低运行成本;
◆脱硫工艺要成熟可靠,运行稳定;
◆结合国家和当地的环保要求,选择略高的脱硫效率;
◆操作要方便灵活;
◆占地面积小;
◆使用寿命长;
◆总投资要少;
◆副产品易于处理,无二次污染。
★按照上述几点要求,综合比较各类脱硫技术并结合实际情况,在此方案中,建议采用双碱法对锅炉烟气脱硫。

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吸收设备选择

、 吸收设备选择
湿法脱硫(除尘)器的选择原则主要是看气液接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。气液接触条件直接影响脱硫效率;设备阻力大需增加引风机电耗;吸收液循环量大需增加水泵电耗。
目前常用的吸收设备有喷淋塔、水膜塔、筛板塔、文丘里、填料塔及旋流板塔等。其中喷淋塔液气比高,水消耗大;水膜塔气液接触面积小,脱硫效率低;筛板塔阻力较大,防堵操作弹性低;文丘里阻力大;填料塔防堵性能差,易结垢、粘结、堵塞,阻力也较大。
相比之下,旋流板塔具有高负荷、压降低、不易堵、弹性宽等优点,适用于快速吸收过程,且除尘脱硫效率高,实现了脱硫除尘的一体化,各吸收器性能比较详见下表:
吸收器类型        持液量        逆流接触        防堵性能        操作弹性        阻力        除尘性能
文丘里        低        否        较好        差        高        好
喷淋塔        高        是        中        较好        低        差
填料塔        低        是        差        较好        中        中
湍球塔        中        是        好        中        中        较好
筛板塔        中        是        中        中        中        较好
旋流板塔        高        是        好        好        低        好
★        通过以上脱硫设备的比较,我们选用旋流板塔作为脱硫塔的吸收设备。

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旋流板塔主要特点

旋流板塔主要特点
•传质、传热效果好,气相单板效率(Em)可达50%,多块旋流塔板的脱硫效率可达到90%以上。
•防堵性能好、操作弹性宽、适用范围广,操作管理方便;
•气液负荷高,雾沫夹带少;
•塔板压降低,系统阻力小,运行费用低;
•除尘性能好,可达98%以上。

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旋流板塔工作原理

旋流板塔工作原理
旋流塔板工作时,烟气由切向高速进入,在塔板叶片的导向作用下旋转上升。逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状,使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后被甩到塔壁上,沿壁下流,经过溢流装置流到下一层塔板上,再次被气流雾化而进行气液接触。由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好;旋流板塔同时具有很好的除尘除雾效率,避免了风机带水问题。

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