燃煤污染處理中的氨法濕式脫硫裝置設(shè)計(jì)12000字【論文】VIP

中國是一個(gè)以煤炭為主要能源的國家。燃煤造成的環(huán)境問題每年都變得越來越嚴(yán)重。人們對大氣污染物的治理提出了更高的要求。尤其是二氧化硫的排放控制和凈化處理。我國對燃煤電廠鍋爐煙氣超低排放提出了技術(shù)要求。對于燃煤鍋爐脈的燃煤電廠來說，節(jié)能降耗和技術(shù)創(chuàng)新本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，擬脫硫處理的總煙氣量為20萬m3/h,煙氣入口溫度擬定為100℃,煙氣中SO?濃度<3000mg/Nm3。處理后的二氧化硫排放35mg/Nm3。初步規(guī)定于30mg/Nm3。首先對各種脫硫方法進(jìn)行研究，并對影響氨法脫硫效率的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行分析，為了解決濕式氨法脫硫這個(gè)問氨法脫硫工藝過程是選擇氨或液氨等氨做為吸收劑。脫硫劑與進(jìn)入吸收塔的煙氣發(fā)生反應(yīng)，在吸收過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定的亞硫酸氫銨中間產(chǎn)物。之后與吹入的空氣反應(yīng)生成硫酸銨溶液，進(jìn)硫氣體，在適當(dāng)條件下回收副產(chǎn)品硫酸銨硫銨、磷酸銨和硝酸銨肥料，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要包括：文獻(xiàn)綜述、煙氣脫硫工藝選擇與處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、脫硫系統(tǒng)工藝流程圖和平面布置設(shè)計(jì)，以及脫硫系統(tǒng)概算等內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)按照《火電行業(yè)(燃煤發(fā)電企業(yè))循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐技術(shù)指關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；二氧化硫；氨法脫硫；脫硫工藝設(shè)計(jì) 1前言 2文獻(xiàn)綜述 42.1二氧化硫概述 42.2研究背景及意義 42.3濕法煙氣脫硫工藝概述 52.3.1脫硫技術(shù)進(jìn)展 52.3.2國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀 52.3.3石灰石(石灰)-石膏法 5 62.3.5雙堿法 62.3.6鎂法脫硫 2.3.7濕式氨法脫硫 72.4濕式氨法脫硫相關(guān)因素 92.4.1氨逃逸問題 92.4.2氨法脫硫操作參數(shù)對氣溶膠排放的影響 92.5工藝流程的選擇 3工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3塔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣量 3.4噴淋塔設(shè)計(jì) 3.4.1噴淋塔塔高 3.4.2噴淋塔的塔徑 3.4.3噴淋塔噴淋層 3.6.1管道管徑的計(jì)算及選型 3.6.2氧化風(fēng)機(jī)的計(jì)算及選型 3.6.3氨水輸送泵的計(jì)算及選型 3.6.4漿液循環(huán)泵的計(jì)算及選型 3.7硫酸銨的后處理設(shè)備 4副產(chǎn)品的處理 4.1生產(chǎn)硫酸銨的結(jié)晶方式 4.2影響硫酸銨結(jié)晶顆粒大小的因素 24.3硫酸銨的相關(guān)計(jì)算 5環(huán)境保護(hù)與設(shè)備費(fèi)用 5.1設(shè)備費(fèi)用 5.2環(huán)境保護(hù) 256結(jié)論 25 附錄 28二氧化硫是一種常見的的污染物質(zhì)，二氧化硫?qū)ι鷳B(tài)的危害時(shí)時(shí)刻刻就天然污染源：由于自然原因(火山噴發(fā)，生物體產(chǎn)生)等形成。人為污染源：由于人們的生產(chǎn)和生活活動而造成的，化學(xué)工廠、燃煤鍋硫排放量已經(jīng)超過了70%,但是很多用于生活的煤炭沒用經(jīng)過二次凈化和脫硫步驟就直接用于燃燒。還有部分煤礦產(chǎn)出的燃煤質(zhì)量較差，里面的非碳物我國煤炭產(chǎn)量巨大，對于煤炭造成的污染的治理將一直持續(xù)下去。而由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及國家政策等方面的原因，目前我國的煙氣脫硫技術(shù)仍然處在發(fā)展階段，燃煤鍋爐的煙氣脫硫進(jìn)展更是緩慢，設(shè)備的成套能力不足。本課題研究的就是電廠的燃煤鍋爐二氧化硫污染的問題的解決方法，并選擇最工廠二氧化硫的排放由于其普遍性與危害性，引起了人民和政府的廣泛關(guān)注。對于人為產(chǎn)生的二氧化硫污染的治理，已經(jīng)成為了當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的重本次設(shè)計(jì)的意義在于將理論經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際工程設(shè)計(jì)相結(jié)合，借鑒脫硫工藝方面有關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和技術(shù)手冊與規(guī)范，應(yīng)用自己當(dāng)前二氧化硫處理的相關(guān)工藝和技術(shù)，再綜合建設(shè)投資費(fèi)用和工藝系統(tǒng)運(yùn)行的費(fèi)用、技術(shù)可行性、工藝效果以及運(yùn)行管理等方面的比較，使火力電煤鍋爐排放的二氧化硫的濃度降低到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水平，完成脫硫工藝的設(shè)計(jì)。2文獻(xiàn)綜述1、對河流湖泊的危害空氣中的二氧化硫排放到大氣中，與大氣層中的氣體形成了pH少于5.6的酸性降雨，使河水酸化，并且將突然里的重金屬元素吸收入水中，對河流生物造成影響，抑制了植物的生長，使魚類大量死亡。2、對土壤環(huán)境的危害酸性的降水抑制了有機(jī)物的分解過程和氮的固定，與泥土中的鈣、鎂、鉀等微量元素，使土壤肥力丟失.酸雨與植物的葉子接觸反應(yīng)，借助植物葉片表面的氣孔進(jìn)入植物內(nèi)部，阻礙葉綠素的形成，使植物光合作用消失，對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成有害的影響。3、對建筑物的的危害它可以腐蝕各種物品，如紡織品、金屬制品，尤其是大理石制品。每年酸雨造成的腐蝕對經(jīng)濟(jì)的影響不可低估。4、對人體的危害當(dāng)空氣中的SO?濃度過高時(shí)可引起各種炎癥，出現(xiàn)咳嗽、噴嚏等呼吸道癥狀，對人體的危害也十分嚴(yán)重。倫敦?zé)熿F事件就是因?yàn)榭諝庵卸趸蛐纬伤犰F所導(dǎo)致的。2.2研究背景及意義濕式氨法脫硫技術(shù)具有二氧化硫脫除率高，無結(jié)垢現(xiàn)象，副產(chǎn)物可以資源化利用等特點(diǎn)。但是其吸收劑氨氣及其產(chǎn)物(NH?)2SO3、(NH?)2SO?容易隨煙氣排出至大氣，造成二次污染問題。本設(shè)計(jì)研究濕式脫硫技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，分析氨逃逸現(xiàn)象的原理，為減少氨法脫硫工藝中的氨逃逸問題提2.3濕法煙氣脫硫工藝概述由于蒸汽機(jī)的誕生，工業(yè)革命在英國迅速發(fā)展，蒸汽鍋爐中煤炭燃燒產(chǎn)生的含硫氣體急劇增多，脫硫技術(shù)的研究從此開始，倫敦?zé)熿F事件更是給我們?nèi)祟惲粝铝藰O大的印象，煙氣脫硫技術(shù)始形成于英國。當(dāng)時(shí)普遍采用石灰石清洗、堿性硫酸鋁法和加拿大氨水清洗法，已經(jīng)能初步處理煙氣中的二氧化硫，但設(shè)備并不成熟。20世紀(jì)50年代后，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，各國工業(yè)飛速發(fā)展，英美德的主要污染源變成了二氧化硫，二氧化硫的處理技術(shù)由此開始快速發(fā)展?，F(xiàn)如今，已經(jīng)有許多種成熟的脫硫技術(shù)方法。燃燒前煙氣脫硫可以直接降低煤中的硫含量。煤脫硫技術(shù)：采用不同的物化方法對煤中的硫進(jìn)行反應(yīng)，直接降低煤燃燒前的硫含量，提高煤的燃燒質(zhì)量。然而，物理清洗可以去除煤中80%的無機(jī)硫，但燃燒前的煙氣脫硫技術(shù)并不滿足現(xiàn)在的環(huán)境保護(hù)要求，需要一些更為嚴(yán)格的技術(shù)作為降硫的主要方法。燃燒后的煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)過漫長的發(fā)展，已經(jīng)成為了最主要的脫硫方法，能夠使煙氣中的二氧化硫得到明顯的控制。我國的脫硫技術(shù)起源于1960年代，當(dāng)時(shí)主要采用將白云石粉作為脫硫劑作為吸收劑，保護(hù)設(shè)備不受酸腐蝕。70年代后我國的脫硫技術(shù)才開始進(jìn)入發(fā)展階段。近年來，隨著工業(yè)的蓬勃，環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，脫硫技術(shù)逐漸得到重視，各個(gè)科研單位都在積極開發(fā)新的脫硫裝置。其中清華大學(xué)的氧化鎂法工藝、中國環(huán)境科學(xué)研究院的半干半濕法脫硫技術(shù)、浙江大學(xué)和山東大學(xué)的循環(huán)流化床脫硫技術(shù)、我國自主研究的磷氨肥法脫硫技術(shù)是近來比較成功的技術(shù)。2.3.3石灰石(石灰)-石膏法濕法石灰石(石灰)-石膏法脫硫方法，是現(xiàn)在比較得到推廣的脫硫技術(shù)，因?yàn)槠湓鲜沂哂袠O高得經(jīng)濟(jì)效益，在很多工廠中都有應(yīng)用。該方法利用石灰石或者石灰作為吸收劑，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。將灰狀石灰石制成漿液，在吸收塔內(nèi)漿液與二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到吸收SO?的功效，最后生成副產(chǎn)物石膏1。石灰石(石灰)-石膏法的優(yōu)點(diǎn)：適用的煤種范圍限制廣、脫硝系統(tǒng)運(yùn)作效率高、吸收劑的利用效果高、設(shè)備運(yùn)行可靠性高、石灰石粉一石灰石網(wǎng)絡(luò)整理豐富且廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。石灰石(石灰)-石膏法的缺點(diǎn)：占地面積約大、運(yùn)行固定費(fèi)用高且操作復(fù)雜、磨損腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生導(dǎo)致、大塊石膏容易造成設(shè)備堵塞及廢水較難處理解決等等。海水脫硫工藝作為一種已經(jīng)擁有四十多年的研究歷史，技術(shù)已經(jīng)相對成熟；且一般脫硫率能達(dá)95%以上；不存在二次污染的產(chǎn)生和處理問題，相比石灰石(石灰)-石膏法具有其特殊優(yōu)點(diǎn)，在我國沿海城市的燃煤電廠得到推廣和利用，但是海水脫硫工藝目前更適合用于使用中、低硫煤作為燃料的燃煤電廠12]。由于天然海水中含有大量的無機(jī)鹽，例如氮化物和硫酸鹽，導(dǎo)致海水呈弱堿性(PH值8.1~8.3),所以利用海水這種沿海易得的物品就可以作為吸收劑來吸收二氧化硫，二氧化硫首先轉(zhuǎn)為可溶性的SO?,然后轉(zhuǎn)化為SO?2-和HSO?,最終轉(zhuǎn)化為硫酸根離子。煤炭燃燒排出的煙氣先進(jìn)入熱交換器進(jìn)行降溫，然后與海水在吸收塔內(nèi)反應(yīng)，吸收煙氣中的二氧化硫。吸收二氧化硫之后的飽和吸收液進(jìn)入曝氣池，在池中鼓入大量空氣進(jìn)行氧化。凈化后的煙氣升溫后排向外界，而經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后可以排放進(jìn)入外界水環(huán)境中。海水脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠，其原料海水對于沿海地區(qū)廉價(jià)易得，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益；其不需要額外消耗淡水和吸收劑；工藝簡便，節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用。海水脫硫工藝的缺點(diǎn)：地域條件要求比較高，而且一方面不同海域海水的成分及含量都不同，這對海水脫硫帶來的極大的不穩(wěn)定性，因此需要在海水中加入堿性添加劑以提高堿度，保證脫硫效率13。雙堿法是利用鈉基物質(zhì)例如氫氧化鈉或碳酸鈉作為脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫，因?yàn)殁c基具有極強(qiáng)的堿性，能與二氧化硫反應(yīng)，其產(chǎn)物可以再生成亞硫酸鈉，吸收反應(yīng)原理如下：Na?SO?+SO?+H?O?÷NaHSO?吸收劑再生過程則是在反應(yīng)池中與加入的石灰料漿反應(yīng)，分理處沉淀的鈣鹽后，再將亞硫酸鈉循環(huán)利用。雙堿法脫硫的優(yōu)點(diǎn)：亞硫酸鈉的再利用，使得經(jīng)濟(jì)效益大大提高，并且無廢水排放，不會造成二次污染；再生劑石灰也是廉價(jià)易得的產(chǎn)品。反應(yīng)速率快，脫硫液的用量較少。雙堿法脫硫的缺點(diǎn)：無法實(shí)現(xiàn)超低排放：煙氣在經(jīng)過除塵器除塵之后，部分未被阻攔的粉塵會進(jìn)入吸收液中，使得煙氣脫硫效率顯著下降，無法達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)；在沉淀池中容易生成CaSO4·2H?O結(jié)垢，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問題。濕式鎂法脫硫是利用活性氧化鎂作為脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫，具有環(huán)境保護(hù)，節(jié)約資源等特點(diǎn)。鎂法煙氣脫硫工藝，首先將氧化鎂制成氫氧化鎂過飽和溶液，再將煙氣中的二氧化硫引入漿液池中，與之反應(yīng)，生成亞硫酸鎂6,其產(chǎn)物亞硫酸鎂可經(jīng)過脫水，干燥等一系列步驟進(jìn)行資源再利用7。鎂法脫硫的副產(chǎn)品處理能夠做到資源的回收利用；對于鈣法脫硫的結(jié)構(gòu)問題有較好的解決方法，;活性好且脫硫效率高，脫硫效率可高達(dá)到99%以上濕式鎂法脫硫的優(yōu)點(diǎn)：鎂鹽溶解度比氫氧化鈣高，相比于鈣法脫硫，其設(shè)備不易堵塞。其脫硫副產(chǎn)物亞硫酸鎂可以進(jìn)行資源再利用，沒用二次污染。濕式鎂法脫硫的缺點(diǎn)：氧化鎂的產(chǎn)地主要分布較為單一，在中國廣闊的大地上，原料的供應(yīng)問題成為了限制鎂法脫硫的一大問題；關(guān)于鎂法脫硫副產(chǎn)物亞硫酸鎂的處理問題，在國內(nèi)脫硫產(chǎn)物硫酸鎂的回收工藝做的不是很好，直接排放到水路中，會引起可溶性鹽的含量增加，引發(fā)環(huán)境問題。濕式氨法煙氣脫硫技術(shù)是一種利用氨水作為吸收劑的煙氣脫硫技術(shù)。含二氧化硫煙氣進(jìn)入由氨水作為吸收液的漿液池中，充分混合吸收，在此吸收過程中首先生成不穩(wěn)定的亞硫酸氫銨中間產(chǎn)品；再用引風(fēng)機(jī)往漿液池中鼓入氧氣，從而生成較穩(wěn)定的硫酸銨溶液，由此脫除煙氣中存在的二氧化硫氣體，且在適當(dāng)條件下回收副產(chǎn)物如硫酸銨硫銨、磷銨和硝銨化肥91。濕式氨法的優(yōu)缺點(diǎn)分析：氨法煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，其脫硫副產(chǎn)物硫酸銨可以進(jìn)行資源再利用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值；且可同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝處理；脫硫系統(tǒng)液氣比相對較低，功能較少，因此系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性高；燃煤硫分的適應(yīng)性高，鍋爐的使用成本也相對降低；另外，氨法脫硫系統(tǒng)的設(shè)備較小且較簡單；脫硫副產(chǎn)物的工藝處理過程相對簡潔；沒有二次污染，因?yàn)樵摴に嚥慌欧艔U氣、廢渣、廢水等。氨法脫硫的缺點(diǎn)主要是很容易產(chǎn)生大量氣溶膠顆粒，并且在實(shí)際應(yīng)用中，氨逃逸問題已經(jīng)成為了阻礙濕式氨法脫硫發(fā)展的一個(gè)主要問題。氨逃逸導(dǎo)致脫硫現(xiàn)場的氨味濃厚，液氨利用率減低，不足40%,浪費(fèi)十分嚴(yán)重10]。由于脫硫煙氣出口溫度變化，濕式氨法脫硫的裝置在運(yùn)行過程中易產(chǎn)生“白霧”,這些煙囪口出現(xiàn)白色拖尾.不僅含有水蒸氣.單面還有氨法脫硫系統(tǒng)中從漿液池中夾帶的氣溶膠顆粒，對于環(huán)境的危害和對人們的視覺上的造成影響?，F(xiàn)如今氨法脫硫的“白霧”情況無法得到完全的控制，一般都是通過一些輔助設(shè)備進(jìn)行降低，例如控制煙氣溫度，ph,除霧器的優(yōu)化等方法進(jìn)行改善11。反應(yīng)主要化學(xué)方程式：NH?+NH?HSO?—(NH4)2SO?亞硫酸銨具有不穩(wěn)定性，需要往吸收漿液中強(qiáng)制鼓入氧氣，將(NH?)2SO?氧化成(NH4)?SO4。4循環(huán)泵氨水吸收循環(huán)槽脫硫循環(huán)泵2.4濕式氨法脫硫相關(guān)因素2.4.1氨逃逸問題(NH?)2SO?隨著高溫?zé)煔獗粵_出漿液[121。2.4.2氨法脫硫操作參數(shù)對氣溶膠排放的影響(4)脫硫液溫度的影響：脫硫液溫度升高揮發(fā)逸出氣態(tài)NH?增加，導(dǎo)致氣溶膠生成量增加。(5)塔入口煙溫的影響：煙溫升高脫硫液揮發(fā)逸出氣態(tài)NH?增加，導(dǎo)致氣溶膠生成量增加。(6)液氣比的影響：液氣比的增加使脫硫液揮發(fā)逸出氣態(tài)NH?增加，導(dǎo)致氣溶膠生成量增加。編制依據(jù)GB/T39162-2020《火電行業(yè)(燃煤發(fā)電企業(yè))循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐技術(shù)指南》HJ462-2009《工業(yè)鍋爐及窯爐濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》NB/T47043-2014《鍋爐鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)規(guī)范》JB/T1621-1993《T業(yè)鍋爐煙箱煙肉制造技術(shù)條件》GB13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2011《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T30580-2022《電站鍋爐主要承壓部件壽命評估技術(shù)導(dǎo)則》YB/T4977-2021《焦?fàn)t煙囪煙氣脫硝脫硫技術(shù)規(guī)范SCR脫硝+氨法脫硫》本次設(shè)計(jì)流程不改變擴(kuò)充吸收塔的工作主要流程，經(jīng)初步脫硫后的廢氣量也不是再次實(shí)現(xiàn)煙囪排放至控制，因此重回進(jìn)入廢氣量進(jìn)行瞬間凈化處理段，對原先完全排除到空氣中的煙氣進(jìn)行氣溶劑分子的容易吸收及時(shí)處理，凈化處理段采用物理吸附第一種方法，先將煙氣進(jìn)行降溫處理完成，使氣溶膠降溫過程，增加煙氣偏灰，因而達(dá)到氣溶膠顆粒較大增大的目的是什么,在后端安裝分子吸收篩，以物理吸附作用吸附大粒徑的氣溶膠，分子結(jié)構(gòu)篩可清理后重復(fù)執(zhí)行利用，降低了營銷成本消費(fèi)，本設(shè)計(jì)設(shè)備選8%氨水作為吸收劑，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，而且能滿足二氧化硫吸收的功效。吸收塔的主要吸收區(qū)分為兩個(gè)部分，分別是漿液區(qū)和噴淋區(qū)；煤炭燃燒產(chǎn)生煙氣先首先進(jìn)入吸收裝置內(nèi)，與吸收漿液在漿液區(qū)反應(yīng)，吸收二氧化硫，再向上經(jīng)過漿液噴淋區(qū)，等到氣溶膠和煙塵被洗滌之后，在吸收塔中原有兩層吸收液噴淋塔之上，加設(shè)一個(gè)液氨添加段，使得氣溶膠被氨氣二次吸收，將NH?HSO?轉(zhuǎn)化為(NH?)2SO?,又因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，又被其上部除霧段的工藝水吸收，流入下方漿液池中，同時(shí)為吸收SO2提供吸收劑，提高了SO?的凈化效率，工藝流程圖如下。氣3工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算1、煙氣含硫量模擬工廠產(chǎn)生的煙氣量：G=20萬m3/h,每立方米含SO2量3000mg,每小時(shí)SO?產(chǎn)生的量為200000×3000=6×108mg/h=600kg/h。單個(gè)設(shè)備含硫量為600÷2=300kg/h。2、二氧化硫產(chǎn)生量每年設(shè)備工作8000小時(shí)，則SO?的年產(chǎn)生量為4.8×10?kg。3、硫平衡表3-1硫平衡進(jìn)出4、配氨用水量依據(jù)熱量守恒得：t一配氨用水的初始溫度，20℃;T0一煙氣的進(jìn)口溫度100℃;V姻氣一煙氣的實(shí)際體積20000m3/h;T?—出口煙氣的溫度，50℃。求得：5、噴淋塔內(nèi)的壓降雷諾數(shù),液體在塔內(nèi)為湍流流動，相對摩擦系0.02過渡區(qū)致0.008上%41由上圖可知，摩擦系數(shù)λ=0.02式中：λ一摩擦阻力系數(shù)；l一塔高，m;d一塔直徑，hf一每層噴淋塔阻力所以塔內(nèi)壓降的為1127.3Pa煙氣流速對氣溶膠的生成和經(jīng)濟(jì)效益都又很大影響，過高或過低都會導(dǎo)致設(shè)備的。研究表明在煙氣流速為3.5m/(1)進(jìn)口煙氣量Va(m3/s)計(jì)算根據(jù)PV=nRT,得代入數(shù)據(jù)得：mso2=35.86×3000mg/m3=244(2)蒸發(fā)水分流量V2(m3/s)的計(jì)算吸收液與二氧化硫在吸收段內(nèi)反應(yīng)，煙氣中的熱量導(dǎo)致吸收液氣化，吸Vg=Va+V?=81.33+5.7(m3/s)=87.3沖洗覆蓋率%=(n^I*h^2tg^2α)/A*100%H一除霧器噴嘴距除霧器表面的垂直距離m沖洗覆蓋率%=(n^π*h^2tg^2α)/A*100%=23^*0.05^2/15*100%=237%吸收區(qū)高度的理論計(jì)算式為根據(jù)(1)可知：k,a=kpa=9.81×10??G?.7式(2)中0為常數(shù)表3-2溫度與0值的關(guān)系溫度/a平均容積吸收率，以表示。式中：C一標(biāo)況下進(jìn)□煙氣的質(zhì)量濃度，kg/m3η一給定的二氧化硫吸收率，%;本設(shè)計(jì)方案為98.3%Ko一常數(shù)，取決于流速和溫度；噴淋塔內(nèi)單位橫截面面積上吸收SO?的量為：式中：G一載氣流量(可以近似看作煙氣流量)kmol/(m2.s)Y1,y2一進(jìn)塔出塔氣體中SO?的摩爾分?jǐn)?shù)。Ky一單位體積內(nèi)SO?以氣相摩爾差為推動力的總傳質(zhì)系數(shù)，kg/(m3·s)a一單位體積內(nèi)的有效傳質(zhì)面積，m2/m3.△ym一平均推動力，即塔底推動力，△ym=(△y1-△y?)/In(△yi/△y?)吸收效率7=1-y/y1,又因?yàn)閷⑹阶?5)5的單位換算成kg/(m2.s),可以寫成在噴淋塔操作溫、煙氣流速為u=3.5m/s、脫硫效率已知標(biāo)況下煙氣進(jìn)口量為Va為81.33(m3/s),在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、單位時(shí)間內(nèi)每立方米煙氣中含有SO?質(zhì)量為mso2=81.33×3000mg/m3則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，煙氣流速u=3.5m/s,yl=0.105%,7=0.983,t=75°℃取5=6kg/(m3·s)代入(7)式可得故吸收區(qū)高度h2=11.2m此外加上一個(gè)補(bǔ)氨段A2與額外距離0.3m根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可知液氣比選擇2.3L/m3是最佳的數(shù)值。漿液池容量V1按V?=(L/G)×Vn×t1=2.3×87.35×480VI=0.25×3.14×D?×D?×h?=0.25×3.14×5.5所以h?=6.5m4、噴淋塔煙氣進(jìn)出口高度(h?)設(shè)計(jì)出口流速一般為12m/s-30m/s,從而確定進(jìn)出口面積，取進(jìn)口煙氣流速為20m/s,而煙氣流量為87.35m3/s,可得h?2*20m/s=87.35m3/s,所H=hi+h?+h?+h?=4.5+11.5+6.5+2.68=25.2取整因此噴淋塔的內(nèi)徑為取整到5.7m當(dāng)脫硫效率為98%以上時(shí)，比較理想的氨硫比(NH?/S)為2.3-2.6,因此吸收時(shí)所需的NH?為392kg/h。NH?H?O為807kg/h。8%的氨水密度為970kg/m3,所以8%氨水需用量為1.0083×10?kg/h。根據(jù)液氣比可得所需漿液所以噴嘴總個(gè)數(shù)為N=4×46=184個(gè)單噴淋層主噴管數(shù)N=int(Ql÷Qmax,s)+1=int(423×1000÷3600÷7.536)+1=17個(gè)3.6.1管道管徑的計(jì)算及選型(1)管內(nèi)煙氣流速為V。=20m/s,則管道直徑d為：式中：Q—煙氣流量，m3/h;(2)氨水輸送泵的管道直徑的計(jì)算氨水輸送泵的循環(huán)量10083kg/h氨水密度為970kg/m3所以取35mm的管道。(3)漿液循環(huán)泵的管道直徑的計(jì)算所以141mm的管道。(4)管道的選型3.6.2氧化風(fēng)機(jī)的計(jì)算及選型為將脫硫副產(chǎn)物中亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的的硫酸銨，需要強(qiáng)制鼓入空吸收塔氧化空氣由羅茨風(fēng)機(jī)提供，入口設(shè)有過濾器，保證入塔的氧化空吸收產(chǎn)物變的穩(wěn)定。選用2臺APF-300的羅茨風(fēng)機(jī)脫硫塔氧化風(fēng)機(jī)Q=35Nm3/min,P=53.9KPa,N=55kW本裝置中，用含量8%的氨水，因此氨水循環(huán)量為10.39m3/h。根據(jù)裝置的需要，氨水輸送泵A1距離噴淋塔的水平距離為3m?？紤]富余情況，泵的揚(yáng)程要超過最少需要揚(yáng)程的20%。取氨水在管道的流速為(1)阻力計(jì)算阻力式中：λ—一摩擦阻力系數(shù)；ξ——局部阻力系數(shù)；l—一管道長度，m;d—一管道直徑，m.(2)揚(yáng)程泵的揚(yáng)程那么,選用的泵為DF40#G×4補(bǔ)氨段A2與A?的垂直距離為m選用的泵為DF40#G×4揚(yáng)程滿足A2段所需。漿液循環(huán)量為1691m3/h,即四臺循環(huán)泵單個(gè)的循環(huán)量為422.75m3/h。(1)阻力計(jì)算阻力5——局部阻力系數(shù)；l—一管道長度，m;(2)揚(yáng)程泵的揚(yáng)程那么,由泵的參數(shù)表可以得出選用的泵為DF40#G×4由以上計(jì)算知每天所需的液料量為9041kg/h,根據(jù)漿液密度1200kg/m3,引風(fēng)機(jī)的流量、揚(yáng)程或全壓裕量為最大揚(yáng)程(全壓)的10%—15%,即選用2臺流量70m3/h,揚(yáng)程34m的潤神GMZ80—30—70系列離心泵，表3-3離心泵型號型號揚(yáng)程效率型號(5)雜質(zhì)表3-4GDD250-20型性能表根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選用型號為HR500-N的離心機(jī)。4副產(chǎn)品的處理(1)母液酸度降低了硫酸銨分子的擴(kuò)散程度，使硫酸銨的結(jié)晶過程受到影響。因此，母液氨的回收率會降低，容易堵塞設(shè)備，造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常。母液合適的酸度應(yīng)(2)母液溫度通常在一定的溫度范圍內(nèi)，晶體的生成速率速率隨著母液溫度的升高而增加，因此，在高溫條件下，更有利于硫酸銨晶體的形成。其次母液溫度也不能過高，母液溫度過高，晶體生成速度較快，容易生成晶核，影響下一步操作。因此母液溫度一般控制在5055℃較為合適。(3)母液攪拌(4)晶比結(jié)晶比是指懸浮在母液中的硫酸銨結(jié)晶體積與母晶速率過低過高都會對硫酸銨的回收設(shè)備產(chǎn)生影響，結(jié)晶速率降過高，母液攪拌阻力增大，容易堵塞設(shè)備，結(jié)晶率過低則會使硫酸銨結(jié)晶過程緩慢。所雜質(zhì)對晶體的生長存在巨大的影響，在某些條件下，過多的雜質(zhì)會抑制生長。這是因?yàn)?，吸附雜質(zhì)后，晶體生長過程中需要去除雜質(zhì)，導(dǎo)致生長速率下降，影響硫酸銨晶體的生成效率。雜質(zhì)的存在，也會導(dǎo)致大量晶核的形成，同時(shí)過多的雜質(zhì)也會導(dǎo)致晶體體積變大，堵塞設(shè)備。1、氧化亞硫酸銨所有空氣量的計(jì)算氧氣氧化亞硫酸銨過程中需要通入過量的空氣，進(jìn)行強(qiáng)制氧化，本設(shè)計(jì)取亞硫酸銨與氧氣摩爾比1:2.則所需氧氣量V?=590×103/32×22.4/1000=4則所需空氣量V?=413/0.2=2065m3/h2、硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算W=硫酸銨質(zhì)量/總質(zhì)量=660/(660+200)=74%W代表進(jìn)入干燥器時(shí)硫酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3、產(chǎn)品質(zhì)量的計(jì)算進(jìn)入干燥器時(shí)，假定含水量為200kg/h,產(chǎn)品質(zhì)量為660kg/h。5環(huán)境保護(hù)與設(shè)備費(fèi)用名稱型號單價(jià)(萬元)金額(萬元)噴淋塔噴嘴離心泵保溫層巖棉12(1備用)112(1備)214190元/m2852362(1備)2(1備)1噴霧干燥機(jī)1總金額356.51萬元煙氣脫硫工程脫硫效率大于98%。脫硫后SO2和煙塵的排放滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。在項(xiàng)目運(yùn)行過程中，應(yīng)該隨時(shí)對排放的煙氣內(nèi)各種含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，達(dá)到地方和國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。本工程的環(huán)境監(jiān)測機(jī)監(jiān)測項(xiàng)目及手段如下：1、對廢氣進(jìn)行監(jiān)控：(1)自動化與儀表包括：壓力檢測、液位檢測、流量檢測、溫度檢測、pH計(jì)(pH高脫硫容易，但難氧化；pH低不易脫硫，但易氧化)、稱重等等。根據(jù)脫硫區(qū)域總圖布置和用電負(fù)荷分布情況，本次設(shè)計(jì)設(shè)置1個(gè)控制室和1個(gè)在線監(jiān)測系統(tǒng)(CMES)小間。(2)運(yùn)營期環(huán)境監(jiān)測可委托當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測站負(fù)責(zé)。嚴(yán)格控制室內(nèi)工作點(diǎn)空氣中的含氨量，空氣中的含氨量不得超過國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2、施工廢水處理施工沖洗廢水和施工地排放的生活污水以及處理二氧化硫排放的廢水如不處理，可能會對附近地表水體或者地下水產(chǎn)生影響，但影響較小，,故無需專門處理，只在低洼處聚集或通過土地吸收。3、一旦發(fā)生泄漏，應(yīng)采取以下應(yīng)急救援措施：(1)發(fā)生化學(xué)品泄漏之后，應(yīng)立即疏散現(xiàn)場無關(guān)人員，隔離污染區(qū)，如果發(fā)生易燃易爆氣體泄漏，應(yīng)及時(shí)向消防隊(duì)報(bào)警求助。(2)應(yīng)對工作人員做好相關(guān)的安全培訓(xùn)，進(jìn)入工廠設(shè)施時(shí)應(yīng)做好姓名登記和相關(guān)防護(hù)用具佩戴。(3)當(dāng)發(fā)現(xiàn)氨氣或者吸收漿液泄漏時(shí)，可以采用噴水的方式吸收其中化學(xué)物質(zhì)，降低現(xiàn)場化學(xué)物質(zhì)濃度，防止污染源擴(kuò)散。概況：脫硫系統(tǒng)區(qū)域的總平面布置，依據(jù)工藝機(jī)械專業(yè)的設(shè)備布置情況，在指定的場地范圍內(nèi)，根據(jù)地形條件、與周邊建構(gòu)筑物的相互關(guān)系及規(guī)程規(guī)范的技術(shù)要求進(jìn)行布置。綜合考慮各方面因素，進(jìn)行了多方案比較，最終方案敘述如下：(1)根據(jù)總體規(guī)劃，將脫硫塔布置既有脫硫系統(tǒng)煙囪的西側(cè)，鍋爐主引風(fēng)機(jī)南側(cè)，并通過管道與既有煙道相連。(2)脫硫島平面設(shè)計(jì)以滿足工業(yè)設(shè)計(jì)的合理布局和環(huán)境安全(洪水、地震等)為前提。結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用地形，利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手法，創(chuàng)造一個(gè)各項(xiàng)用地合理、功能分區(qū)明顯、環(huán)境優(yōu)美、技術(shù)可行的脫硫區(qū)。(3)單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)：單體構(gòu)筑物要布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊且照顧到綠化布置，并且保證安全間距以及工藝流程、工藝管線布置的前提。單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)和諧統(tǒng)一，外觀合適。通過對電廠燃煤鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，得出以下結(jié)論：(1)根據(jù)燃煤電廠鍋爐煙氣二氧化硫的排放標(biāo)準(zhǔn)，在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過濕法中石灰石(石灰)-石膏法與濕法氧化鎂法、濕式氨法、海水脫硫法、雙堿法的比較，最終選擇濕式氨法脫硫工藝作為最佳工藝。(2)設(shè)計(jì)排出煙氣二氧化硫濃度達(dá)到《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2011要求，燃煤鍋爐煙氣二氧化硫的排放限值為35mg/Nm3,并根據(jù)實(shí)際情況要求，保證燃煤鍋爐煙氣二氧化硫的排放不高于30mg/Nm3。(3)本設(shè)計(jì)采用了增加補(bǔ)氨入口，減少了氣溶膠的生產(chǎn)，保護(hù)了環(huán)境，減少了氣溶膠的產(chǎn)生，大大提高了二氧化硫的吸收效率與經(jīng)濟(jì)性。(4)本次設(shè)計(jì)通過鍋爐產(chǎn)生的煙氣量與影響吸氨法脫硫的各種因素進(jìn)行了管道的計(jì)算和設(shè)備的選型。(5)本次設(shè)計(jì)使用了CAD繪制流程圖。[1]曹健.石灰石-石膏法脫硫系統(tǒng)淺析[J].輕工科技，2016(3).[2]李梟鳴，王圣，姜艷靚，等.沿海燃煤電廠采用海水脫硫的環(huán)境影響適用性分析研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2015,40(1):94-97.[3]張清鳳，陳曉平，余帆.海水脫硫技術(shù)在船舶廢氣處理上的研究進(jìn)[J].化工進(jìn)展，2016,35(1):277-284.[4]郝吉明，馬廣大，王書肖.大氣污染控制工程.北京：高等教育出版社，2011.[5]楊春莉，劉熬.雙堿法煙氣脫硫技術(shù)影響因素之管窺[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015(19).[6]尚方毓，蘇小紅，胡昉.氧化鎂濕法脫硫在硫化堿行業(yè)的應(yīng)用探討[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2016(4).[7]趙良慶，潘利祥，史利芳，等.鎂法煙氣脫硫副產(chǎn)物生產(chǎn)硫酸鎂工藝研究[J]