燃煤锅炉烟气的脱硫处理毕业设计.doc
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1、中 国 矿 业 大 学(北京)本科生毕业设计(论文)中文题目: 英文题目: 姓 名: 学 号: 学 院: 专 业: 班 级: 指导教师: 职 称: 完成日期: 年 月 日中国矿业大学(北京)本科生毕业设计(论文)任务书学院 专业 班级 学号 学生姓名 任务下达日期: 年 月 日完成日期: 年 月 日题目:专题题目:主要内容和要求:院长签字: 指导教师签字:中国矿业大学(北京)本科生毕业设计(论文)指导教师评阅书学院 专业 班级 学生姓名 题目:专题题目:指导教师评语(学生的工作态度和独立工作能力;综合运用基础理论与专业知识解决问题的能力;理论依据和技术方法;取得的主要成果;取得的主要成果及创新
2、点;总体评价;建议成绩;存在问题、可否提交答辩等):成绩: 指导教师签名: 年 月 日中国矿业大学(北京)本科生毕业设计(论文)评阅教师评阅书学院 专业 班级 学生姓名 题目:专题题目:评阅教师评语(论文选题的价值与意义;综合运用基础理论与专业知识解决问题的能力;工作量的大小;创新点评价;写作的规范程度建议成绩;存在问题、可否提交答辩等): 成绩: 评阅教师签名: 年 月 日中国矿业大学(北京)2006级本科生毕业设计(论文)答辩及综合成绩学院:学生姓名: 学号: 专业: 班级:题目:专题题目:设计说明书(论文): 页, 图纸: 张, 其它材料:答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正确基
3、本正确有一般性错误有原则性错误回答不清答辩成绩: 答辩小组长: 年 月 日指导教师评价成绩: 指导教师: 年 月 日评阅教师评价成绩: 评阅教师: 年 月 日答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任:年 月 日学院领导小组综合评价成绩:学院领导小组负责人:年 月 日 摘 要削减SO2的排放量,控制大气SO2污染,保护大气环境质量,是我国环境保护的重要课题之一。根据我国目前烟气脱硫技术发展情况,简述了炉前脱硫、炉内脱硫和炉后脱硫三种脱硫工艺技术,并重点介绍了湿法烟气脱硫技术,在此基础上提出了适用于中小型燃煤锅炉的烟气脱硫技术。根据该热水锅炉的设计参数,通过经济性及差异性等评价分析,提出了双碱法脱
4、硫系统工艺流程,并进行经济效益评估。因该技术具有除尘效率高,运行费用低,可在较低的液气比下得到较高的脱硫效率,同时还可大大提高石灰石的利用效率,并且无污水排放,没有二次污染。关键词:烟气脱硫;中小型锅炉;燃煤; 双碱法ABSTRACTSO2 emissions cuts, and control of atmospheric pollution, protect the SO2 atmospheric environmental quality and environmental protection in China is one of the important issues. Accor
5、ding to the present situation of flue gas desulfurization technology development, described the furnace front desulfurization, furnace and furnace desulfurizer after three desulfurization technology desulfurization, and mainly describes the wet flue gas desulfurization technique is proposed based on
6、 small coal-fired boilers is applicable to the flue gas desulfurization technology. According to the design parameters of hot water boiler, through the economy and different evaluation analysis, the double system exists process, and evaluates economic benefit. Because of this technology has high eff
7、iciency, low operating cost, can be in the lower than the liquid gas desulfurization efficiency under high, also can greatly improve the efficiency and limestone no sewage, no secondary pollution.Keywords:FGD;mid and mini-scale boiler;bunkercoal;TFGD目 录1概 述11.1选题背景11.2选题依据11.3控制SO2排放的方法21.31炉外脱硫21.3
8、.2炉内脱硫21.3.3烟气脱硫32烟气脱硫技术32.1干法烟气脱硫技术42. 1. 1电子束脱硫法42. 1. 2循环硫化床脱硫技术42. 2半干法脱硫技术52. 2. 1喷雾干燥法52. 2. 2炉内喷钙脱硫尾部增湿活化工艺523湿法烟气脱硫技术62.3.1钙基烟气脱硫技术62.3.2镁基烟气脱硫技术72.3.3双碱法烟气脱硫技术82.3.4氨法烟气脱硫技术92.3.5海水脱硫技术102.3.6微生物法烟气脱硫技术112.4湿法和干法烟气脱硫的优缺点113中小型锅炉烟气脱硫特点及技术123.1中小型锅炉烟气脱硫的主要特点123.2中小型锅炉烟气脱硫工艺的选择133.3适用于中小型锅炉烟气脱
9、硫的主要技术153.3.1石灰法153.3.2钠碱法163.3.3双碱法163.3.4氧化镁法183.3.5氨法193.3.6循环流化床(CFB)技术193.3.7旋喷干燥(SDA)法203.3.8炉内喷钙烟气增湿活化工艺(LIFAC)213.3.9悬浮吸收技术213.3.10吸附脱硫工艺214设计参数及原则224.1设计参数224.2设计原则235工艺选择245.1钠钙双碱法脱硫的主要优点255.2双碱法脱硫原理255.3影响因素275.3.1液气比对脱硫率的影响275.3.2吸收剂pH值对脱硫率的影响275.3.3 Na+浓度对脱硫率的影响275.4工艺流程图285.5平面布置图296 投
10、资估算及经济评价306.1投资估算306.2运行费用估算(单套脱硫系统)316.2.1物料衡算316.2.2消耗脱硫剂费用326.2.3电费326.2.4 人工费326.2.5水费336.2.6年运行费用337 效益评估337.1经济评估347.2环境及社会效益34参考文献35致 谢37翻译部分38英文原文38中文译文491概 述1.1选题背景在目前和今后相当长的一段时间内,我国的能源结构是以煤为主,煤炭在中国能源结构中的比重高达70%,而且中高硫煤较多。煤的燃烧排放的大量的SO2是造成我国大气污染的最大污染源,由此带来日益严重的大气污染及酸雨问题,已成为制约我国国民经济和社会持续发展的重要影
11、响因素。酸雨不仅严重腐蚀建筑物和公共设施,而且毁坏大面积的森林和农作物。如何经济有效地控制燃煤中的排放是我国乃至世界能源和环保领域亟待解决的关键性问题。减少燃煤产生的SO2污染,消减SO2的排放量,控制大气SO2污染,保护大气环境质量,是目前及未来相当长的时间内我国环境保护的重要课题之一。据统计,中国SO2年排放量已超过1600万吨,其中中小型燃煤锅炉排放的SO2占总排放量的36.6%。1.2选题依据我国中小型燃煤锅炉因其数量多、范围广、治理难度大及投资限制等诸多因素,成为控制SO2排放的大难题。我国中小型锅炉以燃煤为主,煤中所含的硫燃烧后几乎全部转化为二氧化硫,如不经处理,直接排放于大气,将
12、严重影响周围的环境。随着现代化的高速发展,中小型锅炉数量迅速增加SO2的排放量随之剧增。据统计,1996年我国煤炭产量达13.97亿吨,占全国一次能源总产量的75%左右,1996年全国废气中排放的二氧化硫达到2430万吨,其中约85%是燃煤排放的,煤炭的大量直接燃烧是造成城市大气中二氧化硫和烟尘污染的最直接原因,致使二氧化硫年日均值超过国家二级标准的城市不断增多,酸雨污染域逐步扩展。因此,研究中小型锅炉烟气脱硫是十分重要的,它被列为“九五”国家重点攻关课题。为进一步贯彻保护环境、实施可持续发展战略,落实2010年远景目标纲要,中国政府出台了中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国大气污染防治法
13、等一系列法规和标准。“十五”计划规定,2005年后“两控区”内的SO2排放量要减少20%。为了治理大量燃煤造成的严重酸雨危害,国家不断加大SO2排放的治理力度。总之,为了节能减排、保护环境,促进经济社会的可持续发展,对燃煤锅炉烟气的脱硫处理已成为一项刻不容缓的大事。1.3控制SO2排放的方法控制SO2排放可以采用多种方法,主要途径有3个:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(即烟气脱硫)。其中烟气脱硫技术被认为是控制SO2最为行之有效的途径。1.31炉外脱硫煤燃烧前脱硫即炉外脱硫常用方法是洗煤,即在燃煤送入炉膛燃烧前进行加工,去除煤中的硫份,降低煤经燃烧产生的烟气中的二氧化硫含量。但该方法使煤的
14、成本升高。1.3.2炉内脱硫煤在燃烧过程中脱硫即炉内脱硫常用方法是在煤中掺烧固硫剂,煤在燃烧过程中产生的二氧化硫与固硫剂结合生成固体化合物随炉渣排出。该方法经济可靠,应用较广。1.3.3烟气脱硫即在锅炉尾部后除去烟气中所含的二氧化硫,主要方法有2种,一是从烟气中回收硫,变废为宝,综合利用,这在技术上是可行的,且回收效果也很好,但回收硫装置投资大。二是湿法脱硫技术,该方法是以碱性药剂作为吸收剂,在旋流除尘脱硫塔内,烟气与吸收液充分接触反应,生成亚硫酸盐和硫酸盐,随灰水排至沉灰池沉淀处理,达到水质标准后的清水循环使用。该方法目前已较广泛地应用于中小型工业锅炉的烟气脱硫。2烟气脱硫技术所谓烟气脱硫就
15、是应用化学或者物理的方法将烟气中的SO2予以固定和脱除。按照脱硫方式和产物的处理形式划分,烟气脱硫一般可分为干法、半干法和湿法3类。2.1干法烟气脱硫技术2. 1. 1电子束脱硫法烟气经喷雾冷却塔后进入反应器,在高能量的电子束照射下,烟气中的各种气体分子如NO、O2和水蒸气发生辐射反应,产生大量的离子自由基等活性物质。这些活性离子与SO2和NOx反应生成硫酸和硝酸,再与先加入的的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵。其优点是:工艺简单,并且可以同时高效脱硫、脱硝,脱硫率在95%上,脱硝率在80%上;脱硫过程不需要废水处理;反应副产品硫酸铵和硝酸铵可作为化肥的原料;占地面积小,适合于旧厂改造。其缺点为投资和
16、运行费用非常高,技术含量高。2. 1. 2循环硫化床脱硫技术循环流化床锅炉脱硫是近几年来国内较广泛应用的一种脱硫技术。其特点是:燃料适应性广,几乎可燃用各种优、劣质燃料;燃烧效率高,对无烟煤可达97%.对其他煤种可达98% 99. 5%;脱硫效率高。脱硫效率可达85% 90%;两段低温燃烧,NOx排放量小6时,脱硫效率高且随pH增大变化平缓;当pH6时,其氧化速率变化不明显,因此建议选择低pH值;当加入硫代硫酸钠为抑制剂时,发现其对于亚硫酸盐的氧化具有很强的抑制作用,随着硫代硫酸钠浓度的增加,其对于亚硫酸盐氧化的抑制作用增加,当硫代硫酸钠的浓度为12.67 mol/L时,其对于亚硫酸盐氧化的抑
17、制作用可达到97.6%。双碱法由于采用液相吸收,而亚硫酸氢盐通常比亚硫酸盐更易溶解,从而可避免钙基脱硫法所经常遇到的结垢问题,且可以得到纯度较高的副产品石膏。此法的缺点是,在操作过程中, Na2SO3会发生氧化副反应生成Na2SO4, Na2SO4较难再生,需不断地向系统中补充Na2SO3或NaOH,增加碱的耗量,且会影响副产物石膏的质量。2.3.4氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫,通常分为两步,即SO2的脱除和NH4HSO3的氧化。前一步骤的主要目的是洗涤烟气中的SO2,净化烟气,并生成(NH4)2SO3溶液。氧化过程则将(NH4)2SO3溶液氧化成(NH4)2SO4溶液,然后干燥结晶。使用开放
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