除尘脱硫一体化设备

第九章
除尘脱硫一体化设备
电晕放电除尘脱硫
电晕放电除尘脱硫设备
在低温常压条件，不加任何化学药品的前提下， 应用高能非平衡等离子体技术，可把有害气体SO2分解 成无害的氧气(O2)和单质硫(S)，且分解率高、能量消 耗低。实验装置如图所示，分解反应器7用不锈钢制 成，内壁涂有一层以Ni为母体的6种催化剂，电晕极为 不锈钢星形线材，长度为800mm。根据实验要求，用空 气压缩机以及SO2标准气瓶和粉体发生器2产生一定浓 度的烟尘。根据分解工艺，波形成型器13供给分解反 应中所需要的等离子体和控制定向反应的反应条件。 实验用 气体通过反应器内壁与电晕极之间形成的 活化区，气体进行分解反应。气体混合发生器将粉体 与SO2及空气进行模拟烟道外排烟气成分配气。粉体 回收器12收集电场回收的含有单质S微粒的粉尘。超 高压脉冲电源14输出(VD十Vc)经波形成形器13整形成 所需要的脉冲电压加到电晕极10上，超高压脉冲电源 中直流成分VD可根据分解条件进行调整，脉冲交流电 压VC的幅值为200～250kv，频率1000Hz，它能提供 分解反应中所需要的等离子体和定向化学反应的控制 条件。
（一）卧式网膜塔除尘脱硫装置
2、卧式网膜塔的应用 网膜塔除尘脱硫装置的主要特点是阻力小，对微细粉尘
有较高的捕集效率，有较强的适用性，既适用于层燃锅炉，又
适用于排尘浓度很高的沸腾炉、循环硫化床和抛煤炉等。
（二）喷射式吸收塔除尘脱硫装置
1、工作原理 喷射式吸收塔也是一种新型实用除尘脱硫装 置，其工作原理是把气流的动能传递给吸收液并使 其雾化，因此气液是同向流动的。喷射式吸收塔的 构造如图所示，烟气从塔顶进入气液分配段1，吸 收液经环形管进入此段下部，均匀送入杯型喷嘴 2，沿其内壁呈液膜向下流动。当气流穿过喷嘴 时，流速逐渐增大，流出喷嘴突然扩散，将液膜雾 化。在吸收管段3形成极大的气液接触面积。气液 混合流体在分离段4速度降低，液荫靠惯性力作用 落入塔底部，经排液管5排出。净化后的烟气经排 出管6排至烟囱。或者在排出管6出口加设脱水除雾 装置后直接排入大气。
电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用 应用分析：
(1)建设投资：如在300MW发电机组全规模烟气量进行电子束脱硫 脱氮，则单位造价可控制在800元／kW以内，投资规模适度。
(2)脱除效率：可按脱硫率90％~95％与脱硝率≥60％设计。
(3)运行成本：成都电厂示范项目在设计烟气SO2浓度下运行，测算 的每kwh电的脱硫费用为0.013元，是完全可以承受的。 (4)设备国产化：按成都电厂示范项目设备总费用计算，国产化率 为61.4％。 (5)副产品：固体副产品可全部提供农业应用。无废水排放。
H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4
HNO3 + NH3 → NH4NO3
SO2+2NH3+H2O+1/2O2 → (NH4)2SO4
从电子束照射到硫酸铵、硝酸铵生成所需的时间极短，仅约1秒。
净化SO2和NOx的工艺流程
净化SO2和NOx的影响因素
①烟气温度：
随温度升高SO2的脱除率下降，而对NOX的脱除影响 较小。一般控制在100～200℃，使烟气温度在露点温度以上。
（三）SHG型除尘脱硫装置
3 、主要技术指标及其选用 (1)主要技术指标 ①除尘效率：＞95％，可满足一类地区标准 ②脱硫效率：高硫煤为70％～80％；中、低硫媒为80％～90％ ③设备阻力：1200～1500Pa ④液气比：0.3～0.5L／m3 (2)装置的特点及其选用 该装置的主要特点是液气比较小，塔内持液量较大，气液 接触充分。因液气比小、液量小，因而循环池的容积也小，可 节省循环池的占地面积和投资。因气液接触充分了传质过程， 所以有较高的陈尘脱硫效率。 该装置适用范围是：装机容量为6t／h以下，燃煤方式为层 燃炉，硫和高硫分煤。
电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用
运行状况：
中日合作成都电厂 EBA 示范装置投运以来，运行状况达到预期效 果。以1998年5月22日~5月24日平均值为例，烟气量30.0833×104m3/h ，烟气入口SO2浓度4358mg/m3 ，出口526mg/m3 ，脱硫率88％。
副产品养分(即含氮量)为18％~20％，经检测副产品重金属含量远 低于农用粉煤灰重金属含量国家标准。植物盆裁与农田试验的初步结 果表明：该副产品对种子发芽和作物生长均无不良影响，其肥效与等 氮量的尿素、硫酸铵相当。因其含有硫素营养，对缺硫土壤和需硫量 高的作物更为适宜。副产品作为复合肥生产原料已投放市场，可全部 农业应用。
（一）卧式网膜塔除尘脱硫装置
1、工作原理
该装置主体设备是一卧式网膜塔，配套设 备包括循环水池、水泵等，如图所示。从其结 构上看网膜塔内部可分为四部分——雾化段、 冲击段、筛网段和脱水段。 雾化段的主要作用是使烟气降温和使微细 粉尘凝并成较大颗粒；冲击段主要作用是除 尘，同时也有使部分微细粉尘凝并的作用；筛 网段由若干片筛网组成，网上端布水，网上形 成均匀水膜，烟气穿过液膜，激起水滴、水 花、水雾等，造成气液充分接触的条件，该段 的作用一是脱硫，二是除去微细粉尘；脱水段 的主要作用是脱水，防止烟气带水影响引风机 正常远行。
NO2+OH NO2 OH HNO3
净化SO2和NOx的基本原理
（3）硫酸铵与硝酸铵的生成
已生成的硫酸和硝酸再与电子束照射以前喷入的氨 (NH 3 ) 进 行中和反应，分别生成硫酸铵 [(NH4)2SO4)和硝酸铵(NH4NO3))的 粉状微粒，若有尚未反应的剩余的SO2和NH3时，可分别在上述微 粒表面进一步进行热化学反应，从而SO2和NH3的一部分会生成硫 酸铵、硝酸铵：
第九章
除尘脱硫一体化设备
电子束照射法
电子束照射法（EBA）
高能电子活化氧化法：是利用高能电子撞击烟气中的
H2O、O2等分子，产生氧化性很强的自由基，将烟气中 SO2转化为SO3，并生成H2SO4，将NO转化为NO2，并生 成HNO3。
分类：
电子束照射法（EBA） 脉冲电晕等离子体法（PPCP）
湿式除尘脱硫一体化装置设备
针对发展中国家投入到烟气脱硫的资金不多，特别是面广 量大的中小型锅炉用户，对排烟脱硫费用承受能力有限，又不 便于集中统一管理实际情况，开发一种投资省，运行费用低， 便于维护，适合我国国情的除尘脱硫装置，即一台设备同时除 尘又脱硫，从而降低系统的投资费用和占地面积。对此原则 是：首先要求主体设备“低阻高效”。在不增加动力的前提 下，对细微尘粒有较高的扑集效率和较强的脱硫功能；其次是 采用来源广价格低廉的脱琉剂，包括可利用的碱性废渣、废水 等，从而降低运行费用。
除尘脱硫一体化设备

脱硫除尘一体化技术方案具有经济、简便、
效率较高、切实可行等特点。能够一举两得地
实现二氧化硫和粉尘排放的双达标,对于配备湿
式除尘器的中小型及老电厂机组的环保改造具
有实用意义。在当前的环保要求形势下,对于选
择适合我国国情的脱硫方案,也具有重要的指导
意义。
除尘脱硫一体化设备
湿式除尘脱硫
（三）SHG型除尘脱硫装置
1、工作原理 SHG型除尘脱硫装置其主体设备为一立式塔，塔内兼用了 干、湿结合的结构型式，下部为干式除尘段，中部装有筛板， 上部是脱水装置，出口处还设有除雾装置。 干式除尘段的主要作用是除去颗粒较大的粉尘，并经干 灰斗定时排出。筛板上布吸收液，在烟气的冲击作用下呈沸腾 状，其主要作用是脱除SO2和除去微细粉尘。脱水装置的主要 作用是脱水，防止烟气带水。除雾器的作用是防止烟气中蒸汽 凝成的水珠被带出。 由于采用了干湿相结合的结构型式，大部分粉尘被预先除 去，因而筛板上粉尘的负荷较小．循环池中沉渣量也相应减 少。特别适用于6t/h以下小型层燃锅炉配套使用。
化不大。随着NH3添加量的增加尾气中的NH3浓度会相应增加。因此 ，NH3过剩量不易太大。
电子束照射法技术特点
①电子束透过力、贯穿力强，经屏蔽后可在反应室内集
中供给高能量辐照烟气。反应速度快、时间短；

②在同一反应室内同时脱硫与脱硝； ③为干法过程，无废水排放； ④生成的副产品可的变化适应性强；
⑥实现了自动控制，操作较简便。
电子束照射法烟气脱硫脱销技术的研究和应用
电子束烟气脱硫脱氮技术是一项物理与化学紧密结合 的高新技术，国外 70 年代初期就开始了探索研究。日本 荏原制作所在 1970 年即开始研究电子束法脱除烟气中的 SO2与NOx，1973年建成模拟气体和重油燃烧烟气的小试装 置；随后研究证明了电子束照射法可同时脱硫和脱氮； 经中试研究进一步掌握了实际设备所需的各项定量参数 ，长期运转中试设备的可靠性，并能适应严格的环保标 准规定。对副产品的硫酸铵 ( 含极少量硝酸铵 ) 进行的植 物裁培试验表明：脱硫副产品具有与销售氮肥相同的质 量，对植物的发育无不良影响。至此，电厂烟气电子束 脱硫工业性试验的条件已完全具备。
（三）SHG型除尘脱硫装置
2、除尘脱硫工艺流程
除尘脱硫工艺流程如图所示，含尘烟 气由塔的中部进入干式除尘段，除去大部 分粉尘的烟气由中间芯管上升到筛板段， 在筛板段除去微细粉尘和SO2。循环池中 的沉淀物定时清除，干灰斗中的粉尘定时 放出。该流程适用于碱性、双碱法及液相 催化氧化法脱硫。 影响除尘脱硫效率的主要因素包括空 塔速度、吸收液的pH值、液气比等。空塔 速度是在设计时确定的。液气比、吸收液 的PH值等则是根据实际需要在设备运行中 加以控制的。
（二）喷射式吸收塔除尘脱硫装置
2、主要技术指标及其选用 (1)主要技术指标 ①喷嘴下口烟气流速为26～30m／s；②吸收段截面上烟气流速 为5～7m／s；③气液分离段烟气流速低于1.5m／s；④液气比 为1～2；⑤吸收段高与塔径比为5～7；⑥塔的气流阻力为 980Pa左右。 (2)装置评价及其设计 喷射式吸收塔的优点是烟气穿塔速度高，因此处理同样烟 气量塔的体积小；塔的结构简单、没有活动和易损部件；能处 理含尘烟气，不易堵塞；维护管理方便；对易溶性气体的净化 效率较高。缺点是气流阻力较大。在安装杯型喷嘴时，应保证 喷嘴上绿在一个水平面上，以便吸收液均匀溢流．否则将影响 雾化效果。