水膜除尘器技术文件讲解-共26页

型煤烘干尾气除尘工程

技术文件

汨罗环保

二O 一六年四月

目录

第一章总论 (04)

第一节项目概述 (04)

第二节设计依据及设计参数 (05)

第三节设计原则 (06)

第二章燃煤炉窑烟气除尘治理工艺选择 (07)

第一节除尘方法选择原则 (07)

第二节炉窑烟气除尘处理工艺选择 (08)

第三节湿式除尘装置发展概况 (08)

第三章湿法烟气除尘技术 (09)

第一节湿法烟气除尘器的要求 (09)

第二节湿法烟气除尘须注意的问题 (09)

第四章SPX-65 型除尘器设备简介 (11)

第一节除尘器除尘工艺流程 (11)

第二节设备性能 (12)

第三节主体简介 (12)

第四节技术原理 (14)

第五节技术创新 (15)

第六节除尘原理 (17)

第七节液气分离原理 (19)

第五章设备技术指标与设计制造标准及结构材料 (19)

第一节SPX-65 型设备技术指标 (19)

第二节设计、制造、检验标准 (20)

第三节设备结构与材料 (20)

第四节SPX-65 型除尘塔材料清单 (21)

第一章总论

第一节项目概述

一、工程规模

本项目为：型煤烘干尾气除尘工程，生产过程中排出大量烟气，排烟温度约60℃，其烟气量为：201900m3/h，烟尘初始浓度：≤850mg/Nm3。

二、项目内容

尾气除尘工艺：采用湿式花岗石水膜除尘器除尘工艺。该除尘工艺系统主要由：花岗石水膜除尘器设备和除尘循环水处理系统组成。除尘系统按 201900m3/h

烟气量配套一台 SPX-60 型花岗石水膜除尘器设备和与除尘器配套的除尘循环水处理系统。

由于国家环保要求日益提高，单位各级领导对环境保护的重视，为了使该烘干炉排放烟气中的烟尘能达到新的环保要求排放，现决定对该烘干炉尾气进行除尘处理，结合烘干炉尾气含湿量大及现场实际情况，在达到环保要求的前提下，节省现场用地，节约系统投资成本。该尾气除尘设备采用湿式花岗石水膜除尘器设备，尾气除尘系统力求效率高、结构简单、操作管理方便和节省投资。我公司以丰富的工程经验及设计经验，结合贵单位实际情况，对该烘干炉尾气除尘工程进行工艺布置：

1、每台烘干炉配套一台 SPX-60型湿式花岗石水膜除尘器；

2、除尘器喷淋水采用沉淀后循环使用，无废水外排，无二次污染；

3、沉淀池采用除尘灰水 2 级自然沉淀，配套 2 级沉淀池规格：

第一级沉淀池规格：12400mm×4500mm×3000mm（长×宽×深）；

第二级沉淀池规格：12400mm×4500mm×3000mm（长×宽×深）

4、循环水系统

循环水系统由循环清水池、循环泵及相应管道、阀门组成；

循环池规格：9000mm×4400mm×3000m m（长×宽×深）；循

环泵：采用高位槽正压布置，泵体材料采用钢衬塑材料；循环泵规

格：型号：250UHB-ZK-B-450-35；

流量：300m3/h，扬程：35m，电机：90kw，

数量：2 台，运行方式：一用一备。

进出口尺寸：DN200mm×DN189mm。

5、出渣方式：沉淀池灰渣出渣方式采用电动抓渣机捞渣。

6、除尘系统操作简单，管理方便，无需专人操作。

7、运行费用低，投资省。

8、循环池补充水尽量利用厂内生产生活碱性废水，达到以废制废的目的。

9、花岗石水膜除尘器：

该烘干炉尾气除尘设备采用 SPX-60型花岗石湿式水膜除尘器设备，除尘器内装置采用 3 级 SPX 型旋流气动塔板除尘方式，除尘效率≥96%，烟尘排放浓度

≤50mg/Nm3，脱水采用 2 级 SPX 型旋流塔板脱水除雾方式，脱水效率≥98%，排放尾气含湿量≤75mg/Nm3。

第二节设计依据及设计参数

1、根据烘干炉的烟气量、粉尘浓度、烟气温度参数。

2、本公司所承建的具体工程经验及相关资料。

3、国家标准《炉窑大气污染排放标准》GB13271-2019 及由用户提供的当地环保要求。

4、用户提供的设计参数表

序号项目单位参数备注

1 烟气量m3 /h 201900

2 尾气温度℃60

3 参数烟尘浓度mg/Nm3850

第三节设计原则

除尘系统的总体设计原则是确保较高的除尘效率、较高的可用率，并保证安全可靠，对炉窑系统的运行操作无影响。为此，采用技术上成熟的工艺，操作上可靠性较高的设备是十分必要的。

1、除尘系统采用湿法烟气除尘工艺，对全部烟气进行 100%除尘。

2、在烘干炉 BMCR 工况下处理全烟气量时，除尘效率不小于 96％。

3、烟气除尘系统的使用寿命不低于主体机组的寿命（30 年）。

4、对于尾气除尘系统中的设备、管道、烟风道等，考虑防腐和防磨措施。烟风道的设计符合《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》(DL/T 5121-2019)

的规定，汽水管道符合《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL/T5054－2019）和《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（SDGJ6－90）中的要求。对于低温烟道的结构采用能保证有效的防腐形式。

5、所有在需要维护和检修的地方均设置平台和扶梯，平台扶梯的设计满足GB4053.1～GB4053.4 或《火电厂钢制平台扶梯设计技术规定》DLGJ158-2019 中的要求。

6、烟气除尘设备所产生的噪声控制在低于 85dB（A）的水平（距产生噪声设备 1 米处测量）。在烟气除尘装置控制室内的噪声水平低于 60dB（A）。

7、贯彻电力建设“安全可靠、经济实用、符合国情”的指导方针，严格执行设计合同的要求，精心设计，充分优化方案，使建造方案经济合理、可用率高，并在保证技术指标的前提下努力降低工程造价。

8、选择采用技术先进、经济合理的处理工艺，尽量减少工程投资。

11、精心布设系统的流程，尽量减少运行过程的物耗及能耗，降低运行成本。

12、处理系统运行稳定，运行管理便利，符合操作人员素质要求。

13、采用的设备材料先进可靠、防腐耐磨。

14、尽量节省建设用地，不造成二次污染。

第二章烘干炉尾气除尘治理工艺选择

第一节除尘方法选择原则

1、烟尘排放必须满足国家及地方标准。

2、设备占用空间适应原设备空间布置。

3、除尘率应据实情选择，但须技术成熟，运行可靠，操控简单，且有一定的技术发展空间。

4、对原设备改造尽量少，减少一次性投资。

5、能耗、物耗较少，运行费用低，吸收剂有较可靠的来源。

用户单位炉窑系统部分用于建设除尘设施的可用空间一般较小，故选择除尘工艺须做到除尘器占用空间少且效率高、捕尘速度快，系统烟风阻力较小，以保证最少的工程量、最省的工程投资，减少除尘设施对原有系统的影响，而除尘设施的附属设备，如循环泵等应可在除尘器附近的场地布置，所以新增建除尘设施系统能否与炉窑装置优化配套，是选择除尘工艺的第一关键要素。它直接影响着工程投资大小，除尘率的控制，设备的运行可靠性和运行费用的高低，除尘烟气及粉尘的特点，根据以上原则，对烘干炉尾气的除尘技术进行选择。

第二节烘干炉尾气粉尘处理工艺选择

根据炉窑尾气排尘量及其粒度分布的特点，以及几年来炉窑尾气治理经验与实例，除尘一般采用布袋除尘器形式。其优点是除尘效率高（≥99.99%），含尘烟气经布袋除尘器处理后粉尘能优于环保要求排放（≤30mg/Nm3），其缺点是整套系统阻力大（占地面积大），且不能处理含湿量较大的烘干炉尾气，容易造成敷袋，除尘器易腐蚀，维修量大，给用户带来后顾之忧。在此基础上，我公司研制的 SPX 型高效花岗石气动旋流塔板水膜除尘器，按主塔—副塔的全花岗石整体除尘的结构形式，充分发扬了其除尘效率高的优点，并在除尘技术上有了更新的突破，主要是能处理微米以上的粉尘颗粒。因此，贵单位烘干炉的尾气治理，采用 SPX 型高效花岗石气动旋流塔板水膜除尘器装置。

第三节湿式除尘除尘装置发展概况

为加快推动炉窑烟气除尘工作，自 20 世纪 80 年代以来 ,我公司开展了一些大规模的烟气除尘研究开发工作，已将湿式除尘设备更加广泛地推广、应用。

我公司设计、制造的 SPX 型工业炉窑尾气湿式除尘设备除尘效率高，对细尘有很高的捕集性能。通过近十几年在结构上的不断改进，技术上的不断更新，由

70-80 年代单一的水膜除尘器发展为今天的高效、低阻的集消烟、除尘、脱硫一体化设备，目前我公司对湿式除尘、除尘设备的结构、耐腐蚀材料，灰分分离系统等单项技术的研究取得一定的进展，并发展到湿式除尘设备系统成套技术的应用研究。我公司研制生产的 SPX 型高效花岗石气动旋流塔板水膜除尘器的除尘效率不仅能与电除尘器相媲美，而且还能适应这些除尘器所不能胜任的除尘条件。它对净化高湿、高温、高比阻、易燃、易爆的含尘气体同样且有很高的除尘效率。随着环保部门各项要求的不断提高，标志着我国除尘技术发展到了一个新的阶段，对解决我国炉窑尾气污染和改善我国城市大气环境质量有重要的现实意义。

第三章湿法烟气除尘器技术

第一节湿法烟气除尘塔的要求

用于工业炉窑尾气除尘的小型除尘装置多称为除尘器。在除尘器中，应用水洗涤含尘的烟气，对烟气中的烟尘进行捕捉。为了强化捕捉过程，提高除尘效率，降低设备的投资和运行费用，除尘器应满足以下的基本要求：

1、气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；

2、气液间扰动强烈，捕捉阻力小，对烟尘的捕捉效率高；

3、操作稳定，要有合适的操作弹性；

4、气流通过时的压降要小；

5、结构简单，制造及维修方便，造价低廉，使用寿命长；

6、不结垢，不堵塞，耐磨损，耐腐蚀；

7、能耗低，不产生二次污染。

尾气中烟尘的净化过程，处理的是低浓度烟尘烟气，烟气量相当大，要求瞬间内连续不断地高效净化烟气。因而选用气相为连续相、湍流程度高、相界面较大的气动旋流装置与除尘器匹配比较合适。通常，喷淋塔、填料塔、喷雾塔、板式塔等能满足这些要求。其中，旋流塔因其气液接触时间和气液比均可在较大的范围内调节，结构简单，在烟气除尘中获得广泛地应用。

第二节湿法烟气除尘须注意的问题

一、结垢和堵塞

在湿法烟气除尘中，设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞，已成为一些除尘设备能否正常长期运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结构的机理，影响结构和造成堵塞的因素，然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。

一些常见的防止结垢和堵塞的方法有：在工艺操作上，控制吸收液中水份蒸

发速度和蒸发量；控制溶液的 PH 值；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；

保持溶液有一定的晶种；设备结构要作特殊设计，例如流动床洗涤塔比固定填充洗涤塔不易结垢和堵塞；选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作除尘设备。

二、腐蚀及磨损

煤炭燃烧时除生成 SO2以外，还生成少量的 SO3，烟气中 SO3的浓度为 10～40ppm。由于烟气中含有水（4%～12%），生成的 SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度

较低时，硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上，或溶解于洗涤液中。这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。解决方法主要有：采用耐腐蚀材料制作除尘塔，如采用花岗石材料、不锈钢材料等制作除尘塔及有关设备。

含有烟尘的烟气高速穿过除尘设备，在除尘塔内同吸收液湍流搅动接触，设备磨损相当严重。解决的主要方法有：采用合理的工艺过程设计，如烟气进入除尘塔前要控制烟气流速，以减少高速流动烟尘对设备的磨损；采用耐磨的花岗石材料制作除尘塔，以及设备内壁内衬或涂敷耐磨损材料。近年来，我国燃煤工业炉窑烟气除尘技术中，除尘塔的防腐及耐磨损采用花岗石材料已取得显著进展，致使烟气除尘设备的运转率大大提高。

三、烟气脱水除雾

1、烟气带水的产生

在湿法水膜除尘中，首先讲究的就是气—液充分接触，湿法除尘塔在运行过程中，易产生粒径为 10～60 微米的“水雾”。“水雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐等，如不妥善解决，同时也造成引风机的严重腐蚀。因此，工艺上对除尘设备提出除雾的要求。被净化的气体在离开除尘塔之前要进行除雾。通常，除雾器多设在除尘塔的顶部，当烟气充分与水接触后，烟气的携带能力足以将 20μm 直径的水雾携带走，如果没有好的分离装置，势必造成机械带水。另外，处于水汽饱和态的烟气经过烟道壁与外界环境（特别是北方冬季）进行温差换热

后，会产生凝结水，也称作汽相带水。

2、烟气带水的危害

烟气带水的危害带来烟道的腐蚀，烟囱冒白气等问题，而严重的是这部分水

是与烟尘紧密相连的，不可分离形成一种粘灰，它的危害首先是堵塞系统，这些粘灰会积聚于烟道转变外，引风机风门外，烟囱进口处，造成系统阻力增大，炉窑正常燃烧甚至出力降低。第二是危及引风机的安全运行。会造成引风机污染积灰平均而振动，损坏设备。净化除雾后烟气中残余的水分一般不得超过

75mg/Nm3，更不允许超过 200mg/m3，否则腐蚀烟道和风机。

3、烟气带水问题的解决

我公司研发的高效脱水装置，成功地应用于水膜除尘器设备中，连续运行六年无故障,无检修，效果良好。也应用在本方案中向采用，能彻底解决烟气的机械带水和汽相带水问题。该设备的除雾脱水系统由脱水器、除雾器、防带水槽、脱水环、挡水檐、螺旋倒锥体组成。分布在每级净化装置中，当饱和水蒸气的烟气逐级通过除雾、脱水系统时，受离心力的作用，烟气中的液滴被甩向塔壁后下落，大大降低了烟气中的含湿量，避免了烟气中饱和水蒸气对引风机的侵蚀,使净化后的气体排入大气时容易扩散，确保排放烟气含湿量小于75mg/Nm3。

第四章SPX-60 型旋流除尘器设备简介

第一节SPX-60型除尘器除尘工艺流程烘干炉尾气经进入除尘主塔。在除尘主塔内烟气旋转向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流、错流方式洗涤。循环浆液通过循环泵向上输送到喷淋层，通过喷嘴、SPX 型旋流塔板进行雾化，可使气体和液体得以充分接触，循环浆液则通过喷淋层内设置的喷嘴喷射到旋流塔板层，以便捕捉烟气中的粉尘。

经过净化处理的烟气经2级脱水除雾装置，在此处将清洁烟气中所携带的液雾滴去除,最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。