烟气处理工艺

1.烟气除尘由燃料及其他物质燃烧过程产生的烟尘，以及对固体物料破碎、筛分和输送等机械过程产生的烟尘，除尘就是把这些粒子从烟尘中分离出来并加以捕集、回收的过程。1.1湿式除尘湿式除尘是利用洗涤液（一般为水）与含尘气体充分接触，将尘粒洗涤下来而使气体净化的方法。可以有效地除去直径为0.1~2010μm的液态或固态粒子，亦能除去气态污染物。1.1.1工作原理当引风机启动以后除尘器内空气迅速排出，与此同时含尘气体受大气压的作用沿烟道进入除尘器内部，与反射喷淋装置喷出的洗涤水雾充分混合，烟气中的细微尘粒凝并成粗大的聚合体，在导向器的作用下，气流高速冲进水斗的洗涤液中，液面产生大量的泡沫并形成水膜，使含尘烟气与洗涤液有充分时间相互作用捕捉烟气中的粉尘颗粒。烟气中的二氧化硫具有很强的亲水性，在碱性溶液的吸收中合下，达到除尘脱硫的效果。净化后的烟气经三级气液分离装置除去水雾，由烟囱排入空中。污水可排入锅炉除渣机或排入循环水池，经沉淀、中和在生后循环使用，污泥由除渣机排出或由其他装置清出。1.1.2优点效率高，除尘器结构简单，造价低，占地面积小，操作维修方便，特别适宜于处理高温、高湿、易燃、易爆的含尘气体。对于化工、喷漆、喷釉、颜料等行业产生的带有水份、粘性和刺激性气味的灰尘是最理想的除尘方式。因为不仅可除去灰尘，还可利用水除去一部分异味,如果是有害性气体（如少量的二氧化硫、盐酸雾……等），可在洗涤液中配制吸收剂吸收。1.1.3缺点①有洗涤污泥，要解决污泥和污水问题；②设备需要选择耐腐蚀材质；③动力消耗较大；④北方或者寒冷地区需要考虑设备防冻。1.1.4适用范围湿式脱硫除尘器广泛用于冶金、矿山、发电、供热等行业，对于电站锅炉、工业锅炉、采暖锅炉及工业窑炉都有很高的除尘脱硫效果。排放浓度达到了国家环境保护标准《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001的要求。1.1.5湿式除尘器根据湿式除尘器的净化机理，可将其大致分成七类：①重力喷雾洗涤器；②旋风洗涤器；③自激喷雾洗涤器；④板式洗涤器；⑤填料洗涤器；⑥文丘里洗涤器；⑦机械诱导喷雾洗涤器。1.2旋风式除尘旋风除尘是利用旋转的含尘气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离出来的过程。用来分离粒径大于10μm的尘粒。1.2.1工作原理当含尘气流由进气管进入旋风除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁和圆筒体成螺旋向下，朝锥体流动，通常称此为外旋流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的颗粒甩向器壁，颗粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁而下落，进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到达椎体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢，其切向速度不断提高。当气流到达椎体下端某一位置时，便以同样的旋转方向在旋风除尘器中由下回旋而上，继续做螺旋运动。最终，净化气体经排气管排除器外，通常称此为内旋流。一部分未被捕集的颗粒也随之排出。收尘量大，投资低,运行费用少.但对细小尘粒效果较差.1.2.2优点结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，能适用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。1.2.3缺点效率80%左右，捕集5μm颗粒的效率不高。1.1.4适用范围粉尘浓度较高时，一般作为多级除尘预除尘用。1.1.5旋风除尘器1.3袋式除尘布袋除尘器也称为过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器，它是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。1.3.1工作原理布袋除尘器是一种干式除尘装置,它适用于捕集细小、干燥非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入布袋除尘器，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。布袋除尘器结构主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体（灰斗）、清灰系统和排灰机构等部分组成。布袋除尘器性能的好坏，除了正确选择滤袋材料外，清灰系统对布袋除尘器起着决定性的作用。为此，清灰方法是区分布袋除尘器的特性之一，也是布袋除尘器运行中重要的一环。1.3.2优点1）除尘效率很高，一般都可以达到99%，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘颗粒，能满足严格的环保要求。2）性能稳定。处理风量、气体含尘量、温度等工作条件的变化3）粉尘处理容易。袋式除尘器是一种干式净化设备，不需用水，所以不存在污水处理或泥浆处理问题，收集的粉尘容易回收利用。4）使用灵活。处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以作为直接设于室内、附近的小型机组，也可做成大型的除尘室。5）结构比较简单，运行比较稳定，初始投资较少，维护方便。1.3.3缺点1）承受温度的能力有一定极限。棉织和毛织滤料耐温在80-95度，合成纤维滤料耐温200-260度，玻璃纤维滤料耐温280度。在净化温度更高的烟气时，必须采取措施降低烟气的温度。2）有的烟气含水分较多，或者所携粉尘有较强的吸湿性，往往导致滤袋黏结、堵塞滤料。为保证袋式除尘器正常工作，必须采取必要的保温措施以保证气体中的水分不会凝结。3）某些类型的袋式除尘器工人工作条件差，检查和更换滤袋时需要进入箱体。4）对5微米以下的尘粒效果甚微。1.3.4适用范围炼铁厂、炼钢厂、铁合金厂、耐火厂、铸造厂、发电厂等的烟气治理除尘系统。垃圾焚烧炉、燃煤锅炉、流体化床锅炉等烟气过滤。沥青混凝土搅拌，建材、水泥陶瓷、石灰、石膏等生产场所。铝电解、铅、锡、锌、铜及其他稀有金属的冶炼烟气过滤，微细物料回收，液、固分离。化工、焦炭、炭黑、染料、制药、塑胶等领域的液固分离及微细物料回收。采矿、粮食加工、面粉、电子行业、木材加工等的灰尘治理和净化收集。1.3.5袋式除尘器1.4静电收尘1.4.1工作原理气体除尘方法的一种。含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。当然近年来通过技术创新，也有采用负极板集尘的方式。1.4.2优点1）除尘效率能捕集1um以下的细微粉尘，可控制一个合理的除尘效率。2）具有高效低阻的特点，电除尘器压力损失仅100～200Pa。3）处理烟气量大，可用于高温（可高达500℃）、高压和高湿的场合，能连续运转。1.4.3缺点1）设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，通常高压供电设备的输出峰值电压为70～100KV，故投资高。2）制造、安装和管理的技术水平要求较高。3）此外,对初始浓度大于30g/cm3的含尘气体需设置预处理装置.4）除尘效率受粉尘比电阻影响大，一般对比电阻小于104～105Ω·cm或大于1012～1015Ω·cm的粉尘,若不采取一定措施,除尘效率将受到影响.1.4.4适用范围常用于以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘。冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物，现在也有可以用于家居的除尘灭菌产品。1.4.5静电除尘器2.烟气脱硫烟气脱硫（Fluegasdesulfurization，简称FGD）指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。LCFB—FGD循环流化床脱硫技术锅炉排出的烟气直接进入流化床反应塔与塔内高浓度的脱硫剂反应，完成脱硫。脱硫后的烟气进入电除尘器除尘净化后，经引风机，由烟囱排出。优点第一、系统阻力低，确保锅炉正常运行；第二、断面风速高，床体瘦长，占地少，有利于现有电站锅炉的烟气脱硫剂技术改造第三、负荷调节比例大，负荷调节快，适合负荷动大的场合；第四、系统对烟气的含尘要求不高，系统不运行时，可直接作为烟道使用，系统的可用率高。缺点。第一、脱硫效率相对较低，国内目前运行的系统中脱硫效率基本在80％左右；第二、适应范围较小，适用范围为一炉一塔或二炉一塔，对多炉一塔则系统的稳定性较差；第三、脱硫产物由于含量复杂，基本无法利用。3可再生胺脱硫技术CANSOLV可再生胺脱硫技术是湿法回收法，使用专利胺液循环高效吸收烟气中的S0。，效率可高达99％以上。根据汽提原理，利用工厂的低压蒸汽加热吸收了s0的胺液，将纯S0气体从胺液中解吸出来，得到的高纯度饱和S0气体可用来制酸或硫磺，而再生出来的胺液回到系统循环再用。2.1石灰石石膏法2.1.1工作原理采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。2.1.2优点适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置Ca/S=1时，脱硫效率大于90%）、吸收剂利用率高（可大于90%）、设备运转率高（可达90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。2.1.3缺点初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物—石膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理。2.1.4工艺流程锅炉/窑炉—除尘器—引风机—吸收塔—烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。系统一般装3-5台浆液循环泵，每台循环泵对应一层雾化喷淋层。当只有一台机组运行时或负荷较小时，可以停运1-2层喷淋层，此时系统仍保持较高的液气比，从而可达到所需的脱硫效果。吸收区上部装二级除雾器，除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。吸收SO2后的浆液进入循环氧化区，在循环氧化区中，亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的石灰石浆液，用于补充被消耗掉的石灰石，使吸收浆液保持一定的pH值。反应生成物浆液达到一定密度时排至脱硫副产品系统，经过脱水形成石膏。2.2电石渣-石膏法2.3半干法2.4氧化镁法2.4.1工作原理工艺系统主要包括：烟气系统、二氧化硫吸收系统、脱硫剂浆液制备系统、副产物处理系统、事故浆液系统、工艺水系统等。2.4.2优点1）技术成熟，运行可靠。氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺。在日本和美国，氧化镁脱硫在各工业领域得到一定应用。并且目前在国内也已有使用，但副产品抛弃不回收；2）脱硫效率高。在化学反应活性方面氧化镁要大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其他条件相同的情况下，氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率，一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95％～98％；第三、副产物有利用前景。副产品亚硫酸镁是造纸工业的化工原料，亚硫酸镁、硫酸镁是重要的肥料，可以生产含镁复合肥。2.4.3缺点1）副产品回收困难。因MgS04。和MgS04在水中的溶解度较高，如采用蒸发结晶的办法将消耗大量能源。对于本项目最经济的办法就是加入生石灰CaO，此法实际上就是“双碱法”。其最终副产品也是石膏；2）到目前为止，国内还没有带回收副产品的镁法脱硫装置；3）镁法脱硫工艺成立的前提是：副产品有市场，能回收再利用。其出路有造纸业(MgSO4。)和硫酸生产厂。2.5氨法脱硫2.