《除塵脫硫設備》PPT課件

《《除塵脫硫設備》PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《除塵脫硫設備》PPT課件（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 五 章 除塵脫硫設備 5.1.1除塵裝置的基本概況 5.1.1.1 分類 除 塵 裝 置 是 廢 氣 處 理 工 程 中 最 常 用 的 一 種 設 備 ， 按 除塵 的 主 要 機 理 ， 一 般 分 為 五 類 ： 1. 機 械 力 除 塵 器 該 類 除 塵 器 是 利 用 質 量 力(重 力 、 慣 性 力 和 離 心 力 等 )的 作 用 從 含 塵 氣 流 中 分 離塵 粒 的 裝 置 ， 有 重 力 沉 降 室 、 慣 性 除 塵 器 和 旋 風 除 塵器 。 2. 過 濾 式 除 塵 器 該 類 除 塵 器 是 使 含 塵 氣 流通 過 織 物 或 多 孔 的 填 料 層

2、進 行 過 濾 分 離 的 裝 置 ， 主 要有 袋 式 除 塵 器 、 顆 粒 層 除 塵 器 等 。 3. 電 除 塵 器 主 要 是 利 用 高 壓 電 場 使 塵 粒 荷 電 ，在 庫 侖 力 的 作 用 下 使 粉 塵 與 氣 流 分 離 ， 一 般 分 有 干 式和 濕 式 兩 類 。 根 據(jù) 荷 電 和 分 離 區(qū) 的 空 間 布 置 不 同 ， 也可 分 為 單 區(qū) 和 雙 區(qū) 電 除 塵 器 。 4. 濕 式 除 塵 器 該 類 除 塵 器 是 利 用 液 滴 或 液膜 將 塵 粒 從 含 塵 氣 流 中 分 離 出 來 的 裝 置 ， 可 分 為 沖 擊式 、 泡 沫 塔

3、、 文 氏 管 等 除 塵 器 。 5. 組 合 式 除 塵 器 該 除 塵 器 主 要 是 利 用 多 種凈 化 機 理 的 綜 合 凈 化 。 一 般 由 機 械 與 過 濾 ； 機 械 與 靜電 、 濕 式 與 凈 電 等 組 合 方 式 . 5.1.1.2除塵器的選擇 正 確 選 擇 與 使 用 各 種 除 塵 器 ， 不 僅 可 以 提 高 產 品 質 量 和 降 低 生產 成 本 ， 而 且 也 是 控 制 粉 塵 污 染 的 重 要 措 施 。 而 錯 誤 的 選 擇 往 往 會引 起 除 塵 器 的 性 能 惡 化 ， 甚 至 不 能 使 用 。 除 塵 器 選 擇 方 法 和

4、 步 驟 : 5.1.2 機械式除塵器 5.1.2.1重力沉降室 重 力 沉 降 室 的 工 作 原 理 是 ： 含 塵 氣 體 進 入 空 室 后 ，氣 體 流 速 大 大 降 低 ， 塵 粒 依靠 自 身 重 力 作 用 而 自 然 沉 降 ，并 與 氣 流 分 離 。 沉 降 室 在 實際 運 行 時 ， 在 室 內 都 加 設 各種 擋 塵 裝 置 ， 以 提 高 除 塵 效率 ， 如 圖 5-3所 示 。 圖 5-2 水 平 氣 流 沉 降 室 圖 5-3 沉 降室 的 結 構 形 式（ a） 空 降 室 ；（ b） 人 字 形 擋墻 ；（ c） 平 行 隔板 ；（ d） 人 字 形

5、擋 墻 +平 行 隔 板（ e） 垂 直 形 擋墻 ；（ f） 水 平 形擋 墻 ；（ g） 人 字 形 +兩 短 墻 ； （ h） 人 字 形 +兩 短 墻 +水 平 隔 板 二 、 垂 直 氣 流 沉 降 室垂 直 氣 流 沉 降 室 如 下 圖 示 。 當 氣 流 從 管 道 進 入 沉 降 室 后 ， 由 于 截 面 擴 大 降 低 了 氣流 速 度 ， 使 沉 降 速 度 大 于 氣 流 速 度 的 塵 粒 沉 降 下 來 。 圖 5-4a是 最 簡 單 的 一 種 ， 塵粒 沉 降 在 入 口 周 圍 ， 需 定 期 停 止 排 塵 設 備 的 運 行 以 便 清 除 積 塵 。

6、圖 5-4b和 圖 5-4c兩 種 沉 降 室 分 別 設 置 反 射 板 2和 導 流 錐 4， 以 提 高 除 塵 效 率 。 除 下 的 塵 粒 可 通 過 下灰 管 進 入 灰 斗 。 圖 5-4 垂 直 氣 流 沉 降 室 示 意 圖a） 屋 頂 式 b） 擴 大 煙 囪 式 c） 帶 導 流 錐 的 沉 降 室 1-煙 道 2-反 射 板 3-耐 火 涂 料 4-倒 流 錐 5-斜 板 6-下 灰 管 5.1.2.2 慣性除塵器 慣 性 除 塵 器 是 使 含 塵 氣 流 沖 擊 擋 板 ， 氣 流 方 向 發(fā) 生 急 劇 改 變 ， 借 助 塵 粒 本 身慣 性 力 的 作 用

7、， 將 粉 塵 分 離 下 來 的 一 種 除 塵 裝 置 。 它 一 般 多 用 于 密 度 大 、 顆 粒 粗的 金 屬 和 礦 物 性 粉 塵 的 處 理 ， 對 密 度 小 、 顆 粒 細 的 粉 塵 及 粘 結 性 和 纖 維 性 粉 塵 ，則 因 易 堵 塞 而 不 宜 采 用 。 一 、 反 轉 式 慣 性 除 塵 器圖 5-5為 常 見 的 幾 種 反 轉 式 慣 性 除 塵 器 結 構 示 意 圖 ， a)為 彎 管 型 ， b)為百 葉 窗 型 ， c)為 多 層 隔 板 塔 。彎 管 型 和 百 葉 窗型 反 轉 式 除 塵 裝置 和 沖 擊 式 慣 性除 塵 裝 置 一

8、 樣 都適 于 煙 道 除 塵 ， 塔 式 除 塵 裝 置 主要 用 于 煙 霧 的 分離 ， 它 可 以 分 離幾 個 微 米 粒 徑 的霧 滴 。 二 、 沖 擊 式 慣 性 除 塵 器圖 5-6為 沖 擊 式 慣 性 除 塵 器 結 構 示 意 圖 ， 其 中 圖 5-6a為 單 級 沖 擊 式 慣 性 除 塵 器 ，圖 5-6b為 多 級 沖 擊 式 慣 性 除 塵 器 ，圖 5-6c為 迷 宮 型 （ 帶 噴 嘴 ） 慣 性 除 塵 器 。 前 兩 種 型 式 的慣 性 除 塵 器 中 ， 沿氣 流 運 動 的 方 向 上設 置 一 級 或 多 級 隔板 ， 使 氣 體 中 的 塵粒

9、 沖 撞 隔 板 而 被 分離 。 迷 宮 型 （ 帶 噴嘴 ） 慣 性 除 塵 器 裝有 噴 嘴 ， 可 以 增 加 氣 體 的 沖 撞 次 數(shù) ，增 大 除 塵 效 率 5.1.3.3 脫水裝置 濕 式 除 塵 器 的 脫 水 裝 置 又 稱 氣 液 分 離 裝 置 或 除 霧 器 。 當 用 濕 法 治 理 煙 塵 和 其 他 有 害 氣 體 時 ， 從 處 理 設 備 排出 的 氣 體 常 常 夾 帶 有 塵 和 其 他 有 害 物 質 的 液 滴 。 為 了 防 止 含 有 塵 或 其 他 有 害 物 質 的 液 滴 進 人 大 氣 ， 在洗 滌 器 后 面 一 般 都 裝 有 脫

10、水 裝 置 ， 把 液 滴 從 氣 流 中 分離 出 來 。 脫 水 器 的 脫 水 機 理 類 似 除 塵 機 理 ， 例 如 重 力 沉 降 、 慣性 分 離 、 離 心 分 離 。 （ 一 ） 重 力 沉 降 法 脫 水 裝 置 重 力 沉 降 法 是 最 簡 單 的 一 種 方 法 ， 它 與 除 塵 的 重 力 沉降 室 完 全 相 同 ， 即 在 洗 滌 器 后 設 一 空 間 ， 氣 體 進 入 這空 間 后 因 流 速 降 低 ， 使 液 滴 依 靠 重 力 而 下 降 的 速 度 大于 氣 流 的 上 升 速 度 。 只 要 有 足 夠 的 高 度 ， 液 滴 就 可 以從

11、氣 體 中 沉 降 下 來 而 被 去 除 。 二 ） 碰 撞 法 脫 水 裝 置 碰 撞 法 是 一 種 用 得 比 較 廣 泛 的 脫 水 裝 置 ， 種 類 比 較 多 ， 幾 種 常 見的 脫 水 裝 置 見 下 圖 。 它 設 在 除 塵 器 的 出 口 ， 其 原 理 與 慣 性 除 塵 器 相同 ， 當 含 有 液 滴 的 氣 流 撞 擊 在 板 上 后 ， 液 滴 就 被 截 留 ， 氣 體 則 通 過脫 水 裝 置 而 排 入 大 氣 。 為 了 使 含 液滴 氣 流 撞 擊 板后 ， 不 再 形 成新 的 小 液 滴 并保 持 板 上 的 液膜 不 破 壞 ， 必須 控 制

12、 氣 流 的速 度 和 氣 流 與板 的 角 度 。 (三 )彎 頭 脫 水 器 彎 頭 脫 水 器 是 借 助 氣 流 在 彎 頭 中 折 轉 900或 1800角 時 產 生 的 離 心 力將 水 滴 甩 出 ， 主 要 用 于 文 氏 管 除 塵 器 的 脫 水 。下 圖 為 彎 頭 脫 水 器 的 一 種 形 式 。 通 過 文 氏 管 喉 口 的 高 速 氣 流 在擴 散 管 內 氣 流 速 度 不 斷 降 低 ， 而 水 滴 由 于 其 質 量 大 ， 在 慣 性 力 的 作用 下 ， 速 度 降 低 較 慢 ， 因 此 在 進入 彎 頭 脫 水 器 時 ， 水 滴 與 氣 流的

13、速 度 有 明 顯 差 別 。 當 氣 流 折轉 900時 ， 水 滴 由 于 慣 性 和 離 心力 被 甩 到 彎 頭 脫 水 器 的 底 部 ，由 排 水 槽 排 出 。 (四 ) 旋 風 脫 水 器 當 水 滴 較 細 而 又 要 求 脫 水效 率 高 時 ， 可 以 采 用 旋 風 脫水 器 。 根 據(jù) 脫 水 的 特 點 ， 可設 計 成 結 構 簡 單 ， 體 積 小 的旋 風 脫 水 器 ， 錐 底 頂 角 一 般為 1000， 圖 5-29為 其 中 的 一種 。 這 種 旋 風 筒 可 以 除 去 較 小的 液 滴 ， 常 設 在 文 氏 管 的 后面 。 圖 5-29 旋

14、風 脫 水 器 (五 )旋 流 板 脫 水 器 利 用 固 定 葉 片 使 氣 流 得 到 旋 轉 ， 從 而 在 離 心 力 作 用 下 將 水 滴 分 離的 裝 置 稱 為 旋 流 板 脫 水 器 ， 通 常 都 設 在 除 塵 器 的 出 口 處 。 這 種 脫 水 器 有 圓 柱形 和 圓 錐 形 兩 種 (見 下圖 )。 圓 錐 形 旋 流 板 消耗 金 屬 不 少 ， 壓 力 損失 小 ， 但 只 適 用 于 水汽 濃 度 不 超 過 0.8L/m3的 情 況 。 當 水 汽 濃 度達 3.0L/m 時 ， 則 須 采用 圓 形 旋 流 板 。 5.2脫硫設備 脫 硫 設 備 的

15、種 類 和 類 型 很 多 ， 根 據(jù) 所 選 用的 脫 硫 工 藝 的 不 同 ， 脫 硫 設 備 的 種 類 和 類型 也 不 同 。 在 傳 統(tǒng) 脫 硫 工 藝 中 ， 一 般 以 吸收 、 吸 附 、 反 應 設 備 為 主 。 脫 硫 工 藝 中 選用 的 吸 收 、 反 應 設 備 ， 其 結 構 類 型 與 第 二章 所 述 的 吸 收 、 吸 附 、 反 應 設 備 相 似 ， 只是 為 了 滿 足 防 腐 的 要 求 ， 設 備 的 材 料 不 同 。 濕 式 氨 法 脫 硫 技 術 基 本 原 理 氨 法 脫 硫 工 藝 主 要 有 兩 部 分 反 應 組 成 。 吸 收

16、過 程 ： 煙 氣 經 過 吸 收 塔 ， 其 中 的 SO被 吸 收 液 吸 收 ，并 生 成 亞 硫 酸 氨 與 硫 酸 氫 銨 ; 中 和 結 晶 ： 由 吸 收 產 生 的 高 溶 度 亞 硫 酸 氨 與 硫 酸 氫 銨 吸 收液 ， 先 經 灰 渣 過 濾 器 濾 去 煙 塵 ， 再 在 結 晶 反 應器 中 與 氨 起 中 和 反 應 ， 同 時 用 水 間 接 攪 拌 冷卻 ， 使 亞 硫 酸 銨 結 晶 析 出 . ， 濕 法 氨 水 洗 滌 脫 硫 工 藝 流 程 示 意 圖 5.2.3 煙氣脫硫設備的防腐 鍋 爐 排 放 的 煙 道 氣 一 般 溫 度 在 180 左 右

17、，相 對 濕 度 為 3%， 含 有 灰 分 及 各 種 腐 蝕 性 成分 ， 如 S02、 NO2、 HCl及 鹽 霧 等 。 在 脫 硫 過程 中 ， 又 具 有 酸 、 堿 介 質 交 替 的 特 性 ， 因此 設 備 腐 蝕 嚴 重 ， 防 腐 條 件 要 求 苛 刻 。 5.2.3.1 腐蝕機理及腐蝕環(huán)境分析1. 腐 蝕 機 理 分 析 鍋 爐 煙 道 氣 脫 硫 除 塵 設 備 腐 蝕 原 因 可 歸 納 為 四 類 ：一 是 化 學 腐 蝕 ， 即 煙 道 氣 中 的 腐 蝕 性 介 質 在 一 定 溫 度 下 與 鋼 鐵 發(fā)生 化 學 反 應 。 生 成 可 溶 性 鐵 鹽 ，

18、 使 金 屬 設 備 逐 漸 破 壞 。部 分 反 應 方 程 式 如 下 ：Fe+S02+H20 FeS03十 H2Fe+S02+02 FeS04 2HCI+Fe FeCl2十 H2其 二 是 電 化 學 腐 蝕 ， 如 濕 法 脫 硫 ， 金 屬 表 面 有 水 及 電 解 質 ， 其 表面 形 成 原 電 池 而 產 生 電 使 金 屬 逐 漸 銹 蝕 ， 特 別 在 焊 縫 接 點 處 更 易 發(fā)生 。 電 化 學 方 程 式 如 下 ： Fe Fe 2 +2e Fe2 + 8FeOOH + 2e 3Fe304+4H20 第 三 為 結 晶 腐 蝕 ， 用 堿 性 液 體 吸 收 S0

19、2后 生 成 可 溶 性 硫 酸 鹽 或 亞 硫酸 鹽 ， 液 相 則 滲 入 表 面 防 腐 層 的 毛 細 孔 內 ， 若 鍋 爐 不 用 時 ， 在 自 然干 燥 下 生 成 結 晶 型 鹽 ， 同 時 體 積 膨 脹 ， 使 防 腐 材 料 自 身 產 生 內 應 力 ，而 使 其 脫 皮 、 粉 化 、 疏 松 或 裂 縫 損 壞 。 特 別 在 干 濕 交 替 作 用 下 ， 帶結 晶 水 的 鹽 類 體 積 可 增 加 幾 倍 或 十 幾 倍 ， 腐 蝕 更 加 嚴 重 。 因 此 ， 閑置 的 脫 硫 設 備 比 經 常 應 用 的 更 易 腐 蝕 。第 四 為 磨 損 腐 蝕

20、 ， 即 煙 道 氣 中 固 體 顆 粒 (如 灰 塵 )與 設 備 表 面 湍 動摩 擦 ， 不 斷 更 新 表 面 ， 加 速 腐 蝕 過 程 ， 使 其 逐 漸 變 薄 。提 高 脫 硫 設 備 的 使 用 壽 命 ， 使 其 具 有 較 強 的 防 腐 性 能 ， 除 了 采 用耐 腐 蝕 的 不 銹 鋼 及 非 金 屬 材 料 （ 如 玻 璃 鋼 等 ） ， 最 有 效 的 辦 法 就 是把 金 屬 設 備 內 表 面 致 密 包 圍 、 有 效 地 保 護 起 來 ， 切 斷 各 種 腐 蝕 途 徑。 5.2.3.3 煙氣脫硫裝置防腐蝕技術鑒 于 脫 硫 裝 置 的 腐 蝕 介 質

21、 分 布 于 自 吸 收 塔 (或 預 洗 滌 器 )至 煙 囪 煙氣 入 口 的 全 過 程 ， 故 其 防 腐 蝕 設 計 應 包 括 大 型 靜 態(tài) 設 備 抗 腐 蝕 對 策到 動 態(tài) 設 備 耐 蝕 材 料 選 擇 等 諸 方 面 。1. 靜 態(tài) 設 備 防 腐 蝕吸 收 塔 (還 有 預 洗 滌 器 )、 除 霧 器 、 再 熱 器 的 殼 體 及 內 支 撐 ， 是 靜態(tài) 設 備 防 ， 腐 蝕 的 主 體 部 分 。 對 該 部 分 的 防 腐 蝕 設 計 主 要 從 兩 方 面考 慮 ， 一 是 碳 鋼 本 體 內 襯 有 機 材 料 防 腐 層 (簡 稱 內 襯 防 腐 )

22、； 二 是 利用 耐 腐 蝕 的 金 屬 材 料 制 造 。 鱗 片 襯 里 是 目 前 煙 氣 脫 硫 裝 置 內 襯 防 腐 蝕 的 首 選 技 術 。 脫 硫 過程 中 形 成 的 SO 32-、 S042-有 很 強 的 化 學 活 性 和 滲 透 能 力 ， 因 此 ， 防 腐層 必 須 具 備 優(yōu) 良 的 耐 化 學 腐 蝕 性 和 高 抗 滲 性 。鱗 片 襯 里 因 其 玻 璃 磷 片 的 多 層 平 行 排 列 ， 使 介 質 攻 擊 時 無 法 垂 直滲 透 而 呈 迷 宮 型 途 徑 ， 故 具 有 優(yōu) 異 的 抗 滲 性 能 。脫 硫 裝 置 中 的 冷 襯 橡 膠 層

23、 本 體 非 常 致 密 ， 介 質 很 難 滲 入 ， 但 膠 板粘 接 縫 為 薄 弱 環(huán) 節(jié) ， 失 效 往 往 由 此 開 始 。 表 5-41 鱗 片 襯 里 與 橡 膠 襯 里 綜 合 比 較對 比 指 標 鱗 片襯 里 冷 襯 橡 膠 對 比 指 標 鱗 片 襯 里 冷 襯 橡 膠抗 介 質 滲 透界 面 粘 接 強度抗 應 力 腐 蝕抗 熱 老 化耐 溫 性抗 擴 散 性 蝕本 體 強 度 襯 層 修 補 性 很 好好好好好好差好 好一 般好差低 溫 好 ,高 溫 差差好差 施 工 性施 工 成 本質 檢 性對 環(huán) 境 要 求施 工 周 期對 基 體 要 求質 量 控 制 要點

24、耐 磨 性 好較 高 (適 中難較 高短高針 孔 ， 厚 度好 較 差高較 難高長高膠 縫 ， 粘 貼 界面好 2. 煙 氣 脫 硫 裝 置 耐 蝕 金 屬 材 料 的 使 用 耐 蝕 金 屬 材 料 在 煙 氣 脫 硫 裝 置 中 主 要 有 兩 種 應 用 方 式 ， 即 耐 蝕 金屬 本 體 制 造 和 耐 蝕 金 屬 與 碳 鋼 復 合 材 料 本 體 制 造 。 由 于 其 制 造 成本 高 ， 因 而 本 方 法 在 美 國 等 一 些 發(fā) 達 國 家 有 所 使 用 。 主 要 材 料 為一 些 超 低 碳 不 銹 鋼 如 316L、 317L及 鎳 基 合 金 等 。 316L

25、、 317L不 銹鋼 在 國 外 早 期 脫 硫 裝 置 中 應 用 較 多 ， 但 腐 蝕 問 題 依 然 存 在 ， 如 沖刷 腐 蝕 、 點 蝕 等 。 整 體 玻 璃 鋼 結 構 在 煙 氣 脫 硫 裝 置 中 有 一 些 應 用 ， 但 多 作 為 單 元 設備 使 用 ， 主 要 是 80年 代 歐 美 等 國 家 ， 而 近 年 來 應 用 較 少 。 國 內 著手 在 某 些 小 機 組 上 試 用 ， 大 量 使 用 有 一 定 困 難 ， 主 要 是 國 產 材 料和 制 造 技 術 很 難 跟 上 ， 造 價 也 是 一 個 問 題 。 3. 動 態(tài) 設 備 防 腐 蝕

26、在 濕 法 石 灰 石 石 膏 工 藝 中 ， 動 態(tài) 設 備 主 要 是 泵 、攪 拌 器 、 風 機 。 考 慮 到 介 質 的 腐 蝕 和 固 體 物 料 的 磨 損 ， 吸 收 塔 再循 環(huán) 泵 、 吸 收 塔 排 出 泵 、 濾 液 泵 、 拋 降 泵 等 泵 殼及 葉 輪 等 采 用 鑄 鐵 +橡 膠 襯 里 結 構 ， 而 石 灰 石 漿泵 、 水 系 統(tǒng) 用 泵 采 用 鑄 鐵 離 心 泵 。 襯 膠 泵 在 使 用 中 會 出 現(xiàn) 橡 膠 襯 里 失 效 ， 其 原 因 是襯 里 質 量 差 ， 漿 液 中 的 異 物 引 起 機 械 損 傷 ， 空 載引 起 的 氣 蝕 ， 帶 有 大 顆 粒 的 漿 液 造 成 異 常 磨 損 、泵 的 過 載 等 。 攪 拌 器 大 部 分 采 用 碳 鋼 + 橡 膠 襯 里 結 構 。