锅炉烟尘治理方案修改稿一

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1、锅 炉 烟 尘 治 理电袋除尘系统设计方案陕西长兴环保科技有限公司 2012年5月8日目 录前言第一章 概 论第一节 烟尘来源与组成1 烟尘来源2烟尘组成第二节 锅炉烟气性质、特点及主要危害1烟气性质及特点1.1燃煤锅炉烟气性质1.2燃煤锅炉烟气特点2燃煤锅炉烟气的主要危害可吸入颗粒物危害3 什么是PM2.5第三节 陕西省PM2.5的现状及防治目标第二章 烟尘治理工艺第一节 常见烟尘治理工艺原理及设备简介1 重力沉降室与惯性除尘器2 旋风除尘器3 湿式除尘器4 静电除尘器5 过滤式除尘器5.1袋式除尘器的除尘机理5.2袋式除尘器的性能参数5.3 脉冲反冲式6 各种除尘设备性能比较7 常见各种除

2、尘设备优缺点比较7.1水膜除尘器7.2静电除尘器也称电除尘器7.3袋式除尘器也称过滤式除尘器第二节 除尘器的选择第三节 工艺路线确定引言1 电袋除尘器的经济性1.1 设备本体投资1.2 设备运行费用1.3 大修及维护费用1.4环境效益2 电袋除尘器的技术优势2.1机理科学，技术安全可靠2.2 除尘效率不受粉尘特性及风量的影响，效率稳定，适应性强2.3 压降小，虑袋使用寿命长3 结论第三章 工艺设计依据及原则第一节 设计依据及标准第二节 设计原则第三节 设计数据及排放标准第四章 工艺单元设计第一节 静电除尘器区设备规格及主要技术参数1.总则2.技术参数3.燃煤性质（业主未提供数据）4.静电除尘部

3、分技术规范表第二节 布袋除尘器部分1 主要技术参数2.除尘系统供货设备必须具有以下功能3.除尘系统电气控制达到以下技术规范4.除尘系统电气设备供货达到以下技术规范5.除尘器本体供货达到以下技术规范第三节 各分系统技术特点1电除尘器区2布袋除尘器区第四节 经济技术指标1 处理成本第五节 除尘系统供货设备的质量承诺、监造和性能验收第六节.包装、保管、运输 前 言 第一章 概 论我国大气环境污染物主要来自煤烟型污染，原全国人大环资委主任曲格平同志，在“我们需要一场变革”一书中谈到：“以煤炭为主的能源结构将会导致大气污染日趋严重。目前，我国煤炭消耗量占能源消耗总量的75%左右，加上落后的燃烧方式以及低

4、水平的控制污染的措施，造成了大气污染普遍严重。然而，这种以煤为主的能源结构，在今后15年内或更长的时期都难以改变。据有关部门预测，燃煤引起的烟尘排放量将从1992年的1600万吨，增加到2000年的2000万吨，2010年的2800万吨；由此而引发的烟尘污染将会进一步蔓延，大气质量将会进一步恶化，我国有可能进入国外舆论所认为的“公害时代”，这一点应引起我们的高度重视”。可见，我国政府对煤烟型污染非常重视。事实上，目前我国大气环境，煤烟型污染相当严重。2005年电力、热力的生产和供应业烟尘排放量高达4052049吨，占全国所有行业烟尘排放量的47%。比2004年还增加了4个百分点。其中火力发电业

5、烟尘排放量高达3808701吨，占全国所有行业烟尘排放量的44%，也比2004年增加4个百分点。烟尘危害也不可轻视。燃煤产生的烟尘中，大部分是PM10以下的微细颗粒物，全国的年排放量近300万吨，可以直接进入人的呼吸道，产生多种呼吸系统疾病。国家对燃煤产生的PM10以下的微细颗粒物的污染非常重视，已经摆上了议事日程，将燃煤PM10颗粒物的治理和PM2.5颗粒物的治理分别列为国家“863”和“973”科研项目。为了控制火力发电业的煤烟型污染，国家环境保护总局2003年公布了国家标准火电厂大气污染物排放标准（GB132232003），将烟尘排放标准，从过去老标准的200600mg/m3，提高到了5

6、0mg/m3。这项标准比过去有了很大提高，在国际上属中等偏上，但与国外发达国家相比，仍然有差距，美国联邦新污染源性能标准NSPS在1979年立法公布锅炉烟尘排放限值为0.031b/MBtu（大约相当于30mg/Nm3）。今年1月1日起，修订后的火电厂大气污染物排放标准开始实施，二氧化硫、氮氧化物等各项污染物的排放限值被加严，其中，新建燃煤发电机组锅炉烟尘排放浓度要小于30mg/m3，重点地区要小于20mg/m3，相关设施的改造势在必行。第一节 烟尘来源与组成1 烟尘来源煤的燃烧过程：煤在炉膛中燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内燃尽，而煤中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。这些不燃

7、物因受到高温作用而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷，呈玻璃状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集、即为分煤灰。火力发电厂排放废气主要是指燃料燃烧产生的烟气。烟气中主要污染物包括有颗粒状的细灰又称粉煤灰或飞灰。气体状的SOX、NOX、CO、CO2、烃类等。燃煤电厂烟气中不仅包括直接排放的一次颗粒物，二氧化硫、氮氧化物等污染物也是生成二次颗粒物的重要前体物。2烟尘组成粉煤灰的化学成分与黏土质

8、相似，其中以二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)的含量占大多数，其余为少量三氧化二铁(Fe2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、及氧化硫(SO3)等。粉煤灰的化学成分及其波动范围如下：二氧化硅40%60%，三氧化二铝20%30%，三氧化二铁4%10%(高者15%20%)，氧化钙2.5%7%(高者15%20%)，氧化镁0.5%2.5%(高者5%以上)，氧化钠和氧化钾0.5%2.5%，氧化硫0.1%1.5%(高者4%6%)，烧失量3.0%30%。此外，煤粉灰中尚含有一些有害元素和微量元素，如：铜、银、镓、铟、镭、钪、铌、钇、镱、镧族元素等。一

9、般有害物质的质量分数低于允许值。粉煤灰的矿物成分主要有：莫来石、钙长石、石英矿物质和玻璃物质，还有少量未燃碳。玻璃物质是由偏高岭土(Al2O32SiO2)、游离酸性二氧化硅和三氧化二铝组成，多呈微珠状态存在。这些玻璃体约占粉煤灰的50%80%，它是粉煤灰的主要活性成分。粉煤灰的矿物组成主要取决于原煤的无机杂质成分(无机杂质成分主要指含铁高的黏土物质、石英、褐铁矿、黄铁矿、方解石、长石、硫等)与含量，以及煤的燃烧状况。 第二节 锅炉烟气性质、特点及主要危害1烟气性质及特点1.1燃煤锅炉烟气性质(1)烟气温度：燃煤锅炉烟气温度140-160；冲峰值：160-180；(2)烟气浓度：煤粉炉：3.5g

10、/Nm3左右；层燃炉：10g/Nm3左右；循环流化床：25-30g/Nm3。1.2燃煤锅炉烟气特点(1)集中固定源：即燃煤锅炉生产地点固定，生产过程集中，生产节奏较强，便于烟气处理和操作。(2)烟尘排量大：燃煤锅炉生产过程中产生大量的有害烟气。(3)连续排放：燃煤锅炉24小时不间断生产。(4)粉尘粒度为0.3200m，其中小于5m的占粉煤灰总量的20%。2燃煤锅炉烟气的主要危害可吸入颗粒物危害近年来，关于PM10、PM2.5的研究十分活跃。空气中的颗粒物，其空气动力径大于10m者，比较容易从空气中沉降分离出来。但PM10，特别PM2.5不仅不易捕集，长时间漂浮在空气中容易吸入肺内。从图1-2中

11、可看出2.5-10粒子基本上被鼻腔和上呼吸道扑集，并通过痰和鼻腔分泌物排出，而小于2.5的粒子不仅 可以进入微支气管，甚至引起肺泡。3 什么是PM2.5 所谓的PM2.5是颗粒物的一种，颗粒物又称尘，是大气中的固体或液体颗粒状物质。从颗粒物直径来分主要可以分成总悬浮颗粒物（TSP）、PM10、PM2.5三类。 总悬浮颗粒物（TSP）是指能悬浮在空气中的，固态和液态颗粒物的总称，其空直径小于或等于100微米；PM10指直径小于或等于10微米的颗粒物，也称可吸入颗粒物；PM2.5指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为细颗粒物或可入肺颗粒物。PM2.5主要来自燃烧过程，比如化石燃料（煤、汽油、柴

12、油）的燃烧、生物质（秸秆、木柴）的燃烧、垃圾焚烧。在空气中转化成PM2.5的气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。其他的人为来源包括：道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气。第三节 陕西省PM2.5的现状及防治目标 当中国还处于城市化与工业化快速前行之路的关口，环境污染问题已经为发展提出了日益严重的挑战。据中科院地球研究所的最近研究表明：西安市以及关中地区大气污染是全国最为严重的三大地区之一，据2009年对西安、北京、广州和上海四个大城市同步PM2.5观测显示，西安秋冬季大气细粒子浓度均居于首位，尤其是冬季，西安大气细粒子浓度是北京、上海的两倍，广州的2.5倍。春夏季西安

13、PM2.5浓度均小于北京，位居第二。 自2003年起，位于西安市高新区的中科院地球环境研究所就在其办公楼上设了1个大气颗粒物自动监测站，开始对该区域的PM2.5等颗粒物、臭氧等进行了连续监测及相关研究，一直坚持至今，获得了长达十年的相关数据。2011年下半年开始，在省上的支持下，西安又增设了高压开关厂、兴庆小区、纺织城等六个PM2.5空气自动监测站。 科学的检测数据是围剿PM2.5的基本保证，加上此前，主要用于检测PM10，我省在各市县共布设城市环境空气质量87个常规监测点位，“让人民呼吸清洁的空气”的环境改善运动已经深入三秦大地。 在2016年全国实行环境监测新标准之前，将通过“三步走”的方

14、式实现对不同层次PM2.5的监测数据的公布，我省在此基础上也安排了PM2.5监测发布的时间： 今年下半年开始，西安市发布PM2.524小时平均值、各监测点位实时监测值。 2013年起，西安市、宝鸡市、咸阳市、铜川市、渭南市、延安市和杨凌示范区发布PM2.5，24小时平均值、各监测点位实时监测值。 2015年起，设区城市、杨凌示范区、西咸新区发布PM2.524小时平均值、各监测点位实时监测值，所有县城发布PM2.524小时平均值。 在此基础上PM2.5等颗粒物的治理目标也做了相应规划： 到2015年，PM2.5年均值降至0.060毫克/立方米；关中和陕北地区城市（含县城）PM10年均值降至0.0

15、90毫克/立方米。 到2020年，PM2.5年均浓度值降至0.050毫克/立方米；关中和陕北地区城市（含县城）PM10年均值降至0.080毫克/立方米，环境空气质量明显改善。 到2030年，设区城市、杨凌示范区、西咸新区和所有县城空气质量达到新的环境空气质量标准二级标准要求，PM2.5年平均值降至0.035毫克/每立方米，环境空气质量优良。第二章 烟尘治理工艺第一节 常见烟尘治理工艺原理及设备简介1 重力沉降室与惯性除尘器 利用粉尘的重力作用使粉尘沉降而从空气中分离出来. 由于依靠重力分离作用, 因此必须分析确定出粉尘的沉降速度Vs, 然后根据沉降速度Vs确定沉降室的捕集最小粒径dmin,1.

16、1重力沉降室原理:1.2重力沉降室特点：除尘效率：4070优点：简单、投资少、易维护缺点：占地大，除尘效率低应用：初级除尘 惯性除尘器：1.3工作原理: 利用尘粒在运动气流中具有的惯性力, 通过突然改变含尘气流的流动方向, 或使其与某种障碍物碰撞,使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的. 这类除尘器适用于净化d20m非纤维性粉尘. 由于净化效率低, 常用作多级除尘中的初级除尘.主要类型有: 碰撞式, 回转式和惰性式除尘器.2 旋风除尘器2.1结构与原理: 旋风除尘器的结构由进气口, 圆筒体, 圆锥体, 排气管, 排尘装置组成. 其原理为: 当含尘气流由切线进口进入除尘器后, 气流在除尘器

17、内作旋转运动, 气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动, 到达壁面, 并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的. 旋风除尘器类型 多管式旋风除尘器: 由若干个并联的旋风子组合在一个壳体内的除尘设备.具有处理风量大, 除尘效率较高的特点. 旁路式旋风除尘器: 设有旁路分离室, 利用上旋涡分离粉尘, 从而提高除尘效率. 为了使除尘器顶部空间形成明显的上旋涡, 进气口上沿离顶盖要相距一定的距离. 锥体弯曲的水平旋风除尘器: 可节省占地面积, 简化管路系统. 进口速度较大时, 除尘效率与立式的相差不大. 主要用于中小型锅炉的烟气除尘. 扩散式旋风除尘器: 它是一种具有呈倒锥体形状的锥体, 并在锥

18、体的底部装有反射屏的旋风除尘器. 反射屏可防止上升气流卷起粉尘, 从而提高除尘效率.3 湿式除尘器3.1 湿式除尘原理： 湿式除尘的机理可概括为两个方面: 一是尘粒与水接触时直接被水捕获; 二是尘粒在水的作用下凝聚性增加。这两种作用而使粉尘从空气中分离出来。 水与含尘气流的接触主要有三种形式: 水滴、水膜和气泡。 使尘粒与水接触的作用机理主要有: 惯性碰撞、截留和扩散。 3.2 文丘里式 效率：95以上 液气比： 0.261.30kg/m33.3 喷淋塔式 效率：99以上 液气比：0.672.68kg/m3 3.4 优点：可同时除尘和除有害气体、结构简单、造价低、能处理湿度大、温度高的气体3.

19、5 缺点：能耗大，耗水量大、有废液、泥浆处理问题、在寒冷地区使用需防冻4 静电除尘器4.1 静电除尘器的原理：几个概念：集尘极，放电极，电晕区，击穿电压在正、负电极之间形成高压电场, 使空气电离, 当含尘气体通过电场时, 粉尘被荷电, 从而使尘粒向集尘极运动并沉积于集尘极上, 使气体得到净化。4.2 影响电除尘效果的因素1. 粉尘的比电阻: 比电阻在1041011cm之间的粉尘, 电除尘效果好. 当粉尘比电阻小于104cm时, 由于粉尘导电性能好, 到达集尘极后, 释放负电荷的时间快, 容易感应出与集尘极同性的正电荷, 由于同性相斥而使粉尘形成沿极板表面跳动前进, 降低除尘效率. 当粉尘比电阻

20、大于1011cm时, 粉尘释放负电荷慢, 粉尘层内形成较强的电场强度而使粉尘空隙中的空气电离, 出现反电晕现象. 正离子向负极运动过程中与负离子中和, 而使除尘效率下降. 影响比电阻的因素有烟气的温度和湿度.2. 气体含尘浓度: 粉尘浓度过高, 粉尘阻挡离子运动, 电晕电流降低, 严重时为零, 出现电晕闭塞, 除尘效果急剧恶化.3. 气流速度: 随气流速度的增大, 除尘效率降低, 其原因是, 风速增大, 粉尘在除尘器内停留的时间缩短, 荷电的机会降低. 同时, 风速增大二次扬尘量也增大. 5 过滤式除尘器5.1 袋式除尘器的除尘机理： 主要依靠滤料表面形成的粉尘初层和集尘层进行过滤作用。它通过

21、以下几种效应捕集粉尘。 1. 筛滤效应: 当粉尘的粒径比滤料空隙或滤料上的初层孔隙大时, 粉尘便被捕集下来。 2. 惯性碰撞效应: 含尘气体流过滤料时, 尘粒在惯性力作用下与滤料碰撞而被捕集。 3. 扩散效应: 徽细粉尘由于布朗运动与滤料接触而被捕集。5.2袋式除尘器的性能参数 1. 除尘效率: 袋式除尘器的除尘效率与滤料表面的粉尘层有关, 滤料表面的粉尘初层比滤料起着更重要的捕集作用, 以滤料在不同运行状态下的分级除尘效率变化曲线即可看出这个结论. 由于过滤过程复杂, 难于从理论上求得袋式除尘器的除尘效率计算式。 2. 过滤风速: 单位时间通过每平方米滤料表面积的空气体积, 即为过滤风速,

22、其单位为m3/m2min。 过滤风速对除尘器的性能有很大的影响. 过滤风速增大, 过滤阻力增大, 除尘效率下降, 滤袋寿命降低; 在低过滤风速的情况下, 阻力低, 效率高, 但需设备尺寸增大. 一般要求, 细粉尘的过滤风速要比粗粉尘的低, 大除尘器的过滤风速要比小除尘器的低。 3. 阻力: 袋式除尘器的阻力()一般由除尘器的结构阻力(g)、滤料阻力(o)和粉尘层阻力(C)三部分组成, 即 = g + o + C 结构阻力也称为机械阻力, 它与设备的进出口及内部通道有关. 在正常过滤速度下, 该项阻力一般为200500Pa. 滤料阻力是指过滤粉尘前清洁滤料的阻力, 它与过滤风速F(m3/m2mi

23、n)、空气动力粘度(Pas)成正比, 即 o = o F/60 Pa 其中o为滤料的阻力系数(1/m). 粉尘层阻力Pc影响的因素较多, 它与过滤风速UF, 空气动力粘度, 粉尘层厚度c, 粉尘密度c成正比. 即: Pc= mccUF/60 Pa 其中m为粉尘层的平均比阻(m/Kg), 它随粉尘粒径, 真密度及粉尘层内部空隙率的减小而增加 袋式除尘器的基本结构 1. 清灰方式: 常用有以下几种清灰方式. （1）机械清灰: 这是一种最简单的方式, 它包括人工振打, 机械振打, 高频振荡等. 清灰时, 振打方式有水平振打, 垂直振打和快速振动. 机械清灰简单, 但振动分布不均匀, 过滤风速低, 对

24、滤袋损害较大. （2）逆气流清灰: 它是采用室外或循环空气以与含尘气流相反的方向通过滤袋, 使滤袋上的尘块脱落, 掉入灰斗中. 逆气流清灰有两种工作方式: 反吹风清灰和反吸风清灰. 前者以正压将气流吹入滤袋, 后者则是以负压将气流吸出滤袋. 清灰气流可以由主风机供给, 也可以单独设反吹(吸)风机. 这种清灰方式气流分布比较均匀, 但清灰强度小, 过滤风速不宜过大. （3）脉冲喷吹清灰: 它以压缩空气通过文氏管诱导周围的空气在极短的时间内喷入滤袋, 使滤袋产生脉冲膨胀振动, 同时在逆气流的作用下, 滤袋上的粉尘被剥落掉入灰斗. 这种方式的清灰强度大, 可以在过滤工作状态下进行清灰, 允许的过滤风

25、速高. （4）声波清灰: 它是采用声波发生器使滤料产生附加的振动而进行清灰的. 2. 含尘气流进入滤袋的方向: 有向外式和向内式. 前者含尘气流首先进入滤袋内部, 由内向外过滤, 粉尘积于滤袋内表面. 向外式的滤袋外部为干净气体侧, 便于检查和换袋. 向内式的含尘气流由滤袋外部通过滤料进入滤袋内, 净化后的气体由袋内排出. 向内式适用于脉冲喷吹和高压气流反吹的袋式除尘器. 3. 除尘器内的压力: 分有负压式和正压式. 前者的除尘系统中风机置于除尘器的后面, 使除尘器处于负压, 含尘气流被吸入除尘器中进行净化. 这种方式的特点是进入风机的气流是已经净化的气流可以防止风机被磨损. 正压式的除尘系统

26、中风机置于除尘器的前面, 除尘器在正压下工作. 正压式的特点是管道布置紧凑, 对外壳结构的强度要求不高, 但风机易磨损, 不适用于浓度高, 颗粒粗, 硬度大, 磨损性强的粉尘. 4. 滤袋形状: 有圆袋和扁袋. 前者结构简单, 便于清灰. 后者占空间小, 单位体积内所布置的过滤面积大; 但结构和清灰较复杂, 换袋困难, 滤袋与骨架的磨损较大. 因此工业中大多采用圆袋. 5. 进气口位置: 有下进风式和上进风式. 前者的含尘气流由除尘器下部、灰斗部分进入除尘器内. 该方式除尘器结构简单, 但气流方向与粉尘下落方向相反,容易使部分细粉尘返回滤袋表面上, 降低清灰效果, 设备阻力增加. 上进风式的含

27、气流由除尘器上部进入除尘器内. 该方式的气流与粉尘下落方向一致, 下降的气流有助于清灰, 设备阻力可降低1530%, 除尘效率也有所提高. 6. 滤料: 要求滤料耐温, 耐腐, 耐磨, 有足够的机械强度, 除尘效率高, 阻力低, 使用寿命长, 成本低等. 5.3 脉冲反冲式 常用袋式除尘器类型： 1. 简易清灰袋式除尘器: 特点是效率高, 性能稳定, 结构简单, 投资省, 对滤料要求不高, 维修量少, 滤袋寿命长, 但过滤风速低. 2. 大气反吹和振动联合清灰的袋式除尘器: 将风机反转, 在负压作用下形成反吹, 在弹簧作用下产生微振动, 使粉尘脱落. 3. 回转反吹袋式除尘器: 滤袋为扁袋形,

28、 按圆形辐射状布置. 由反吹风机提供反吹空气, 通过旋臂进行反吹. 4. 脉冲喷吹袋式除尘器: 由压缩空气反吹, 含尘气流的运动方向为向内式, 粉尘阻留在袋外.6 各种除尘设备性能比较类 型结构形式处理粒度m压降mmH2O除尘效率%重力除尘沉降式50100010154060惯性力除尘烟囱式1010030605070离心除尘旋风式3100501508595湿式除尘文丘里式0.110030010009099电 除 尘0.022010209899过滤除尘袋 式0.1201002008599.98 常见各种除尘设备优缺点比较7.1水膜除尘器优点：是结构简单，金属耗量小，耗水量小。缺点：是高度较大，布置

29、困难，并且在实际运行中发现有带水现象。7.2静电除尘器也称电除尘器，优点是：适用于微粒控制，对粒径12m的尘粒，效率可达98%99%；在电除尘器内，尘粒从气流中分离的能量，不是供给气流，而是直接供给尘粒的，因此，和其它的高效除尘器相比。电除尘器的阻力较低，仅为100-200Pa；可以处理高温(在400以下)的气体，适用于大型的工程，处理的气体量愈大，它的经济效果愈明显。电除尘器的缺点是：设备庞大，占地面积大；耗用钢材多，一次投资大；结构较复杂，制造、安装的精度要求高；对粉尘的比电阻有一定要求。7.3袋式除尘器也称过滤式除尘器优点是：（1）除尘效率高，一般在99%以上，可达到在除尘器出口处气体的

30、含尘浓度为2030m3，对亚微米粒径的细尘有较高的分级除尘效率；（2）结构比较简单，操作维护方便；（3）在保证相同的除尘效率的前提下，其造价和运行费用低于电除尘器；（4）对粉尘特性不敏感，不受粉尘比电阻的影响；（5）在采用玻璃纤维和某些种类的合成纤维来制作滤袋时，可在160200的温度下稳定运行，有选择高性能滤料时，有些耐温可达到260；（6）在用于干法脱硫系统时，可适当提高脱硫效率。（7）处理气体量的范围大，并可处理非常高浓度的含尘气体，因此它可用作各种含尘气体的除尘器。其容量可小于至每分钟数立方米、大到每分钟数十万立方米的气流，在采用高密度的合成纤维滤袋和脉冲反冲清灰方式时，它能处理粉尘浓

31、度超过700000mg/m3的含尘气体，它既可用于尘源的通风除尘，以及对诸如水泥、碳黑、沥青、石灰、石膏、化肥等各种工艺过程中含尘气体的除尘，以减少粉尘污染物的排放。袋式除尘器缺点是：（1）不适于在高温状态下运行工作，当烟气中粉尘含水分重要超过25%以上时，粉尘易粘袋堵袋，造成布袋清灰困难、阻力升高，过早失效损坏；（2）与电除尘相比阻力损失稍大，一般为10002000Pa；（3）当燃烧高硫烟或烟气未经脱硫等装置处理，烟气了中硫氧化物、氮氧化合物浓度很高时，除FE滤料外，其他化纤合成纤维滤料均会被腐蚀损坏，布袋寿命缩短；（4）不能在“结露”状态下工作。第二节 除尘器的选择 在设计中选择除尘器时应

32、考虑以下匹配问题: 1. 除尘器出口净化后气体的粉尘浓度要与环保规定的排放浓度要求相匹配. 设计时应根据处理气体的粉尘浓度, 处理量和环保规定的排放要求确定所要求除尘器的除尘效率, 然后选择合适的除尘器类型. 在运行中, 还应注意由于运动工况不稳定对除尘效率的影响. 2. 除尘器的收尘方法要与除下粉尘的处理方法相匹配. 例如直接丢弃, 应考虑对环境的二次污染问题. 3. 除尘器的性能要与处理的气体特性和粉尘性质相匹配. 气体的温度, 湿度, 腐蚀性, 可燃与爆炸性等都直接制约除尘器的使用. 如袋式除尘器不能用于处理高温, 高湿的气体. 粉尘的粒径及其分布, 粘结性, 湿润性, 比电阻, 可燃性

33、和浓度等性质直接决定了除尘器的除尘效果和应用. 不同的除尘器所能去除的粉尘粒径范围也不同; 对于粘结性粉尘不宜采用袋式除尘器; 比电阻大的粉尘电除尘效果差; 疏水性粉尘不宜采用湿式除尘器; 粉尘浓度高时应考虑采用双级除尘. 4. 除尘器的费用要与企业的经济实力相匹配. 对于小型生产厂应选用结构简单的, 设备费和运动费少的除尘设备.第三节 工艺路线确定引言燃煤电厂是细颗粒物的主要排放源之一，由燃煤电厂排放的PM2.5分为可过滤颗粒(即一次PM2.5)和可凝结颗粒(即二次PM2.5)。可过滤颗粒是燃煤电厂直接排放的机械性颗粒，粒径一般为12.5微米;可凝结颗粒是由燃煤电厂排放的污染物(如SO3)在

34、环境中经过复杂反应生成的二次PM2.5。因此，对PM2.5排放进行控制时，不仅要考虑一次PM2.5的控制，还要考虑二次PM2.5的控制。电厂除尘设备中，国内外公认的高效除尘设备是电除尘器和袋式除尘器，特别是电除尘器，它以除尘效率高、阻力小、操作维护方便等优点占据了当今世界的大部分除尘领域。但是电除尘器和袋式除尘器都有难以克服的缺点，所以单靠某单一的除尘设备进行除尘，已越来越不能满足日益严格的环保要求，为了充分发挥这两类除尘器的优点，可以把电除尘器和布袋除尘器放在一个除尘器内，其前端放置电场（阴极、阳极），后端布置布袋形成电袋除尘器。当烟气通过电场时，烟气中的大部分粉尘将被电场收集（仅需一般电除

35、尘器电场的1/31/5），含有少量粉尘的烟气进入后部布袋。这样，袋式除尘器的阻力将大幅度降低，而且由于烟气中的含尘量小，布袋的清灰频率可降低，布袋的使用寿命可达4年以上。所以电袋除尘器联合应用于除尘是现实的。 这一技术能适应各煤种的高比电阻烟尘条件，出口排放浓度能够长期高效稳定地满足30mg/Nm3以下排放要求，可广泛应用于电力、水泥、冶金等各种工业窑炉烟尘治理。据悉，这是龙净自主开发和技术创新的新型高效节能环保除尘产品，具有完全自主知识产权。这一技术通过前级电场的预除尘作用收集大部分粗颗粒粉尘，并使未收集的细微颗粒粉尘荷电凝并为较粗的颗粒粉尘，再被后级的袋区收集。它对细微颗粒的捕集效率可达9

36、9%以上，同时对重金属砷、镉、汞等也有很好的去除效果，可实现多污染物协同控制，对控制PM2.5的排放作用明显，可为环境空气质量标准的实施提供技术保障。1 电袋除尘器的经济性经济性是评定除尘器的重要指标之一，它主要包括除尘器的设备投资和运营维护费用，除尘器的投资运行情况比较见表一：除尘器的投资运行情况比较 表一设备名称设备质量/T设备本体投资/万元电耗/KW耗电费用/万元占地面积操作水平电除尘器200240186.573.9较大较难袋除尘器125250297.4117.8一般容易电袋除尘器130210192.776.32较小容易1.1 设备本体投资本案为220吨循环流化床锅炉为例，除尘器处理烟气

37、量为240000m3/h，烟气温度140，露电温度101，标准状态下除尘器入口烟气含尘浓度54g/ m3，要求排放浓度50mg/ m3。当选用电除尘器、袋式除尘器和电袋除尘器三种不同的除尘设备时，其本体的费用指标如下：1 如单独使用电除尘器除尘，要使其烟气排放达到国家排放标准，至少需要3个电场，该除尘设备的总质量可估计为200T。该设备本体主要为钢材所制，本体投资约为200万元，附加基建费用约为40万元，总设备费用大概需要40万元。2 若单独使用袋式除尘器除尘，要使其烟气排放达到国家排放标准，至少需要2个电场空间，该除尘设备的总质量可估计为125T。该设备本体主要为钢材所制，本体投资约为125

38、万元，附加基建费用约为40万元，布袋费用约为75万元，总设备费用大概需要250万元。3 使用电袋式除尘器除尘，要使其烟气排放达到国家排放标准，该除尘设备的总质量可估计为130T。该设备本体主要为钢材所制，本体投资约为130万元，附加基建费用约为25万元，布袋费用约为50万元，总设备费用大概需要210万元。4 设备本体投资情况比较除尘器的本体投资比较（每蒸吨） 表二设备名称电除尘器袋除尘器电袋除尘器设备本体投资110001136095451.2 设备运行费用1如单独使用电除尘器除尘，电除尘器运行能耗按照电除尘器4台高压电源运行参数平均为0.8A/72KW,硅整流变压器功率因数为0.7，振打和电加

39、热总功率为50KW计，电除尘器设计阻力约为50Pa，处理烟气量为240000.1m3/h，风机效率为75，则电除尘器运行能耗为186.5 KW。2如单独使用袋式除尘器除尘，处理烟气量为240000m3/h，袋式除尘器比电除尘器设计阻力增加1.2KPa，风机效率为70，袋式除尘器喷吹压缩机功率为12.5KW。袋式除尘器布袋阻力耗能约为12.5KW，则袋式除尘器总的运行能耗为297.4 KW。3如使用电袋除尘器除尘，电除尘部分按照电除尘器3台高压电源运行，参数平均为0.8A/72KW,硅整流变压器功率因数为0.7，振打和电加热总功率为25KW计，电除尘器部分设计阻力约为50Pa，处理烟气量为240

40、000m3/h，风机效率为80，则电除尘器部分运行能耗为120.4 KW。对于袋式除尘器部分，处理烟气量为240000m3/h，袋式除尘器比电除尘器设计阻力增加0.4KPa，风机效率为80，袋式除尘器喷吹压缩机功率为12.5KW。袋式除尘器布袋阻力耗能约为50KW，则袋式除尘器总的运行能耗为72.7KW。则电袋除尘器总的运行能耗为192.7KW。 全年工作时间按330天考虑，每度电电费按照0.5元计，则，电除尘器全年的电费为73.9万元。袋式除尘器全年的电费为117.8万元。电袋除尘器全年的电费为76.32万元。1.3 大修及维护费用见表2大修及维护费用 表2设备名称电除尘器袋式除尘器电袋除尘

41、器20年内总费用/万元5007255251 若单独使用袋式除尘器，按设备使用20年，布袋使用寿命3年，20年内换袋7次，每次布袋的总价格为75万元，年维护费用10万元考虑，则20年内，袋式除尘器总的维护费用为725万元。2 若单独使用电式除尘器，按设备使用20年，每3年大修一次，20年内大修7次，每次大修的总价格为40万元，年维护费用7.5万元考虑，则20年内，袋式除尘器总的维护费用为500万元。3 若使用电袋式除尘器，袋除尘部分按设备使用20年，布袋使用寿命5年，20年内换袋4次，每次布袋的总价格为40万元，年维护费用3.75万元考虑，则20年内，袋式除尘器部分的维护费用为275万元。电式除

42、尘器部分，按设备使用20年，每3年大修一次，20年内大修7次，每次大修的总价格为25万元，年维护费用3.75万元考虑，则20年内，袋式除尘器总的维护费用为250万元。则20年内，电袋除尘器总的维护费用为525万元。14环境效益 我国煤种复杂多样，加之环保要求越来越严格，绝大多数火电厂都面临着烟气排放含尘量超标的问题，要控制SO2 的排放而大量燃用低硫煤，但是锅炉燃用低硫煤会产成大量高比电阻的烟尘，如果使用四电场的电除尘器进行除尘，其除尘效率很难达到99以上，烟尘会超标排放。按照新的排污收费条例和办法，超标排污即违法，除征收排污费外，还要征收15倍的超标排污费。同时还要给予巨额的罚款并停产限期治

43、理。表3是分别采用电除尘器和电袋除尘器，对烟气中的粉尘检测结果和环境效益分析。表 3除尘器形式除尘效率烟气排放浓度mg/ m3烟尘排放标准mg/ m3超标情况烟尘排放收费/万元烟尘超标收费/万元减少烟尘排放t/a年免交罚款/万元电除尘器98.510020050超标55.9340电袋除尘器99.95050达标3.7201700392.08经布袋除尘器排放的粉尘中PM2.5颗粒约占13%，而经电袋复合除尘器排放的粉尘中PM2.5颗粒仅占4%。 从以上分析可知将燃用低硫煤的锅炉除尘器配备为电袋除尘器，解决了烟尘超标排放的难题。 虽然电袋除尘器中，袋式除尘器部分大修更换布袋及维护的费用要比电除尘器维护

44、费用高，但是电袋除尘器除尘效率高达99.9，烟尘可达标排放。每年可减少烟尘排放量1700T，减少烟尘排污费和超标排污费392.08万元/年，20年可减少烟尘排放34000T，减少烟尘排污费和超标排污费7841.6万元/年。不仅为环境保护作出了贡献，而且节省了大量资金，同时袋式除尘部分（采用预灭灰保护措施后）还克服了锅炉启停点火和低负荷燃烧投油助烧期间，电除尘器不能运行而造成烟尘超标的技术难题，另外袋式除尘器除尘效率高，使进入风机的烟气含尘量大大降低，其叶轮磨损大大降低，提高了机组安全发电的可靠性。2 电袋除尘器的技术优势2.1机理科学，技术安全可靠常规电除尘器第一、二级电场通常能去除烟气中90

45、95的粉尘，剩余电场用来去除剩下的510的粉尘。电袋除尘器正是利用了电除尘器的这一特性，只利用电除尘器中第一、二级电场，余下的细粉则有后面的布袋除尘器去除，这样就发挥了布袋除尘器对超微粉尘（PM2.5）去除效率高的特点。同时，电袋除尘器利用电除尘器和袋式除尘器两项成熟的技术，技术可靠性高，研发较容易。2.2 除尘效率不受粉尘特性及风量的影响，效率稳定，适应性强。常规的电除尘器除尘效率受煤种、锅炉负荷、工况、粉尘比电阻等诸多因素影响，容易造成稳定性差，甚至不能正常工作的状况。而电袋除尘器正是克服了上述因素的影响，发挥特长，运行除尘效率稳定。2.3 压降小，虑袋使用寿命长同袋式除尘设备比，电袋除尘

46、器单元负荷小，同时未被静电场去除的细微颗粒经过电晕电荷，沉积在布袋表面，呈现松散的凹凸不平结构，这种结构有利于降低气流阻力，压力损失小，因而可以选择较长的清灰周期和较低的喷吹压力，延长布袋的使用寿命。2.4 除尘效率高，对细微粉尘分级除尘效率高电袋除尘器除尘效率高达99.9以上，能实现出口粉尘浓度低于30mg/m3。从运行电袋除尘器来看，烟尘排放浓度可低于10mg/m3。粉尘荷电后，静电作用力增强，对细微粉尘的捕集效率也有所增强。3 结论 上述对电除尘器、布袋式除尘器及电袋除尘器进行了比较，在本体投资上电袋除尘器所用费用最少；运行荷维护费用上电袋除尘器所用的费用较少；环境效益方面，电袋除尘器贡

47、献最大。在技术上，电袋除尘器充分发挥了两项的优势。这一除尘器对PM2.5脱除效率达99%以上，这说明电袋复合除尘器对PM2.5具有高效的脱除性能。随着滤袋选型技术的不断突破，采用电袋复合除尘器将可成为未来燃煤锅炉控制PM2.5细微颗粒粉尘的主要措施。综上所述，电袋除尘器在经济上和技术上都具有明显的优势。第三章 工艺设计依据及原则第一节 设计依据及标准1、大气污染物综合排放标准GB16297-19962袋式除尘器安装要求验收规范JB/T8471-963袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件GB126254袋式除尘器性能测试方法GB121385锅炉烟尘测试方法GB/T5468-916钢结构设计规范GBJ1

48、7-887、脉冲喷吹类袋式除尘器JB/T8532-19978、袋式除尘器安装技术要求与验收规范JB/T8471-19969工业企业噪声控制设计规范GBJ78-8510.锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001)第二节 设计原则1. 严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保各项指标达到国家及地区有关污染物排放标准；2. 采用当前国内外运行成熟、可靠、稳定的处理工艺，稳定可靠地达到治理目标要求，且操作简单、管理方便；3. 设备的构件需经济合理、投资省、占地少、运行费用低；4. 在工艺设计中，有较大的灵活性，可调节性，以适应烟气量的周期变化；5. 为了提高处理设备的管理水平,实现科学现代化管

49、理,方案设计中要充分考虑我国国情,采用先进、可靠的自动化控制技术及仪表监测系统；6. 利用现有地形,使设备总平面布局合理,减少占地面积。第三节 设计数据及排放标准1设计数据锅炉规格：220t/h循环流化床锅炉 燃料种类：煤 处理烟气量：240000 m3/h入口烟气温度：170入口烟气浓度：48g/m3烟气排放浓度：50mg/m32排放标准经处理后所要求的指标达到大气污染物排放标准 (GB132232003)第二时段标准具体如下表：污染物烟尘排放浓度 mg/m3SO2排放浓度 mg/m3NOx排放浓度(mg/m3)烟气黑度(林格曼黑度,级)排放标准50-I第四章 工艺单元设计第一节 静电除尘器

50、区设备规格及主要技术参数1.总则1.1技术参数以220t/h循环流化床锅炉配套电袋复合除尘器项目为例，它包括本体、电气设备及辅助设备的功能设计、安装、性能等方面的技术规格。2.技术参数2.0锅炉规格：220t/h循环流化床锅炉2.1 燃料种类：煤2.2 处理烟气量：240000 m3/h2.3入口烟气温度：1702.4入口烟气浓度：48g/m32.5烟气排放浓度：50mg/m32.6除尘效率: 99%2.7漏风率：3%2.8阻力：300 Pa3.燃煤性质（业主未提供数据）4、静电除尘部分技术规范表序号名称单位技术参数备注配套锅炉220吨锅炉一除尘器本体部分1除尘器型号规格ZE-20/32处理烟

51、气量（工况）m3/h2400003烟气温度300瞬间2504设计除尘效率%99保证除尘效率%995阻力Pa200Pa6入口最大含尘浓度g/Nm3507出口允许含尘浓度mg/Nm31008除尘器本体漏风率%39每台锅炉配置的除尘器数量台110每台除尘器的室数室111每室除尘器的电场数个312通过除尘器的最大烟气流速m/s813除尘器有效断面积m220014单电场长度m3515电场总长度m7016电场烟气最小停留时间s13.817壳体设计压力Pa500018壳体材料Q235-4二灰斗部分1每台除尘器灰斗数量个32灰斗出口尺寸mm150015003进口烟气气流分布形式多孔板2层4出口烟气气流分布形式

52、槽形板2层5每个灰斗仓振数量/功率台/KW1/0.25 KW380V三阳极部分1同极间距mm10002材料及规格SPCC,1.53型式480大C型板7极板振打装置的数量套188极板振打装置的形式尘外顶部电磁锤振打四阴极部分1阴极线型式新型高效RS线2放电极支吊方式及导向方式顶部悬吊方式3每台除尘器绝缘子数量及材料12套/50瓷4放电极振打装置的形式尘外顶部电磁锤振打5放电极振打装置的数量套12五电气设备部分1电气制造单位西门子公司2每台除尘器配置的电源数量套23高压电源形式GGAJ02-0.2A/72KV4低压控制柜数量台15低压控制PLC的制造商西门子PLC6配备的操作端子箱数量台47照明灯

53、具数量38安全连锁措施的方式门锁+电连锁9每台除尘器所需电源总容量/实际消耗量KVA481.610除尘器对接地方式和接地电阻值的要求独立地网，接地电阻不大于2用户完成11除尘器水泥支架用户完成六其它本设备运行过程中无需耗水第三节 布袋除尘器部分1 主要技术参数项目单位数据处理烟气量m/h240000设计效率%99.98入口温度C170入口粉尘浓度g/Nm48保证效率%99.9出口粉尘浓度Mg/Nm50平均阻力Pa1200-1500每台除尘器室数个212总过滤面积M/台8811过滤风速M/min0.9-1.0（最大风量时）滤袋材质PPS滤袋规格mm1605800滤袋允许连续使用温度C125-17

54、0滤袋允许最高使用温度及允许时间C/h190/0.5袋笼规格mm1555750袋笼材质20（含文氏管）袋笼防腐处理工艺有机硅喷涂袋笼固定及密封方式弹性涨圈电磁脉冲阀型式及规格mm淹没式 DN76喷吹气源压力Mpa0.15-0.30气源品质水分：5mg/Nm油： 10 mg/Nm固体粒：5微米机械开阀时间ms150耗气量M/min8.0每台除尘器灰斗数个12灰斗卸料接口尺寸mm400400保温层和保护层材料岩棉+彩钢板保温层和保护层厚度mm/mm50/0.5除尘器支架钢支架灰斗卸料高度mm3500（气力输灰）设备重量t约345外形尺寸（长宽高）mm1425019000179001.1除尘器在下列

55、情况同时存在时，仍可达到设计参数。进口烟气量浓度：+5g/Nm 进口烟气含量： +10% 进口烟气温度： +10C 滤袋破损率： 3% 1. 2在燃烧方式及烟尘特性在一定范围内变化时，保证除尘器的各种性能指标不降低。1.3滤袋寿命保证（材质PPS，正常使用条件下）：燃煤锅炉30000h；生物质秸秆锅炉10000h。2.除尘系统供货设备必须具有以下功能2.1本除尘系统设有前置预除尘器，以减少布袋除尘器负荷并进一步冷却降低烟气温度。2.2布袋除尘器采用离线清灰方式2.3清灰程序的运行分为“自动”和“手动”两种方式，并可互相转换。2.4具有不停机换袋及维修功能。2.5 设有“定阻”和“定时”清灰控制

56、功能，并可互相转换。2.6旁路结构形式：内置旁路阀，气动密封，零泄漏。2.7高温烟气放散功能。当入口烟气温度超过正常工作温度（系统设定）5C时，内置旁边阀自动打开，高温烟气直接放散到烟囱，以保护滤袋。2.8 各袋室进出口压差显示功能，用来检测某室是否出现破损滤袋。2.9 各袋室进风口设有风量调节阀,以保证各室分风均匀,并可实现该室完全离线,方便维护和检修。2.10灰斗料位及卸灰控制功能，分自动和手动两种方式。2.11 灰斗电机振动清灰和手动清灰（捅料口）功能。2.12布袋除尘器顶部设有一台小吊车，方便维修使用。2.13布袋除尘器上部设有防雨棚，用来保护脉冲阀和气缸元件。2.14 故障报警及工艺

57、参数显示功能。3.除尘系统电气控制达到以下技术规范3.1 全部除尘工艺过程控制由PLC完成。PLC设有远程控制接口（DCS），可以实现把所有除尘工艺参数传输到总控室上位机（不在供货范围），从而实现各种工艺参数的在线控制。3.2 PLC控制与检测范围风机运行信息（启动/工作/停止）清灰系统工作状况，自动+手动。烟气温度自动检测。内置旁边阀启闭，自动+手动。清灰系统“定阻”和“定时”自动检测与控制。灰斗料位及卸料自动检测与控制（与输灰仓泵联动控制）。清灰压缩空气压力自动检测。执行元件故障自动检测功能（脉冲阀、离线阀、旁通阀、压差计、温度仪、料位计、振动电机） 4.除尘系统电气设备供货达到以下技术规

58、范4.1 电气设备主要包括：PLC主控柜一台，低压控制柜一台，机旁操作箱二个（除尘器上部一个，下部一个），连接电缆（电源柜控制柜各执行元件）等4.2 电源4.2.1 电源为交流380v/220v50Hz 三相四线制。4.2.2 PLC控制柜使用AC220v50Hz。4.2.3当电源电压、频率在下列范围内变化时，所有电器设备和控制系统均能正常工作： 交流电源：（+5%-10%）Ue(额定电压) 频 率 ： 2% 50Hz长期 当电压在-22.5%Ue,时间不超过一分钟时 4.3 振动电机为全封闭式。外壳防护等级不低于IP54。4.4 控制柜采用GGD标准柜，防护等级不低于IP54。4.5 控制柜钢板厚度不低于1.5mm，采用冷轧板。外表涂漆颜色为乳白色。4.6 控制柜内端子排留有20%备用量。4.7 所有电缆均采用铜芯线，保证其截面积具有足够的载流能力。电缆敷设时，均有电缆桥架保护。4.8 指示灯颜色与报警信号4.8.1 绿色：表示电源断开，除尘器停止，阀门