目录摘要 (2)1 前言 (2)2 除尘技术的发展 (3)2.1 国内电厂气力除尘技术的发展 (3)2.1.1 工作原理 (3)2.2 电除尘器的特点 (3)2.3 除尘系统工艺流程 (4)3 喷雾干燥法 (4)3.1 喷雾干燥吸收工艺基本原理 (4)3.2 工艺化学过程 (5)3.3 主要设备介绍 (6)3.4 系统控制 (7)3.5 最终产物 (7)4 喷雾干燥法工艺特点 (7)4.1 SDA工艺特点（与石灰石/石膏湿法比较） (8)4.2 SDA工艺特点（与CFB/GSA-FGD比较） (8)4.3 喷雾干燥法工艺流程图 (8)4.4 喷雾干燥设计图 (8)5 燃料计算 (9)5.1 确定理论空气量 (9)5.2 确定实际烟气量及烟尘、二氧化硫浓度 (10)6 净化方案设计 (11)6.1 电除尘器 (11)6.1.1 运行参数的选择及设计 (11)6.1.2 净化效率的影响因素 (11)7 设备结构设计计算 (12)7.1 通过除尘器的含尘气体量 (12)7.2 集尘极的比集尘面积和集尘极面积 (13)7.3 验算除尘效率 (14)7.4 有效截面积 (14)7.5 电除尘器内的通道数 (15)7.6 集尘极总长度，宽度，高度 (15)7.7 灰斗的计算 (15)7.8 校核 (15)8 烟囱的设计 (15)8.1 烟囱高度的确定 (15)8.2 烟囱直径的计算 (17)9 管道系统的设计 (17)9.1 阻力计算 (17)9.1.1 系统阻力的计算 (18)9.1.2 系统总阻力的计算 (19)9.2 风机和电动机选择与计算 (19)9.2.1 风机风量的计算 (19)9.2.2 风机风压的计算 (19)9.3 电除尘器设计图 (19)10 总结 (19)参考文献 (20)摘要随着我国社会、经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,国家对烟尘的排放标准也将越来越严格。

因此,这些含尘烟气都需要经过高效的除尘器处理后才能够排放,在技术上、长期运行的可靠性及运行检修费用等方面，电除尘器及布袋、电袋除尘器各自的特点有哪些。

本文就目前国内外电除尘器及布袋、电袋除尘器技术的发展现状，结合我国燃煤电厂现投运除尘设备运行中所出现的一些问题进行分析探讨，并提出一些观点和相关建议。

关键词:烟气喷雾干燥电除尘分析火电厂1 前言我国是以燃煤为主的国家，据统计，1995年煤炭消耗量为12.8亿吨,且呈逐年递增趋势，二氧化硫的排放量达2370万吨，超过美国2100万吨的排放量，成为世界二氧化硫排放第一大国。

目前全国62%以上的城市SO2浓度超过国家环境质量二级标准，占全国面积40%左右的地区受到SO2大量排放引起的酸雨污染，因此控制SO2的污染势在必行。

火力发电厂气力除尘输送技术在世界各国得到了迅速发展和应用。

随着我国可持续发展战略的实施和环境保护合利用的发展，火力发电厂气力除尘技术的应用前景将会越来越好。

[1]从20 世纪20 年代开始，气力输送技术开始应用于国外火力发电厂，主要用于除尘器底部粉煤灰的输送，同时以空气压缩机作为气源设备。

国内少数电厂在20 世纪50 年代中期也开始采用真空泵作动力源的负压气力输送系统，这种系统由于出力低、输送距离短，设备磨损严重，蒸汽耗量大，运行的安全性和经济性较差，一般仅限用于中、小型火力发电厂。

许多火力发电厂为减少污染排放，在20 世纪80 年代后相继引进了各种类型的气力除尘的技术设备，这就进一步促进了国内火力发电厂粉煤灰气力输送控制技术的发展，提高了气力输送系统的输送距离、输送浓度，增加了系统出力，改进了设备的制造工艺、自动控制及管理水平。

2 除尘技术的发展2.1 国内电厂气力除尘技术的发展20 世纪30 年代初期，燃煤发电厂已应用火力发电厂气力输送技术，主要是输送除尘器干灰和锅炉底渣。

由于当时发电厂气力输送技术还不成熟，火力发电厂气力除灰系统可靠性较差，因此在燃煤发电厂内一般均采用以水力除尘系统为主，火力发电厂气力除尘系统为辅，两套除尘系统并存的除尘方式。

20 世纪五六十年代，我国电厂的的除尘设备还比较落后，几乎全部是低浓度的水力除尘方式，即所谓的“3 泵2 管1 条沟”的单一模式。

[1] 为了满足环保、节水、减少投资，以及提高灰渣综合利用等方面的要求，电厂除尘逐渐向多类型除尘模式探索，先后发展了高浓度水力除尘、气力除尘和机械除尘。

尽管除尘技术发展较快，但除尘环节仍然是电厂较薄弱的环节。

20 世纪80 年代及以后，伴随着改革开放，我国经济有了突飞猛进的增长，我国电力工业也呈现出高速发展的趋势，因此，电厂的排灰渣量大大增加。

但由于受人多地少的国情所限，电厂附近很难形成理想灰场，再加上当时经济不发达、科技水平不高、水资源匮乏等因素限制，电厂的除尘任务仍相当繁重。

随着节能减排理念的提出，节能减排已成为全球性的主题。

在这样的背景和国际压力下，近几年我国电厂在除尘领域技术发展非常快，比较具有代表性的是间歇性供电技术和高频开关电源节能技术。

2.1.1 工作原理它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。

由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的[1]。

电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小，气流阻力也小的特点[2]。

2.2 电除尘器的特点(1) 除尘效率高电除尘器可以通过加长电场长度、增大电场截面积、提高供电质量和对烟气进行调质等手段来提高除尘效率。

对于常规电除尘器，在正常运行时其除尘效率大于99% 是极为普遍的现象，对于粒径小于0.1μm 的微细粉尘，电除尘器仍有较高的除尘效率。

(2) 设备阻力小，能耗低电除尘器的总能耗是由设备压力损失、供电装置、加热装置、振打和卸灰电动机等能耗组成的。

电除尘器的压力损失一般为150 ～300Pa，约为袋式除尘器的1/5，在总能耗中占的份额较低。

(3) 处理烟气量大电除尘器由于结构上易于模块化，因此可以实现装置大型化。

目前单台电除尘器最大电场截面积超过了400m2，处理烟气量可达200 万m3/h。

(4) 耐高温，能捕集腐蚀性大的气溶胶颗粒一般常规电除尘器用于处理350 摄氏度及以下的烟气，如果进行特殊设计，可以处理500 摄氏度以上的烟气。

对于硫酸雾和沥青雾等腐蚀性大和粘附性强的气溶胶颗粒，采用湿式电除尘器可以保持良好的捕集性能。

(5) 对制造、安装和运行水平要求较高由于电除尘器结构复杂、体积庞大，所以其对制造质量、安装精度和运行水平都有严格要求，否则不能达到预期的除尘效果。

(6) 易受工况条件的影响虽然电除尘器对烟气性质和粉尘特性有较宽的适应范围，但当某些工况参数偏离设计值较多时，电除尘器性能会发生相应的变化。

电除尘器对粉尘比电阻最为敏感，当粉尘比电阻过高或过低时，都会引起除尘效率降低。

2.3 除尘系统工艺流程附图13 喷雾干燥法3.1 喷雾干燥吸收工艺基本原理未处理的热烟气通过气体分布器进入喷雾干燥吸收塔，与细小的石灰浆液/吸收剂液滴（平均液滴直径约50微米）接触。

烟气中的酸性组分迅速被细小的碱性液滴中和，同时，水分被蒸发。

合理的控制烟气分布、浆液流量和液滴尺寸，以确保液滴在接触喷雾干燥吸收塔塔壁之前被干燥。

一部分干燥产物，包括飞灰和吸收反应产物，落入吸收塔底部，进入粉尘输送系统。

处理后的烟气进入颗粒收集器（布袋除尘器或电除尘器），固体颗粒被收集下来。

从颗粒收集器出来的烟气通过引风机送入烟囱排放。

大多数喷雾干燥吸收工艺设一个脱硫灰循环回路，将部分回收的干燥颗粒作为吸收剂送回吸收塔。

尽管物料循环回路具有诸多优点，但并不是所有的喷雾干燥吸收工艺都采用。

物料循环虽然可减少石灰的消耗，但是根据烟气量和烟气中SO2含量的不同，有时回路的设计增加了投资和维护的成本，使得脱硫系统并非经济合理。

通常在SO2排放浓度要求严格的情况下，多采用脱硫灰循环回路。

3.2 工艺化学过程烟气中酸性组分（SO2、SO3、HCl和HF）与碱性浆液，Ca(OH)2的主要反应发生在紧邻雾化器喷嘴的区域，该区域具有传热和传质的最适宜条件。

主要反应为：SO2 +Ca(OH)2→CaSO2+H2O一小部分SO2会进行如下反应：SO2+1/2O2+ Ca(OH)2+H2O+CaSO3+1/2O2→CaSO4其它组分，如：SO3，HCl和HF与碱的反应也在进行。

当石灰作为吸收剂时，化学反应产物为亚硫酸钙/硫酸钙、氯化钙和氟化钙。

从整个吸收反应来看，SO2和其它酸性组分的吸收反应主要发生在浆液雾滴还未被干燥之前的气—液两相之间，但干燥之后的气－固两相接触仍然会发生吸收反应，即：SO2与烟气中悬浮的喷淋干燥后的多孔颗粒进行的反应，气－固反应在下游的颗粒收集器中还在进行。

特别是布袋除尘器中，吸收反应更为显著。

在吸收过程中CO2被认为可能会争相与碱性物质反应，然而，尽管CO2分压是SO2分压的50—200倍，分析干态反应产物的结果表明，只有少量的CO2被吸收。

其原因是：与CO2相比，SO2是强酸；还有CO2较SO2溶解度低且反应速度慢。

出于同样原因，HCl、HF和SO3是比SO2更强的酸，易于优先被吸收。

事实证明，这些酸性强但微量的组份几乎全部被吸收。

3.3 主要设备介绍(1)喷雾干燥吸收塔喷雾干燥吸收塔在脱硫系统中同时兼有反应吸收和干燥两项功能。

烟气在吸收塔内停留约10－12秒，以保证这两项功能的完成所需时间。

按照SDA系统所有吸收塔只配一个雾化器的设计原则，单个雾化器的最大出力为450MW，也就是450MW及以下的脱硫机组均可配备一个吸收塔，用来处理机组100%的烟气量。

450MW以上更大机组可按2个吸收塔设计。

SDA工艺吸收采用两点排放系统，即吸收塔内飞灰和反应产物固体，大部分在布袋除尘器中被收集，另有大约5％－10％的干燥固体物从吸收塔底部排出。

两点排放系统的优点是可以避免烟道堵塞，甚至在运行不正常时也同样可以避免烟道堵塞。

脱落的塔壁沉积物、潮湿的结块或甚至是过量的浆液，都落到吸收塔底部，经过破碎后排出系统。

(2)旋转雾化器雾化器的设计雾化出力可以满足达450MW大机组脱硫的需要，可以处理相当大的浆液量并保证雾化液滴尺寸分布均匀一致。

从而，在已运行的SDA工艺中，随着烟气流量、温度和组分的动态变化，相应的吸收浆液供应也随之变化，但不会改变雾化器的雾化效果（即：液滴尺寸）。

一个持续不变的喷雾雾化效果是吸收反应的基础，加上持续的吸收和干燥过程，为整个系统最终的脱硫效果提供可靠的保证。