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50mg/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/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0.090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,1.1重力沉降室原理: