樊锐恒 开题报告.doc

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1、辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 300MW机组脱硫系统设计 指 导 教 师 于静梅 院（系、部） 机械工程学院 专 业 班 级 热能与动力工程10-1班 学 号 姓 名 樊锐恒 日 期 2014年3月16日 教务处印制一、 选题的目的、意义和研究现状一目的和意义：我国空气污染问题的形成与二氧化硫排放总量居高不下密切相关。中国排放二氧化硫的90%、氮氧化物的70%来自燃煤，而其中的50%左右来自燃煤电厂。目前中国一年的SO2的年排放量大约为 2000 多万吨，如果不采用控制措施，2012年，SO2的排放量将超过3300 万吨。因此削减火电厂的SO2排放是控制 SO2

2、排放总量的重点。为此国家制定了一系列的环保措施，颁布了新的大气污染防治法，并划定了SO2污染控制区及酸雨控制区。根据国家新的产业政策，我国现阶段新上燃煤电厂必须同步安装脱硫设施，已经建成的机组也要逐步进行脱硫技术改造。因此，近几年正是我国燃煤电厂烟气脱硫事业发展的黄金时期。 世界燃煤电厂控制SO2排放最有效、应用最广的技术为燃烧后脱硫即烟气脱硫(Flue gas desulfurization，缩写 FGD)。该法可达到很高的脱硫率，技术比较成熟，是目前世界上已经完成大规模商业化应用的主要脱硫技术之一。烟气脱硫技术可分为湿法、半干法和干法三类工艺。湿法脱硫技术以其脱硫效率高，运行稳定可靠及没有

3、二次污染独占鳌头。在发达国家，90%以上的烟气脱硫采用湿法脱硫技术，湿法脱硫技术已成为我国燃煤电厂烟气脱硫的首选工艺。湿式石灰石石膏法烟气脱硫工艺是目前世界上燃煤电厂应用最广泛、技术最成熟的湿法脱硫技术。该技术采用石灰石(CaCO3)浆液作洗涤剂，在反应塔(吸收塔)中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。 以前我国燃煤电厂烟气脱硫项目的引进大多对硬件比较重视，而对软件的重视程度不够，不少引进项目大多停留在购买设备上，但现在越来越注重烟气脱硫技术的国产化。而国产化的关键在于掌握烟气脱硫的设计技术，只有实现烟气脱硫设计国产化，才能按市场规则选用更多质量优良、价格合理的脱硫设备，才有资格、有能力对

4、脱硫工程实行总承包，承担全部技术责任，推动烟气脱硫设计国产化的进程。因此我们在引进设计和制造技术，在消化吸收和创新方面还需要做大量的工作。二国内外研究现状 1.国内研究现状我国政府十分重视二氧化硫污染治理及技术研究开发工作，自70年代开始，曾先后进行了亚纳循环法、活性炭吸附法、石灰石法等半工业性试验或现场中间试验。80年代，在四川白马电厂建立了处理烟气量为70000m3/h(标态)的旋转喷雾干燥法脱硫工业试验装置，并于 1991年正式移交生产运行。“八五”期间，不同工艺的脱硫示范项目相继开展，如：山东黄岛发电厂一台210MW 旋转喷雾干燥法烟气脱硫、山西太原第一热电厂高速水平流简易石灰石湿法烟

5、气脱硫、南京下关电厂2台125MW机组的炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫、四川成都热电厂一台200MW电子束脱硫、深圳西部发电厂300MW机组海水脱硫等。90年代，大型火电机组脱硫工作有了进一步发展，如国家电力公司在利用德国政府贷款引进具有90年代国际先进水平的德国斯坦米勒石灰石湿法脱硫技术，对北京第一热电厂、浙江半山发电厂和重庆发电厂进行烟气脱硫技术改造，以及华能重庆珞璜发电厂4台360MW引进日本三菱公司的石灰石湿法烟气脱硫商业装置等。现今我国已拥有大型火电厂烟气脱硫自主知识产权的技术，并经过30万千瓦以上机组配套脱硫工程商业化运行的检验。脱硫设备国产化水平大大提高。从设备采购费用看，脱硫设备

6、、材料的国产化率已可以达到 90%以上，部分工程达到95%以上。脱硫设施造价及运行成本大幅度降低，新建30万千瓦机组的单位千瓦烟气脱硫价格从保障质量的角度看可降到平均 200元人民币左右。在我国燃煤电厂脱硫市场中，湿法脱硫工艺所占的份额高达75%左右，且其中主要是采用传统的石灰/石灰石石膏湿法脱硫工艺。 2.国外烟气脱硫研究发展状况 近年来，世界各发达国家在烟气脱硫方面均取得了很大的进展，美国、日本和德国是世界上FGD 技术开发和大规模应用的国家，在火电厂FGD领域处于领先地位。日本是世界上控制SO2最有成效的国家，也是最早实行大规模FGD 的国家。截至1990年，其装置达1900多套，总装机

7、容量达0.50.6亿kW，所用技术以湿式石灰石石膏法为主，占75%以上。日本湿式石灰石石膏法大多回收脱硫石膏，以弥补国内石膏资源的不足，年利用脱硫250万吨以上。近年来由于燃料结构的改变，如进口原油中含硫量的减少，液化天然气的增加，原子能发电、太阳能等无污染能源的发展，故烟气脱硫设施有减少的趋势。美国自20世纪50 年代开始研究电站烟气脱硫技术，到1988年美国电站己运行的烟气脱硫(FGD)控制容量66000MW，占燃煤电站总容量的20%以上，1990年底FGD控制容量己达71782MW，其FGD运行系统数量为159套。德国电厂为了达到国家限定的排放标准，主要采用脱硫效率高的湿法脱硫工艺。二、

8、研究方案及预期结果 1.课题研究的内容 设计内容：某300mw机组烟气脱硫工艺系统设计。 2.方法、技术路线 脱硫工艺采用的技术该工艺采用的是湿式石灰石石膏脱硫法。锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、喷淋增湿降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO42H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自

9、的喷淋层相连接，即通常采用单元制。在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。在吸收塔出口，烟气一般被冷却到4655左右，且为水蒸气所饱和。通过GGH将烟气加热到80以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。 石灰石湿法脱硫的特点 (1)石灰石吸收剂的消耗量小其

10、钙硫比维持在105左右便可。 (2)单个吸收塔的设计已越来越成熟，目前可生产与300MW 机组相配的吸收塔因而大机组采用这种烟脱硫工艺比较多 (3)吸收塔的喷淋层是自上而下排列与烟气中硫的浓度分布相反，因而使吸收剂能反应充分大降低运行成本 (4)需加强流程中的重要部件，如进烟道，吸收塔等的防腐蚀设计最好采用高镍合金钢、橡胶内衬、环氧树脂内衬，但成本较高。 (5)工艺的配套设施较多需配置大型的增压风机、换热器、吸收塔、供水系统、压缩空气系统、石灰石浆处理系统、副产品石膏处理系统、废水处理系统等等。占地面积较大增加成本 3.论文框架（1）处理方案的确定： 按照锅炉排放烟气资料和出口烟气要求进行方案

11、的确定，找出运行处理效果好、投资省、占地面积小、运行费用低、管理方便、排放达标的最佳方案。（2） 设计计算： 进行个处理单元处理效率估算；各构筑物设计参数的确定；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算；经济效益分析和投资估算。（3） 平面和系统立面图布置： 根据构筑物尺寸，合理的进行平面布置和系统布置。本设计方案拟采用袋式除尘器和石灰石/石灰法湿法烟气脱硫喷淋塔工艺。石灰石（石灰）石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的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制成吸收浆液。当采用石灰作为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中

12、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被吸收脱除，最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放，脱硫渣石膏可以综合利用。工艺流程：三、研究进度 通过毕业设计，熟悉并掌握烟气除尘脱硫的设计内容、设计原理、方法和步骤能正确的选定设计方案，了解废气的来源、特点及污染物的特点，掌握烟气除尘脱硫的基本流程，熟悉废气净化装置设计计算方法。第1周第3周：毕业实习，收集资料，撰写实习报告。第4周：撰写开题报告。第5周：专业文章英译汉。第6周第7周：整理材料，理清设计思路。第8周第13周：物料衡算，烟气系统设计。第14周第15周：其他系统设计，效益

13、评估。第16周：整理设计资料，排版，打印输出，提交设计资料。第17周：准备答辩，论文评阅。第18周：毕业设计答辩。四、主要参考文献1杨旭中. 燃煤电厂脱硫装置M.中国电力出版社，2006.2周至祥. 火电厂湿法烟气脱硫技术手册M.中国电力出版社，2006.3国电太原第一热电厂.300热电联产机组烟气脱硫技术M.中国电力出版社，2006.4郭静 阮宜. 纶大气污染控制工程（第二版）M.化学工业出版社，2008.5中国电力网. 石灰石-石膏湿法脱硫技术OL.2007年12月6孙克勤. 火电厂烟气脱硫系统设计、建造及运行M.化学工业出版社，2005.7火力发电厂烟气脱硫设计技术规程DL/5196-2

14、0048黄素逸 龙妍. 能源经济学M.中国电力出版社，2010.9姚玉英. 化工原理M.天津科学技术出版社，1999.10 EPRI.Economic Evaluation of Flue Gas Desulfurization SystemsR1New York:EPRI, 1991. 7793. 11GE Environmental Services，lncUSAMarsulex Environmental TechnoloAFGDSeminarC199812 Charlotte Brogren, Han T, Karlsson. The impact of the electrical

15、potential gradient on limestone dissolution under wet FGD conditions .Chemical Engineering Science, 1997,(52):3101-310613 Hudson J L , Rochelle G T. Flue Gas Desulfurization . ACS Symposium Series 188,1982. 14 V.Nagibin.Radiation - Chemical of Gas Purifi cation from2SO Radiat J , Phys.Chern. 1992 , 50 (4) ：307329. 15 Jerry M. Bigham, David A. Kost. Mineralogical and engineering characteristics of dry flue gas desulfurization products J ,USA.2005. 五、指导教师意见 指导教师签字：