北海除尘

烟气的脱硫脱硝以及除尘技术

    摘要：脱硫(Desulfurization)、脱硝(Denitrifica-tion)(亦称脱硫脱氮)是除去或减少燃煤过程中的SO2和NOx,如何经济有效地控制燃煤中SOX和NOx的排放量是我国乃至世界节能减排领域中急需解决的关键问题。本文主要阐述火电厂脱硫、脱硝技术和脱硫脱硝一体化技术以及烟气除尘技术，并且分析了每种技术的原理及优缺点。

    引言：煤炭是一种重要的能源资源,当今世界上电力产量的60%是利用煤炭资源生产的。中国又是一个燃煤大国,一次能源能源76%是煤炭,到2005年我国煤年产量达20亿t,其中一半用于燃煤电厂,燃煤发电量约占全国总发电量的70%左右。煤燃烧排放烟气中含有硫氧化物SOX(主要包括:SO2、SO3)和氮氧化物NOx（主要包括:NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5）,其中SO2、NO和NO2是大气污染的主要成分,也是形成酸雨的主要物质。

    脱硫(Desulfurization)、脱硝(Denitrifica-tion)(亦称脱硫脱氮)是除去或减少燃煤过程中的SO2和NOx,如何经济有效地控制燃煤中SOX和NOx的排放量是我国乃至世界节能减排领域中急需解决的关键问题。本文主要阐述火电厂脱硝技术和脱硫脱硝一体化的发展趋势,有助于推动我国火电厂脱硝和脱硫脱硝一体化技术的应用,以减少燃煤电厂氮氧化物NOx的排放。氮氧化物排放量NOx排放量近70%来自于煤炭的直接燃烧,火力发电厂是NOx排放的主要来源之一,其中污染大气的主要是NO和NO2。降低NOx的污染主要有二种措施:一是控制燃烧过程中NOx的生成,即低NOx燃烧技术,亦称一级脱氮技术;二是对生成的NOx进行处理,即烟气脱硝技术,亦称二级脱氮技术。

一、烟气脱硫技术

    目前针对燃煤中硫的脱除,国内外早已进行了大量的研究。从脱硫环节上可分为:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后的烟气脱硫。脱硫方法有上百种,但工业化应用的只有十几种，目前世界上大规模商业化应用的脱硫技术是燃烧后烟气脱硫。烟气脱硫按其所采用吸收剂介质是固态还是液态可以分为干法、半干法、湿法。下面介绍几种典型的烟气脱硫工艺:

  1、石灰石—石膏法(Wet-FGD)

石灰石—石膏法是以石灰石浆液作为吸收剂,在吸收塔内通过石灰石浆液对烟气进行洗涤,并发生反应,去除烟气中的 SO2,反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化,能够生成含两个结晶水的硫酸钙,脱硫后的烟气从烟囱排放。该工艺是目前世界上技术Z成熟、应用Z广泛的脱硫工艺,已有三十年的运行经验,其脱硫效率在 90%以上,副产品石膏一般被抛弃处置。然而其缺点也比较明显:占地面积大,投资和运行费用高,产生废水、固废等二次污染。

  2、海水脱硫法

海水脱硫是利用海水的天然碱度来吸收 SO2,海水脱硫装置投资运行费用适中、工艺简单、脱硫效率高,但海水脱硫技术严格受地域限制。根据现有的工程经验,海水脱硫技术适用于沿海且燃用低硫煤的电厂[30]。海水脱硫的Z大问题是排海的水质是否会对海洋环境造成二次污染,从已有的数据[31]看,海水脱硫后排水水质满足国家标准,但脱硫后增加的 Hg 和 As 等物质是否会造成海水污染还有待研究,对海水水质和区域海洋生态环境是否有影响目前尚有争议。

  3、双碱法

    双碱法主要反应步骤可分为:吸收、再生、固液分离。它是以钠碱(NaOH、Na2CO3)作为吸收液,先吸收烟气中二氧化硫,再用石灰浆液(Ca(OH)2)再生钠碱,钠碱可不断循环使用。该法脱硫效率高,装置占地面积小、吸收剂用量小,且不存在 FGD 法中堵塞、结垢的问题。然而,由于双碱法运行成本较高,不适用于大中型锅炉烟气的脱硫。

  4、可再生胺脱硫技术

    可再生胺脱硫技术属于湿法回收法,用胺液循环吸收烟气中的 SO2,效率可高达 99%以上。该技术是依据汽提原理,利用低压的蒸汽加热已吸收了 SO2的胺液,将 SO2气体从中解吸出来,得到高纯度的 SO2气体可用来制酸或硫磺。再生出的胺液,回流到反应系统循环再用。具有脱硫效率较高,系统操作、维护简单可靠优点。由于再生蒸汽消耗量较大,能耗成本高,需要有硫磺回收或硫酸等下游配套装置,有机胺的抗氧化性、过程中生成的盐需要很好地解决。

  5、循环流化床脱硫工艺(LCFB-FGD)

    该技术工艺的特点是烟气直接进入流化床反应塔中与塔内脱硫剂反应,完成脱硫过程。脱硫后的烟气进入电除尘器除尘净化后,经引风机由烟囱排出。该方法系统阻力低,可用率高;占地少,有利于现有电站锅炉的烟气脱硫剂技术改造。然而,脱硫效率相对较低;适应范围较小,脱硫产物基本无法利用。

  6、炉内喷钙炉后增湿活化法(LIFAC)

    半干式烟气脱硫方法是首先将脱硫剂吹入燃烧炉内进行第一次脱硫,然后再向活化反应器中喷水使它与未反应的 CaO 进行第二次脱硫。脱硫过程如下:

       热分解:CaCO3=CaO+CO2  (900℃以上)

       脱硫反应:2CaO+2SO2+O2=2CaCO4 (800℃~1200℃)

       氢氧化钙的生成反应:CaO+H2O=Ca(OH)2

       脱硫反应:Ca(OH)2+ SO2=CaSO3+ H2O

    该方法具有炉内喷钙法与喷雾干燥法的双重优点,综合脱硫率可达 80%左右。反应过程无废水产生,设备占地面积小,投资运行操作费用低。

二、烟气脱硝技术

    脱硝技术主要分为低 NOX燃烧技术和燃烧后烟气脱硝。其中,低 NOX燃烧技术已经在国内新建电厂得到广泛的应用,主要方法有空气分级燃烧、燃料分级燃烧、低氮燃烧、浓度偏差燃烧、烟气再循环等。而燃烧后烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少 NOX排放的方法,具有较高的脱硝效率,应用较为成熟和广泛的有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、电子束法以及炽热碳还原等技术。

  1、低 NOX燃烧技术

    为了控制燃烧过程中 NOX的生成量,采取的措施有:(1) 浓淡二次燃烧技术:降低空气过剩系数和氧气浓度,先使煤粉在缺氧的条件下燃烧;(2)降低燃烧温度,以防止产生局部高温区;(3)缩短烟气在高温区的停留时间等。所有措施的目的是尽量减少热力氮的产生。低氮燃烧法简单易行,可方便地用于现存装置,但 NO 的降低幅度十分有限,且燃烧热损失较多。

  2、选择性催化还原法(SCR)

    选择性催化还原法是在催化剂的作用下,―有选择性‖地与烟气中的 NOX反应,将锅炉烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。系统中的反应过程如下:

       NO 的还原:4NO+4NH3+O2=4N2+6 H2O

       NO2的还原:6NO2+8NH3=7N2+12H2O

       2NO2+4NH3=3N2+6H2O

    与其他技术相比,SCR 技术装置结构简单、不形成二次污染、技术成熟、脱硝效率高达 90%、运行可靠,是目前国际上应用Z为广泛的烟气脱硝技术。催化剂失效和尾气中残留 NH3是 SCR 系统存在的两大关键问题。为确保催化剂层的理想条件,避免催化剂中毒、堵塞或磨损,运用 CFD 软件对 SCR 系统进行流体力学模拟计算,对解决这些问题有所帮助。

  3、选择性非催化还原法(SNCR)

    SNCR 技术原理是在无催化剂存在的条件下向炉内喷射化学还原剂使之与烟气中的 NOx 反应,将其还原成 N2及 H2O。使用Z广泛的还原剂为氨或尿素,反应温度在 900～1000℃范围内。其反应式为:

       4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

    当温度过高时,NH3将发生副反应,生成 NO,反应式如下:

       4NH3+5O2=4NO+6H2O

    温度过低时反应速度减慢,所以温度的控制至关重要。该工艺不需要催化剂,但脱硝效率较 SCR 低。

  4、混合 SCR- SNCR 脱硝技术

    SNCR-SCR 脱硝技术是结合 SNCR 投资省、SCR 脱除效率高的优点所发展起来的一种新型脱硝工艺,并非只是 SNCR 与 SCR 两者简单的组合。混合 SCR-SNCR 脱硝工艺,Z主要的技术改进是省去 SNCR 工艺烟道内复杂的 AIG(氨喷射)系统,并减少了 SCR 技术中催化剂的用量。该工艺主要分为炉膛和反应器两个反应区,首先将还原剂通过位于锅炉炉墙部位的喷射系统,喷入作为第一个反应区的炉膛。此时在高温条件下,还原剂与烟气中 NOx 发生非催化还原反应,实现初步的脱氮过程。然后,未反应完的还原剂进入混合工艺的第二个反应区,进行进一步脱氮。

  5、湿法烟气脱硝技术

    湿法烟气脱硝技术按吸收剂的种类可分为:水氧化吸收法、酸吸收法、碱液吸收法、氧化吸收法、还原吸收法、络合吸收法、液膜法等。湿式络合吸收法目前仍处于试验阶段,NOX的脱除率较高。但螯合物的循环利用比较困难,在反应中螯合物会有损失,利用率低,造成运行费用很高。

燃煤锅炉上很少采用湿法脱硝。

三、烟气同时脱硫脱硝技术

    燃烧产生的硫氧化物和氮氧化物的浓度都不太高,但总量却非常大。国内外现有烟气净化技术中除尘、脱硫、脱硝往往是在多个独立系统中分别完成,不但占地面积大,而且投资、操作费用高,并且随着烟气脱硫的普及,大气中氮氧化物危害所占的比例将越来越大。因此,同时脱硫脱硝技术日益受到各国的重视。

烟气同时脱硫脱硝技术主要有三类:烟气脱硫和烟气脱硝的组合技术;对现有 FGD 系统进行改造增加脱硝功能[37];利用吸附剂同时脱除 SO2和NOx。烟气同时脱硫脱硝技术按照其作用机理可以分为湿法、固相吸收再生法、气固催化法、吸收剂喷射技术及高能电子活化氧化法五大类,以下对脱硫脱硝工艺做扼要介绍,

  1、电子束照射法

    电子束照射法(ER 法)属于干式同时脱硫脱硝的方法。该方法利用阴极发射并经电场加速形成 500～800 keV 高能电子束辐照烟气产生辐射化学反应,生成OH、O 和 HO2等自由基,再和 SOx 和 NOx 反应生成硫酸和硝酸,在通入氨气(NH3)的情况下,产生(NH4)2SO4和 NH4NO3氨盐副产品。

    在 20 世纪 70 年代初首先由日木荏原公司提出,经过 20 几年的研究开发,己经从小试、中试和工业示范一步步走向工业化。具有不产生废水废渣;能同时脱硫脱硝,脱硫率 90%以上,脱硝率 80%以上;系统简单,操作方便,过程易控制;对于含硫量的变化有较好的适应性等优点。但投资与运行成本比其它方法都要高。

  2、电晕放电法

    半干式电晕放电脱硫脱销技术是在脉冲电晕等离子体烟气脱硫脱销技术的基础上改良而来,将含有SO2和NOX的高温烟气引入喷雾塔内增湿降温,然后引入电晕放电烟气净化器,施加高电压,并加入氨气,在电晕放电与氨的协同作用下,将SO2和NOX转化为铵盐颗粒,从烟气中分离出来,收集在极板(管)上,用水冲洗极板上的反应产物。将产物溶液喷入喷雾干燥塔,雾滴蒸发干燥形成较大的铵盐颗粒,加以回收,同时使烟气增湿降温。与现有方法相比,可解决产物粘结的问题,提高净化效果,减少氨泄漏和铵盐外排,减少能耗,提高了运行可靠性,简化了工艺,减小净化装置尺寸,降低脱硫投资和运行成本。

  3、气固催化法

    目前 , 气 固 催 化 法 有 代 表 性 的 工 艺 有 : DESONOX 工 艺 和 SNRB(SOX-NOX-ROX-BOX)工艺。DESONOX 包含两段催化转化反应,烟气经静电除尘后进入具有两层催化剂的固定床反应器,第一层为 SCR 催化剂,在 450℃下发生选择性催化还原反应,NOx被 NH3还原生成 N2和 H2O;随后,烟气经过含钒催化剂的第二层,SO2被氧化为 SO3,再经冷凝后得到硫酸。该法脱除效率比较高,不产生二次污染,且技术简单,但是投资和运行费用较高。

    SNRB 工艺[42]是利用高温布袋除尘器进行烟气净化,能够同时去除 SO2、NOx和烟尘。脱除过程可分为三步:①在高温脉冲喷射布袋除尘器中进行除尘;②利用 SCR 法将 NOx还原为N2;③利用石灰基或者钠基吸收剂吸收烟气中SO2。过滤袋采用可以承受 425-470℃高温的陶瓷纤维过滤袋。SNRB 工艺成功的实现了烟气脱硫脱硝除尘一体化,该工艺吸收剂利用率较高,设备投资少,且对设备腐蚀性较低,然而产生的废渣较多,且副产物回收利用价值不高。

  4、CuO/γ-Al2O3一体化吸收/催化法

    该法采用CuO/Al2O3作吸附剂(CuO含量通常在4%～6%)进行脱硫脱硝,整个反应分两步:①在吸附器中:脱硫时,温度在300～450℃内时,吸附剂与SO2反应,生成CuSO4;脱硝时,由于CuO和生成的CuSO4对NH3还原NOx有很高的催化活性,结合SCR法进行脱硝。②在再生器中:吸附剂吸收CuSO4饱和后用H2或CH4还原,还原后的Cu或Cu2O,在吸附剂处理器中用烟气或空气氧化成CuO后又可重复使用。

反应式如下:

       6 NO+4NH3= 6H2O+ 5N2

       6NO2+ 8NH3= 12H2O+ 7N2

       2CuO+2SO2+ O2= 2CuSO4

    CuO 吸附法在吸附温度为 750℃左右时脱硫脱硝率在 90%以上,不产生新的废弃物,没有二次污染,除尘率可达 99.9%。但反应温度要求高,需要加热装置,并且吸附剂的制备成本较高。

5、吸附法

吸附法是用活性焦炭进行烟气的同时脱硫脱硝。SO2的脱除是通过活性焦炭的微孔催化吸附作用,生成硫酸储存于焦炭微孔内,然后通过热再生。而 NOx的脱除是在加氨的条件下,经活性焦炭的催化作用生成水和氮气再排入大气。根据吸附材料的不同又可分为活性炭吸附法和活性焦吸附法两种,其脱硫脱硝原理基本相同,见图 2-1。不同的是活性炭吸附法有两个吸附塔,一个脱硫一个脱硝,而活性焦吸附法只有一个吸附塔,塔分两层,上层脱硝,下层脱硫,活性焦在塔内上下移动,烟气横向流过塔。

  6、湿法烟气同时脱硫脱硝技术

    湿式同时脱硫脱硝的方法目前尚处于研究阶段。该方法通过加入添加剂来提高 NO 的溶解度。主要的湿法同时脱硫脱硝工艺有湿式络合吸收法、氯酸氧化法、尿素净化法、NaClO2/NaOH 法等。

      1) 湿式络合吸收法

    湿式络合吸收法是在现有的湿法脱硫液中加入一些金属螯合物,如亚铁螯合物 Fe(Ⅱ)EDTA 等络合吸收剂,能与 NO 迅速发生反应形成亚硝酰络合物。因此,在传统的在湿法工艺中加入金属螯合物作为添加剂,使其在吸收 SO2的同时,吸收 NOx,实现同时脱硫脱硝。但螯合物的循环利用比较困难,该法能否工业化的关键问题是对络合吸收形成的 Fe(Ⅱ)EDTANO 和被烟气中的 O2氧化形成的Fe(Ⅲ)EDTA 的再生。

      2)氧化法

    氧化法同时脱硫脱硝是先将 NO 氧化为易溶于水的形态,以此达到吸收脱除的效果。NO 的氧化速度是决定整个氧化法脱除 NOx的关键步骤,为了提高 NO的氧化效率,需要应用氧化剂。氧化剂包含气相与液相两种,气相氧化剂主要有ClO2、Cl2、O3等,价格昂贵,同时气体在设备中运行也具有危险性。液相氧化剂有很多,如 HNO3、KMnO4、P4、H2O2、HClO3、NaClO、NaClO2、KBrO3、K2Br2O7等。其中,比较有效的液相氧化方法有氯酸氧化法、黄磷氧化法、亚氯酸钠氧化法。

      3) 氯酸氧化法

    是采用含有氯酸的强氧化剂氧化吸收 SO2和 NO,该过程在氧化塔中进行;后续工艺采用 NaOH 和 Na2S 来吸收残余的酸性气体,吸收过程在碱式吸收塔中完成。该工艺实现了在一套装备中对烟气同时脱硫脱硝,脱除效率可达 95%以上,并且与利用催化氧化原理的技术相比没有催化剂中毒、失活等问题。该工艺适用性强,对入口烟气的限制范围不高,在常温、吸收剂浓度较低时也可进行氧化吸收。但存在氯酸吸收剂价格高、对设备腐蚀性强、产生废酸造成二次污染等问题。氯酸氧化 NO 的反应机理:

       NO+2HClO= NO2+2ClO2

       5NO+2ClO2+ H2O=2HCl+5NO2

       5NO2+ ClO2+3H2O=HCl +5HNO3

    氯酸氧化 SO2反应机理为:

       SO2+2HClO3=SO3+2ClO2+H2O

       Cl2+ H2O= HCl+HClO

       SO2+HClO=SO3+ HCl

       SO3+H2O=H2SO4

      4)尿素净化法

    尿素净化法是在 NH3还原法脱硫的基础上发展起来的,是利用尿素的强还原性,在酸性条件下将 NOX还原为 N2,NOX浓度越高,脱除效率也越高,适合处理纯氮氧化物[47]。该法治理效果好、无二次污染、操作弹性大,但吸收液尿素的浓度需较高,运行成本过高,且处理能力低,无法在工业上得到推广应用

  8、活性炭纤维负载 TiO2法

    赵毅等在《活性炭纤维负载 TiO2同时脱硫脱硝实验研究》中提出将 TiO2和活性炭纤维（AFC）制成复合型光催化剂，即将 TiO2光催化活性和活性炭纤维的吸附性能结合于一体，ACF 的强吸附作用为TiO2的光催化提供了高浓度的反应环境，实现了烟气同时脱硫脱硝。

    实验得出：

    经试验得出结论：ACF 的强吸附作用为 TiO2的光催化氧化提供了良好的反应环境，在可见光条件下SO2和 NO 能够达到较高的脱除效率。实验研究了影响烟气同时脱硫脱硝效率的影响因素，发现反应温度、烟气湿度和烟气中氧气浓度是主要因素。在Z佳实验条件下，如反应温度为 100℃，烟气湿度为 0.006m3/m3，氧气含量 6%，可见光照射，烟气同时脱硫脱硝效率分别达到97.5%和 49.6%。尾气如果采用稀氨水作吸收液，可发展为一种可资源化的烟气同时脱硫脱硝技术。

四、烟气除尘

    由燃料及其他物质燃烧过程产生的烟尘，以及对固体物料破碎、筛分和输送等机械过程产生的烟尘，除尘就是把这些粒子从烟尘中分离出来并加以捕集、回收的过程。

烟气除尘的技术包括袋式除尘器技术、电除尘器技术和电袋结合除尘器技术。

  1、袋式除尘器

    袋式除尘器是一种干式滤尘装置。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、

    扩散、静电等效应， 滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。

工作原理：

    过滤式除尘器是指含尘烟气孔通过过滤层时，气流中的尘粒被滤层阻截捕集下来，从而实现气固分离的设备。过滤式除尘装置包括袋式除尘器和颗粒层除尘器，前者通常利用有机纤维或无机纤维织物做成的滤袋作过滤层，而后者的过滤层多采用不同粒径的颗粒，如石英砂、河砂、陶粒、矿渣等组成。

伴着粉末重复的附着于滤袋外表面，粉末层不断的增厚，布袋除尘器阻力值也随之增大;脉冲阀膜片发出指令，左右淹没时脉冲阀开启，高压气包内的压缩空气通了，如果没有灰尘了或是小到一定的程度了，机械清灰工作会停止工作。

结构如图：

袋式除尘器具有适应各种粉尘特性烟气、除尘效率高、结构紧凑占地面积小、布置灵活、滤袋拆装方便、清灰高效彻底、设备运行稳定可靠等特点。

  2、电除尘器

    电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。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。由于火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘器结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘器主体结构横截面尺寸约为25~40×10～15m，如果在加上6米的灰斗高度，以及烟质运输空间高度，整个电除尘器高度均在35米以上，对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载，地震荷载作用下的静、动力分析。同时，还须考虑结构的稳定性。

结构如图：

    电除尘器具有性能可靠、除尘效率高、抗高温、二次扬尘小、易于维护等特点。

  3、电袋复合式除尘器

    电袋复合式除尘器，作为一种新型的复合型除尘器，采用了静电除尘和布袋除尘的原理，克服了之前单一功能除尘器的弊端，可谓是这一领域的重大突破。对于目前PM2.5的吸收也具有良好的效果。此外，这种复合型的除尘器吸尘率更高，高达70%—80%，而且更具环保的功效。

    电袋复合式除尘器是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器，它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。

结构如图：

    电袋组合式除尘器是综合利用和有机结合电除尘器与布袋除尘器的除尘优点，先由电场捕集烟气中大量的粉尘，再经过布袋收集剩余细微粉尘的一种组合式高效除尘器。具有除尘稳定（≤50mg/Nm3）、系统阻力小、设备使用寿命长、性能优异等特点。

    除尘器种类繁多，按除尘过程中是否采用润湿剂，除尘器可以分为干式除尘器和湿式除尘器。按除尘 过程中的基本作用原理可以分为机械除尘器、湿式除尘器（主要是洗涤式除尘器）、过滤式除尘器、电除尘器和声波除尘器。以下将从后一种分类角度对各种除尘器的工作机理，特点、适用场合、除尘效率作一个简单的介绍。

  1、重力沉降室

    重力沉降室是利用粉尘与气体的密度不同，使含尘气体中的尘粒依靠自身的重力从气流中沉降下来，从而达到净化目的的一种装置。当含尘气流从管道进入沉降室后，由于截面扩大，气体的流速减慢。沉降速度大于气流速度的沉粒就沉降下来。

    重力沉降室分为水平气流沉降室和垂直气流沉降室两种。重力沉降室的性能特点是结构简单，投资小， 维修管理方便，体积大。其气流速度一般为 0.5～1m/s，一般只能捕集粒径大于 50μm 的尘粒，除尘效率， 干式沉降室为 50%～60%，湿式沉降室为 60%～80%。主要适用于烟气量较小，尘粒较粗，现场较宽敞及 环境要求较低的场合，或者作为高效除尘的预处理装置。

    重力沉降室具有结构简单，投资少，压力损失小的特点，维修管理较容易，而且可以处理高温气体。但是体积大，效率相对低，一般只作为高效除尘装置的预除尘装置，来除去较大和较重的粒子。

  2、惯性除尘器

    惯性除尘器是使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用使其与气流分离的装置。惯性除尘器分为碰撞式和回转式两种。前者是沿气流方向装设一道或多道挡板，含尘气体碰撞到挡板上使尘粒从气体中分离出来。显然，气体在撞到挡板之前速度越高，碰撞后越低，则携带的粉尘越少，除尘效率越高。后者是使含尘气体多次改变方向，在转向过程中把粉尘分离出来。气体转向的曲率半径越小。转向速度越多，则除尘效率越高。惯性除尘器的性能特点是压力损失大、除尘效率较低。其烟流速度在 12～15m/s 范围内，适用于捕集 粒径大于 20μm 的尘粒，除尘效率约为 50%～70%。主要适用于非黏性、非纤维性的且密度和粒径较大的 金属或矿物性粉尘，多用于多级除尘中的第一级除尘。

  3、旋风除尘器

    除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。旋风除尘器是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用于从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。它属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。它的主要缺点是对细小尘粒（<5μm）的去除效率较低。

  4、湿式除尘器：

    1）喷洒式：此类除尘器设备中，含尘气流是连续相，液体可以是分散相，也可以是连续相，相接触面有限，分离效率不高。这一类型包括淋洒式洗涤塔、旋风水膜式洗涤器、填料塔洗涤器等。

    2）泡沫洗涤除尘器：气体呈分散相，液体是连续相和分散相共存，泡沫的形成是由于气体的鼓泡作用，湍动程度和相际接触面积大，除尘效率高。

    3）压力喷射除尘器：气体和液体在压力作用下，喷射形成微粒分散在另一相中（多是液相分散在气相中），湍动程度和相接触面均很高，冲击强度也高，除尘效率高。喷雾洗涤塔、喷射洗涤器、文丘里洗涤 器等都是这一类型。

五、总结

    本文综述了国内外火电厂脱硫脱硝技术的发展和应用以及脱硫脱硝一体化技术的发展趋势。由此可见,火电厂脱硫脱硝技术是一项涉及多个学科领域的综合性技术。为了减少烟气中硫氧化物和氮氧化物对大气的污染,一方面要改进燃烧技术抑制其生成,另一方面要加强对排烟中硫氧化物和氮氧化物的烟气净化治理。目前,国内外已开发了多种脱硫和脱硝工艺,评价各种工艺应从硫氧化物和氮氧化物净化率、装置成本、运行费用以及副产物处理和二次污染等多方面综合评价。在这方面,国外技术开发较早,已积累了丰富的应用经验。烟气脱硝的工艺难度和成本都较大,因此,目前世界上只有少数国家有烟气脱硝装置运行,主要是采用选择性催化还原法(SCR)工艺。若用两套装置分别脱硫脱硝,不但占地面积大,而且投资、操作费用高,而使用脱硫脱硝一体化工艺则结构紧凑,投资与运行费用低、效率高。联合脱硫脱硝技术是目前世界上应用比较广泛的烟气脱硫脱硝工艺,同时脱硫脱硝技术大多处于研究阶段,烟气同时脱硫脱硝工艺的研究又大多集中在干法上,尚未得到大规模工业应用。由于各种脱硫脱硝技术都有各自的应用条件,具体工程项目必须因地制地进行技术、经济比较和评估,确定适宜的脱硫脱硝工艺。

    粉尘 PM2.5去除技术的应用与推广，符合《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出的十一五期间单位国内生产总值能耗降低20%左右的约束性指标；符合十二五时期我国将把大幅度降低能源消耗强度二氧化碳排放强度和主要污染物排放总量作为重要的约束性指标（以重金属排放指标PPM2.5为主）k同时，对于我国钢铁行业及环保事业的建设和发展，自然环境的改善和净化均具有重要的作用k因此，此项粉尘 PM2.5去除技术的应用与推广，具有必要性和可行性。

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