我国小型生物质锅炉设计依据及净化装置设计

目前，我国城市拥有大量的燃煤锅炉，其中大都分布在城区内及城市周边，由于使用的都是含硫量高的劣质煤，锅炉烟气没有脱硫装置，加上操作、管理等因素，冒黑烟、硫污染等烟气污染严重，直接影响了城市及周边的空气质量。为此，许多城市采取取消煤锅炉，采用煤改气、煤改电等措施减少燃煤锅炉污染，但由于气源紧张、电价昂贵，在城市热力难以达到的区域，收效甚微。用清洁的生物质燃料替代煤，在城市锅炉内使用替代燃煤锅炉就成为   。根据我国的生物质资源条件，利用农林剩余物作为锅炉燃料使用则具有环境友好、可以   的特点。   工业锅炉生物质燃烧技术，生物质燃料锅炉，对节约常规能源、优化我国能源结构、减轻环境污染有着积   意义。

目前我国已经有相当规模的生物质燃料锅炉   使用，减少锅炉排放污染尤其是大气污染成为生物质锅炉   人员和环境保护工作者   直面的问题。然而针对生物质燃料锅炉烟气净化的装置却一直未有大的突破，较多的仍在沿用以往燃煤锅炉烟气净化工艺和装置回。为此，函需   出一种除尘效果好、设备操作简单、净化功能多样、生产成本低的适用于中小型生物质锅炉使用的烟气净化设备。本文针对中小型生物质锅炉烟气排放实际情况，设计一种适用于中小型生物质锅炉烟气除尘、净化、脱硫于一体的烟气净化设备，   该套设备的工艺设计、系统计算、运行性能等。

1、设计依据

1.1设计方案

(1)烟气除尘、脱硫、余热利用一体化设计，实现烟气多效净化。烟气除尘采用旋风分离一次除尘和雾化喷淋二次除尘，烟气脱硫采用碱性水洗涤脱硫和雾化喷淋脱硫，余热利用采用高、低压烟气多级换热。

(2)烟气除尘采用除尘设计。主烟道排出的烟气   步通过烟道旋风分离器进行初步除尘，初次除尘后烟气进入箱体箱实现气液二次除尘，然后进入副烟道利用雾化喷淋装置进行三次除尘。

(3)排烟烟道采用螺旋换热、旋风分离一体化设计。一次烟道中设立螺旋换热盘管，一方面烟气中的烟尘经过螺旋旋风分离后沿着气壁被烟气吹入碱水箱中，另一方面利用换热盘管进行烟气余热换热，通过控制盘管液体流速控制一次排烟温度，降低烟气中金属离子的排放。多效烟气净化装置的工艺流程。

1.2设计原则

烟气净化装置要求结构简单，有较好的气液、固液混合性能，可实现   率的烟气除尘、脱硫、净化等功能，能实时进行净化系统运行参数的检测及调控，可满足中小型生物质锅炉烟气净化的工艺要求，易于放大。

2、多效烟气净化装置的设计

2.1整体结构

结合生物质锅炉烟气的排放特点以及烟气脱硫、除尘净化的需要，设计的生物质锅炉多效烟气净化装置结构，主要由一次烟道、换热盘管、碱水箱、换热排管、二次烟道、雾化喷淋器、逆向旋流板等组成。

锅炉烟气在一次烟道的旋流板以及烟道内部导向、旋流、离心除尘等机构作用下，烟尘沿气壁在烟气吹动下进入下方碱水箱内，烟气与碱水发生中和反应，并形成鼓泡作用，进行初步脱硫，然后进入二次烟道内，二次烟道的雾化喷淋装置以较高压力将碱性水旋转喷出，形成粒径约100μm的水雾，提高了液滴比表面积，与烟气充分接触，烟尘充分增湿、增重。烟尘在强烈气流作用下，惯性力增大，被抛甩到筒内壁水膜层中，流入液体净化箱内，烟气中的硫氧 化物气体与雾化的碱性水滴接触反应生成亚硫酸和硫酸盐随水膜流入碱水箱内，然后排入灰渣池。碱水雾化喷淋洗涤过的烟气经百叶窗格栅阻挡分离水滴，进水分离，清洁的烟气经引风机引入烟塔排出。

2.2二次烟道设计

二次烟道是烟尘脱硫、除尘的主要区域，采用碱水雾化喷淋的方式，进行脱硫和除尘。雾化喷淋除尘可分切向出风和轴向出风两种类型，实际的应用和实验表明，轴向出风式无论是气流流动的对称性还是稳定性均优于切向出风式，因此采用轴向出风方式，二次烟道结构。以LEITH的边界层分离理论为基础，对轴向出风的立式二次风道进行设计。