h型鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣濕式石灰法除塵脫硫一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1 文獻(xiàn)綜述1.1 前言針對(duì)發(fā)展中國(guó)家投入到煙氣脫硫的資金不多，特別是面廣量大的中小型鍋爐用戶，對(duì) 排煙脫硫費(fèi)用承受能力有限又不便于集中統(tǒng)一管理的實(shí)際情況，而開(kāi)發(fā)一些投資省，運(yùn)行 費(fèi)用低，便于維護(hù)的，適合我國(guó)國(guó)情的除塵脫硫裝置，即一臺(tái)設(shè)備同時(shí)除塵又脫硫，從而 減低系統(tǒng)的投資費(fèi)用和占地面積。對(duì)此原則是：首先要求主體設(shè)備“地租高效”，在不增 加動(dòng)力的前提下，對(duì)細(xì)微塵粒有較高的補(bǔ)集率和較強(qiáng)的脫硫功能；其次是源于價(jià)格低廉的 脫硫劑：包括可利用的堿性廢渣，廢水等，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。本課程設(shè)計(jì)主要介紹濕式石灰脫硫功能及對(duì)除塵的處理，目前世界各地用于煙氣脫硫 的方法，主要有石灰石 / 石灰洗滌法，雙堿法，韋

2、爾曼洛德法，氧化法及氨法等。這些方法 大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)為干法，即采用粉狀或粒狀吸收劑，吸附劑或催化劑來(lái)脫除煙氣中 的二氧化硫；另一類(lèi)為濕法，即采用液體吸收劑洗滌煙氣，以及吸收煙氣中的二氧化硫。1.2 反應(yīng)原理1.2.1 吸收原理吸收液通過(guò)噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些 液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SQ SO及HCI、HF被吸收。SQ吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時(shí)吸收 塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機(jī)、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭?dòng)，以

3、加快石灰石在漿液 中的均布和溶解。1.2.2 化學(xué)過(guò)程強(qiáng)制氧化系統(tǒng)的化學(xué)過(guò)程描述如下：（1）吸收反應(yīng)煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)有效接觸，循環(huán)漿液吸收大部分SQ,反應(yīng)如下:SO+HSQ （溶解）HSO?1+ HSO （電離）吸收反應(yīng)的機(jī)理：吸收反應(yīng)是傳質(zhì)和吸收的的過(guò)程， 水吸收 SO2 屬于中等溶解度的氣體組份的吸收， 根據(jù) 雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制，吸收速率二吸收推動(dòng)力/吸收系數(shù)（傳質(zhì)阻力為吸收系數(shù)的倒數(shù)）強(qiáng)化吸收反應(yīng)的措施：a）提高SO2在氣相中的分壓力（濃度），提高氣相傳質(zhì)動(dòng)力。b）采用逆流傳質(zhì)，增加吸收區(qū)平均傳質(zhì)動(dòng)力。c）增加氣相與液相的流速，高的Re

4、數(shù)改變了氣膜和液膜的界面，從而引起強(qiáng)烈的傳質(zhì)。d）強(qiáng)化氧化，加快已溶解SO2的電離和氧化，當(dāng)亞硫酸被氧化以后，它的濃度就會(huì)降低， 會(huì)促進(jìn)了 SO2的吸收。e）提高PH值，減少電離的逆向過(guò)程，增加液相吸收推動(dòng)力。f）在總的吸收系數(shù)一定的情況下，增加氣液接觸面積，延長(zhǎng)接觸時(shí)間，如：增大液氣比，減小液滴粒徑，調(diào)整噴淋層間距等。g）保持均勻的流場(chǎng)分布和噴淋密度，提高氣液接觸的有效性。（ 2）氧化反應(yīng)一部分HSO在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSG在反應(yīng)池中被氧化空氣完全氧化，反應(yīng)如下：HS0 + 1/2O2 HSOTHSO4?H+ SO42氧化反應(yīng)的機(jī)理：氧化反應(yīng)的機(jī)理基本同吸收反應(yīng)，不同的

5、是氧化反應(yīng)是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收Q屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。強(qiáng)化氧化反應(yīng)的措施：a）降低PH值，增加氧氣的溶解度b）增加氧化空氣的過(guò)量系數(shù)，增加氧濃度c）改善氧氣的分布均勻性，減小氣泡平均粒徑，增加氣液接觸面積。（3）中和反應(yīng)吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反應(yīng)如下：Ca + + C（32 + 2H+ SO2_+ H2OCaSO 2H2O+ COT2H+ + CQ2H.C+ COT中和反應(yīng)的機(jī)理：中和反應(yīng)伴隨著石灰石的溶解和中和反應(yīng)及結(jié)晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié) 的關(guān)鍵

6、是，如何增加石灰石的溶解度，反應(yīng)生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過(guò)飽和 度。中和反應(yīng)本身并不困難。強(qiáng)化中和反應(yīng)的措施：a）提高石灰石的活性，選用純度高的石灰石，減少雜質(zhì)。b）細(xì)化石灰石粒徑，提高溶解速率。c）降低PH值，增加石灰石溶解度，提高石灰石的利用率。d）增加石灰石在漿池中的停留時(shí)間。e）增加石膏漿液的固體濃度，增加結(jié)晶附著面，控制石膏的相對(duì)飽和度。f）提高氧氣在漿液中的溶解度，排擠溶解在液相中的CO2強(qiáng)化中和反應(yīng)。（4）其他副反應(yīng)煙氣中的其他污染物如 SO、Cl、F和塵都被循環(huán)漿液吸收和捕集。SO、HCl和HF與 懸浮液中的石灰石按以下反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)：SO + FbO 2H+ + S

7、Q2-CaCO+2 HCICaCl2 +CQ 汁HOCaCO+2 HF CaF2 +CQ ?+HO副反應(yīng)對(duì)脫硫反應(yīng)的影響及注意事項(xiàng)：脫硫反應(yīng)是一個(gè)比較復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程，其中一些副反應(yīng)，有些有利于反應(yīng)的進(jìn)程，有 些會(huì)阻礙反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中予以重視如 Mg的反應(yīng)：漿池中的Mg元素，主要來(lái)自于石灰石中的雜質(zhì)，當(dāng)石灰石中可溶性Mg含量較高時(shí)（以 MgCO形式存在），由于MgCO活性高于CaCO：會(huì)優(yōu)先參與反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行是有利但過(guò)多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致漿液中生成大量的可溶性的 MgSO3它過(guò)多的存在，使的溶液里S03 濃度增加，導(dǎo)致SO吸收化學(xué)反應(yīng)推動(dòng)力的減小，而導(dǎo)致 SO吸收的惡化。另一方面，吸收塔漿液

8、中 Mg濃度增加，會(huì)導(dǎo)致漿液中的 MgSOL）的含量增加，既漿 液中的SO4-增加，會(huì)對(duì)導(dǎo)致吸收塔中的懸浮液的氧化困難，從而需要大幅度增加氧化空氣 量，氧化反應(yīng)原理如下：HSO + 1/2O2 HSO(1) +2 HSO ?H+ + SQ(2)因?yàn)椋?）式的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，如果 SO2-的濃度太高 的話，不利于反應(yīng)向右進(jìn)行。因此噴淋塔一般會(huì)控制 Mj離子的濃度，當(dāng)高于5oooppm寸, 需要通過(guò)排出更多的廢水，此時(shí)控制準(zhǔn)則不再是 CL小于20000ppm 1.3脫硫方法及優(yōu)缺點(diǎn)干法脫硫的優(yōu)點(diǎn)是流程短，無(wú)污水，污酸的排出，且凈化后煙氣溫度降低很少，利用煙 囪排氣擴(kuò)散。

9、但干法脫硫效率低，設(shè)備龐大，操作技術(shù)要求高，發(fā)展較慢。濕法脫硫具有 設(shè)備較小，操作較容易，且脫硫效率較高的優(yōu)點(diǎn)，但脫硫后，但煙氣溫度降低，不利于煙 囪排氣的擴(kuò)散，這一缺點(diǎn)可通過(guò)煙氣再加熱的方法來(lái)解決，因此國(guó)外對(duì)濕式脫硫工藝研究 較多，使用也廣泛。根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)煤炭研究組織調(diào)查統(tǒng)計(jì)，濕式脫硫占世界安裝煙氣 脫硫機(jī)組總?cè)萘康?5%其中石灰石法占36.7%，其他濕法脫硫占48.7%1.4濕法石灰法煙氣脫硫工藝流程將配好的石灰漿液由泵送入吸收塔頂部，與從塔頂送入的含二氧化硫煙氣逆流流動(dòng)經(jīng)洗 滌凈化后的煙氣從塔頂排空。石灰漿液吸收二氧化硫后成為三、硫酸鈣及亞硫酸鈣的混合 液，將此混合液在母液槽中用硫酸

10、調(diào)整 PH值到4左右，用泵送入氧化塔并向塔內(nèi)送入 490 千帕的壓縮空氣驚醒氧化。生成的石膏經(jīng)稠厚器使其沉積，上清液返回吸收系統(tǒng)循環(huán)，石 膏漿經(jīng)離心泵分離的成品石膏，氧化塔排出的尾氣因含有微量二氧化硫可送回吸收塔內(nèi)。吸收設(shè)備由于采用石灰石或石灰漿液作為吸收劑，易在設(shè)備內(nèi)造成結(jié)垢和堵塞，因此在選擇和使用吸收設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮這個(gè)問(wèn)題。一般應(yīng)選用氣液間相對(duì)氣速高，塔持液量 大，內(nèi)部構(gòu)件少，阻力降小的設(shè)備，常用的吸收塔可選用篩板塔，噴霧塔及文丘里洗滌塔 等，國(guó)內(nèi)曾用過(guò)大孔徑傳流塔和湍球塔。本設(shè)計(jì)應(yīng)用填料塔。工藝流程一般為如下設(shè)計(jì)：圖1-1石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程811.5濕法石灰煙氣脫

11、硫工藝系統(tǒng)設(shè)施簡(jiǎn)述1.5.1石灰石制備系統(tǒng)將石灰石粉由罐車(chē)運(yùn)到料倉(cāng)存儲(chǔ)，然后通過(guò)給料機(jī)、輸粉機(jī)將石灰石粉輸入漿池，加水 制備成固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-158的漿液。1.5.2 吸收與氧化系統(tǒng)吸收塔。吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求氣液接觸面積大，氣體的吸收反應(yīng) 良好，壓力損失小，并且適用于大容量煙氣處理。吸收塔主要有四種類(lèi)型噴淋塔、填料 塔、雙回路塔和噴射鼓泡法。a 噴淋塔。它是濕法工藝的主流塔型，多采用逆流方式布置，煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)入 吸收塔，與均勻噴出的吸收漿液逆流接觸。煙氣流速為 3m/s 左右，液氣比與煤含硫量和脫 硫率關(guān)系較大，一般在 8-25 L/m3。噴淋塔優(yōu)點(diǎn)是塔內(nèi)部件少，

12、故結(jié)垢可能性小，壓力損 失小。逆流運(yùn)行有利于煙氣與吸收液充分接觸，但阻力損失比順流大。b 填料塔。采用塑料格柵作填料，相對(duì)延長(zhǎng)了氣液兩相的接觸時(shí)間，從而保證了較高 的脫硫率。格柵填料塔為順流和逆流，順流時(shí)氣速約為 4-5m/s, 與逆流相比結(jié)構(gòu)較緊湊。 壓降因格柵填充高度而異。c 雙回路塔。這類(lèi)吸收塔被一個(gè)集液斗分成倆個(gè)回路：下段作為預(yù)冷卻區(qū)，并進(jìn)行一 級(jí)脫硫，控制較低的PH有利于氧化和石灰石的溶解，防止結(jié)垢和提高吸收劑的利用率； 上段為吸收區(qū)，其排水經(jīng)集液斗引入塔外另設(shè)的加料槽，在此加入新鮮的石灰石漿液，維 持較高的PH值，以獲得較高的脫硫率。d 噴射鼓泡塔。工藝采用鼓泡反應(yīng)器，煙氣通過(guò)噴射

13、分配器以一定的壓力進(jìn)入吸收液 中，形成一定的高度的噴射氣泡層，可省去再循環(huán)泵和噴淋裝置。凈化后煙氣經(jīng)上升管進(jìn) 入混合室，除霧后排放。此塔型的特點(diǎn)是系統(tǒng)可在低 PH值下運(yùn)行，生成的石膏顆粒大，易 于脫水；脫硫率的高低與系統(tǒng)的壓降有關(guān)，可通過(guò)增大噴射管的浸沒(méi)深度來(lái)提高壓降，提 高脫硫率。脫硫率為 95%時(shí)，系統(tǒng)壓降在 3000 帕左右。(2).除霧器。凈煙氣出口設(shè)除霧器，通常為二級(jí)除霧器，裝在塔的圓筒頂部或塔出口彎 道后的平直煙道上。后者允許煙氣流速高于前者，并設(shè)沖洗水，間歇沖洗除霧器。冷煙氣 中殘余水分一般不能超過(guò) 100mg/m3，更不允許超過(guò)200mg/m3，否則會(huì)玷污熱交換器、 煙道和風(fēng)機(jī)

14、等。.氧化槽。其功能是接收和儲(chǔ)存脫硫劑，溶解石灰石，鼓風(fēng)氧化亞硫酸鈣，潔凈生成 石膏。早期的濕式石灰 / 石灰石法幾乎都是在脫硫塔外另設(shè)氧化塔， 即由脫硫塔排出的亞硫 酸鈣的漿液再被引入專(zhuān)門(mén)的壓力氧化槽中，并添加硫酸，在 PH為3-4的條件下鼓風(fēng)氧化。這種結(jié)構(gòu)易發(fā)生結(jié)垢和堵塞問(wèn)題隨著工藝的發(fā)展，將氧化系統(tǒng)組合在塔底的漿池中，利用大容積漿池完成石膏的結(jié)晶過(guò) 程，即就地強(qiáng)制氧化。循環(huán)的吸收劑在氧化槽內(nèi)設(shè)計(jì)的停留時(shí)間為4-8分鐘，與石灰石反應(yīng)性能無(wú)關(guān)。石灰石反應(yīng)性越差，為使之完全溶解，則要求他在池內(nèi)滯留時(shí)間越長(zhǎng)。氧化 空氣采用羅茨風(fēng)機(jī)或離心機(jī)鼓入，壓力約為 5 104 -8.6 104帕。1.5.3

15、其他裝置系統(tǒng)經(jīng)過(guò)洗滌的煙氣溫度已經(jīng)低于露點(diǎn)，是否需進(jìn)一步再熱，取決于各國(guó)的環(huán)保要求。常規(guī) 做法是煙氣再加熱器對(duì)洗滌后的煙氣進(jìn)行再加熱，達(dá)到一定的溫度后通過(guò)煙囪排放。德國(guó) 把凈化煙氣引入自然通風(fēng)冷卻塔排放，借助煙氣動(dòng)量的攜帶熱量的提高，使煙氣擴(kuò)散的更 好。美國(guó)一般不采用煙氣再加熱系統(tǒng)，而采用對(duì)煙囪的防腐措施。裝設(shè)煙氣脫硫裝置后，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的煙氣阻力約為2940帕，單靠原有鍋爐引風(fēng)機(jī)不足以克服這些阻力，需設(shè)助催風(fēng)機(jī)，或稱脫硫風(fēng)機(jī)。濕式石灰石洗滌工藝管道、設(shè)備需要使用防腐材料或涂層。在煙氣通道中，應(yīng)采用下表:設(shè)備溫度酸露點(diǎn)材料100未凈化煙氣管道858585進(jìn)口區(qū)域1601801008585非合金

16、材料 鱗片狀玻璃涂層85軟橡膠襯里鱗片狀玻璃涂層 鉻鎳鐵合金板耐鹽酸鎳合金板 軟橡膠襯里 軟橡膠襯里聚丙烯 玻璃鋼管 碳化硅噴嘴 軟橡膠涂層 非合金鋼鱗片狀玻璃涂層 2%煤的機(jī)組、或大容量機(jī)組(200MW及以上)的電廠鍋爐建設(shè)煙氣 脫硫裝置時(shí)，宜優(yōu)先采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，脫硫率應(yīng)保證在 90%以上。燃用含硫量Sar2%煤的中小電廠鍋爐(200MW以下)，或是剩余壽命低于10年的老 機(jī)組建設(shè)煙氣脫硫裝置時(shí)，在保證達(dá)標(biāo)排放，并滿足SQ排放總量控制要求，且吸收劑來(lái)源 和副產(chǎn)物處置條件充分落實(shí)的情況下，宜優(yōu)先采用半干法、干法或其他費(fèi)用較低的成熟技 術(shù)，脫硫率應(yīng)保證在75%以上。燃用含硫量Sar

17、 1%煤的海濱電廠，在海域環(huán)境影響評(píng)價(jià)取得國(guó)家有關(guān)部門(mén)審查通 過(guò)，并經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理后，可以采用海水法脫硫工藝；脫硫率宜保證在90%以上。電子束法和氨水洗滌法脫硫工藝應(yīng)在液氨的來(lái)源以及副產(chǎn)物硫銨的銷(xiāo)售途徑充分落 實(shí)的前提下，經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理時(shí)，并經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門(mén)技術(shù)鑒定后，可以采 用電子束法或氨水洗滌法脫硫工藝。脫硫率宜保證在 90%以上。脫硫裝置的可用率應(yīng)保證在95%以上。2.1.3石灰/石灰石法各種洗滌器的比較形式SQ2% 吸收率煙氣量液氣比傳質(zhì)單元數(shù)阻力總傳質(zhì)系數(shù)液體量入口 出口 %kg/m2.h L/m3NQGPa104kg/m2.h柵 0.128-0.144 70-9

18、2 5000-10500 0.5-1.5 1.224100m時(shí),:Y（2）.有上部逆溫時(shí)，設(shè)計(jì)的高煙囪 Hs200,必須考慮上部逆溫層的影響。觀測(cè)證明， 當(dāng)有效源高H等于混合層高度D時(shí)，即H=D寸最不利，此時(shí)地面濃度約為一般情況下的2-2.5 倍，如按此條件設(shè)計(jì)，煙囪高度將大大增加。因此應(yīng)對(duì)混合層高度出現(xiàn)頻率作調(diào)查，避開(kāi)煙囪有效高度H與出現(xiàn)頻率最高或較多的混合層高度口相等的情況。逆溫層較低時(shí)，煙囪的有效高度 HD為好。.煙氣抬升公式的選擇是煙囪設(shè)計(jì)中重要一環(huán)，必須注意煙氣抬升公式適用的條件, 進(jìn)行慎重的選擇。.煙囪高度不得低于周建筑物的2倍，這樣可以避免煙流受建筑物背風(fēng)面渦流區(qū)的影 響，對(duì)于排

19、放生產(chǎn)性粉塵的煙囪，其高度從地面算起不得低于15m排氣口高度應(yīng)比主廠房最咼點(diǎn)咼出3m以上。煙氣出口流速應(yīng)為20-30米每秒，排煙溫度不宜過(guò)低。.增加排氣量，又煙氣抬升高度公式知，即使同樣的噴出速度與煙氣溫度，如果增加 排氣量，對(duì)動(dòng)量抬升和浮力抬升均有利。因此分散的煙囪不利于產(chǎn)生較高的抬升高度。若 需要在周?chē)O(shè)幾個(gè)煙囪時(shí)，應(yīng)盡量采用多管集合煙囪，但在集合溫度相差較大的煙囪排煙 時(shí)，要認(rèn)真考慮。3設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高硫無(wú)煙煤燃燒計(jì)算.標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)態(tài)下的理論空氣量Qa =4.76 (1.876Cy 5.56H y 0.7Sy - 0.7Oy )(m3 / kg)(1-1 )式中：cy,hy,sy,oy分別為煤

20、中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量12.93 g/m3)I 86/VVV QQSY產(chǎn) 11.2HY 12.4Wy 0.016Qa 0.79Qa 0.8NY(m3/kg)(1-2)(CY +0.375SY )式中：Qa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg；WY 煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；NY N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Qs 二Qs 1.016(： -1)Qa(1-3)式中:空氣過(guò)剩系數(shù)，取1.2;QS標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量，m3/kg ;Qa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論空氣量，m3 / kg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量 Q應(yīng)以 m3/h計(jì)，因此，Q = Qs 設(shè)計(jì)耗煤量Qs =8

21、.5071.016 (1.2 -1) 5.923 =9.711m3 / kg.煙氣含塵濃度計(jì)算C = dsh(kg/m3) Qs(1-4)式中：dsh排灰中飛灰占煤中不可燃成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù);ay 煤中不可燃成份的含量;Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際的煙氣量，m3/kg.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中的二氧化硫濃度的計(jì)算 式中：SY 煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 3.2煙氣體積計(jì)算.處理煙氣量：QO =QO2 QN2 Qrq QH2O式中：Qrq為各元素氧化物的含量，m3/kg。設(shè)助燃空氣溫度為20C，查表得Go =18.9g/m3Qh2。=0122Hy 0.0124Wy 0.0012。： Qa.160 C時(shí)實(shí)際煙氣量：(1-5)(

22、2-1)(2-2)273pc p(2-3)式中：Q處理爐氣氣量m3，本設(shè)計(jì)Qo =9.1215m3T爐氣允許工作溫度C，本設(shè)計(jì)取160 CPo當(dāng)?shù)卮髿鈮?，本設(shè)計(jì)取 Pg= 0.99 3 25 1 05 PaP 工作壓力，本設(shè)計(jì)為P = -3000PaC0漏風(fēng)率，取C0=10%6055160 C 時(shí)二氧化硫的濃度 二 100%464mg/m313.05設(shè)計(jì)耗煤量：2400kg/h在排煙溫度下,每小時(shí)實(shí)際煙氣量Q”實(shí)二13.05 2400 =31320m3/h.煙氣密度計(jì)算：有上述式子：根據(jù):44rCO218rH 2O 64rSO228rN232rQ22.414(2-4).除塵效率計(jì)算:C=(1

23、s) 100%C(2-5)式中：C 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度， mg/m3Cs 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3.工況下煙氣的流量計(jì)算：T 3Q = Q (m /h)T式中： Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的流量，m3/h(2-6)T工況下煙氣溫度，K ；T標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，K。則煙氣流速為VS Q 10.27m/s3600(2-7)3.3填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算.塔徑的計(jì)算：(3-1)式中： Q氣體的體積流量，m/s ;u 空塔速度，m/s ;D塔徑，m。填料選塑料齒形柵條50 50 10的齒形柵條，選空塔速度為0.8m/s取整為D=4m，塔徑確定后，應(yīng)對(duì)填料尺寸進(jìn)行校核，由于為齒形柵條，塔徑應(yīng)一 35

24、一50 d，而實(shí)際D -4m 50 50m校核合格。.填料層高度計(jì)算：Z 二 Hog Nog（ 3-2）式中： Hog 氣相傳質(zhì)單元高度，可取1.5-1.8 m ；Nog 氣相傳質(zhì)單元數(shù)，查表取 2.4 ；Z填料層高度，m?？紤]到適應(yīng)操作條件波動(dòng)留有調(diào)節(jié)控制的余地，因此應(yīng)該進(jìn)行修正。.噴淋密度：U（ 3-3）A式中： L塔頂噴淋劑量；上一一截面積。設(shè)塔頂噴淋劑量為20kg/s，其U5m3/（m2.h），滿足最小噴淋密度的要求.填料層阻力（應(yīng)用阻力系數(shù)法）：u：p-（Pa）（3-4）2式中:p 填料層壓降，Pa ；阻力系數(shù)，取10;Z填料層高度，m ；u空塔氣速， m/s ;：氣體密度，kg/m

25、3填料塔總高：首先由標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值規(guī)定吸收液質(zhì)量濃度一般為 10%-15%本設(shè)計(jì)取13%液氣比通常為825L/m3，本設(shè)計(jì)取15L/m3，反應(yīng)時(shí)間通常為35s，考慮到反應(yīng)的穩(wěn)定性取 3s， 填料塔內(nèi)流速通常為1 5m/s，本設(shè)計(jì)取5m/s由反應(yīng)時(shí)間可知：H z = v t（ 3-5）式中：Hz填料塔總咼，m ；v 塔內(nèi)流速，取5m/s ；t 取3s。蓋頂考慮排氣部分定為0.5 m，出口液體部分取0.5m，則實(shí)際填料塔高高度為:物料衡算：由液氣比為15L/m3，則供應(yīng)吸收液量為:QWQ L1000(3-6)式中：L液氣比；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值鈣硫比在1.11.3之間取，本設(shè)計(jì)取1.2則新鮮吸收液供應(yīng)量為：

26、小MXNXRXQs2Qt3600式中：M耗煤量；N 石灰漿分子量，取74；R鈣硫比，取1.2 ；Qsc2 每千克煤所含二氧化硫量。(3-7)需水量:QH2O - QT (1 -；)(3-8)式中： ；Ca(OH)2 濃度，為 8%15% 取 g =10%3.4管道系統(tǒng)設(shè)計(jì).管道的管徑計(jì)算：粉塵性質(zhì)屬于煤灰，一般其垂直管最低氣流速度為10m/s，水平管最低氣流速度為12m/s，見(jiàn)表 2-3 5。粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉狀的粘土的1113鐵和鋼（屑）1820砂1417灰土、沙塵1618耐火泥1416鋸屑、刨屑1214重礦物粉塵1214大塊干木屑1415輕礦物粉塵1113干微塵81

27、0干型砂1518染料粉塵14161618煤灰1012大塊濕木屑1820濕土1315谷物粉塵1012鐵和鋼（塵末）810麻812棉絮81218 22水泥粉塵表2-3除塵管道內(nèi)最低氣流速度=13m/ s ；本設(shè)計(jì)取管道內(nèi)氣流速度為v管3600(4-1)31320=0.818mmr13 3600 二取整得r = 820mm.管道的阻力計(jì)算 管道系統(tǒng)總壓力損失:沿程壓力損失:(4-2)式中:摩擦阻力系數(shù)，金屬一般取0.02氣體的密度為：t =1.34kg m3 ； 管道長(zhǎng)度為：L=150m局部阻力損失：90 ,30個(gè)壓頭壓力損失為：-Pm2(4-3)式中：一一局部阻力系數(shù)，取0.25。管道系統(tǒng)總阻力損

28、失：P 一 R：Pm =424.6 849.2 =1273.8Pa（4-4）3.5煙囪設(shè)計(jì)鍋爐的蒸發(fā)量為20t/h，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中U類(lèi)區(qū)新建排污項(xiàng) 目執(zhí)行，可以假定煙囪的高度為 50m。Qv.煙囪截面積：(5-1 )式中：s煙囪截面積，m；Q煙氣流量，m/s ;v 煙氣出口流速，取 12m/s 代入數(shù)據(jù)得：.煙囪直徑：(5-2)式中：d煙囪直徑，ms煙囪截面積，m代入數(shù)據(jù)得:煙氣熱釋放率:Qh =0.35Pa Qv TTaTs式中：Q H煙氣熱釋放率，kWq煙氣流量，mVs ；Pa大氣壓力，取本地900, Pa；Ts煙囪出口處的煙氣溫度，K;Ta環(huán)境大氣溫度，Ko代入數(shù)

29、據(jù)得：.煙氣抬升高度：ALJ 2(1.5vD + 0.01Qh)-Hu式中： h煙氣抬升高度，mQ煙氣熱釋放率，Kwd 煙囪直徑，m；v煙氣出口流速，m/s；(5-3)(5-4)u 煙囪出口處平均風(fēng)速，m/s。代入數(shù)據(jù)得：.煙囪高度：H =HS H式中：H 煙囪的有效高度，m設(shè)為50 m； h煙氣抬升高度，m氣一一煙氣幾何高度，kW代入數(shù)據(jù)得：(6).煙囪阻力：(5-5)Du2(5-6)式中：P 煙囪阻力，Pa；d煙囪直徑，m入摩擦阻力系數(shù)；u煙囪內(nèi)流體平均流速， m/s;l煙囪咼度，m。代入數(shù)據(jù)得：.校核地面最大濃度：(5-7)2Q二H 2 ue max式中：二一一取值0.6 -1.0 ；根

30、據(jù)國(guó)家地面最大允許濃度為 0.5mg/m3，實(shí)際計(jì)算濃度0.512mg/m大于國(guó)家允許濃度,校核有誤，因此更正幾何高度為 H S =52m，得出H = 52 2 77m。校核合格。3.6風(fēng)機(jī)與電機(jī)的選擇與計(jì)算正確選擇風(fēng)機(jī)，是保證通風(fēng)系統(tǒng)正常、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要條件。所謂正確選擇風(fēng)機(jī)， 主要是指根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)和用途選擇不同用途的風(fēng)機(jī)；選擇的風(fēng)機(jī)要滿足系統(tǒng)所需 要的風(fēng)量，同時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓要能克服系統(tǒng)的阻力， 而且在效率最高或經(jīng)濟(jì)使用范圍內(nèi)工作。 具體選擇方法和步驟如下：.根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)，選用不同用途的風(fēng)機(jī)。例如，輸送清潔空氣，或含塵氣 體流經(jīng)風(fēng)機(jī)時(shí)已經(jīng)過(guò)凈化，含塵濃度不超過(guò) 150mg/

31、 m時(shí)，可選擇一般通風(fēng)換氣用的風(fēng)機(jī); 輸送腐蝕性氣體，要選用防腐風(fēng)機(jī)；輸送易燃、易爆氣體或含塵氣體時(shí)，要選用防爆風(fēng)機(jī) 或排塵風(fēng)機(jī)。但在選擇具體的風(fēng)機(jī)型號(hào)和規(guī)格時(shí)，還必須根據(jù)某種類(lèi)型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上的 性能表或特性曲線圖才能確定。(2) .考慮到管道系統(tǒng)可能漏風(fēng)，有些阻力計(jì)算不大準(zhǔn)確，為了使風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠，選用 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)除塵系統(tǒng)的計(jì)算風(fēng)量和風(fēng)壓。.根據(jù)選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)壓，在風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上選定風(fēng)機(jī)的類(lèi)型，確定風(fēng)機(jī)的機(jī) 號(hào)、轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)功率。為了便于接管和安裝，還要選擇合適的風(fēng)機(jī)出口位置和傳動(dòng)方式。 所選擇風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)應(yīng)在經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)，最好處于最高效率點(diǎn)的右側(cè)。.除非選擇任何一臺(tái)風(fēng)機(jī)都

32、不能滿足要求，或在使用時(shí)要求風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量有大 幅度變動(dòng)，否則應(yīng)盡量避免把兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)使用。因兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合工 作時(shí)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)所起的作用都要比其單獨(dú)使用時(shí)差。（5）.近年來(lái)由于我國(guó)對(duì)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，使風(fēng)機(jī)的效率不斷提高，噪聲不斷降低， 一些新型風(fēng)機(jī)正在逐步取代一些老風(fēng)機(jī)。為了節(jié)約能源和減小噪聲危害，在滿足所需風(fēng)量 和風(fēng)壓的前提下，應(yīng)盡可能選用效率高、噪聲低的新型風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計(jì)算：Qr 二（1 kg（6-1）式中：ki漏風(fēng)率，取 0.1-0.15 ；通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算：P0巾0 =（1 k2）- P-（6-2）式中： :Po 通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓， Pa ；P 管道系統(tǒng)的總阻力損失，Pa ；k2 安全系數(shù)，取 0.15-0.2；?0通風(fēng)機(jī)性能表中給出空氣密度，1.2 kg/m3?運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的氣體密度，1.34 kg/m3。根據(jù)查表4得到風(fēng)機(jī)為：Y 250M-4，電機(jī)為：JO291-4。結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)對(duì)濕式石灰法脫硫除塵的設(shè)計(jì)計(jì)算，從中我了解濕式石灰法脫硫是采用石灰石粉（CaCO