河南城建學(xué)院大氣課程設(shè)計鍋爐

1、大氣污染控制工程 課程設(shè)計系 別： 環(huán)境與市政工程系 專 業(yè)： 環(huán)境工程 姓 名： 呂繼飛 學(xué) 號： 021410134 課程設(shè)計題目：某化工有限公司三廢混燃爐煙氣脫硫塵工程設(shè)計 起 迄 日 期：2013.01.07 指 導(dǎo) 教師: 姜立民 張霞 焦桂芝目錄前言11 大氣污染控制工程課程設(shè)計任務(wù)書21.1 煙氣脫硫方法分析51.2 煙氣除塵方法分析61.3設(shè)計依據(jù)和原則72 工藝計算82.1 排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算82.2 除塵效率92.3 除塵器的選擇102.4袋式除塵設(shè)計計算10濾袋尺寸的計算102.4.3 除塵器外形尺寸的計算11 灰斗的相關(guān)計算123. 管網(wǎng)阻力及壓損的計算1

2、43.1 管徑的確定143.2 摩擦壓力損失143.3 煙囪高度的確定163.4 煙囪直徑的確定164 主要附屬設(shè)備的選型及設(shè)計184.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算184.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算184.3 電動機(jī)功率的計算195 噴淋塔的設(shè)計及計算195.1吸收SO2的吸收塔的選擇195.2脫硫方法的選擇21工藝比較21工藝流程介紹225.3噴淋的選擇23(1) 吸收區(qū)高度24(2) 除霧區(qū)高度124(3) 漿池高度24(4) 噴淋塔高度256 小結(jié)26參考文獻(xiàn)27前言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物

3、的排放量相應(yīng)增加。而就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當(dāng)長時間內(nèi)不會有根本性的改變。我國的大氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，控制燃煤煙氣污染是我國改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。人類不僅能適應(yīng)自然環(huán)境，而且還能開發(fā)利用自然資源，改造自然環(huán)境，使環(huán)境更加適合于人類生存。在人為活動影響下形成的環(huán)境，稱為次生環(huán)境。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放大量有毒有害污染物，嚴(yán)重污染大氣、水、土壤等自然環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，使人類生活環(huán)境的質(zhì)量急劇惡化，人類生產(chǎn)和生活活動排入環(huán)境各種污染物，特別是生產(chǎn)過程排放的污染物種類極多，而且隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)

4、展，環(huán)境中污染物的種類和數(shù)量還在與日俱增。這些污染物隨同空氣、飲水和食物進(jìn)入人體后，對人體健康產(chǎn)生各種有害影響 。大氣污染是隨著產(chǎn)業(yè)革命的興起，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，城市人口的密集，煤炭和石油燃料的迅猛增長而產(chǎn)生的。近百年來，西歐，美國，日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家大氣污染事件日趨增多，世界上由大氣污染引起的公害事件接連發(fā)生，例如：英國倫敦?zé)熿F事件，日本四日市哮喘事件，美國洛杉磯煙霧事件，印度博帕爾毒氣泄漏事件等等，不僅嚴(yán)重地危害居民健康，甚至造成數(shù)百人，數(shù)千人的死亡。我國隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因燃煤排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質(zhì)急劇增多?？諝馕廴疽悦簾熜蜑橹?，主要污染物是二氧化硫和煙塵。據(jù)統(tǒng)計，1

5、990年全國煤炭消耗量10.52億噸，到1995年煤炭消耗量增至12.8億噸，二氧化硫排放量達(dá)2232萬噸。超過歐洲和美國，居世界首位。由于我國部分地區(qū)燃用高硫煤，燃煤設(shè)備未能采取脫硫措施，致使二氧化硫排放量不斷增加，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如不嚴(yán)格控制，到2010年我國煤炭消耗量增長到15億噸時，二氧化硫排放量將達(dá)2730萬噸。 因而已經(jīng)到了我們不得不面對的時候，我們這里我們將用科學(xué)的態(tài)度去面對去防治。1 大氣污染控制工程課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計時間及地點1、時間：第19周2、地點：九號樓A504二、設(shè)計題目某化工有限公司三廢混燃鍋爐煙氣脫硫除塵工程設(shè)計三、設(shè)計目的：加深理解課本所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生

6、所學(xué)理論和有關(guān)工程知識，綜合分析和解決實際工程設(shè)計問題的初步能力，使學(xué)生在運(yùn)算、繪圖、查閱資料和設(shè)計手冊使用等基本技能方面得到訓(xùn)練和提高。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)設(shè)計方案、進(jìn)行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的能力。三、 設(shè)計原始資料：1. 單位生產(chǎn)情況設(shè)計項目為1´60t/h+1´75t/h三廢鍋爐，燃料為某工業(yè)區(qū)洗中煤，摻燒化肥廠造氣爐排出的廢渣和廢氣。其中60t/h三廢余熱鍋爐：燃用洗中煤及爐渣：1216t/h，造氣爐吹風(fēng)氣氣流量5000080000m3/h，H2S含量8001000mg/m3；其中75t

7、/h三廢余熱鍋爐：燃用洗中煤及爐渣：1520t/h，造氣爐吹風(fēng)氣氣流量5000080000m3/h，H2S含量8001000mg/m3。治理工程在廠區(qū)內(nèi)60 m ´50 m范圍內(nèi)，煙管出鍋爐房的相對標(biāo)高為3.5 m。2. 煤質(zhì)資料參數(shù)序號項目符號單位1工作基碳份Car%22262工作基氫份Har%1.92.43工作基氧份Oar%8104工作基氮份Nar%-5工作基硫份Sar%0.61.06工作基水份Mar%1.221.937工作基灰份Aar%49593. 灰成分分析序號名稱符號單位設(shè)計煤種校核煤種1二氧化硅SiO2%52.750.982三氧化二鋁Al2O3%28.3632.083三氧

8、化二鐵Fe2O3%53.854氧化鈣CaO%4.644.125氧化鎂MgO%1.381.446氧化鉀K2O%1.791.047氧化鈉Na2O%0.210.148三氧化硫SO3%1.512.269五氧化二磷P2O5%0.220.6010二氧化鈦TiO2%0.860.964. 氣象和地理條件序號氣象和地理條件參數(shù)1多年平均大氣溫度15.62多年極端最高氣溫42.33多年極端最低氣溫-15.34多年平均相對濕度67%5多年平均風(fēng)速2.4m/s6累年瞬時最大風(fēng)速20m/s7最大凍土深度22cm8最大積雪深度22cm9地基承載力230kPa10抗震設(shè)防烈度6度11設(shè)計基本地震加速度值0.05g6. 排放

9、濃度 按國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)四、 設(shè)計內(nèi)容和要求：1. 基本熟悉各類除塵器的除塵機(jī)理以及選用原則。掌握管道設(shè)計與計算，初步達(dá)到具有獨立進(jìn)行大氣污染控制工程的設(shè)計能力。2. 凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。3. 除塵器的比較和選擇：確定除塵器類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。4. 管網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。并計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。5. 風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計：根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)阻力等計算選擇風(fēng)機(jī)種類、型號及電動機(jī)的種類、型號和功率。6. 編寫設(shè)計說明書：設(shè)計說明書按設(shè)計程序編寫，包括方案的確定、設(shè)計計算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的

10、簡圖等內(nèi)容。設(shè)計說明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整、裝訂成冊。7. 編寫設(shè)計計算書：根據(jù)設(shè)計說明書確定的工程主要設(shè)計參數(shù)、工藝條件，計算各工藝設(shè)備、管道工程、動力工程。計算出的設(shè)計設(shè)備及其大樣應(yīng)畫附圖，并注明相關(guān)尺寸。管道工程等應(yīng)列表計算。8. 圖紙要求：（）、除塵系統(tǒng)圖一張（推薦圖幅A2）。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號，并附明細(xì)表。（）、除塵系統(tǒng)平面圖一張（推薦圖幅A2）。五、 設(shè)計進(jìn)度：（）、周3，完成文獻(xiàn)查閱，編寫設(shè)計說明書；（）、周45，完成圖紙繪制；1.1 煙氣脫硫方法分析 在國際上，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對二氧化硫的排放

11、有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，燃煤廠普遍安裝了煙氣脫硫裝置。其中絕大部分脫硫采用的是石灰石石灰法。日本和德國是世界上脫硫石膏的主要生產(chǎn)國和利用國，美國、英國、奧地利、荷蘭等國，也均取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 煙氣脫硫治理分干法和濕法2種。目前使用范圍最廣的脫硫方法是濕法脫硫，約占脫硫總量的80以上。常用的濕法脫硫方法，根據(jù)其所選用的吸收劑不同，又可分為石灰石石灰法、鈉堿法、雙堿法、氧化鎂法、氨法等。煙氣脫硫工藝中的石灰石法，主要采用細(xì)度200-300目的石灰石粉與水混合后制成石灰石漿液，然后輸送至吸收塔內(nèi)，再通過噴淋霧化裝置使其與煙氣接觸，并吸收煙氣，從而達(dá)到脫硫的目的。該工藝需配備石灰石粉碎與化漿系統(tǒng)。由

12、于石灰石活性較低，脫硫過程需通過增大吸收液的噴淋量，提高液氣比，以保證達(dá)到足夠的脫硫效率，因此，采用該方法脫硫的運(yùn)行費用較高。石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰粉活性大大高于石灰石，可提高脫硫效率。石灰法存在的主要問題是塔內(nèi)容易結(jié)垢 鈉堿法采用碳酸鈉或氫氧化鈉等堿性物質(zhì)吸收煙氣中的SO2，并可副產(chǎn)高濃度SO2氣體或Na2SO3，它具有吸收劑不揮發(fā)、溶解度大、活性高、吸收系統(tǒng)不堵塞等優(yōu)點，適合于煙氣SO2濃度較高的廢氣S02吸收處理。但同時也存在副產(chǎn)品回收困難、運(yùn)行費用高等缺點。 雙堿法Na2CO3/Ca(0H)2是在石灰法基礎(chǔ)上結(jié)合鈉堿法，利用鈉鹽易溶于水，在吸收塔內(nèi)部采用鈉堿吸收SO2。吸收后

13、的脫硫液在再生池內(nèi)利用廉價的石灰進(jìn)行再生，從而使鈉離子能循環(huán)吸收利用。該工藝是在綜合石灰法與鈉堿法的特點基礎(chǔ)上通過改進(jìn)的結(jié)果。主要解決了石灰法在塔內(nèi)易結(jié)垢的問題，又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點。脫硫副產(chǎn)物主要為亞硫酸鈣或硫酸鈣(氧化后)。與氧化鎂法相比，鈣鹽不具污染性，因此不產(chǎn)生廢渣的二次污染。氧化鎂法采用氧化鎂與SO2反應(yīng)得到亞硫酸鎂與硫酸鎂，它們通過煅燒可重新分解出氧化鎂，同時回收較純凈的SO2氣體，脫硫劑可循環(huán)使用。由于氧化鎂活性比石灰水高，脫硫效率也較石灰法高。它的缺點是氧化鎂回收過程需煅燒，工藝較復(fù)雜，但若直接采用拋棄法，鎂鹽會導(dǎo)致二次污染，總體運(yùn)行費用也較高。 氨法采用氨水作為SO2

14、的吸收劑，SO2與NH3反應(yīng)可產(chǎn)生亞硫酸氨、亞硫酸氫氨與部分因氧化而產(chǎn)生的硫酸氨。根據(jù)吸收液再生方法的不同，氨法可分為氨酸法、氨亞硫酸氨法和氨硫酸氨法。氨法主要優(yōu)點是脫硫效率高(與鈉堿法相似)，副產(chǎn)物可作為農(nóng)業(yè)肥料。 由于氨易揮發(fā)，使吸收劑消耗量增加，脫硫劑利用率不高；脫硫?qū)Π彼臐舛扔幸欢ǖ囊?，若氨水濃度太低，不僅影響脫硫效率，而且水循環(huán)系統(tǒng)龐大，使運(yùn)行費用增大：濃度增大，勢必導(dǎo)致蒸發(fā)量的增大，對工作環(huán)境產(chǎn)生影響。而且氨易與凈化后煙氣中的SO2反應(yīng)，形成氣溶膠，使得煙氣無法達(dá)標(biāo)排放。氨法的回收過程也是較為困難的，投資費用較高，需配備制酸系統(tǒng)或結(jié)晶回收裝置，如中和器、結(jié)晶器、脫水機(jī)、干燥機(jī)等

15、，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備繁多，管理、維護(hù)。1.2 煙氣除塵方法分析 通過煙氣除塵，對空氣中的粉塵顆粒物質(zhì)進(jìn)行處理，達(dá)到治理和防范粉塵污染的作用，從而改善空氣質(zhì)量，改善人類的生存和發(fā)展的環(huán)境，對人們生活質(zhì)量的提高起到了積極的作用。煙氣除塵是指利用各種除塵對空氣中的粉塵顆粒污染物進(jìn)行處理的技術(shù)。下面主要的工業(yè)鍋爐煙氣除塵方法分類名稱基本原理優(yōu)缺點適用鍋爐種類濕式除塵麻石水膜除塵器通過麻石砌筑，煙氣由底部切向進(jìn)入，同時水流通過頂部水槽沿內(nèi)壁流下，與煙氣充分混合，將煙塵帶走除塵效率：98-99%，運(yùn)行穩(wěn)定，效率最高，投資較大，耐腐蝕，耐磨，適用壽命長，管理簡單，無堵塞現(xiàn)象占地面積小適合所有鍋爐文丘里除塵器利用

16、文丘里結(jié)構(gòu)，煙氣進(jìn)入的同時，噴水膜，與煙氣充分混合達(dá)到除塵效果除塵效率98%運(yùn)行穩(wěn)定，造價中等，耐腐蝕，耐磨，適用壽命長，管理簡單，無堵塞現(xiàn)象占地面積小適合所有鍋爐干式除塵旋風(fēng)除塵器利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力將塵粒從含塵氣流中分離出來的除塵裝置除塵效率可達(dá)80%以上，投資少，結(jié)構(gòu)簡單體積較小除塵效率高，負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，操作管理簡單適合中小容量鍋爐靜電除塵利用高壓電場使煙氣發(fā)生發(fā)生電離氣流中的粉塵荷電與電場作用下與氣流分離除塵煙氣量大，阻力低，除塵受粉塵靜電性能效率高，處理影響較大，外形龐大，投資昂貴，運(yùn)行維護(hù)要求較高工業(yè)鍋爐極少使用多用于水泥生產(chǎn)的除塵袋式除塵器含塵煙氣通過過濾材料，塵粒會被過濾下

17、來，過濾材料捕集粗塵粒主要靠慣性碰撞作用，捕集細(xì)粉塵靠擴(kuò)散和篩分作用除塵效率高，負(fù)荷適應(yīng)強(qiáng)，袋式材料使用壽命短，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，投資大工業(yè)鍋爐極少使用多用于水泥生產(chǎn)的除塵1.3設(shè)計依據(jù)和原則鍋爐設(shè)備是燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，又將熱能傳遞給水，從而產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽和熱水的設(shè)備。 (1)燃料燃燒就是供給足夠的氧氣，也就是想爐膛內(nèi)供給足夠的空氣。(2)冬季室外溫度：-1，設(shè)備安裝在室外，考慮在冬天設(shè)備的防凍措施，以及冬季排氣冷凝形成的水霧、煙霧等。(3)按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 132712001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，故建地應(yīng)在二類區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、

18、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。(4)在設(shè)計過程中要考慮各除塵器的除塵效率，設(shè)備用費等各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。通過計算，根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及達(dá)到的除塵效率選擇除塵器。我選擇的是XL型旋流式水膜脫硫除塵技術(shù)工藝，這是一種非常典型的濕法煙氣脫硫除塵工藝，具有結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、操作穩(wěn)定、脫硫除塵效率高等優(yōu)點。(5)根據(jù)氣液相對運(yùn)動的不同，噴霧除塵脫硫裝置可以分為逆流型和錯流型。逆流型是煙氣向上運(yùn)動，霧滴由噴嘴噴出向下運(yùn)動，使氣液得以充分混合，完成除塵脫硫過程;錯流型是霧滴由噴嘴向下噴出，而煙氣水平流動。此外，在一些噴霧脫硫塔中，還有采用順流型的，即煙氣向上運(yùn)動，霧滴由噴嘴向上噴出，與煙氣同向流

19、動，來增加氣液接觸時間，提高傳質(zhì)效果，同時與逆流布置相比可以減小壓力損失，但在應(yīng)用中還是以逆流型更為常用。按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn) (標(biāo)準(zhǔn)狀況下）： 200mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn) (標(biāo)準(zhǔn)狀況下）： 900mg/m32 工藝計算2.1 排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算2.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 =2.44式中 C，H，S，O 分別代表煤中各元素所含得質(zhì)量分?jǐn)?shù)其中C: 25%,H: 2%,S: 0.8%,O: 10%2.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 =2.68()式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量W-煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)N-N元素在煤中的質(zhì)

20、量分?jǐn)?shù)2.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量 式中a空氣過量系數(shù) a 取1.2 Qa'標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg Qs'標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，m3/kg 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以計, 2.1.4 煙氣含塵濃度每小時煙氣的體積:鍋爐一:燃用洗中煤及爐渣15t/h,造氣量50000m3/h;鍋爐二：燃用洗中煤及爐渣18t/h,造氣量50000 m3/h;兩個鍋爐的造氣量共為100000m3,溫度為60攝氏度，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積V=100000×273/(273+60)=81982 m3M1=3.18×15000+3.18×18000+81982

21、5;=186922m3煙塵的總質(zhì)量:m2=0.16×0.50×(15000+18000)=2640kg煙塵的濃度c=2640kg/186922m3=14.12×103mg/m3 2.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 (1)洗中煤及爐渣中 每小時產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量為:2×0.008×(15000+18000)=528kg(2)造氣爐吹風(fēng)氣流中:每小時通入H2S的質(zhì)量為1000×(50000+50000)/1000000=100kg,轉(zhuǎn)化為SO2質(zhì)量為100×64/34=188kg每小時產(chǎn)生的SO2的總質(zhì)量為528+18

22、8=716kg。SO2的濃度為C=716kg/186922m2=3830mg/m22.2 除塵效率 =1-Cs/C式中C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3 Cs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=1-=98.58%so2=1-=76.50%2.3 除塵器的選擇 工況下的煙氣流量 Q'=QT'/T式中Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量T'工況下的煙氣溫度，KT標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273K Q'=186922/（273+60）/273=2.28×105m3/h則煙氣流量為Q'/3600=2.28×105/3600=63.33 m3/s2.4袋

23、式除塵設(shè)計計算因煙氣溫度為60，則選用玻璃纖維作為濾料,玻璃纖維濾料可長期工作在260左右；選用脈沖噴吹的清灰方式，它可以實現(xiàn)全自動清灰凈化效率可達(dá)99%，VF=2.04.0m/min,取VF=4m/min由除塵效率為98.58%，煙氣流量為2.28×105m3/h. 計算總過濾面積計算公式 (4-1) 濾袋尺寸的計算 本設(shè)計采用圓形濾袋，這種圓形濾袋直徑通常在0.10.4m之間。袋長為26m,袋間距一般為0.050.07m。濾袋與外殼距離設(shè)為700mm。取直徑D0.3m， 袋長l5m，袋間距d=0.06m(1)每條濾袋面積a 計算公式: (4-2) (2)濾袋條數(shù)n計算公式: (4

24、-3) (3)對n=202進(jìn)行校核 校核： (4-4) 根據(jù)過濾面積和煙氣流量，選定型號為QMC-96D離線長袋脈沖袋式除塵器其基本參數(shù)為過濾面積：50m2-7680m2，處理風(fēng)量為7500m3/h-920600m3/h 除塵器外形尺寸的計算202個袋取225個，取15×15的矩陣排列,則除塵室寬除塵室長在除塵袋上方加凈氣室,高1.5m則除塵器的總高1.5+5=6.5m 灰斗的相關(guān)計算在底部安裝灰斗，設(shè)傾角為60º，灰斗安裝在距布袋邊緣100mm處,由： 6.742×（0.70.1）=5540mm所以，灰斗上口尺寸,6000m×6000m。設(shè)下口尺寸為:

25、 500mm×500mm可算出灰斗高為:（1）灰斗的容積 計算公式: (4-5) 式中: 灰斗高度 上底面積 下底面積 根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率來確定除塵器（袋式除塵器）袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按不同特點可分為圓筒形和扁形；上進(jìn)氣和下進(jìn)氣，內(nèi)濾式和外濾式，密閉式和敞開式；簡易，機(jī)械振動，逆氣流反吹，氣環(huán)反吹，脈沖噴吹與聯(lián)合清灰等不同種類,其性能比較如下表：除塵種類除塵效率%凈化程度特點簡易袋式30中凈化機(jī)械振動袋式90中凈化要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動力。脈沖

26、噴吹袋式99細(xì)凈化清灰方式作用強(qiáng)度很大，而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好氣環(huán)式袋式99細(xì)凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價較低，氣環(huán)箱上下移動時緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高 通過我組比較最終決定選用袋式除塵器，根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點，最終決定選用QMC696D型系列逆噴脈沖袋式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期性的向濾袋內(nèi)或濾袋外噴吹壓縮空氣來達(dá)到清除濾袋上積塵的袋式除塵器，它具有處理風(fēng)量大，除塵效率高的優(yōu)點，而且清灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動部件，濾袋不受機(jī)械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長的特點。用除塵器手冊中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵 結(jié)構(gòu)特點:主要由上箱體

27、，中箱體，下箱體，排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個主要部分組成。上箱體內(nèi)設(shè)有多孔板，濾袋，濾袋框架；下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、檢查門；排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成；控制儀、控制閥、脈沖閥、噴嘴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。 工作原理：含塵氣體由下箱體的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器內(nèi)經(jīng)過濾袋過濾。粉塵被阻留在袋外，凈化氣體進(jìn)入袋內(nèi)經(jīng)過文氏管，由排風(fēng)口排出機(jī)外，阻留在濾袋上的粉塵通過用電控（D）、機(jī)控（J）或氣控（Q）中的一種方式，控制開啟脈沖閥定時分排，對濾袋進(jìn)行清灰，其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表：型號過濾面積m2濾袋數(shù)量/條處理風(fēng)量m3/h脈沖閥個數(shù)/個外形尺寸/長*高*寬QMC96D722257500920600

28、166740*6500*6740設(shè)備質(zhì)量/kg濾袋尺寸/mm設(shè)備阻力/Pa除塵效率入口含塵濃度g/m3過濾風(fēng)速/m/min1116.80300*10001200150099%21424主要結(jié)構(gòu)尺寸：型號AA1BB1HQMC96D16781150134011003660影響因素：過濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈化物料種類等3. 管網(wǎng)阻力及壓損的計算 3.1 管徑的確定 d= 式中 Q工況下管道內(nèi)的煙氣流量 ，m3/s 煙氣流速，m/s-1取=21m/s-1（對于鍋爐煙塵v=2030m/s） d =1.96m圓整并選取風(fēng)道外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/m

29、m壁厚/mm2000±11內(nèi)徑=d1=2000-21=1998mm由公式可計算出實際煙氣流速： =20.21m/s3.2 摩擦壓力損失 pL=式中 L管道長度,m d 管道直徑，m 煙氣密度，kg/m, 管中氣流的平均速度，m/s摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度K/d的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫剑▽嶋H中對金屬管道值可取0.02，對磚砌或混凝土管道值可取0.04）。對于2000的圓管L=30m =n273/(273+160)=1.4273/333=1.148 kg/m3pL= 3.3 局部壓力損失 圖中一為30°Z形彎頭，查表得=0.157(Pa)圖中二為一漸擴(kuò)管，=

30、20°則=0.3(Pa)圖中三為一漸縮管， =45°，則=0.1圖中四五均為90°彎頭，D=2000mm，取R=D，則=0.23對于如圖三通管，=0.78對于T形匯流三通管，=0.55，則則系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力800Pa，除塵器阻力1200Pa（一般為12001500Pa）3.3 煙囪的設(shè)計3.3 煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定見表確定煙囪的高度。鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘縈W0.70.71.41.42.82.877141428t/h1122441010202040煙囪最低允許高度m2025

31、30354045故兩個鍋爐的燃煤量之和為15t+18t=33t選定煙囪高度為45m。3.4 煙囪直徑的確定煙囪出口內(nèi)徑可按如下公式計算： 式中Q通過煙囪的總煙氣量，m3/h 按表3-3-2選取的煙氣出口煙氣流速煙囪出口煙氣流速m/s，選W=18m/s，d =2.12m 圓整取 d=2.2m 煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)68253煙囪底部直徑：d1=d+2iH=2.12+20.0245=3.92m d煙囪出口直徑 m H煙囪高度 mi煙囪錐度，取I=0.02 煙囪的抽力： H 煙囪高度 m tk外界空氣溫度 tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 B當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa

32、=69.580pa4 主要附屬設(shè)備的選型及設(shè)計4.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算 式中1.1風(fēng)量備用系數(shù)； Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，m3/h tp風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，ºC，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度； B當(dāng)?shù)卮髿鈮?，kPa。 m3/h4.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓：Hy=式中1.2風(fēng)壓備用系數(shù) h系統(tǒng)總阻力，Pa Sy煙囪抽力，Pa 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，ºC t風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗用氣體溫度，ºC y標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度，kg/m3 根據(jù)Qy和Hy選定Y645128C的引風(fēng)機(jī)，性能如下表4-2-1。表4-2-1Y645128C的引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)機(jī)號傳動方式轉(zhuǎn)速/（

33、r工況序號流量/全壓/Pa全壓效率/%有效功率/kw10C220019181353382.618.824.3 電動機(jī)功率的計算Ne=式中Qy風(fēng)機(jī)風(fēng)量， 電動機(jī)備用系數(shù)，對引風(fēng)機(jī)，=1.3Ne=根據(jù)電動機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳動方式選定Y200L4B3型的電動機(jī)參數(shù)見表4-3-1。表4-3-1Y200L4B3型的電動機(jī)性能參數(shù)型號轉(zhuǎn)速功率傳動皮帶（內(nèi)周長根數(shù)）Y200L4B31470300C2794 65 噴淋塔的設(shè)計及計算5.1吸收SO2的吸收塔的選擇名  稱 操作參數(shù) 優(yōu)  點 缺  點 填料塔 空塔氣速2.05.0m/s液氣比0.

34、51.0L/m3壓力損失2001000Pa結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備小，制造容易，占空間??；液氣比小，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時除塵、降溫、吸收 不能無水運(yùn)行 自激湍球塔液氣比110L/m3噴淋密度6m3/(m2.h)壓力損失500Pa/m空塔氣速0.51.2m/s結(jié)構(gòu)簡單，制造容易； 填料可用耐酸陶瓷，較易解決防腐蝕問題； 流體阻力較小，能量消耗低； 操作彈性較大，運(yùn)行可靠。 不能無水運(yùn)行篩板塔 空塔氣速1.03.0m/s小孔氣速1622m/s液層厚度4060mm單板阻力300600Pa噴淋密度1215 m3/(m2.h)結(jié)構(gòu)較簡單，空塔速度高，處理氣量大； 能夠處理含塵氣體，可以同時除塵、降

35、溫、吸收； 大直徑塔檢修時方便 安裝要求嚴(yán)格，塔板要求水平； 操作彈性較小，易形成偏流和漏液，使吸收效率下降。 噴淋塔 空塔氣速2.54.0m/s液氣比1330L/m3壓力損失5002000Pa結(jié)構(gòu)簡單，造價低，操作容易； 可同時除塵、降溫、吸收，壓力損失小 氣液接觸時間短，混合不易均勻，吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入，動力消耗大，噴嘴易堵塞； 產(chǎn)生霧滴，需設(shè)除霧器 通過比較各種設(shè)備的性能參數(shù)，填料塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點，具有很高的脫硫效率，所以選用填料塔吸收二氧化硫。5.2脫硫方法的選擇5.2.1工藝比較濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以除去SO2的技術(shù)本設(shè)計為高濃度

36、SO2煙氣的濕法脫硫近年來盡管半干法和干法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用有了較大的發(fā)展空間,但是濕法脫硫仍是目前世界上應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù),其優(yōu)點是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡便,吸收劑價廉易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡單等優(yōu)點。常用方法有石灰/石灰石吸收法、鈉堿吸收法、氨吸收法其工藝比較見下表：項目優(yōu)點缺點石灰/石灰石吸收法脫硫效率高，吸收劑資源廣泛，價格低廉，副產(chǎn)品石膏可用建筑材料系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，造價高，容易結(jié)垢造成堵塞，運(yùn)行費用高，只使用大型電站鍋爐氫氧化鈉吸收法價格便宜，脫硫效率高，副產(chǎn)品的溶解度特性更適用加熱解吸過程，可循環(huán)利用，吸收速度快高溫下NaHSO3轉(zhuǎn)換成Na2SO3,喪失吸收二氧化

37、硫的能力氨吸收法脫硫效率高，運(yùn)行費用低吸收劑在洗滌過程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧，污染環(huán)境，投資大綜合本工藝流程圖及上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點比較,經(jīng)過比較全面考慮,最終我們組選用鈉堿吸收法進(jìn)行脫硫,即采用NaOH來吸收煙氣中的SO2,再用石灰石中和再生,再生后的溶液繼續(xù)循環(huán)利用。該法吸收劑采用鈉堿，故吸收率較高，可達(dá)95%，而且吸收系統(tǒng)內(nèi)不生成沉淀物，無結(jié)垢和阻塞問題。其反應(yīng)機(jī)理： 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 Na2SO3同樣可以吸收SO2，達(dá)到循環(huán)吸收的效果。5.2.2工藝流程介紹1.工藝流程介紹 含SO2煙氣經(jīng)除塵、降溫后送入

38、吸收塔，塔內(nèi)噴淋含NaOH溶液進(jìn)入洗滌凈化，凈化后的煙氣排入大氣。從塔底排出的吸收液被送至再生槽加CaCO3驚醒中和再生.將再生后的吸收液經(jīng)固液分離后,清夜返回吸收系統(tǒng);所得固體物質(zhì)加入H2O重新漿化后,鼓入空氣進(jìn)行氧化可得石膏.2.工藝過程一、脫硫反應(yīng)： Na2SO3 + SO2 NaSO3 + CO2 （1） 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O （2） Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 （3） 其中： 式（1）為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)； 式（2）為再生液pH值較高時（高于9時），溶液吸收SO2的主反應(yīng)； 式（3）為溶液pH值較低（59）時

39、的主反應(yīng)。二、氧化過程(副反應(yīng)) Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4 （4） NaHSO3 + 1/2O2 NaHSO4 （5）三、再生過程 Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3 （6） Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O （7）四、氧化過程 CaSO3 + 1/2O2 CaSO4 （8） 式（6）為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式（7）為再生至pH9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)，再生的NaOH可以循環(huán)使用。5.3噴淋的選擇在熱煙氣溫度大于75，煙氣

40、流速在15m/s，漿液Ph大于9， 石灰石漿質(zhì)量濃度在10%15%之間，液氣比在825，氣液反應(yīng)時間35s，氣流速石灰度為3.0m/s，噴嘴出口流速10m/s，噴淋效率覆蓋率200%300%，脫硫石膏含水率為40%60%，一般噴淋層為36層，煙氣中體積分?jǐn)?shù)為4000/，脫硫系統(tǒng)阻力在25003000Pa.5.3.1噴淋塔內(nèi)流量計算假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為，壓力為120KPa，則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為： 式中：噴淋塔內(nèi)煙氣流量，； 標(biāo)況下煙氣流量，； K除塵前漏氣系數(shù)，00.1； =186922×（273+80）/273 ×101.324/ 120× (1+0.05) =

41、214285.54 5.3.2噴淋塔徑計算依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)煙氣流速v=2m/s，則噴淋塔截面A為： A = Q /v =59.52/2 =29.76m2/s則塔徑d為： 取塔徑D。= 6210mm5.3.3噴淋塔高度計算 噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。(1) 吸收區(qū)高度依據(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得，選擇噴淋塔噴氣液反應(yīng)時間t=5s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為： H1=vt=2×5=10m(2) 除霧區(qū)高度1除霧器設(shè)計成兩段。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層(3.43.5)m。則取除霧區(qū)高度為：(3) 漿池高度漿池容量按液氣比漿液停留時間確定： 式中： 液氣比，取18； Q標(biāo)況下煙氣量，； 漿液停留時間，；一般為，本設(shè)計中取值為，則漿池容積為： 選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔，本設(shè)計中選取的漿池直徑為3.5