大氣課程設計

1、 本科課程設計題目鍋爐房煙氣達標治理系統(tǒng)設計學生姓名學號教學院系專業(yè)年級指導教師職稱單位輔導教師職 稱單位完成日期年月日Southwest Petroleum University Curriculum DesignThe Technique Design for Treating the Boiler flue gasGrade: Name: Speciality: Instructor: School of Chemistry and Chemical Engineering2015-12摘要目前，污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說主要是人類

2、活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。目前，大氣污染已經(jīng)直接影響到人們的身體健康。該鍋爐房的大氣污染物主要是顆粒污染物，而且排放量比較大所以必須通過有效的措施來進行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。關鍵字：大氣污染 ；袋式除塵器 ；煙囪 ；阻力損失AbstractAt present, the air pollution has become a global problem, basically have the greenhouse effect, the ozone depletion and acid rain. And air pollu

3、tion can say is mainly caused by human activity, air pollution on human the comfortable, healthy harm to human body including the normal life and physiological effect. At present, the atmospheric pollution has directly affect people's physical health. The Boiler Room plant the atmospheric pollut

4、ants is main pollutant particles, and emissions is bigger so must through effective measures to deal with, so as not to pollute the air, affect people's health life.Key words : air pollution; Bag filter; The chimney; Resistance losses目 錄第一章：前言1第二章 設計依據(jù)82.1課程設計的目的內容82.2課程設計任務書8第三章 設計方案103.1燃煤鍋爐排煙

5、量及煙塵和二氧化硫濃度的計算103.1.1標準狀態(tài)下理論空氣量103.1.2標準狀態(tài)下理論煙氣量103.1.3標準狀態(tài)下實際煙氣量103.1.4標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度113.1.5標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算113.1.6煙氣在管道中的溫度降113.1.7煙氣在煙囪中的溫度降123.2除塵器的選擇123.2.1概述123.2.2袋式除塵器的結構及特點133.2.3除塵效率153.2.4除塵器的選擇153.3確定除塵器，風機，煙囪的位置及管道布置173.3.1各裝置及管道布置的原則173.3.2管徑的確定173.4煙囪的設計173.4.1煙囪高度的確定173.4.2煙囪直徑的計算183.4

6、.3煙囪的抽力183.5系統(tǒng)阻力的計算193.6噴淋塔的計算203.6.1概述203.6.2噴淋塔的工作原理233.6.3噴淋塔直徑的確定233.6.4噴淋塔高度的計算233.7風機和電動機的選擇和計算25第四章 總結26謝辭27參考文獻28鍋爐房煙氣達標治理系統(tǒng)設計第一章：前言近年來，雖然我國大氣污染防治工作取得了很大的成效，但由于各種原因，我國大氣環(huán)境面臨的形勢仍然非常嚴峻。大氣污染物排放總量居高不下?，F(xiàn)在，全國二氧化硫年排放量高達1857萬噸159萬噸，工業(yè)粉塵1175萬噸，大氣污染仍然十分嚴重。全國大多數(shù)城市的大氣環(huán)境質量超過國家規(guī)定的標準。全國47個重點城市中，約70以上的城市大氣環(huán)

7、境質量達不到國家規(guī)定的二級標準；參加環(huán)境統(tǒng)計的338個城市中，137個城市空氣環(huán)境質量超過國家三級標準，占統(tǒng)計城市的40，屬于嚴重污染型城市。酸雨區(qū)污染日益突出。酸雨區(qū)由80年代的西南局部地區(qū)發(fā)展到現(xiàn)在的西南、華南、華中和華東4個大面積的酸雨區(qū)，酸雨覆蓋面積已占國土面積的30以上，我國已成為繼歐洲、北美之后的世界第三大重酸雨區(qū)。常德市酸雨污染也非常嚴重，1996年酸雨頻率達100，逢雨必酸。通過采取建立城市大氣環(huán)境保護圈。關閉城鄭磚瓦廠、拆除污染嚴重的小型鍋爐等措施，大氣中煙塵和二氧化硫的污染有所減輕，酸雨頻率有所下降，但目前仍高達41.6。據(jù)預算，21世紀初上半葉，我國能源開發(fā)、利用和消費將

8、會有一個較大幅度的增長，而我國能源資源的特點和經(jīng)濟發(fā)展水平，決定了以煤為主的能源結構將長期存在。因此，控制煤煙型大氣污染將長期作為我國大氣污染控制領域的主要任務。大氣污染是于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境污染的現(xiàn)象。大氣污染后，由于污染物質的來源、性質、濃度和持續(xù)時間的不同，污染地區(qū)的氣象條件、地理環(huán)境等因素的差別，甚至人的年齡、健康狀況的不同，對人均會產(chǎn)生不同的危害。大氣污染物質還會影響天氣和氣候。顆粒物使大氣能見度降低，減少到達地面的太陽光輻射量。尤其是在大工業(yè)城市中，在煙霧不散的情況下，日光比正常情況減

9、少40%。高層大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氟氯烴類等污染物使臭氧大量分解，引發(fā)的“臭氧洞”問題，成為了全球關注的焦點。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、臭氧層破壞和酸雨等三大問題。而大氣污染可以說主要是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。該燃煤鍋爐房的大氣污染物主要是顆粒污染物，而且排放量比較大所以必須通過有效的措施來進行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。酸雨或稱之為酸沉降是認為和天然排放硫氧化物和氮氧化物所引起的，對人類產(chǎn)生著最直接、最嚴重的危害。形成酸雨的根本原因是燃煤過程向大氣中排放大量的硫氧化物等酸性氣體。

10、我國是以煤為主要能源的國家。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應增加。而就我國的經(jīng)濟和技術發(fā)展就我國的經(jīng)濟和技術發(fā)展水平及能源的結構來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當長時間內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。隨著工業(yè)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應增加。而就我國的經(jīng)濟和技術發(fā)展水平及能源的結構來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當長時間內不會有根本性的改變。大氣質量是環(huán)境質量的一個重要內容。人的生存每時每刻都離不開空氣，大氣質量與人類生存環(huán)境息息相關，所以對大氣污染的治理與控制非常重要。大氣流動性強、涉及面廣，而且一旦受

11、污染后，修復比較困難。雖然人們在大氣環(huán)境整治方面做了大量工作，但目前的空氣質量仍然不盡如人意，因此防止污染、改善空氣環(huán)境成為當今迫切的環(huán)境任務。燃煤鍋爐排放的二氧化硫嚴重地污染了我們賴以生存的環(huán)境。我國的大氣污染仍將以煤煙型污染為主，其中塵和酸雨危害最大，且污染程度還在加劇。因此，控制燃煤煙氣污染是我國改善大氣質量、減少酸雨和SO2危害的關鍵問題。 與發(fā)達國家鑄造業(yè)通風除塵環(huán)保技術方面的差距前不久，中國一汽鑄造有限公司通風除塵考察組一行五人，就“學習和了解工業(yè)發(fā)達國家、特別是鑄造通風除塵環(huán)保方面的先進技術及設備；學習和了解工業(yè)發(fā)達國家先進科學的管理方法；學習和了解工業(yè)發(fā)達國家相關環(huán)保

12、、工業(yè)安全衛(wèi)生方面的法律法規(guī)及政府、企業(yè)、社會的環(huán)保方面的綜合情況”，赴德國進行了專項考察。在此期間，先后參觀了NEOTECHNIK公司(簡稱：尼歐除塵設備公司)；KGT公司；DISA公司除塵設備廠，及相應環(huán)保產(chǎn)品的四個用戶鑄造廠，并通過交流，基本實現(xiàn)了本次考察的預期目標。考察的基本情況參觀距比勒菲爾德150km處的Kunde：Busch (布什鑄造公司)，對德國NEOTECHNIK(簡稱：尼歐除塵設備公司)的產(chǎn)品應用情況進行考察。Busch(布什鑄造公司)建于上世紀60年代，2001年擴建后為三個鑄造廠。主要參觀的鑄造三廠是以生產(chǎn)汽車配件包括毛坯的初加工為主，年生產(chǎn)能力82000t，三班生產(chǎn)

13、。除塵設備全部由NEOTECHNIK(尼歐除塵設備公司)提供，清一色順流風機側吹布袋除塵器，車間內部相對集中高架布置。車間配套有天然氣加熱的送風裝置。澆注冷卻、清理、制芯合并為一個系統(tǒng)，130000m3/h風量；砂處理、砂冷卻一個系統(tǒng)，130000m3/h風量；鑄件冷卻、落砂一個系統(tǒng)，130000m3/h風量；三大系統(tǒng)幾乎涵蓋了全廠除沖天爐以外的除塵。布袋除塵器阻力顯示在120mm水柱以下。該廠設有粉塵后處理中心，加濕攪拌后埋地。落砂篩、皮帶運輸機為全封閉。同日下午，參觀了德國NEOTECHNIK(尼歐除塵設備公司)，并就相關技術及合作方面的事宜進行較長時間的座談。NEOTECHNIK(尼歐除

14、塵設備公司)是一個成立于1919年，現(xiàn)有員工60多人的較小規(guī)模專業(yè)化的通風除塵設備生產(chǎn)廠。產(chǎn)品除德國外還銷往世界各地，1996年開始與中國煙草行業(yè)合作。尼歐迪克除塵設備公司的主要產(chǎn)品為順流風機側吹布袋除塵器，和順流脈沖側吹布袋除塵器兩種。這兩種除塵器也是目前歐洲最流行的除塵器。一般順流風機側吹布袋除塵器適宜較大系統(tǒng)，順流脈沖側吹布袋除塵器適宜中小系統(tǒng)。從該公司濾袋制作車間的樣品濾布來看，質量、透氣性明顯優(yōu)于國內產(chǎn)品。參觀Tweer(特威爾鑄造廠)，對德國NEOTECHNIK(尼歐除塵設備公司)的產(chǎn)品應用情況進行了考察。特威爾鑄造廠年生產(chǎn)能力80000t，人員230人。主要生產(chǎn)球鐵、灰鐵、鑄鋼件

15、，用于鐵路交通運輸車輛件毛坯?，F(xiàn)場所見到的除塵器布置室外，一典型砂處理系統(tǒng)的標記參數(shù)為：通風量為1393m3/min，風機壓力415mm水柱，袋式除塵器過濾面積680m3。由此可計算出除塵器過濾風速高達2m/min。該廠所見的除塵器都是順流風機側吹布袋除塵器。特威爾鑄造廠除塵器下來的粉塵都是以袋裝運輸，然后集中處理。參觀第二個尼歐除塵設備公司的產(chǎn)品用戶Baumgarte(保母嘎滕鑄造廠)。年生產(chǎn)能力21000t，人員210人。主要生產(chǎn)普通機械、農業(yè)機械設備用毛坯。該廠所見的除塵器也都是順流風機側吹布袋除塵器，除此之外在以下幾個方面，留下較深的印象：11t沖天爐除塵器與冷卻器聯(lián)體共用一個灰斗，長

16、螺旋輸送機一端卸灰的同時直接造粒處理；雙翻三狀態(tài)中頻爐吸塵罩很有特色，收塵效果極佳；鑄件冷卻罩、澆注線均有除塵凈化裝置。在慕尼黑，對KGT舊砂再生設備的用戶廠家、德國寶馬汽車鑄造廠進行了考察。這是世界聞名的汽車公司下屬的鑄造廠。由于保密制度十分的嚴格，安排的參觀路線僅限于舊砂再生設備及相關覆膜砂生產(chǎn)現(xiàn)場。寶馬汽車鑄造廠應用的KGT舊砂再生設備，是一套每小時處理廢砂6t的再生系統(tǒng)，其中包括：定量供砂裝置；熱法沸騰焙燒爐；冷卻裝置；余熱換熱回收裝置；供風裝置；引風除塵系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)。全過程實現(xiàn)無人操作。主要技術參數(shù)：砂溫加熱到700；排氣溫度675(換熱器入口溫度)；排氣量2359m3/h；天

17、然氣耗量100m3/h。系統(tǒng)配套的除塵設備全部放置在車間內部。在DISA公司的安排下，參觀了位于德國弗賴堡附近的喬治費歇爾公司GF-Singen鑄造廠。該鑄造廠有三條造型線，其中一條丹麥DISA公司的2070擠壓造型線，另外兩條水平分型造型線。主要生產(chǎn)球鐵保安件，年生產(chǎn)能力11萬噸，向幾大知名汽車公司供貨。據(jù)介紹，這是全德國第二大球鐵鑄造廠。我們僅看到的一條生產(chǎn)線產(chǎn)自意大利，每小時生產(chǎn)能力220型。由于大多生產(chǎn)保安件，鑄件由GF自動澆注機澆注完了冷卻，然后進入“輕柔”處理過程：抓取機構將鑄件去掉外部型砂，送入全封閉的冷卻段至接近環(huán)境溫度，取出包裹鑄件表面的型芯砂，進行拋丸清理和100%X射線檢

18、測。GF-Singen鑄造廠所使用的除塵器，全部是由DISA公司提供的順流風機側吹布袋除塵器，基本布置于車間內部。幾大除塵系統(tǒng)主要技術參數(shù)分別如下：砂處理及砂冷卻系統(tǒng)：風量： 75000m3/h過濾面積：1943/1849m2電機功率：250kW鑄件冷卻系統(tǒng)： 風量 175000m3/h過濾面積 1943/1849m2電機功率 250kW球化處理系統(tǒng)： 風量 48000m3/h過濾面積 745/702m2電機功率 75kW拋丸清理系統(tǒng)： 風量 50000m3/h過濾面積 630/599m2電機功率 110kW此外，主要在以下幾個方面留下較深的印象：鑄件分兩段冷卻，合箱冷卻段的排風直接送入開箱冷

19、卻段，然后進入除塵段；砂處理及鑄件由澆注至拋丸清理實現(xiàn)全過程密閉；砂處理除塵器下來的粉塵一般就近返回砂處理系統(tǒng)中去，其它粉塵以氣力輸送和袋裝兩種方式集中處理。拋丸清理機(室)設于隔音屏蔽室內。在位于德國歐芬博格市附近的DISA公司除塵設備廠本部，聽取了工廠情況介紹，并進行了現(xiàn)場參觀考察。DISA公司是一個全球性的跨國公司，1904年成立時，主要以集裝箱運輸為主，現(xiàn)在擴大到鑄造設備、環(huán)保設備等很多領域。僅DISA公司除塵設備廠在全球就有三家。DISA公司對除塵技術深刻的理解，可從短暫的接觸中感受得到：澆注除塵與砂處理除塵混合并入一個系統(tǒng)可明顯地減輕布袋的堵塞現(xiàn)象；在比較寒冷地區(qū)，濕度較大的除塵系

20、統(tǒng)，比如DISA落砂清理滾筒，冬季必須有加熱裝置，才能保證系統(tǒng)的正常運行；鑄件清理除塵系統(tǒng)完全有理由實現(xiàn)自循環(huán)，即經(jīng)過處理的空氣再送回車間，不僅可以減少車間內部的負壓，同時在冬季還有節(jié)能意義；DISA公司除塵設備廠的主導產(chǎn)品是順流風機側吹布袋除塵器，他們認為傳統(tǒng)的除塵器(目前國內大多采用的)壓縮空氣耗量大，布袋組件之間相互碰撞，極大地影響使用壽命。DISA公司除塵設備廠具有相當?shù)囊?guī)模，產(chǎn)品設計、制造都十分的講究，這一點是國內產(chǎn)品無法比擬的。比如布袋端口的彈簧壓緊卡環(huán)，設計得既簡單又方便，而且密封性特別好。通過考察，在以下幾個方面感覺到了我們存在的差距，學到了一些東西。在德國，環(huán)境保護成為社會優(yōu)

21、先考慮的議題。根據(jù)憲法，16個聯(lián)邦州及那些城市鄉(xiāng)村在環(huán)境保護方面都有范圍廣泛的職責。在全體德國人民中，已經(jīng)形成了高度成熟自覺的環(huán)保意識。這首先表現(xiàn)在，大約400多萬名德國人是那些環(huán)境和自然保護協(xié)會的成員。我們所到過的無論老廠還是新廠，都毫不例外地達到環(huán)保標準。德國很早施行了“排污者付費原則”，它是通過市場經(jīng)濟原則解決污染問題的工具?；谶@一原則：誰造成污染，誰就必須負責承擔環(huán)境負擔成本。由此調動了人們開發(fā)那些有利于環(huán)保、同時成本低廉的技術的主動性和創(chuàng)造性。當然，也曾經(jīng)引發(fā)了人們的多種擔憂。人們擔憂德國經(jīng)濟會由于過高的成本而失去其競爭能力，擔憂新的工廠不再設在德國、而是設在外國。擔憂會因此導致工

22、作崗位的喪失。事實證明，這些擔憂是站不住腳的，市場經(jīng)濟的生態(tài)取向在更大程度上創(chuàng)造了工作、就業(yè)和社會產(chǎn)品。比如根據(jù)一項調查表明：維持大氣潔凈、消除垃圾等的業(yè)務活動，涉及600億馬克/年(統(tǒng)一使用歐元前)，而且急速上升。目前德國與美國一起，在世界環(huán)境技術市場上占據(jù)著領先地位。現(xiàn)在，一項循環(huán)經(jīng)濟與固體廢物法已成為基本的法律。打出了“結束用過就扔的社會，開始循環(huán)經(jīng)濟”的旗號。它使得任何一件商品的制造商必須為該商品的整個生命周期負責。1、康世富科技環(huán)保有限公司的康世富可再生胺脫硫技術 主營由原聯(lián)合碳化物公司(現(xiàn)屬陶氏化學公司)研發(fā)的“康世富可再生胺脫硫”技術，此外，公司還擁有世界領先的脫硫脫硝脫汞一體化

23、技術及二氧化碳捕獲等專利技術?？稍偕芬好摿蚣夹g不同目前通用的石灰石-石膏脫硫法，而使用液胺選擇吸收煙氣中的二氧化硫，然后利用廢熱將二氧化硫從液胺中分離出來，副產(chǎn)品為高價值的液態(tài)二氧化硫或硫酸，液胺再生后又可循環(huán)再使用7至10年。這項技術具有無二次污染、脫硫率高、占地少、節(jié)水節(jié)能、副價值高的特點，目前已在美國、加拿大、歐洲得到了很好地推廣，產(chǎn)生了可觀的生態(tài)效益。 2、ABB公司(阿西布朗勃法瑞)的煙氣脫硫技術 ABB集團(阿西布朗勃法瑞)于1988年由瑞典ASEA公司和瑞士BBCBrownBoveri公司合并而成，是一個業(yè)務遍及全球的電氣工程集團，ABB是電力和自動化技術領域的全球領先公司，致

24、力于為工業(yè)和電力行業(yè)客戶提供解決方案，以幫助客戶提高業(yè)績，同時降低對環(huán)境的不良影響。 3、丹麥Flsmiljo公司的酸性煙氣凈化系統(tǒng) 該公司主要從事環(huán)境保護方面的設備生產(chǎn)，在煙道氣體凈化設備的開發(fā)、設計和提供方面在世界上處領先地位;同時還生產(chǎn)全套的垃圾焚燒設備和生物能、石油發(fā)電設備。 4、德國魯奇·能捷斯·比曉夫公司(LLB)煙氣凈化技術 我國福建龍凈環(huán)保股份有限公司有引進LLB全套煙氣凈化技術。 5、日本三菱重工的煙氣脫硫技術 三菱重工自1964年完成第一套石灰膏發(fā)電站鍋爐煙氣脫硫設備以來，于80年代初又相繼研制和開發(fā)了一系列的鍋爐煙氣脫硫方法，并

25、取得了成功的運行經(jīng)驗。他們研制的脫硫設備其最主要的特點就是首先要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性，其次是工藝流程簡單，易操作，效率高以及運行費用低等。因此日本三菱重工的脫硫設備在世界上享有很高的信譽，三菱重工向歐美和中國提供的煙氣脫硫設備主要以石灰膏法，簡易石灰膏法，氫氧化鎂法，半干法以及混合法為主，我國的華能珞璜電廠一期工程2×360MW機組配套引進日本三菱重工的濕法石灰石-石膏法脫硫技術，脫硫效率達95%以上。6、日立公司的煙氣脫硫技術 日立公司從1962年前后開始開發(fā)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術，迄今經(jīng)過了三個發(fā)展階段：早期多孔板吸收塔階段，改進噴霧塔階段，除塵、吸收和氧化三合一階段，

26、還開發(fā)了簡易型高速平流塔技術。 7、日本川崎重工的煙氣脫硫技術 川崎重工業(yè)株式會社，是日本的重工業(yè)公司，并以重工業(yè)為主要業(yè)務，與JFE鋼鐵(原川崎制鐵)及川崎汽船有歷史淵源。主要制造航空宇宙、鐵路車輛、建設重機、電自行車、船舶、機械設備等。川崎重工的前身在明治時代為一間造船廠，至大正時代的第一次世界大戰(zhàn)期間已有蓬勃的造船業(yè)，經(jīng)歷昭和時代的二戰(zhàn)、戰(zhàn)后的日本經(jīng)濟急劇增長以至日本近代史及工業(yè)史，川崎仍為日本企業(yè)中的老字號之一。8、芬蘭伊沃(IVO)能源工程公司 該公司研制出LIFHAC煙氣脫硫工藝。 9、韓國漢城夏普重工業(yè)株式會社 韓國漢城夏普重工業(yè)株式會社，是韓國一家研究和生產(chǎn)煙氣處理成套設備的高

27、新技企業(yè)，在煙氣處理方面擁有八十二項專利，漢城夏普(株)的主要技術是以濕式為基礎的各種FGD工藝，如氧化鎂法、石灰石-石膏法、海水法、鈉堿法等，漢城夏普(株)的FGD裝置一體化的工藝為目前世界上技術和應用的領先者，生產(chǎn)的煙氣處理設備的脫硫效率能達到99%以上，脫硫塔能夠捕獲和處理0.01um以下的微粒有害氣體，設備緊湊、投資額少、運行效率高、運轉費用低，是一種非常適合中國的資源結構和環(huán)?，F(xiàn)狀的FGD技術。該公司在華有合資企業(yè)中外合資上海和普環(huán)保設備科技有限公司。 10、康菲石油 康菲石油是一家全球著名的國際一體化能源公司，主要從事石油、天然氣勘探、生產(chǎn)、加工和營銷，以及化工和塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷

28、售?？捣剖褪侨雷畲蟮哪茉垂局唬敻?00強最新排名第5位?？捣剖鸵該碛猩钏碧脚c生產(chǎn)技術、油藏管理和開發(fā)、三維地震技術、高等級石油焦炭改進技術和脫硫技術聞名于世。11、德國WULFF公司的循環(huán)流化床脫硫技術 這種技術除了具有干法脫硫技術的一些優(yōu)點之外，還可以在較低的鈣/硫比下達到與濕法脫硫技術相近的脫硫效率。 12、德國的Lurgi公司 該公司正在進行循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng)新工藝的工業(yè)示范試驗工作。此工藝主要是由一臺直立的循環(huán)流化床燃燒器，石灰、水和煙氣在其中均勻地配合，加快化學反應的傳熱和傳質過程，對于含SO2450900mL/L的煙氣，脫硫效率可達93%97%，而且縮短了脫硫設備

29、的高度和占地面積，降低了材料的耐腐蝕要求，從而大大降低了設備造價和運行維修費用。 13、日本荏原公司 該公司在成都第一熱電廠完成了電子束脫硫工業(yè)示范工程。太原一熱和黃島電廠脫硫項目是日本政府綠色援助計劃“贈款試驗項目”，分別采用巴威-日立的簡易濕法和旋轉噴霧半干法脫硫工藝。 14、美國ResearchTriangleInstitute(RTI) 該公司公布，已研制成功一種脫硫新技術。該技術的應用，可使煉油廠煉制出滿足EPA的二級(Tierz)低硫汽油要求的產(chǎn)品。15、美國NalcoFuelTech公司 它是以發(fā)電鍋爐，工業(yè)鍋爐以及焚燒爐廢氣的脫氮技術著稱，科研勢力雄厚，該公司成功發(fā)展擁有以廢氣

30、脫溜為主的并同時脫硫脫氮的SOxOUT技術。經(jīng)過我們組的討論商討，最終決定除塵器采用4GP4型高溫扁袋袋式除塵器和石灰石（石灰）-石膏濕法煙氣脫硫工藝，相比于旋風除塵器，袋式除塵器具有以下優(yōu)點： （1）除塵效率高，一般在99%以上（2）處理風量的范圍廣，小的僅1min數(shù)m3，大的可達1min數(shù)萬m3,既可用于工業(yè)爐窯的煙氣除塵，減少大氣污染物的排放。（3）結構簡單，維護操作方便。（4）在保證同樣高除塵效率的前提下，造價低于電除塵器。（5）采用玻璃纖維、聚四氟乙烯、P84等耐高溫濾料時，可在200以上的高溫條件下運行。（6）對粉塵的特性不敏感，不受粉塵及電阻的影響。而石灰石（石灰）-石膏濕法煙氣

31、脫硫工藝，該工藝的特點是脫硫效率高（>95%）、吸收劑利用率高（>90%）、能適應高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低（一般<1.05） 、脫硫石膏可以綜合利用等。29第二章 設計依據(jù)2.1課程設計的目的內容利用課程設計進一步鞏固大氣污染控制工程教材所學理論內容，通過大氣污染控制系統(tǒng)的設計方案確定、設計計算、工程圖繪制、查閱和使用技術資料、編寫設計說明書等，使學生全面了解和掌握工程設計的內容、方法及步驟。培養(yǎng)和鍛煉學生利用已學理論知識進行綜合分析問題和解決實際問題的能力、繪圖能力，以及正確使使用設計手冊和相關資料的能力。2.2課程設計任務書鍋爐型號：SZL413型，共3臺(2.8M

32、W×4）設計耗煤量：590kg/h(臺)排煙溫度：158煙氣密度(標準狀態(tài)下)：1.35kg/m3空氣過剩系數(shù)：1.2排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：12煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：一2空氣含水(標準狀態(tài)下)按1.293kgm3煙氣其他性質按空氣計算煤的工業(yè)分析值：CY68 HY4 SY1 OY5NY1 WY6 AY15 煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：80mgm3二氧化硫排放標準(標準狀態(tài)下)：900mgm3凈化系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側30m以內設計內容和要求：1. 凈化系統(tǒng)設計方案的分析、確定；2. 燃煤鍋爐排煙量、煙

33、塵和二氧化硫濃度的計算；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、煙囪高度和出口內徑、系統(tǒng)總阻力；5. 風機及電機的選擇設計：根據(jù)所需處理的煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算、選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。6. 編寫設計說明書：設計說明書的內容包括方案的確定、設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖等內容，文字應簡明、通順、內容正確完整，書寫工整。課程設計說明書應有封面、目錄、前言、正文、小結及參考文獻等部分并裝訂成冊。第三章 設計方案3.1燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度

34、的計算3.1.1標準狀態(tài)下理論空氣量 (m3/Kg)=4.76(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)=6.97()式中 CY，HY，SY，OY一一分別為煤中各元素所含的質量分數(shù)。3.1.2標準狀態(tài)下理論煙氣量(設空氣含濕量12.93 g/m3) (m3/Kg)=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2× 0.04+1.24× 0.06+0.016× 6.97+0.79×6.97+0.8× 0.01=7.43 m3/Kg式中： 標

35、準狀態(tài)下理論空氣量，m3kg；WY煤中水分所占質量分數(shù)，NYN元素在煤中所占質量分數(shù)，3.1.3標準狀態(tài)下實際煙氣量 (m3/Kg)=7.43+1.016（1.2-1）× 697=8.85(m3/Kg)式中 空氣過量系數(shù)； 標準狀態(tài)下理論煙氣量，m3kg標準狀態(tài)下理淪空氣量，m3kg另：標準狀態(tài)下煙氣流量Q以m3h計，因此，QQs×設計耗煤量=8.85 m3kg×590 kg/h(臺)×3臺=15664.5m3h。工作狀況下煙氣流量 =15664.5×(158+273)273=24730.4=6.87式中Q-標準狀態(tài)下煙氣流量,-工況下煙氣溫度

36、,K -標準狀態(tài)下溫度,273K每個鍋爐的煙氣流量是QN=/3=8243.5=2.27 m3/s3.1.4標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度 （Kg/m3）=(0.12× 0.15)/8.85=0.00203（Kg/m3）式中 dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數(shù)AY煤中不可燃成分的含量；QS標準狀態(tài)下實際煙氣量，m3kg.3.1.5標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 (mg/m3)=2×0.018.85×=2259.89(mg/m3)式中 SY煤中含可燃硫的質量分數(shù)；QS標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m3kg。3.1.6煙氣在管道中的溫度降 ()室內=4187

37、15;F1566.45×1.354室外=5443×F15664.5×1.354式中 Q一標準狀態(tài)下煙氣流量，m3h； F管道散熱面積，m2； Cv一標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容(一船為13521357KJm3·)Q 管道單位面積散熱損失：室內q4l87KJ(m2h)；室外q5443KJ(m2h)3.1.7煙氣在煙囪中的溫度降 = 40×0.412 =4.62()式中 H煙囪高度，m; D合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/hA 溫降系數(shù)，可由下表查得。煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（H小于50m）壁厚小于0.5m磚煙囪壁厚大于

38、0.5mA20.80.40.23.2除塵器的選擇3.2.1概述工業(yè)除塵所涉及的多相混合物稱為氣相懸浮系或氣溶膠。分散于其中的細小顆粒叫做塵?；蛭⒘＃鴫m粒的堆集狀態(tài)叫做粉體。在工程設計中為了正確地設計和選擇除塵設備，必須掌握粉塵的主要物理和化學性質，用于描述粉塵性質的參數(shù)有：粒徑與分散度、密度與堆積密度、凝聚性、濕潤性、荷電與導電性、自然堆積角、爆炸性。在日常工業(yè)上用于粉塵顆粒物分離的設備主要有：重力沉降式除塵器、慣性除塵器、電除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器、旋風除塵器，簡述如下：(1)重力除塵器 重力除塵器是使含塵氣體中的粉塵借助重力作用自然沉降來達到凈化氣體的裝置。它的沉降速度太小，僅為

39、離心沉降速度的幾十分之一。實際應用中，結構簡單，阻力小、但體積大、除塵效率低、設備維修周期長。(2)慣性除塵器 這是一種利用粉塵在運動中慣性力大于氣體慣性力的作用，將粉塵從含塵氣體中分離出來的除塵設備。這種除塵器結構簡單，阻力較小，但除塵效率較低，一般應用于一級除塵。(3)電除塵器 電除塵器中的含塵氣體在通過高壓電場電離時，塵粒荷電并在電場力作用下，塵粒沉積于電極上，從而使塵粒與含塵氣體相分離的一種除塵設備。它能有效地回收氣體中的粉塵，以凈化氣體。各種電除塵器由于具有效率高、阻力低、能適用于高溫和除去細微粉塵等優(yōu)點，獲得了比其他除塵器更快的發(fā)展，但投資大。關于減少電除塵器的耗電量，運用空調技術

40、使高電阻含塵氣體也能獲得很好效果，使除塵器操作處于最佳條件和提高除塵效率等問題正在開展研究。(4)濕式除塵器 這種除塵器是使含塵氣體與水或其它液體相接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用而把塵粒從氣流中分離出來。濕式除塵器以水為媒介物，因此它適用于非纖維性的、能受冷且與水不發(fā)生化學反應的含塵氣體，不適用于除去黏性粉塵。濕式除塵器具有投資低，操作簡單，占地面積小，能同時進行有害氣體的凈化、含塵氣體的冷卻和加濕等優(yōu)點。特別適用于處理高溫度高濕度和有爆炸性危險氣體的凈化，但由于采用了水為凈化物，會帶來了二次污染。(5)旋風除塵器是利用旋轉的含塵氣體產(chǎn)生的慣性離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式

41、氣一固分離裝置。這種除塵器主要優(yōu)點：結構簡單，本身無運動部件，不需要特殊的附屬設備，占地面積?。徊僮?、維護簡便，壓力損失中等，動力消耗不大，運轉、維護費用較低；操作彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制，對于粉塵的物理性質無特殊要求。目前，旋風除塵器廣泛應用于化工、石油、冶金、建筑、礦山、機械。輕紡等工業(yè)部門。(6)袋式除塵器主要依靠編織的或氈織的慮布作為過濾材料來達到分離含塵氣體中粉塵的目的，由于粉塵通過濾布時產(chǎn)生的篩分、慣性、黏附、擴散和靜電作用而被捕集分離。袋式除塵器適應性比較強，不受粉塵比電阻的影響，也不存在水的污染問題。在選取適當?shù)闹鸀V劑條件下，能同時脫除氣體中的固、氣兩相

42、污染物。但其存在過濾速度低、壓降大、占地面積大、換袋麻煩等缺點。3.2.2袋式除塵器的結構及特點袋式除塵器，又稱空氣過濾器，是利用多孔纖維材料制成的濾袋，將含塵氣流中的粉塵捕集下來的一種高效除塵裝置。由于其具有除塵效率高，尤其對微米或亞微米級粉塵顆粒具有較高的捕集效率，除塵效率可達到99.9%以上，且不受粉塵比電阻的影響；運行穩(wěn)定，對氣體流量及含塵濃度適用性強；處理流量大，性能可靠等優(yōu)點，因此廣泛使用于工業(yè)含塵廢氣凈化工程。但目前存在的主要問題是：普通濾料不耐高溫，若采用特殊濾料，則成本很高，另外不適宜凈化黏性及吸濕性強的氣體，否則氣體溫度低于露點溫度時，會產(chǎn)生“糊袋”現(xiàn)象，使除塵器不能正常運

43、行。袋式除塵器的工作原理是，含塵氣體從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中。常用濾料由棉、毛、人造纖維等加工而成，濾料本身網(wǎng)孔較大，一般為20um50um，因而新鮮濾料的除塵效率較低。顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用，逐漸在濾料表面形成粉塵層，常稱為粉塵初層。初層形成后，它成為袋式除塵器分主要過濾層，提高了除塵效率。濾布只不過起著形成顆粒初層和支撐它的骨架作用，但隨著顆粒在濾布上的積聚，濾袋兩側的壓力差增大，會把有些已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降。另外，

44、若除塵器壓力過高，還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風效率。因此，除塵器阻力達到一定數(shù)值后，要及時清灰。清灰不能過分，即不應破壞顆粒初層，否則會引起除塵效率顯著下降。對于粒徑0.1 um 0.5 um的粒子，清灰后濾料的除塵效率在90%以下；對于1以下的效率在98%以下。當形成顆粒層后，對所有粒子效率都在95%以上；對于1 um以上的粒子，效率高于99.6%。清灰方式根據(jù)清灰方法的不同，可分為機械振動類、分室反吹類、噴咀反吹類、脈沖噴吹類、機械回轉反吹類5種類型。脈沖噴吹式布袋除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調節(jié)，清灰效果好，是目前世界應用最為廣泛的除塵裝置。常用袋式除塵

45、器有簡易袋除塵器、機械振打袋式除塵器、脈沖噴吹袋式除塵器和氣環(huán)式袋式除塵器。機械振打袋式除塵器是利用機械裝置使濾袋產(chǎn)生振動而清灰的袋式除塵器。此類除塵器的特點是施加于粉塵層的動能較少而次數(shù)較多，因此要求濾料薄而光滑，質地柔軟，有利于傳遞振動，在過濾面上生成足夠的振動力。結構及工作原理：中部振打袋式除塵器，又稱ZX型袋式除塵器?；静考蔀V袋、箱體、灰斗、振打清灰裝置、進出風管及螺旋輸送機等部分組成。含塵氣體由灰斗上部進入，然后向上進入濾袋，粉塵積于濾袋內表面，凈氣經(jīng)濾料由閥箱向外排出。箱體由隔板分成相等濾袋數(shù)目的多個倉袋底開口，并固定于底板的短管上，袋頂由帽蓋封閉，并懸吊在振打機構的吊架上。箱

46、體的頂蓋上裝有閥箱及振打機構。特點：具有較高、穩(wěn)定的除塵效率和較低的阻力，構造簡單，濾袋裝卸方便，維護容易,應用范圍較廣,適用于常溫氣體的過濾。3.2.3除塵效率煙氣除塵效率=1-80mgm30.00203（Kg/m3）=96.1%煙氣脫硫效率=1-9002959.89=60.2%式中 C標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3；CS標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，mgm33.2.4除塵器的選擇根據(jù)工況下的煙氣量24730.4 m3/h、煙氣溫度158及要求的除塵效率=96.1%、脫硫率為=60.2%確定除塵器為4GP4型高溫扁袋式除塵器，GP型除塵器是一種高溫扁袋袋式除塵器，它采用多室多層獨特

47、裝配組合結構及清灰振打方式，具有占地面積小、過濾面積大、清灰效率高、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)點。它適宜于礦山、冶金、發(fā)電、耐火、水泥、動力、鑄造、農藥、化工等行業(yè)粉塵回收，特別是對窯爐和各種機燒鍋爐高溫煙氣凈化使用較多。GP高溫扁袋式除塵器構造如下圖所示，其原理，是含塵氣體進入各室塵端后，經(jīng)布袋過濾，凈氣經(jīng)凈端由出口排出，而粉塵附在濾袋外表面上，經(jīng)沖擊拍打浮裝在殼體內的單體箱框架，使粉塵脫落，進入灰室，實線清灰。連續(xù)工作時，清灰分室進行。4GP4型高溫扁袋袋式除塵器技術性能參數(shù)表型號過濾面積使用溫度過濾風速處理風量設備阻力入口粉塵濃度除塵率相對濕度清灰周期設備質量單位m2m/minm3/hkPag/

48、m3%hkg4GP41056200-3000.3-0.619008-380160.8-1.52-5098-99.8800.5-3160003.3確定除塵器，風機，煙囪的位置及管道布置3.3.1各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單，緊湊，管路短，占地面積，并使安裝，操作方便。3.3.2管徑的確定 （m）=0.853m式中 Q 工況下管內煙氣流量，m3s；v 煙氣流速，ms，(可查有關手冊確定，對于鍋爐煙塵v1015ms)實際煙氣流速3.4煙囪的設計3.4.1煙囪高度的確定首先確定共

49、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準中的規(guī)定(見下表)確定煙囪的高度。鍋爐總額度出力（t/h）小于120122661010202535煙囪最低高度m202530354045鍋爐總蒸發(fā)量：4×3=1220，所以煙囪高度為40米。3.4.2煙囪直徑的計算煙囪出口內徑可按下式計算 （m）式中 Q 通過煙囪的總煙氣量，m3h；v 按下表選取的煙囪出口煙氣流速，m/ s。通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風102045自然通風6102.53流速取15 m/ s，所以=0.0188×24730.415 =0.763m煙囪底部直徑d1d2+2&#

50、215;i×H (m)式中 d2 煙囪出口直徑，”； H 一煙囪高度，m； I 煙囪錐度，通常取i0.02一0.03i取0.02d10.607+2×0.02×40 = 2.763m3.4.3煙囪的抽力 (Pa)式中 H煙囪高度m，； tk外界空氣溫度，cf tp 一煙囪內煙氣平均溫度，cB當?shù)卮髿鈮海琍a。所以：=0.0342×40×（1273+（-2）-1273+158）×97860=182.66 Pa3.5系統(tǒng)阻力的計算（1）煙爐出口到三通管進口段（2）三通管（3）三通管到除塵器進口彎管（4）除塵器出口到脫硫塔（5）風機出口到煙囪

51、段系統(tǒng)總阻力式中異形管件的局部阻力系數(shù)可查到為0.1,90°度彎管為0.22v與像對應的斷面平均氣流速率,m/s煙氣密度, Kg/m3L管道長度，md管道直徑，m煙氣密度，管中氣流平均速率摩擦阻力系數(shù)是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度K/d的函數(shù)，可以查手冊得到實際中對金屬管道值取0.023.6噴淋塔的計算3.6.1概述煙氣脫硫（FGD）是工業(yè)行業(yè)大規(guī)模應用的、有效的脫硫方法。按照硫化物吸收劑及副產(chǎn)品的形態(tài)，脫硫技術可分為干法、半干法和濕法三種。干法脫硫工藝主要是利用固體吸收劑去除煙氣中的SO2，一般把石灰石細粉噴入爐膛中，使其受熱分解成CaO，吸收煙氣中的SO2，生成CaSO3，與飛

52、灰一起在除塵器收集或經(jīng)煙囪排出。濕法煙氣脫硫是采用液體吸收劑在離子條件下的氣液反應，進而去除煙氣中的SO2，系統(tǒng)所用設備簡單， 運行穩(wěn)定可靠，脫硫效率高。干法脫硫的最大優(yōu)點是治理中無廢水、廢酸的排出，減少了二次污染；缺點是脫硫效率低，設備龐大。濕法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2，所用設備比較簡單，操作容易，脫硫效率高；但脫硫后煙氣溫度較低，設備的腐蝕較干法嚴重。（1）石灰石（石灰）-石膏濕法煙氣脫硫工藝石灰石（石灰）濕法脫硫技術由于吸收劑價廉易得，在濕法FGD領域得到廣泛的應用。以石灰石為吸收劑反應機理為：吸收：SO2（g） SO2（L）+H2O H+HSO3- H+ +SO32- 溶

53、解：CaCO3（s）+H+ Ca2+HCO3- 中和：HCO3- +H+ CO2（g）+H2O 氧化：HSO3-+1/2O2SO32-+H+ SO32- +1/2O2SO42- 結晶：Ca2+SO32- +1/2H2O CaSO3·1/2H2O（s） 該工藝的特點是脫硫效率高（>95%）、吸收劑利用率高（>90%）、能適應高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低（一般<1.05） 、脫硫石膏可以綜合利用等。缺點是基建投資費用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等。（2）海水煙氣脫硫海水煙氣脫硫工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。

54、脫硫過程不需要添加任何化學藥劑，也不產(chǎn)生固體廢棄物，脫硫效率>92%，運行及維護費用較低。煙氣經(jīng)除塵器除塵后，由增壓風機送入氣-氣換熱器降溫，然后送入吸收塔。在脫硫吸收塔內，與來自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的大量海水接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收反應脫除，海水經(jīng)氧化后排放。脫除二氧化硫后的煙氣經(jīng)換熱器升溫，由煙道排放。海水煙氣脫硫工藝受地域限制，僅適用于有豐富海水資源的工程，特別適用于海水作循環(huán)冷卻水的火電廠，但需要妥善解決吸收塔內部、吸收塔排水管溝及其后部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問題。（3）噴霧干燥工藝噴霧干燥工藝（SDA）是一種半干法煙氣脫硫技術，其市場占有率僅次于濕法。該法是將吸收劑漿液

55、Ca(OH)2在反應塔內噴霧，霧滴在吸收煙氣中SO2的同時被熱煙氣蒸發(fā)，生成固體并由除塵器捕集。當鈣硫比為1.31.6時，脫硫效率可達80%90%。半干法FGD技術兼干法與濕法的一般特點。其主要缺點是利用消石灰乳作為吸收劑，系統(tǒng)易結垢和堵塞，而且需要專門設備進行吸收劑的制備，因而投資費用偏大；脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/石膏法高。噴霧干燥技術在燃用低硫和中硫煤的中小容量機組上應用較多。國內于1990年1月在白馬電廠建成了一套中型試驗裝置。后來許多機組也采用此脫硫工藝，技術已基本成熟。（4）電子束煙氣脫硫工藝（EBA法）電子束輻射技術脫硫工藝是一種干法脫硫技術，是一種物理方法和化學方法相

56、結合的高新技術。該工藝的流程是由排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的沖入、電子束照射和副產(chǎn)品捕集工序組成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過集塵器的粗濾處理之后進入冷卻塔，在冷卻塔內噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度（約70）。煙氣的露點通常約為50。通過冷卻塔后的煙氣流進反應器，注入接近化學計量比的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入，加入氨的量取決于SOx和NOx濃度，經(jīng)過電子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應，生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。脫硫率可達90%以上，脫硝率可達80%以上。此外，還可采用鈉基、鎂基和氨作吸收劑，一般反應所生成的硫