環(huán)保垃圾焚燒廠廢氣處理工藝設計案例

115/126天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠廢氣處理工藝設計PROCESSDESIGNOFWASTEGASTREATMENTOFTIANJINTEDAENVIRONMENTALPROTECTIONGARBAGEINCINERATION專業(yè)：環(huán)境工程姓名：XXX指導教師姓名：申請學位級不：學士論文提交日期：2015年6月10日學位授予單位：天津科技大學摘要垃圾焚燒廢氣是一種排放量較大、種類專門多、排放較集中的廢氣，垃圾焚燒廢氣中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬及其二惡英。垃圾焚燒廢氣的特點為具有腐蝕性，能見度低，氣味難聞，致癌。這種廢氣假如不及時治理，會對人體健康和生存環(huán)境造成專門大的危害。本設計采納3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床工藝綜合治理廢氣。采納3T+E焚燒工藝，能使CO的排放量達到排放標準，而且排放的二惡英以及氮氧化物排放量降低。利用活性炭噴射+布袋除塵器，能夠有效的處理廢氣中的二惡英，重金屬及顆粒物。利用干式脫酸+濕式脫酸，高效脫酸?；钚蕴课酱参轿刺幚頋崈舻亩河?，氮氧化物以及硫化物等，導致綜合的處理效率更高。本設計采納的廢氣處理工藝為：首先采納3T+E焚燒工藝，然后向焚燒爐噴尿素脫硝，接著進入余熱鍋爐進行余熱回收，再進入降溫塔，使溫度降低到150℃左右，防止二惡英的再生成及使下列反應更高效，再接著向煙道內(nèi)噴入消石灰粉和活性炭粉末，現(xiàn)在煙氣到達了布袋除塵器，除顆粒物、重金屬及消石灰和活性炭粉末，后面確實是濕式反應塔進行二次除酸，最后到達了活性炭吸附床進行最后的尾氣處理。此刻，氣體排放的濃度達到《生活垃圾焚燒污染操縱標準》（GB18485-2014）。處理后，降低對空氣的污染，對國家經(jīng)濟的進展與改善天津當?shù)氐目諝猸h(huán)境差不多上專門重要的。關鍵詞：垃圾焚燒廢氣；脫酸；二惡英；廢氣處理；活性炭吸附ABSTRACTWasteincinerationfluegasisplentiful，various，concentrated．Wasteincinerationfluegascontainsheavymetals，dioxins，particulatematter，acidgasesandotherpollutants．Wastegasischaracterizedbycorrosive，lowvisibility，smelly，carcinogenic．Ifthiswasteisnottimelytreated，itwilldoharmtohumanhealthandthelivingenvironment．Thisdesignuses3T+E+SNCRdenitration+drydeacidification+activatedcarboninjection+bagfilter+wetdeacidification+activatedcarbonadsorptionbedprocesscomprehensivecontrolemissions．Using3T+Eincinerationprocess，itmakesCOemissionstomeetemissionstandardsandtoreduceemissionsofdioxinsandnitrogenoxides．Theuseofactivatedcarboninjection+bagfiltercaneffectivelydealwithemissionsofdioxins，heavymetalsandparticulatematters．Activatedcarbonbedofadsorptioncanremoveuntreateddioxins，sulfide，nitrogenoxides，etc．Sotheoverallprocessismoreefficient．Theexhaustgastreatmentprocessisasfollows．Firstly，3T+Eincinerationprocess，thenspraytheureatothedenitrationincinerator，thenenterthewasteheatboiler，thetemperatureisloweredtoabout150℃，topreventthere-creationofdioxinandpromotesthefollowingreaction,followedbyinjectinglimeintothefluedustandactivatedcharcoalpowder，thenthesmokereachesthebagfilter，inadditiontoparticulatematters，heavymetals,limeandactivatedcarbonpowder，afterthatthetwowetreactortowerromovetheacidonceagain，andfinallytotheactivatedcarbonadsorptionbedforthefinalexhaustgastreatment．Atthistimeexhaustgasconcentrationreaches"garbageburningpollutioncontrolstandards"(GB18485-2014)．Afterprocessing，reducethepollutiontotheair，andthedevelopmentofnationaleconomyandimprovetheairenvironmentoftianjinlocalareveryimportant．Keywords:Wasteincineration；Acid；Dioxins；Fluegastreatment；Activatedcarbonadsorption目錄第一章緒論 1第二章 設計講明書 2第一節(jié)工程概述 2第二節(jié)垃圾焚燒廢氣處理概況 5第三節(jié)本設計工藝流程確定 8第三章 設計計算書 5第一節(jié)焚燒爐 15第二節(jié)余熱鍋爐 22第三節(jié)旋風除塵器 22第四節(jié)干法噴射 30第五節(jié)袋式除塵器 31第六節(jié)濕式洗滌塔 34第七節(jié)煙囪 37第八節(jié)設備選型 38第四章 平面布置 40第一節(jié)處理單元構筑物的平面布置 40第二節(jié)管道的平面布置 40第三節(jié)廠區(qū)道路和圍墻設計 41第四節(jié)輔助建筑物 41第五章 成本估算 42第一節(jié)投資估算 42第二節(jié)廢氣處理成本計算 43第六章 環(huán)境經(jīng)濟損益分析 44參考文獻 46致謝 47附錄 48第一章緒論一、垃圾焚燒廢氣簡介大氣是人類生存的保障，它同土地、能源以及水等重要要素一起構成了人類生存及經(jīng)濟、社會進展重要的差不多條件。生活垃圾焚燒廢氣是一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。其中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬以及二惡英等物。焚燒的垃圾中包含發(fā)熱量較低、含水率較高的廢舊的電池、日光燈、電子設備、涂料以及溫度計等?？偠灾?，生活垃圾焚燒廢氣污染，是工業(yè)治理廢氣的中的一個重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在，我國不斷的都市化，導致都市的生活垃圾量不斷的急速增長，而垃圾焚燒廠大大的解決了這些問題。而目前我國都市一年的生活垃圾清運量約為1.55億噸，而且平均每年以約3%的速度增加，且只通過簡單處理的生活垃圾，2003年以來，我國的生活垃圾量不斷地連續(xù)增長，再加上沒有清運的垃圾，導致中國的都市生活垃圾堆存量還在快速的增加，目前，歷年城鎮(zhèn)的生活垃圾的存量已高達到了60多億噸，導致大量土地資源被占據(jù)。因為垃圾填埋場用地的消耗正在殆盡，大部分都市轉向生活垃圾焚燒發(fā)電，開始修建了“變廢為寶”的生活垃圾焚燒廠。因此，隨著生活垃圾焚燒廠等相關行業(yè)的進展，處理生活垃圾焚燒廢氣逐漸的成為了處理工業(yè)廢氣中的一個必不可少的元素。在2014年7月1日起，我國開始實施了《生活垃圾焚燒污染操縱標準》（GB18485-2014）[1]，自從開始實施，我國的生活垃圾焚燒廠廢氣污染物的排放不再以《生活垃圾焚燒污染操縱標準》（GB18485-2001）為標準。二、天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠簡介天津泰達環(huán)保有限公司是一家規(guī)模龐大的的垃圾燃燒廠公司，因此解決天津泰達環(huán)保有限公司的廢氣處理問題也是改善我國整體廢氣處理現(xiàn)狀的體現(xiàn)。在生活垃圾焚燒工藝的焚燒過程中，一定會有大量的廢氣產(chǎn)生，如何使這些廢氣處理后達到國家的排放標準，降低對環(huán)境的污染成為了目前首先要研究解決的問題。垃圾焚燒廠廢氣處理是工業(yè)廢氣排放中的一個突出的環(huán)境問題，處理垃圾焚燒廢氣，是改善環(huán)境質(zhì)量，適合人類生存的重要途徑，同樣是現(xiàn)在經(jīng)濟建設需要面臨的問題。（一）技術先進為了達到公司可持續(xù)進展的目標，為了提供公司強有力的持續(xù)進展，自從2004年底，天津泰達環(huán)保\o"公司"垃圾焚燒廠設立了研究中心，把從國外引進的先進科研技術進行消化、汲取及創(chuàng)新，自主開發(fā)研究具有知識產(chǎn)權的先進的技術和裝備，熟練的掌握生活垃圾焚燒及生活垃圾處理核心的技術，為拓展公司項目形成了強大的支撐，推進了公司產(chǎn)業(yè)化的進展進程。從2006年，科研中心開始走向獨立化的運作，注冊了天津泰達環(huán)保有限公司。積極的搭建了自己技術科研平臺，組建了天津市工業(yè)節(jié)能減排工程技術中心，與中科院大連化物所、天津大學以及中科院熱物理所等單位展開了多方面的合作，申請且被批準建設了博士后科研工作站。（二）循環(huán)經(jīng)濟的優(yōu)勢天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠進行的運作完全依照循環(huán)經(jīng)濟的思路，把垃圾焚燒進行發(fā)電，把焚燒后的廢渣進行制磚，把煙氣中產(chǎn)生的余熱進行取暖，最后就剩下了水蒸汽向大氣中排放，形成了一個完整的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)了解，日前，該焚燒廠燃燒后的剩下的廢渣用來制磚的工藝差不多通過了國家有關部門的鑒定，在年內(nèi)立即有專門的生產(chǎn)線，來進行批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)后，每天可生產(chǎn)建筑用磚500多噸[2]。

第二章設計講明書第一節(jié)工程概述一、設計依據(jù)及原則（一）設計依據(jù)（1）該廠的進出氣濃度資料；（2）《生活垃圾焚燒污染操縱標準》（GB18485-2014）；（3）《生活垃圾焚燒爐》（CJ/T118-2000）；（4）《道式余熱鍋爐設計導則》（JB/T7603-1994）；（5）《袋式除塵器性能測試方法》（GB12138-89）；（6）《袋式除塵器用濾料框架技術條件》（JB/T5917-2006）；（7）《袋式除塵器濾料及濾袋技術條件》（GB12625-2007）；（8）《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》（GB50264-97）；（9）《濕法煙氣脫硫裝置專用設備汲取塔漿液噴嘴》（JB/T10964-2010）；（10）《活性碳吸附罐技術條件》（JB/T10193-2010）；（11）《煙囪設計規(guī)范》（GB50051-2013）；（12）《除塵器性能測試方法》（ZBJ88002.2-88）；（13）其它有關的廢氣處理設計規(guī)范與國家及地點標準等；（14）有關的土建及工程施工、安裝定額等。（二）設計原則（1）嚴格達到國家對氣體排放標準的各項規(guī)定，廢氣處理后必須使各項排氣濃度指標達到都市廢氣排放要求。（2）本設計的前提是不阻礙處理效果，能充分的利用本有的構筑物及設施，節(jié)約工程所用的費用，降低占地面積及運行費用?？紤]到本工程的具體要求及特點，選用最成熟、可靠的處理設備及工藝，盡可能的選用新材料、先進性兼管、新技術以及有用性強，并以有用可靠性為主。（3）本設計的處理工藝流程要求耐腐蝕，有可靠的運行穩(wěn)定性。（4）降低環(huán)境污染，不阻礙周圍居民的正常生活。（5）本處理系統(tǒng)運行應該有較大的大的靈活性與調(diào)節(jié)余地，來適應進氣流量的變化。二、設計氣體質(zhì)量及其排放的標準（一）設計流量4000m3/h（二）進氣質(zhì)量垃圾焚燒廠的進氣濃度表2-1進氣質(zhì)量顆粒物（mg/m3）氮氧化物（mg/m3）二氧化硫（mg/m3）氯化氫（mg/m3）一氧化碳(mg/m3)汞及其化合物（mg/m3）處理前45003006001000500.4二惡英類(ngTEQ/m3)鉈、鎘以及其的化合物(mg/m3)銅、鉛、銻、錳、鉻、鈷、鎳及砷等及其的化合物(mg/m3)處理前3.0510（三）出氣濃度處理程度執(zhí)依照《生活垃圾焚燒污染操縱標準》（GB18485-2014），具體排放如表2-2所示。表2-2出氣濃度顆粒物（mg/m3）氮氧化物（mg/m3）二氧化硫（mg/m3）氯化氫（mg/m3）一氧化碳(mg/m3)汞及其化合物（mg/m3）處理后202508050500.05二惡英類(ngTEQ/m3)鉈、鎘以及其的化合物(mg/m3)銅、鉛、銻、錳、鉻、鈷、鎳及砷等及其的化合物(mg/m3)處理前3.0510第二節(jié)生活垃圾焚燒廢氣處理概況生活垃圾焚燒廢氣是在垃圾焚燒中產(chǎn)生的廢氣，一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。其中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬以及二惡英等物。焚燒的垃圾中包含發(fā)熱量較低、含水率較高的廢舊的電池、日光燈、電子設備、涂料以及溫度計等。垃圾含燃燒后在廢氣中會包含鎘、鉛、鉻、汞及其化合物等重金屬。而含水率高，發(fā)熱量低，導致燃燒補充分，或垃圾本身中就含有二惡英物質(zhì)的，因此燃燒的廢氣中會包含有二惡英污染物。重金屬氣體與二惡英氣體對人體健康危害最嚴峻，長期接觸過量的這些氣體，會降低人類的免疫功能，會導致生殖以及遺傳功能的改變、致癌和中毒。而廢氣中包含的二氧化硫、氨、氫、氯化氫、氮氧化物以及粉塵不僅對人體的健康產(chǎn)生了威脅，還會對環(huán)境產(chǎn)生威脅。氫、氨會使空氣中散發(fā)著惡臭，阻礙著空氣質(zhì)量。二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、粉塵能降低大氣的能見度，會出現(xiàn)酸雨，會損壞植物、建筑物，對環(huán)境有著較大的破壞。因此，采取必要措施來減少垃圾焚燒廢氣對人類與環(huán)境的阻礙是迫在眉睫的。針對生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣污染物中的重金屬、二惡英、酸性氣體及顆粒物等多種污染物，要緊用下列方法去除[3]。一、煙氣脫酸工藝的選擇煙氣中的酸性氣體凈化工藝按照有無廢水的產(chǎn)生分為干法、半干法及濕法三種處理工藝，每一種工藝都包含有各自的組合形式，也都包含有各自的優(yōu)點及缺點[4]。（一）干法脫酸干法脫酸確實是在干性藥劑在反應塔內(nèi)或在進入除塵器之前的煙道內(nèi)與酸性氣體反應[5]。干法脫酸大多選用的是消石灰(Ca(OH)2)藥劑，讓酸性氣體與Ca(OH)2微粒表面直接的接觸，會發(fā)生中和化學反應，產(chǎn)生了無害的中性鹽顆粒，之后會通過除塵器，會把煙氣中的粉塵、沒有參加化學反應的藥劑以及鹽顆粒一起捕集下來，從而達到脫酸的目的。干法脫酸的特點：1、工藝流程簡單，不需要再配置其它復雜的石灰漿的制備與分配系統(tǒng)，設備的出故障率較低，維護方便。2、藥劑的使用量較大，運行的費用較高。3、脫酸效率相對濕法和半干法低些。（二）半干法脫酸半干法脫酸時一般采納氫氧化鈣(Ca(OH)2)或氧化鈣(CaO)為藥劑，制備成Ca(OH)2漿液，在廢氣凈化的流程工藝中一般放在除塵設備的前面，因為注入的石灰漿會在反應塔里形成大量的顆粒物，必須用除塵器來去除。由噴嘴或旋轉噴霧器將Ca(OH)2漿液噴到反應器中，形成的粒徑特不小的液滴。又由于水分揮發(fā)后會使廢氣的溫度降低并提高廢氣的濕度，使酸性氣體與石灰漿中和反應為鹽顆粒，掉落到底部[4]。在半干法中沒有反應完全的石灰，會隨著煙氣進入下一時期的除塵器，假若那個除塵設備是袋式除塵器，那么，沒有反應的部分石灰會附在濾袋上，并會與通過濾袋的酸性氣體發(fā)生進一步的反應，會提高脫酸效率，也會提高石灰漿的利用率。半干法脫酸的特點：半干法反應塔的脫酸效率較高，HCI去除率能夠超過90％，此外，對一般的有機污染物與重金屬的去除率也專門好，若在后面的除塵器是袋式除塵器，那么重金屬的去除效率能夠到達99％以上。沒有廢水的排放，耗水量比濕式洗滌塔的少。工藝簡單，投資和運行的費用相對比較低。石灰漿的制備系統(tǒng)比較復雜。（三）濕法脫酸濕法脫酸選用的是與洗滌塔類似的形式，當廢氣進入洗滌塔后，會通過酸性氣體與堿性漿液的充分接觸，從而會得到專門好的脫酸效果。洗滌塔應放在除塵器的后方，為了防止噴嘴被顆粒污染物堵塞而阻礙到正常的操作。與此同時，濕式洗滌塔一定不能放在袋式除塵器的前方，因為濕度比較高的煙氣會導致顆粒物堵塞到濾布，氣體最終不能通過濾布。而濕式洗滌塔產(chǎn)生的廢水通過濃縮，污泥到達除塵器的前面時，會進入干燥塔來進行干燥，最終會以干態(tài)形式排出來。濕式洗滌塔一般使用NaOH堿漿，專門少使用石灰（Ca(OH)2）漿液，為了幸免結垢[5]。濕法脫酸的特點：工藝復雜，配套的設備比較多。凈化效率比較高，對HCl的脫除效率能夠超過95％，對SO2的脫除也可超過80％。產(chǎn)生包含有高濃度的無機氯鹽和重金屬的廢水，需要經(jīng)處理后才能夠排放。處理完的廢氣因為溫度降低到露點以下，所有需要再加熱，為了防止煙囪在出口處形成白煙的現(xiàn)象，造成不良的景觀。二、脫硝工藝的選擇（一）SNCR工藝通過實驗我們可發(fā)覺，選擇非催化還原法(SNCR)來去除氮氧化物的技術是在沒有催化劑的前提下，把包含有NHx基的還原劑(如尿素、氨水或氨氣等)噴入溫度在800℃~1100℃區(qū)域內(nèi)的爐膛，現(xiàn)在，還原劑會迅速地熱分解為NH3及其它的副產(chǎn)物，緊接著，NH3會與煙氣中的氮氧化物發(fā)生反應，從而而生成氮氣和水。那個工藝的占地小，反應溫度高，催化劑價格適中，反應后的N2排如空氣，沒有第二次污染，脫硝的效率達到40~80%左右。目前為止，我國數(shù)量不多的生活垃圾焚燒廠均采納SNCR技術來脫除煙氣中的氮氧化物[6]。（二）SNR工藝選擇性催化還原法脫硝技術是在催化劑作用下，煙氣中噴入氨，將NOX

還原成N2和H2O。煙氣脫硝效率≥80%，出口氨氣排放量＜3ppm，完全達到國家標準，SO2轉化為SO3的轉化率＜1%，建設費用相對較高。三、顆粒的去除袋式除塵器可去除二惡英、重金屬及粒狀等污染物的顆粒物。袋式除塵器一般包含幾組密閉的集塵單元，其中包含幾個經(jīng)籠骨來支撐的濾袋。煙氣通過袋式除塵器的下半部分進入，再由下往上開始流淌，當包含塵的煙氣通過濾袋時，顆粒狀的污染物會被濾布來過濾，同時濾布上附著。袋式除塵的除塵效率專門高，一般情況下在99%之上，除塵器的出口氣體的含塵濃度一般在數(shù)十mg/m3之內(nèi)，對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率。袋式除塵的處理風量范圍廣，小的僅是1min數(shù)萬m3，大的能夠達到1min數(shù)萬m3，能夠用在工業(yè)爐窯上的煙氣除塵，大氣污染物排放會降低。維護操作比較方便，結構也專門簡單。在除塵效率相同的前提下，袋式除塵器的造價比電除塵器低。當采納P84、聚四氟乙烯及玻璃纖維等耐高溫的濾料時，能夠高溫在200℃以上的情況下運行。對粉塵不敏感，可不能受粉塵及其電阻的阻礙。GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染操縱標準》中明確規(guī)定出生活垃圾焚燒廠除塵設備必須采納的是布袋除塵器[7]。四、重金屬凈化生活垃圾焚燒產(chǎn)生的廢氣中具有揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，一部分會在溫度降低時能夠凝聚成顆粒狀、在飛灰的表面被吸附或凝聚，就能夠接著被布袋除塵器捕集去除。因此，生活垃圾焚燒廠的煙氣凈化工藝的溫度越低，則重金屬的去除效率越高。一些沒有方法被吸附及其凝聚的重金屬氯化物，能夠利用它易溶于水的特性，能夠通過濕式洗氣塔漿液把廢氣中的重金屬汲取下來。五、二惡英去除及操縱（一）二惡英的去除同時脫硫、脫硝、除二惡英。關于煙氣中二惡英的脫除,大部分會選用活性炭噴射+布袋除塵器的方法。該種方法又分為了兩種方式,一是活性炭噴射+布袋除塵,另一種則是布袋除塵器+活性炭濾布的吸附法。聯(lián)合使用時，當活性炭的噴入量是100mg/m3時,布袋的出口溫度越低,則袋式除塵器的進口煙氣中包含的二惡英的濃度越低,當袋式除塵器的出口溫度是160℃時,則二惡英的濃度是0.5ng-TEQ/m3。依照研究能夠指出,當活性炭的噴入量是50～100mg/m3時,那么二惡英的去除效率就能夠高達99%以上。在現(xiàn)實的運用中,在袋式除塵器的前方噴入石灰石與活性炭等吸附劑[8]，會發(fā)覺袋式除塵器的進口溫度較高時,二惡英在噴入活性炭后的去除效率達到90%左右。在煙道里噴入活性炭能夠有效地去除燒結的煙氣中的二惡英，那個方法所使用的吸附劑是95μm的褐煤活性焦,能夠使煙氣中的二惡英濃度下降到0.3～0.4ngI-TEQ/m3。那個方法的系統(tǒng)簡單而高效,然而吸附過后的活性炭是不能進行回收再生的,只能當做固體廢棄物或危險廢物進行固化處理或填埋。為了操縱二惡英的二次生成，進入除塵器入口的溫度應該低于200℃。關于二惡英、氮氧化物、一氧化碳等物質(zhì)，能在垃圾焚燒中，有效地操縱生成的量。因此我們需要對二惡英、氮氧化物、一氧化碳的生成進行有效地操縱，來降低之后的凈化廢氣設備的使用。（二）二惡英的操縱二惡英有兩種形成方式:一是在焚燒的過程中，由于局部的供氧不足容易產(chǎn)生二惡英，二是在焚燒以后，有金屬催化劑及一定的溫度(300－500℃)條件下，煙氣中可再次形成二噁英，煙氣中二噁英的最大產(chǎn)生濃度一般為1－4ng/Nm3。針對垃圾焚燒過程中二惡英類物質(zhì)的產(chǎn)生原理，首先采取操縱焚燒技術幸免二惡英的產(chǎn)生，垃圾焚燒爐的燃燒技術要符合“三T”(Time，TurbulenceandTemperature)的原則，確實是在垃圾焚燒的過程中，對垃圾要進行充分的混合和翻滾，確保燃燒均勻與完全;焚燒爐爐溫操縱在850℃－950℃之內(nèi)(PCDD/PCDF會在800℃以上就能完全的分解);在爐膛的出口，氧氣量要操縱在6－8%，煙氣在爐內(nèi)停留時刻2s以上，保證二噁英的充分分解;同時也要通過分級配風，來改善爐體內(nèi)的流淌結構，減少垃圾焚燒而產(chǎn)生的二惡英;采納余熱鍋爐將煙氣由850℃迅速降至300℃以下，時刻要操縱在2s之內(nèi)，盡可能的縮短煙氣在溫度區(qū)為300－500℃的停留時刻，來降低二惡英類的物質(zhì)再生成[9]。六、氮氧化物及一氧化碳的操縱（一）氮氧化物的操縱操縱氮氧化物的方法，確實是要遵循3T+E燃燒操縱的差不多原則，運用低氮的燃燒法，包括合理的設計焚燒爐的幾何尺寸、有效操縱供給一次空氣和優(yōu)化二次的空氣、煙氣的停留時刻要保證、要保持煙氣中低氧的含量及煙氣要充分的混合等，通過這些方法，在降低NOx生成的同時，也可減少CO的生成并破壞二惡英類等有機污染物的合成。通過這些方法，氮氧化物的生成濃度差不多能夠操縱在300mg/Nm3之內(nèi)。（二）一氧化碳的操縱一氧化碳是因為燃料不完全燃燒而產(chǎn)生，它的產(chǎn)生量與一次空氣量、二次燃燒的空氣份額、二次燃燒的空氣噴入爐內(nèi)方式與爐體內(nèi)操作的溫度等相關。目前，對一氧化碳的脫除要緊由操縱燃燒的方式來操縱，不再需要一氧化碳的去除設備。操縱一氧化碳排放的要緊措施有:增強焚燒爐內(nèi)的燃燒，保證焚燒爐內(nèi)有一定的氧氣量，使它出現(xiàn)了還原性的氣氛，同時運用二次風段的燃燒方式與二次風的對沖方式，保證焚燒爐內(nèi)與空氣充分的混合，改善了爐內(nèi)的燃燒狀況，同時，通過操縱爐內(nèi)的溫度來減少一氧化碳的排放溫度。第三節(jié)本設計工藝流程的確定概述生活垃圾焚燒廢氣治理的差不多原則是：優(yōu)先考慮凈化率高和技術優(yōu)化的工藝，推廣排出清潔煙氣的工藝，可不能造成周圍環(huán)境污染，盡量減少各處理工序的排廢能力，在同等的處理能力時，選擇投資及運行費用低的，符合我國經(jīng)濟、技術條件[10]。二、工藝流程的確定垃圾焚燒廠廢氣是一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。生活垃圾焚燒煙氣中含有顆粒物、酸性氣體、重金屬、二惡英等多種污染物。本設計的廢氣處理方法可分為3T+E焚燒工藝，SNCR脫硝，旋風除塵器，干法噴射，布袋除塵器，濕式脫酸，活性炭吸附床，其要緊特點如下[11]：3T+E焚燒工藝能夠有效的減少氮氧化物，二惡英及一氧化碳的合成，致使一氧化碳的量生成時就差不多達到國家標準，使去除氮氧化物及二惡英的工藝也簡單了專門多。SNCR法脫硝，直接向焚燒爐內(nèi)噴射尿素，不需要催化劑，而且不需要重新加熱，因此，工程上用SNCR脫硝比SCR脫硝應用的多—些。干法脫酸+布袋除塵器+濕法脫酸不僅能提高脫酸效率，而且還能脫除干法噴射的顆粒物?；钚蕴课酱材芪轿赐耆幚淼膹U氣，運行費用要緊是活性炭的價格高，假如前面除去的潔凈，運行費用會大大降低，此活性炭吸附床起到的是保險作用。三、工藝流程講明依照以上生活垃圾焚燒廢氣的特點，結合國內(nèi)外的先進生活垃圾焚燒廢氣處理技術，選用3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床工藝處理生活垃圾焚燒廢氣。（一）工藝流程圖依照以上的分析與方案的比選，選定該項目的廢氣處理工藝為3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床，圖2-1是通過細化的本設計的流程圖。3T+E3T+E焚燒工藝熱水或蒸汽排灰排灰熱水或蒸汽排灰排灰布袋除塵器旋風除塵器余熱鍋爐焚燒爐布袋除塵器旋風除塵器余熱鍋爐焚燒爐消石灰儲倉消石灰儲倉消石灰儲倉消石灰儲倉噴尿素噴尿素煙囪排放活性炭吸附床煙氣再加熱濕式洗滌塔煙囪排放活性炭吸附床煙氣再加熱濕式洗滌塔講明講明氣線水線灰線堿溶槽堿溶槽圖2-1生活垃圾焚燒的廢氣處理流程五、工藝流程特點本設計的工藝流程選用的是“3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床”的工藝處理生活垃圾焚燒廢氣，有以下的特點：本工藝處理路線成熟，效果穩(wěn)定而可靠。對酸性高，二惡英高的廢氣有特效。運行費用適當，且處理效率較好，廢氣通過處理后，除塵效率≥99.8%，，脫氟效率≥90%，脫氯效率≥95%，脫硫效率≥85%，重金屬Hg、Cd、Pb去除效率均≥90%?？垢g能力強，運行較穩(wěn)定。六、要緊構筑物介紹（一）焚燒爐19世紀末的時候，開始出現(xiàn)了焚燒爐，并運用在了垃圾焚燒的處理方面。通過一個世紀多的實踐與研究，垃圾的焚燒技術開始有專門大進步。垃圾是否在爐排爐上的垃圾充分燃燒的核心保證是要保證3T+E的原則（Temperature——爐膛內(nèi)的燃燒溫度，Time——廢氣在爐膛停留時刻，Turbulence——燃燒煙氣的湍流程度，Ex-cessoxygen——空氣的過熱量）。依照本市的垃圾特點及垃圾量，本設計的焚燒爐是日本的TAKUMA都市的SN型垃圾焚燒爐，配置的是SN型連續(xù)運轉式的機械爐排。焚燒爐的要緊特性：多個風室提供空氣，依照垃圾的流向分成了7個部分，能夠結合燃燒需要進行配風。爐條具有專門高的通風能力，爐條內(nèi)配有噴嘴，能夠不受垃圾層厚度阻礙，均勻的提供氧氣。爐條與爐條之間的間隙專門小，爐條間連接與爐條墊塊形成了無空隙結構。耐久性特不的高。鰭片配置在爐條的內(nèi)側，導致冷卻率（冷卻的面積/受熱的面積）比較高，能夠預防爐條燒損。爐條的材料使用專門耐熱的鑄鋼。具有專門好的攪拌性能。爐排片最大的行程是250mm，垃圾的翻起、攪拌以及運送是爐排片來回的運動導致的。爐條的高度有150mm，爐條間的重疊導致落差增大，能有效的燃燒垃圾可燃燒的部分。爐條的拆裝方便。爐條拆裝構造使用了嵌入式，墊塊和爐排能夠單獨的拆卸。干燥段、燃燒段與燃盡段是爐排按燃燒過程分的幾個時期，調(diào)節(jié)速度和行程使用了四個驅動裝置。（二）余熱鍋爐在生活垃圾焚燒中，焚燒的過程產(chǎn)生了大量的熱量，為了節(jié)約能源，充分的利用生產(chǎn)過程產(chǎn)生的余熱，余熱鍋爐是不可缺少的設備。利用在工業(yè)中生產(chǎn)的煙氣或余熱來產(chǎn)生蒸汽或熱水的裝置叫做余熱鍋爐。余熱鍋爐分為管殼式以及煙道式兩種。本工藝設計選用的是煙道式的余熱鍋爐[12]。煙道式余熱鍋爐是一種受熱面的裝置，它要緊布置成煙道形式的水管型，其構架和爐墻是單獨的，因此，它為一種較大型余熱鍋爐的裝置。它的高溫部分（第一煙道）是一種比較大輻射冷卻室，它的后部是對流受熱區(qū)的煙道。煙道式余熱鍋爐有直通式及多煙道式兩種裝置。前者是從前到后做水平直通的運動，而后者是做上下轉彎的流淌。大型的煙道式余熱鍋爐要緊有兩種形式，分不是非強制循環(huán)和強制循環(huán)。除此之外，較低壓余熱鍋爐通常會設置成上、下兩個汽包，中等壓強的余熱鍋爐會設置有上、下兩個汽包或只有一個上汽包，而高壓的余熱鍋爐通常只會設置一個上汽包。（三）袋式除塵器過濾型除塵器的要緊型式是袋式除塵器，袋式除塵器中的含塵氣體是通過過濾材料的阻隔與粘附作用從而達到固氣分離的效果，是高效的除塵器中用途最廣的，脫除效率能夠超過99.9％。1、袋式除塵器的分類按照濾袋的形狀分類，包含有圓袋式的除塵器，扁袋式的除塵器，還有其他袋式的除塵器。按照過濾的方式進行分類，包含有外濾式得袋式除塵器與內(nèi)濾式的袋式除塵器。按照進風的方式進行分類，包含有上進氣式除塵器與下進氣式除塵器。按照風機位置進行分類，包含有吸入式的除塵器與壓入式的除塵器。按照除塵器清灰的方式進行分類，包含有機械振動類的清灰除塵器與脈沖清灰的袋式除塵器。2、濾料的分類濾料的材質(zhì)差不多趨向使用的溫度高、耐腐蝕與吸濕率低這些方面進展了，濾料的織物從二維結構進展為三維交錯隨機性的排列針刺。濾料一般為天然的濾料、合成的纖維以及無機的纖維[13]。3、袋式除塵器選型的原則（1）必須要滿足排放標準的要求。（2）考慮到粉塵顆粒物理性質(zhì)對除塵設備的阻礙。（3）氣體的含塵濃度大小。（4）煙氣的溫度以及煙氣的其他物理化學性質(zhì)對除塵設備的阻礙與要求。（5）對粉塵收集的問題。（6）設置除塵器的位置及可利用的空間等因素。4、確定除塵器形式本設計的除塵器為逆噴式（分室）脈沖除塵器，它的要緊優(yōu)點是處理量專門大，除塵效率專門高。本設計的濾料采納的是厚的針刺氈。除塵效率可高達99.9%。（四）旋風除塵器旋風除塵器一種除塵裝置。含塵氣流的旋轉運動是除沉機理，把降塵顆粒利用離心力從氣流中分離，同時在器壁上收集，然后利用重力把降塵顆粒掉落在灰斗內(nèi)。1885年，旋風除塵器開始投入使用，到現(xiàn)在差不多進展到多種型號。依照流入方式，分為軸向進入式和切向進入式兩類。當壓力損失相同時，前者的處理量大約是后者的3倍，同時氣流分布是均勻的[14]。1、旋風除塵器的特點旋風除塵器的內(nèi)部沒有運動的部件，維護專門方便；制作的治理特不方便；在處理相同風量的情況下，體積較小、結構簡單，價格又廉價；當作為預處理器使用的時候?？刹杉{立式安裝，使用專門方便；當處理專門大的風量時，能夠多臺并聯(lián)的使用，效率與阻力不受阻礙；能夠耐400攝氏度的高溫，假如采納的是專門耐高溫的材料，也能耐更高的溫度；除塵器的內(nèi)部設有耐磨的內(nèi)襯后，能夠凈化含有高磨蝕性的粉塵的煙氣。能夠采納干法清灰，能夠回收有利用價值的粉塵。2、旋風除塵器的選型原則[15]（1）當選擇除塵器時，要考慮工況阻力損失情況與結構的形式，盡可能的使其減少動力消耗同時方便制造維護。（2）旋風除塵器能夠捕集到最小塵粒應該等于或者略微小于被處理的氣體粉塵密度。（3）旋風除塵器的密封性要好，保證不漏風。特不是負壓的操作，更應注意到卸料的鎖風裝置。（4）易燃易爆的粉塵（如煤粉等）應該裝有防爆的裝置。防爆的裝置通常會在入口管道加上一個安全的防爆閥門。

第三章設計計算書第一節(jié)焚燒爐一、待處理生活垃圾的要緊組成成分（一）待處理的生活垃圾性質(zhì)1、待處理生活垃圾的要緊組成見下列表格表3-1待處理生活垃圾性質(zhì)生活垃圾含水率（%）含灰率（%）可燃物（%）密度（t/m3）LHV低位熱值（kJ/kg）設計值47.421.7730.930.355800適用范圍30-604186-6700表3-2處理前生活垃圾可燃燒物的元素分析（應用基）%項目CHONSCl合計含量830.93表3-3規(guī)定設計的要緊參數(shù)項目處理垃圾的量（t/d）垃圾存放時的間（d）一年正常工作的時刻（h）煙氣停留的時刻（s）在燃燒室出口的溫度（℃）參數(shù)15005-78000>2850-10002、依照垃圾元素成分計算垃圾低位熱值：3、依照垃圾元素成分計算垃圾高位熱值：（二）處理垃圾的能力及其規(guī)模共3臺焚燒爐：每臺焚燒爐每天處理的垃圾量為400t；處理垃圾量：爐系數(shù)：實際每小時的處理生產(chǎn)能力：；全年的處理量：故：一臺焚燒爐一小時處理的垃圾量為：（三）設計的參數(shù)計算：1、垃圾倉的設計與布置設本設計的焚燒爐的長度L=75.5m，寬D=18.5m，本設計取垃圾倉內(nèi)壁與鍋爐長度對齊，，本設計的垃圾堆積密度取0.35t/m3，求垃圾的容積，VV=（3-1）式中：V——垃圾倉的容積,m3；a——容量系數(shù)，一般取1.2～1.5，本設計為1.2；T——存放的時刻，d；依照經(jīng)驗，能夠得到適當?shù)拇娣诺奶鞌?shù)，它隨著季節(jié)和地區(qū)變化稍有變化；V=1.251000/0.35=17142.86（m3）。故：本設計垃圾倉的容積取18000（m3）。垃圾倉深度為Hm，。（3-2）故，垃圾池是全封閉的結構，長75.5m，寬18.5m，總深度以6m的卸料平臺為基準負13米。二、焚燒爐選擇和計算1、焚燒爐加料漏斗料斗的容積（3-3）式中：——料斗的容積（）——每臺焚燒爐日處理的垃圾量，（）——可靠系數(shù)，考慮到吊車在運垃圾的速度及其他因素，通常取1.5；——垃圾的容量，一般為0.3-0.6（t/m3），本設計計算取0.4（）；2、燃燒空氣量及一次、二次助燃空氣量的計算①以單位重量燃燒所需空氣量以容積計算理論空氣量由公式：（3-4）a.把表2未處理的垃圾各元素含量值代入上式中：b.實際空氣需要量:（3-5）式中：N——空氣的過剩系數(shù)，確保燃燒垃圾是有足夠的空氣，通常燃燒過程空氣的過剩系數(shù)范圍為1.5-1.9，本設計計算取1.7；以單位重量燃燒所需空氣量以重量計算理論空氣量由公式：（3-6）把表2未處理的垃圾各元素含量值代入上式中：b.實際空氣需要量:（3-7）式中：N——空氣的過剩系數(shù)，確保焚燒垃圾有足夠的空氣，通常燃燒過程空氣的過剩系數(shù)范圍為1.5-1.9，本設計計算取1.7；C、所設計的焚燒爐每小時燃燒垃圾所需空氣總重量（3-8）③本設計計算的焚燒爐一小時燃燒垃圾所需空氣量是（3-9）式中:——每臺爐的日處理垃圾量，（）；——實際空氣所需量，故：本設計計算的焚燒爐一小時燃燒垃圾所需空氣量是53550。本設計計算的二次風流量占整個助燃空氣量的22％左右，本設計取24％，求得二次風助燃空氣量為（3-10）（3-11）故：設計一次風助燃空氣量為40698，二次風助燃空氣量為12853。3、燃燒產(chǎn)物煙氣量①以單位重量燃燒產(chǎn)生的總煙氣量以容積計算垃圾焚燒爐產(chǎn)物的成分和生成量由燃燒反應物質(zhì)的平衡計算，求1kg的生活垃圾完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣量，取m=1.6（3-12）a.空氣中含水量實際空氣量空氣中水分含量，將空氣中的水分含量為0.015，代入式子，（3-13）b.燃燒干煙氣量=總煙氣量-空氣中含水量-垃圾中含水量-氫燃燒產(chǎn)生水量（3-14）②以單位重量燃燒產(chǎn)生的總煙氣量以重量計算（3-15）4、生活垃圾焚燒每小時的排渣量及飛灰量①排渣量是未燃可燃物量與生活垃圾的灰渣量的和，灰渣熱灼減率是5%，則一小時的排渣量（3-16）式中：——每小時焚燒的垃圾量，17.5t/h；A——垃圾中渣的含量，取20.5%；故：設計出渣量的能力為3.8t/h。②爐渣貯坑：一般渣庫貯坑按3天的容量設計，（3-17）故:設計渣貯坑容量為3天貯渣830噸。③飛灰含量為處理垃圾量的0.5～5%，按5%的量取，故：設計每臺爐飛灰的含量為0.88t/h。每小時燃燒產(chǎn)物的煙氣量為：（3-18）故：一小時燃燒產(chǎn)物生成的煙氣量是82.475t/h（標準狀態(tài)下）。5、垃圾焚燒爐的能量平衡依照垃圾焚燒爐系統(tǒng)平衡條件與力學的第一定律，能量守恒定律得：（3-19）式中：——生活垃圾的顯熱量，Kcal/kg；——預熱空氣帶入的熱量，Kcal/kg；——外部熱源輸入的熱量，Kcal/kg；——單位垃圾完全焚燒時所放出的熱量，Kcal/kg；——煙道氣熱損失，KJ/h；——噴入爐內(nèi)水蒸氣所造成熱損失，Kcal/kg；6——不完全燃燒氣體所造成熱損失，Kcal/kg；——焚燒爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頁p失，Kcal/kg；——輻射的熱損失，Kcal/kg；——不完全燃燒熱損失，Kcal/kg；①輸入熱量計算1）進入焚燒爐內(nèi)的垃圾完全焚燒時所輸入的熱量進入焚燒爐焚燒的垃圾總熱量是顯熱量及完全燃燒熱量的和；=（單位垃圾量）（垃圾比熱值）（垃圾進料溫度）（Ｋcal/kg）（3-20）2)預熱空氣帶入的熱量=(實際所需空氣量)（垃圾比熱值）（垃圾進料溫度）（Kcal/kg）（3-21）3）無外部熱源輸入的熱量4）單位垃圾完全焚燒時所放出的熱量鍋爐輸入總熱量故：輸入熱量②輸出熱量計算1）煙道的氣熱損失煙道氣熱損失=燃燒干煙氣量煙氣平均比熱（爐排煙氣出口溫度-基準溫度）(Kcal/Kg)；（3-22）故：排煙道氣熱損失2）噴入爐內(nèi)水蒸氣所造成熱損失無噴入爐內(nèi)水蒸氣；3）不完全燃燒氣體所造成熱損失Q3出=（1-燃燒效率）（垃圾含碳量-爐灰含碳量）（碳不完全燃燒的損失）(Kcal/Kg)；（3-23）4）焚燒爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頁p失爐灰殘留熱量=灰分含量灰分比熱（灰分溫度-基準溫度）(Kcal/Kg)；（3-24）5）輻射的熱損失一般設計生活垃圾焚燒爐中一般按供入熱量的2%考慮；（3-25）6)不完全燃燒熱損失垃圾內(nèi)碳完全燃燒發(fā)熱量爐灰含碳量垃圾含碳量(Kcal/Kg)；（3-26）合計：故：總損失熱能量為356.45(Kcal/Kg)。Q（總熱量的凈值）=（鍋爐輸入的總熱量）-（總損失的熱能量）(Kcal/Kg)；6、鍋爐熱效率：（3-27）7、蒸汽產(chǎn)氣量計算已知：過熱器的出口壓力為4Mpa，溫度為420℃，焓值為789.6Kcal/Kg，集汽聯(lián)箱入口的給水溫度為150℃，焓值為150Kcal/Kg,；一小時的垃圾焚燒量是17500Kg/h，垃圾在單位重量的能量凈值為1252.23cal/Kg，求一小時的蒸汽產(chǎn)汽量S(Kg/h)。S=(垃圾單位的重量能量凈值一小時垃圾的焚燒量)/（焓的降差值-）（3-28）故：鍋爐額定連續(xù)蒸汽蒸發(fā)量按35t/h設計。8、爐排機械負荷爐排機械負荷指的是單位的爐排面積垃圾燃燒的速度指標，確實是單位的爐排面積，單位的時刻內(nèi)焚燒的垃圾量，（3-29）式中：——爐排機械負荷，；‘G——垃圾燃燒量kg/d；t——運行時刻，h/d；A——爐排面積，㎡。已知：焚燒爐處理能力為，運行的時刻t=24小時，一臺焚燒爐機械負荷=150-350，本設計取300，求：一臺焚燒爐排的面積:A故：焚燒爐爐排的面積依照50平方米設計的，那么爐排總寬度取5米，爐排總長度是10米。9、燃燒室熱負荷qv燃燒室熱負荷是用來權衡單位的時刻，單位容積要承受的熱量指標，燃燒的容積是一、二次燃燒室的和。連續(xù)運行焚燒爐熱負荷值一般在)范圍，?。?-30）式中：m——單位時刻的垃圾燃燒量，kg/d；——垃圾的平均低位熱值，KJ/kg；——空氣平均定壓比熱容，，一般取1.30；——單位質(zhì)量垃圾獵取平均燃燒的空氣量，（標態(tài)）；——預熱空氣溫度℃，一般取220℃；——環(huán)境溫度，℃；V——燃燒容量積，；已知：單臺焚燒爐的處理能力為m=17.5t/h=,=5800KJ/kg,=25℃,ta=220℃,=3.16,=1.30,,求燃燒室容積:V故：焚燒爐燃燒容積按255立方米設計。第二節(jié)余熱鍋爐一、煙氣量和焓的計算（一）煙氣量1、進入余熱鍋爐的煙氣量（3-31）式中：——進入余熱鍋爐的煙氣量，kg/h；B——燃燒消耗量，kg/h；V——實際煙氣量，；已知：B=1500kg/h，=0，實際煙氣量在第一節(jié)計算已得出，V=3.06。=45902、總煙氣量Vy（3-32）式中：Vy——總煙氣量，——余熱鍋爐漏風的系數(shù)，按JB/T7603標準，能夠明白=0；——吹灰介質(zhì)容積，，間斷吹灰=0；——輔助燃燒煙氣量，，無輔助燃燒，=0；Vy=4590+0+0+0=4590。取整數(shù)5000因為本設計有三套焚燒爐，因此總煙氣流量為依照本設計的流量大小，本設計選用Q8/1100-2.5-0.6型號的余熱鍋爐，余熱鍋爐外形尺寸是3100×2300×3250。第三節(jié)旋風除塵器一、旋風除塵器各部分尺寸的確定（一）形式的選擇依據(jù)國家規(guī)定的經(jīng)濟合理性、制造條件、粉塵性質(zhì)、同意阻力及粉塵排放標等，本設計選擇了通用型的旋風除塵器。（二）確定進口風速依照推舉?。ㄈ┐_定旋風除塵器的尺寸取，則1、進氣口面積的確定進氣口的截面通常是長方形，大小是a與b，依據(jù)處理的氣量Q和進氣的速度可知（3-33）==0.23取，則2、筒體尺寸的確定通常情況下，筒體的直徑不應該小于50~75mm。旋風除塵器的筒體直徑D通常情況下取整數(shù)。取,那么，現(xiàn)在取。筒體的長度（3-34）3、旋風除塵器高度的確定旋風除塵器的自然長度l確實是從排氣管的下端到旋風除塵器的自然旋轉頂端距離。（3-35）=1.3m在本設計計算中，旋風除塵器高度h應該保證都有足夠自然的長度，通常取圓筒部分的高度h=（1.5-2）D取h=1.5D（3-36）=1.5×1800=2700mm旋風除塵器圓錐體的高度與半椎體角α及下端的排灰口直徑D2相關。一般情況規(guī)定α≦30°，或下雨時90°去掉粉塵內(nèi)摩擦角，設計計算時一般取α=13°-15°因此本設計取α=13°旋風除塵器氣流中的自由旋流軸線是偏的，偏心度約是de／4，那么，為了預防錐壁和核心旋流接觸時，把分離出來的粉塵再一次卷到核心的旋流，導致再次夾帶，規(guī)定排灰口的直徑不能小于／4。圓錐的高度（H-h）=（2-2.5）D=0.5×0.4（3-37）=0.2m圓錐高度（3-38）=2×1800=3600mm二、旋風除塵器強度的校核（一）筒體和錐體壁厚s和氣壓試驗強度校核1、材料的選擇由旋風除塵器的工作壓力和工作溫度選用Q235-B2、確定參數(shù)=1000，=1800mm，由《化工設備機械基礎》查表得=113M。由于采納單面焊的對接接頭，局部無損探傷，因此，焊接接頭系數(shù)φ=0.83、計算厚度,S（3-39）式中：——計算壓力，M；——圓筒內(nèi)徑，mm；S——圓筒的計算厚度，mm；——圓通的設計厚度，mm;——圓筒的名義厚度，mm；——圓筒在設計溫度下的許用應力，M；——焊接接頭系數(shù)；——腐蝕裕量，mm；——鋼板厚度負偏差，mm；C——厚度附加量，mm，C=。S=0.01mm（3-40）=0.0005+1=1.0005mm依照《化工設備機械基礎》得=S+（3-41）=1.0005+0.25=1.2505mm圓整后取厚度為3mm復驗×15%=3×15%=0.45mm＞0.25mm因此最終取C1=0.25mm，那個筒體與錐體能夠用厚為3mm的碳素鋼板進行制作。4、校核氣壓試驗強度=-C（3-42）=3-1.25=1.75mm依照《化工設備機械基礎》式4-7得（3-43）=0.229M=（3-44）=可見≤，因此，強度符合要求。（二）排氣管尺寸的確定1、排氣管直徑的確定在規(guī)定的范圍內(nèi)時，當排氣管直徑越小，除塵效率則越高，然而壓力損失反而越大，反之，除塵效率則越低，壓力損失反而小。D∕=2.5-3時，除塵的效率達到了最高點，再增加D∕，那么除塵器的效率增加的會專門緩慢，壓力損失反而急劇的增加。一般取=（0.3-0.5）D=0.3D（3-45）=0.3×1800=540mm2、排氣管插入深度的確定一般排氣管插入的深度=0.8a=0.8×680=544mm排氣管插入深度會阻礙除塵器性能，插入深度最好超過進口管下邊緣，然而不要靠近錐體上邊緣，因此，本設計計算取=550mm。3、排氣管厚度的確定及強度校核關于的圓筒假設（3-46）=2.29（3-47）=240由《化工設備機械基礎》查得A=0.0001，碳素鋼常溫時彈性模量為194×M，系數(shù)B為115M。則可用公式，來計算需用外壓力M=0.48M（3-48）可見，＞，因此，出氣管能夠用3mm的碳素鋼制作。（三）支座的選擇計算筒體的壁厚比較小，因此選用不包含墊板AN型的耳式支座。依據(jù)《化工設備機械基礎》，本設計選用的是AN型的吊耳式支座1，依照《化工設備機械基礎》耳式的支座實際能夠承受的載荷能夠依照以下的式子近似計算出（3-49）式中Q——支座實際承受的載荷，KN；D——支座安裝尺寸，mm；g——重力加速度，取g=9.8m/s；——偏心載荷，N；h——水平力作用點至底板高度，mm;k——不均勻的系數(shù)，當安裝3個支座時，則取k=1；當安裝3個以上支座時，則取k=0.83；——設備的總質(zhì)量（包含殼體與它的附件，保溫層與內(nèi)部介質(zhì)的質(zhì)量），kg；n——支座數(shù)量；P——水平力，取和的最大值，N。容器的高徑比沒有大于5時，同時總高度沒有大于10m時，Pw與Pe能夠按照以下的式子進行計算，當超出那個范圍，本設計不建議選用耳式的支座。水平地震力：（3-50）式中：——地震的系數(shù)，對7、8、9級地震分不是0.23、0.45、0.90。水平風載荷：（3-51）式中：——容器外徑，mm,有保溫層時取保溫層外徑；——風壓高度變化系數(shù)，按設備質(zhì)心所處高的?。弧萜骺偢叨?，mm；——10m高度處的差不多風壓，；——偏心距，mm。（3-52）=1800+2×3+2×（80-30）=1906mm（3-53）=(0.68×0.34-0.339×0.678)×0.6×7.85×=64.0kg取k=0.83；n=4;h=300（3-54）=0.5×0.23×1000×9.8=1127N（3-55）=0.95×0.54×250×1800×4900×=377.3N因為＞，因此取=200mm=3.586KN可見，Q﹤[Q]，AN型耳式支座1符合要求。 (四)支腿的設計計算及校核初選材料為Q235-B，d=40mm,l=2.5m。由靜力平衡方程求出支反力=1127N剪力和彎矩方程為Q=2817.5（0﹤x≦2.5）M(x)=2817.5-1127x（0﹤x≦2.5）最大彎矩支腿的抗彎截面系數(shù)為=依照《材料力學》（式6-7）因此有=（3-56）=依照式（6-13）得（3-57）=0.74﹤因此選擇的支腿符合強度要求。（五）旋風除塵器壓力損失及除塵效率1、計算壓力損失旋風除塵器的進出口全壓差一般表示壓力損失，在實際的計算中通常引入一個阻力的系數(shù)ζζ=K（3-58）因為，本設計的旋風除塵器的切向進口是沒有葉片標準的，依照《現(xiàn)代機械設備設計手冊》，則取K=7.5ζ==8.2參照《現(xiàn)代機械設備設計手冊》壓力損失公式Δp=ζρ得ΔP=8.2××1（3-59）=1328.4（二）除塵效率的計算1、分級除塵效率由《除塵器》查得旋風除塵器分級除塵效率公式為式中x—取平均粒徑。因此，各分級粒徑的除塵效率為：=63（3-60）=71.4=86.6=94=98=99（2）總除塵效率依照除塵效率公式得6μm以下=9.5（%）6~8.5μm=6.4（%）8．5~12μm=9.5（%）12~16μm=11.3（%）16~23μm=12.7（%）23μm以上=39.6(%)因此，總除塵效率為（3-61）=9.5（%）+6.4（%）+9.5（%）+11.3（%）+12.7（%）+39.6(%)=89（%）除塵后顆粒物濃度=4500%）=495（mg/m3）（3-62）第四節(jié)干法噴射（一）消石灰儲存?zhèn)}本設計，依照HCl與SO2的量，Ca(OH)2當量為1.3，則消耗消石灰的量為42kg/h，一年焚燒爐工作8000h，則每天大約工作22小時，則消石灰每天的消耗量為924kg，消石灰的密度為2.24則消石灰儲的體積V，為（3-63）設儲存?zhèn)}的高度為1.5m，則儲存?zhèn)}的面積A=0.4125/1.5=0.275m2故，儲存?zhèn)}的內(nèi)徑D，為D=取D=0.6m（3-64）故，每一天投加消石灰一次，投加量為930kg。（二）活性炭儲存?zhèn)}依照二惡英等污染物含量，每天消耗活性炭123.75噸，則消耗的活性炭量為設活性炭的儲存?zhèn)}與消石灰的儲存?zhèn)}儲存相同，則活性炭儲存?zhèn)}的內(nèi)徑為0.6m。第五節(jié)袋式除塵器一、設計參數(shù)1、確定煙氣溫度為150℃，進氣流量15000m3/h，含塵濃度5g/m3。2、參考《大氣污染操縱工程》，逆氣流反吹清灰的過濾氣速=0.5-2.0m/min，本設計取=1.0m/min。3、參考《大氣污染操縱工程》，袋式除塵器的壓力損失是，通過清潔濾袋的壓力損失通常是100-130Pa,壓力損失靠近1000Pa，則通常要對濾袋清灰。選取的是120Pa。4、參考《除塵設備》，鍋爐煙氣顆粒的比阻系數(shù)=1.50min/(gm)5、參考《環(huán)境工程設計手冊》，石灰的堆積密度=4695Kg/m3,含塵氣流達到國家標準排放的排放濃度=20mg/m3濾料。6、依照《袋式除塵器的設計與應用》，相鄰的兩個濾袋之間，安裝的中心距離是210-250mm，花板邊界和濾袋的是200mm,單元的間隔應大于相鄰倆濾袋之間的間隔。7、依照物理學理論，將物體放在傾斜角大于45°的傾斜版上，物體會向下滑，因此當灰斗的傾斜角大于45°時，灰粒能夠自行滑落。8、含塵氣體進氣流速為30m/s，凈氣出口流速為10-15m/s。9、濾料的選擇，針刺氈濾料。二、過濾面積、濾袋數(shù)目的確定1、袋式除塵器的過濾面積，A（3-65）2、過濾袋數(shù)，n（3-66）式中：n——過濾袋數(shù)，個；l——單個濾袋長度，m，本設計取4m；d——單個濾袋直徑，m，本設計取0.2m；個為了布置方便取n=100，采納10×10排列。3、濾袋的排列和間距排列濾袋的方式是按照長方形排列，11×6排列，濾袋之間的間距本設計選取50mm,邊排濾袋和殼體距離也留有800mm寬的人行道。為保證氣體均勻地分配各個濾袋，氣體分配室應該有足夠的空間，凈空高不應小于1000-1200mm。本設計取1100mm。三、除塵室的尺寸長度：（3-67）寬度：（3-68）四、灰斗的計算1、積灰堆積速度，q（3-69）2、灰斗尺寸設計(1)灰斗高度，h（3-70）式中：——出灰口邊長，m；——進灰口邊長，m；已知，進灰口的邊長近似是3m，出灰口的邊長是0.5m，出灰口與灰斗壁面的水平夾角是，那么