某公司燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫除塵工程設(shè)計

大氣污染控制工程設(shè)計報告設(shè)計題目：某公司燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫除塵工程設(shè)計方 案 專業(yè)化學(xué)與環(huán)境工程班級0903學(xué)號2008313230108學(xué)生姓名石帥設(shè)計時間2012-2013學(xué)年下學(xué)期教師評分2012年06月18日目錄概述 錯誤!未定義書簽。1.1煙氣脫硫除塵工程設(shè)計目的 21.2課程設(shè)計的組成部分.錯誤!未定義書簽。煙氣脫硫除塵工程設(shè)計的內(nèi)容.錯誤!未定義書簽。2.1主要工藝計算 錯誤!未定義書簽。2.2凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。錯誤!未定義書簽。2.3除塵器和脫硫凈化塔設(shè)計 62.4管網(wǎng)布置及計算 錯誤!未定義書簽。2.5風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計19?？偨Y(jié)24。3.1設(shè)計總結(jié)24。3.2參考文獻(xiàn) 24概述由于多管除塵器除塵的除塵效率不是很高，特別是對小顆粒粉塵的除塵效率低,經(jīng)多管旋風(fēng)除塵后的原煙氣中煙塵含量仍較高，煙氣中的煙塵除對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響外，還使煙塵回收利用價值大大降低。但由于燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)形式嚴(yán)峻，改造多管除塵器不具備條件，所以在維持現(xiàn)有生產(chǎn)的條件下，對現(xiàn)有多管除塵器及引風(fēng)機(jī)不做改動，在引風(fēng)機(jī)的后部設(shè)計低壓脈沖布袋除塵系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)，使煙塵進(jìn)一步回收利用和脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。優(yōu)點：除塵效率高，可達(dá)99.5%以上，可以捕捉微細(xì)塵粒，耗電較少，操作簡便，能達(dá)到理想的除塵效果。脫硫液采用內(nèi)循環(huán)吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向?qū)α鹘佑|，堿性的脫硫液充分吸收煙氣中的SO2后進(jìn)入除霧器除霧，凈化并除霧之后的煙氣可以直接排放。吸收了SO2的脫硫液流入塔釜，由循環(huán)液泵從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，并在重力作用下落回塔釜。同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出泵外排一部分漿液至渣處理系統(tǒng)出渣。另外根據(jù)塔釜漿液的PH值變化，控制灰漿泵的轉(zhuǎn)速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現(xiàn)對脫硫液中脫硫劑濃度和pH的相對穩(wěn)定的控制，保證脫硫效率。1.1煙氣脫硫除塵工程設(shè)計目的：通過設(shè)計進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(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。1.2課程設(shè)計的組成部分鍋爐型號：SZL4-13型，共4臺（2.8MWX4）設(shè)計耗煤量:600kg/h（臺）排煙溫度：160°C煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：a=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：一1C空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.01293kg/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煤的工業(yè)分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=1% Oy=5%Ny=1% Wy=6% Ay=15% Vy=13%按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中一類區(qū)II時段標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。艮阡煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：80mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側(cè)15m處，有一塊長18米、寬12米的空地，擬將凈化系統(tǒng)安置此處。w'-'ol—I-w'-'ol—I--I——4n^n333022202230232033203330332Q1i3450j■J—1圖3-1-1鍋爐房平面布置圖煙氣脫硫除塵工程設(shè)計的內(nèi)容2.1主要工藝計算：燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量為：Q'=4.76(1.867Cy+5.56Hy+0.7Sy—0.70y)=4.76(1.867*0.68+5.56大0.04+0.7*0.01-O.7*O.O5)=6.97(ms/kg)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量12.93g/m3)：Q'=1.867(Cy+0.375Sy)+11.2Hy+1.24Wy+0.016Q'+0.79Q，+0.8Ny=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)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量:Qs=Q'+1.016(a-1)Q，二7.43+1.016*0.4*7.43=10.45(ms/kg)所以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量：Q=QsX設(shè)計耗煤量=10.45*600=6270(ms/h)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度：C=0.16*0.15/10.45=0.0023(kg/m3)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算：Cso2=2*0.01/10.45*1000000=1913.88(mg/ms)2.2凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定：一、 設(shè)計依據(jù)：嚴(yán)格按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)、二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計計算。本初步設(shè)計適用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫除塵工程。除塵采用低壓脈沖布袋除塵器,確保粉塵達(dá)標(biāo)排放；脫硫工藝采用噴淋吸收塔作為吸收設(shè)備；二、 設(shè)計流程及目標(biāo)：本期工程設(shè)計煙氣流程為：燒結(jié)機(jī)一引風(fēng)機(jī)一低壓脈沖布袋除塵器一脫硫裝置一塔頂煙囪直排;原有煙道與煙囪作為煙氣旁路。保證出口煙塵排放濃度＜80mg/m3,SO2排放濃度V900mg/m3,或除塵效率＞96%，脫硫效率〉53%。本系統(tǒng)為燒結(jié)機(jī)運行時產(chǎn)生的煙氣經(jīng)多管除塵后的進(jìn)一步除塵。除塵系統(tǒng)包括布袋除塵器和輸灰系統(tǒng)。煙氣流程為：多管除塵器一排煙總管道一引風(fēng)機(jī)一低壓脈沖布袋除塵器一增壓風(fēng)機(jī)一噴淋吸收塔一達(dá)標(biāo)排放.輸灰流程為：除塵器灰斗一卸灰閥一埋刮板輸送機(jī)一集灰輸送機(jī)一燒結(jié)皮帶機(jī)經(jīng)過凈化處理后的氣體排放濃度小于80mg/m3o本脫硫系統(tǒng)主要有吸收系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、脫硫液循環(huán)系統(tǒng)、脫硫劑輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、渣處理系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)組成。脫硫液采用內(nèi)循環(huán)吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向?qū)α鹘佑|，堿性的脫硫液充分吸收煙氣中的SO2后進(jìn)入除霧器除霧，凈化并除霧之后的煙氣可以直接排放。吸收了S02的脫硫液流入塔釜，由循環(huán)液泵從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，并在重力作用下落回塔釜。同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出泵外排一部分漿液至渣處理系統(tǒng)出渣。另外根據(jù)塔釜漿液的pH值變化，控制灰漿泵的轉(zhuǎn)速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現(xiàn)對脫硫液中脫硫劑濃度和pH的相對穩(wěn)定的控制，保證脫硫效率。脫硫劑制備系統(tǒng)包括化灰池、化灰泵、灰漿池、灰漿泵等設(shè)備。生石灰粉由翻斗車輸送至化灰池，經(jīng)攪拌后由化灰泵送到灰漿池,通過灰漿泵根據(jù)塔釜pH值定量輸送至塔釜，控制脫硫系統(tǒng)的pH，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。脫硫渣處理系統(tǒng)，包括渣漿池、濾液池、渣漿泵、濾液泵、板框壓濾機(jī)等。經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后的渣漿固含量＞60%,能基本滿足汽車裝運。脫硫渣主要成分是亞硫酸鈣，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，目前主要的處理方式是外運填埋。由于吸收塔內(nèi)水蒸發(fā)和脫硫渣帶水，必須對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，以維系系統(tǒng)水平衡。根據(jù)系統(tǒng)的需要，工藝水的補(bǔ)充方式為：（1）調(diào)節(jié)石灰漿液濃度，對灰漿池進(jìn)行補(bǔ)水；（2）對除霧器進(jìn)行沖洗的方式補(bǔ)水。2.3除塵器和脫硫凈化塔設(shè)計:

1.除塵器應(yīng)該達(dá)到的除塵效率:n1-80/2300=96.5%2.除塵器的選擇:工況下煙氣流量:式中Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量,(m3/h)T——工況下煙氣溫度，KT——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，373K結(jié)果為Q'=9754 (m3/h)Q'_9754'3600—3600=2.7(m3/s)根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確定除塵器：選擇XD-II—4型陶瓷多管式旋風(fēng)除塵器，產(chǎn)品性能規(guī)格見表3.1型號配套鍋爐容量/(j/H)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%設(shè)備阻力/Pa分割粒徑d/(50um)質(zhì)量/kgXD-II-4412000>95<9003.051900

表3.1除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格

表3.2除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸（見圖3.1）ABCDEFKHMNL238191284367621206「1063866530017863.脫硫工藝流程圖:脫硫系統(tǒng) 再生系統(tǒng) 除渣系統(tǒng)工藝流程圖1、引網(wǎng)機(jī)四翰拔塔土循環(huán)水泵奴值不再生池成做泵土化灰器7.石灰儲耀武斗盤升昶%螺旎加曲10.源裝泵1、彈式壓梢由虜機(jī)

圖圖3.1除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸2.4管網(wǎng)布置及計算：1.根據(jù)鍋爐運行情況及鍋爐現(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(yīng)力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。管道直徑：d=欄(m)式中Q——工況下管道內(nèi)煙氣流量,m3/SV——煙氣流速m/s(對于鍋爐煙塵V=10-15m/s)取"=14m/s結(jié)果為d=0.50(m)圓整并選取風(fēng)道：表3.3風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm500±10.75內(nèi)徑：d1=500-2X0.75=498.5(mm)由公式可計算出實際煙氣流速:V=13.9(m/s)2.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(表3.4)確定煙囪的高度。表3.4鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/(t/h)<11-2-66-1010202635煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：4X5=20(t/h)，故選定煙囪高度為40m3.煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算：Q

d=0.0188-Q(m)

u式中 Q——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；v——按表3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s.表3.5煙囪出口煙氣流速/(m/s)通風(fēng)方式運行情況全負(fù)荷時最小負(fù)荷時

機(jī)械通風(fēng)10—204—5自然通風(fēng)6-102.5—3選定v=4m/s結(jié)果為：d=1.49(m)圓整取d=1.5m。4.煙囪底部直徑：d-d+2?i?H (m)式中d2——煙囪出口直徑，m；H煙囪高度，m；i——煙囪錐度(通常取i=0.02-0.03)。取i=0.025結(jié)果為：d]=3.5(m))?B )?B (Pa)S-0.0342H(

, 273+1 273+1k p式中H——煙囪高度,m;*k——外界空氣溫度，°C%——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，。CB 當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa。結(jié)果為：Sy=183(Pa)6.系統(tǒng)阻力的計算：6.1摩擦力損失：(1)對于圓管：cLDV2△七=人-?— (Pa)式中人一一摩擦阻力系數(shù)(實際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04)。d 管道直徑,mP——煙氣密度，kg/m3v——管中氣流平均速率，m/sL——管道長度,m對于直徑500mm圓管:273 273 ， 、 =1.34x一=0.84 (kg/m3)273+160 443結(jié)果為:ApL=30.4 (Pa)2局部壓力損失:(Pa)式中&——異形管件的局部阻力系數(shù)，v——與&相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/sP——煙氣密度，kg/m3圖3.7中一為漸縮管。圖3.7除塵器入口前管道示意圖a蘭45度時，&=0.1,取a=45度,v=13.8m/s結(jié)果為:△P=8.0(Pa)L1=0.05Xtan67.5=0.12(m)圖3.7中二為30度Z形彎頭H=2.985-2.39=0.595=0.6(m)H/D=O.6/0.5=0.12取&'=0.157E=&Re&'=1.57 (&Re=1.0)結(jié)果為：△p=12.6(Pa)圖3.7中三為漸闊管=15.2(Pa)A2_ 0.35x=15.2(Pa)A1=s0.49853.14x 4(1—0.495) .l= 2 xtan15=0.93 (m)圖3.8中a為漸擴(kuò)管圖3.8除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口段管道示意圖a蘭45度時,&=0.1,取a=30度，v=13.8m/s結(jié)果為：△P=8.0(Pa)L=0.93(m)圖3.8中b、c均為90度彎頭D=500,取R=D則&=0.23結(jié)果為：△p=18.4(Pa)兩個彎頭

△p'=2Ap=2x18.4=36.8 (Pa)對于如圖3.9中所示T形三通管T形三通管示意T形三通管示意&=0.78Ap=62.4(Pa)對于T形合流三通&=0.55結(jié)果為：Ap=44(Pa)系統(tǒng)總阻力損失(其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa)為：(Pa)ZAh=30.4+84.1+8+12.6+15.2+8+36.8+62.4+44+800+1128(Pa)7.系統(tǒng)中煙氣溫度的變化:7.1煙氣在管道中的溫度降:(°C)A(°C)i式中Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量F——管道散熱面積，m2CV——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容(一般為1.352—1.357KJ/(m3?。C)q——管道單位面積散熱損失KJ/(m3?h)室內(nèi)q=4187KJ/(m3?h)室夕卜q=5443KJ/(m3-h)室內(nèi)管道長：L=2.18-0.6-0.12=1.46F=nL?D=2.29 (m2)室外管道長L=9.5-1.46=8.04 (m)F=nL?D=12.62(m2)結(jié)果為 △t1=9.4(°C)2煙氣在煙囪中的溫度降:At2At2(°C)式中H——煙囪高度,m。A——溫度系數(shù),可由表7-2-1查得。（°c）At（°c）At2煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（H<50m，壁厚小于0.5m）磚煙囪（壁厚大于。.5m）A20.80.40.2表4.1煙囪溫降系數(shù)HA總溫度降:At=Ati+At2=13.4(°C)2.5風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計:1.風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算:Q=1.1Qx27；；x101產(chǎn)5 (m3/h)式中1.1風(fēng)量備用系數(shù)，1.1風(fēng)量備用系數(shù)，Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表態(tài)下風(fēng)量,m3/hfpfp——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不太長可以近似取鍋爐排煙溫度，°CB——當(dāng)?shù)卮髿鈮?，kP結(jié)果為2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算:式中Q，=E°9.8(m3/h)寸 273+1H2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計算:式中Q，=E°9.8(m3/h)寸 273+1H=1.2(ZAh-S) xV101.3251.293 x P

y(Pa)1.2——風(fēng)機(jī)備用系數(shù);EAh——系統(tǒng)總阻力,Pa;Sy——煙囪抽力，Pa。一一風(fēng)機(jī)前煙氣溫度,°C[——風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗用氣體溫度，Py——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度,kg/m3結(jié)果為%=2400 (Pa)根據(jù)H,和Qy,選定Y5—47II型No.7c的引風(fēng)機(jī)Y5-47II型引風(fēng)機(jī)性能基礎(chǔ)上改進(jìn)的產(chǎn)品，該引風(fēng)機(jī)最佳工況點的全壓內(nèi)效率Y5-47II型引風(fēng)機(jī)是在原為85.6%,與原Y5-47II型引風(fēng)機(jī)相比較，由于進(jìn)行了一系列改進(jìn)，使噪聲值有顯著降低，噪聲指標(biāo)為12.5dB。性能表如下。表4.2引風(fēng)機(jī)性能表機(jī)號傳動方式轉(zhuǎn)速/r/min流量/m3/h全壓/Pa內(nèi)效率/%內(nèi)功率/kw所需功率/kwC23201137912.417式6630302.003.電動機(jī)功率的計算:Ne=——。土°——(kW)3600xlooonn12式中Qy——風(fēng)機(jī)風(fēng)量,m3/hHy——風(fēng)機(jī)風(fēng)壓,Pa氣一一風(fēng)機(jī)在全壓頭時的效率（一般風(fēng)機(jī)為0.6,高效風(fēng)機(jī)約為0