燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝設(shè)計(jì)

燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝

設(shè)計(jì)LastupdatedontheafternoonofJanuary3,2021大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 21T燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝設(shè)計(jì)TOC\o"1-5"\h\z姓 名 ：學(xué) 號(hào)：年 級(jí)：系 部 ：專(zhuān) 業(yè) ：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：1設(shè)計(jì)任務(wù)及基本資料課程設(shè)計(jì)題目21t/h燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù)課程設(shè)計(jì)目的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是配合大氣污染控制工程專(zhuān)業(yè)課程而單獨(dú)設(shè)立的設(shè)計(jì)性實(shí)踐課程。教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)主要設(shè)備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制及編寫(xiě)技術(shù)文件的基本能力。設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)思想與方法正確；態(tài)度端正科學(xué)；能正確運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)；能解決實(shí)際問(wèn)題，具備專(zhuān)業(yè)基本工程素質(zhì)；具備正確獲取信息和綜合處理信息的能力；文字和語(yǔ)言表達(dá)正確、流暢；刻苦鉆研、不斷創(chuàng)新；按時(shí)按量獨(dú)立完成；圖文工整、規(guī)范，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確合理。整體設(shè)計(jì)方案要重點(diǎn)突出其先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和實(shí)用性。課程設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù).鍋爐蒸發(fā)量2t/h~30t/h.煤的工業(yè)分析如下表（質(zhì)量比，含N量不計(jì)）：低位發(fā)熱 20939CH

SO

灰分

水分.鍋爐型號(hào)：FG-35/型.鍋爐熱效率：75%.空氣過(guò)剩系數(shù)：.水的蒸發(fā)熱：Kg.煙塵的排放因子：30%.煙氣溫度：473K.煙氣密度：m3煙氣粘度：pa?s.塵粒密度：2250kg/m3.煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算.煙氣中煙塵顆粒粒徑分布：平均粒徑 3&m平均粒徑 3&m粒徑分布3 2/％ 0125 515 2 10 63 4 5 >65 5 5 016 3 70.按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001)中二類(lèi)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：W200mg/m3；物料衡算除塵系統(tǒng)的論證選擇(1)鍋爐煙氣含塵、含硫量計(jì)算利用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量蒸發(fā)量為21t/h的鍋爐所需熱量為：需煤量：設(shè)1kg燃煤時(shí)：燃料成分可燃成分可燃成分理論需氧廢氣中組名稱(chēng)含量(％)的量(％)量/mol分/molCCO2H16816H2OSSO2O————水————5H2O灰分——————合計(jì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量理論需氧量為kg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量T=473K時(shí)，實(shí)測(cè)煙氣體積煙氣量14.4x3.44x103=49536m3/h標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)煙氣濃度實(shí)際煙氣濃度工藝方案的比較和選擇除塵效率標(biāo)況下的除塵效率為除塵設(shè)備的論證預(yù)除塵設(shè)備的論證選擇

煙氣的預(yù)除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴淋洗滌塔等。它們基本性能如表下表2—1示表2—1除塵設(shè)備的基本性能除塵器名稱(chēng)阻力除塵效率初投運(yùn)行費(fèi)（Pa）(%)資用重力沉降室50~15040~60少少慣性除塵器100~50050~70少少旋風(fēng)除塵器400~130070~92少中多管旋風(fēng)除塵800~150080~95中中器噴淋洗滌塔100~30075~95中中表2—2各種除塵器設(shè)備費(fèi)、耗鋼量及能耗量指標(biāo)除塵器所占空間體存儲(chǔ)設(shè)備耗鋼量能耗量名稱(chēng)積費(fèi)（比值）[kg/(m3/h)(Kj/m3)[m3/(1000m3/h]）]重力沉20~40降室慣性除~~~塵器旋風(fēng)除約~~~塵器多管旋~~~風(fēng)除塵器表2—3除除最佳投阻力Pa溫備注塵器名塵作用粒徑川m資比較度℃稱(chēng)力重重>100低200~10<40占地面積力塵降力000大，除塵室效率低慣慣>50低400~12<40除塵效率性除塵性力000較低器旋離5~20中400~20 <40風(fēng)除塵心力 00 0器以下為各種除塵器的優(yōu)缺點(diǎn).重力沉降室利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚(yáng)塵靠本身的重力（重力）從氣體中自然沉降下來(lái)的凈化設(shè)備，通常稱(chēng)為沉降室或降生室。它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積大、阻力小、易維護(hù)、效率低的比較原始的凈化設(shè)備，只能用于粗凈化。重力降塵室的工作原理如下圖所示：含塵氣體從一側(cè)以水平方向的均勻速度V進(jìn)入沉降室，塵粒以沉降速度V沉下降，運(yùn)行t時(shí)間后，使塵粒沉降于室底。凈化后的氣體，從另一側(cè)出口排出.慣性除塵器慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵與氣體在運(yùn)動(dòng)中慣性力的不同，將粉塵從氣體中分離出來(lái)。一般都是在含塵氣流的前方設(shè)置某種形式的障礙物，使氣流的方向急劇改變。此時(shí)粉塵由于慣性力比氣體大得多，塵粒便脫離氣流而被分離出來(lái)，得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出。慣性除塵器以百葉式的最常用。（它適用于凈化含有非粘性、非纖維性粉塵的空氣，通常與其它種除塵器聯(lián)合使用組成機(jī)組.旋風(fēng)除塵器工作原理:：旋風(fēng)除塵器的工作原理如下圖所示，含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過(guò)排氣管排出。應(yīng)用范圍及特點(diǎn)：旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于5~10微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。.電除塵器電除塵器是含塵氣體在通過(guò)高壓電場(chǎng)進(jìn)行的電離過(guò)程使塵粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，將塵粒從含塵氣體中分離的一種含塵設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)為：壓力損失小一般為200?500pa,煙氣量大，能耗低，對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99%，可在高溫和強(qiáng)腐蝕氣體下操作。綜上所訴通過(guò)比較，旋風(fēng)除塵器管理、制作方便，體積小、價(jià)格便宜，因此，選用旋風(fēng)除塵器作為二級(jí)除塵系統(tǒng)中的預(yù)除塵。1.4.3工藝方案（包括選用什么除塵器，多高的煙囪）采用二級(jí)處理，首先利用旋風(fēng)除塵為一級(jí)除塵2工藝計(jì)算一級(jí)除塵裝置——旋風(fēng)除塵器設(shè)備計(jì)算煙氣處理量Q=49536m3/h初步選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器，處理煙氣量大，選用6個(gè)并聯(lián)每個(gè)的煙氣處理量q=49536+6=8256m3/hv根據(jù)所選除塵器類(lèi)型可知C=5.8，取進(jìn)口氣速為20m/s貝［JAp=1Cpu2=1x5.8x1.18x202=1369Pa<2000Pa22

進(jìn)口截面積A-bh-qu18256/3600八 0.115m28256/3600八 0.115m220入口比例b入口高度h筒體直徑D排出管直徑筒體長(zhǎng)度L錐體長(zhǎng)度Hdem24549081649013901880交界圓柱面的高度：.-2.3d(D23-2.3x0.49x(0.8162I0.115；324549081649013901880交界圓柱面的高度：.-2.3d(D23-2.3x0.49x(0.8162I0.115；3-2.024m交界圓柱面的直徑：d-0.7d-0.7x0.49-0.343m,?.r-0.172m平均徑向速度：Vr8256/36002兀rh 2x3.14x0.172x2.000-1.06m/s漩渦指數(shù)：n-1-U-0.67D0.14T、0.3-1-(1-0.67x0.8160.14)0.3-0.412交界面處氣流的切向速度：vt0-V1n-20x0.412-28.58m/s分級(jí)效率：H-

i18日vr ^-oPV2p10(18x2.4x10-5x1.06x0.172)2250x28.58212-6.55日m1+\d /dpic平均粒徑/um31525354555>60粒徑分布/%32015201610637分級(jí)效率/%各分級(jí)除塵效率如下:總除塵效率：H-ig-g-68.5%ii經(jīng)預(yù)除塵后煙氣含塵濃度：3771x(1-68.5%)=1187.9mg/m3273標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣含塵濃度：1187.9x=685.6mg/m3473.??二級(jí)處理的效率最低要達(dá)到：(1--200-)%=70.8%685.6選型論證A'=axb=0.6x0.3=0.18m2u=q/A’=sv△P=gu2p/2=1070Pa因?yàn)椴捎玫氖遣⒙?lián)，所以要乘一個(gè)壓力系數(shù)變化—取則AP=1070x=1177Pa<1450Pa符合要求。設(shè)備選型選擇6臺(tái)XLP/B型旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用二級(jí)除塵裝置——板式電除塵器設(shè)備計(jì)算(1)3值的確定影響3的因素有很多，煤的含硫量是影響3的主要因素，板式電除塵器的板間距一，電暈線采用芒刺型電極，本設(shè)計(jì)極間距取為300mm時(shí)，可按照下式計(jì)算3：式中，S—煤的含硫量(％)；本設(shè)計(jì)中含硫量為％K一平均粒度影響系數(shù)；其值按表1選定表1平均粒度影響系數(shù)a平均(^m)101520253035式中:W，卬，…-粒度為a,a,…組成的百分比；1 2 12a,a,…一粒度平均粒徑；12表2煙氣粒度分布表粒徑(^m)45-3535-2525-1515-1010-5<5百分比組成查表1,K取貝3=7.4KS0.625,3=7.4x0.99xL7o.625=10.21cm/s(2)計(jì)算所需收塵極面積A本設(shè)計(jì)取板式除塵效率至少為97%，則選取除塵效率為99%式中，A—所需收塵極面積；Q一被處理煙氣量；n一除塵器要求的除塵效率；3—粉塵驅(qū)進(jìn)速度m/sk，一儲(chǔ)備系數(shù)按一臺(tái)除塵器計(jì)算Q為51840m3/h取除塵效率為99%，K取1則4=-49536ln(1-99%)=$21m23600x0.1021(3)初選電場(chǎng)斷面F

F'=-Q-式中：Q--被處理的煙氣量（3h；3600vy--電場(chǎng)風(fēng)速（）h電場(chǎng)風(fēng)速的確定:積塵區(qū)風(fēng)速的變化較大，但除塵器內(nèi)平均流速卻是設(shè)計(jì)和運(yùn)行要參數(shù)。由處理煙氣量和電除塵器過(guò)氣斷面面積計(jì)算煙氣的平均流速。電場(chǎng)風(fēng)速v可取。取v為s時(shí)495353600495353600x1.6=8.6m2（4）電除塵器的板極高度h則采用單進(jìn)風(fēng)口（每臺(tái)除塵器僅有一個(gè)進(jìn)器箱）為了使氣流沿?cái)嗝婢鶆蚍植?，所以進(jìn)風(fēng)口所對(duì)應(yīng)的斷面要接近于正方形或高度略大于寬度（最大取倍）。所以板極高度h氏JF=3.0m（5）通道數(shù)ZF'(2F'(2S—K')h式中，2S—相鄰兩極板中心距⑺）K'—收塵極板的阻流寬度取K'=0.0015m9(0.39(0.3—0.0015)x3.0=10.1圓整為Z=11（6）電場(chǎng)斷面F（7）除塵器內(nèi)壁寬度B本設(shè)計(jì)為單進(jìn)風(fēng)口，則2x本設(shè)計(jì)為單進(jìn)風(fēng)口，則2xN2式中，Ab—外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離可在50:100mm間選取，本設(shè)計(jì)中取60mm(8)每個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)長(zhǎng)度lA電除塵器每個(gè)電場(chǎng)的長(zhǎng)度l可按下式計(jì)算：l=；—2nZh表3-1電場(chǎng)數(shù)量的選擇<3.67>4-7濘7345<5-