除塵《大氣污染》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

一、課程設(shè)計(jì)的目的進(jìn)展凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步力量。通過(guò)設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培育學(xué)生確定大氣污染掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)展設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書的力量。二、課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明1、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量Q’=4.76×(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY) (m3/kg)a式中：CY,HY,SY,OY－分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論濕煙氣量〔設(shè)空氣含濕量12.93g/m3〕Q’=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q’+0.79Q’+0.8NYs a a式中：Q’－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg；aWY－煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；NY－N元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。

(m3/kg)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Q=Q’+1.016(a-1)Q’ (m3/kg)s s a式中：a－空氣過(guò)量系數(shù)Q’－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，m3/kg；sQ’－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg。aQm3/h計(jì)，因此，QQ×設(shè)計(jì)耗煤量s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度dC

AYQ

(kg/m3)s式中：d －排煙中飛灰占煤中灰分〔不行燃成分〕的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，排放因子，％；shAY－煤中灰分〔不行燃成分〕的含量，％；Q－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算C SO2

20.8SYQ

106

(mg/m3)s式中：SY－煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Q－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量，m3/kg。s2、除塵脫硫裝置的選擇設(shè)計(jì)注：可以選擇濕式脫硫除塵一體扮裝置，亦可承受先除塵后脫硫工藝?！?〕除塵脫硫裝置應(yīng)到達(dá)的凈化效率：C1 sC式中：C－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵、SO濃度，mg/m3；2sC－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵、SOs2〔2〕除塵器的選擇

排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3。型號(hào)及規(guī)格。確定除塵器的運(yùn)行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失等?！?〕脫硫裝置高度。具體步驟如下：①吸取劑的選擇。本設(shè)計(jì)選用石灰石漿液作為吸取液。②填料的選擇。181積和良好的潤(rùn)濕性；2具有較高的孔隙率〔多在0.45-0.953對(duì)氣流的阻力較??；418不應(yīng)大于塔徑的1 ~10

5耐腐性、機(jī)械強(qiáng)度大、造價(jià)低、積存密度小、穩(wěn)定性好等。幾種填料的特1。實(shí)際尺寸填料類別及名義尺寸比外表積孔隙率積存密度實(shí)際尺寸填料類別及名義尺寸比外表積孔隙率積存密度填料因子〔〕〔亂堆〕〔整沏〕(外徑*高*厚)(A)/(m2/m3)/(m2/m3)〔PP〕/(kg/m3)/m-11515*15*23300.7069010202525*25*21900.785054504040*40*4.51260.755773505050*50*4.5930.814572055050*50*4.51240.726738080*80*9.51020.57962100100*100*13650.72930(二)液泛氣速與填料塔的壓降液泛氣速是填料塔正常操作氣速的上限。當(dāng)空塔氣速超過(guò)液泛氣速時(shí)，填料塔持液量快速增加，壓降急劇上升，氣體夾帶液沫嚴(yán)峻，填料塔的正常操作被破壞。氣體和液體的流量及物理性質(zhì)等。?？颂亍睧chert〕等人提出的填料塔壓降。液泛和各種因素之間的關(guān)1。1填料塔液泛點(diǎn)與壓降的通用關(guān)系圖壓降線。圖中橫坐標(biāo)為( GL

W)0.5 LWG

，縱坐標(biāo)為

u20 GgL

0.2LW其中，LW

——液氣比G G

——?dú)怏w、液體密度，kg/m3 ——液體粘度，Pa·s;L——填料因子，m-1——水的密度與液體的密度之比；u ——空塔氣速，m/s0g——重力加速度〔三〕填料塔塔徑的計(jì)算D取決于處理的氣體量Q和適宜的空塔氣速u4Q4Qu0D=

，即：Q〔m3/s〕u0

一般由填料塔的液泛速度確定依據(jù)生產(chǎn)閱歷，u0

取值可由填料塔的液泛速率ut

確定，即u0

=0.66~0.80ut

，也可從有關(guān)手冊(cè)中查得。u0

小則塔徑大，動(dòng)力消耗少，u0

大則壓降大，塔徑小，動(dòng)力消耗大，但是設(shè)備投資少。由上式計(jì)算出的塔徑JB-1153-71m100mm100mm200mm。〔四〕L

Smin

的計(jì)算設(shè)化學(xué)反響的方程式為AbBC物料衡算：G(C

C )

Ls(C

C )L(C

C )B G1

b B1

s A1 A2L(Cs A1

)CA2

=0時(shí)的吸取劑用量：G(C C )bL Smin

G1 G2CB2式中CA1

、C —分別為氣體入口與出口處溶液中組分A的摩爾濃度，kmol/m3;A2C 、CB1

—分別為氣體入口與出口處溶液中組分B的摩爾濃度，kmol/m3;C 、CG1 G2

—分別為氣體入口與出口處溶液中組分C的摩爾濃度，kmol/m3;(五)伴有化學(xué)反響的吸取塔高的計(jì)算塔高的推導(dǎo)〔詳見(jiàn)教材。塔高按下式計(jì)算：dPz G PA1 AdPk G

P P PA2 A AidCz L CB1 BdC aL L

C CB2 Ai當(dāng)傳質(zhì)過(guò)程由氣相掌握時(shí)，P 0,由上式得：AiGzk aP

Pln A1PG A23、確定除塵脫硫設(shè)備、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置各裝置及管道布置的原則操作和檢修便利。管徑確實(shí)定4Qvd4Qv式中：Q－工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s；v－煙氣流速，m/s〔可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙塵v＝10～15m/s。管徑計(jì)算出以后，要進(jìn)展圓整〔查手冊(cè)要符合要求。4、煙囪的設(shè)計(jì)〔1〕煙囪高度確實(shí)定首先確定共用一個(gè)煙囪的全部鍋爐的總的 蒸發(fā)量〔t/h，然后依據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)〔GB13271－2023〕中的規(guī)定〔2〕確定煙囪的高度。鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘繜焽枳畹驮试S高度2鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘繜焽枳畹驮试S高度MW<0.70.7~<1.41.4~<2.82.8~<77~<1414~<28t/h<11~<22~<44~<1010~<2020~<40m202530354045〔3〕煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算Qud0Qu

〔m〕式中：Q－通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3/h；u3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。表3 煙囪出口煙氣流速〔m/s〕運(yùn)行狀況運(yùn)行狀況通風(fēng)方式全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)10～206～104～52.5～3煙囪底部直徑：式中：d－煙囪出口直徑，m；2H－煙囪高度，m；

d d1

2iH (m)ii=0.02～0.03?！?〕煙囪的抽力：S 0.0342H(y

1273tk

1273tp

)P 〔Pa〕式中：H－煙囪高度，m；t－外界空氣溫度，℃；kt－煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，℃；pP－當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。5、系統(tǒng)阻力的計(jì)算摩擦壓力損失對(duì)于圓管： pL

Ld

u2〔Pa〕2式中：L－管道長(zhǎng)度，m；d－管道直徑，m；ρ－煙氣密度，kg/m3；u－管中氣流平均速率，m/s；λ－摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)ReKd

的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到〔實(shí)際中對(duì)金屬管道λ值可取0.02，對(duì)磚砌和混凝土管道λ值可取0.0。局部壓力損失p v2 〔Pa〕p2式中：ξ－異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到，或通過(guò)試驗(yàn)獲得；u－與ξ相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；ρ－煙氣密度，kg/m3。6、風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算Qy

(1K1

)Q

273tp273

101.325P

〔m3/h〕式中：K－考慮系數(shù)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)。一般管道取K=0.1K=0.1～0.15；1Q－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量，m3/h；t－風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，假設(shè)管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度；pP－當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 Tpp (1Ky

)(hS ) 2 y

(1K

)(hS ) 02 y T 0

〔m3/h〕式中：K－考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所承受的安全系數(shù)。一般管道取K=0.1～0.15，除2K=0.1～0.2；∑h－系統(tǒng)總阻力，Pa；S－煙囪抽力，Pa；yρ 、p、Tp=101.3kPa，對(duì)0 0 0 0于引風(fēng)機(jī)T=200℃，ρ =0.745kg/m3。0 0ρ、p、T－運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的空氣密度、壓力、溫度。Q和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓△py y電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算Q p N y y

〔kW〕e式中：Q－風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；y△p－風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa；y

360010001 2η1－風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率〔一般風(fēng)機(jī)為0.6，高效風(fēng)機(jī)約為0.9；η2－機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)η2＝1，用連軸器時(shí)η2＝0.95～0.98，用V形帶傳動(dòng)時(shí)η2＝0.95；β－電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)。對(duì)引風(fēng)機(jī)，β＝1.3。依據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)。三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排123～45～7四、課程設(shè)計(jì)考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)完畢時(shí)，要求提交課程說(shuō)明書1份〔附相關(guān)圖紙；考核的內(nèi)容包括：說(shuō)明書和圖紙的質(zhì)量；完成題目的難度；獨(dú)立完成設(shè)計(jì)狀況。成績(jī)?cè)u(píng)定：一般承受優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)記分制。五、課程設(shè)計(jì)教材及主要參考資料1、課程設(shè)計(jì)教材119892、主要參考資料①蒲恩奇，任愛(ài)玲等編.大氣污染治理工程.北京：高等教育出版社，2023②張殿印，王純主編.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè).