某焦化廠(chǎng)的除塵脫硫設(shè)計(jì)方案

學(xué)校：吉首大學(xué)專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程一、概論4二、設(shè)計(jì)依據(jù)42.1廢氣中所含污染物種類(lèi)、濃度及溫度42.2設(shè)計(jì)規(guī)模42.3設(shè)計(jì)范圍42.4處理后氣體排放濃度52.5設(shè)計(jì)指標(biāo)52.6控制系統(tǒng)5三、工藝設(shè)計(jì)63.1設(shè)計(jì)原那么63.2焦?fàn)t廢氣處理方法選擇63.21除塵工藝的選擇63.22脫硫工藝選擇73.3系統(tǒng)工藝流程93.3.1概述93.3.2工藝流程圖9四、流程圖分析94.1概述94.2文丘里洗滌器除塵系統(tǒng)104.3文丘里除塵器工藝流程104.2常規(guī)吸灰系統(tǒng)114.3脫硫工藝簡(jiǎn)介114.4脫硫工藝流程124.5主要參數(shù)計(jì)算13五、主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)145.1文丘里洗滌器145.11文丘里除塵器除塵原理145.12文丘里洗滌器主要特點(diǎn)155.13文丘里洗滌器除塵工藝流程155.2氧化鎂的用量設(shè)計(jì)155.3除霧區(qū)中除霧器的主要性能與設(shè)計(jì)參數(shù):16六、附屬工程設(shè)計(jì)166.1強(qiáng)制化氧罐前的氧化泵166.2強(qiáng)制氧化罐176.3壓濾機(jī)176.4結(jié)晶器離心機(jī)烘干器176.5自動(dòng)控制系統(tǒng)176.6煙氣系統(tǒng)18七、勞動(dòng)定員19八、投資預(yù)算19九、效益估算209.1環(huán)境效益209.2經(jīng)濟(jì)效益20十、參考文獻(xiàn)及相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)20十一、附圖21一、概論工業(yè)排放到大氣中的污染物種類(lèi)繁多，性質(zhì)復(fù)雜，有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機(jī)化合物、鹵化物、碳化合物等。其中有的是煙塵，有的是氣體。焦化廠(chǎng)是以原料煤為主的大型綜合利用加工廠(chǎng)，主要生產(chǎn)煤氣、焦炭和煤化工產(chǎn)品20多種。煤氣供給城市使用，焦炭和煤化工產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。北京焦化廠(chǎng)的生產(chǎn)時(shí)間為6:00~22:00，生產(chǎn)工藝中將產(chǎn)生焦?fàn)t廢氣。該焦化廠(chǎng)主要以煤氣，焦炭等為主要燃料，可以看出，在產(chǎn)生的焦?fàn)t廢氣中含有大量的二氧化硫和粉塵的煙氣，該廢氣假設(shè)不經(jīng)處理直接排入大氣，不僅會(huì)污染周?chē)沫h(huán)境，而且導(dǎo)致了極大的原物料消耗，同時(shí)對(duì)企業(yè)的形象也會(huì)造成一定的影響，為此，必須對(duì)其進(jìn)行處理。二、設(shè)計(jì)依據(jù)2.1廢氣中所含污染物種類(lèi)、濃度及溫度主要污染物：SO2、粉塵。污染物排放量：最大廢氣排放量為70000m3初始SO2濃度為10.6焦?fàn)t粉塵濃度為6g/m3。初始廢氣溫度：393K。2.2設(shè)計(jì)規(guī)模廢氣處理量：70000m3初始SO2濃度：10.6g二氧化硫的物質(zhì)的量n:n=70000*10.6/(3600*64)=3.22mol/s〔備注：本方案按最大值計(jì)算?！?.3設(shè)計(jì)范圍焦化廠(chǎng)的主要生產(chǎn)車(chē)間：備煤車(chē)間、煉焦車(chē)間、煤氣凈化車(chē)間及其公輔設(shè)施的等。設(shè)計(jì)范圍是從從車(chē)間排氣管集合后出口開(kāi)始，經(jīng)裝置入口至排風(fēng)機(jī)出口之間，所有工藝設(shè)備、連接管道、管件及控制設(shè)備等。2.4處理后氣體排放濃度根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996得出表1參數(shù)：表1二氧化硫最高排放濃度及允許排放速率最高排放濃度(mg/m3)最高允許排放速率(kg/h)煙塵180.85二氧化硫9604.3注：二氧化硫與煙塵最高允許排放濃度采用的是現(xiàn)有大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。最高排氣濃度采用現(xiàn)有大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)。排氣筒高度20米。2.5設(shè)計(jì)指標(biāo)按表1可知，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為：煙塵≤18mg/m3，二氧化硫≤960mg/m3。由此可以計(jì)算出相關(guān)的除塵效率和脫硫效率：總除塵效率計(jì)算：按照總除塵效率公式：η=〔Gc/Gi)×100%=[(Gi-Go)/Gi]×100%其中：Gi、Go、Gc：分別為除塵器進(jìn)口、出口和落入灰斗的塵量，單位是mg/m3。解得：QUOTEη=6000-1506000×100%=97.5%η=[(6000-18)/6000]×100%總脫硫效率計(jì)算：φ=(Ci-Co)/Ci×100%其中：Ci、Co、Cc：分別為吸收塔進(jìn)口和出口處二氧化硫的含量，單位是mg/m3解得：φ=[(10600-960)/10600]×100%≈90.9%2.6控制系統(tǒng)本脫硫工藝采用PLC控制系統(tǒng)，脫硫裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、顯示、記錄整個(gè)工藝過(guò)程，運(yùn)行人員在脫硫控制室內(nèi)通過(guò)操作監(jiān)控界面完成對(duì)脫硫裝置的起停操作，脫硫裝置的控制均能夠自動(dòng)運(yùn)行。從而到達(dá)了操作最優(yōu)化，運(yùn)行費(fèi)用較低，增加了設(shè)備的可行性的目的。QUOTEφ=171429-1200171429×100%≈99.3%三、工藝設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原那么1.嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)有關(guān)法規(guī)，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢氣各項(xiàng)指標(biāo)到達(dá)且優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。2.采用先進(jìn)、合理、成熟、可靠的處理工藝，并具有顯著的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。3.工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，確保達(dá)標(biāo)排放。4.在運(yùn)行過(guò)程中，便于操作管理、便于維修、節(jié)省動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用。3.2焦?fàn)t廢氣處理方法選擇在燃燒后廢氣中仍含有大量粉塵，而焦?fàn)t氣是混合物，其主要成分為氫氣〔55%~60%〕和甲烷〔23%~27%〕，另外還含有少量的一氧化碳〔5%~8%〕、C2以上不飽和烴〔2%~4%〕、二氧化碳〔1.5%~3%)、氧氣(0.3%~0.8%))、氮?dú)?3%~7%)。其中氫氣、甲烷、一氧化碳、C2以上不飽和烴為可燃組分，二氧化碳、氮?dú)?、氧氣為不可燃組分。以上氣體大局部為污染物氣體，故在排放前應(yīng)先除塵，再處理廢氣。3.21除塵工藝的選擇根據(jù)除塵效率的要求，可以在該焦化廠(chǎng)使用的除塵方法有濕式除塵、機(jī)械除塵、電除塵和袋式除塵等，在該焦化廠(chǎng)的煙氣除塵中，選擇文丘里除塵器。除塵工藝及粉塵吸收器比擬選擇：根據(jù)2.4設(shè)計(jì)指標(biāo)中的計(jì)算，我們可以知道該工程為到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)必須滿(mǎn)足除塵效率到達(dá)99.7%以上。然而,不同的除塵器的除塵效率是不同的，選擇除塵器必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇。表1各種除塵器的總效率表除塵器名稱(chēng)普通的旋風(fēng)除塵器長(zhǎng)椎體旋風(fēng)除塵器噴霧塔洗滌器總效率(%)65.384.294.5除塵器名稱(chēng)文丘里洗滌器電除塵器袋式除塵器總效率(%)99.597.099.7由上表可知，文丘里洗滌器與袋式除塵器效率較高，其中袋式除塵器的效率高于2.4設(shè)計(jì)指標(biāo)中的效率，文丘里洗滌器那么稍微低于要求。在廢氣中粉塵濃度為6g/m3，倆種除塵器均可滿(mǎn)足要求。而，焦化廠(chǎng)煙氣溫度較高，不宜采用袋式除塵器，且煙氣中含有氣態(tài)污染物，故使用濕式除塵器較好。此二者除塵效率相差不大，綜合上述方面原因，選擇文丘里洗滌器。a)除塵器的壓力損失：壓力損失1000~10000Pa，阻力較高。b)溫度要求：使用溫度要求較低，一般情況下，均可滿(mǎn)足。c)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):設(shè)備投資費(fèi)用較低，設(shè)備費(fèi)少，運(yùn)行費(fèi)用較高，占地面積少，使用時(shí)限長(zhǎng)。3.22脫硫工藝選擇目前,世界上煙氣脫硫工藝有上百種,但具有實(shí)用價(jià)值的工藝僅十幾種。根據(jù)脫硫反響物和脫硫產(chǎn)物的存在狀態(tài)可將其分為濕法、干法和半干法3種。濕法脫硫工藝應(yīng)用廣泛,占世界總量的85.0%,其中氧化鎂法技術(shù)成熟,尤其對(duì)中、小鍋爐煙氣脫硫來(lái)說(shuō),具有投資少,占地面積小,運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),非常適合我國(guó)的國(guó)情。

采用濕法脫硫工藝,要考慮吸收器的性能,其性能的優(yōu)劣直接影響煙氣的脫硫效率、系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用等。旋流板塔吸收器具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn),可以快速吸收煙塵,具有很高的脫硫效率。表2各種脫硫工藝的比擬脫硫工藝濕法半干法干法石灰石石膏法鈉法雙堿法氧化鎂法氨法海水法噴霧枯燥爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床等離子體脫硫效率/%90～9890～9890～9890～9890～9870～9070～8560～7560～90≥90可靠性高高高高一般高一般一般高高結(jié)垢易結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢不結(jié)垢易結(jié)垢易易不結(jié)垢堵塞堵塞堵塞不堵塞不堵塞不堵塞不堵塞堵塞堵塞堵塞不堵塞占地面積大小中小大中中中中中運(yùn)行費(fèi)用高很高一般低高低一般一般一般一般投資大小較小小大較小較小小較小大由上表可知，在脫硫工藝上，石灰石法和氧化鎂法均可滿(mǎn)足要求。為選擇最適合的工藝，進(jìn)行如下比擬：氧化鎂法的主要優(yōu)勢(shì)：來(lái)料充足，我國(guó)氧化鎂儲(chǔ)量可觀(guān)；脫硫效率高，在化學(xué)反響活性方面氧化鎂要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鈣劑脫硫劑，從而使鎂法效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈣法；投資費(fèi)用少，這個(gè)脫硫系統(tǒng)的投資費(fèi)用可減少20%；運(yùn)行費(fèi)用低，氧化鎂的效率高，從而使所需原料量降低；綜合效益高，鎂法的副產(chǎn)品前景廣闊；二次污染少，對(duì)二氧化硫可進(jìn)行再生。石灰石/石膏法的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用的煤種范圍廣、脫硫效率高〔有的裝置Ca/S=1時(shí)，脫硫效率大于90%〕、吸收劑利用率高〔可大于90％〕、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高〔可達(dá)90％以上〕、工作的可靠性高〔目前最成熟的煙氣脫硫工藝〕、脫硫劑—石灰石來(lái)源豐富且廉價(jià)。但是石灰石/石膏法的缺點(diǎn)也是比擬明顯的：初期投資費(fèi)用太高、運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重、副產(chǎn)物—石膏很難處理〔由于銷(xiāo)路問(wèn)題只能堆放〕、廢水較難處理。石灰石-石膏法雖然工藝非常成熟,但投資大,占地面積大。相比之下,氧化鎂法具有投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),因此,本方案選用氧化鎂法脫硫工藝。氧化鎂法脫硫的主要原理:在洗滌中采用含有MgO的漿液作脫硫劑,MgO被轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徭V(MgSO3)和硫酸鎂(MgSO4),然后將硫從溶液中脫除。3.3系統(tǒng)工藝流程概述要對(duì)焦化廠(chǎng)排放的焦?fàn)t廢氣進(jìn)行二氧化硫和粉塵的處理，首先進(jìn)行煙氣的除塵工藝，然后再進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行二氧化硫的脫硫工藝，最后采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)產(chǎn)生的廢物進(jìn)行回收和利用，同時(shí)經(jīng)計(jì)算，廢氣要到達(dá)國(guó)家大氣排放標(biāo)準(zhǔn)。由于反響原理大同小異，本設(shè)計(jì)總結(jié)了一些通用的規(guī)律和設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么，根本適用于目前市場(chǎng)上常用的文丘里除塵工藝和氧化鎂法脫硫工藝。工藝流程圖荒煤氣集氣管荒煤氣集氣管上升管裝煤車(chē)煉焦?fàn)t經(jīng)搗固機(jī)搗實(shí)來(lái)自洗脫苯工段回爐煤氨水煤塔篩焦樓熄焦車(chē)涼焦臺(tái)帶式輸送機(jī)推焦車(chē)熄焦塔攔焦車(chē)?yán)鋮s后抽吸至冷鼓工段經(jīng)篩分后送至焦炭堆場(chǎng)內(nèi)儲(chǔ)存圖1煉焦車(chē)間工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖四、流程圖分析4.1概述首先將本廠(chǎng)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入吸收塔之前要經(jīng)過(guò)除塵裝置，除去其中大局部粉塵，在經(jīng)過(guò)熱交換器冷卻后才能進(jìn)入吸收塔，吸收塔后面的凈化氣體將分別進(jìn)行預(yù)熱，安裝的是旋轉(zhuǎn)式熱交換器。為了使這些系統(tǒng)防止堵塞，安裝吹灰器以去積灰；粉狀石灰石由罐車(chē)運(yùn)到料倉(cāng)存儲(chǔ)，然后通過(guò)給料機(jī)、計(jì)算器和輸粉機(jī)將氧化鎂粉送入在漿配制罐，在罐中與來(lái)自工藝過(guò)程的循環(huán)水一起配制成氧化鎂粉質(zhì)量數(shù)為10%到15%漿液，用泵將該灰漿經(jīng)由一帶流量測(cè)量裝置的循環(huán)管道打入吸收搭底槽，進(jìn)行脫硫，經(jīng)高效脫硫除塵凈化后將其通過(guò)熱交換器，再由引風(fēng)機(jī)引向煙囪實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，另一局部硫酸鎂脫水排放出來(lái)，回收投入工業(yè)、農(nóng)業(yè)或者醫(yī)用使用。4.2文丘里洗滌器除塵系統(tǒng)來(lái)自鍋爐的含塵煙氣首先進(jìn)入文丘里管,進(jìn)行初級(jí)熱交換處理,而后以15～22m/s的流速切向進(jìn)入旋流板塔筒體,首先通過(guò)離心力的作用,煙氣中的大顆粒被甩向塔壁,并被自上而下流動(dòng)的吸收液捕集。當(dāng)煙氣高速通過(guò)旋流塔板時(shí),葉片上的吸收液被吹成很小的霧滴,塵粒、吸收液和霧滴相互之間在碰撞、攔截、布朗運(yùn)動(dòng)等機(jī)理的作用下,粒子間發(fā)生碰撞,粒徑不斷增大。同時(shí)高溫?zé)煔庀蛞后w傳熱時(shí),塵粒被降溫,使水汽凝結(jié)在粒子外表,粒子質(zhì)量也隨之增大,在旋流塔板的導(dǎo)向作用下,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加劇,產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,粉塵很容易從煙氣中脫離出來(lái)被甩向塔壁,在重力作用下流向塔底,實(shí)現(xiàn)氣固別離。

對(duì)于煙氣中那些微細(xì)塵粒,在通過(guò)一級(jí)塔板后不可能全部被捕集,還有一定數(shù)量的塵粒逸出,當(dāng)其通過(guò)多層塔板后,微細(xì)塵粒凝并,質(zhì)量不斷增大后被捕集、別離,從而到達(dá)最正確除塵效果。4.3文丘里除塵器工藝流程圖2文丘里洗滌器設(shè)備示意圖圖3.文丘里除塵器工藝流程圖4.2常規(guī)吸灰系統(tǒng)圖3.常規(guī)吸灰系統(tǒng)工藝流程示意圖4.3脫硫工藝簡(jiǎn)介目前已經(jīng)商業(yè)化運(yùn)行的濕法脫硫工藝中氧化鎂脫硫技術(shù)是一種前景較好的脫硫技術(shù)，該工藝較為成熟，投資少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平安性能好，并且能夠減少二次污染，脫硫劑循環(huán)利用，降低了脫硫本錢(qián)，能夠帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

相對(duì)于鈣法脫硫而言，防止了簡(jiǎn)易濕法存在著的一系列的問(wèn)題，比方管路堵塞、煙溫過(guò)低、煙氣帶水和存在二次水污染等等；同時(shí)與較為完整的石灰石/石膏法，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，投資額大幅減小，綜合經(jīng)濟(jì)效益得到很大的提高。鎂法的副產(chǎn)品有硫酸和七水硫酸鎂兩種。4.4脫硫工藝流程1、煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)是指包括除塵器、煙氣升溫裝置和煙囪在內(nèi)的假設(shè)干處理煙氣的體系。在該系統(tǒng)內(nèi)煙氣經(jīng)過(guò)除塵降溫處理將從鍋爐出來(lái)的煙氣調(diào)整到比擬適宜的反響條件，同時(shí)在設(shè)備出現(xiàn)故障或系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)煙氣可從旁路通過(guò)，保證整個(gè)電廠(chǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，煙氣升溫的目的是為了降低煙氣的含水率，防止煙氣在煙囪中結(jié)露，利于煙囪排除的煙氣能夠盡快擴(kuò)散。

2、氧化鎂的制備

外購(gòu)氧化鎂粒徑如果符合脫硫要求，不需要粉碎可以直接進(jìn)入消化裝置制成濃度在１５～２５％氫氧化鎂的漿液，然后通過(guò)漿液輸送泵送至吸收塔內(nèi)，完成脫硫吸收。

3、SO2吸收系統(tǒng)

吸收塔是SO2吸收的主要場(chǎng)所，材質(zhì)可以選用SS316L不銹鋼或采用普通鋼結(jié)構(gòu)另加防腐層，塔底是漿液池，塔的中間是噴淋層，上面是除霧器。漿液在塔內(nèi)不斷的進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)漿液濃度到達(dá)一定的程度時(shí)就通過(guò)漿液輸出泵排到漿液處理系統(tǒng)中去。

4、漿液處理系統(tǒng)

從吸收塔內(nèi)出來(lái)的漿液主要是亞硫酸鎂和硫酸鎂溶液，在吸收塔內(nèi)二氧化硫和氫氧化鎂反響后生成的亞硫酸鎂進(jìn)如吸收塔底漿液池，由鼓風(fēng)機(jī)往漿液池強(qiáng)制送風(fēng)，氧化成硫酸鎂。含硫酸鎂的水連續(xù)循環(huán)使用于脫硫過(guò)程，當(dāng)循環(huán)水中硫酸鎂濃度到達(dá)一定條件后由泵打入集水池內(nèi)，接著送至硫酸鎂脫雜系統(tǒng)。脫硫污水經(jīng)脫雜設(shè)備去除雜質(zhì)，可以再利用或處理排放。5、排放系統(tǒng)經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。煙氣脫硫技術(shù)屬于燃燒后的脫硫。在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46~55℃左右，且為水蒸氣所飽和。通過(guò)氣-氣換熱器將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。最后，潔凈的煙氣通過(guò)煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。6.反響原理在洗滌中采用含有MgO的漿液作脫硫劑,MgO被轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徭V(MgSO3)和硫酸鎂(MgSO4),然后將含硫氣體從溶液中脫除。脫硫過(guò)程主要反響有吸收反響、中和反響和氧化反響：MgO＋H2O=Mg(OH)2Mg(OH)2＋SO2=MgSO3＋H2OMgSO3＋H2O+SO2=Mg(HSO3)2MgSO3＋1/2O2=MgSO4氧化鎂再生階段發(fā)生的主要反響有：MgSO3→MgO＋SO2MgSO4→MgO＋SO3Mg(HSO3)2→MgO＋H2O＋2SO2SO2＋1/2O2→SO3SO3＋H2O→H2SO4出售時(shí)：MgSO3＋1/2O2→MgSO4MgSO4＋7H2O→MgSO4?7H2O4.5主要參數(shù)計(jì)算焦?fàn)t廢氣的進(jìn)氣量為QV=70000m3N/h，其中SO2的初始濃度為m1=10600mg/m3,要求SO2的排出量為m2=960mg/m3，粉塵為m2=6000mg/m3,排到大氣中的含量m4=18mg/m3,求：(1)二氧化硫與煙塵處理效率n1,n2和各自回收量M1,M2。計(jì)算得：n1=90.9%,n2=99.7%,M1=674.4kg/h,M2=418.7。具體計(jì)算如下：a.二氧化硫排放前需要處理的效率n1=〔m1-m2〕/m1=〔10600-960〕/10600=90.9%每小時(shí)排放的二氧化硫的質(zhì)量：m=10600*70000*10-6=742kg/hb.二氧化硫的回收量M1:M1=m*n1=742*90.9%=674.4kg/hc.除塵效率n2:n2=〔m3-m4〕/m3=〔6000-18〕/6000=99.7%每小時(shí)排放的粉塵的質(zhì)量：m’=6000*70000*10-6=420kg/hd.粉塵的回收量：M2=m’*n2=420*99.7%=418.7kg/h具體字母含義如下：m1，m2—二氧化硫進(jìn)口與出口的質(zhì)量濃度〔mg/m3〕；m3，m4—粉塵進(jìn)口與出口的質(zhì)量濃度〔mg/m3〕。五、主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)〔以下的計(jì)算值都經(jīng)過(guò)圓整了〕5.1文丘里洗滌器5.11文丘里除塵器除塵原理文丘里洗滌除塵器對(duì)粉塵的捕集主要是慣性碰撞機(jī)理起作用。

文丘里洗滌除塵器的除塵包括三個(gè)過(guò)程：含塵氣流有收縮管進(jìn)入喉管流速急劇增大，洗滌液〔一般為水〕通過(guò)沿喉管周邊均勻分布的噴嘴噴入，液滴被高速氣流沖擊進(jìn)一步霧化成更細(xì)小的水滴，此過(guò)程稱(chēng)為霧化過(guò)程;在喉管中氣液兩相得到充分混合，粉塵粒子與水滴碰撞沉降效率很高。進(jìn)入擴(kuò)張管后，氣流降低，靜壓逐漸增大，水滴與粉塵顆粒凝聚成較大的含塵水滴，這一過(guò)程稱(chēng)為凝聚過(guò)程。氣體隨后進(jìn)入除霧器實(shí)現(xiàn)了氣液別離，到達(dá)除塵目的，這一過(guò)程稱(chēng)為別離除塵過(guò)程。霧化過(guò)程和凝聚過(guò)程是在文丘里管內(nèi)進(jìn)行的;別離除塵過(guò)程是在除霧器或其他別離裝置中完成的。凈化后的氣體從除霧器頂部排出，含塵廢水由除霧器錐形底部排至沉淀池。5.12文丘里洗滌器主要特點(diǎn)a．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、占地少、價(jià)格低；b．既用于高溫?zé)煔饨禍兀邷?、高濕和易燃?xì)怏w的凈化，也可凈化含有微米和亞微米粉塵及易于被洗滌液吸收的有毒有害氣體如二氧化硫，氯化氫，硫酸等。5.13文丘里洗滌器除塵工藝流程圖4.文丘里洗滌器設(shè)備示意圖圖5.文丘里洗滌器除塵工藝流程圖5.2氧化鎂的用量設(shè)計(jì)假設(shè)水和氧化鎂以6：1的比例配置，在此處，液氣比與鈣硫比均為1.0。由以上可知二氧化硫的物質(zhì)的量為3.21mol/s，又二氧化硫的吸收率為90.9%，所以需要處理的二氧化硫量：3.21*90.9%=2.92mol/s所以需要的氧化鎂的最小的量為:m4=2.92*40.30=117.68g生成亞硫酸鎂的量：2.92*104.37=304.76g/s噴氫氧化鎂漿液的速度：v=(117.68*7)=823.76g所以理論體積流量為：Q1=823.76/1135700=0.725L/s=0.725*3600=2.61m3實(shí)際過(guò)程中漿液量為理論量的1.5倍，所以實(shí)際體積流量為:QV=Q1*1.5=2.61*1.5=3.91m3/h。循環(huán)的吸收劑一般在槽內(nèi)停留時(shí)間為2個(gè)小時(shí)。取那么循環(huán)的吸收液的體積：V=3.91*2=7.82m3.所需要的氧化鎂的一天的量為〔實(shí)際量為理論量的1.5倍〕：m5=117.68*16*3600*1.5=10.17噸/天一天工作16個(gè)小時(shí)，所以一天需要的水量為：m6=10.17*6=61.02噸/天5.3除霧區(qū)中除霧器的主要性能與設(shè)計(jì)參數(shù):除霧器的最優(yōu)斷面煙氣流速：式中K—除霧器系數(shù)，由除霧器結(jié)構(gòu)決定，通常取0.107-0.305；P2—煙氣密度，單位為kg/m3;P1—液體的密度，單位為kg/m3.查得，氫氧化鎂漿液的密度為p=1135.7kg/m3六、附屬工程設(shè)計(jì)6.1強(qiáng)制化氧罐前的氧化泵氧化風(fēng)機(jī)能提供足夠的氧化空氣，氧化風(fēng)管布置合理，使固液別離塔內(nèi)的亞硫酸鎂充分轉(zhuǎn)化成硫酸鎂。MgSO3+O2―?MgSO4MgSO3+1/2O2=MgS04二氧化硫每秒處理的物質(zhì)的量為2.92mol/s每秒消耗的氧氣量為1/2×2.92=1.46mol氧氣占空氣量的21%，所以每秒空氣量為1.46÷21%×22.4=155.73L/s即為155.73×3600÷1000=560.62m3/h。實(shí)際鼓入空氣量為理論的2-5倍，取值為5，所以實(shí)際鼓風(fēng)量為2803m3/h.6.2強(qiáng)制氧化罐根據(jù)經(jīng)驗(yàn)氧化時(shí)間應(yīng)為5s,氧化泵氣速為2m/sV=2803/3600*5=3.893m3H=5*2=10mS=3.893/10=0.3893底為正方形邊長(zhǎng)L=0.624m。強(qiáng)制氧化罐出口入口流速應(yīng)與吸收塔流出的亞硫酸鎂溶液體積相等，即為3.91m3/h6.3壓濾機(jī)流量規(guī)格為3.91m3/h6.4結(jié)晶器離心機(jī)烘干器結(jié)晶器，容納的七水硫酸鎂應(yīng)為m1=2.92*246.47=719.69g/s 平均一天結(jié)晶一次〔一天8小時(shí)〕結(jié)晶器應(yīng)可容納m2=719.69*8*3600=20.7噸的七水硫酸鎂密度1680kg/m3換算成理論體積為V=20700/1680=12.32m3所以實(shí)際結(jié)晶器容積為=12.32*1.5m3=18.48m3〔理論體積要乘以1.5〕離心機(jī)與烘干機(jī)都要到達(dá)18.48m36.5自動(dòng)控制系統(tǒng)本方案所采取的控制系統(tǒng)采用當(dāng)下普遍使用的系統(tǒng)——可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)治理系統(tǒng)的操作最優(yōu)化，降低運(yùn)行費(fèi)用，增加設(shè)備運(yùn)行的可靠性。PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原那么而設(shè)計(jì)。6.6煙氣系統(tǒng)為脫硫運(yùn)行提供煙氣通道，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的投入和切除，降低吸收塔入口的煙氣溫度和提升凈化煙氣的排煙溫度。煙氣系統(tǒng)主要設(shè)備包括煙道、煙氣擋板、脫硫增壓風(fēng)機(jī)和氣-氣加熱器〔GGH，即煙氣換熱器〕等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易對(duì)煙道產(chǎn)生腐蝕，需進(jìn)行防腐處理。煙氣擋板是脫硫裝置進(jìn)入和退出運(yùn)行的重要設(shè)備，分為濕式煙氣脫硫主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在濕式煙氣脫硫系統(tǒng)的進(jìn)出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當(dāng)關(guān)閉主煙道時(shí)，雙層煙氣擋板之間連接密封空氣，以保證濕式煙氣脫硫系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞。旁路擋板安裝在原鍋爐煙道的進(jìn)出口。當(dāng)濕式煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，旁路煙道關(guān)閉，這時(shí)煙道內(nèi)連接密封空氣。旁路煙氣擋板設(shè)有快開(kāi)機(jī)構(gòu)，保證在濕式煙氣脫硫系統(tǒng)故障時(shí)迅速翻開(kāi)旁路煙道，以確保鍋爐的正常運(yùn)行。經(jīng)濕法脫硫后的煙氣從吸收塔出來(lái)一般在46～ 55℃左右，含有飽和水汽、剩余的SO2、SO3、HCl、HF、NOx，其攜帶的SO42->SO32-鹽等會(huì)結(jié)露，如不經(jīng)過(guò)處理直接排放，易形成酸霧，且將影響煙氣的抬升高度和擴(kuò)散。為此濕法濕式煙氣脫硫系統(tǒng)通常配有一套氣-氣換熱器〔GGH〕煙氣換熱裝置。氣-氣換熱器是蓄熱加熱工藝的一種，即常說(shuō)的GGH。它用未脫硫的熱煙氣〔一般130~150℃〕去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80℃左右，然后排放，以防止低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。另外，從電除塵器出來(lái)的煙氣溫度高達(dá)130~150℃所有不可能接觸到低溫飽和煙氣冷凝液或從吸收塔帶來(lái)的霧氣和液滴的煙道，用碳鋼制作，所有可能接觸到低溫飽和煙氣冷凝液或從吸收塔帶來(lái)的霧氣和液滴的煙道，采用可靠的內(nèi)襯〔鱗片樹(shù)脂〕進(jìn)行防腐保護(hù)。旁路煙道〔從旁路擋板到煙囪〕也采取了防腐措施，防腐材料能夠耐受160℃=1\*GB2⑴原煙氣煙道〔GGH前〕設(shè)計(jì)壓力:-1000～＋4000Pa；運(yùn)行溫度:120℃，最大允許溫度160=2\*GB2