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大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)題目： 姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 成績(jī)： 2017年 月 日目錄1.袋式除塵器11.1袋式除塵器的簡(jiǎn)介11.2袋式除塵器的清灰方式主要有21.3袋式除塵器的分類21.4袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)22.濕式石灰脫硫22.1石灰石石膏法脫硫工藝原理及流程32.2脫硫效率的主要影響因素32.1.1吸收塔洗滌漿液的PH32.1.2液氣比32.1.3煙氣流速和煙氣溫度33.設(shè)計(jì)條件：44.設(shè)計(jì)計(jì)算44.1計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量、煙塵和二氧化硫的濃度44.1.1煙氣量的計(jì)算44.1.2煙氣含塵濃度54.1.3 SO2的濃度54.2除塵器的選擇54.2.1除塵效率54.2.2除塵器的選擇54.3除塵器的設(shè)計(jì)54.3.1過(guò)濾面積54.3.2濾袋的尺寸64.3.3每條濾袋面積64.3.4濾袋條數(shù)64.3.5濾袋布置64.4噴淋塔64.4.1噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算64.4.2 噴淋塔徑計(jì)算64.4.3噴淋塔高度計(jì)算74.4.4 新鮮漿料的確定85.煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算85.1 煙囪的幾何高度的計(jì)算95.1.1 煙氣釋放熱計(jì)算95.1.2煙氣抬升高度計(jì)算95.1.3 煙囪直徑的計(jì)算105.2 煙囪阻力損失計(jì)算105.3 煙囪高度校核116. 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算117.系統(tǒng)阻力的計(jì)算127.1摩擦壓力損失127.2局部壓力損失128.風(fēng)機(jī)的選擇128.1風(fēng)量的計(jì)算128.2風(fēng)壓的計(jì)算129.達(dá)標(biāo)分析139.1從從排放濃度核算139.2 從排放速率核算149.3從落地濃度核算149.4總排放濃度核算15參考文獻(xiàn)16附圖181.袋式除塵器1.1袋式除塵器的簡(jiǎn)介袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。它適用于捕集細(xì)小、干燥、非纖維性粉塵。濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過(guò)濾作用對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng)含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器地，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來(lái)，落入灰斗，含有較細(xì)小粉塵的氣體在通過(guò)濾料時(shí)，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。一般新濾料的除塵效率是不夠高的。濾料使用一段時(shí)間后，由于篩濾、碰撞、滯留、擴(kuò)散、靜電等效應(yīng)，濾袋表面積聚了一層粉塵，這層粉塵稱為初層，在此以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，初層成了濾料的主要過(guò)濾層，依靠初層的作用，網(wǎng)孔較大的濾料也能獲得較高的過(guò)濾效率。隨著粉塵在濾料表面的積聚，除塵器的效率和阻力都相應(yīng)的增加，當(dāng)濾料兩側(cè)的壓力差很大時(shí)，會(huì)把有些已附著在濾料上的細(xì)小塵粒擠壓過(guò)去，使除塵器效率下降。另外，除塵器的阻力過(guò)高會(huì)使除塵系統(tǒng)的風(fēng)量顯著下降。因此，除塵器的阻力達(dá)到一定數(shù)值后，要及時(shí)清灰。清灰時(shí)不能破壞初層，以免效率下降。袋式除塵器的結(jié)構(gòu)圖1.2袋式除塵器的清灰方式主要有 (1)氣體清灰：氣體清灰是借助于高壓氣體或外部大氣反吹濾袋，以清除濾袋上的積灰。氣體清灰包括脈沖噴吹清灰、反吹風(fēng)清灰和反吸風(fēng)清灰。 (2 )機(jī)械振打清灰：分頂部振打清灰和中部振打清灰（均對(duì)濾袋而言），是借助于機(jī)械振打裝置周期性的輪流振打各排濾袋，以清除濾袋上的積灰。 (3 )人工敲打：是用人工拍打每個(gè)濾袋，以清除濾袋上的積灰。1.3袋式除塵器的分類(1 )按濾袋的形狀分為：扁形袋（梯形及平板形）和圓形袋（圓筒形）。 (2 )按進(jìn)出風(fēng)方式分為：下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)及上進(jìn)風(fēng)下出風(fēng)和直流式（只限于板狀扁袋）。 (3 )按袋的過(guò)濾方式分為：外濾式及內(nèi)濾式。 濾料用纖維，有棉纖維、毛纖維、合成纖維以及玻璃纖維等，不同纖維織成的濾料具有不同性能。常用的濾料有208或901滌輪絨布，使用溫度一般不超過(guò)120，經(jīng)過(guò)硅硐樹(shù)脂處理的玻璃纖維濾袋，使用溫度一般不超過(guò)250，棉毛織物一般適用于沒(méi)有腐蝕性；溫度在80-90以下含塵氣體。1.4袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)(1 )除塵效率高，可捕集粒徑大于0.3微米的細(xì)小粉塵，除塵效率可達(dá)99%以上。 (2 )使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時(shí)數(shù)百立方米到每小時(shí)數(shù)十萬(wàn)立方米，可以作為直接設(shè)于室內(nèi)，機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可作成大型的除塵室，即“袋房”。 (3 )結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初投資較少（與電除塵器比較而言）,維護(hù)方便。 所以，袋式除塵器廣泛應(yīng)用于消除粉塵污染，改善環(huán)境，回收物料等。2.濕式石灰脫硫技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及易造成二次污染等問(wèn)題。石灰石石膏法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，日本、德國(guó)、美國(guó)的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。2.1石灰石石膏法脫硫工藝原理及流程石灰石石膏法脫硫工藝采用廉價(jià)易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而被脫硫，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。吸收塔內(nèi)的反應(yīng)、傳遞也極為復(fù)雜，總的反應(yīng)為： 脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去攜帶的細(xì)小液滴，經(jīng)煙囪排入大氣，脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收利用。剩余漿液與新加入的石灰石漿液一起循環(huán)，這樣就可以使加入的吸收劑充分被利用，并確保石膏晶體的增長(zhǎng)。石膏晶體的正常增長(zhǎng)是最終產(chǎn)品處理比較簡(jiǎn)單的先決條件。新鮮的吸收劑石灰石漿液根據(jù)pH值和分離SO2量按一定比例直接加入吸收塔。2.2脫硫效率的主要影響因素濕式煙氣脫硫工藝中，吸收塔循環(huán)漿液的pH值、液氣比、煙氣速度、煙氣溫度等參數(shù)對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行影響較大。2.1.1吸收塔洗滌漿液的pH吸收塔洗滌漿液中pH值的高低直接影響SO2 的吸收率及設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕程度等, 而且脫硫過(guò)程的pH值是在一定范圍內(nèi)變化的。長(zhǎng)期的研究和工程實(shí)踐表明,濕法煙氣脫硫的工藝系統(tǒng)一般要求洗滌漿液的P H 值控制在4.5 5.5之間。2.1.2液氣比石灰石法噴淋塔的液氣比一般在(1525)L/m3。取L/G18L/m3，則：液體用量2.1.3煙氣流速和煙氣溫度目前, 將吸收塔內(nèi)煙氣流速控制在(2.63.5)m/s 較合理,典型值為3m/s。則吸收塔的截面積為：低洗滌溫度有利于SO2 的吸收。所以要求整個(gè)漿液洗滌過(guò)程中的煙氣溫度都在100以下。100左右的原煙氣進(jìn)入吸收塔后, 經(jīng)過(guò)多級(jí)噴淋層的洗滌降溫, 到吸收塔出口時(shí)溫度一般為(4570)。3.設(shè)計(jì)條件： 鍋爐型號(hào)：SHS35-39 即雙鍋筒橫置式燃燒爐，蒸發(fā)量35t/h，出口蒸汽壓力39MP設(shè)計(jì)耗煤量：4.2t/h排煙溫度：空氣過(guò)剩系數(shù)：飛灰率=29%煙氣在鍋爐出口前阻力：850Pa設(shè)計(jì)煤成分： 污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行連接鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長(zhǎng)度200m，彎頭40個(gè)。4.設(shè)計(jì)計(jì)算4.1計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量、煙塵和二氧化硫的濃度4.1.1煙氣量的計(jì)算質(zhì)量/g摩爾數(shù)（原子）/mol需氧量（分子）/mol生成物（分子）/molC632632/12=52.6752.6752.7H3030/1=3015/2=7.515O6060/16=3.75S88/32=0.250.250.25A140理論需氧量：理論空氣量：實(shí)際煙氣量： 標(biāo)態(tài)下煙氣流量：4.1.2煙氣含塵濃度4.1.3 SO2的濃度4.2除塵器的選擇4.2.1除塵效率4.2.2除塵器的選擇工況下煙氣流量：所以采用脈沖袋式清灰除塵器。4.3除塵器的設(shè)計(jì)4.3.1過(guò)濾面積4.3.2濾袋的尺寸單個(gè)濾袋直徑：，取單個(gè)濾袋長(zhǎng)度：，取濾布長(zhǎng)徑比一般為，4.3.3每條濾袋面積4.3.4濾袋條數(shù)4.3.5濾袋布置 按矩形布置：（A）a.濾袋分4組;b.每組36條；c.組與組之間的距離：250mm（B）組內(nèi)相鄰濾袋的間距：70mm（C）濾袋與外殼的間距：210mm4.4噴淋塔4.4.1噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為，壓力為120KPa，則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為： 式中：噴淋塔內(nèi)煙氣流量，； 標(biāo)況下煙氣流量，； K除塵前漏氣系數(shù)，00.1；代入公式得：4.4.2 噴淋塔徑計(jì)算依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)煙氣流速，則噴淋塔截面A為：則塔徑d為：取塔徑4.4.3噴淋塔高度計(jì)算 噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。(1) 吸收區(qū)高度依據(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得，選擇噴淋塔噴氣液反應(yīng)時(shí)間t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為： (2) 除霧區(qū)高度除霧器設(shè)計(jì)成兩段。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層(3.43.5)m。則取除霧區(qū)高度為：(3) 漿池高度漿池容量V1按液氣比漿液停留時(shí)間t1確定： 式中： 液氣比，??； Q標(biāo)況下煙氣量，； t1漿液停留時(shí)間，s；一般t1為，本設(shè)計(jì)中取值為，則漿池容積為：選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D0，本設(shè)計(jì)中選取的漿料直徑為D05m，然后再根據(jù)V1計(jì)算漿池高度： 式中：h0漿池高度，m； V1漿池容積，； D0漿池直徑，m。從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.82m。本設(shè)計(jì)中取為2m。(4) 噴淋塔高度 噴淋塔高度為：4.4.4 新鮮漿料的確定1mol 1mol因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)一般鈣/硫?yàn)椋?.05：1.1，此處設(shè)計(jì)取為1.05則由平衡計(jì)算可得1h需消耗CaO的量為： 5.煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算具有一定速度的熱煙氣從煙囪出口排除后由于具有一定的初始動(dòng)量,且溫度高于周圍氣溫而產(chǎn)生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。這相對(duì)增加了煙囪的幾何高度，因此煙囪的有效高度為： 式中：H煙囪的有效高度，m； Hs煙囪的幾何高度，m； 煙囪抬升高度，m。5.1 煙囪的幾何高度的計(jì)算查相關(guān)資料可得燃燒鍋爐房煙囪最低允許高度設(shè)為Hs為60m5.1.1 煙氣釋放熱計(jì)算 式中：煙氣熱釋放率，kw； 大氣壓力，取鄰近氣象站年平均值； 實(shí)際排煙量， 煙囪出口處的煙氣溫度，433K； 環(huán)境大氣溫度，K；取環(huán)境大氣溫度=293K，大氣壓力=978.4kPa 5.1.2煙氣抬升高度計(jì)算由，可得 式中：系數(shù)，取0.6，取0.4，取0.292，則： 則煙囪有效高度 5.1.3 煙囪直徑的計(jì)算設(shè)煙氣在煙囪內(nèi)的流速為，則煙囪平均截面積為：則煙囪的平均直徑d為：取煙囪直徑為DN1200mm，校核流速v得：5.2 煙囪阻力損失計(jì)算煙囪亦采用鋼管，其阻力可按下式計(jì)算： （4-5）式中：摩擦阻力系數(shù)，無(wú)量綱；管內(nèi)煙氣平均流速，；煙氣密度，；管道長(zhǎng)度，m；管道直徑，m；已知鋼管的摩擦系數(shù)為0.02，所以煙囪的阻力損失為：5.3 煙囪高度校核假設(shè)吸收塔的吸收效率為：96%，可得排放煙氣中二氧化硫的濃度為：二氧化硫排放的排放速率： 式中： 為一個(gè)常數(shù)，一般取，此處取0.7； H煙囪有效源高；國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)日平均的濃度為，則設(shè)計(jì)符合要求。6. 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算管道采用薄皮鋼管，管內(nèi)煙氣流速為，則管道直徑d為： 式中：Q煙氣流量，；煙氣流速，；1.2修正系數(shù)代入相關(guān)值得： 結(jié)合實(shí)際情況，取為1260mm，則實(shí)際煙氣流速為： 7.系統(tǒng)阻力的計(jì)算7.1摩擦壓力損失取，對(duì)于圓管工作狀態(tài)下的煙氣密度：7.2局部壓力損失彎頭，40個(gè)彎頭出口前阻力為850Pa，除塵器阻力選1400Pa，脫硫設(shè)備阻力選100Pa8.風(fēng)機(jī)的選擇8.1風(fēng)量的計(jì)算8.2風(fēng)壓的計(jì)算結(jié)合風(fēng)機(jī)全壓及送風(fēng)量，選用型離心引風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)見(jiàn)表3。表3 型離心引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)機(jī)號(hào)功率轉(zhuǎn)速流量全壓6C18.5285080201512933642452電機(jī)的效率 式中；Ne電機(jī)功率，kW；Q風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量，m3/h；-通風(fēng)機(jī)全壓效率，一般取0.50.7；-機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)于直聯(lián)傳動(dòng)為0.95；電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3；代入數(shù)據(jù)得：9.達(dá)標(biāo)分析9.1從從排放濃度核算在排煙溫度160下，SO2的排放濃度，轉(zhuǎn)換為煙囪出口溫度25：則 設(shè)脫硫效率為95.88，脫硫后：依據(jù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行，煙塵最高排放標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3，所以本設(shè)計(jì)符合排放要求。9.2 從排放速率核算（1） 二氧化硫的排放速率設(shè)硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的效率為95.88%，則二氧化硫的排放速率為：0.958864420000.250.8%=5.15200其為GB16297-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值中二級(jí)排放區(qū)中二氧化硫最高允許排放速率，所以符合要求，設(shè)計(jì)合理。 （2）煙氣的排放速率可得出口濃度為：7.22（1-99.9%）= 7.22mg/m3<150 mg/m3檢驗(yàn)煙氣排放速率=總煙氣量煙氣出口濃度=(國(guó)標(biāo)中二級(jí)排放區(qū)最高允許排放速率)，所以可得煙氣排放速率也達(dá)標(biāo)，所以設(shè)計(jì)合理。9.3從落地濃度核算地面最大濃度為：本設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(guī)定，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行。由鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（摘自GB 132712001）可查出煙塵最高允許排放濃度為200mg/m3，二氧化硫的最高允許排放濃度為。GB16297-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值中二級(jí)排放區(qū)中二氧化硫最高允許排放速率，比較得出排放濃度都不超標(biāo)，因而設(shè)計(jì)合理，符合標(biāo)準(zhǔn)，所以該氣體經(jīng)處理后可以在國(guó)家2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下排放。9.4總排放濃度核算煙塵的總排放濃度（按每年300天計(jì)算）：國(guó)家規(guī)定的煙塵總排放濃度為，因?yàn)?，所以符合排放?biāo)準(zhǔn)。的總排放濃度（按每年300天計(jì)算）：國(guó)家規(guī)定二氧化硫的總排放濃度為，因?yàn)?，所以符合排放?biāo)準(zhǔn)。 參考文獻(xiàn)1. 郝吉明，馬廣大.大氣污染控制工程.第二版.北京：高等教育出版社，20022. 黃學(xué)敏，張承中.大氣污染控制工程實(shí)踐教程.北京：高等教育出版社，20033. 劉天齊.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)廢氣卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，19994. 張殿印.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20035. 童志權(quán).工業(yè)廢氣凈化與利用. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20036. 周興求，葉代啟.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)大氣污染控制設(shè)備，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20037. 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