大氣鍋爐脫硫除塵課程設(shè)計(jì)論文

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1、大氣污染控制工程 課程設(shè)計(jì)書 大氣污染控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)的題目 鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)的目的 《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)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(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、基本技能和專業(yè)知識(shí)分析問題和解決工程設(shè)計(jì)問題的能力，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

2、繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。 三、設(shè)計(jì)原始資料 鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.鍋爐設(shè)備的主要參數(shù) 表一 鍋爐設(shè)備的主要參數(shù) 額定蒸發(fā)量 主蒸汽壓力 主蒸汽溫度 燃煤量 排煙溫度 （t/h） （Mpa） (℃) （t/h） (℃) 220 9.81 540 36.4 140~150 2.煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：ρ=1.34Kg/m3 空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：0.01296 Kg/m3 煙氣在鍋爐出口的阻力：800Pa 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16% 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?7.86KPa 冬季室外空氣溫度：-1℃ 空氣過剩系數(shù)

3、：a=1.35 3.煤的工業(yè)分析值： CY=68%；HY=4%；OY=2%；SY=1%；NY=1%；WY=6%；AY=15%；VY=13%， 4.應(yīng)用基灰分：13.18%；應(yīng)用基水分：16.32%；可燃基揮發(fā)分：41.98%；固定碳成分：28.32%。應(yīng)用基低位發(fā)熱量：16768KJ/kg（由于煤質(zhì)波動(dòng)較大，要求除塵器適應(yīng)性較好） 5.按鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271—2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 煙氣濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：200mg/m3 二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：900mg/m3 凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地在鍋爐房北側(cè)15米以內(nèi) 6.連接鍋爐、凈化設(shè)備及

4、煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長(zhǎng)度50m，90o彎頭10個(gè)。 四、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 1. 根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度。 2． 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù) 的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。 3． 除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 4． 脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 5． 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算 6． 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇 7. 編寫設(shè)計(jì)說明書：設(shè)計(jì)說明書按設(shè)計(jì)程序編寫、包括方案的確定，設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)圖等內(nèi)容。課程世紀(jì)說明書應(yīng)有封面、目錄、前言、正文、小結(jié)以及參考文獻(xiàn)等部分，文字應(yīng)簡(jiǎn)明、通順、內(nèi)容正確完整

5、，書寫工整、左側(cè)裝訂成冊(cè) 8． 系統(tǒng)圖一張。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)，并附明細(xì)表。系統(tǒng)平面布置圖一張 前 言 在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應(yīng)增加。而就我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展就我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)有根本性的改變。我國(guó)的大氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，控制燃煤煙氣污染是我國(guó)改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。 人類不僅能適應(yīng)自然環(huán)境，而且還能開發(fā)利用自然

6、資源，改造自然環(huán)境，使環(huán)境更加適合于人類生存。在人為活動(dòng)影響下形成的環(huán)境，稱為次生環(huán)境。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放大量有毒有害污染物，嚴(yán)重污染大氣、水、土壤等自然環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，使人類生活環(huán)境的質(zhì)量急劇惡化，人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)排入環(huán)境各種污染物，特別是生產(chǎn)過程排放的污染物種類極多，而且隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境中污染物的種類和數(shù)量還在與日俱增。這些污染物隨同空氣、飲水和食物進(jìn)入人體后，對(duì)人體健康產(chǎn)生各種有害影響 。大氣污染是隨著產(chǎn)業(yè)革命的興起，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，城市人口的密集，煤炭和石油燃料的迅猛增長(zhǎng)而產(chǎn)生的。近百年來，西歐，美國(guó)，日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大氣污染事件日趨增多，本世紀(jì)50-60年代成為公害

7、的泛濫時(shí)期，世界上由大氣污染引起的公害事件接連發(fā)生，例如：英國(guó)倫敦?zé)熿F事件，日本四日市哮喘事件，美國(guó)洛杉磯煙霧事件，印度博帕爾毒氣泄漏事件等等，不僅嚴(yán)重地危害居民健康，甚至造成數(shù)百人，數(shù)千人的死亡。我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因燃煤排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質(zhì)急劇增多。空氣污染以煤煙型為主，主要污染物是二氧化硫和煙塵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年全國(guó)煤炭消耗量10.52億噸，到1995年煤炭消耗量增至12.8億噸，二氧化硫排放量達(dá)2232萬(wàn)噸。超過歐洲和美國(guó)，居世界首位。由于我國(guó)部分地區(qū)燃用高硫煤，燃煤設(shè)備未能采取脫硫措施，致使二氧化硫排放量不斷增加，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如不嚴(yán)格控制，到201

8、0年我國(guó)煤炭消耗量增長(zhǎng)到15億噸時(shí)，二氧化硫排放量將達(dá)2730萬(wàn)噸。 因而已經(jīng)到了我們不得不面對(duì)的時(shí)候，我們這里我們將用科學(xué)的態(tài)度去面對(duì)去防治。 目錄 前 言 1.工藝流程的選擇及說明 1 2.除塵器的設(shè)計(jì)及計(jì)算 1 2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 1 2.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量 2 2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 2 2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 2 2.1.4煙氣含塵濃度 2 2.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫的濃度的計(jì)算 3 2.2除塵器的選擇 3 2.2.1 除塵效率 3 2.2.2工況下煙氣流量 3 2.2.3除

9、塵器的選擇及計(jì)算 3 2.2.4管道布置及各管段的管徑 5 2.2.5煙囪的設(shè)計(jì) 6 2.2.6系統(tǒng)阻力的計(jì)算 9 2.2.7風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算 11 3.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算 13 3.1吸收SO2的吸收塔的選擇 13 3.2脫硫方法的選擇 14 3.2.1工藝比較 15 3.2.2工藝流程介紹 16 3.3噴淋的選擇 17 3.3.1噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算 17 3.3.2噴淋塔徑的計(jì)算 18 3.3.3噴淋塔高度的計(jì)算 18 4. 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 1.工藝流程的選擇及說明 脫硫除塵工藝設(shè)計(jì)說明： 雙堿法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備

10、和補(bǔ)充系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)四部分組成。 1.吸收劑制備和補(bǔ)充系統(tǒng) 脫硫裝置啟動(dòng)時(shí)用氫氧化鈉作為吸收劑，氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中，加水配制成氫氧化鈉堿液，在堿液罐中可以定期進(jìn)行氫氧化鈉的補(bǔ)充，以保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行及煙氣的達(dá)標(biāo)排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔內(nèi)容易造成管道及塔內(nèi)發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，可以加裝瀑氣裝置進(jìn)行強(qiáng)制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級(jí)沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環(huán)泵前加裝過濾器，過濾掉大顆粒物質(zhì)和液體雜質(zhì)。 2.煙氣系統(tǒng) 鍋爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵后進(jìn)入脫硫塔，洗滌脫硫

11、后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級(jí)除霧器除去霧滴后進(jìn)入主煙道，經(jīng)過煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進(jìn)入煙囪排放。 3.SO2吸收系統(tǒng) 鍋爐煙氣從煙道切向進(jìn)入主塔底部，在塔內(nèi)螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸，進(jìn)行脫硫除塵，經(jīng)脫水板除霧后，由引風(fēng)機(jī)抽出排空。脫硫液從螺旋板塔上部進(jìn)入，在旋流板上被氣流吹散，進(jìn)行氣葉兩相的接觸，完成脫硫除塵后從塔底流出，通過明渠流到綜合循環(huán)池。 4. 脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng) 脫硫系統(tǒng)的最終脫硫產(chǎn)物仍然是石膏漿，從曝氣池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及NaSO4，嚴(yán)重影響了石膏品

12、質(zhì)，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內(nèi)，石膏漿被濃縮(固體含量約40％)之后用泵打到渣處理場(chǎng)，溢流液回流入再生池內(nèi)。 2.除塵器的設(shè)計(jì)及計(jì)算 2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 2.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量 設(shè)1kg燃煤時(shí) 燃料成分名稱 可燃成分含量(﹪) 可燃成分的量/mol及物質(zhì)的量 理論需氧量/mol 廢氣中組分/mol C 68 56.66 56.66 56.66 H 4 20 10 20 O 2 0.0625 -0.625 　 S 1 0.3125 0.3125 0.3125 N 1 0.035714 0

13、 0.035714 水分 6 3.33 0 3.33 合計(jì) 　 　 66.3475 　 Qa=（1+3.78）*66.3475*22.4/1000=7.104 m3/kg 2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 Qs=1.867*(C+0.375S)+11.2H+1.24W+0.02 Qa+0.79 Qa+0.8N 式中： Qa′——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 m3/kg； W ——煤中水分的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； N ——N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 Qs=1.867*(0.68+0.375*0.01)+11.2*0.04+1.24*0.06

14、+0.02*7.104+0.79*7.104+0.8*0.01 =7.5612(m3/㎏) 2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 Qs = Qs +（α-1）*Qa+ Q水 式中： a ——空氣過剩系數(shù)； Qa′——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 m3/kg； Qs′——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 m3/kg。 Q水----空氣中的水蒸氣量 Qs=7.5612+ (1.35-1) *7.104+7.104*12.96/18*22.4/1000 =10.16(m3/㎏) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì)，因此，Q= Qs*設(shè)計(jì)

15、耗煤量 Q= Qs*設(shè)計(jì)耗煤量=10.16*36.4t*1000=369990m3/h 2.1.4煙氣含塵濃度 C=*A (m3/㎏) 式dsh – 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) A – 煤中不可燃成分的含量 Qs—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。 C=*0.15=2362.2（g/ m3） 2.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫的濃度的計(jì)算 Cso2=*106(㎎/ m3) 式 S – 煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； Qs – 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量 m3/㎏ Cso2=*106==1968.04(㎎/

16、m3) 2.2除塵器的選擇 2.2.1 除塵效率 η=1-=1-=91.62% ηso2=1-=54.28% 2.2.2工況下煙氣流量 Q/=(m3/h)==586563.5 (m3/h) 則煙氣的流量為==162.93(m3/s) 2.2.3除塵器的選擇及計(jì)算 根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率來確定除塵器（袋式除塵器） 袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按不同特點(diǎn)可分為圓筒形和扁形；上進(jìn)氣和下進(jìn)氣，內(nèi)濾式和外濾式，密閉式和敞開式；簡(jiǎn)易，機(jī)械振動(dòng)，逆氣流反吹，氣環(huán)反吹，脈沖噴吹與聯(lián)合清灰等不

17、同種類,其性能比較如下表： 除塵種類 除塵效率% 凈化程度 特點(diǎn) 簡(jiǎn)易袋式 30 中凈化 機(jī)械振動(dòng)袋式 90 中凈化 要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動(dòng)力。 脈沖噴吹袋式 99 細(xì)凈化 清灰方式作用強(qiáng)度很大，而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好 氣環(huán)式袋式 99 細(xì)凈化 適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價(jià)較低，氣環(huán)箱上下移動(dòng)時(shí)緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高 通過我組比較最終決定選用袋式除塵器，根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，最終決定選用MC6—I型系列逆噴脈沖袋式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期

18、性的向?yàn)V袋內(nèi)或?yàn)V袋外噴吹壓縮空氣來達(dá)到清除濾袋上積塵的袋式除塵器，它具有處理風(fēng)量大，除塵效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且清灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，濾袋不受機(jī)械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。 用《除塵器手冊(cè)》中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):主要由上箱體，中箱體，下箱體，排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分組成。上箱體內(nèi)設(shè)有多孔板，濾袋，濾袋框架；下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、檢查門；排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成；控制儀、控制閥、脈沖閥、噴嘴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。 工作原理：含塵氣體由下箱體的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器內(nèi)經(jīng)過濾袋過濾。粉塵被阻留在袋外，凈化氣體進(jìn)入袋內(nèi)經(jīng)過文氏管，由排風(fēng)口排出機(jī)外

19、，阻留在濾袋上的粉塵通過用電控（D）、機(jī)控（J）或氣控（Q）中的一種方式，控制開啟脈沖閥定時(shí)分排，對(duì)濾袋進(jìn)行清灰，其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表： 型號(hào) 過濾面積m2 濾袋數(shù)量/條 處理風(fēng)量m3/h 脈沖閥個(gè)數(shù)/個(gè) 外形尺寸/長(zhǎng)*高*寬 MC36—I 27 36 3250～6480 6 1425*1678*3600 設(shè)備質(zhì)量/kg 濾袋尺寸/mm 設(shè)備阻力/Pa 除塵效率 入口含塵濃度g/m3 過濾風(fēng)速/m/min 1116.80 Φ120*2000 1200～1500 ＞99% 2～14 2～4 主要結(jié)構(gòu)尺寸： 型號(hào) A A1 B

20、B1 H MC36—I 1678 1150 1340 1100 3660 影響因素：過濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈化物料種類等。 2.2.4管道布置及各管段的管徑 1.各裝置及管道布置原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置，一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了，對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊 ，管路短，占地面積小，并使安裝，操作和檢修方便。 2.管徑的確定Π 式中：v—煙氣流速m/s（對(duì)于鍋爐煙塵v=20～30m/s） 取v=25 m/s則 圓整并選取風(fēng)值： 鋼制板風(fēng)

21、管 外徑D/mm 外徑允許偏差/mm 壁厚/mm 2900 1 1 內(nèi)徑d1=2900-2*1=2.898m 由公式得 煙氣流速 由此可知，除塵器中的管徑設(shè)計(jì)合理 2.2.5煙囪的設(shè)計(jì) 1.煙囪高度的計(jì)算 根據(jù)鍋爐的蒸發(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)定表確定煙囪高度 燃煤、燃油（燃輕柴油、煤油除外）鍋爐房煙囪最低允許高度GB 13271-2001 鍋爐房裝 機(jī)總?cè)萘? MW ＜0.7 0.7~＜1.4 1.4~＜2.8 2.8~＜7 7~＜14 14~＜28 t/h ＜1 1~＜2 2~＜4 4~＜10 10~＜20

22、 20~≤40 煙囪最低 允許高度 m 20 25 30 35 40 45 煙囪抬升高度：由于燃煤量為36.4t/h 在20~40之間 選取H=45m 當(dāng)煙氣熱釋放率Qh大于或等于是2100KJ/s，且煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值△T大于或等于35K時(shí)，△H采用下式計(jì)算： 式中： no——煙氣熱狀況及地表系數(shù)，見表5； n1——煙氣熱釋放率指數(shù)，見表5； n2——排氣筒高度指數(shù)，見表5； Qh——煙氣熱釋放率，KJ/s； H——排氣筒距地面幾何高度，m ，超過去240m時(shí)，取H=240m； Pa——大氣壓力，KPa ，如無(wú)實(shí)測(cè)

23、值，可取鄰近氣象臺(tái)（站）季或年平均值，調(diào)查期間按勞取酬6.1.3執(zhí)行； Qv——實(shí)際排煙率，m3/s； △T——煙氣出口溫度與環(huán)境溫度差，K； Ts——煙氣出口溫度，K； Ta——環(huán)境大氣溫度，K，如無(wú)實(shí)測(cè)值，可取鄰近氣象臺(tái)（站）季或年平均值，調(diào)工查期間按6.1.3執(zhí)行； U——排氣筒出口處平均風(fēng)速，m/s ，如無(wú)實(shí)測(cè)值，其確定方法參閱7.5.1。 表5 no、n1、n2的選取 Qh，KJ/s 地表狀況（平原） no n1 n2 Qh，KJ/s 農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū) 1.427 1/3 2/3 城市及近郊區(qū) 1.303 1/3

24、2/3 2100≤Qh＜21000且△T≥35K 農(nóng)革或城市遠(yuǎn)郊區(qū) 0.332 3/5 2/5 城市及近郊區(qū) 0.292 3/5 2/5 =0.35*97.86*24.71*146/145 =852.2Kj/s =（273+145）-（273-1） =146K 由于852.2KW<2100KW，則 V—煙率出口速度 m/s D—煙囪出口內(nèi)徑 m Qh—煙囪的熱排放率 u—煙囪出口的環(huán)境

25、平均風(fēng)速 m/s，取2.5m/s Δh=(1.5*24.71*2.898+9.6*10^-3*852.2)/2.5=46.3 煙囪總高度H為：H=Hs+Δh=91.3 2.煙囪直徑的計(jì)算 煙囪出口內(nèi)徑按如下公式： 圓整取d=3.72m Q—通過煙囪的總煙量 m3/h W—按下表選取的煙囪出口煙氣流速m/s，選W=18m/s， 煙囪出口煙氣流速 通風(fēng)方式 運(yùn)行情況 全負(fù)荷 最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng) 10~20 4~5 自然通風(fēng) 6~8 2．5~3 煙囪底部直徑： d1=d+2iH=3.72+2*0.02*91.3=9.372m

26、 d—煙囪出口直徑 m H—煙囪高度 m i—煙囪錐度，取I=0.02 煙囪的抽力： H —煙囪高度 m tk—外界空氣溫度 ℃ tp—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 ℃ B—當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa 煙囪的阻力損失計(jì)算 采用磚砌煙囪,阻力可按下式計(jì)算 -摩擦阻力系數(shù),0.04 -管道長(zhǎng)度,m -管道直徑,2.898m -煙氣密度Kg/m3 -管內(nèi)煙氣平均流速 則最大地面濃度 可見地面最大濃度小于國(guó)家規(guī)定,煙囪高度設(shè)計(jì)合理 2.2.6系統(tǒng)阻力的計(jì)算 1、摩擦阻力損失 L—管道長(zhǎng)度，m

27、 d—管道直徑，m ρ—煙氣密度，Kg/ m3 v—管中煙氣流速，m/s λ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù) 和管道相對(duì)粗糙度 的函數(shù)，可以查手冊(cè)得到。（實(shí)際中金屬管取0.02，磚砌或混凝土管道取0.04。） 對(duì)于Ф2900圓，L=50m ρ= ΔPL==94.32 Pa 2、局部壓力損失 ==27.35 Pa ε—異形管件的局部阻力系數(shù)，可以

28、在有關(guān)手冊(cè)中查到或通過實(shí)驗(yàn)求得。 v—與ε相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速度，m/s ρ—煙氣密度，Kg/ m3 L1=0.05xtan67.5o=0.12m a、除塵器進(jìn)氣管的阻力損失計(jì)算 如圖所示，進(jìn)氣管管道計(jì)算如下： 漸縮管的計(jì)算 α≤45o 時(shí)ε=0.1 取α=45o v=24.71m/s ==27.35 Pa 設(shè)兩個(gè)均為90o彎頭 D=2900 m m　　取R=1.5D　　　則ε=0.175　 =95.74 Pa 漸擴(kuò)管的計(jì)算 =0.5 查《化工原理》附表 則ε=0.25 =68.38 Pa L3==0.8

29、84m b、除塵器出氣管的阻力損失的計(jì)算 如圖所示，出氣管管道計(jì)算如下： 漸擴(kuò)管的計(jì)算 α≤45o 時(shí)ε=0.1 取α=30o v=24.71m/s ==27.35 Pa L4==0.12 m 兩個(gè)90o彎頭 D=2900 m m，　　?。遥剑?５Ｄ　　　則ε=0.175　 =95.74 Pa C、對(duì)于T型三通 ε=0.55 =150.45 Pa 則系統(tǒng)總阻力[其中鍋爐出口前阻力800Pa，除塵器阻力1400Pa（一般為1200~1500Pa）] ∑h=94.32+27.35+27.35+95.75+68.3

30、8+27.35+95.75+150.45+800+1400 =2786.7 Pa 2.2.7風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算 1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 Q1==593579.8m3/h 1.1—風(fēng)量備用系數(shù) B—當(dāng)?shù)卮髿鈮篕Pa Q—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量，m3/h tp —風(fēng)機(jī)前煙氣溫度OC，若管道不長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度 2、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 =2146.6 Pa 1.2—風(fēng)壓備用系數(shù) ∑Δh—系統(tǒng)總阻力，Pa tp —風(fēng)機(jī)前煙氣溫度OC

31、 ty—風(fēng)機(jī)性能表中給出的實(shí)驗(yàn)用氣體溫度，OC Py—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度1.36 Kg/ m3 Sy—煙囪產(chǎn)生的抽力，Pa 根據(jù)Hy和Qy選定Y8-39 的引風(fēng)機(jī)，性能表如下 3、電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 Qy—風(fēng)機(jī)風(fēng)量， Hy—風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 Y1—風(fēng)機(jī)在全頭時(shí)的效率（一般為0.6) y2—機(jī)械傳動(dòng)功率（用V形帶動(dòng)傳動(dòng)時(shí) =0.95） —電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī) =1.3 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式，選定Y160L-6型電動(dòng)機(jī)（功率是11 Kw） 性能

32、參數(shù)如下: 型號(hào)及參數(shù) 鍋爐 鍋爐型號(hào) 　 DG410／9.8-5 配套單機(jī)功率 ／MW 100 蒸發(fā)量 ／t.h-1 410 過熱蒸汽壓力 ／MPa 9.8 過熱蒸汽溫度 ／℃ 540 給水溫度 ／℃ 222 熱風(fēng)溫度 ／℃ 360 燃料消耗量 ／t.h-1 54.65 汽包中心標(biāo)高 ／mm 41500 爐膛深度 ／mm 8640 爐膛寬度 ／mm 9664 爐膛容積 ／m3 2196 　 吸風(fēng)機(jī)型號(hào) 　 Y4-260-261／2D 出力 ／m3.h－1 724030 風(fēng)壓 ／Pa 5

33、510 配套電機(jī)容量 ／kW 900 電壓 ／V 3000 電流 ／A 215 轉(zhuǎn)速 ／r.min－1 730 　 送風(fēng)機(jī)型號(hào) 　 GA-73-11-22D 出力 ／m3.h－1 261000 風(fēng)壓 ／Pa 7000 配套電機(jī)容量 ／kW 710 電壓 ／V 3000 電流 ／A 169 轉(zhuǎn)速 ／r.min－1 992 3.噴淋塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1吸收SO2的吸收塔的選擇 名稱 操作參數(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 填 料 塔 空塔氣速2.0～5.0m/s 液氣比0.5～1.0L/m3 壓力損失

34、200～1000Pa 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備小，制造容易，占空間小；液氣比小，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時(shí)除塵、降溫、吸收 不能無(wú)水運(yùn)行 自 激 湍 球 塔 液氣比1～10L/m3 噴淋密度6～m3/(m2.h) 壓力損失500Pa/m 空塔氣速0.5~1.2m/s 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易； 填料可用耐酸陶瓷，較易解決防腐蝕問題； 流體阻力較小，能量消耗低； 操作彈性較大，運(yùn)行可靠。 不能無(wú)水運(yùn)行 篩 板 塔 空塔氣速1.0～3.0m/s 小孔氣速16～22m/s 液層厚度40～60mm 單板阻力300～600Pa 噴淋密度12～15

35、m3/(m2.h) 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，空塔速度高，處理氣量大； 能夠處理含塵氣體，可以同時(shí)除塵、降溫、吸收； 大直徑塔檢修時(shí)方便 安裝要求嚴(yán)格，塔板要求水平； 操作彈性較小，易形成偏流和漏液，使吸收效率下降。 噴 淋 塔 空塔氣速2.5～4.0m/s 液氣比13～30L/m3 壓力損失500～2000Pa 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，操作容易； 可同時(shí)除塵、降溫、吸收，壓力損失小 氣液接觸時(shí)間短，混合不易均勻，吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入，動(dòng)力消耗大，噴嘴易堵塞； 產(chǎn)生霧滴，需設(shè)除霧器 通過比較各種設(shè)備的性能參數(shù)，填料塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好

36、等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的脫硫效率，所以選用填料塔吸收二氧化硫。 3.2脫硫方法的選擇 3.2.1工藝比較 濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以除去SO2的技術(shù) 本設(shè)計(jì)為高濃度SO2煙氣的濕法脫硫 近年來盡管半干法和干法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用有了較大的發(fā)展空間,但是濕法脫硫仍是目前世界上應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡(jiǎn)便,吸收劑價(jià)廉易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。常用方法有石灰/石灰石吸收法、鈉堿吸收法、氨吸收法 其工藝比較見下表： 項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 石灰/石灰石吸收法 脫硫效率高，吸收劑資源廣泛，價(jià)格低廉，副產(chǎn)品石膏可用建筑材料 系統(tǒng)復(fù)雜，

37、占地面積大，造價(jià)高，容易結(jié)垢造成堵塞，運(yùn)行費(fèi)用高，只使用大型電站鍋爐 氫氧化鈉吸收法 價(jià)格便宜，脫硫效率高，副產(chǎn)品的溶解度特性更適用加熱解吸過程，可循環(huán)利用，吸收速度快 高溫下NaHSO3轉(zhuǎn)換成Na2SO3,喪失吸收二氧化硫的能力 氨吸收法 脫硫效率高，運(yùn)行費(fèi)用低 吸收劑在洗滌過程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧，污染環(huán)境，投資大 綜合本工藝流程圖及上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)比較,經(jīng)過比較全面考慮,最終我們組選用鈉堿吸收法進(jìn)行脫硫,即采用NaOH來吸收煙氣中的SO2,再用石灰石中和再生,再生后的溶液繼續(xù)循環(huán)利用。該法吸收劑采用鈉堿，故吸收率較高，可達(dá)95%，而且吸收系統(tǒng)內(nèi)不生成沉淀物，無(wú)結(jié)垢和阻塞問

38、題。 其反應(yīng)機(jī)理： 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 Na2SO3同樣可以吸收SO2，達(dá)到循環(huán)吸收的效果。 3.2.2工藝流程介紹 1.工藝流程介紹 含SO2煙氣經(jīng)除塵、降溫后送入吸收塔，塔內(nèi)噴淋含NaOH溶液進(jìn)入洗滌凈化，凈化后的煙氣排入大氣。從塔底排出的吸收液被送至再生槽加CaCO3驚醒中和再生.將再生后的吸收液經(jīng)固液分離后,清夜返回吸收系統(tǒng);所得固體物質(zhì)加入H2O重新漿化后,鼓入空氣進(jìn)行氧化可得石膏. 2.工藝過程 一、脫硫反應(yīng)： Na2S

39、O3 + SO2 → NaSO3 + CO2↑ （1） 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O （2） Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 （3） 其中： 式（1）為啟動(dòng)階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)； 式（2）為再生液pH值較高時(shí)（高于9時(shí)），溶液吸收SO2的主反應(yīng)； 式（3）為溶液pH值較低（5~9）時(shí)的主反應(yīng)。 二、氧化過程(副反應(yīng)) Na2SO3 + 1/2O2 → Na2SO4 （4） NaHSO3 + 1/2O2 → NaHSO4 （5） 三、再生過程 Ca(OH)2 +

40、Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3 （6） Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3?1/2H2O +3/2H2O （7） 四、氧化過程 CaSO3 + 1/2O2 → CaSO4 （8） 式（6）為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式（7）為再生至pH＞9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)，再生的NaOH可以循環(huán)使用。 3.3噴淋的選擇 再熱煙氣溫度大于75，煙氣流速在1～5m/s，漿液Ph大于9，石灰/石灰石漿質(zhì)量濃度在10%～15%之間，液氣比在8～25，氣液反應(yīng)時(shí)間3～5s，氣流速

41、度為3.0m/s，噴嘴出口流速10m/s，噴淋效率覆蓋率200%～300%，脫硫石膏含水率為40%～60%，一般噴淋層為3～6層，煙氣中體積分?jǐn)?shù)為4000/，脫硫系統(tǒng)阻力在2500～3000Pa. 3.3.1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)，0～0.1； =586563.5 *（273+80）/273 * 101.324/ 120 * (1+0.05)

42、 =672430 3.3.2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： A = Q /v =186.78/4 =46.69m2/s 則塔徑d為： 取塔徑D。= 7710mm 3.3.3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)

43、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(3.4～3.5)m。 則取除霧區(qū)高度為： (3) 漿池高度 漿池容量按液氣比漿液停留時(shí)間確定： 式中： —液氣比，取18； Q—標(biāo)況下煙氣量，； —漿液停留時(shí)間，； 一般為，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，本設(shè)計(jì)中選取的漿池直徑為

44、3.5m，然后再根據(jù)計(jì)算漿池高度： 式中：—漿池高度，； —漿池容積，； —漿池直徑，。 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. 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 通過此次設(shè)計(jì)，我對(duì)袋式除塵器的工作原理，性能影響因素有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)其各部分尺寸的設(shè)計(jì)也有了一定的了解。 對(duì)于我來說，獨(dú)自完成課程設(shè)計(jì)是相當(dāng)困難的，它的完成與老師和同學(xué)的合作是密不可分的，在共同的努力

45、中我感受到了團(tuán)隊(duì)的合作力量，團(tuán)隊(duì)的溫暖，工作的同時(shí)也增進(jìn)了我們的友誼，我想我們每個(gè)人都會(huì)為我們共同努力的汗水所驕傲和自豪。兩周的努力結(jié)果可能不盡人意，但是我們付出了。這兩周雖然很辛苦，但很充實(shí)，遺忘的知識(shí)又重新在頭腦中熟悉，通過對(duì)此次課程的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，學(xué)到了更多新知識(shí)。付出了許多，但是收獲的更多。感謝老師在此次設(shè)計(jì)中給予我的幫助。 參考文獻(xiàn) 1. 賈紹義、柴誠(chéng)敬，《化工原理課程設(shè)計(jì)》 2. 熊振湖、費(fèi)學(xué)寧、池勇志等，《大氣污染防治技術(shù)及工程應(yīng)用》 3. 馬廣大，《大氣污染控制工程》 4. 余國(guó)琮，《化工機(jī)械工程手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003 5. 王志魁　《化工原理》　化學(xué)工業(yè)出版社