燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫工藝設(shè)計

主題： 20t/h (蒸發(fā)量)燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫工藝設(shè)計類別：學(xué)位：名稱：指導(dǎo)老師：目錄前言41設(shè)計事務(wù)書1.1課程設(shè)計主題1.2設(shè)計原材料62 .設(shè)計方案的選擇確定72.1除塵系統(tǒng)的論證選擇72.1.1.2旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型。 |82.1.1預(yù)除塵設(shè)備的論證選擇82.1.1.1旋風(fēng)分離器的動作原理、應(yīng)用和特征82.1.1.2旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型82.1.1.3旋風(fēng)分割粒徑、分級效率和總效率的計算102.1.2二級除塵設(shè)備的論證選擇102.1.2.1二級除塵設(shè)備的工作原理、應(yīng)用和特征152.1.2.2二次除塵的結(jié)構(gòu)設(shè)計172.1.3除塵系統(tǒng)的效果分析172.2鍋爐煙氣脫硫技術(shù)論證選擇172.3鼓風(fēng)機和泵的選型和節(jié)能設(shè)備242.4投資估算與經(jīng)濟分析242.5設(shè)計結(jié)果綜合評價253圖1旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)圖圖2煙氣凈化系統(tǒng)圖我國大氣管理概況我國大氣污染嚴(yán)重，污染排放總量處于高水平。 為了控制和整治大氣污染，“九五”以來，我國在控制污染排放技術(shù)等方面開展了許多研究開發(fā)，取得了許多新成果，大氣污染的防治也取得了重要進(jìn)展。 在“八五”、“九五”期間，國家開展了全球變暖預(yù)測、影響和對策研究，在溫室氣體排放和溫室效應(yīng)機制、海洋對全球變暖的影響、氣候變化對社會經(jīng)濟和自然資源的影響等方面取得了重大進(jìn)展。 近年來，我國環(huán)境監(jiān)測能力大幅提高，初步形成了具有中國特色的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和管理體系，環(huán)境監(jiān)測進(jìn)展明顯。我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展不斷開拓我國的環(huán)境保護科技研究領(lǐng)域，我國早期環(huán)境科學(xué)單純研究污染引起的環(huán)境問題，目前已擴展到全面研究生態(tài)系統(tǒng)、自然資源保護和全球環(huán)境問題，特別是污染防治，從工業(yè)“三廢”治理技術(shù)到綜合防治技術(shù)， 從點源的管理技術(shù)到地域性的綜合防治技術(shù)，以及無廢少廢的清潔生產(chǎn)技術(shù)、廢棄物資源化技術(shù)等進(jìn)行了研究開發(fā)。在大氣污染防治技術(shù)的研究開發(fā)中，近年來我國取得了很多成果，同時，如表1所示，大氣污染的管理也取得了很大進(jìn)展。表1近年來我國大氣污染治理進(jìn)展大氣污染防治1995年1996年1997年1998年1999年2000年工業(yè)廢氣管理率(% )82.584.486.387.185.189.8建設(shè)城市煙塵控制區(qū)的數(shù)量(個)300223192339244623642718煙塵控制區(qū)域面積(平方公里)125321296115791137961600018000“九五”期間，全國主要污染物排放總量規(guī)劃基本完成。 國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長8.3%時，在大氣污染防治方面，2000年全國二氧化硫、煙塵、工業(yè)粉塵等主要污染物排放總量較“八五”末期分別下降1015%。隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，國家采取了8.4萬多家技術(shù)落后、浪費資源、質(zhì)量差、污染環(huán)境、不符合安全生產(chǎn)條件的嚴(yán)重污染、無法管理的煤礦、鋼鐵、水泥、玻璃、精油、火力等“十五小”企業(yè)，對高硫煤實施限產(chǎn)，有效減少污染物排放總量全國23萬多家污染工業(yè)企業(yè)中，90%以上的企業(yè)實現(xiàn)了主要污染物標(biāo)準(zhǔn)排放。 在46個評價的環(huán)境保護重點城市中，25個城市的大氣質(zhì)量通過功能區(qū)劃達(dá)成，19個城市(區(qū))被授予國家環(huán)境保護示范城市(區(qū))。重點地區(qū)污染治理也取得了階段性成果。 “兩控區(qū)”二氧化硫排放量減少，酸雨范圍和頻率受到控制，穩(wěn)定。 北京市環(huán)境管理初見成效。 重點區(qū)域污染治理全面開展了全國污染防治工作。大氣污染防治技術(shù)為了控制和整治大氣污染，“九五”以來，我國在煤清潔加工開發(fā)技術(shù)、煤清潔高效燃燒技術(shù)、煤清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)、污染排放控制技術(shù)等方面開展了許多研究開發(fā)，取得了許多新成果。 同時，我國大氣污染的防治也取得了重要進(jìn)展。 酸雨和二氧化硫控制區(qū)污染防治工作已取得深入進(jìn)展。 “兩個控制區(qū)”內(nèi)的175個地方市和電力、煤炭等行業(yè)制定了二氧化硫污染防治計劃。 停止小火力發(fā)電機組198臺(設(shè)置容量208萬千瓦)。 8個省、自治區(qū)、直轄市開始限制煤的硫含量。 目前，“兩個控制區(qū)”每年減少二氧化硫排放量約80萬噸，93個城市的二氧化硫濃度達(dá)到國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果中國燃煤電廠煙氣達(dá)到目前發(fā)達(dá)國家規(guī)定的水平，SO2排放量將從每年680萬噸減少到170萬噸，NOx排放量將從100%減少到30%，CO2也將減少2500萬噸。 中國對控制和整治大氣污染負(fù)責(zé)。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要參考大氣污染物排放限值，工藝運行設(shè)計達(dá)到國家GB13271-91鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。除塵脫硫設(shè)計原則(1)脫硫率80%。 除塵效率97%； (2)技術(shù)成熟、運行費用低；(3)投資??；(4)可利用現(xiàn)有設(shè)施；(5)建設(shè)工期短、方便；(6)系統(tǒng)簡單、操作管理方便；(7)主機設(shè)備的壽命8 a；(8)煙氣脫硫以氧化鎂為主要吸收劑，利用鍋爐排渣水的脫硫容量，廢棄廢棄物，運行成本可用于煙氣脫硫和除塵的設(shè)備很多，但運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，不影響生產(chǎn)的同時去除，滿足壓降小等要求，優(yōu)選袋式除塵器和流板。1 .設(shè)計事務(wù)書1.1課程設(shè)計主題設(shè)計蒸發(fā)量為20t/h燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫裝置1.2 .設(shè)計原材料1 .煤炭工業(yè)分析如下表：9.0%18.1%2.3%1.7%3.2%65.7%20939水分灰分o.oshc.c低發(fā)熱量(kJ/kg )2 .鍋爐型號： FG-35/3.82-M型3 .鍋爐熱效率： 75%4 .空氣過剩系數(shù)： 1.25 .水蒸發(fā)熱： 2570.8KJ/Kg6 .煙塵排放因子： 30%7 .排煙溫度： 473K8 .煙密度：1.18kg/m39 .煙粘度： 2.4X10-5 pas10 .塵粒密度： 2250kg/m311 .煙的其他性質(zhì)按空氣計算12 .煙氣中煙塵粒子的粒徑分布：平均粒徑/m0.537.5152535455560粒徑分布/%3201520161063713 .鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001 )中兩類區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排出基準(zhǔn)：200mg/m3；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的SO2排放基準(zhǔn)：900mg/m3；2 .設(shè)計方案的選擇決定2.1除塵系統(tǒng)的論證選擇(一)鍋爐煙氣含塵、硫含量的計算；利用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水蒸發(fā)熱求煤量蒸發(fā)量為20t/h鍋爐所需的熱量煤的需要量煤為1kg時燃料成分名可燃成分的含量(222222222222222222 )可燃成分的量(； ）理論需氧量/mol廢氣中成分/摩爾c.chso.o水灰分65.73.21.72.39.018.154.75160.5354.7580.53-0.7554.75 CO216 H2O0.53 SO25 H2O合計62.56理論煙量： 62.56 62.560.79/0.21=297.9 (摩爾/千克)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為297.922.410-3=6.67 (m3/kg )理論排氣量： 62.560.79/0.2154.75160.53=311.62 mol/kg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論排氣體積： 311.6222.410-3=6.98 (m3 )標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的實際排放體積：6.98 6.67(1.2-1)=8.31 (m3)SO2濃度： C=4082 mg/m3煙塵濃度： C=6534 mg/m3473T時實際排放量： Q=47951 m3/h(2)煙塵除塵效率計算可按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001 )計算煙塵除塵效率2222222222222222(3) SO2的脫硫效率計算根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13217-2001 )計算SO2的脫硫效率22222222222222652(四)方案的初步設(shè)計；用二次除塵系統(tǒng)除塵(一次預(yù)除塵用旋風(fēng)分離器、二次用袋式除塵器)后，用旋轉(zhuǎn)板塔氧化鎂法脫硫。注：考慮到壓力損失過大對吸塵器的不良影響和對操作的要求較高，一次預(yù)除塵的除塵要求不高，確定旋風(fēng)分離器型號時要求電阻在900Pa以下。3.1除塵系統(tǒng)論證選擇3.1.1預(yù)除塵設(shè)備論證選擇煙氣預(yù)除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性吸塵器、旋風(fēng)吸塵器、多管旋風(fēng)吸塵器和淋浴清洗塔等。 這些基本性能如表2-1所示。表2-1除塵設(shè)備的基本性能吸塵器名電阻(Pa )除塵效率(2； ）初始投資駕駛費用重力沉降室501504060很少很少慣性吸塵器1005005070很少很少旋風(fēng)分離器40013007092很少進(jìn)去多管旋風(fēng)分離器80015008095進(jìn)去進(jìn)去噴淋洗滌塔1003007595進(jìn)去進(jìn)去表2-2各種吸塵器的設(shè)備費、耗鋼量及能源消耗量的指標(biāo)吸塵器名占用空間體積m3/(1000m3/h)存儲設(shè)備費用(比率)耗鋼量kg/(m3/h)能源消耗量(Kj/m3)重力沉降室20401.0慣性吸塵器0.71.23.06.00.150.3旋風(fēng)分離器約1.751.04.00.050.10.81.6多管旋風(fēng)分離器3.92.55.00.070.151.64.0表2-3吸塵器名除塵作用力最佳粒徑/m投資比較電阻Pa溫度備注重力降塵室引力100低2001000400占地面積大，除塵效率低慣性吸塵器慣性力50低4001200400除塵效率低旋風(fēng)分離器離心力520進(jìn)去4002000400比較表明，旋風(fēng)分離器易于管理制作，體積小，價格便宜，因此選擇旋風(fēng)分離器作為二次除塵系統(tǒng)的預(yù)除塵。2.1.1.1旋風(fēng)分離器的工作原理、應(yīng)用與特點旋風(fēng)分離器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力將塵埃粒子從集塵氣流中分離的除塵裝置。 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無需特殊附屬設(shè)備，成本低。 具有阻力中等、器內(nèi)無運動部件、操作簡單等優(yōu)點。 旋風(fēng)分離器一般用于收集5-15微米以上的粒子。 除塵效率可達(dá)80%以上，近年改進(jìn)的特制旋風(fēng)分離器可達(dá)95%以上。 旋風(fēng)分離器缺點是捕集微粒的效率低于5微米旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流和塵粒的運動概況：旋轉(zhuǎn)氣流大部分沿器壁從圓到簡體，螺旋狀地從上向圓錐底部運動，形成下降的旋轉(zhuǎn)含塵氣流，強旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力使氣體塵粒遠(yuǎn)大于器壁，塵粒與器壁接觸時，失去慣性力，因入口速度的運動量和自身的重力沿壁面落下進(jìn)行集灰斗旋轉(zhuǎn)下降氣流到達(dá)圓錐體的底部后，沿吸塵器的軸心部旋轉(zhuǎn)，形成上升的旋轉(zhuǎn)氣流，從吸塵器的排氣管排出。從吸氣口流向旋風(fēng)分離器的頂蓋，沿著排氣管的外側(cè)向下流動，到達(dá)排氣管的下端后，與反轉(zhuǎn)上升的中心氣流一起從噴嘴排出，其中分散的灰塵也被一起帶走。2.1.1.2旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型1 .尺寸計算(1)排煙處理量： Q=47951 (m3/h )(初步選擇XLP/B型旋風(fēng)分離器，排煙量大，并列選擇10個設(shè)為=5.8每煙處理量47951/10=4795.1 (m3/h )u=(2p /)0.5=(2900/(1. 1816.1 ) )0.5=16.2 m/s在此設(shè)為u=16m/sp=876，00進(jìn)口面積A=Q/u=4795.1/16/3600=0.0832m2基于XLP/B型旋風(fēng)分離器的尺