《大氣污染控制》課程設(shè)計(jì)

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：李欣 學(xué)院：河海學(xué)院 專業(yè)：環(huán)境科學(xué) 學(xué)號(hào)：631303070110目錄前言21.總論31.1設(shè)計(jì)任務(wù)31.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求31.3設(shè)計(jì)原始資料31.4參考文獻(xiàn)32.脫硫工藝流程的選擇及說明42.1工藝比較42.2工藝流程介紹42.3吸收SO2的吸收塔的選擇52.4填料的選擇53.除塵器設(shè)計(jì)及計(jì)算63.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算63.2除塵器的選擇74.管道布置及各管段的管徑84.1各裝置及管道布置原則84.2確定管徑85.煙囪的設(shè)計(jì)95.1煙囪高度的計(jì)算95.2煙囪直徑的計(jì)算95.3煙囪的

2、抽力105.4系統(tǒng)阻力計(jì)算105.6風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算116.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算136.1塔徑的計(jì)算136.2填料層高度計(jì)算136.3填料塔高度計(jì)算136.4填料塔附件的選擇137.課程設(shè)計(jì)總結(jié)14前言當(dāng)前我國(guó)大氣污染狀況依然十分嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為煤煙型污染。城市大氣環(huán)境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標(biāo)；二氧化硫污染一直在較高水平；機(jī)動(dòng)車尾氣污染物排放總量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趨勢(shì)?？諝馐堑厍虮砻嬉磺杏猩奈镔|(zhì)賴以生存的基本條件。如果沒有空氣，人類的生存及其社會(huì)活動(dòng)就無法維持下去，植物的光合作用不能進(jìn)行，其它生物也不復(fù)存在。所以，當(dāng)大氣遭受污染之后，其成分、性質(zhì)都發(fā)生了改變，這勢(shì)必會(huì)對(duì)人體

3、健康、動(dòng)植物生長(zhǎng)生活以及生態(tài)平衡乃至各種器官的存放產(chǎn)生有害的影響。近年來，隨著城市工業(yè)的發(fā)展，大氣污染日益嚴(yán)重，空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化，不僅危害到人們的正常生活，而且威脅著人們的身心健康。我國(guó)11個(gè)城市中，空氣中的煙塵和細(xì)顆粒物每年使40萬人感染上慢性支氣管炎。在一定程度上，城市生活正在背離人們所追求的健康目標(biāo)。呼吸道疾病、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨、PM2.5等等，在這些名詞已經(jīng)頻繁的出現(xiàn)在我們的日常生活中，大氣污染的控制已經(jīng)刻不容緩。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為主。因此，控制燃煤煙氣污染使我國(guó)大氣質(zhì)

4、量、減少酸雨額二氧化硫的關(guān)鍵問題。1.總論1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)，要求對(duì)主要煙氣處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖紙。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.2.1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。1.2.2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。1.2.3除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.4脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.5煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.6管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇1.2.7根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)、并附明細(xì)表

5、；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面、剖面布置圖若干張，以解釋清楚為宜，最少4張A4圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張。1.3設(shè)計(jì)原始資料1.3.1基本資料（1）鍋爐型號(hào)：DZL2-13 即，單鍋筒縱置式鏈條爐，蒸發(fā)量2t/h，出口蒸汽壓力13MPa（2）設(shè)計(jì)煤流量：350kg/h（臺(tái)）（3）設(shè)計(jì)煤成分：CY=65% HY=4% OY=2% NY=1% SY=3% AY=15% WY=10% ；VY8，屬于高硫無煙煤（4）排煙溫度：160（5）空氣過剩系數(shù)=1.3（6）排煙中飛灰占煤中不可燃成分比例：16%（7）煙氣在鍋爐出口前阻力550Pa（8）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50m，90彎頭10

6、個(gè)。1.3.2處理要求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。鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB132712001）中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：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。1.4參考文獻(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）胡洪營(yíng)，環(huán)境工程原理，高等教育出版社；（5）李功祥等，常用化工單元及設(shè)備設(shè)計(jì)，華南理工大學(xué)出版社；（6）余國(guó)琮，化工機(jī)械工程手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，2003；（7）路秀林等，化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書塔設(shè)備，化學(xué)

7、工業(yè)出版社，2004；（8）化學(xué)工程手冊(cè)第三卷，化學(xué)工業(yè)出版社；（9）化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社；（10）董大勤等，壓力容器與化工設(shè)備衫手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社；（11）王志魁，化工原理，化學(xué)工業(yè)出版社；2.脫硫工藝流程的選擇及說明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

8、見表1：表1 濕法脫硫各工藝比較明細(xì)表項(xiàng)目?jī)?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，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，最終選用雙堿吸收法進(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

9、。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，無結(jié)垢和阻塞問題。其反應(yīng)機(jī)理： 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3Na2SO3同樣可以吸收SO2，達(dá)到循環(huán)吸收的效果。2.2工藝流程介紹脫硫工藝主要包括：吸收劑制備和補(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。2.2.1吸收劑制備與補(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

10、、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)。2.2.2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。2.2.3 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

11、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。2.2.4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)。2.3吸收SO2的吸收塔的選擇表2 各填料塔性能對(duì)比表名稱操作參數(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)填料塔空塔氣速2.05.0m/s液氣比0.51.0L/m3壓力損失2001000Pa結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備小，制造容易，

12、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、吸收不能無水運(yùn)行自激湍球塔液氣比110L/m3噴淋密度6m3/(m2.h)壓力損失500Pa/m空塔氣速0.51.2m/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。不能無水運(yùn)行篩板塔空塔氣速1.03.0m/s小孔氣速1622m/s液層厚度4060mm單板阻力300600Pa；噴淋密度1215 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

13、液，使吸收效率下降。噴淋塔空塔氣速2.54.0m/s液氣比1330L/m3壓力損失5002000Pa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。2.4填料的選擇填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面而且促使氣液兩相分散，液膜不斷更新，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤(rùn)濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密

14、度小、價(jià)格低廉等。填料的種類很多，大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實(shí)體填料包括環(huán)形填料(如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán))，鞍型填料(如弧鞍、矩鞍)，以及由陶瓷、金屬、塑料等材質(zhì)制成的填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的填料，如鞍形網(wǎng)、波紋網(wǎng)等。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與其它填料相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。結(jié)合幾種填料的優(yōu)缺點(diǎn)最終決定本次設(shè)計(jì)選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。3.除塵器設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算3.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量Qa=4.76(

15、1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)(m3/kg)式中：CY、HY、SY、OY分別在煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù) Qa=4.761.8670.65+5.560.04+0.70.03-0.70.02=6.868(m3/kg)3.1.2標(biāo)態(tài)下理論煙氣量Qs=1.867CY+0.375SY+11.2HY+1.24WY+0.016Qa+0.79Qa+0.8NY(m3/kg)式中：Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量；WY煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； NYN元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 Qs=1.8670.65+0.3750.03+11.20.04+1.240.10+0.0166.868+0.796.868+0.8

16、0.01(m3/kg) =7.35(m3/kg)3.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Qs=Qs+1.016(-1)Qa(m3/kg)式中：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)。 Qs=7.35+1.016(1.3-1)6.868 =9.44(m3/kg)由于標(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)耗煤量；Q= Qs設(shè)計(jì)耗煤量=9.44350=3304(m3/h)3.1.4標(biāo)態(tài)下煙氣含塵濃度 C=(dsh/Qs)AY(kg/m3)式中：dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； AY煤中不可燃成分的含量； Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣

17、量，m3/kg。C=(0.35/9.44)0.15=2.604(g/m3)3.1.5標(biāo)態(tài)下煙氣中SO2的濃度QSO2=(2SY/QS)106(mg/m3)式中：SY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/)。QSO2=(20.03/9.44)106=6.36103(m3/kg)3.2除塵器的選擇3.2.1除塵效率 =1-CS/C式中：C標(biāo)態(tài)下煙氣含塵濃度(mg/m3)；CS標(biāo)態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值(mg/m3)。=1-200/2604=92.32%3.2.2工況下煙氣流量Q=QPTTP(m3/h) 式中：Q標(biāo)態(tài)下實(shí)際煙氣量(m3/h)；P標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，KPa；P當(dāng)?shù)貙?shí)際大

18、氣壓，取98KPa；T出口煙氣溫度，K。Q=3304101.325(273+160)27398=5418.21(m3/h)=1.505(m3/s)3.2.4除塵器的選擇根據(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)合清灰等不同種類,其性能比較如表3所示：表3 不同袋式除塵器性能比較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

19、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MC36I型系列逆噴脈沖袋式除塵器。脈沖袋式除塵器是一種周期性的向?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

20、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，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)尺寸分別見表4、表5：表4 MC36-I型逆噴脈沖袋式除塵器主要性

21、能型號(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MC36I2736325064806142516783660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/min1116.8012020001200150099%21424表5 MC36-I型逆噴脈沖袋式除塵器主要尺寸型號(hào)AA1BB1HMC36I16781150134011003660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。3.2.5總過濾面積根據(jù)含塵濃度、濾料種類及清灰方式等，即可確定過濾氣速vF，并得出總過濾面積：A=Q60

22、VF(m2)式中：Q預(yù)處理的煙氣量(m3/h)VF過濾速度(m/min),取1.8m/minA=5418.21601.8=50.17(m2)4.管道布置及各管段的管徑4.1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。4.2確定管徑d=4Qv(m)式中：v煙氣流速m/s（對(duì)于鍋爐煙塵v=1015m/s），取v=13 m/s則：d=41.5053.1413=0.384(m)對(duì)管徑進(jìn)行圓整，查詢?cè)O(shè)計(jì)手冊(cè)可得到表6：表6 鋼制板風(fēng)管

23、圓整相關(guān)數(shù)據(jù)外徑D/mm外徑允許偏差/mm壁厚/mm40010.75內(nèi)徑：d1=400-20.75=398.5mm由公式d=4Qv(m)可得到煙氣流速v=4Qd2=41.5053.140.39852=12.07(m/s)，由此可知，除塵器中的管徑設(shè)計(jì)合理。5.煙囪的設(shè)計(jì)5.1煙囪高度的計(jì)算首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(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)定確定煙囪的高度。表7 鍋爐總蒸發(fā)量與煙囪高度的關(guān)系鍋爐總額蒸發(fā)量（t/h）11226610202035煙囪的最低高度(m)202530354045由于給定鍋爐型號(hào)DZL213蒸發(fā)量為2t/h，故選定煙囪高度為30m煙囪

24、抬升高度：Qh=CPV0(TS-TZ)；式中：Qh煙囪的熱排放率；Cp標(biāo)況下的煙氣平均比定壓熱容，取CP=1.38kg/m3K；Vo標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量(m3/s)；Ts煙氣出口溫度；Ta當(dāng)?shù)刈罱?年平均氣溫值 K=273+20=293KQh=1.380.918160-20=177.36KW；由于177.36KW2100KW，則：h=215vsD+0.01Qhu；式中：VS煙率出口速度(m/s)，VS=QA=0.91843.140.62=3.25m/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)境平均風(fēng)速(m/s)，取2.5m/s。則：h=2153.250.6+0.01177.

25、362.5=3.76m；煙囪的有效高度為He=HS+h=33.76m5.2煙囪直徑的計(jì)算5.2.1煙囪出口內(nèi)徑按如下公式：d=0.0188Qv(m)式中：Q通過煙囪的總煙量(m3/h)；V煙氣流速，m/s，由表8確定，取為5m/s。表8 煙囪不同情況下出口煙氣流速通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)682.53d=0.01885418.215=0.62m5.2.2煙囪底部直徑ds=d+2ihs=0.7+20.0230=1.9(m)式中：d煙囪出口直徑(m)，圓整取0.7m；hs煙囪高度(m)；i煙囪錐度，取i=0.025.3煙囪的抽力Sy=0.0342H(1273+tk-

26、1273+tp)B(Pa)H 煙囪高度 mtk外界空氣溫度 tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 B當(dāng)?shù)卮髿鈮?PaSy=0.0342301273+20-1273+16098103=110.95Pa5.4系統(tǒng)阻力計(jì)算5.4.1煙囪的阻力損失計(jì)算對(duì)于圓管PL=Ldv22(Pa)-摩擦阻力系數(shù)，取0.04；-管道長(zhǎng)度(m)；-管道直徑，取0.9m；-煙氣密度(Kg/m3)=n27398(273+160)101.325=1.3627398433191.325=0.83kg/m3；-管內(nèi)煙氣平均流速。PL=0.04300.831320.92=93.51Pa；則最大地面濃度max=20.625413.142.52.7

27、236.472=0.11mg/m30.5mg/m3；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。5.4.2摩擦阻力損失PL=Lv22d；式中：L管道長(zhǎng)度，取L=50(m)；d管道直徑(m)；煙氣密度(Kg/ m3)；v管中煙氣流速(m/s)；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）。p=0.02500.8312.0520.402=150.65Pa5.4.3局部壓力損失P=v22=0.10.8312.0522=6.062(Pa)式中：異型管件的局部阻力系數(shù)；煙氣密度(kg/m3)；v與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率

28、(m/s)。（1）除塵器進(jìn)氣管的阻力損失計(jì)算漸縮管的計(jì)算：45時(shí)=0.1所以取=45，v=12.05m/s；P=v22=0.10.8312.0522=6.026Pa；由于兩個(gè)彎頭均為90P=nv22=0.1750.8312.05222=21.09Pa漸擴(kuò)管的計(jì)算：P=v22=0.250.8312.0522=15.06Pa；L3=(0.5-0.4)tan67.52=0.12(m)（2）除塵器出氣管的阻力損失的計(jì)算漸擴(kuò)管的計(jì)算：45時(shí)=0.1；取=30則：P=v22=0.10.8312.0522=6.026Pa；L4=(0.5-0.4)tan67.52=0.12(m)；兩個(gè)90o彎頭，D=400

29、m m，取1.5D則=0.175；P=nv22=0.1750.8312.05222=21.09Pa（3）對(duì)于T型三通P=v22=0.550.8312.0522=33.14Pa（其中=0.55）；則系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力550Pa，除塵器阻力1400Pa（一般為12001500Pa）h=150.65+6.026+6.062+21.09+15.06+6.026+21.09+33.14+550+1300=2106.70Pa5.6風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算5.6.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算Qy=1.1Q273+tp273101.235B(m3/h)式中：1.1風(fēng)量備用系數(shù)；B當(dāng)?shù)卮髿鈮篕Pa； Q標(biāo)

30、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，若管道不長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度。Qy=1.10.9183600273+160273101.23598=5961.47(m3/h)5.6.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算Hy=1.2h-Sy273+tp273+ty101.325B1.293y(Pa)式中：1.2風(fēng)壓備用系數(shù)；h系統(tǒng)總阻力(Pa)；tp風(fēng)機(jī)前煙氣溫度；ty風(fēng)機(jī)性能表中給出的實(shí)驗(yàn)用氣體溫度；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)。Hy=1.22106.70-110.95273+160273+200101.325981.2931.36=2155.08Pa5.6

31、.3風(fēng)機(jī)的選定根據(jù)Hy和Qy選定Y5-47的離心引風(fēng)機(jī)，性能表見表9；表9 Y5-47型引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表型號(hào)全壓/（Pa）風(fēng)量/（m3/h）功率/Kw輸送介質(zhì)溫度（）適用范圍Y5-4798138062750753303110250120t/h鍋爐引風(fēng)5.6.4電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算Ne=QyHy3600100012；式中：Qy風(fēng)機(jī)風(fēng)量(m3/h)； Hy風(fēng)機(jī)風(fēng)壓(Pa)；1風(fēng)機(jī)在全頭時(shí)的效率（一般風(fēng)機(jī)為0.6；高效風(fēng)機(jī)為0.9)；2機(jī)械傳動(dòng)功率（風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)=1，用聯(lián)軸器連接時(shí)=0.950.98，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)=1.3Ne=5961.472155.08

32、1.3360010000.60.95=8.14Kw5.6.5電動(dòng)機(jī)的選定根據(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），性能參數(shù)見表10；表10 Y160L-6型電動(dòng)機(jī)性能表功率(Kw)型號(hào)轉(zhuǎn)速r/min效率(%)功率因數(shù)cos11Y160L-6970870.786.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算6.1塔徑的計(jì)算在常壓零攝氏度下SO2的密度為2.927，再由表3中填料的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算：表11 不同種類填料相關(guān)參數(shù)明細(xì)表品名（鮑爾環(huán) ）徑高厚mmmmmm比表面積（m2/m3）空隙率(%)干填料因子L/m種類1161611880.91275種類225251.21750.

33、90239種類338381.41150.89220種類450501.5930.90127種類576762.6730.9294D=4Quf其中空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%80%，取u =80% uf=0.80.92=0.736m/s時(shí)；D=435473.1436000.736=1.31m；根據(jù)國(guó)內(nèi)壓力容器公稱直徑進(jìn)行校正得D=1.35m。6.2填料層高度計(jì)算用清水吸收屬于中等溶解度的吸收，氣膜阻力和液膜阻力都應(yīng)考慮，本設(shè)計(jì)屬于低濃度氣體的吸收，塔內(nèi)氣體和液體的摩爾流量變化較小，其提及吸收系數(shù)可視為常數(shù)；采用計(jì)算公式Z=HOGNOG式中：HOG相總傳質(zhì)高度，取0.61m；NOG氣相總傳質(zhì)單元數(shù)，取6.84m。Z=6.840.61=4.17m；所以填料層高度為Z=1.54.17=6.20m；設(shè)計(jì)取填料層高度為Z=7m6.3填料塔高度計(jì)算對(duì)于鮑爾環(huán)hD=510，Hmax6m；取hD=6，則h=61350=81