20th（蒸發(fā)量）燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)題目：20t/h（蒸發(fā)量）燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程班級(jí)：B080703 學(xué)號(hào)：B08070302姓名：賈翠芹指導(dǎo)老師：高輝目錄前言3一：設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 5課程設(shè)計(jì)題目5 設(shè)計(jì)原始材料5二、 除塵設(shè)計(jì)52.1燃煤鍋爐排煙量及煙塵和SO2濃度的計(jì)算52.2除塵效果 62.3確定除塵器，風(fēng)機(jī)，煙囪的位置及管道布置6 2.31各裝置及管道布置的原則 72.32煙囪直徑的計(jì)算72.4確煙氣流通管道的計(jì)算82.5袋式除塵器相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 82.6袋式除塵器的壓力損失 102.7系統(tǒng)阻力計(jì)算 12二、 脫硫設(shè)計(jì)123.1 反應(yīng)原理12 文丘里洗滌器的幾何尺寸12 文丘里

2、洗滌器的工作狀況 13四、風(fēng)機(jī)的選擇：根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的壓降選擇風(fēng)機(jī)14五.設(shè)備布置原則 14六、小結(jié)15七、參考資料15附圖1 脈沖袋式除塵器結(jié)構(gòu)圖 附圖2 煙氣凈化系統(tǒng)圖【前言】人類(lèi)不僅能適應(yīng)自然環(huán)境，而且還能開(kāi)發(fā)利用自然資源，改造自然環(huán)境。隨著人們生活水平的日益提高，工農(nóng)業(yè)排放大量的有毒有害物質(zhì)，由此產(chǎn)生了對(duì)環(huán)境有危害的固體廢物、污水、廢氣等。大氣污染隨著產(chǎn)業(yè)革命的興起，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，城市人口密集，煤炭和石油燃料的迅猛增長(zhǎng)產(chǎn)生的，目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問(wèn)題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說(shuō)主要是人類(lèi)活動(dòng)造成的，大氣污染對(duì)人體的舒適、健康的危害包括對(duì)人體的正常

3、生活和生理的影響，大氣污染已經(jīng)直接影響到人們的身體健康。大氣污染物主要分為顆粒態(tài)污染物和氣態(tài)污染物。河南省擁有豐富的煤炭資源，因此燃煤在工業(yè)與生活中均占有重要的地位。由電廠(chǎng)燃煤、鍋爐取暖燃煤、生活取暖燃煤等造成的大氣顆粒物污染非常嚴(yán)重。因此對(duì)于燃煤煙氣除塵系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)尤為重要。故我們將用科學(xué)的方法選用合適的裝置設(shè)計(jì)脫硫除塵系統(tǒng)。鍋爐大氣污染物排放按GB13271-2001中的二類(lèi)區(qū)二時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況）200mg/m3SO2濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況）900mg/m3【關(guān)鍵字】大氣污染 顆粒物 SO2 袋式除塵器課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為20t/h的燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫裝置

4、1.2. 設(shè)計(jì)原始材料 1.煤的工業(yè)分析如下表（質(zhì)量比，含N量不計(jì)）：低位發(fā)熱量 KJ/KgCHS0灰分水分20939%3.2%1.7%2.3%18.1%9.0% 3.鍋爐熱效率：75%6.煙塵的排放因子：30%7.煙氣溫度：473K9.煙氣粘度：2.4X10-5 pa·s10.塵粒密度：2250kg/m3： 平均粒徑/m31525354555>60粒徑分布/%32015201610637 13.按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）中二類(lèi)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200mg/m3； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下SO2排放標(biāo)準(zhǔn)：900mg/m3；4.脫硫除塵系統(tǒng)布置

5、在鍋爐房北側(cè)15米內(nèi) 二、 除塵設(shè)計(jì)21燃煤鍋爐排煙量及煙塵和SO2濃度的計(jì)算 （1）煤成分分析及計(jì)算：以1000g為標(biāo)準(zhǔn) 表一 設(shè)計(jì)參數(shù)值成分質(zhì)量/g物質(zhì)的量 /mol產(chǎn)物物質(zhì)的量/mol消耗O2物質(zhì)的量C657CO2 S17SO2H3232H2O 168O23灰分181181-0H2O9090H2O 50（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論需氧量為：54.75+0.53+8-0.72=62.56 mol/Kg 干空氣中N2:O2=3.78:1 則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量為：×（1+3.78）=299.0368 m/Kg 即：Vao=299.0368/1000=6.6984 m3/Kg （3）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

6、下理論煙氣量為： ×3.78=312.7568 mol/Kg 即：Vfg07.01 m3/Kg（4）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量為：Vfg=Vfg0+Va0(-1)= 7.×(1.2-1)=8.35 m3/Kg（5）蒸發(fā)量為20t/h的鍋爐所需熱量為×20×103 =×106 KJ/h×106/20939××103 （Kg/h）= 3.3 t/h（6）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙氣流量Q；單位：m3/hQ=Vfg×設(shè)計(jì)燃煤量××103 = 27555 m3/h（7）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度： C=m/Vfg

7、 =181×30%×1000/8.35 = 6503 mg/m3m飛灰的質(zhì)量； Vfg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量(8)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含SO2濃度計(jì)算： CSO2=mSO2/Vfg ×64×1000/8.35 = 4062 mg/m3mSO2煙氣中二氧化硫的質(zhì)量； Vfg標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量2.2除塵效果：（1）除塵效率：顆粒=1-Cs/C =1-200/6503 脫硫效率：SO2 （2）除塵器工作狀況工況下的煙氣流量Q1=QTsP/(TPs)×××103 = 47715 m3/h煙氣 流速為Q/3600=47715/3600=13

8、.254 m3/s選擇：脈沖袋式除塵器 阻力選擇Pa 981-1170；文丘里洗滌器脫硫23.確定除塵器，風(fēng)機(jī)，煙囪的位置及管道布置。并計(jì)算各管段的管徑，長(zhǎng)度，煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對(duì)各裝置及管道應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝使用方便。2.3.2煙囪：（1）因?yàn)橘Y料不足，無(wú)法計(jì)算。取50m （2）煙囪直徑的計(jì)算a.煙囪出口直徑：d=0.0188(Q/)1/2 Q 工作狀態(tài)下通過(guò)煙囪的煙氣流量，單位：m3/h 按表二選取的煙囪出口煙氣流速，單位：m/s表二 煙囪出口煙

9、氣流速通風(fēng)方式 運(yùn)行情況 全負(fù)荷m/m最小負(fù)荷m/s機(jī)械通風(fēng) 1020 45自然通風(fēng) 68 2.5 3選定=4m/s d=0.0188(21335/4)1/2 d1=d+2iH d1=1.38+2d煙囪出口直徑，單位：m H煙囪高度，單位：mi2.4.煙氣流通管道的計(jì)算：?jiǎn)挝唬海?）管徑的確定 d=4Q/(v)1/2 = 4×/(×10) 1/2 =mQ 工作狀態(tài)下管道內(nèi)的煙氣流量，單位：m3/s v 取煙氣流速=10m/s圓整并選取管道如下表 表三 鋼管規(guī)格選擇內(nèi)徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm1300±1100內(nèi)徑=d=1300-2*100=1

10、100（mm）（2）煙氣流速核算由 d=4Q/(v)1/2 計(jì)算出 v=4Q/(d2) =4×/(3.14×29 m/s 2.5.袋式除塵器相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算（1）過(guò)濾面積：A=Q1/(60vf) =47715/(60x3) =265.1 m2Vf（2）濾袋尺寸：d=120mm； l=6000mm（3） 每條濾袋面積： a=dl =×120×6000×10-62（4）濾袋條數(shù)：n=A/a =117.3 118 條 （5）濾袋布置：（A）a.濾袋分組：6； b.每組20條c.組于組之間的距離：750mm（B）組內(nèi)相鄰濾袋間距：70mm（C）濾袋與外殼的

11、間距：210mm（6）噴吹管上噴吹孔距離：150mm噴吹管直徑：140mm（7）脈沖噴吹耗用壓縮空氣量：V=nV0/T=m3 n濾袋總數(shù)，條；T脈沖周期，min；安全系數(shù)；V0 每條濾袋噴吹一次好用的壓縮空氣量(噴吹壓力>6atm)。注：每次噴吹時(shí)間為0.2秒、噴吹氣速為50m/s（8）除塵器尺寸：長(zhǎng)：210×2+70×6+750+120×8=2550mm 寬：210×2+70×4+750+120×6=2170mm底面積：2550×2170×10-6=5.5335 高：H1+H2 +H3=6+3+0.5= H

12、1l=6m H2分灰斗高 H3附件高度（9）卸灰斗的設(shè)計(jì)計(jì)算：（A）煤灰產(chǎn)量：m粉塵=6003×27555×10-6=Kg/h V粉塵=m粉塵m3/hm3（C）清灰時(shí)間：3min（D）灰斗總體積：V'=×m3 假設(shè)灰斗數(shù)量：2灰斗上底面積：2550×1085×10-6=2.8分灰斗高：3m下底面積：1.4 分灰斗的體積：3×22× m3（E）灰斗數(shù)量 ：/ 2；驗(yàn)算 2(數(shù)據(jù)可取) 2.5.袋式除塵器的壓力損失：數(shù)據(jù)不足（1）煙氣流通管道（A）摩擦壓力損失PL=Lcv2/(2d)L管道長(zhǎng)度，單位：m 摩擦阻力系數(shù)c煙

13、氣密度，單位：Kg/m3 v管中氣流平均速率d管道直徑，單位：m對(duì)于1100圓管 L=10mc=cn×273/473 =1.34×273/4Kg/m3PL×10×92/(2×)=7.80Pa（B）局部壓力損失 P=cv2/2管件的局部阻力系數(shù)(可查于化工原理) v與對(duì)應(yīng)斷面平均速率 c煙氣密度，單位：Kg/m3a.T形合流三通管 =0.55 (查異形管件的局部阻力系數(shù)) ××2 b. 除塵器進(jìn)氣管 漸縮管的計(jì)算： «450時(shí)，=0.1 取 = 450 v=9.99 m/s ×0.86×2/2 =

14、4.3Pa 450彎頭的計(jì)算 ×0.86×2 漸擴(kuò)管的計(jì)算 =300 ×0.86×2 c. 除塵器出氣管漸擴(kuò)管的計(jì)算 =300 ×0.86×2/2 =a 兩個(gè) 900彎頭的計(jì)算 ×0.86×2/2 9Pa系統(tǒng)總阻力(其中煙氣在鍋爐出口前阻力若：800Pa，除塵器阻力1100Pa)P=7.80+23.6+4.3+15.0+8.15+8.15+9+800×2+1100 =3099Pa三、 脫硫設(shè)計(jì)由于煙氣含硫量較低，去除效率要求不高，所以選擇文丘里洗滌器作為脫硫設(shè)備，洗滌液為一定濃度的氨水，如此，脫硫產(chǎn)物可以

15、回用。3.1 反應(yīng)原理： a.主反應(yīng)： 2NH3+SO2+H2O(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2ONH4HSO3 b.副反應(yīng)： 2(NH4)2SO3+O2 2(NH4)2SO4 2NH4HSO3+O22NH4HSO4 2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO33.2 文丘里洗滌器的幾何尺寸： a.進(jìn)口管直徑： D1=870mm b. 出口管直徑：D2=870mm c. 收縮管收縮角： 1=25o d. 擴(kuò)散管擴(kuò)散角： 2=5o e.喉管直徑：DT喉管截面積/進(jìn)口管面積=1:4 DT/D1=1:2 DT =D1 /2 =870/2 =435mmf.收縮管長(zhǎng)度： L1= (D1

16、-DT)/2ctg( 1/2) =(870mm-435mm)/2ctg( 25o/2) =981mm g.擴(kuò)散管長(zhǎng)度： L2= (D2-DT)/2ctg( 2/2) =(870mm-435mm)/2ctg( 5o/2 h.喉管長(zhǎng)度： LT T ×435 =522mm 3.3 文丘里洗滌器的工作狀況:以1s計(jì) mSO2 =Qg×CSO2 ××(435×10-3/2)2× 去除的MSO2×SO2 ×0.78 =4.70g 依據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算 mNH3 =2×17×4.70/64 考慮到副反應(yīng)和吸收效

17、率： MNH3 =3mNH3 =3× =7.49g NH4的質(zhì)量濃度：CNH3 3 管道中的氣體速度：vT 管道中的氣體流量：Qg××(DT/2)2 ××(435×10-3/2)2 3/s 噴嘴中液體的流量：Ql=(2.130/0.5)×10-6 =4.26×10-6m3/s 文丘里洗滌器的壓力損失： SO2(A)vT2(Ql/Qg)×××(435×10-3/2)22×(4.26×10-6/) ×10-2Pa文丘里型號(hào)外形尺寸、mm入口尺度/mm出口尺度、mm設(shè)備質(zhì)量、Kg入口氣體溫度除塵效率%測(cè)定風(fēng)速、m3/h2100×860×3700580×8608501306<160>9810000四、風(fēng)機(jī)的選擇：根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的壓降選擇風(fēng)機(jī)五.設(shè)備布置原則根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，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，并使安裝，操作方便。各裝置安裝順序見(jiàn)工藝流程圖。六、小結(jié) 這次大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)一燃煤鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我