大氣脫硫設(shè)計

1、大氣污染控制課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的題目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)計二、課程設(shè)計的目的大氣污染控制工程課程設(shè)計是配合大氣污染控制工程專業(yè)課程而單獨設(shè)立的設(shè)計性實踐課程。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)計的基本知識和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識分析問題和解決工程設(shè)計問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻、資料、手冊，進行工程設(shè)計計算、圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。三、設(shè)計原始資料2 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)計鍋爐型號

2、：DZL2-13 即：蒸發(fā)量2t/h，出口蒸汽壓力13MPa設(shè)計耗煤量：350kg/h設(shè)計煤成分：CY=65% HY=4% OY=2.3% NY=0.7% SY=3.4% AY=14% WY=10% ；VY8.6，屬于高硫無煙煤排煙溫度：160空氣過剩系數(shù)1.2飛灰率16 煙氣在鍋爐出口前阻力600Pa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)長度100m，90°彎頭10個。注： 鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：200/ 二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：9

3、00/若煙囪高度達不到GB132712001表4鍋爐房煙囪最低允許高度（4t鍋爐煙囪高度最低35m，6t鍋爐煙囪高度最低40m）的要求，其排放標(biāo)準(zhǔn)值按50%執(zhí)行，即： 煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：100/ 二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：450/四、課程教學(xué)要求本課程設(shè)計的選題緊緊圍繞大氣污染控制工程煙氣除塵為主題。學(xué)生必須根據(jù)教學(xué)要求、設(shè)計工作量以及實際條件，進行恰當(dāng)選題。能按照設(shè)計任務(wù)書，順利完成設(shè)計任務(wù)，培養(yǎng)運用本學(xué)科的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識解決本專業(yè)實際問題的能力，提高設(shè)計計算、工程制圖和使用資料的能力。五、設(shè)計內(nèi)容與要求1. 根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫

4、濃度。2 凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點；運行參數(shù)的選擇與設(shè)計；凈化效率的影響因素等。3 除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計計算4 脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計計算5 煙囪設(shè)計計算6 管道系統(tǒng)設(shè)計，阻力計算，風(fēng)機電機的選擇7. 設(shè)計任務(wù)完成后，學(xué)生要根據(jù)設(shè)計的全過程完成專業(yè)課程設(shè)計說明書，按照一定格式寫出設(shè)計計算書。課程設(shè)計說明書主要內(nèi)容有：（1）設(shè)計題目；（2）主要指標(biāo)和要求；（3）方案工作原理；（4）設(shè)計計算依據(jù)、計算結(jié)果；（5）設(shè)備選擇依據(jù)和工藝流程介紹；（6）結(jié)果匯總。8 根據(jù)計算結(jié)果繪制設(shè)計圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號、并附明細表；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，

5、至少3張（ 3號） 圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張（2號圖）。此外，還要求文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整、裝訂成冊。前 言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經(jīng)濟的發(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。而就我國的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展就我國的經(jīng)濟和技術(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)長時間內(nèi)不會有根本性的改變。我國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改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。中國環(huán)境污染的規(guī)模居世界首位，大城市的環(huán)境污染狀況在目前是世界上最嚴重的，全球大氣污染最

6、嚴重的20個城市中有10個在中國。我國是燃煤大國，煤炭約占一次能源消費總量的76%，年約消耗煤炭10億多噸，并且煤炭中的80%用于直接燃燒。由此帶來的S02年排放量連續(xù)多年超過2000萬噸。我國由燃煤引起的煤煙型污染日益嚴重，是世界上S02嚴重污染的國家之一。某些城市的空氣污染程度己達到世界上發(fā)達國家上世紀(jì)50、60年代污染最嚴重的程度。由此不難斷定，我國大氣污染的特點是以煤煙型污染為主，主要污染物為粉塵、二氧化硫等，而這些污染物的來源主要是鍋爐煙氣。因此，對燃煤工業(yè)鍋爐和電站鍋爐進行除塵脫硫成為國內(nèi)外科研和管理部門關(guān)注的一個熱點，但一般是注重某一類型鍋爐的除塵脫硫研究。本課題擬從中小型燃煤工

7、業(yè)鍋爐的除塵脫硫技術(shù)著手，主要根據(jù)國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和鍋爐房大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，研究開發(fā)適合中國國情的濕法除塵脫硫技術(shù)。期望能對我國燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)與裝置的研究開發(fā)有一定參考意義。目錄前 言1.工藝流程的選擇及說明2.除塵器的設(shè)計及計算2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算2.1.1煙氣量的計算2.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫的濃度的計算2.2除塵器的選擇與計算2.2.1 除塵器的選擇2.2.2管道布置及各管段的管徑2.2.3煙囪的設(shè)計2.2.4系統(tǒng)阻力的計算2.2.5風(fēng)機和電機的選擇和計算3.填料塔的設(shè)計及計算3.1吸收SO2的吸收塔的選擇3.2脫硫方法的選擇3.2.1

8、工藝比較3.2.2工藝流程介紹3.3填料的選擇3.4填料塔的計算3.4.1物料衡算3.4.2塔徑的計算3.4.3填料塔高度的計算3.5填料塔的附件選擇3.5.1管道局部阻力計算3.5.2風(fēng)機和電機的選擇4. 課程設(shè)計總結(jié)參考文獻附表：1.工藝流程的選擇及說明脫硫除塵工藝設(shè)計說明：雙堿法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備和補充系統(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、吸收劑制備和補充系統(tǒng)脫硫裝置啟動時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行氫氧化鈉的補充，以保證整個脫硫系統(tǒng)的正常運行及煙氣的達標(biāo)排放。為避免再生生成的亞硫酸

9、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行強制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級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)煙道進入除塵器進行除塵后進入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級除霧器除去霧滴后進入主煙道，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)故障或檢修停運時，系統(tǒng)關(guān)閉進出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進入煙囪排放。3、SO2吸收系統(tǒng)鍋爐煙氣從煙道切向進入主塔底部，在塔內(nèi)螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸，進行脫硫除塵，經(jīng)脫水板除霧后，由引風(fēng)機抽出排空

10、。脫硫液從螺旋板塔上部進入，在旋流板上被氣流吹散，進行氣葉兩相的接觸，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，溢流液回流入再生池內(nèi)。2.除塵器的設(shè)計及計算2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算組分重量摩爾數(shù)需氧量生成物C65054.1754.1754.17N70.500.500.50S140.440.440.44H40401

11、020O231.44-0.72H2O1005.560理論需氧量：54.17+0.50+0.44+10-0.72=64.39 mol理論N量： 64.39/0.21×0.79=242.23 mol過剩空氣量：64.39/0.21×（1.2-1）=61.32 mol理論煙氣量：54.17+0.50+0.44+20+5.56+242.23=322.87 mol實際煙氣量：61.32+322.87=384.19 mol ×22.4/1000=8.61 mol總煙氣量：Q=8.61×350=3013.5 m3/h2.1.2 二氧化硫濃度計算Cso2=nso2Mso

12、2/Q= 0.44×64/8.61=3.27 g/m3脫硫效率：=（1-ci/co）×100%=（1-0.9/3.27）×100% = 73%除塵效率：C=dsh/Qs×A=16%/8.61×（16%+10%+8.6%）=6.43g/m3 =（1-ci/co）×100%=（1-0.2/6.43）×100%=97% 2.2除塵器的選擇及計算2.2.1根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達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

13、同特點可分為圓筒形和扁形；上進氣和下進氣，內(nèi)濾式和外濾式，密閉式和敞開式；簡易，機械振動，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,其性能比較如下表：除塵種類除塵效率%凈化程度特點簡易袋式30中凈化機械振動袋式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力。脈沖噴吹袋式99細凈化清灰方式作用強度很大，而且其強度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好氣環(huán)式袋式99細凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價較低，氣環(huán)箱上下移動時緊貼濾袋，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，最終決定選用MC6I型系列逆噴脈沖袋

14、式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期性的向濾袋內(nèi)或濾袋外噴吹壓縮空氣來達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，而且清灰機構(gòu)設(shè)有運動部件，濾袋不受機械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長的特點。用除塵器手冊中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵 結(jié)構(gòu)特點: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風(fēng)口進入除塵器內(nèi)經(jīng)過濾袋過濾。粉塵被阻留在袋外，凈化氣體進入袋內(nèi)經(jīng)過文氏管，

15、由排風(fēng)口排出機外，阻留在濾袋上的粉塵通過用電控（D）、機控（J）或氣控（Q）中的一種方式，控制開啟脈沖閥定時分排，對濾袋進行清灰，其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表：型號過濾面積m2濾袋數(shù)量/條處理風(fēng)量m3/h脈沖閥個數(shù)/個外形尺寸/長×高×寬MC36I27363250648061425×1678×3600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/min1116.80120×20001200150099%21424主要結(jié)構(gòu)尺寸：型號AA1BB1HMC36I16781150134011003660影響因素：過

16、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。2.2.2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)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實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，對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊 ，管路短，占地面積小，并使安裝，操作和檢修方便。2.管徑的確定式中：v煙氣流速m/s（對于鍋爐煙塵v=1015m/s）取v=13 m/s則 圓整并選取風(fēng)值：鋼制板風(fēng)管外徑D/mm外徑允許偏差/mm壁厚/mm300±10.06內(nèi)徑d1=300-2×0.6=398.8m由公式得煙氣流速由此可知，除

17、塵器中的管徑設(shè)計合理2.2.3煙囪的設(shè)計1.煙囪高度的計算根據(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)定表確定煙囪高度鍋爐煙囪高度鍋爐總額蒸發(fā)量（t/h）<1122661010202035煙囪的最低高度(m)202530354045由于給定鍋爐型號DZL213蒸發(fā)量為2t/h，故選定煙囪高度為30m 煙囪抬升高度：Vs煙率出口速度 m/sD煙囪出口內(nèi)徑 mQh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 煙囪總高度H為：H=Hs+h=33m 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 2.煙囪的阻力損

18、失計算采用磚砌煙囪,阻力可按下式計算-摩擦阻力系數(shù),0.04-管道長度,m-管道直徑,0.9m-煙氣密度Kg/m3 -管內(nèi)煙氣平均流速=2.2.4系統(tǒng)阻力的計算1、摩擦阻力損失L管道長度，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) 和管道相對粗糙度 的函數(shù)，可以查手冊得到。（實際中金屬管取0.02，磚砌或混凝土管道取0.04。）對于400圓，L=50m PL=467.57 Paa、除塵器進氣管的阻力損失計算 如圖所示，進氣管管道計算如下：漸縮管的計算 45o 時=0.18 取=45o v=13m/s=12.62Pa設(shè)兩個均為90o彎頭D=30

19、0 m m取R=1.5D則=0.33=46.29 Pa查化工原理附表 則=0.25=17.53Pab、除塵器出氣管的阻力損失的計算如圖所示，出氣管管道計算如下：漸擴管的計算 45o 時=0.18 取=30o v=13m/s=12.62Pa設(shè)兩個均為90o彎頭D=300 m m取R=1.5D則=0.33=46.29 Pa則系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力600Pa，除塵器阻力1300Pa（一般為12001500Pa）h=280.54+467.57+12.62+46.29+12.62+46.29+17.53+600+1300=2783.46 Pa2.2.5風(fēng)機和電機的選擇和計算1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機風(fēng)量的

20、計算Q1=5454.94m3/h1.1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)機前的風(fēng)量，m3/htp 風(fēng)機前煙氣溫度OC，若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫度 2、風(fēng)機風(fēng)壓的計算 =2973.86 Pa1.2風(fēng)壓備用系數(shù) h系統(tǒng)總阻力，Pa tp 風(fēng)機前煙氣溫度OC ty風(fēng)機性能表中給出的實驗用氣體溫度，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，性能表如下型號全壓/（Pa）風(fēng)量/（m3/h）功率/Kw轉(zhuǎn)速/（r/min）Y8-392136576225002600033728503、電動機功率的計算Qy風(fēng)機風(fēng)量，

21、Hy風(fēng)機風(fēng)壓 Y1風(fēng)機在全頭時的效率（一般為0.6) y2機械傳動功率（用V形帶動傳動時 =0.95） 電動機備用系數(shù)，對引風(fēng)機 =1.3根據(jù)電動機的功率，風(fēng)機轉(zhuǎn)速，傳動方式，選定Y160L-6型電動機（功率是11 Kw）性能參數(shù)如下:Y160L-6型電動機性能表功率(Kw)型號轉(zhuǎn)速r/min效率(%)功率因數(shù)cos11Y160L-6970870.783.填料塔的設(shè)計及計算3.1吸收SO2的吸收塔的選擇名  稱 操作參數(shù) 優(yōu)  點 缺  點 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)簡單

22、，設(shè)備小，制造容易，占空間??；液氣比小，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時除塵、降溫、吸收 不能無水運行 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，運行可靠。 不能無水運行篩板塔 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)較簡單，空塔速度高，處理氣量大； 能夠處理含塵氣體，可以同時除塵、降溫、吸收； 大直徑塔檢修時方便 安裝要求嚴格，塔板

23、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2.54.0m/s液氣比1330L/m3壓力損失5002000Pa結(jié)構(gòu)簡單，造價低，操作容易； 可同時除塵、降溫、吸收，壓力損失小 氣液接觸時間短，混合不易均勻，吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入，動力消耗大，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)，填料塔具有負荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點，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工藝比較本設(shè)計為高濃度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)

24、用最廣的脫硫技術(shù),其優(yōu)點是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡便,吸收劑價廉易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡單等優(yōu)點。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：石灰-石膏法雙堿法亞硫酸銨法優(yōu)點除塵效率80%-90%；脫硫效率大于90%；吸收劑來源廣，價格低，利用率高；循環(huán)水NAOH水溶液對設(shè)備無腐蝕與堵塞；吸收劑再生和脫硫渣沉淀在吸收塔外，可用板式塔，減少吸收塔尺寸及操作液氣比，降低成本，脫硫率大于90%脫硫效率較高運行費低缺點腐蝕性強，廢水二次處理難，初期投資大氧化副產(chǎn)物Na2SO4再生難，增大NaOH用量；Na2SO4降低石膏質(zhì)量； （1）吸收液要求較高（1吸收塔要高濃度

25、3要增大堿度）；（2）必需強化中和離心，縮短時間，并將潮濕亞銨干燥，制成無水亞硫酸銨；（3）吸收劑在洗滌中污染，投資大綜合本工藝流程圖及上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點比較,經(jīng)過比較全面考慮,最終我們組選用鈉堿吸收法進行脫硫,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)機理： 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 Na2SO3同樣可以吸收SO2，達到循環(huán)吸收的效果。3.2.2工藝流程介紹1.工藝流程介紹

26、 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,鼓入空氣進行氧化可得石膏.2.工藝過程a、脫硫反應(yīng)： Na2SO3 + SO2 NaSO3 + CO2 （1） 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O （2） Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 （3） 其中： 式（1）為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)； 式（2）為再生液pH值較高時（高于9時），溶液吸收SO2的主反應(yīng)； 式

27、（3）為溶液pH值較低（59）時的主反應(yīng)。b、氧化過程(副反應(yīng)) Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4 （4） NaHSO3 + 1/2O2 NaHSO4 （5）c、再生過程 Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3 （6） Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O （7）d、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pH9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填料

28、的選擇填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機械強度、密度小、價格低廉等。填料的種類很多，大致可分為實體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實體填料包括環(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)缺點最終決定本次設(shè)計選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。3.4填料塔的計算3.4

29、.1物料衡算衡算式：V（Y1-Y2）=L（X1-X2）y1=0.00223 y2=y1(1-95%)=0.00223× (1-95%)=0.000111對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為 X2=0惰性氣體流量V=×（1-0.00223）=147.21kmol/hY1=y1/(1-y1)=0.00223/(1-0.00223)=0.00223 Y2=y2/(1-y2)=0.000111/(1-0.000111)=0.000111查得總壓101.3K P a,溫度293K條件下SO2在水中亨利系數(shù)E=3.55×103KPa相平衡常數(shù) 溶解度系數(shù)H=0.0156kmol

30、/m3·KPa最小液氣比：=33.30取操作液氣比=46.62L=46.62×147.21=6862.93kmol/h由V（Y1-Y2）=L（X1-X2）知X1=X2+(Y1-Y2)=0+=0.0000453.4.2塔徑的計算 在常壓零攝氏度下SO2的密度為2.927填料的相關(guān)參數(shù)：品名（鮑爾環(huán) ）徑×高×厚mm×mm×mm比表面積（m2/m3）空隙率%干填料因子 L/m種類116×16×1 1880.91 275種類225×25×1.21750.90 239 種類338×38

31、5;1.4115 0.89220 種類450×50×1.593 0.90 127種類576×76×2.6 730.92 94 計算如下：計算塔徑D空塔氣速為泛點氣速的50%80% 取u =60% uf=0.6×0.92=0.552m/s時D=0.70m 3.4.3填料塔高度的計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)，采用計算公式Z=HOG·NOG1.相總傳質(zhì)高度HOG（m）的計算液相物性數(shù)據(jù)在低濃度吸收過程中，溶液的物性數(shù)據(jù)可

32、以近似取純水的物性數(shù)據(jù)，由手冊查得，20°C時水的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：密度L=1050 kg/m3 黏度µL=0.001Pa·s=3.6 Kg/(m·h)表面張力 ó=72.6dyn/cm=940896Kg/h2 SO2在水中的擴散系數(shù)DL=1.47×10-5cm2/s=5.29×10-6m2/h混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度查手冊得20°C空氣的黏度µV=1.81×10-5 Pa·s=0.065Kg/(m·h) 查手冊得SO2在空氣中的擴散系數(shù)DV=0.108 cm2/s=0

33、.039m2/h氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田美聯(lián)式計算： 查表地，óC=40 dyn/cm=518400Kg/h2 （1 dyn/cm=12960Kg/h2）液體質(zhì)量流量UL=6862.93×40/0.785×1.352=191881.17 Kg/(m2·h)氣膜吸收系數(shù)由下式計算：氣體質(zhì)量流量UV=3371.81 Kg/(m2·h) 液膜吸收系數(shù)由下式計算： kG=kGaw1.1=0.030×0.85×73×0.951.1=1.76 Kmol/m2·h·KPakL= kLaw0.4=2.5

34、4×0.85×73×0.950.4=154.41h-1=75%>50%由=1+9.5(-0.5)1.4 kG =1+2.6(-0.5)2.2 kG得=1+9.5(0.75-0.5)1.4 ×1.76=4.16Kmol/m2·h·KPa=1+2.6(0.75-0.5)2.2×154.41=173.43 h-1H溶解度系數(shù) H=0.0156 Kmol/m3KPa其中， Uv、UL氣體、液體的質(zhì)量通量，kg（m2·h）；µV µL氣體、液體的黏度，kg（m·h） 【1Pa·s

35、=3600 kgm·h】； v、L氣體、液體的密度，kgm；DV、DL溶質(zhì)在氣體、液體中的擴散系數(shù)，m2/s； R通用氣體常數(shù)，8.314（m3·kpa）/（kmol·K）； T系統(tǒng)溫度，；at填料的總比表面積，m2m3；aw填料的潤濕比表面積，m2m3；g重力加速度，1.27×108 m/h； óL液體的表面張力，kgh2（dyncm=12960kg/h2） óc填料材質(zhì)的臨界表面張力，kgh2（dyncm=12960kg/h2）填料形狀系數(shù)。2、氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG的計算 采用對數(shù)平均推動力法G=V(Y1-Y2)=147.21&

36、#215;(0.00223-0.000111)=0.31由 G=V(Y1-Y2)=L（X1-X2） Y1=0.00223 Y2 =0.000111 X1=0.000045 X2=0Z= NOG×HOG=6.84×0.61=4.17m填料層的設(shè)計高度一般為Z=(1.21.5)Z, Z=1.5×4.17=6.25m設(shè)計取填料層高度為Z=7m對于鮑爾環(huán)h/D=510,Hmax<=6m ,取h/D=6, 則h=6×1350=8100mm,計算得填料層高度為7000mm,故不需分層3.5填料塔的附件選擇選用篩孔盤式分布器,進口管徑為400mm,進口風(fēng)速為13m/s,阻力約為400Pa選用多孔盤管式液體分布器,阻力約為50Pa選用液封排液裝置選用絲網(wǎng)除塵器,出口管徑為250mm,阻力為100Pa3.5.1管道局部阻力計算根據(jù)工藝流程,填料塔至煙囪間附屬3個90o彎頭，如圖所示：取D=400mm R=