課程設計DLP413型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設計剖析

中北大學課程設計說明書學生姓名：蘇嘉學號：12040142X03學院：中北大學信息商務學院專業(yè)：環(huán)境工程題目：DLP4-13型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設計指導教師：劉侃侃職稱:講師中北大學課程設計任務書2014/2015學年第二學期學院：中北大學信息商務學院專業(yè)：環(huán)境工程學生姓名：蘇嘉學號：12040142X03課程設計題目：DLP4-13型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設計起迄日期：7月1日?9月10日課程設計地點：環(huán)境工程專業(yè)實驗室指導教師：趙光明系主任：王海芳課程設計任務書設計目的：通過本課程設計，掌握《大氣污染控制工程》課程要求的基本設計方法，掌握大氣污染控制工程設計要點及其相關工程設計要點，具備初步的大氣污染控制工程方案及設備的獨立設計能力；培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生綜合運用所學的理論知識獨立分析和解決大氣污染控制工程實際問題的實踐能力。設計內容和要求(包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等)：設計題目DLP4-13型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設計設計原始資料鍋爐型號：DLP4-13即，單鍋筒橫置式拋煤機爐，蒸發(fā)量4t/h,出口蒸汽壓力13MPa設計耗煤量：610kg/h設計煤成分：Cy=61.5%Hy=4%0丫=3%Ny=1%Sy=1.5%Ay=21%Wy=8%；Vy=15%；屬于中硫煙煤排煙溫度：160°C空氣過剩系數=1.4飛灰率=22%煙氣在鍋爐出口前阻力650Pa污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標準中2類區(qū)新建排污項目執(zhí)行。連接鍋爐、凈化設備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設長度50m，90°彎頭10個。設計內容及要求根據燃煤的原始數據計算鍋爐燃燒產生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度。凈化系統(tǒng)設計方案的分析，包括凈化設備的工作原理及特點；運行參數的選擇與設計；凈化效率的影響因素等。除塵設備結構設計計算脫硫設備結構設計計算煙囪設計計算管道系統(tǒng)設計，阻力計算，風機電機的選擇根據計算結果繪制設計圖，系統(tǒng)圖要標出設備、管件編號、并附明細表；除塵系統(tǒng)、脫硫設備平面、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。設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕：課程設計計算說明書一份，并按照規(guī)定格式打印裝訂；課程設計所需若干圖紙，要求作圖規(guī)范，A4紙打印。課程設計任務書主要參考文獻:郝吉明，馬廣大.大氣污染控制工程.第二版.北京：高等教育出版社，2002黃學敏，張承中.大氣污染控制工程實踐教程.北京：高等教育出版社，2003劉天齊.三廢處理工程技術手冊?廢氣卷.北京：化學工業(yè)出版社，1999張殿印.除塵工程設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2003童志權.工業(yè)廢氣凈化與利用.北京：化學工業(yè)出版社，2003周興求，葉代啟.環(huán)保設備設計手冊一大氣污染控制設備，北京：化學工業(yè)出版社，2003羅輝.環(huán)保設備設計與應用.北京：高等教育出版社，2003設計成果形式及要求：一、說明書裝訂順序：說明書封面，任務書，目錄，正文、參考文獻、附圖。二、說明書格式用11.11.1.1做標題，標題左頂格，不留空格。一級標題3號宋體加黑；二級標題4號宋體加黑；三級標題小4號宋體加黑;“目錄”居中，用小4號宋體加黑，1.5倍行距；正文小4號宋體，1.5倍行距?！皡⒖嘉墨I”標題格式同一級標題，內容格式同正文小4號宋體，1.5倍行距。頁碼排序從正文開始，用“第?頁”形式，居中。三、設計圖A4紙規(guī)范打印，包括圖框、明細表，平面布置圖中要有方位標志(指北針)。工作計劃及進度：2014年7月1日：領取課程設計任務書，明確課程設計內容7月1日-8月1日：查閱相關資料8月1日~8月30日：設計計算，繪制相關圖紙8月30日~9月10日：整理所有內容9月10日答辯或成績考核系主任審查意見:簽字：年月日目錄TOC\o"1-5"\h\z引言7\o"CurrentDocument"燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算8\o"CurrentDocument"2.1所以由上表可得燃煤1kg的理論需氧量為：8\o"CurrentDocument"2.4燃燒1kg該煤產生的理論煙氣量為：9\o"CurrentDocument"2.5二氧化硫質量為:9\o"CurrentDocument"2.6煙氣中飛灰質量為:9\o"CurrentDocument"2.7160°C時煙氣量為:9\o"CurrentDocument"2.8二氧化硫濃度為:9\o"CurrentDocument"2.9灰塵濃度為:9\o"CurrentDocument"2.10鍋爐煙氣流量為:9\o"CurrentDocument"袋式除塵器的設計10\o"CurrentDocument"3.1袋式除塵器的除塵機理10\o"CurrentDocument"3.2袋式除塵器的主要特點10\o"CurrentDocument"3.3除塵效率的影響因素11\o"CurrentDocument"3.4運行參數的選擇11\o"CurrentDocument"袋式除塵器設計13\o"CurrentDocument"填料塔的設計及計算15\o"CurrentDocument"5.1吸收SO2的吸收塔的選擇15\o"CurrentDocument"5.2脫硫方法的選擇16\o"CurrentDocument"5.3填料的選擇18\o"CurrentDocument"5.4濕式石灰法脫硫運行參數的選擇和設計18\o"CurrentDocument"煙囪設計計算21\o"CurrentDocument"6.1煙囪出口直徑的計算:21\o"CurrentDocument"6.2煙氣的熱釋放率:21\o"CurrentDocument"6.3煙囪幾何高度:22\o"CurrentDocument"6.4煙氣抬升高度:22\o"CurrentDocument"6.5煙囪高度:22\o"CurrentDocument"6.6煙囪底部直徑:22\o"CurrentDocument"6.7煙囪抽力:22\o"CurrentDocument"6.8煙囪排放核算23\o"CurrentDocument"阻力計算24\o"CurrentDocument"7.1管道阻力計算24\o"CurrentDocument"7.2除塵器壓力損失25\o"CurrentDocument"7.3煙囪阻力計算26\o"CurrentDocument"7.4系統(tǒng)總阻力的計算26\o"CurrentDocument"引風機和電動機計算和選擇27\o"CurrentDocument"8.1風機風量的計算27\o"CurrentDocument"8.2風機風壓的計算27\o"CurrentDocument"8.3電動機功率核算27\o"CurrentDocument"總結29\o"CurrentDocument"參考文獻30附圖1.引言在目前，大氣污染已經變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經濟的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應增加。而就我國的經濟和技術發(fā)展就我國的經濟和技術發(fā)展水平及能源的結構來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當長時間內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量、減少酸雨和SO2危害的關鍵問題。我國是煤炭資源十分豐富的國家，一次能源構成中燃煤占75%左右。隨著經濟建設的持續(xù)性快速發(fā)展，以煤炭為主要構成的能源消耗也在持續(xù)增長。就我國煤碳消耗量從1990年的9.8億噸增加到1995年的12.8億噸；二氧化硫排放總量隨著煤碳消費量的增長而急劇增加到1995年全國二氧化硫排放總量達到2370萬噸；工業(yè)燃燒煤排放的煙塵總量1478萬噸；工業(yè)粉塵排放量約為639萬噸；全國汽車擁有量已超1050萬輛比1990年增加3420萬輛，汽車排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氫化物排放總量逐年上升。到1997年，我國煙塵排放總量為1565X10t，，其中燃煤排放占排放總量的80%以上，在世界各國的排放量中位于前列，這已經成為制約我國經濟和社會發(fā)展的重要環(huán)境因素。2000年，我國二氧化硫排放量為1995萬噸，居世界第一位。據專家測算，要滿足全國天氣的環(huán)境容量要求，二氧化硫排放量要在基礎上，至少消減40%左右。此外，2000年，我國煙塵排放量為1165萬噸；工業(yè)粉塵的排放量為1092萬噸，大氣污染是我國目前第一大環(huán)境問題。因而已經到了我們不得不面對的時候，我們這里我們將用科學的態(tài)度去面對去防治。燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算已知：設計耗煤量：610kg/h設計煤成分：Cy=61.5%Hy=4%Oy=3%Ny=1%Sy=1.5%Ay=21%Wy=8%；Vy=15%；屬于中硫煙煤排煙溫度：160°C空氣過剩系數=1.4飛灰率=22%假設燃燒1Kg該燃煤，計算可得下表：表1.11Kg煤燃燒計算表質量（g）摩爾質量（g/mol）物質的量（mol）耗氧量（mol）c6151251.2551.25h4022010o3032-0.94-0.94n10280.360s15320.470.47w80184.440a210//02.1所以由上表可得燃煤1kg的理論需氧量為:n=51.25+10+0.47-0.94=60.78mol/Kg煤V=60.78乂22.4=1361.5L/Kg煤O2.2干空氣中氮和氧物質的量之比為3.78,則1kg該煤完全燃燒理論需空氣量為：V0=1361.5x(1+3.78)=6508Le6.5m3a2.3實際所需空氣量為：V=6.5x1.4=9.1m3/Kg煤2.4燃燒1kg該煤產生的理論煙氣量為:Vog=V熱+Vho+Vso+Vn,??、22.4=(51.25+10+4.44+0.47+0.36+60.78x3.78)x—1000=6.64m3實際煙氣量為：Vg=6.64+9.1-6.5=9.24m32.5二氧化硫質量為:m=0.47x64=30.08g=30080mgSO2.6煙氣中飛灰質量為：m廣210x0.22=46.2g=46200mg2.7160°C時煙氣量為:VT9.24x(273+160)門V=^==14.7m3273T02732.8二氧化硫濃度為:3=30080=2046mg/m3so：14.72.9灰塵濃度為:3=46200=3143mg/m3a14.72.10鍋爐煙氣流量為：Q=Vx610=14.7x610=8967m3/h=2.49m3/s袋式除塵器的設計3.1袋式除塵器的除塵機理含塵氣體通過袋式除塵器時，其過濾過程分兩個階段進行［1］。首先，含塵氣體通過清潔濾料(新的或清洗過的植料)，粉塵被捕集，此時濾料纖維起過濾作用，過濾效率為50一80%。隨著過濾過程的進行，被阻留的粉塵不斷增加一部分灰塵嵌入濾料內部，另一部分則覆蓋在濾料表面形成一層粉塵層，此時含塵氣體主要通過粉塵層進行過濾這是袋式除塵器的主要濾塵階段。袋式除塵器的除塵效率之所以很高，主要依靠濾料表面形成的這層粉塵層。袋式除塵器的捕塵機理包括篩濾、慣性碰撞、攔截、擴散、重力沉降⑵3.2袋式除塵器的主要特點除塵效率高，特別是對微細粉塵也有較高的除塵效率，一般可達99%。如果在設計和維護管理時給予充分注意，除塵效率不難達到99.9%以上。適應性強，可以捕集不同性質的粉塵。例如，對于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器比電除塵器優(yōu)越。此外，入口含塵濃度在一相當大的范圍內變化時，對除塵效率和阻力的影響都不大。使用靈活，處理風量可由每小時數百立方米到數十萬立方米?？梢宰龀芍苯影惭b于室內、機器附近的小型機組，也可以做成大型的除塵器室。結構簡單，可以因地制宜采用直接套袋的簡易袋式除塵器，也可采用效率更高的脈沖清灰袋式除塵器。工作穩(wěn)定，便于回收干料，沒有污泥處理、腐蝕等問題，維護簡單。應用范圍受到濾料耐溫、耐腐蝕性能的限制，特別是在耐高溫性能方面，目前滌綸濾料適用于120—130°C，而玻璃纖維濾料可耐250°C左右，若含塵氣體溫度更高時，或者采用造價高的特殊濾料，或者采取降溫措施。這會使系統(tǒng)復雜化，造價也高。不適宜聯(lián)結性強及吸濕性強的粉塵，特別是含塵氣體溫度低于露點時會產生結露，致使濾袋堵塞。處理風量大時，占地面積大，造價高。濾料是袋式防塵器中的主要部件，其造價一般占設各費用的10%一15%左右，濾料需定期更換，從而增加了設備的運行維護費用，勞動條件也差。3.3除塵效率的影響因素除塵效率是衡量除塵器性能最基本的參數，它表示除塵器處理氣流中粉塵的能力，它與濾料運行狀態(tài)有關，并受粉塵性質、濾料種類、阻力、粉塵層厚度，過濾風速及清灰方式等諸多因素影響。3.4運行參數的選擇此次用袋式除塵器所除煙氣系含硫煤燃燒生成，其溫度高，其中顆粒物摩擦強，又有一定濃度的二氧化硫和水蒸氣，腐蝕性強，通過對表2.1及表2.2中各種濾料和清灰方式的研讀，決定采用聚四氟乙烯濾料，反吹風方式清灰。選用長4米，直徑100毫米的圓筒形濾布。160°C時，煙氣密度大約為0.817Kg/心，煙囪出口處大約為0.756Kg/m3。國標中二類地區(qū)排放煙氣最大濃度為200mg/m3。設計的除塵器的除塵效率為：門=1-C=1-竺=93.64%C°3143袋式除塵器的除塵效率一般都在99%以上，完全符合此次設計的要求。表3.1各種濾料性能⑷濾料名稱直徑/Rm耐溫/K吸水率/%耐酸性耐堿性強度長期最高棉織物10-20348-3583688很差稍好1蠶絲18353-36337316-22———羊毛5-15353-36337310-15稍好很差0.4

尼龍348-3583684.0-4.5稍好好2.5奧綸398-4084236好差1.6滌綸4134336.5好差1.6玻璃纖維5-8523—4.0好差1芳香族聚酰胺4935334.5-5.0差好2.5聚四氟乙烯493-523—0很好很好2.5粉塵種類纖維種類清灰方式過濾速度/m?min-1粉塵比阻力系數/N?min?g-1飛灰（煤）玻璃、聚四氟乙烯逆氣流、脈沖噴吹、機械振動0.58-1.81.17-2.51飛灰（油）玻璃逆氣流1.98-2.350.79水泥玻璃、丙烯酸系聚酯機械振動0.46-0.642.00-11.09銅玻璃、丙烯酸系機械振動、逆氣流0.18-0.822.51-10.86電爐玻璃、丙烯酸系逆氣流、機械振動0.46-1.228.5-119表3.2袋式除塵器的部分使用情況⑸?m-袋式除塵器設計由前面計算可知進口煙氣流量為:Q=8967m3/h=149.5m3/min=2.5m3/s進口煙氣濃度為：3143mg/m3采用氣流反吹清灰式除塵器，取其過濾速度?。簎/=1m/min計算用煙氣量為：Q1=1.2xQ=1.2x8976=10760m3/h=179.4m3/min=3m/s則可得煙氣所要經過的總的濾袋面積為：A=Q1=179.4m21設計袋的直徑為：D=100mm=0.1m設計袋的高度為：L=4.0m=4000mm則V可得每條濾袋的面積為：s=3.14xDxL=3.14x0.1x4=1.256m2可得所需濾袋的條數為：n=—=179.4=143條s1.256選用144條濾袋，重新計算氣布比：u=—'794——=0.99m/minf1.256x144只有一個濾室，每個濾室分2個組，則每個組有濾袋72條，分布為長方向上為6條濾袋，寬方向上為12條濾袋，一般袋與袋之間的距離為50—70mm,此處設計中取袋與袋之間的距離為50mm，即0.05m。為了便于安裝與檢修，兩個組之間留500mm寬的檢修通道。邊排濾袋與殼體間留出距離為300mm。由以上設計可得每個濾室的長為：(6X0.1+5X0.05)x2+0.5+0.3X2=2.8m寬為：12X0.1+11X0.05+0.3X2=2.35m設灰斗短邊與地面夾角為60°，灰斗底面為直徑0.4m的圓筒，底面距地面0.5m,計算灰斗高度:h=2.35頃4xM1.7m2濾袋上方的安裝高度取0.8m，則除塵器的總高度為:H=L+h+1.0+0.8=4.0+1.7+1.0+0.8=7.5m

填料塔的設計及計算5.1吸收SO2的吸收塔的選擇名稱操作參數優(yōu)點缺點空塔氣速埴2.0?5.0m/s結構簡單，設備小，制造容料塔液氣比0.5?1.0L/m3壓力損失200?1000Pa易，占空間??；液氣比小，能耗低；氣液接觸好，傳質較易，可同時除塵、降溫、吸收不能無水運行液氣比1?自10L/m3結構簡單，制造容易；激湍噴淋密度6?m3/(m2.h)填料可用耐酸陶瓷，較易解決防腐蝕問題；不能無水運行球壓力損失500Pa/m流體阻力較小，能量消耗低;塔空塔氣速操作彈性較大，運行可靠。0.5~1.2m/s空塔氣速1.0?3.0m/s結構較簡單，空塔速度高，安裝要求嚴格，塔篩小孔氣速16?處理氣量大；板要求水平；板22m/s能夠處理含塵氣體，可以同操作彈性較小，易塔液層厚度40?時除塵、降溫、吸收；形成偏流和漏液，60mm大直徑塔檢修時方便使吸收效率下降。單板阻力

300?600Pa噴淋密度12?15m3/(m2.h)氣液接觸時間短，空塔氣速混合不易均勻，吸噴2.5?4.0m/s結構簡單，造價低，操作容收效率低；液氣比13?易；液體經噴嘴噴入，淋30L/m3可同時除塵、降溫、吸收，動力消耗大，噴嘴塔壓力損失壓力損失小易堵塞；500?2000Pa產生霧滴，需設除霧器通過比較各種設備的性能參數，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。5.2脫硫方法的選擇5.2.1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的技術本設計為高濃度SO2煙氣的濕法脫硫近年來盡管半干法和干法脫硫技術及其應用有了較大的發(fā)展空間，但是濕法脫硫仍是目前世界上應用最廣的脫硫技術,其優(yōu)點是技術成熟，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：項目優(yōu)點缺點石灰/石灰石吸收法脫硫效率高，吸收劑資源廣泛，價格低廉，副產品石膏可用建筑材料系統(tǒng)復雜，占地面積大，造價高，容易結垢造成堵塞，運行費用高，只使用大型電站鍋爐氫氧化鈉吸收法價格便宜，脫硫效率高，副產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NaHSO轉換成3Na2SO3,喪失吸收二氧化硫的能力氨吸收法脫硫效率高，運彳丁費用低吸收劑在洗滌過程中揮發(fā)產生氨霧，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)缺點比較，經過比較全面考慮,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)內不生成沉淀物，無結垢和阻塞問題。其反應機理：2NaOH+SO2-Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O-2NaHSO3Na2SO3同樣可以吸收SO2，達到循環(huán)吸收的效果。5.2.2工藝流程介紹工藝流程介紹含SO煙氣經除塵、降溫后送入吸收塔，塔內噴淋含NaOH溶液進入洗滌凈化，2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CaCO驚醒中和再3生.將再生后的吸收液經固液分離后，清夜返回吸收系統(tǒng)；所得固體物質加入H2O重新漿化后，鼓入空氣進行氧化可得石膏.工藝過程脫硫反應：Na2SO3+SO2-NaSO3+CO2t(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；式(2)為再生液pH值較高時(高于9時)，溶液吸收SO2的主反應;式(3)為溶液pH值較低(5~9)時的主反應。氧化過程(副反應)Na2SO3+1/2O2一Na2SO4(4)NaHSO3+1/2O2一NaHSO4(5)再生過程Ca(OH)2+Na2SO3一2NaOH+CaSO3(6)Ca(OH)2+2NaHSO3一Na2SO3+CaSO3?1/2H2O+3/2H2O(7)氧化過程CaSO3+1/2O2一CaSO4(8)式(6)為第一步反應再生反應，式(7)為再生至pH>9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應。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。5.3填料的選擇填料是填料塔的核心，它提供了塔內氣液兩相的接觸面而且促使氣液兩相分散，液膜不斷更新，填料與塔的結構決定了塔的性能。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(如弓瓜鞍、矩鞍)，以及由陶瓷、金屬、塑料等材質制成的填料。網體填料主要是由金屬絲網制成的填料，如鞍形網、波紋網等。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內空間及環(huán)內表面的利用率，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，傳質效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應用較廣的填料。結合幾種填料的優(yōu)缺點最終決定本次設計選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。5.4濕式石灰法脫硫運行參數的選擇和設計再熱煙氣溫度大于750C，煙氣流速在1?5m/s，漿液Ph大于9，石灰/石灰石漿質量濃度在10%?15%之間，液氣比在8?25Lm3，氣液反應時間3?5s，氣流速度為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S氣體積分數為4000/10-6，脫硫系統(tǒng)阻力在2500?3000Pa.5.4.1噴淋塔內流量計算假設噴淋塔內平均溫度為80C0,壓力為120KPa，則噴淋塔內煙氣流量為:273+1101.324/

Q*XKXkx(l+K)式中：Q一噴淋塔內煙氣流量，m^!h；Q一標況下煙氣流量，m3/h；K—除塵前漏氣系數，0?0.1；273+80101.324Q=2.49x—2——x—1——x(1+0.05)=2.85m3/s5.4.2噴淋塔徑計算依據石灰石煙氣脫硫的操作條件參數，可選擇噴淋塔內煙氣流速v=4ms，則噴淋塔截面A為：A=Q/v=2.85/4=0.71m2則塔徑d為：d=(4A/兀f'4x0.71/3.14=0.95m取塔徑D=1000mm。05.4.3噴淋塔高度計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)高度依據石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數得，選擇噴淋塔噴氣液反應時間t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為："1=vt=4x4=16m⑵除霧區(qū)高度除霧器設計成兩段。每層除霧器上下各設有沖洗噴嘴。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：H2=3.5m(3)漿池高度漿池容量匕按液氣比漿液停留時間〈確定:匕=L/GxQxt1式中：LG一液氣比，取18Lm3；Q一標況下煙氣量，m3h；t1一漿液停留時間，s；一般t為4min?8min，本設計中取值為8min，則漿池容積為:1匕=18x10-3x8976x8+60=21.54m3選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D0，本設計中選取的漿池直徑D為3.5m，然后再根據V計算漿池高度:1右4Vh=——1-0兀D21式中：h一漿池高度，m；V］一漿池容積，m3；D1一漿池直徑，m。=12.20m4x21.54=12.20m03.14x1.52從漿池液面到煙氣進口底邊的高度為0.8?2m。本設計取2m。(4)噴淋塔高度Ht=H1+H2+h0=16+3.5+12.20=31.7m煙囪設計計算6.1煙囪出口直徑的計算：d=0.0188旦(m)(4.1)式中：Q1——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；v^——按下表選取煙囪出口煙氣流速，m/s；表6.1煙囪出口煙氣流速，m/s；通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風10—204—5自然通風6—102.5—3選定v=15m/s則可得:10760d=0.0188=0.5m156.2煙氣的熱釋放率:Q=281.3*v*d2*——L（4.2）HsTs式中Qh——煙氣熱釋放率，KW；T環(huán)境大氣溫度，k；T——煙囪出口處的煙氣溫度，k；Q=281.3x15x0.52x433—293=341KWh4336.3煙囪幾何高度:表6.2鍋爐總定額出力/t/h<11~22~66~1010~2026~35煙囪最低高度/m202530354045由設計任務書上可得所有鍋爐的總的蒸發(fā)量為4t/h。通過上表可以確定煙囪的幾何高度為：H=30mS6.4煙氣抬升高度：AH=nQnHn2v-1(4.3)式中n0=0.292，七=0.6，n2=0.4；AH=0.292x3410.6x300.4x15-1=2.5m6.5煙囪高度:H=Hs+AH=30+2.5=32.56.6煙囪底部直徑:d=d+2*i*H（m）式中d——煙囪出口內徑，m；Hs——煙囪高度，m；i——煙囪椎角（通常取i=0.02—0.03），此處設計取i=0.02；可得：d=0.5+2x0.02x30=1.7m6.7煙囪抽力：?,11、（4.4）S=0.0342xHx(273+1)xBkp（4.4）式中tk——外界空氣溫度;煙囪內煙氣均溫;

當地大氣壓;S=0.0342x30x(―1—-——1——)x1.01x105y273+20273+160=114.4Pa6.8煙囪排放核算排放溫度下粉塵濃度為3143mg/m3，按袋式除塵器除塵效率99%計，則粉塵的排放濃度為：3143x(1-99%)=31.43mg/m3。排放溫度下，粉塵排放速率：u=3143x8967x10-6=28.2Kg/h落到地面灰塵最大濃度為：p=—?土(4.5)max3.14uH2eby式中u平均風速，此處采用太原市平均風速，2.4m/s；Q源強，g/s；pmaxx0.8=0.006g/m32x3pmaxx0.8=0.006g/m33.14x2.4x32.52x2.72本設計規(guī)定，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標準中二類區(qū)新建排污項目執(zhí)行。由新污染源大氣污染物排放限值查得，煙囪高度為32.5m時，顆粒物最高允許排放濃度為120mg/m3，二^最高允許排放效率為60kg/h，最大落地濃度為0.5mg/m3。比較得出排放濃度、速率及落地濃度都不超標，因而設計合理，符合標準，所以該氣體經處理后可以在國家二級標準下排放。阻力計算7.1管道阻力計算各裝置及管道布置的原則：根據鍋爐運行情況及鍋爐現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。對各裝置及管道的布置應力求簡單、緊湊、管程短、、占地面積小，并使安裝、操作及檢修方便即可。（1）管徑的計算D=：4XQ1（5.1）\，3.14xv式中：Q1——工況下管道的煙氣流量，m3/h；v——管道內煙氣流速，m/s（對于鍋爐內煙塵v=10—25m/s）。此處設計取v=16m/s；則D=「4X3=0.489m\'3.14x16選用外徑530mm，壁厚20mm的鋼管，則內徑為D=490mm，管中氣體流速為：v=4XQ1=—4X3=15.92m/s3.14xD23.14x0.492（2）對于圓管摩擦壓力損失：△p=^xdX與（5.2）式中L管道長度,50m；D——管道直徑,0.49m；P——煙氣密度，0.817Kg/m3v——管中氣流平均流速，15.92m/s；人一一摩擦阻力系數，使氣體雷諾數Re和管道相對粗糙度-的函數。（實d際中對金屬管道人值取0.02，對磚砌或混凝土管道人值可取0.04）。所以可得：APL=0.02x500.817x15.922X0.492=211.3Pa

局部阻力損失:(5.3)式中&o——異形管道的局部阻力系數，取APL=0.02x500.817x15.922X0.492=211.3Pa局部阻力損失:(5.3)查表可得已知連結鍋爐、凈化設備及煙囪等凈化系統(tǒng)總需90度彎頭10個一0817乂15922&=0.75則可得：AP=0.75x二*10=776.5Pa查表可得AP=APl+AP=211.3+776.5=987.8Pa7.2除塵器壓力損失除塵器內部壓力損失：AP=AP+AP(5.4)式中AP——除塵器結構壓力損失，在正常過濾風速下，一般取C300-500Pa；APf——除塵器過濾阻力；過濾阻力：AP=AP^+APd=化o+am)七(5.5)式中&o——清潔濾料的壓損系數或阻力系數，7.2x107m-i；r含塵氣體的粘度，0.255x10-6Pa?s；vf過濾速度，m/s；a粉塵層的平均比阻力，一般為1010~1011m/Kg；m——堆積粉塵負荷(單位面積的含塵量)，Kg/m2，普通運行的堆積粉塵負荷范圍為0.1~2.0Kg/m2；

粉塵負荷：m=Cvt(5.6)式中Ci——入口氣體含塵濃度，Kg/m3；t過濾時間，s；過濾時間取2小時，即7200s,有：………0.99,m=3143x10-6x可x7200=0.373Kg/m2取a=1011m/Kg，貝。一一0.99―AP=(7.2x107+0.373x1011)x0.255x10-6x---=157Pa取APc=500PaAP=500+157=657Pa7.3煙囪阻力計算AP=XxHx號(Pa)(5.7)式中H——煙囪高度,32.5m；d——煙囪平均直徑，1.1m；P——煙氣密度，0.756Kg/m3v——煙囪中氣流平均流速，15m/s；人一一摩擦阻力系數，使氣體雷諾數Re和管道相對粗糙度K的函數。(實d際中對金屬管道人值取0.02，對磚砌或混凝土管道人值可取0.04)。32.5AP=0.02x---x0.