大氣污染控制課程設(shè)計(jì)

的課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)對燃煤鍋爐煙氣排放進(jìn)行處理以達(dá)到排放的標(biāo)主要處理的是煙氣的粉塵和二氧化硫。除塵器、風(fēng)機(jī)、脫硫裝置及管道的選須從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及排放標(biāo)準(zhǔn)三個方面來考慮。課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、繪圖和計(jì)算的技能。考慮實(shí)際的情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)，相互合作來共同完成本設(shè)計(jì)。望加以指導(dǎo)。2011155556.666777.8891010101313錯誤!1516161717171718191920.20202121232491010111212172022鍋爐煙氣除塵設(shè)計(jì)和專業(yè)知識分析問題和解決工程設(shè)計(jì)問題的能力和在處理問題過程中的團(tuán)作能力，同時培養(yǎng)調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力，提高我們分析解決實(shí)際問題的能力。1據(jù)教學(xué)要求、設(shè)計(jì)工作量以及實(shí)際條件，進(jìn)行恰當(dāng)選題。2、按照設(shè)計(jì)任務(wù)書，順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)運(yùn)用本學(xué)科的基礎(chǔ)理論和專3據(jù)設(shè)計(jì)的全過程完成專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書，按照一寫出設(shè)計(jì)計(jì)算書。鍋爐型號：SZL4-13型，共臺（2.8MW*4600kg/h排煙溫度：?煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：煙氣在鍋爐出口前阻力：0Pa6kPa冬季室外空氣溫度：?空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.01293kg/m3他性質(zhì)按空氣計(jì)算煤的工業(yè)分析值：Cy=68%Hy=4%Sy=1%Oy=5%Ny=1%Wy=6%Ay=15%Vy=13%按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-3001標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：200mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：900mg/m31濃度的計(jì)算1、 Qa'=4.76(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)(m3/kg)=4.76*（1.867*68%+5.56*4%+0.7*1%-0.7*5%）=6.968(m3/kg) HY SYOY—分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。1、2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3）Qs'=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Qa'+0.79Qa'+0.8NY(m3/kg)=7.423(m3/kg)3WY------煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；N-----N%。1、 Qs=Qs'+1.016(a-1)Qa'(m3/kg)7.4231.016(1.41)6.968=10.255(m/kg)Q'---m3/kgQa'--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，3/kg注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以m3/h計(jì)算，因此Q總

Q

設(shè)計(jì)耗煤量總一臺鍋爐標(biāo)況下的煙氣量Q6153（m3/h）每臺鍋爐的煙氣量Q工

QNT工PTP當(dāng)?shù)?/p>

6153433101.32527397.86

10104.7(m3/h)2.81(m3/s）1、 Q

(kg/m3)

16%15%0.00234(kg/m3).255式中d ----排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；shQ

------標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg1、

21%106=10.255

106=1950.268(mg/m3)式中SY煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；qQ

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量，m3/kg。2變化氣管道較長時，必須考慮煙氣溫度的降低。除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的煙氣按各點(diǎn)的溫度計(jì)算。2、1煙氣在管道中的溫度的變化

(C)式中Q--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；F-，-管道散熱面積，m2；CV--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.352~1.357）kJ/m3C；q--管道單位面積散熱損失。室外q

5443kJ/(m2h)室內(nèi)q

4187kJ/(m2h)（1）室內(nèi)管道中的溫度變化

F

61531.355

5C（2外管道中的溫度變化其中左邊接總管的彎管長半徑為866mm彎管長度為

2r

右邊三根支管接總管的彎管長度為866mm從鍋爐房出來的接彎管的直管長度都為350mm總管(內(nèi)徑1000mm)的長度計(jì)算得27547mm 我們?nèi)?8000mmmm）長度1000t

qFQC5443[(0.3541.3600.8663)0.5281(11)1.54111131)]461531.35529.62C度在管道中總的變化：tt外內(nèi)所以進(jìn)入除塵器煙氣的溫度為16034.62125.38C2、2煙氣在煙囪中的溫度降低D=2.84=11.2MW=11.20.7t/h=16t/h我們?nèi)〈u煙囪（壁厚<0.5m）時的溫降系數(shù)A=0.4t2H?A380.43.8(C) 式中H煙囪高度,m；D合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；表1 降溫系囪種類囪（無囪（有囪（壁厚<0.5m囪（壁厚>0.5m33、1除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率1CS

140

91.45%式中C--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3；CS--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3。3、除塵器的選擇擇除塵器的過程中，應(yīng)全面考慮以下因素：器的除塵器效率；用除塵器是否滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放濃度；效率有很大的不同；體的溫度和其他性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素；集粉塵的處理問題；備位置，可利用的空間、環(huán)境條件等因素；備的一次性投資以及操作的維修費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素。表2除塵設(shè)備的分類及基本性能（環(huán)保設(shè)備及課程設(shè)計(jì)）類別除塵器除塵器重力沉降室慣性除塵器除塵器風(fēng)除塵器洗滌器除塵器除塵器除塵器50100～5000080500010050002000000500500

除塵效率9085費(fèi)用費(fèi)用式除塵塵器電除塵器

80000000100～200125

8585～9990高少表3各種除塵器對各種粒徑粉塵的除塵效率（環(huán)保設(shè)備及課程設(shè)計(jì)）除塵效率/% 除塵器名稱 50μm5μm1μm 50μm5μm1μm除塵器風(fēng)除塵器式除塵器(1008靜電除塵器靜電除塵器袋式除塵器袋式除塵器>99100表4除塵器的分級效率（大氣污染控制工程）除塵器名稱 總效率不同粒徑（m）所對應(yīng)的分級效率/% 05 510 10 20 10 44 44板的沉降室塔洗滌器塵器里洗滌器（P7.5KPa）除塵器97.71240729099

435792989782100100

9091 設(shè)備 投資費(fèi)用 旋風(fēng)除塵器除塵器塵器除塵器里洗滌器特（工礦下的煙氣量Q工=10104.7(m3/h);煙氣的溫度 T273160433K;要求達(dá)到的除塵效率91.45%;煙氣的含塵濃度C2.34g/m3）及《環(huán)境3、3袋式除塵器選型表6各種常用的袋式除塵器的技術(shù)性能的比較（環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊）參數(shù) 項(xiàng)目 型號 過濾面積(m2)處理風(fēng)量（m3/h）MD-I-405FSF-180GCG4-5C-SH-2

405180200.2

182253645010800324001209036270<31700000

適用于溫度小于130C入口濃度為515g/m3入口濃度為515g/m3能耐250C的高溫適用于溫度小于130C4藝選擇4.1硫設(shè)備應(yīng)達(dá)到的脫硫效率1

1

9001950.268

53.85%式中，CSO2——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中濃度，mg/m3；C——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，mg/m34.2設(shè)備選擇煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次循的優(yōu)點(diǎn)，而且能在較低的鈣硫比(Ca/S1.21.5)情況下脫硫效率達(dá)85%。煙氣器等，占地僅為濕法工藝的30%40%統(tǒng)的石灰石—石膏濕法工藝相比，循環(huán)流化床脫硫工藝有以下特點(diǎn)：程投資、運(yùn)行費(fèi)用和脫硫成本較低；檢修費(fèi)用；脫硫廢水排放，且脫硫副產(chǎn)品呈干態(tài)，對綜合利用和處置堆放有利。上述我們確定采用循環(huán)流化床脫硫技術(shù)。參考資料：朱廷鈺主編《煙氣燒結(jié)凈化技術(shù)》P1824、3循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的特點(diǎn)該工藝的特點(diǎn)是：來自鍋爐的空氣預(yù)熱器的煙氣溫度一般為120180C左態(tài)化。反應(yīng)塔中煙氣流速一般為57m/s，停留時間在3s以上，以滿足SO2

石灰的反應(yīng)要求。由于排煙溫度高于露點(diǎn)溫度20C左右，因此煙氣不需要再加一般可達(dá)到CFB-FGD控制過程簡單，主要通過三個回路實(shí)現(xiàn)，相互獨(dú)立，互不影響（1）SO的排放控制2根據(jù)吸收塔進(jìn)口煙氣流量及SO2

2，則用來作為校核和精確地調(diào)節(jié)消石灰粉給料量的輔助調(diào)控參數(shù)，以保按要求的脫硫效率。（度控制為了促進(jìn)消石灰和SO2

應(yīng)，通過向吸收塔內(nèi)噴水來降低煙氣的溫度。為了防止結(jié)露和有利于煙氣的排放，控制吸收塔出口溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度15至30C。（3塔的壓降控制調(diào)節(jié)床內(nèi)的固體顆粒濃度，以保證反應(yīng)器處于良好的運(yùn)行工況。參考資料：朱廷鈺主編《煙氣燒結(jié)凈化技術(shù)》P183

P184CCaOH2OCa(OH)H2OH2SOH2OCaSO4、4循環(huán)流化床脫硫的化學(xué)過程及影響的主要因素（1的反應(yīng)有：灰粉與霧化液滴結(jié)合產(chǎn)生消化反應(yīng)：22 Ca(OH)2與H2SO3發(fā)生反應(yīng)：Ca(OH)

2

CaSO3部分CaSO3CaSO3

2

4煙氣中的HCl和HF等酸性氣體同時也被Ca(OH)2脫除（2響循環(huán)流化床脫硫效率的主要因素有：層溫度對脫硫效率的影響中，絕熱飽和溫度決定了脫硫效率。當(dāng)煙氣溫度越低，脫硫效率越高。硫劑粒度和反應(yīng)活性用消石灰，多噴入漿液。使用生石灰，多噴入干粉。通常要求，CaO的含量大粒物濃度表面被堵塞。④鈣硫摩爾比Ca/S脫硫效率隨著Ca/S德增加而增加。但當(dāng)Ca/S增加到一定值后，脫硫效率的增加趨于平緩。也就是當(dāng)Ca/S增加到一定值后，脫硫劑的使用效率下降。參考資料：朱廷鈺主編《煙氣燒結(jié)凈化技術(shù)》P1904、5脫硫灰渣的處理

脫硫灰渣是一種干態(tài)的淺灰色粉末，外觀像水泥，平均粒徑20um，與普通粉煤灰相似。它主要有粉煤灰，未完全反應(yīng)的脫硫劑CaO、Ca(OH)2，脫硫副產(chǎn)物CaSO3、CaSO4等組成。卵石、改良酸性土壤等。高溫利用法有生產(chǎn)燒結(jié)磚、燒泥等。參考資料：朱廷鈺主編《煙氣燒結(jié)凈化技術(shù)》P192

5置及管道的布置5.1裝置及管道布置根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實(shí)際情況確定各裝置的位置,但是在布時要注意下列問題：（1備的露天化（2足生產(chǎn)工藝的要求（3足設(shè)備安裝檢修的要求（4足建筑要求（5合安全技術(shù)的要求，并盡可能的做到整齊、美觀。管路布置有以下原則：（1）全盤規(guī)劃、合理布置（2）管路布置應(yīng)便于安裝、檢修和管理（3）管理布置應(yīng)注意考慮安全（4）管理排列的基本原則（5）管道敷設(shè)間距及坡度（）其他5.2的確定d

4Q工式中Q工--工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s煙氣流速，m/s（可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵）。v=1015m/s根據(jù)以上條件可以計(jì)算出d的范圍(0.4880.598)m 所以我們?nèi)0.5m根據(jù)d

4Q工

可以反算出v14.3m/s6設(shè)計(jì)6、1煙囪高度的確定由大氣污染控制工程（第三版）附錄五鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中表4可 鍋爐房裝機(jī)MW 鍋爐裝機(jī)總?cè)萘繛?.84=11.2MW，在7<14MW區(qū)間內(nèi)。則用內(nèi)插法可

4035[11.2(147)]38m6、2煙囪直徑的計(jì)算由于有利用風(fēng)機(jī)抽取煙氣，所以取機(jī)械通風(fēng)情況下煙囪出口流速?？趦?nèi)徑可按下試計(jì)算d0.0188

Q''0.0188

410104.7m0.98m1.00m15

Q通過煙囪的總煙氣量，m3/h；''選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。表8煙囪出口流速(m/s)情況通風(fēng)方式通風(fēng)通風(fēng)荷時~2010負(fù)荷時5~3則由下式可計(jì)算出煙囪地部直徑（取i=0.02d1d2iH(1.0020.0238)m2.52m式中d煙囪出口直徑，m；H煙囪高度，m；i煙囪錐度，通常取i0.02~0.03。6、3煙囪的軸力煙氣從鍋爐出來時的溫度為160℃，由于管道散熱下降34.62℃，煙氣在煙囪中溫度下降3.8℃，當(dāng)煙氣通過脫硫裝置后，將有較大的溫降，加上之前

(0.034238[135.51Pa 273(1)273110

]97860)Pa式中H煙囪高度，m；t外界空氣溫度，℃7的計(jì)算7、摩擦壓力損失91徑為1.5m），則煙氣流速為v1

14.3m/s的部分長為0.540.3541.3600.86632027.358m，煙氣流速為2

414.3m/s57.2m/s的部分長為：81111333m。其中，在進(jìn)入脫硫22

3

6.0m/s。圓管：

Lv22d0.022

[(

1 1 1 )27.35814.32( )3357.220.51 11.5

16.02]Pa2524.116Pad管道直徑，m；煙氣密度，kg/m3；管中氣流平均速率，m/s；摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾Re和管道相對粗糙度K的函數(shù)?？梢圆槭謕11/A7、2局部壓力損失在管路中有三個120度角彎道

1

0.2，四個150度角彎道

2

0.22，六個突

0.36，一個333一個

0.16，另一個4

0.49，一個90度彎道4

5

0.5，則可以求得局部的壓失：

(n11

n

1.3414.32

a=656.270Pa式中異性管件的局部阻力系數(shù)；與相對應(yīng)的斷面平均起來速率，m/s；煙氣密度，kg/m3。除塵器的壓力損失在10001500Pa之間，取1200Pa。表9突然擴(kuò)大時的阻力系數(shù)（環(huán)境工程原理P86）2 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91 10.810.640.490.360.250.160.090.040.01021

0.91 0.50.470.450.380.340.300.250.200.150.0908選擇及計(jì)算8、1風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算

101.325

273110101.325273

(m3/h)64583.8(m3/h)式中1.1風(fēng)量備用系數(shù)；Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表態(tài)下風(fēng)量，m3/ht風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度；B當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。8、2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算除塵器后裝的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算：

1.2(hS

101.3251.293 4678.3Pa273110101.3251.293

Pa式中1.2風(fēng)壓備用系數(shù)；h系統(tǒng)總阻力，Pa；S煙囪抽力，Pa；t風(fēng)機(jī)前煙氣溫度；t風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度，1.34k