大氣污染控制工程課程設(shè)計

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生課程設(shè)計設(shè)計名稱：大氣污染控制工程課程設(shè)計學(xué)生專業(yè)班級：環(huán)境工程1401學(xué)生姓名（學(xué)號）：指導(dǎo)教師：2016年11月2日目錄TOC\o"1-2"\h\u7553摘要 110611Abstract 132463關(guān)鍵字 1300341緒論 1182901.1設(shè)計依據(jù) 191591.2設(shè)計目的 1316421.3參數(shù) 2160891.4指標(biāo) 285481.5原則 339982工藝概述 3295172.1技術(shù)現(xiàn)狀 3116062.2工藝選擇 3162362.3本工藝優(yōu)缺點 8149223工藝計算 985183.1煙氣量 9257913.2污染物濃度 10295613.3設(shè)備 11134473.4管道設(shè)計 16326643.5壓降計算 17127773.6風(fēng)機等設(shè)備選型 19260774工程概算和效益評估 2063924.1主要工程投資估算 20173284.2經(jīng)濟 2193744.3環(huán)境 2158974.4社會效益 2158455結(jié)論 213640參考文獻(xiàn) 22摘要本文主要介紹了對鍋爐中燃煤煙氣運用袋式除塵法和濕式脫硫法脫塵除硫的工藝和設(shè)備，并比較了各種除塵設(shè)備的優(yōu)缺點，選擇了最經(jīng)濟，最高效的方案。AbstractThisthesismainlyinstroducesthedustremovaldesulfurizationprocessintheboilerfluegasofthecoalby1緒論1.1設(shè)計依據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（摘自GB16297-1996)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（摘自GB13271-2001)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）《中華人民共和國大氣污染防治法》（2000/9/1）《燃煤二氧化硫排放污染物防治法》(2000/9/1)1.2設(shè)計目的通過對大氣污染控制工程課程的學(xué)習(xí)掌握一定大氣污染控制技術(shù)原理。并結(jié)合對煙氣除塵脫硫?qū)嶋H問題的處理使我們在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(yè)課程的基礎(chǔ)上了解和掌握環(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體驗設(shè)備的具體設(shè)計過程。培養(yǎng)我們綜合運用所學(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)計問題的能力和在處理問題過程中的團隊協(xié)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)計計算、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際問題的能力。1.3參數(shù)1.3.1設(shè)計題目SHS35-39雙鍋爐橫置式燃煤爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計1.3.2設(shè)計原始資料鍋爐型號：SHS35-39即：雙鍋筒橫置式室燃爐設(shè)計耗煤量：4t/h設(shè)計煤成分：CY=66%；HY=2.4%；OY=2.7%；NY=1.1%；SY=0.77%；AY=16.3%；WY=10.6%；VY＝18％，屬于低硫煙煤。

排煙溫度：160℃。

空氣過剩系數(shù)α＝1.38飛灰率＝27.5％

煙氣在鍋爐出口前阻力為850Pa。

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210m，90°彎頭41個。1.4指標(biāo)污染物排放按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。（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）若煙囪高度達(dá)不到GB13271—2001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)狀態(tài)下)：100mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：450mg/m31.5設(shè)計原則（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）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(xì)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，最少3張A4圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張。2工藝概述2.1技術(shù)現(xiàn)狀袋式除塵器的基本特點是除塵效率高、處理風(fēng)量大、操作維修方便，為達(dá)到相同的除塵效率，其投資成本和運行費用均比靜電除塵器低。在國外，許多燃燒低硫煤的火電廠使用袋式除塵器。在美國，幾乎所有的循環(huán)流化床鍋爐均采用袋式除塵器。在先進(jìn)的袋式除塵器和普通老式的設(shè)計相比，無論是濾袋材料、除塵器的結(jié)構(gòu)，還是清灰技術(shù)等方面都做了很大的改進(jìn)，大大提高了其可用率。根據(jù)美國的經(jīng)驗，一臺脈沖式袋式除塵器的使用壽命在40年以上，易損件濾袋的使用壽命也超過了4年，因此它是一種高效可靠的燃煤鍋爐除塵設(shè)備。我國燃煤引起的大氣污染，包括粉塵污染是十分嚴(yán)重的，我國現(xiàn)行的鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)相比還是相對較低，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，今后我國環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)也必將日趨嚴(yán)格。因此，袋式除塵器以及其極高的除塵效率和比靜電除塵器更低的投資成本及運行費用，必將會在我國逐漸得到推廣，最終在相當(dāng)程度上取代靜電除塵器。2.2工藝選擇2.2.1除塵器的選擇1.除塵器的性能指標(biāo)除塵器性能指標(biāo)包括技術(shù)性能指標(biāo)和經(jīng)濟性能指標(biāo)，其中，前者包括含塵氣體處理量、除塵效率、阻力損失，后者包括總費用（含投資費用和運轉(zhuǎn)費用）、占地面積、使用壽命。除塵器的選擇在選擇除塵器過程中，應(yīng)全面考慮一下因素：（1）除塵器的除塵效率；（2）選用的除塵器是否滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放濃度（3）注意粉塵的物理特性（例如黏性、比電阻、潤濕性等）對除塵器性能有較大的影響另外，不同粒徑粉塵的除塵器除塵效率有很大的不同；（4）氣體的含塵濃度較高時，在靜電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的出凈化設(shè)備去除粗大粉塵，以使設(shè)備更好地發(fā)揮作用；（5）氣體溫度和其他性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素；（6）所捕集粉塵的處理問題；（7）設(shè)備位置，可利用的空間、環(huán)境條件等因素；（8）設(shè)備的一次性投資（設(shè)備、安裝和施工等）以及操作和維修費用等經(jīng)濟因素。表1各類除塵器的優(yōu)缺點除塵器類型優(yōu)點缺點機械除塵器機械簡單投資少，維修容易體積大，效率低電除塵器壓力損失小，處理煙氣量大，能耗低一次性投資高，安裝精度要求高袋除塵器效率高，性能穩(wěn)定可靠，操作性強濾袋檢修與更換的工作量大，對粉塵比電阻有一定的要求濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，操作維修方便管道易腐蝕，污水處理困難根據(jù)工況下煙氣量，煙氣溫度及達(dá)到的除塵率要求選擇的除塵器為袋式除塵器。除塵種類除塵效率凈化程度特點簡易袋式30%中凈化簡單，除塵率低機械振動袋式90%中凈化要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面震動力大脈沖噴吹袋式99%細(xì)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(xì)凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價較低，氣環(huán)箱上下移動時近貼濾袋，使濾袋磨損加快，故效率較高。綜合考慮除塵效率，處理風(fēng)量以及總過濾面積，查閱相關(guān)資料，最終選擇脈沖噴吹袋式除塵器。各種濾料的性能濾料名稱直徑/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根據(jù)各種濾料的性能相比較和選擇，最終決定選擇聚四氟乙烯作為袋式除塵器的濾料。粉塵種類纖維種類清灰方式過濾速度粉塵比阻力系數(shù)/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硫酸鈣聚酯2.280.067白云石聚酯逆氣流1.00112石膏棉、丙烯酸機械振動0.761.05-3.16氧化鐵聚酯逆氣流機械振動0.309.50石灰窟玻璃逆氣流0.701.50根據(jù)我組對各種清灰方式的使用情況比較，決定選用逆氣流脈沖除塵清灰。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(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，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ppc系列逆噴脈沖袋式除塵。2.2.2除塵過程：含塵氣體經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入除塵器，較大顆粒的粉塵直接落入灰斗，含有微粒粉塵的氣體通過濾袋，粉塵被滯留在濾袋外表面，而氣體則經(jīng)凈化后由引風(fēng)機排入大氣。清灰過程：隨著過濾工作的不斷進(jìn)行，附著在濾袋外表面的粉塵不斷增多，除塵器運行阻力增大，某一過濾單元的轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉，過濾單元停止工作，反吹壓縮空氣逆向進(jìn)入過濾單元，吹掉濾袋外表面的粉塵，然后轉(zhuǎn)換閥板打開，該過濾單元重新工作，清灰轉(zhuǎn)向下一過濾單元。整個清灰過程是各個過濾單元輪流交替進(jìn)行的。2.2.3除塵特點：1、除塵效率可達(dá)99.9以上，粉塵排放可控制在30mg/Nm3以下。2、可處理100g/Nm3以下的高濃度粉塵。3、先進(jìn)的密封措施，漏風(fēng)系數(shù)小于2﹪。4、先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，單位體積過濾面積大，設(shè)備體積小。5、清灰方式獨特有效，延長濾袋的使用壽命。6、關(guān)鍵部位質(zhì)量可靠，使用壽命長。7、性能穩(wěn)定，自動化程度高，日常維護管理簡單。適用范圍：廣泛應(yīng)用于水泥廠的破碎、包裝、庫頂、熟料冷卻機和各種磨機等收塵系統(tǒng)，還應(yīng)用于冶金、化工、機械和民用鍋爐等廢氣的收塵。結(jié)構(gòu)特點：(1)殼體部分：包括清潔室（或稱氣體凈化箱）、過濾室、分室隔板、檢修門及殼體結(jié)構(gòu)。清潔室內(nèi)設(shè)有提升閥與花板，噴吹短管：過濾室內(nèi)設(shè)有濾袋及其骨架。(2)灰斗及卸灰機構(gòu)：卸灰斗可按不同系列、不同進(jìn)口粉塵濃度，分別設(shè)置螺旋輸送機、空氣輸送斜槽和剛性葉輪卸料器(卸灰閥)。(3)進(jìn)出風(fēng)箱體：包括進(jìn)出風(fēng)管路及中隔板。單排(或單列)結(jié)構(gòu)布置在殼體一側(cè)，雙排(或稱雙列)結(jié)構(gòu)布置在殼體中間：32系列較小無箱體，進(jìn)出風(fēng)管路分別接于灰斗與清潔室上。(4)脈沖清灰裝置：包括脈沖閥、氣包、提升閥用氣缸及其電磁閥等。(5)壓縮空氣管路及減壓裝置、油水分離器、油霧器等。(6)支柱及立式籠梯、欄桿。氣箱脈沖袋式除塵器的濾袋直徑為130mm，長度多為2448mm，部分型號為3060mm。過濾面積為62~4340m2，處理氣體流量為6000~390000m3/h，過濾風(fēng)速為1.0~1.5m/min，壓力損失為1200~1470Pa。2.3脫硫設(shè)備的選擇2.3.1吸收SO2的吸收塔的選擇表2-5吸收塔優(yōu)缺點的比較名稱操作參數(shù)優(yōu)

點缺

點填料塔空塔氣速2.0～5.0m/s液氣比0.5～1.0L/m3壓力損失200～1000Pa結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備小，制造容易，占空間小；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1～10L/m3噴淋密度6～m3/(m2.h)壓力損失500Pa/m空塔氣速0.5~1.2m/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1.0～3.0m/s小孔氣速16～22m/s液層厚度40～60mm單板阻力300～600Pa噴淋密度12～15m3/(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(yán)格，塔板要求水平；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2.5～4.0m/s液氣比13～30L/m3壓力損失500～2000Pa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)，自激湍流塔流體阻力小，能量消耗低；操作彈性較大，運行可靠，我們最終選取自激湍球塔。2.3.2脫硫方法的選擇（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)計為SO2煙氣的濕法脫硫。濕法脫硫是目前世界上應(yīng)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。表2-6脫硫工藝比較項目優(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(chǎn)品石膏可用建筑材料系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，造價高，容易結(jié)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(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，運行費用低吸收劑在洗滌過程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧，污染環(huán)境，投資大我們選用石灰/石灰石吸收法吸收二氧化硫。（2）原理將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。采用石灰/石灰石漿液吸收煙氣中的SO2，分為吸收和氧化兩個階段。先吸收生成的亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣(即石膏)。該方法的實際反應(yīng)機理是很復(fù)雜的，目前還不能完全了解清楚。這個過程發(fā)生的反應(yīng)如下。吸收： 由于煙氣中含有，因此吸收過程中會有氧化副反應(yīng)發(fā)生。氧化：在氧化過程中，主要是將吸收過程中所生成的氧化稱為：由于在吸收過程中生成了部分，在氧化過程中，亞硫酸氫鈣也被氧化，分解出少量的SO2：設(shè)備運行過程中的問題及出現(xiàn)這種問題的原因：①設(shè)備腐蝕：化石燃料燃燒的排煙中含多種微量的化學(xué)成分。在酸性條件下，對金屬的腐蝕性相當(dāng)強，包括吸收塔、言其后續(xù)設(shè)備。②結(jié)垢和堵塞：固體沉積主要以三種方式出現(xiàn)：濕干結(jié)垢，即因溶液水分蒸發(fā)而使固體沉積；或沉積或結(jié)晶析出；或從溶液中結(jié)晶析出。其后是導(dǎo)致脫硫塔內(nèi)發(fā)生結(jié)構(gòu)的主要原因。③除霧器的堵塞：液體中的小液滴，顆粒物進(jìn)入除霧器，引起堵塞。解決方法：定期(每小時數(shù)次)用高速噴嘴噴清水進(jìn)行沖洗。（3）工藝流程我們所采用的是石灰石/石灰法濕式煙氣脫硫技術(shù)。鍋爐煙氣經(jīng)除塵、冷卻后送入吸收塔，吸收塔內(nèi)用調(diào)配好的石灰石或石灰漿液洗滌含SO2的煙氣，洗滌凈化后的煙氣經(jīng)除霧和再熱后排放。吸收塔內(nèi)排出的吸收液流入循環(huán)槽，加入新鮮的石灰石或石灰漿液進(jìn)行再生。（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工藝計算3.1煙氣體積及污染物排放量的計算以1kg低硫煙煤燃燒為基礎(chǔ)，燃燒情況如表2.1表2.1化學(xué)成分質(zhì)量/kg物質(zhì)的量/mol需氧量C6605555H24126O270.843-0.843S770.2410.241N110.3930A11300W165.8890理論需氧量：55+6-0.843+0.241+0+0+0=60.398mol(1)理論空氣量為：Vo2=(60.398)×（1+3.78）×22.4/1000=6.47lm3/kg(2)實際空氣量為:Va=6.47×1.38=8.39m3/kg(3)理論煙氣量:VCO2+VH2O+VSO2+VN2=（55+12+5.899+0.24+0.393+3.78×60.398）×22.4/1000=6.761m3/kg(4)實際煙氣量:6.761+（1.38-1）×6.47=9.22m3/kg(5)160℃煙氣量:V=9.22×（273+160）/273=14.62m3/kg標(biāo)況下SO2濃度:WSO2=0.241×64×1000/9.22=1673mg/m3煙氣含塵濃度:WA=113×0.275/9.22=3.37g/m3=3370mg/m3鍋爐標(biāo)況下煙氣流量:Q=9.22×4000=36880m3/h鍋爐工況下煙氣流量:36880×（273+160）/273×3600=58494.65m3/h3.2、除塵設(shè)備3.2.1除塵設(shè)備的設(shè)計與計算（1）除塵器效率η=1-=1-50/3370=98.5%（2）袋式除塵器總過濾面積160℃下的煙氣流量為：=Q××=36880××=58494.65式中：—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量，—當(dāng)?shù)貙嶋H大氣壓，取一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即==101.325KPa—排煙溫度所以總過濾面積：其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表：96-6性能參數(shù)表型號過濾面積/m2濾袋數(shù)量/條處理風(fēng)量m3/h含塵濃度96-655757640100<1300設(shè)備質(zhì)量/kg濾袋尺寸/mm設(shè)備阻力/Pa除塵效率%過濾風(fēng)速/m/min14880Φ150×21001470-1770＞99.91.2-2.0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。由前面計算可知進(jìn)口煙氣流量為:Q=36880m/h=614.67m/min=10.24m/s計算用煙氣量為：則可得煙氣所要經(jīng)過的總的濾袋面積為：A==773.6m選用長2米，直徑150毫米的圓筒形濾布。160℃時，煙氣密度大約為0.817，煙囪出口處大約為0.756。設(shè)計袋的直徑為：D=150mm=0.15m設(shè)計袋的高度為：L=2.0m=2100mm則可得每條濾袋的面積為：可得所需濾袋的條數(shù)為：n==條,選用500條濾袋。有4個濾室，每個濾室分4個組，則每個組有濾袋30條,分布為長方向上為6條濾袋，寬方向上為5條濾袋，當(dāng)濾袋直徑為150mm時，袋與袋之間的距離為180mm-190mm之間，,此處設(shè)計中取袋與袋之間的距離為180mm,即0.18m。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(shè)計可得濾室的長為：0.15×12+0.18×10+0.5+0.3×2=4.7取5m寬為：0.15×16+0.06×15+0.3×2=3.38取3.5m設(shè)灰斗短邊與地面夾角為60°，灰斗底面為直徑0.6m的圓筒，底面距地面0.5m,計算灰斗高度：濾袋上方的安裝高度取0.8m，則除塵器的總高度為：3.2.濕式石灰法脫硫運行參數(shù)的選擇和設(shè)計3.2.1吸收塔內(nèi)流量計算假設(shè)吸收塔內(nèi)平均溫度為80C°,壓力為120Kpa,則吸收塔內(nèi)煙氣流量為:QV=Q××=××=11.18m3/s式中V—吸收塔內(nèi)煙氣流量m3/sQ—標(biāo)況下煙氣流量m3/s3.2.2吸收塔徑計算依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇吸收塔內(nèi)煙氣流速V=5m/s。則吸收塔截面A為：A=QV/V=11.8/5=2.36m2則塔徑d為:d===1.73取塔徑DO=2m 3.2.3吸收塔高度計算吸收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(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得,設(shè)吸收塔噴氣液反應(yīng)時間t=3s則吸收塔的吸收區(qū)高度為:H1=vt=3×3=9m。吸收區(qū)一般設(shè)置3-6個噴淋層，每個噴淋層都裝有多個霧化噴嘴，本設(shè)計中設(shè)置4個噴淋層，噴淋層間距為2m，入口煙道到第一層噴淋層的距離為2m，最后一層噴淋層到除霧器的距離1m。（2）除霧區(qū)高度：除霧器用來分離煙氣所攜帶的液滴,在吸收塔中,由上下兩極除霧器(水平或菱形)及沖水系統(tǒng)(包括管道、閥門和噴嘴等)構(gòu)成。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。后一層噴淋層到除霧器的距離1m,除霧器的高度為2.5m,除霧器到吸收煙道出口的距離0.5m。則取除霧區(qū)高度為：H2=4m(3)漿池高度:漿池容量V1按液氣比漿液停留時間t1確定：V1=Qt1=×36880×=46.1m3式中—液氣比,一般為15-25L/m3取15L/m3Q—標(biāo)況下煙氣量m3/ht1—漿液停留時間,s,一般為4min～8min本設(shè)計中取值為5min選取漿池直徑等于吸收塔DO,本設(shè)計中選取的漿池直徑D1為6m,然后再根據(jù)V1計算漿池高度:H3=4v1/πDt2=4×46.1/3.14×36=1.63m式中H3—漿池高度mV1—漿池容積m3從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.8-2m。本設(shè)計中取為1.5m。(4)噴淋塔煙氣進(jìn)口高度設(shè)計噴淋塔煙氣進(jìn)口高度h4=煙氣出口高度與進(jìn)口高度相同(5)吸收塔高度:H=H1+H2+H3=9+4+1.63=14.63m3.3煙囪設(shè)計計算3.3.1煙囪高度的計算具有一定速度的熱煙氣從煙囪出口排除后由于具有一定的初始動量，且溫度高于周圍氣溫而產(chǎn)生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。這相對增加了煙囪的幾何高度，因此煙囪的有效高度為：H=HS+△H式中H—煙囪的有效高度mHS—煙囪的幾何高度mΔH—煙囪抬升高度m。3.3.2煙氣釋放熱計算式中：—煙氣熱釋放率，；—大氣壓力，近似取一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.325kPa；—實際排煙量，—煙囪出口處的煙氣溫度，433；—環(huán)境大氣溫度取環(huán)境大氣溫度=293K，大氣壓力=101.325kP環(huán)境大氣壓下的煙氣流量：3.3.3煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算D=0.0188式中—通過煙囪的總煙氣量，；—按表選取的煙囪出口煙氣流速，。選定v=20m/sD=0.81選取0.85m圓形煙囪的出口內(nèi)徑一般不小于0.8m。煙囪底部直徑式中D——煙囪出口直徑，m；H——煙囪高度，m；i——煙囪錐度，通常取i＝0.02~0.03。選定i=0.03d1=3.3m3.3.4煙囪幾何高度的計算根據(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)定表確定煙囪高度表3-8-1燃煤、燃油（燃輕柴油、煤油除外）鍋爐房煙囪最低允許高度GB13271-2001鍋爐房裝機總?cè)萘縈W＜0.70.7~＜1.41.4~＜2.82.8~＜77~＜1414~＜28t/h＜11~＜22~＜44~＜1010~＜2020~≤40煙囪最低允許高度m202530354045查上表可得：H=35m3.3.5煙氣抬升高度計算由QH＜1700W可得△H=2*(1.5vsD+0.01QH)/u=5.59m式中Vs—煙囪出口流速取20m/sD—煙囪出口內(nèi)徑mu—煙囪出口處平均風(fēng)速取10m/s所以煙囪的有效高度H=40.59m3.3.6煙囪高度校核假設(shè)吸收塔的吸收效率為80%，可得排放煙氣中二氧化硫的濃度為：二氧化硫排放的排放速率：用下式校核：式中：—為一個常數(shù)，一般取0.51，此處取0.6；查得國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)時平均的濃度為,所以設(shè)計符合要求。3.4管道設(shè)計3.4.1管徑的計算假設(shè)管道采用薄皮鋼管，管內(nèi)煙氣流速為，則管道直徑為：式中：—160時的煙氣流量，；—煙氣流速，；1.2—修正系數(shù)代入相關(guān)值得：參照圓形通風(fēng)管道規(guī)格，取為1300mm，則實際煙氣流速為3.4.2管道摩擦阻力損失計算（1）根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在任何橫截面形狀不變的管道內(nèi)流動時，摩擦阻力可用下式計算：=0.02×210×152×0.84=396.9pa式中λ—摩擦阻力系數(shù),無量綱,對于薄皮鋼管λ=0.02v—管內(nèi)煙氣平均流速,m/sρ—煙氣密度kg/m3L—管道長度210md—管道直徑m3.5壓降計算3.5.1煙囪的阻力計算式中——煙囪摩擦阻力系數(shù)，取0.02；——煙囪平均直徑，；H——煙囪高度（m）；——煙囪內(nèi)煙氣平均流速；——煙囪內(nèi)煙氣平均密度（kg/m3）。=41.33Pa3.5.2局部阻力損失計算煙氣管道局部阻力損失可按下式計算Δpm’=nζρV2/2=410.250.84=968.6pa式中:n—彎頭個數(shù)ζ—局部阻力系數(shù),無量綱,該煙氣管道中采用的是90°彎頭,其局部阻力損失系數(shù)ζ=0.25ρ—煙氣密度,kg/m3v—管內(nèi)煙氣平均流速,m/s管道總阻力損失Δp為:Δp=Δpm’+Δpm=396.9+968.6=1365.5pa3.5.3除塵器壓力損失（1）除塵器內(nèi)部壓力損失：式中：——除塵器結(jié)構(gòu)壓力損失，在正常過濾風(fēng)速下，一般取300-500Pa；——除塵器過濾阻力；（2）過濾阻力：式中——清潔濾料的壓損系數(shù)或阻力系數(shù)，；——含塵氣體的粘度，；——過濾速度，；——粉塵層的平均比阻力，一般為；——堆積粉塵負(fù)荷（單位面積的含塵量），，普通運行的堆積粉塵負(fù)荷范圍為；（3）粉塵負(fù)荷：式中——入口氣體含塵濃度，；t——過濾時間，；過濾時間取2小時，即7200s,有：3.5.4系統(tǒng)總阻力計算系統(tǒng)的總阻力包括煙氣在鍋爐出口前的阻力800Pa、煙囪阻力、管道總阻力與脫硫設(shè)備的阻力之和。查相關(guān)資料,脫硫設(shè)備的阻力為880Pa,則系統(tǒng)的總壓力損失為:Δp系統(tǒng)=850+396.9+968.6+880=3095.5pa3.6風(fēng)機和電動機的選擇和計算3.6.1風(fēng)機風(fēng)量的計算1.1——風(fēng)量備用系數(shù)Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機前風(fēng)量m3/htp——風(fēng)機前煙氣溫度若管道不太長可以近似取鍋爐排煙溫度P——當(dāng)?shù)卮髿鈮?Kpa3.6.2風(fēng)機風(fēng)壓的計算1.2——風(fēng)壓備用系數(shù)∑?h——系統(tǒng)總阻力PaSy——煙筒抽力Patp——風(fēng)機前煙氣溫度℃ty——風(fēng)機性能表中給出的實驗用氣溫度℃引風(fēng)機為200℃Qy——風(fēng)機風(fēng)量m3/hHy——風(fēng)機風(fēng)壓Paη1—風(fēng)機在全壓頭時的效率（一般風(fēng)機為0.5-0.7高效分機0.9）η2——機械轉(zhuǎn)動效率當(dāng)風(fēng)機與電動機直聯(lián)傳動時η2=1用聯(lián)軸器連接時η2=0.95-0.98用V形帶傳動時η2=0.95β——電動機備用系數(shù)對引風(fēng)機=1.34工程概算和效益評估4.1主要工程投資估算名稱費用/元脈沖袋式除塵器費用150000濕式脫硫吸收塔553000鍋爐費用478000管道費用105920管道加工費用47740風(fēng)機費用15000電動機費用160000系統(tǒng)安裝調(diào)試費用20000工程設(shè)計費用500000其他費用10000總計20466004.2經(jīng)濟關(guān)于布袋除塵的經(jīng)濟效益方面，除塵器可以回收廢氣中的粉塵，然后將收集的粉塵進(jìn)行處理等，制成生科粉，賣出取得收益。關(guān)于濕式石灰法脫硫工藝效益方面，由于濕式石灰法脫硫工藝屬于比較可靠、成熟的工藝，因此，該工藝不僅在控制方面比較容易實現(xiàn)，而且在運行方面也十分安全可靠。此外，脫硫產(chǎn)物還能直接往大氣中排放，不會對大氣環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，其應(yīng)用的前景十分廣闊。總體來看，其運行的成本還還是相對較低的。5總結(jié)這次的課程設(shè)計，通過《大氣污染控制工程》的學(xué)習(xí)以及組員們積極地參與查閱各種圖書資料和整理計算數(shù)據(jù)，我們成功的完成了本次的課程設(shè)計，這其中的收獲和不易只有經(jīng)歷過的人才明白。首先，我們對所給原始數(shù)據(jù)條件按照設(shè)計要求進(jìn)行了分析，查閱工具手冊確定相關(guān)的主要參數(shù)計算范圍，然后確定除塵器的工藝流程，對除塵器進(jìn)行設(shè)計計算主要包括主要尺寸、壓力損失等，最后是風(fēng)機的選型計算和煙囪直徑和高度的計算，在計算過程中通過同學(xué)的幫助和老師的指導(dǎo)以及自己的努力，我們由開始的一頭霧水到后來的思緒清晰，我們學(xué)到了很多東西，鍛煉了解決實際問題的能力，終于明白了設(shè)計師的不易與艱苦。其次，在設(shè)計時我們要保持平靜的頭腦，冷靜的分析，更要有耐心，要注意準(zhǔn)確，不能報敷衍的態(tài)度，既要獨立思考又要勤于請教，更要充分利用圖書館資源和網(wǎng)絡(luò)資源解決實際問題。利用CAD畫圖軟件畫出相關(guān)的工藝流程圖，熟練的掌握了畫圖過程。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片