大氣污染控制設計

目錄一．課程設計的目的及要求二．凈化系統(tǒng)方案的介紹及確定二．凈化系統(tǒng)方案的介紹及確定三．除塵器的基礎數(shù)據(jù)計算五．除塵器主體設備設計六．脫硫凈化塔主體設備設計八．管網布置及計算九．風機和電機計算與選擇十.設計總結七．煙氣脫硫凈化輔助設備計算及選型七．煙氣脫硫凈化輔助設備計算及選型一.參考文獻一.課程設計目的與設計要求設計目的通過課程設計進一步消化和鞏固本能課程所學的內容，并使所學的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學理論知識進行進化系統(tǒng)實際的初步能力。通過設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，陪養(yǎng)學生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。設計要求⑴工藝條件及數(shù)據(jù)鍋爐型號：SZL4-13型，共4臺（2.8MWX4）設計耗煤量：600kg/h（臺）排煙溫度：160°C；煙氣其他性質按空氣計算煙氣密度（標準狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：a=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：-1C空氣含水（標準狀態(tài)下）按0.01293kg/m3（2）.燃料成分及組成煤的工業(yè)分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=1% Oy=5%NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%⑶.設計標準及要求按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）中一類區(qū)II時標準執(zhí)行。即：煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：80mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側15m處，有一塊長18米、寬12米的空地，擬將凈化系統(tǒng)安置此處。二．凈化系統(tǒng)方案的介紹及確定本設計為某公司燒結機煙氣脫硫除塵工程設計，設計中要除去煙氣中的塵粒，脫去燃燒產生的有害氣體SO。要去除排煙中占煤中16%不可燃飛灰需要通過除2塵器去除，而煤燃燒過程產生的SO氣體由吸收塔吸收完成。燃燒出爐的煙氣經2過冷卻器降溫，再由引風機把煙氣引入到除塵器中除塵。除塵后的氣體由塔底進入噴淋塔，噴淋塔內用配制好的石灰石或石灰漿液由離心泵送往噴淋塔右側的吸收部位洗滌含SO的煙氣，洗滌進化后的煙氣經除霧和加熱后排放。脫硫部分由2塔底進入脫硫循環(huán)槽二次使用或固液分離，分離有價值物質。SO的吸收主要采2用石灰石/石灰石法濕法煙氣脫硫技術和雙堿法煙氣脫硫技術，通過化學反應將SO固定。由于SO屬于酸性氣體，與配制好的堿性溶液氣液采用逆流流動，增大22接觸面積。吸收劑由離心泵吸取循環(huán)往復使用。煙氣脫煙塵硫除塵工程設計工藝流程圖如1號圖紙上。三．除塵器的基礎數(shù)據(jù)計算標準狀態(tài)下理論空氣量Q'=4.76(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)(m3/kg)a=4.76(1.867X68%+5.56X4%+0.7X1%_0.7X5%)=6.968(m3/kg)2.標準狀態(tài)下理論煙氣量(設空氣含濕量12.93g/m3)Q'=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q'+0.79Q'+0.8NYsaa(m3/kg)=1.867(68%+0.375X1%)+11.2X4%+1.24X6%+0.016X6.968+0.79X6.968+0.8X1%=7.425(m3/kg)標準狀態(tài)下實際煙氣量Q=Q'+1.016(a-1)Q'(m3/kg)sss=7.425+1.016(1.4-1)X6.968=10.257(m3/kg)

注意：標準狀態(tài)下煙氣流量Q以ms/h計，因此Q=QX設計耗煤量=10.257X600X4=24616.8血巾）.S標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度d-AyC二一sh Qs=16%X15%/10.257=0.00234kg/m3標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算CSOCSO2x106(mg/m3)=2X1%/10.257X106=1950mg/m3四．除塵脫硫的工藝計算除塵脫硫的物料平衡計算對于本次除塵脫硫工藝采用濕法脫硫，采取先除塵再脫硫的處理過程。即鍋爐煙氣f除塵系統(tǒng)f脫硫系統(tǒng)f煙囪。物料衡算：粉塵入口濃度2340mg/m3物料衡算：粉塵入口濃度2340mg/m3f除塵系統(tǒng)f出口濃度80mg/m3（標態(tài)）除塵效率=1-80/2340=96.58%除塵量=(2340—80)X24616.8X10-6=55.6kg/hSO?入口濃度1950mg/m3脫硫系統(tǒng) ff出口濃度900mg/ms(標態(tài))脫硫效率=1-900/1950=53.84%脫硫量二（1950-900）X24616.8X10-6=25.85kg/h計算結果示于下圖：鍋爐計算結果示于下圖：鍋爐C=1950mg/m3SO2除塵C=80mg/m煙氣C=2340mg/m3TSP系 >統(tǒng)除塵系 >煙囪排氣統(tǒng)C=900mg/m3SO!!粉塵55.6kg/h 回收SO25.85kg/h2除塵器的選擇根據(jù)對除塵效率要求高,廠房面積收限制,氣體含塵濃度及氣體處理量，對比綜合考慮，所以采用脈沖袋式清灰除塵器。袋式除塵器的設計⑴選定除塵器的形式，濾料，及清灰方式：對除塵效率要求高，氣體含塵濃度及氣體量有要求的情況下，采用脈沖清灰。氣體的溫度為433K，超過410K，但低于530K時，選用玻璃纖維濾袋。⑵計算過濾面積：根據(jù)含塵濃度，濾料種類，及清灰方式等，即可確定過濾氣速v，并得出總過濾面積。A=q/60vvf=24616.8/(60X3)=136.76m2式中：q 與處理的煙氣量，m3/hv———脈沖噴吹清灰：v=2.0?4.0m/minf

五．除塵器主體設備設計圖11-9脈沖袋式除塵器除塵原理圖1一進口辛2—中鄙箱休13—憶袋=4—文氏管；5—上箱體16—排汽口：7-ft^B：&一噴吹管】9空氣包』10—#沖閥學11—K制閥；12—脈仲隹制13—集塵斗丄14一泄塵閥1?濾袋的尺寸：單個濾袋直徑：D=200?300mm，取D=200mm單個濾袋長度：L2?12m，取L=4m濾布長徑比一般為5?40,L/D=20濾袋面積a=nDL=3.14X0.2X4=2.5m2濾袋條數(shù)：n=A/a=136.76/2.5=54.7~55

4.濾袋的布置按矩形布置：a.濾袋分5組；每組11條；組與組之間的距離：250mm組內相鄰濾袋的間距：70mm濾袋與外殼的間距：210mm袋式除塵器的尺寸計算得：寬d=3320mm高h=4000mm長=1520mm。六．脫硫凈化塔主體設備設計噴淋塔內流量計算1?假設噴淋塔內平均溫度為80C，壓力為120KPa,則噴淋塔內煙氣流量為:K—除塵前漏氣系數(shù)，0?0.1；代入公式得：Q=24616.8/3600X(273+80)/273X101.324/120X(1+0.06)v=8m3/s噴淋塔徑計算依據(jù)NOH煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內煙氣流速v4ms,a則噴淋塔截面A為：A=Q/V=8/4=2m2v則塔徑d為:D=V(4A/n)二V(4X2/3.14)=1.6m取塔徑D=2000mm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。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，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：=4x4=16m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：H 3.5m2漿池高度漿池容量V按液氣比漿液停留時間t確定：11殲二工/GxQ恣］式中：LG—液氣比，取18Lm3；Q—標況下煙氣量，m3：h；t—漿液停留時間，s；1一般t為4min~8min，本設計中取值為5min，則漿池容積為：1V=18X10-3X24616.8X5/60=37m3選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D,本設計中選取的漿池直徑為D=4m00然后再根據(jù)V計算漿池高度：1h=4V/nD20式中：h—漿池高度，m；0V—漿池容積，m3；1D—漿池直徑，m。0h=4X37/(3.14X42)=3m0從漿池液面到煙氣進口底邊的高度為0.8-2m。本設計中取為2m。噴淋塔高度H=H+H+h=16+3.5+3=22.5mt120七．煙氣脫硫凈化輔助設備的計算及選型煙囪的設計煙囪高度的確定鍋爐總額定出力/(t.h-1)《11?22?66?810?2026?35煙囪最低高度/m202530354045此鍋爐的總額定出力=24616.8X1.34X10-3=32.99t.h-i故初步確定煙囪最低45m.煙囪直徑的計算煙囪出口內徑可按下式計算iQd=0.0188 (m)=0.0188/(24616.8/15)=0.76(m)式中 Q——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；v——按下表選取的煙囪出口煙氣流速，m/s.通風方式運行情況全負荷時最小負荷機械通風1?204?5自然通風6?102.5?3

煙囪底部直徑d二d+2?i?H(m)12=0.76+2X0.025X45=3.01(m)式中d——煙囪出口直徑，m；2H煙囪咼度，m；i——煙囪錐度，通常取i=0.02?0.03。煙囪的抽力S二0.0342HY1273+7"K=0.0342X45(1/(273+20)-1/(273+160))X97.86X103=166.2Pa式中 H——煙囪高度，m；t——外界空氣溫度，°C；Kt――煙囪內煙氣平均溫度，C；pB——當?shù)卮髿鈮?，Pa。煙囪的阻力煙囪采用鋼管，其阻力可按下式計算：(4-5)式中：九——摩擦阻力系數(shù)，無量綱;管內煙氣平均流速，ms；P 煙氣密度，kgm3;l——煙囪的高度m；d 管道直徑m；已知鋼管的摩擦系數(shù)為0.02，所以煙囪的阻力損失為：△P=0.02X45X15X15X1.34/(2X1.89)=52.7Pam八．管網布置及阻力計算1.管徑的確定I4Qd=—(m)兀u=V(4X24616/3.14X13X3600)=0.86(m)實際情況取D=860mm式中： Q――工況下管內煙氣流量，m3/s；v――煙氣流速，m/s,(可查有關手冊確定，對于鍋爐煙塵v=10?15m/s)。系統(tǒng)阻力的計算⑴直管沿程損失取L=15m，對于圓管ap赫L巴2Ld2△P=0.02X15/0.86X1.34X132/2=40PLA⑵局部壓力損失90。彎頭，g=0.23△P=0.23X1.34X132/2=26PA11個彎頭△P'=11AP=11X26=286PA系統(tǒng)總阻力：AP、=52.7+40+286=378.7Pa總九、風機和電機選擇及計算1.風機風量的計算二1?1Qx273+1 101.325二1?1Qxpx273B=1.1X24616.8X(273+160)/273X101.325/97.86=4.4X104m3/h式中1.1——風量備用系數(shù)；Q――標準狀態(tài)下風機前標態(tài)下風量，m3/h；t――風機前煙氣溫度，。C,若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度；PB 當?shù)卮髿鈮毫?，kPa。2.風機風壓的計算CA7c)273+1 101.3251.293”、H二1.2EAh—S px x (Pa)y y273+1BpYy=1.2X(378.7-166.2)X(273+160)/(273+20)X101.325/97.86X1.293/1.34=376.5Pa式中1.2 風壓備用系數(shù)； 工Ah 系統(tǒng)總阻力，Pa；S 煙氣抽力，Pa；t 風機前煙氣溫度；yPt——風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，C；yP――標準狀態(tài)下煙氣密度，1.34kg/m3.y4-72-11型離心引風機性能參數(shù)機號功率KW轉速r/min風量m3/h全壓Pa6132900127802680電動機功率的計算QxHxpN二yy （kw）e3600xlOOOq12=4.4X104X376.5X1.3/（3600X1000X0.6X0.9）=10.8kw式中QY 風機風量，m3/h；HY——風機風壓，Pa；n――風機在全壓頭時的效率（一般風機為0.6,高效風機約為0.9）；1n 機械傳動效率，當風機與電機直接傳動時n=1,用聯(lián)軸器連接22時n=0.95?0.98，用V形帶傳動時n=0.95；22B 電動機備用系數(shù)，對引風機，B=1.3。電動機選擇為：型號JO-52-2，功率13kw2九.設計總結通過本次課程設計，熟悉了除塵脫硫工藝的一般基本步驟。認識了除塵機械的選擇計算方法，對各種類型除塵器有了大致了解和掌握。在脫硫方面，脫硫塔的選擇也是甚多，具體選擇要看具體環(huán)境條件的取舍。包括脫硫的方法，從簡單到復雜，更重要的選擇是依據(jù)高效的節(jié)能降耗減污增效來脫硫處理。選擇其輔助設備也是能夠達到節(jié)能降耗減污增效的目的。整個選擇一起的過程中主要通過計算數(shù)據(jù)作為依據(jù)。通過本次設計，使所學的知識