大氣課程設計(李旭陽)

1、大氣污染控制工程課程設計設計題目：18t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設計姓名：李旭陽學號：103010040138年級：10級系部：食品工程學院專業(yè)：環(huán)境工程指導教師：羅劼完成時間：- 0 -武昌工學院 大氣污染控制工程課程設計 目 錄1 設計任務及基本資料- 1 -1.1 課程設計題目- 1 -1.2 課程設計基本資料- 1 -2 設計方案- 1 -2.1 物料衡算- 1 -2.2 工藝方案的比較和選擇- 2 -3 工藝計算- 5 -3.1 吸收塔設計計算：- 5 -3.2 附屬設備- 6 -4 附圖- 7 -4.1 袋式除塵器- 7 -4.2 旋風除塵器- 7 -5 結論- 7 -武昌工學院

2、 大氣污染控制工程課程設計1 設計任務及基本資料1.1 課程設計題目18t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設計1.2 課程設計基本資料鍋爐蒸發(fā)量：18t/h煤的工業(yè)分析如下表（質量比，含N量不計）：發(fā)熱量CHSO灰分水分2093965.7%3.2%1.7%2.3%18.1%9.0%2 設計方案2.1 物料衡算2.1.1 標準狀態(tài)下理論空氣量以1kg燃煤燃燒為基礎，則：元素質量/g燃煤成分物質的量/mol理論需氧量/mol生成產物的量/molC65754.7554.75CO2：54.75H32328H2O：16S170.530.53SO2：0.53O231.44-0.72H2O905H2O：5理論需氧

3、量：理論空氣量： 標準狀態(tài)下理論空氣量： 2.1.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量空氣過剩系數： 則：過?？諝饬?理論煙氣量： 標準狀態(tài)下理論煙氣量：2.1.3 標準狀態(tài)下實際煙氣量實際煙氣量=理論煙氣量+過剩煙氣量標準狀態(tài)下實際煙氣量： 2.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含SO2濃度標準狀態(tài)下煙氣中SO2濃度： 2.1.5 鍋爐需煤量燃煤鍋爐需熱量： 鍋爐需煤量： 2.1.6 實際狀態(tài)下總煙氣量已知在273K時實際煙氣量： 則在473K時單位質量煤產生的煙氣量： 在473K時產生總煙氣量： 2.2 工藝方案的比較和選擇2.2.1 SO2去除率按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）標準中二類區(qū)標

4、準執(zhí)行：SO2900mg/m3則SO2去除率： 2.2.2 脫硫設備的論證目前的主要脫硫的工藝有： 石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術 噴霧干燥法煙氣脫硫技術 氧化鎂濕法煙氣脫硫技術 海水煙氣脫硫技術 濕式氨法煙氣脫離路技術各種技術之間的比較：1、 石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術： 簡介：石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫是采用石灰石或者石灰漿液脫除煙氣中SO2的方法。該方法開發(fā)較早，工藝成熟，吸收劑廉價易得，因而應用廣泛。 反應原理：用石灰石或者石灰漿液吸收煙氣中的SO2，首先生成亞硫酸鈣，然后亞硫酸鈣再被氧化為硫酸鈣。特點：脫硫效率90%，工藝成熟，吸收劑廉價易得，脫硫副產物便于綜合利用應用最廣泛，但是占

5、地面積大，運行費用高，易結垢，主要適用410t/h以上鍋爐的煙氣脫硫。2、 噴霧干燥法煙氣脫硫技術： 簡介：噴霧干燥法是20世紀80年代迅速發(fā)展起來的一種半干法脫硫工藝。噴霧干燥法其設備和操作簡單，可使用碳鋼作為結構材料，不存在有微量金屬元素污染的廢水。目前，噴霧干燥法主要用于低硫煤煙氣脫硫。 反應原理：含SO2煙氣進入噴霧干燥塔后，立即與霧化的漿液混合，氣相中SO2迅速溶解于滴狀液體中并與吸收劑發(fā)生化學反應。特點：脫硫效率一般為60%-80%，技術成熟，投資較低，占地面積少，但是設備的穩(wěn)定性和使用壽命不高，不適用于高硫煤，該法增加了除塵負荷。3、 氧化鎂濕法煙氣脫硫技術： 簡介：氧化鎂法具有

6、脫硫率高（可達到90%以上）、可回收硫、可避免產生固體 廢物等特點，在有鎂礦資源的地區(qū)，是一種有競爭性的脫硫技術。氧化鎂可分為拋棄法、再生法和氧化回收法。 反應原理：用MgO的漿液吸收SO2，生成含水亞硫酸鎂和少量硫酸鎂，然后送流化床加熱，當溫度在約為1143K時釋放出MgO和高濃度SO2。再生的MgO可循環(huán)利用，SO2可回收制酸。 特點：氧化鎂法脫硫效率達9098，氧化鎂原料取得容易，由于廣泛地運用，使該技術相對于其他脫硫技術更加成熟。作為吸收劑MgO比CaCO3吸附效率高，且不易結垢，不會堵塞，無二次污染。脫硫設備簡單，操作簡單，成本低。4、 海水煙氣脫硫技術反應原理：利用海水的天然堿度脫

7、硫，實質就是將要排到大氣中的SO2以硫酸鹽的形式排到大海里。 特點：脫硫效率一般可達90%以上，以海水作為吸收劑可以不添加脫硫劑，產物硫酸鹽是海水的天然組分，建設運行費用較低。但是對非沿海內陸地區(qū)不適用，且由于海水堿度有限，通常適用于低硫煤（1%）脫硫。經過對比，由于地理和技術限制首先排除海水煙氣脫硫技術，噴霧干燥法煙氣脫硫技術脫硫效率較低，不能保證去除率達到78%，石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術主要適用于大型鍋爐，且運行費用較高。故最后確定為使用氧化鎂濕法煙氣脫硫法。5、 濕式氨法煙氣脫硫技術 簡介：濕式氨法煙氣脫硫技術采用一定濃度的氨水作吸收劑，最終的脫硫副產物是可作農用肥的硫酸銨，脫硫率在

8、90%99%。 反應原理：以氨溶液吸收SO2時，其化學反應迅速質量傳遞主要受氣相阻力控制，（NH4)2SO3對SO2有很強的吸收能力。綜上所述確定使用氧化鎂濕法煙氣脫硫技術，有較高的去除率，運行費用不是很高。2.2.3 工藝方案氧化鎂濕法煙氣脫硫技術主要過程為吸收、氧化和分離三部分。1) 吸收 吸收中發(fā)生如下化學反應： 吸收過程中的主要副反應為氧化反應： 由以上反應可知，吸收液中的主要成分為MgSO3和Mg（HSO3)2和MgSO4。2) 氧化 將吸收液中的亞硫酸鎂通入強制氧化罐強制氧化以促使亞硫酸鎂全部或大部分轉變?yōu)榱蛩徭V： 3) 分離 通過水利分離器分離氧化鎂： 3 工藝計算3.1 吸收塔

9、設計計算：3.1.1 設備計算設計主要技術指標：1 煙氣流量 ，指標：42637.59m3/h，進口煙氣；2 標準狀態(tài)下煙氣量，指標：，進口煙氣；3 煙氣溫度，指標：200，進口煙氣；4 煙氣中的SO2濃度，4062.28mg/m3，進口煙氣；5 系統(tǒng)總脫硫效率，77.8%。（1） 吸收劑用量：設吸收塔中SO2的去除率為95%，即去除SO2量為：由反應方程式： 可知吸收64kgSO2需要Mg（OH）258kg則Mg（OH）2用量為：（2） 塔徑：氣體體積流量 Vs =5000/1.4393=3473.9其中：鍋爐煙氣出口每小時排除煙氣質量，kg/h;( =5t/h) 60時煙氣密度，kg/m3；（）塔徑60時煙氣密度；常溫時氫氧化鎂溶液：溶液密度與水的密度比為：=0.8進塔氣體質量流量進塔氫氧化鎂溶液質量流量WL= 288.5kg/h查圖得 p=0.008, 液泛氣速=0.55m/s其中： 氣體體積流量，m3/s; U 空塔氣速,m/s;塔截面積為：比例因子取1.2，（3） 塔高氣相流率標準狀態(tài)下氣體體積流量： 3/h氣相流速 傳質單位高度 其中Kya總傳質系數，傳質單位數進塔氣體的摩爾流量為：G1=6858.9273(60+273)/ (22.410-3)=3.7105mol/h進塔氣體中的二氧化硫的摩爾流量為： G=1307.8(1-0.7%)=