SHF20-25型鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣濕式石灰法除塵脫硫一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1文獻(xiàn)綜述1.1前言針對(duì)發(fā)展中國(guó)家投入到煙氣脫硫的資金不多，特別是面廣量大的中小型鍋爐用戶，對(duì)排煙脫硫費(fèi)用承受能力有限又不便于集中統(tǒng)一管理的實(shí)際情況，而開發(fā)一些投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，便于維護(hù)的，適合我國(guó)國(guó)情的除塵脫硫裝置，即一臺(tái)設(shè)備同時(shí)除塵又脫硫，從而減低系統(tǒng)的投資費(fèi)用和占地面積。對(duì)此原則是：首先要求主體設(shè)備“地租高效”，在不增加動(dòng)力的前提下，對(duì)細(xì)微塵粒有較高的補(bǔ)集率和較強(qiáng)的脫硫功能；其次是源于價(jià)格低廉的脫硫劑：包括可利用的堿性廢渣，廢水等，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。本課程設(shè)計(jì)主要介紹濕式石灰脫硫功能及對(duì)除塵的處理，目前世界各地用于煙氣脫硫的方法，主要有石灰石/石灰洗滌法，雙堿法，韋爾曼洛德法，氧化法及

2、氨法等。這些方法大致可分為兩類：一類為干法，即采用粉狀或粒狀吸收劑，吸附劑或催化劑來(lái)脫除煙氣中的二氧化硫；另一類為濕法，即采用液體吸收劑洗滌煙氣，以及吸收煙氣中的二氧化硫。1.2反應(yīng)原理1.2.1吸收原理吸收液通過(guò)噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時(shí)吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機(jī)、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭?dòng)，以加快石灰石在漿液中的均布

3、和溶解。1.2.2化學(xué)過(guò)程強(qiáng)制氧化系統(tǒng)的化學(xué)過(guò)程描述如下：（1）吸收反應(yīng)煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)有效接觸,循環(huán)漿液吸收大部分SO2，反應(yīng)如下：SO2H2OH2SO3（溶解）H2SO3HHSO3（電離）吸收反應(yīng)的機(jī)理：吸收反應(yīng)是傳質(zhì)和吸收的的過(guò)程，水吸收SO2屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制，吸收速率吸收推動(dòng)力/吸收系數(shù)（傳質(zhì)阻力為吸收系數(shù)的倒數(shù)）強(qiáng)化吸收反應(yīng)的措施：a)提高SO2在氣相中的分壓力（濃度），提高氣相傳質(zhì)動(dòng)力。b)采用逆流傳質(zhì)，增加吸收區(qū)平均傳質(zhì)動(dòng)力。c)增加氣相與液相的流速，高的Re數(shù)改變了氣膜和液膜的界面，從而引

4、起強(qiáng)烈的傳質(zhì)。d)強(qiáng)化氧化，加快已溶解SO2的電離和氧化，當(dāng)亞硫酸被氧化以后,它的濃度就會(huì)降低,會(huì)促進(jìn)了SO2的吸收。e)提高PH值，減少電離的逆向過(guò)程，增加液相吸收推動(dòng)力。f)在總的吸收系數(shù)一定的情況下，增加氣液接觸面積，延長(zhǎng)接觸時(shí)間，如：增大液氣比，減小液滴粒徑，調(diào)整噴淋層間距等。g)保持均勻的流場(chǎng)分布和噴淋密度，提高氣液接觸的有效性。（2）氧化反應(yīng)一部分HSO3在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3在反應(yīng)池中被氧化空氣完全氧化，反應(yīng)如下：HSO31/2O2HSO4HSO4HSO42氧化反應(yīng)的機(jī)理：氧化反應(yīng)的機(jī)理基本同吸收反應(yīng)，不同的是氧化反應(yīng)是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于

5、難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。強(qiáng)化氧化反應(yīng)的措施：a)降低PH值，增加氧氣的溶解度b)增加氧化空氣的過(guò)量系數(shù)，增加氧濃度c)改善氧氣的分布均勻性，減小氣泡平均粒徑，增加氣液接觸面積。（3）中和反應(yīng)吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反應(yīng)如下：Ca2CO322HSO42H2OCaSO42H2OCO22HCO32H2OCO2中和反應(yīng)的機(jī)理：中和反應(yīng)伴隨著石灰石的溶解和中和反應(yīng)及結(jié)晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是，如何增加石灰石的溶解度，反應(yīng)生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過(guò)飽和度。中和反

6、應(yīng)本身并不困難。強(qiáng)化中和反應(yīng)的措施：a)提高石灰石的活性，選用純度高的石灰石，減少雜質(zhì)。b)細(xì)化石灰石粒徑，提高溶解速率。c)降低PH值，增加石灰石溶解度，提高石灰石的利用率。d)增加石灰石在漿池中的停留時(shí)間。e)增加石膏漿液的固體濃度，增加結(jié)晶附著面，控制石膏的相對(duì)飽和度。f)提高氧氣在漿液中的溶解度，排擠溶解在液相中的CO2，強(qiáng)化中和反應(yīng)。（4）其他副反應(yīng)煙氣中的其他污染物如SO3、Cl、F和塵都被循環(huán)漿液吸收和捕集。SO3、HCl和HF與懸浮液中的石灰石按以下反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)：SO3H2O2HSO42CaCO3 +2 HClCaCl2 +CO2 +H2OCaCO3 +2 HF CaF2 +

7、CO2 +H2O副反應(yīng)對(duì)脫硫反應(yīng)的影響及注意事項(xiàng)：脫硫反應(yīng)是一個(gè)比較復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程，其中一些副反應(yīng)，有些有利于反應(yīng)的進(jìn)程，有些會(huì)阻礙反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中予以重視如Mg的反應(yīng)：漿池中的Mg元素，主要來(lái)自于石灰石中的雜質(zhì)，當(dāng)石灰石中可溶性Mg含量較高時(shí)（以MgCO3形式存在），由于MgCO3活性高于CaCO3會(huì)優(yōu)先參與反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行是有利.但過(guò)多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致漿液中生成大量的可溶性的MgSO3，它過(guò)多的存在，使的溶液里SO32-濃度增加,導(dǎo)致SO2吸收化學(xué)反應(yīng)推動(dòng)力的減小，而導(dǎo)致SO2吸收的惡化。另一方面，吸收塔漿液中Mg濃度增加，會(huì)導(dǎo)致漿液中的MgSO4(L)的含量增加，既漿液中的SO42-

8、增加，會(huì)對(duì)導(dǎo)致吸收塔中的懸浮液的氧化困難，從而需要大幅度增加氧化空氣量，氧化反應(yīng)原理如下：HSO31/2O2HSO4 （1）HSO4HSO42 （2）因?yàn)椋?）式的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，如果SO42-的濃度太高的話，不利于反應(yīng)向右進(jìn)行。因此噴淋塔一般會(huì)控制Mg離子的濃度，當(dāng)高于5000ppm時(shí)，需要通過(guò)排出更多的廢水，此時(shí)控制準(zhǔn)則不再是CL小于20000ppm1.3 脫硫方法及優(yōu)缺點(diǎn) 干法脫硫的優(yōu)點(diǎn)是流程短，無(wú)污水，污酸的排出，且凈化后煙氣溫度降低很少，利用煙囪排氣擴(kuò)散。但干法脫硫效率低，設(shè)備龐大，操作技術(shù)要求高，發(fā)展較慢。濕法脫硫具有設(shè)備較小，操作較容易，且脫硫效率較高

9、的優(yōu)點(diǎn)，但脫硫后，但煙氣溫度降低，不利于煙囪排氣的擴(kuò)散，這一缺點(diǎn)可通過(guò)煙氣再加熱的方法來(lái)解決，因此國(guó)外對(duì)濕式脫硫工藝研究較多，使用也廣泛。根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)煤炭研究組織調(diào)查統(tǒng)計(jì)，濕式脫硫占世界安裝煙氣脫硫機(jī)組總?cè)萘康?5%，其中石灰石法占36.7%，其他濕法脫硫占48.7%1.4濕法石灰法煙氣脫硫工藝流程 將配好的石灰漿液由泵送入吸收塔頂部，與從塔頂送入的含二氧化硫煙氣逆流流動(dòng)經(jīng)洗滌凈化后的煙氣從塔頂排空。石灰漿液吸收二氧化硫后成為三、硫酸鈣及亞硫酸鈣的混合液，將此混合液在母液槽中用硫酸調(diào)整PH值到4左右，用泵送入氧化塔并向塔內(nèi)送入490千帕的壓縮空氣驚醒氧化。生成的石膏經(jīng)稠厚器使其沉積，上清液

10、返回吸收系統(tǒng)循環(huán)，石膏漿經(jīng)離心泵分離的成品石膏，氧化塔排出的尾氣因含有微量二氧化硫可送回吸收塔內(nèi)。 吸收設(shè)備由于采用石灰石或石灰漿液作為吸收劑，易在設(shè)備內(nèi)造成結(jié)垢和堵塞，因此在選擇和使用吸收設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮這個(gè)問(wèn)題。一般應(yīng)選用氣液間相對(duì)氣速高，塔持液量大，內(nèi)部構(gòu)件少，阻力降小的設(shè)備，常用的吸收塔可選用篩板塔，噴霧塔及文丘里洗滌塔等，國(guó)內(nèi)曾用過(guò)大孔徑傳流塔和湍球塔。本設(shè)計(jì)應(yīng)用填料塔。工藝流程一般為如下設(shè)計(jì)：GGH煙 囪廢水旋流器石膏旋流器真空皮帶脫水機(jī)除霧器進(jìn)口擋板旁路擋板出口擋板濾液水箱廢水排放廢水排出泵濾液泵吸収塔吸收塔排出泵吸收塔循環(huán)泵石灰石漿液泵石灰石漿液箱氧化風(fēng)機(jī)增壓風(fēng)機(jī)鍋爐排煙石灰

11、石筒倉(cāng)石灰石副產(chǎn)品石膏副產(chǎn)品深 加工工序最終產(chǎn)品典型的工藝流程 工業(yè)用水脫硫系統(tǒng)（石灰石石膏法）圖1-1 石灰石/石灰石膏濕法煙氣脫硫工藝流程1.5濕法石灰煙氣脫硫工藝系統(tǒng)設(shè)施簡(jiǎn)述1.5.1石灰石制備系統(tǒng) 將石灰石粉由罐車運(yùn)到料倉(cāng)存儲(chǔ)，然后通過(guò)給料機(jī)、輸粉機(jī)將石灰石粉輸入漿池，加水制備成固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-15%的漿液。1.5.2吸收與氧化系統(tǒng) 吸收塔。吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求氣液接觸面積大，氣體的吸收反應(yīng)良好，壓力損失小，并且適用于大容量煙氣處理。吸收塔主要有四種類型噴淋塔、填料塔、雙回路塔和噴射鼓泡法。 a噴淋塔。它是濕法工藝的主流塔型，多采用逆流方式布置，煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)

12、入吸收塔，與均勻噴出的吸收漿液逆流接觸。煙氣流速為3m/s左右，液氣比與煤含硫量和脫硫率關(guān)系較大，一般在8-25。噴淋塔優(yōu)點(diǎn)是塔內(nèi)部件少，故結(jié)垢可能性小，壓力損失小。逆流運(yùn)行有利于煙氣與吸收液充分接觸，但阻力損失比順流大。 b填料塔。采用塑料格柵作填料，相對(duì)延長(zhǎng)了氣液兩相的接觸時(shí)間，從而保證了較高的脫硫率。格柵填料塔為順流和逆流，順流時(shí)氣速約為4-5m/s,與逆流相比結(jié)構(gòu)較緊湊。壓降因格柵填充高度而異。 c雙回路塔。這類吸收塔被一個(gè)集液斗分成倆個(gè)回路：下段作為預(yù)冷卻區(qū)，并進(jìn)行一級(jí)脫硫，控制較低的PH，有利于氧化和石灰石的溶解，防止結(jié)垢和提高吸收劑的利用率；上段為吸收區(qū)，其排水經(jīng)集液斗引入塔外另

13、設(shè)的加料槽，在此加入新鮮的石灰石漿液，維持較高的PH值，以獲得較高的脫硫率。 d噴射鼓泡塔。工藝采用鼓泡反應(yīng)器，煙氣通過(guò)噴射分配器以一定的壓力進(jìn)入吸收液中，形成一定的高度的噴射氣泡層，可省去再循環(huán)泵和噴淋裝置。凈化后煙氣經(jīng)上升管進(jìn)入混合室，除霧后排放。此塔型的特點(diǎn)是系統(tǒng)可在低PH值下運(yùn)行，生成的石膏顆粒大，易于脫水；脫硫率的高低與系統(tǒng)的壓降有關(guān)，可通過(guò)增大噴射管的浸沒深度來(lái)提高壓降，提高脫硫率。脫硫率為95%時(shí)，系統(tǒng)壓降在3000帕左右。 除霧器。凈煙氣出口設(shè)除霧器，通常為二級(jí)除霧器，裝在塔的圓筒頂部或塔出口彎道后的平直煙道上。后者允許煙氣流速高于前者，并設(shè)沖洗水，間歇沖洗除霧器。冷煙氣中殘余

14、水分一般不能超過(guò)100，更不允許超過(guò)200，否則會(huì)玷污熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)等。 氧化槽。其功能是接收和儲(chǔ)存脫硫劑，溶解石灰石，鼓風(fēng)氧化亞硫酸鈣，潔凈生成石膏。早期的濕式石灰/石灰石法幾乎都是在脫硫塔外另設(shè)氧化塔，即由脫硫塔排出的亞硫酸鈣的漿液再被引入專門的壓力氧化槽中，并添加硫酸，在PH為3-4的條件下鼓風(fēng)氧化。這種結(jié)構(gòu)易發(fā)生結(jié)垢和堵塞問(wèn)題。 隨著工藝的發(fā)展，將氧化系統(tǒng)組合在塔底的漿池中，利用大容積漿池完成石膏的結(jié)晶過(guò)程，即就地強(qiáng)制氧化。循環(huán)的吸收劑在氧化槽內(nèi)設(shè)計(jì)的停留時(shí)間為4-8分鐘，與石灰石反應(yīng)性能無(wú)關(guān)。石灰石反應(yīng)性越差，為使之完全溶解，則要求他在池內(nèi)滯留時(shí)間越長(zhǎng)。氧化空氣采用羅茨風(fēng)機(jī)或離

15、心機(jī)鼓入，壓力約為帕。1.5.3其他裝置系統(tǒng) 經(jīng)過(guò)洗滌的煙氣溫度已經(jīng)低于露點(diǎn)，是否需進(jìn)一步再熱，取決于各國(guó)的環(huán)保要求。常規(guī)做法是煙氣再加熱器對(duì)洗滌后的煙氣進(jìn)行再加熱，達(dá)到一定的溫度后通過(guò)煙囪排放。德國(guó)把凈化煙氣引入自然通風(fēng)冷卻塔排放，借助煙氣動(dòng)量的攜帶熱量的提高，使煙氣擴(kuò)散的更好。美國(guó)一般不采用煙氣再加熱系統(tǒng)，而采用對(duì)煙囪的防腐措施。 裝設(shè)煙氣脫硫裝置后，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的煙氣阻力約為2940帕，單靠原有鍋爐引風(fēng)機(jī)不足以克服這些阻力，需設(shè)助催風(fēng)機(jī)，或稱脫硫風(fēng)機(jī)。 濕式石灰石洗滌工藝管道、設(shè)備需要使用防腐材料或涂層。在煙氣通道中，應(yīng)采用下表：設(shè)備 溫度 酸露點(diǎn) 材料未凈化100 85 85 鱗片狀玻

16、璃涂層 85軟橡膠襯里洗滌塔 85 鱗片狀玻璃涂層進(jìn)口區(qū)域160 鉻鎳鐵合金板 180 耐鹽酸鎳合金板 100 85 85 鱗片狀玻璃涂層表1-1 防腐材料選擇表2總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)總原則2.1.1 吸收設(shè)備的選擇原則為了強(qiáng)化吸收過(guò)程，降低設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，要求吸收設(shè)備應(yīng)滿足以下選擇原則：氣液之間應(yīng)有較大的接觸面積和一定的接觸時(shí)間，擾動(dòng)強(qiáng)烈，吸收阻力低，凈化效率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維修方便，造價(jià)低，操作費(fèi)用低，能量消耗低；應(yīng)具有相應(yīng)的抗腐蝕和防堵塞能力；氣流通過(guò)時(shí)壓力損失小，操作穩(wěn)定；氣液比可在較大幅度內(nèi)調(diào)節(jié)，壓力損失??；考慮污染物物化性能、污染物濃度和氣體組成及含塵濃度等。2.1.2脫硫裝置

17、工藝參數(shù)的確定脫硫工藝的選擇應(yīng)根據(jù)鍋爐容量和調(diào)峰要求、燃料品質(zhì)、二氧化硫控制規(guī)劃和環(huán)評(píng)要求的脫硫效率、脫硫劑的供應(yīng)條件、水源情況、脫硫副產(chǎn)物和飛灰的綜合利用條件、脫硫廢水、廢渣排放條件、廠址場(chǎng)地布置條件等因素，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。脫硫工藝的選擇一般可按照以下原則：燃用含硫量Sar2%煤的機(jī)組、或大容量機(jī)組（200MW及以上）的電廠鍋爐建設(shè)煙氣脫硫裝置時(shí)，宜優(yōu)先采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，脫硫率應(yīng)保證在90%以上。燃用含硫量Sar2%煤的中小電廠鍋爐（200MW以下），或是剩余壽命低于10年的老機(jī)組建設(shè)煙氣脫硫裝置時(shí)，在保證達(dá)標(biāo)排放，并滿足SO2排放總量控制要求，且吸收劑來(lái)源和副產(chǎn)物處置

18、條件充分落實(shí)的情況下，宜優(yōu)先采用半干法、干法或其他費(fèi)用較低的成熟技術(shù)，脫硫率應(yīng)保證在75%以上。燃用含硫量Sar1%煤的海濱電廠，在海域環(huán)境影響評(píng)價(jià)取得國(guó)家有關(guān)部門審查通過(guò)，并經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理后，可以采用海水法脫硫工藝；脫硫率宜保證在90%以上。電子束法和氨水洗滌法脫硫工藝應(yīng)在液氨的來(lái)源以及副產(chǎn)物硫銨的銷售途徑充分落實(shí)的前提下，經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理時(shí)，并經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門技術(shù)鑒定后，可以采用電子束法或氨水洗滌法脫硫工藝。脫硫率宜保證在90%以上。脫硫裝置的可用率應(yīng)保證在95%以上。2.1.3石灰/石灰石法各種洗滌器的比較形式 吸收率 煙氣量 液氣比 傳質(zhì)單元數(shù) 阻力 總傳質(zhì)系數(shù) 液體

19、量入口 出口 % Pa 柵0.128-0.144 70-92 5000-10500 0.5-1.5 1.2-2.4 100m時(shí)，取0.5。Hs100時(shí)，取0.6-1.0。 有上部逆溫時(shí)，設(shè)計(jì)的高煙囪Hs200，必須考慮上部逆溫層的影響。觀測(cè)證明，當(dāng)有效源高H等于混合層高度D時(shí)，即H=D時(shí)最不利，此時(shí)地面濃度約為一般情況下的2-2.5倍，如按此條件設(shè)計(jì)，煙囪高度將大大增加。因此應(yīng)對(duì)混合層高度出現(xiàn)頻率作調(diào)查，避開煙囪有效高度H與出現(xiàn)頻率最高或較多的混合層高度口相等的情況。 逆溫層較低時(shí)，煙囪的有效高度H D為好。 煙氣抬升公式的選擇是煙囪設(shè)計(jì)中重要一環(huán)，必須注意煙氣抬升公式適用的條件，進(jìn)行慎重的選

20、擇。 煙囪高度不得低于周建筑物的2倍，這樣可以避免煙流受建筑物背風(fēng)面渦流區(qū)的影響，對(duì)于排放生產(chǎn)性粉塵的煙囪，其高度從地面算起不得低于15m，排氣口高度應(yīng)比主廠房最高點(diǎn)高出3m以上。煙氣出口流速應(yīng)為20-30米每秒，排煙溫度不宜過(guò)低。 增加排氣量，又煙氣抬升高度公式知，即使同樣的噴出速度與煙氣溫度，如果增加排氣量，對(duì)動(dòng)量抬升和浮力抬升均有利。因此分散的煙囪不利于產(chǎn)生較高的抬升高度。若需要在周圍設(shè)幾個(gè)煙囪時(shí)，應(yīng)盡量采用多管集合煙囪，但在集合溫度相差較大的煙囪排煙時(shí)，要認(rèn)真考慮。3 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高硫無(wú)煙煤燃燒計(jì)算.標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)態(tài)下的理論空氣量 （1-1）式中： 分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

21、下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93） （1-2）式中： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m/kg； 煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 .標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 （1-3）式中： 空氣過(guò)剩系數(shù)，取1.2;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量，；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論空氣量，。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量Q應(yīng)以m/h計(jì)，因此， .煙氣含塵濃度計(jì)算 （1-4）式中： 排灰中飛灰占煤中不可燃成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；煤中不可燃成份的含量； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際的煙氣量，m/kg .標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中的二氧化硫濃度的計(jì)算（1-5）式中: 煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 3.2煙氣體積計(jì)算.處理煙氣量： （2-1） 式中： 為各元素氧化物的含量，。 設(shè)助燃空

22、氣溫度為20，查表得 （2-2） .時(shí)實(shí)際煙氣量： （2-3）式中： Q0處理爐氣氣量，本設(shè)計(jì) T爐氣允許工作溫度，本設(shè)計(jì)取 P0當(dāng)?shù)卮髿鈮?，本設(shè)計(jì)取 P工作壓力，本設(shè)計(jì)為 C0漏風(fēng)率，取C0=10%時(shí)二氧化硫的濃度設(shè)計(jì)耗煤量： 2400kg/h在排煙溫度下,每小時(shí)實(shí)際煙氣量.煙氣密度計(jì)算:有上述式子： 根據(jù)： （2-4） .除塵效率計(jì)算： （2-5）式中: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度， 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，。 .工況下煙氣的流量計(jì)算： （2-6）式中: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的流量， 工況下煙氣溫度，； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，。 則煙氣流速為 （2-7）3.3填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算.塔徑的計(jì)算: （

23、3-1）式中： 氣體的體積流量，； 空塔速度，； 塔徑，。填料選塑料齒形柵條的齒形柵條，選空塔速度為 取整為D=4，塔徑確定后，應(yīng)對(duì)填料尺寸進(jìn)行校核，由于為齒形柵條，塔徑應(yīng)，而實(shí)際校核合格。.填料層高度計(jì)算: （3-2）式中： 氣相傳質(zhì)單元高度，可取1.5-1.8； 氣相傳質(zhì)單元數(shù)，查表取2.4； 填料層高度，。 考慮到適應(yīng)操作條件波動(dòng)留有調(diào)節(jié)控制的余地，因此應(yīng)該進(jìn)行修正。 .噴淋密度: （3-3）式中： 塔頂噴淋劑量；截面積。設(shè)塔頂噴淋劑量為20， 其，滿足最小噴淋密度的要求.填料層阻力（應(yīng)用阻力系數(shù)法）: （3-4）式中： 填料層壓降，； 阻力系數(shù)，取10； 填料層高度，； 空塔氣速，；

24、氣體密度， .填料塔總高：首先由標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值規(guī)定吸收液質(zhì)量濃度一般為10%-15%，本設(shè)計(jì)取13%。液氣比通常為，本設(shè)計(jì)取15，反應(yīng)時(shí)間通常為，考慮到反應(yīng)的穩(wěn)定性取3，填料塔內(nèi)流速通常為，本設(shè)計(jì)取5由反應(yīng)時(shí)間可知： （3-5）式中： 填料塔總高，； 塔內(nèi)流速，取5； 取3。 蓋頂考慮排氣部分定為，出口液體部分取，則實(shí)際填料塔高高度為： 物料衡算：由液氣比為15，則供應(yīng)吸收液量為： （3-6）式中： 液氣比； 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值鈣硫比在之間取，本設(shè)計(jì)取則新鮮吸收液供應(yīng)量為： （3-7）式中： 耗煤量； 石灰漿分子量，取74； 鈣硫比，取； 每千克煤所含二氧化硫量。 需水量： （3-8）式中： 濃度，為

25、8%15%，取=10%。 3.4管道系統(tǒng)設(shè)計(jì).管道的管徑計(jì)算:粉塵性質(zhì)屬于煤灰，一般其垂直管最低氣流速度為，水平管最低氣流速度為，見表2-3。表2-3 除塵管道內(nèi)最低氣流速度粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉狀的粘土的砂耐火泥重礦物粉塵輕礦物粉塵干型砂煤灰濕土鐵和鋼（塵末）棉絮水泥粉塵111414121115101388121317161413181215101822鐵和鋼（屑）灰土、沙塵鋸屑、刨屑大塊干木屑干微塵染料粉塵大塊濕木屑谷物粉塵麻18161214814161810820181415101618201212本設(shè)計(jì)取管道內(nèi)氣流速度為； （4-1） =取整得 .管道的阻力計(jì)算管道

26、系統(tǒng)總壓力損失：沿程壓力損失： （4-2）式中： 摩擦阻力系數(shù)，金屬一般取0.02氣體的密度為：； 管道長(zhǎng)度為：L=150 局部阻力損失：,30個(gè)壓頭壓力損失為： （4-3）式中： 局部阻力系數(shù)，取0.25。 管道系統(tǒng)總阻力損失： （4-4）3.5煙囪設(shè)計(jì) 鍋爐的蒸發(fā)量為，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行，可以假定煙囪的高度為50。 . 煙囪截面積： （5-1）式中： S煙囪截面積，m2；QV煙氣流量，m3/s；v 煙氣出口流速，取12m/s。代入數(shù)據(jù)得： . 煙囪直徑： （5-2）式中： D 煙囪直徑，m；S煙囪截面積，m2。代入數(shù)據(jù)得： 煙氣熱釋放率： （5-3）

27、式中： QH煙氣熱釋放率，kW；QV煙氣流量，m3/s；Pa大氣壓力，取本地900，Pa；TS煙囪出口處的煙氣溫度，K；Ta環(huán)境大氣溫度，K。代入數(shù)據(jù)得： 煙氣抬升高度： （5-4） 式中：H煙氣抬升高度，m；QH煙氣熱釋放率，Kw；D 煙囪直徑，m；v 煙氣出口流速，m/s； 煙囪出口處平均風(fēng)速，m/s。代入數(shù)據(jù)得：煙囪高度： （5-5） 式中： H 煙囪的有效高度，m，設(shè)為50 m；H煙氣抬升高度，m；HS煙氣幾何高度，kW；代入數(shù)據(jù)得：煙囪阻力： （5-6）式中： P煙囪阻力，Pa；D煙囪直徑，m；摩擦阻力系數(shù)；u煙囪內(nèi)流體平均流速，m/s；l煙囪高度，m。代入數(shù)據(jù)得：校核地面最大濃度：

28、 （5-7）式中： 取值； 根據(jù)國(guó)家地面最大允許濃度為，實(shí)際計(jì)算濃度大于國(guó)家允許濃度，校核有誤，因此更正幾何高度為=，得出。 校核合格。3.6風(fēng)機(jī)與電機(jī)的選擇與計(jì)算正確選擇風(fēng)機(jī)，是保證通風(fēng)系統(tǒng)正常、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要條件。所謂正確選擇風(fēng)機(jī)，主要是指根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)和用途選擇不同用途的風(fēng)機(jī)；選擇的風(fēng)機(jī)要滿足系統(tǒng)所需要的風(fēng)量，同時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓要能克服系統(tǒng)的阻力，而且在效率最高或經(jīng)濟(jì)使用范圍內(nèi)工作。具體選擇方法和步驟如下：根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)，選用不同用途的風(fēng)機(jī)。例如，輸送清潔空氣，或含塵氣體流經(jīng)風(fēng)機(jī)時(shí)已經(jīng)過(guò)凈化，含塵濃度不超過(guò)150mgm3時(shí)，可選擇一般通風(fēng)換氣用的風(fēng)機(jī)；輸送腐蝕性氣體，要選用防

29、腐風(fēng)機(jī)；輸送易燃、易爆氣體或含塵氣體時(shí)，要選用防爆風(fēng)機(jī)或排塵風(fēng)機(jī)。但在選擇具體的風(fēng)機(jī)型號(hào)和規(guī)格時(shí)，還必須根據(jù)某種類型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上的性能表或特性曲線圖才能確定?？紤]到管道系統(tǒng)可能漏風(fēng)，有些阻力計(jì)算不大準(zhǔn)確，為了使風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠，選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)除塵系統(tǒng)的計(jì)算風(fēng)量和風(fēng)壓。 根據(jù)選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)壓，在風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上選定風(fēng)機(jī)的類型，確定風(fēng)機(jī)的機(jī)號(hào)、轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)功率。為了便于接管和安裝，還要選擇合適的風(fēng)機(jī)出口位置和傳動(dòng)方式。所選擇風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)應(yīng)在經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)，最好處于最高效率點(diǎn)的右側(cè)。 除非選擇任何一臺(tái)風(fēng)機(jī)都不能滿足要求，或在使用時(shí)要求風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量有大幅度變動(dòng)，否則應(yīng)盡量避免把兩臺(tái)或數(shù)

30、臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)使用。因兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)所起的作用都要比其單獨(dú)使用時(shí)差。 近年來(lái)由于我國(guó)對(duì)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，使風(fēng)機(jī)的效率不斷提高，噪聲不斷降低，一些新型風(fēng)機(jī)正在逐步取代一些老風(fēng)機(jī)。為了節(jié)約能源和減小噪聲危害，在滿足所需風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下，應(yīng)盡可能選用效率高、噪聲低的新型風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計(jì)算： （6-1）式中： 漏風(fēng)率，取0.1-0.15； 通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算： （6-2）式中： 通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，； 管道系統(tǒng)的總阻力損失，； 安全系數(shù)，取0.15-0.2 ； 通風(fēng)機(jī)性能表中給出空氣密度，1.2 運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的氣體密度，1.34。 根據(jù)查表得到風(fēng)機(jī)為：Y 250M-4 ，電機(jī)為：JO91-4。結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)對(duì)濕式石灰法脫硫除塵的設(shè)計(jì)計(jì)算，從中我了解濕式石灰法脫硫是采用石灰石粉（CaCO3）或石灰粉（CaO）制成漿液作為脫硫吸收劑，與進(jìn)