SHF20-25型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 0前言 11 設(shè)計(jì)任務(wù) 11.1 設(shè)計(jì)題目 11.2 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 12.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵及二氧化硫的濃度計(jì)算 22.1.1 理論空氣量計(jì)算 22.1.2 理論煙氣量計(jì)算 22.1.3 實(shí)際煙氣量計(jì)算 32.1.4 煙氣含塵濃度計(jì)算 32.1.5 二氧化硫濃度計(jì)算 32.1.6 處理流程 32.2 除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算 32.2.1 袋式除塵器的濾料及清灰形式 32.2 過濾面積計(jì)算 42.3 除塵器的選擇 42.3 脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算 52.3.1 石灰石用量計(jì)算 52.3.2 吸收塔內(nèi)流量計(jì)算 52.3.3 吸收塔徑計(jì)算 62.3.4 吸收塔高度計(jì)算 6

2、2.4 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算 82.4.1 煙氣釋放熱計(jì)算 82.4.2 煙囪直徑的計(jì)算 92.4.3 煙氣抬升高度計(jì)算 92.4.4 煙囪的幾何高度計(jì)算 102.4.6 煙囪高度校核 103 設(shè)計(jì)心得 11附錄：排放標(biāo)準(zhǔn)；參考文獻(xiàn)前言我國大氣污染特征，除塵技術(shù)概述 ，脫硫技術(shù)概述（至少 8 千字）1 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)題目SHF20-25型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) （ 學(xué)號(hào)尾號(hào)不同，原始數(shù)據(jù)不同 ）新建一鍋爐型號(hào)： SHF20-25，雙鍋筒橫置式沸騰爐，蒸發(fā)量 20t/h ，出口蒸 汽壓力 25Mpa。設(shè)計(jì)耗煤量： 2.4t/h設(shè)計(jì)煤成分： CY=62.5% ，

3、HY=4% ，OY=3% ，NY=1% ，SY=1.5% ，AY=20%W Y=8%； 排煙溫度： 160 C ；空氣過剩系數(shù) 1.2 ；飛灰率 35；煙氣在鍋爐出口前阻 力 800Pa。污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中 2 類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的 選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。（3）除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（袋式除塵器）（4）脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（石灰石濕式除塵）（5）煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算7）繪制系統(tǒng)流程圖一張2.1 燃煤鍋爐煙氣量、煙塵及二

4、氧化硫的濃度計(jì)算2.1.1 理論空氣量計(jì)算以 1kg 中硫煙煤燃燒為基礎(chǔ)，則：質(zhì)量 /g 物質(zhì)的量 /mol( 分子) 理論需氧量 /molC62552.0852.08H402010O300.94N100.36S150.470.47灰分200H2O804.44所以理論需氧量為：Q 1 52.08 10 0.47 0.94 61.61mol/kg假定干空氣中氮和氧的摩爾比為 3.78 ，則 1kg 中硫煤完全燃燒所需要的理論空氣量為：Q 2 Q1 (3.78 1) 61.61 (3.78 1) 294.05mol/kg2.1.2 理論煙氣量計(jì)算Q 3 52.08 20 0.47 4.44 61.

5、61 3.78 309.88mol/kg2.1.3 實(shí)際煙氣量計(jì)算空氣過剩系數(shù) 1.2 時(shí)，實(shí)際煙氣量為：Q4 Q3 Q 2 0.2 309.88 294.50 0.2 368.78mol/kg22.4 即 368.788.26m3 /kg1000煙氣流量 Q應(yīng)以 m3 /h計(jì)，設(shè)實(shí)際耗煤量為 m=2400kg，所以標(biāo)況下實(shí)際煙氣量：Q Q4 m 8.26 2400 19824m3/h2.1.4 煙氣含塵濃度計(jì)算煙氣含塵濃度：V A 0.15 200 3 3C3.63g/m 3 3630mg/m 3Q 4 8.26式中： V 飛灰率A 灰分Q 4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量， m/kg 。2.1.5

6、 二氧化硫濃度計(jì)算C1 64 0.47 3.65g/m 3 3650mg/m 3 Q42.1.6 處理流程畫流程圖，并對流程進(jìn)行說明2.2 除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.2.1 袋式除塵器的濾料及清灰形式由于煙氣的溫度為 160 C ，可以選擇玻璃纖維濾袋， 選用的清灰方式為逆氣 流清灰，根據(jù)表 1 選擇過濾氣速 vF 1.0m/min 。表1粉塵種類纖維種類清灰方式過濾氣速 / （m/min）飛灰（煤）玻璃、聚四氯乙 烯逆氣流、脈沖噴吹、 機(jī)械振動(dòng)0.581.8飛灰（油）玻璃逆氣流1.982.35飛灰(焚燒)玻璃逆氣流0.762.2 過濾面積計(jì)算160 C 下的煙氣流量為：P TNQ Q N 19

7、824 PNT101.325 (273 160) 31442.45m 3/h101.325273式中： Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m 3/hPN 當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓，取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即 PN =P =101.325KPaTN 排煙溫度所以總過濾面積：Q60vF31442.4560 1.0524.04m 22.3 除塵器的選擇根據(jù)除塵器的處理煙氣量和總過濾面積， 可以選定除塵器型號(hào)規(guī)格， 參考除 塵器手冊 選擇 DFC-6-524型號(hào)的反吹袋式除塵器 3 。其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺 寸見下表：表 2 DFC-6-524 型號(hào)反吹袋式除塵器的性能參數(shù)型號(hào)材質(zhì)過濾風(fēng)速 /(m/min)處理風(fēng)量/ (m3

8、/h)過濾面積/ m2DFC-6-524滌綸或玻纖1.031440524濾袋尺寸 /mm濾袋數(shù)量/條除塵器阻力/KPa使用溫度 / C室數(shù)/個(gè)180 61001521.52.0130 或 2804主要結(jié)構(gòu)尺寸( mm)：型號(hào)hH1bDDFC-6-524 810 15398 6060 4920 3938 4012 7002.3 脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.3.1 石灰石用量計(jì)算按照排放標(biāo)準(zhǔn)，則脫硫率至少為 3650 200 100% 94.5% ，設(shè)系統(tǒng)鈣硫比 1.2 ，3650則需去除的 SO2的 mol數(shù)為： 2.4 1000 1.5% 0.945 1000 1063mol / h32一天內(nèi) 石

9、灰石的消耗量 為： 1063 1.2 100 24 127560 24g 3.06144t2.3.2 吸收塔內(nèi)流量計(jì)算假設(shè)吸收塔內(nèi)平均溫度為 80 C ，壓力為 120KPa，則吸收塔內(nèi)煙氣流量為：QV Q 273 t 101.325 (1 K)V 273 Pa式中： QV 吸收塔內(nèi)煙氣流量， m3/s ；Q 標(biāo)況下煙氣流量， m3/s ；K 除塵前漏氣系數(shù)， 00.1 ；Qv 19824 273 80 101.325 (1 0.05) 6.31m3/sv 3600 273 1202.3.3 吸收塔徑計(jì)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 3m/s ， 則吸收塔截面

10、A 為：A Qv6.31 2.10m 2v3則塔徑 d 為：4A4 2.10 1.64m3.14取塔徑 D0 1700mm 。2.3.4 吸收塔高度計(jì)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6 。（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(shí)間 t=3s ，則吸收塔的吸收區(qū)高度為：H1 v t 3 3 9m吸收區(qū)一般設(shè)置 36 個(gè)噴淋層，每個(gè)噴淋層都裝有多個(gè)霧化噴嘴，本設(shè)計(jì) 中設(shè)置 4 個(gè)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

11、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 8 。最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為 0.5m。則取除霧區(qū)高度為： H 2 4m（3）漿池高度：漿池容量 V1 按液氣比漿液停留時(shí)間 t1確定：V1 L Q t1G式中： L 液氣比，一般為 1525L/m 3，取 15L/m 3；GQ 標(biāo)況下煙氣量， m 3/h ；t1漿液停留時(shí)間，s，一般 t1為 4min 8min ，本設(shè)計(jì)中取值為 5min ；1553V11982424.78m31 100060選取

12、漿池直徑等于吸收塔 D 0 ，本設(shè)計(jì)中選取的漿池直徑 D1為 1700mm，然后 再根據(jù)V1計(jì)算漿池高度：H34V12 D1式中： H3 漿池高度，m；V1漿池容積，3 m；424.78H310.92m3 3.141.7 1.7從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為 0.8 : 2m。本設(shè)計(jì)中取為 1.5m。4）噴淋塔煙氣進(jìn)口高度設(shè)計(jì)：噴淋塔煙氣進(jìn)口高度 h43.210.52m，煙氣出口高度與進(jìn)口高度相同20（5）吸收塔高度：H H1 H2 H 3 9 4 10.92 1.5 0.52 2 26.46m2.4 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)量 , 且溫度 高于周

13、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 H S H式中： H煙囪的有效高度， m；HS 煙囪的幾何高度， m；H煙囪抬升高度， m。2.4.1 煙氣釋放熱計(jì)算Q H0.35Pa Q vT式中： QH 煙氣熱釋放率， kw ；Pa 大氣壓力，近似取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 101.325kPa；Qv 實(shí)際排煙量， m3 /sTs 煙囪出口處的煙氣溫度， 433 K ；Ta環(huán)境大氣溫度取環(huán)境大氣溫度 Ta =293K，大氣壓力 Pa =101.325kPaT Ts Ta433 393 140Ksa環(huán)境大氣壓下的煙氣流量：Qv19824 27

14、3 160 101.325 (1 0.05) 9.17m3/s3600 273 101.325QH0.35Pa Q vTTs0.35 1013.25 9.171404331051.46kw2.4.2 煙囪直徑的計(jì)算煙囪平均內(nèi)徑可由下式計(jì)算Dv式中： Qv 實(shí)際煙氣流量， m3/s ；煙氣在煙囪內(nèi)的流速， m/s ，取 20m/s 。D 4 9.17 0.76m3.14 20取煙囪直徑為 DN800m；m校核流速 v4QvD24 9.173.14 0.80218.25m/s2.4.3 煙氣抬升高度計(jì)算由 QH1700kw ，可得2 （1.5vsD 0.01QH ） Hu式中： s煙囪出口流速，取

15、 20m/s ；D 煙囪出口內(nèi)徑， m ；u 煙囪出口處平均風(fēng)速，取 10 m/s .H2 (1.5 20 0.80 0.01 1051.46) 6.90m10 6.90m2.4.4 煙囪的幾何高度計(jì)算本設(shè)計(jì)的鍋爐燃煤量為 2.4 t/h ，根據(jù)表 2 中鍋爐總?cè)萘颗c煙囪最低允許高 度的關(guān)系，取煙囪幾何高度為 HS 30m 。表 3 鍋爐房總?cè)萘颗c煙囪最低允許高度關(guān)系鍋爐房總?cè)萘浚?t/h ）MW煙囪最低允許高度（ m ）10.720120.12 1.425241.4 2.8304102.87351020714402040142845則煙囪有效高度為：H H S H 30 6.9 36.9m2.4.6 煙囪高度校核假設(shè)吸收塔的吸收效率為 80%，可得排放