大氣課程設(shè)計(jì)完整版

1、 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)題目： 發(fā)電廠鍋爐的煙氣治理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 題目序號(hào) 65 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2014 年 6月 15 日 目錄第一章 設(shè)計(jì)要求：11.設(shè)計(jì)題目：12.設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：13.設(shè)計(jì)要求：1第二章 煙氣性質(zhì)分析：1第三章 工藝流程的選擇及設(shè)備計(jì)算：11.除塵器應(yīng)該達(dá)到的除塵效率：11.2除塵器的選擇：21.3.電除塵器：21.3.1運(yùn)行參數(shù)的選擇及設(shè)計(jì)：22. 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：32.1 通過除塵器的含塵氣體量：32.2 集塵極的比集塵面積和集塵極面積：42.3 驗(yàn)算除塵效率：52.4 有效截面積：52.5 電除塵器內(nèi)的通道數(shù)：52.6 集塵極總長(zhǎng)

2、度，寬度，高度：62.7 灰斗的計(jì)算：62.8 校核：63.脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算：63.1石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術(shù)的原理：63.2石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程：73.3 吸收塔內(nèi)流量計(jì)算：73.4吸收塔徑計(jì)算：83.5. 吸收塔高度計(jì)算：84.煙囪的設(shè)計(jì)：94.1 煙氣釋放熱計(jì)算：104.2煙氣抬升高度計(jì)算：104.3 煙氣有效高度計(jì)算：114.4 煙囪高度校核：114.5煙囪的抽力：115.系統(tǒng)阻力計(jì)算：125.1管徑的確定：125.2摩擦壓力損失：125.3局部壓力損失：136.風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算：146.1風(fēng)機(jī)風(fēng)量:146.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算：156.3風(fēng)管直徑：15

3、第四章 參考文獻(xiàn)：15第一章 設(shè)計(jì)要求：1.設(shè)計(jì)題目： 發(fā)電廠鍋爐的煙氣治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)： 一燃煤鍋爐排放的煙氣，煙氣量為Q17.5104m3/h，含塵濃度為18.32g/Nm3，SO2濃度為6.35 g/Nm3。煙塵濃度和SO2排放達(dá)到空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。廢氣最終排放溫度為360，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?0.5。3.設(shè)計(jì)要求：3.1.選擇合適的除塵裝置類型并計(jì)算主要的設(shè)備尺寸。3.2.計(jì)算脫硫裝置的主要設(shè)備尺寸。3.3.計(jì)算和選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)及風(fēng)管管徑。3.4.煙囪的排放口直徑2.0m，試確定煙囪高度。第二章 煙氣性質(zhì)分析：燃煤鍋爐排放的煙氣中，含塵濃度為18.32g/Nm3，SO2濃度為6

4、.35 g/Nm3，我們可以采取除塵裝置除去煙氣中的粉塵，SO2是酸性氣體，可以采用石灰石/石灰法吸收除去。第三章 工藝流程的選擇及設(shè)備計(jì)算： 1.除塵器應(yīng)該達(dá)到的除塵效率：C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，。結(jié)果為 =1-=98.9 1.2除塵器的選擇： 工況下煙氣流量:式中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，工況下煙氣溫度，360+273=633K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273 K結(jié)果為= 1.3.電除塵器： 排煙溫度為360經(jīng)過冷卻器冷卻后，溫度大致可降為120。 1.3.1運(yùn)行參數(shù)的選擇及設(shè)計(jì)： 環(huán)境大氣壓，取Pa； 除塵器的漏風(fēng)效率，一般取；除塵效率98.9%；富裕系數(shù)；通道

5、寬m。參數(shù) 符號(hào) 取值范圍板間距 S 2328cm驅(qū)進(jìn)速度 w 0.22m/s比集塵極表面積 A/Q 3002400m2/(1000m3/min)氣流速度 v 12m/s長(zhǎng)高比 L/H 0.51.5煙煤鍋爐 v 1.11.6m/s 表2.1運(yùn)行參數(shù)42. 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：2.1 通過除塵器的含塵氣體量： 通過除塵器的含塵氣體量 冷卻后的煙氣量 式中 該設(shè)計(jì)下所得的總煙氣量；排煙溫度； 冷卻后的溫度120；環(huán)境大氣壓，取Pa； 除塵器的漏風(fēng)效率，一般取；通過除塵器的含塵氣體量 冷卻后的煙氣量 2.2 集塵極的比集塵面積和集塵極面積： 集塵極的比集塵面積 式中驅(qū)進(jìn)速度，一般取0.22m/s，在這

6、里取0.2m/s；除塵效率為98.9%；m2/(m3/s) 集塵板總面積 式中通過除塵器的含塵氣體量m3/s；集塵極的比集塵面積m2/(m3/s)；考慮因處理氣體量，溫度，壓力的波動(dòng)和供電系統(tǒng)的可靠性等因素影響，參照實(shí)際生產(chǎn)情況，取富裕系數(shù)，所以 其需要的集塵板面積為 取實(shí)際集塵極面積為 m2實(shí)際集塵極的比集塵面積為 式中實(shí)際集塵極面積m2；通過除塵器的含塵氣體量m3/s； 2.3 驗(yàn)算除塵效率： 除塵效率 ： 式中:實(shí)際集塵極的比集塵面積m2/(m3/s)； 驅(qū)進(jìn)速度，一般取0.22m/s，在這里取0.21m/s； 2.4 有效截面積： 取氣體速度m/s則電除塵器的有效截面積 式中 通過除塵

7、器的含塵氣體量m3/s； 因?yàn)?集塵極極板高度 即： 取m，同理可得集塵極極板寬度m2.5 電除塵器內(nèi)的通道數(shù)： 取通道寬m氣體在電除塵器內(nèi)的通道數(shù) 取802.6 集塵極總長(zhǎng)度，寬度，高度： 集塵極長(zhǎng)高度 除塵器長(zhǎng)高比至少要0.51.5，在這里取1.5，則有除塵器總高為 同理有總寬為2.7 灰斗的計(jì)算： 灰斗的傾角為300，電除塵器下有兩個(gè)灰斗,其中每個(gè)灰斗的高度為2.8 校核： 實(shí)際氣體速度 實(shí)際氣體在電除塵器內(nèi)的停留時(shí)間 實(shí)際有效截面積 F=B1 h =169m23.脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算： 3.1石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術(shù)的原理： 采用石灰/石灰石漿液吸收煙氣中的SO2,分為吸收和氧化

8、兩個(gè)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(shí)際反應(yīng)機(jī)理是很復(fù)雜的.目前還不能完全了解清楚。這個(gè)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(huì)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： 設(shè)備運(yùn)行過程中的可能出現(xiàn)問題：設(shè)備腐蝕，結(jié)垢和堵塞，除霧器的堵塞。 3.2石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程： 石灰石/石灰法濕式煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程如圖1所示。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的煙氣，洗滌

9、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。3.3 吸收塔內(nèi)流量計(jì)算： 假設(shè)吸收塔內(nèi)平均溫度為80,壓力為120KPa,則吸收塔內(nèi)煙氣流量為: 式中：噴淋塔內(nèi)煙氣流量， m3/s ； 標(biāo)況下煙氣流量，m3/s； K除塵前漏氣系數(shù)，00.1；代入公式得：3.4吸收塔徑計(jì)算： 吸收塔的直徑D，可由吸收塔出口實(shí)際煙氣體積流量和煙氣流速確定,煙氣流速通常為3.0-4.5m/s,工程實(shí)踐表明,3.6-4.2m/s是性價(jià)比較高的流速區(qū)域,因此,本工程的設(shè)計(jì)煙氣流速為3.6m/s。吸收塔直徑可根據(jù)下列公式計(jì)算:取3.5. 吸收塔高度計(jì)算： 噴淋塔可看作

10、由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。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(yīng)時(shí)間t=3s。3.5.1淋塔的吸收區(qū)高度為： 吸收區(qū)一般設(shè)置36層噴淋塔，每個(gè)噴淋層都裝有多個(gè)霧化噴嘴，噴淋覆蓋率達(dá)200%300%。由于要求脫硫效率不高，本設(shè)計(jì)設(shè)置3個(gè)噴淋層，噴淋層間距一般為1.22m，為了檢修和維護(hù)，層間距設(shè)為1.5m。；3.5.2除霧區(qū)高度： 最頂層噴淋層到除霧器的距離一般為1.22m，本設(shè)計(jì)采用1.5m。除霧器高度一般為23m，本設(shè)計(jì)采用2；除霧器到吸收塔出口的距離一般為0.51m，本設(shè)計(jì)采用0.5m，則除霧區(qū)高度H:3.5.3漿池高度 漿池容量V1按液氣比漿液停留時(shí)間

11、t1確定： 式中： 液氣比，一般取1525L/m3；取15L/m3 Q標(biāo)況下煙氣量，； t1漿液停留時(shí)間，s；一般t1為，本設(shè)計(jì)中取值為，則漿池容積為： 選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D0，本設(shè)計(jì)中選取漿池直徑為8m，然后再根據(jù)V1計(jì)算漿池高度： 式中：h3漿池高度，m； V1漿池容積，； D0漿池直徑，m； 從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.82m。本設(shè)計(jì)中取 噴淋塔煙氣進(jìn)口高度,煙氣出口高度與進(jìn)口高度相同3.5.4吸收塔總高度: 4.煙囪的設(shè)計(jì)： 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(duì)增加了煙囪的幾何

12、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，m 。 Hs煙囪的幾何高度,m . H煙囪抬升高度, m。4.1 煙氣釋放熱計(jì)算： 式中：煙氣熱釋放率，kw； 大氣壓力，取鄰近氣象站年平均值； 實(shí)際排煙量， 煙囪出口處的煙氣溫度，633K； 環(huán)境大氣溫度，283.5K； T=349.5K 4.2煙氣抬升高度計(jì)算： 因?yàn)?且K所以選農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū)，則有，。 （87）式中 煙囪幾何高度m煙囪出口處的平均風(fēng)速取20m/s4.3 煙氣有效高度計(jì)算： 煙囪有效高度 4.4 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

13、式校核： 式中： 為一個(gè)常數(shù)，一般取，此處取1； 國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)日平均的濃度為0.15 mg/m3，因?yàn)?.15 mg/m30.021mg/m3，所以符合標(biāo)準(zhǔn)。4.5煙囪的抽力： （Pa）式中：H煙囪高度，m；tk外界空氣溫度，；tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，；P當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。5.系統(tǒng)阻力計(jì)算：5.1管徑的確定： （m）式中：Q工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s； v煙氣流速，m/s，（可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙塵v1015m/s）。管徑計(jì)算出以后，要進(jìn)行圓整（查手冊(cè)），再用圓整后的管徑計(jì)算出實(shí)際煙氣流速。實(shí)際煙氣流速要符合要求。取整D=5300mm風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑

14、允許偏差值/mm厚度/mm5300125.2摩擦壓力損失：（1）對(duì)于圓管：式中摩擦阻力系數(shù)（實(shí)際中對(duì)金屬管道可取0.02.對(duì)磚砌或混凝土管道可取0.04）。管道直徑,m煙氣密度，kg/m3管中氣流平均速率, m/s管道長(zhǎng)度,m對(duì)于直徑5300mm圓管：L=15mB結(jié)果為: （Pa)（2）對(duì)于磚砌拱形煙道（見圖6.1）D=500 mm式中 S為面積，結(jié)果為：B=450 mm 磚砌拱形煙道5.3局部壓力損失： （Pa）式中：異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊(cè)中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得；u與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；煙氣密度，kg/m3。進(jìn)氣管部分局部阻力損失：a) =0.1（取=45，=14

15、m/s）b)兩個(gè)90的彎管 =0.23 90彎管出氣管部分壓力損失：三通管 =0.78 對(duì)于T形合流三通管 =0.55 3）系統(tǒng)總阻力：（其中鍋爐前阻力為800Pa,除塵器阻力為1200Pa）6.風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)選擇及計(jì)算：6.1風(fēng)機(jī)風(fēng)量: （m3/h）式中：K1考慮系數(shù)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)。一般管道取K=0.1；除塵管道取K=0.10.15； Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量，m3/h； tp風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度； P當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琸Pa。已知Q=405769.23m3/h；tp360；B94.0kPa代入上述公式得6.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算：（Pa）式中：K2考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系數(shù)。一般管道K=0.10.15，除塵管道取K=0.10.2； h系統(tǒng)總阻力，Pa； Sy煙囪抽力，Pa；0、p0、T0風(fēng)機(jī)性能表中給出的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣密度、壓力、溫度。一般說，p0=101.3kPa，對(duì)于引風(fēng)機(jī)T0=200，0=0.745kg/m3。、p、T運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的空氣密度、壓力、溫度。根據(jù)計(jì)算出的風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qy和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓p