大氣袋式除塵

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科課程設計說明書學校代碼： 10128學 號： 201220303036 課程設計說明書題 目：DG-12039型高硫無煙煤袋式除塵 濕式氨法脫硫系統(tǒng)設計學生姓名：胡玉杰學 院：能源與動力工程學院 班 級：環(huán)工12-2指導教師：曹英楠 2015年 7 月 1 日內(nèi)蒙古工業(yè)大學課程設計（論文）任務書課程名稱： 大氣污染控制工程 學院：能源與動力工程學院 班級： 環(huán)工12-2班 學生姓名： 胡玉杰 學號： 201220303036 指導教師： 曹英楠 一、題目 DG-120/39型火電廠鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式氨法脫硫系統(tǒng)設計二、目的與意義通過課程設計進一步消化和鞏固本課程所

2、學內(nèi)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凈化系統(tǒng)設計的初步能力。通過設計，了解工程設計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(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、實用技術(shù)資料、編寫設計說明書的能力。三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設計要求、圖紙量、工作量要求等） 原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)：附后設計要求：（1）根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度（2）凈化系統(tǒng)設計方案的分析，包括凈化設備的工作原理及特點；運行參數(shù)的選擇與設計；凈化效率的影響因素等（3）除塵設備結(jié)構(gòu)設計計算（4）脫硫設備結(jié)構(gòu)設計計算（5）煙囪設計計算（6）管道系統(tǒng)設計，阻力計算，風機電

3、機的選擇（7）根據(jù)計算結(jié)果繪制除塵系統(tǒng)、脫硫設備平面、剖面布置圖、系統(tǒng)流程圖四、工作內(nèi)容、進度安排 大氣污染控制工程課程設計期限為2周，各階段時間大致安排如下：1. 準備設計基礎資料，復習有關(guān)大氣污染控制知識和計算方法。 2天2. 進行設計計算。 4天3. 設計圖紙繪制。 4天4. 設計計算審核及說明書裝訂。 2天5. 教師審閱及成績評定。5、 主要參考文獻1 張殿印.除塵工程設計手冊M. 北京：化學工業(yè)出版社，2003,216-2402 郝吉明，馬廣大.大氣污染控制工程M.第二版.北京：高等教育出版社，20023193383 周興求，葉代啟.環(huán)保設備設計手冊大氣污染控制設備M .北京：化學工

4、業(yè)出版社，2003，134-1364 鐘秦.化工原理M.北京：國防工業(yè)出版社，2004,5 劉天齊.三廢處理工程技術(shù)手冊·廢氣卷M.北京：化學工業(yè)出版社，1999，410-4176 中華人民共和國國家標準S.鍋爐大氣污染物排放標準GB132717 童志權(quán).工業(yè)廢氣凈化與利用.M 北京：化學工業(yè)出版社，2003審核意見系（教研室）主任（簽字） 指導教師下達時間 年 月 日指導教師簽字：_技術(shù)參數(shù)：鍋爐型號：DG-120/39 即，東方鍋爐廠制造，蒸發(fā)量120t/h，出口蒸汽壓力39MPa燃燒方式是沸騰爐，所配發(fā)電機組功率25MW設計耗煤量：14t/h；設計煤成分：CY=65% HY=2

5、% OY=10% NY=1% SY=3% AY=15% WY=4% ；VY8 屬于高硫無煙煤 排煙溫度：160空氣過剩系數(shù)1.1飛灰率28 煙氣在鍋爐出口前阻力960Pa污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標準中2類區(qū)新建排污項目執(zhí)行。連接鍋爐、凈化設備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設長度300m，90°彎頭50個。2摘要 本次課程設計是某燃煤采暖鍋爐房的煙氣除塵的工藝設計，我們通過采用袋式除塵器對來自鍋爐的煙氣進行除灰，當含塵氣體中的顆粒粉塵通過進風口內(nèi)被濾袋的過濾作用被截留后，過濾后的潔凈氣體透過濾袋排風管排出。 隨著過濾工況的進行，當濾袋表面積塵達到一定量時，用脈沖法清除積灰，抖落濾袋上

6、的粉塵。 落入灰斗中的粉塵經(jīng)由輸灰設施集中送出。通過對相對應煙氣量的除灰需要進行計算，我設計了對一個鍋爐進行兩個脈沖式袋式除塵器串聯(lián)型連接，且除塵量分別為進氣量的50%，除塵效率預計高達99%以上的設備，并對其大小尺寸，煙囪，管道等輔助設施進行計算，對電機風機的進行了選型，同時完成了構(gòu)筑物的剖面外形、結(jié)構(gòu)、尺寸圖的繪圖工作，并進行了成果分析。關(guān)鍵詞：燃煤煙氣; 袋式除塵器; 課程設計; 顆粒污染物目 錄內(nèi)蒙古工業(yè)大學課程設計（論文）任務書1一、 工藝流程的選擇及說明4二、鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算62.1標準狀態(tài)下理論空氣量62.2標準狀態(tài)下理論煙氣量62.3標準狀態(tài)下實

7、際煙氣量62.4煙氣流量62.5煙氣含塵濃度72.6二氧化硫濃度7三、除塵設計和計算83.1除塵效率83.2工況煙氣流量83.3除塵器工藝的選擇及選擇理由83.4除塵器設備的規(guī)格93.4.1過濾面積93.4.2濾袋的尺寸93.4.3每條濾袋面積93.4.4濾袋條數(shù)93.4.5濾袋布置93.5裝置和管道布置103.6帶式除塵器圖10四、脫硫設計和計算104.1脫硫效率114.2吸收SO2的吸收塔的選擇114.3吸收塔計算124.3.1塔徑的計算134.3.2填料塔高度的計算144.4填料塔的附件選擇144.5填料塔圖14五、煙囪設計計算145.1煙囪高度的確定155.1.1煙囪抬升高度計算155

8、.1.2 煙囪的有效高度165.2煙囪直徑的計算165.2.1出口內(nèi)徑165.2.2煙筒底部直徑計算165.3煙囪的抽力175.4 煙囪阻力損失計算17六、風機電機選擇186.1系統(tǒng)阻力的計算186.1.1摩擦壓力損失186.1.2局部壓力損失186.1.3系統(tǒng)總阻力196.2風機選取196.2.1風機風量的計算196.2.2風機風壓的計算206.3電動機功率計算和電動機選型20七、謝辭221、 工藝流程的選擇及說明 布袋除塵器也稱袋式除塵器,是將含塵氣體通過織物濾料進行粉塵分離捕集的裝置,對含塵氣體具有篩分、慣性碰撞、攔截、擴散、靜電及重力作用。篩分作用是布袋除塵器的主要濾塵作用之一。當粉塵

9、粒徑大于濾料纖維間孔隙或濾料上沉積的粉塵間孔隙時,粉塵即被篩濾下來。通?？椢餅V料纖維間的孔隙遠大于粉塵粒徑,開始過濾時的篩分作用很小,主要是靠慣性碰撞、攔截、擴散、靜電及重力作用。當濾布上逐漸形成粉塵粘附層后,則碰撞、擴散等作用變得很小,而主要靠篩分作用,把沉積在濾料表面上的粉塵層作為過濾層。 影響布袋除塵器除塵效率的關(guān)鍵是濾料性能和清灰方式。濾料除了具有特定的致密性和透氣性外,還應有良好的耐高溫、耐腐蝕性和較強的機械強度。濾料所需的費用占除塵器設備總造價的15%20%。布袋除塵器清灰可分為機械振動、煙氣反吹、脈沖反吹等方式。脈沖反吹清灰根據(jù)空氣壓力分為高壓脈沖反吹、中壓脈沖反吹、低壓脈沖反吹

10、3種方式,脈沖清灰由于噴吹強度和頻率可以調(diào)整,清灰效果較好,是目前世界上應用最廣泛的清灰方式。 脈沖反吹布袋除塵器由濾袋組件、導流裝置、脈沖噴吹系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、離線保護系統(tǒng)、箱體等組成。含塵氣體由導流管進入各單元室,在導流裝置的作用下,大顆粒粉塵被分離后直接落入灰斗,其余粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區(qū),過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、提升閥排風管排出。當過濾袋表面粉塵達到一定厚度時,濾袋內(nèi)外的壓差就會逐漸增加;當壓差達到設定值(由壓差儀控制時),來自貯氣罐的空氣就會迫使脈沖閥的膜片自動打開,輸送一定量的空氣,通過風管由噴嘴噴入濾袋內(nèi),進行在線自動反吹清灰,抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗

11、中的粉塵經(jīng)卸灰閥排出后,利用輸灰系統(tǒng)送出。 濾袋組件由布袋和袋籠組成。袋籠起著支撐布袋的作用,上部接碳鋼環(huán),可以將布袋的綁扣鎖在花板孔上。 影響布袋除塵器效率和壽命的主要因素有氣布比、濾料、清灰方式、系統(tǒng)的合理選擇和運行維護管理。1-1工藝流程圖二、鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算 2.1標準狀態(tài)下理論空氣量 Qx= 4.76(1.867C + 5.56H + 0.7S - 0.7O)(m3/kg)式中: C,H,S,O分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)Qx= 4.76(1.867×0.65 + 5.56×0.02 + 0.7×0.03 - 0.7&#

12、215;0.1) = 4.76×(1.21355 + 0.112 + 0.021-0.07) = 6.07257(m3/kg) 2.2標準狀態(tài)下理論煙氣量Qy= 1.867（C +0.375S ）+11.2H +1.24W + 0.806Qx+ 0.8N(m3/kg)式中: Qx 標準狀態(tài)下理論煙氣量, m3/kg； W 煤中水分所占的質(zhì)量分數(shù)，%； N N元素在煤中所占的質(zhì)量分數(shù)，%。Qy= 1.867（0.65 +0.375 × 0.03 ）+11.2×0.02 +1.24×0.04 + 0.806×6.07257+ 0.8×0.

13、1 =6.41064(m3/kg) 2.3標準狀態(tài)下實際煙氣量Qy = Qy+ 1.016(a-1) Qx(m3/kg)式中: a 空氣過剩系數(shù)，Qy 標準狀態(tài)下理論煙氣量, m3/kg；Qx 標準狀態(tài)下理論空氣量, m3/kg。Qy = 6.41064+ 1.016(1.1-1) 6.07257 = 7.02761(m3/kg)2.4煙氣流量每臺鍋爐在標準狀態(tài)下煙氣流量Q以m3/ h計：(1)式中：實際煙氣量，mN3/kg煤；M設計耗煤量，kg/hQ= 7.02761×14000= 98386.54 m3/h2.5煙氣含塵濃度 kg / mN3(2)式中：排煙中飛灰上占煤中不可燃成

14、分的百分數(shù)；煤中不可燃成分的含量；實際煙氣量，mN3/ kg；C=(0.28×0.15)/7.02761=5.97643 × 10-3kg / mN3=5.97643（g/ m3）=5876.43 mg/m32.6二氧化硫濃度 Cso2=×106 =(2 ×0.03)/7.02761 ×106 =8.53775× 103(/ m3) 三、除塵設計和計算 3.1除塵效率 (3)式中：煙氣含塵濃度，mg/mN3；鍋爐煙塵排放標準中的規(guī)定值，mg/mN3；根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-2014，鍋爐煙塵排放標準中的規(guī)定值Cs為3

15、0mg/mN3=1-30/5976.43 ×100% =99.498% 3.2工況煙氣流量 3.3除塵器工藝的選擇及選擇理由 3-3除塵種類除塵種類除塵效率%凈化程度特點簡易袋式30中凈化機械振動袋式90中凈化要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動力。脈沖噴吹袋式99細凈化清灰方式作用強度很大，而且其強度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好氣環(huán)式袋式99細凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價較低，氣環(huán)箱上下移動時緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高結(jié)合除塵器手冊，選用脈沖袋式除塵器LCDM-I-1000型號過濾面積m2濾袋數(shù)量/條處理風量m3/h脈沖閥個數(shù)/個外形尺寸/長&#

16、215;高×寬LCDMI-100016006721440002400002×241340×350×1300設備質(zhì)量/kg濾袋尺寸/mm設備阻力/Pa除塵效率入口含塵濃度g/m3過濾風速/m/min43000130×1600800150099.5%3151.52.53.4除塵器設備的規(guī)格 3.4.1過濾面積3.4.2濾袋的尺寸單個濾袋直徑：D = 130mm 單個濾袋長度： 濾布長徑比一般為，3.4.3每條濾袋面積3.4.4濾袋條數(shù)3.4.5濾袋布置 (A)按矩形布置：a.濾袋分18組; b.每組18條； c.組與組之間的距離：250mm（B）組

17、內(nèi)相鄰濾袋的間距：70mm（C）濾袋與外殼的間距：210mm3.5裝置和管道布置 式中：工況條件下管內(nèi)煙氣流量，m3/s；煙氣流速，m/s，一般為15-25m/s；圓整得1.7m校驗實際煙氣流速，校核合格3.6帶式除塵器圖3-1除塵器圖四、脫硫設計和計算 4.1脫硫效率 (3)式中：煙氣含硫濃度，mg/mN3；鍋爐硫排放標準中的規(guī)定值，mg/mN3；設計脫硫效率為97%，則的SO2 出塔濃度8537.15（1-97%）=256.1325mg/mN34.2吸收SO2的吸收塔的選擇4-2吸收塔名  稱 操作參數(shù) 優(yōu)  點 缺  點 填料塔

18、 空塔氣速2.05.0m/s液氣比0.51.0L/m3壓力損失2001000Pa結(jié)構(gòu)簡單，設備小，制造容易，占空間?。灰簹獗刃?，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時除塵、降溫、吸收 不能無水運行 自激湍球塔液氣比110L/m3噴淋密度6m3/(m2.h)壓力損失500Pa/m空塔氣速0.51.2m/s結(jié)構(gòu)簡單，制造容易； 填料可用耐酸陶瓷，較易解決防腐蝕問題； 流體阻力較小，能量消耗低； 操作彈性較大，運行可靠。 不能無水運行篩板塔 空塔氣速1.03.0m/s小孔氣速1622m/s液層厚度4060mm單板阻力300600Pa噴淋密度1215 m3/(m2.h)結(jié)構(gòu)較簡單，空塔速度高，處理氣量大

19、； 能夠處理含塵氣體，可以同時除塵、降溫、吸收； 大直徑塔檢修時方便 安裝要求嚴格，塔板要求水平； 操作彈性較小，易形成偏流和漏液，使吸收效率下降。 噴淋塔 空塔氣速2.54.0m/s液氣比1330L/m3壓力損失5002000Pa結(jié)構(gòu)簡單，造價低，操作容易； 可同時除塵、降溫、吸收，壓力損失小 氣液接觸時間短，混合不易均勻，吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入，動力消耗大，噴嘴易堵塞； 產(chǎn)生霧滴，需設除霧器 填料選 的陶瓷拉西環(huán),其比表面積 ,近似取單位體積填料層的有效傳質(zhì)面積，其直徑為50mm 4.3吸收塔計算1 1 因根據(jù)經(jīng)驗此處設計取氨水為所消耗的氨水為1.05倍， 則由平衡計算可得1h需消耗

20、的量為：一般液氣比為：48L/m3，選取8 L/m3,則可得1h 總消耗SO2的體積量為:所以L=10×224=2240L=2.24m所以衡算后總耗氨液量濃度： 最小噴淋密度：.由選擇的瓷拉西環(huán)知直徑d=50mm.可取為設計在160常壓下的填料吸收塔4.3.1塔徑的計算 （m）Q：進入塔內(nèi)工況下煙氣的流量，m3/su :填料塔的空塔速度為：u=1.52.5m/s圓整為5m氣速核算：在新的塔徑下核算空塔氣速 ，校驗合格核算徑比 ： ，可避免壁流現(xiàn)象，核算符合要求4.3.2填料塔高度的計算4.4填料塔的附件選擇選用斜口氣體分布器，進口風速為16m/s，阻力約為500 Pa；選用柵板支承板

21、，阻力約為200 Pa；選用多孔盤管式液體分布器，阻力約為50 Pa；選用折板除霧器，阻力約為100 Pa；4.5填料塔圖4-1填料塔五、煙囪設計計算 5.1煙囪高度的確定 首先確定共用一個煙筒的所有鍋爐的總鍋爐的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐煙塵排放標準中的規(guī)定（表1）確定煙筒的高度表1 鍋爐煙筒高度表鍋爐總額定出力（t/h）1122661010202035煙筒最低高度（m）202530354045鍋爐的蒸發(fā)量為120（t/h），所以煙筒高度為65m5.1.1煙囪抬升高度計算 (4-1) (4-2)式中：煙氣的熱釋放率，； 大氣壓力，；實際排煙量，； 煙囪出口處的煙氣溫度， ； 環(huán)境大氣溫度

22、，??； (4-3)當且35K時 式中：系數(shù)。5.1.2 煙囪的有效高度 (4-4) 式中：煙囪抬升高度，； 煙囪幾何高度，。 5.2煙囪直徑的計算 5.2.1出口內(nèi)徑 煙筒出口內(nèi)徑可按下式計算：(5)式中：工況條件下通過煙筒的總煙氣流量，m3/h；按表2選取的煙筒出口煙氣流速，m/s；表2 煙筒出口煙氣流速 m/s通風方式運行情況全負荷運行最小負荷運行機械通風102045自然通風6102.53 5.2.2煙筒底部直徑計算煙筒底部直徑 m (6)式中：煙筒出口直徑，m；煙筒高度，m；煙筒錐度（通常取0.020.03）；式中： H煙囪高度，m i-煙囪椎角（通常取i= 0.020.03），此處設計

23、取i=0.025.3煙囪的抽力 Pa(7)式中：煙筒高度，m；外界煙氣溫度，；煙筒內(nèi)平均煙氣溫度，；當?shù)卮髿鈮毫?，Pa；將已知數(shù)據(jù)代入公式得： 5.4 煙囪阻力損失計算煙囪亦采用鋼管，其阻力可按下式計算： （4-5式中：摩擦阻力系數(shù)，無量綱；管內(nèi)煙氣平均流速，；煙氣密度，；管道長度，m；管道直徑，m；已知，實際溫度下的密度為：已知鋼管的摩擦系數(shù)為0.02，所以煙囪的阻力損失為：六、風機電機選擇 6.1系統(tǒng)阻力的計算 6.1.1摩擦壓力損失對于圓管： Pa(8)式中：管道長度，m；管道直徑，m；煙氣密度，kg/m3；管道中氣流平均流速，m/s；摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)和管道相對粗糙度的函數(shù)，查

24、手冊可以得到（實際中對金屬管道可取0.02，對磚徹管道可取0.04）； 已知L=300m 6.1.2局部壓力損失 Pa (9)式中：異形管件的局部阻力系數(shù)；截面平均流速，m/s；煙氣密度，kg/m3；表 5.1管道局部阻力系數(shù)表二中節(jié)二端節(jié)三中節(jié)二端節(jié)五中節(jié)二端節(jié)八中節(jié)二端節(jié)1.00.290.280.240.241.50.250.230.210.21已知連結(jié)鍋爐、凈化設備及煙囪等凈化系統(tǒng)總需90度彎頭50個，查表5.1可得=0.2950個彎頭總壓力損失為： 50×44.22=2234.4 Pa 6.1.3系統(tǒng)總阻力出口前阻力312.356pa,填料塔阻力1400pa,摩擦壓力損失54

25、3.8673pa,局部壓力損失2234.385pa,煙筒的阻力312.356pa填料塔阻力500 + 200 + 50 + 100 + 3313.14 = 4163.14pa則總阻力為： 6.2風機選取6.2.1風機風量的計算 m3/h(10)式中：風機前風量， mN3/h；風機前煙氣溫度，若管道不太長，可近似取鍋爐排煙溫度；當?shù)卮髿鈮毫?，Pa；6.2.2風機風壓的計算 Pa(11)式中：1.2風機備用系數(shù)；系統(tǒng)總阻力，Pa；風機前煙氣溫度，；風機性能表中給出的溫度；標況下煙氣密度1.34kg/mN3；根據(jù)和選定G、鍋爐通風機，性能如下： 表6.1 選定通風機性能機號傳動方式轉(zhuǎn)速工況序號流量()全壓（Pa）效率/%軸功率/KW電動機型號電動機