某公司燒結(jié)機煙氣脫硫除塵工程設(shè)計

1、大氣污染控制工程設(shè)計報告設(shè)計題目： 某公司燒結(jié)機煙氣脫硫除塵工程設(shè)計方案 專 業(yè) 化學(xué)與環(huán)境工程 班 級 0903 學(xué) 號 2008313230108 學(xué)生姓名 石 帥 設(shè)計時間 2012-2013學(xué)年下學(xué)期 教師評分 2012年 06月 18 日目 錄1.概述21.1煙氣脫硫除塵工程設(shè)計目的21.2課程設(shè)計的組成部分32. 煙氣脫硫除塵工程設(shè)計的內(nèi)容42.1主要工藝計算42.2凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定52.3除塵器和脫硫凈化塔設(shè)計62.4管網(wǎng)布置及計算102.5風(fēng)機及電機的選擇設(shè)計193.總結(jié)243.1設(shè)計總結(jié)243.2參考文獻(xiàn)241.概述由于多管除塵器除塵的除塵效率不是很高，特別是對小顆

2、粒粉塵的除塵效率低，經(jīng)多管旋風(fēng)除塵后的原煙氣中煙塵含量仍較高, 煙氣中的煙塵除對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響外，還使煙塵回收利用價值大大降低。但由于燒結(jié)機生產(chǎn)形式嚴(yán)峻，改造多管除塵器不具備條件，所以在維持現(xiàn)有生產(chǎn)的條件下，對現(xiàn)有多管除塵器及引風(fēng)機不做改動，在引風(fēng)機的后部設(shè)計低壓脈沖布袋除塵系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)，使煙塵進(jìn)一步回收利用和脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。優(yōu)點：除塵效率高，可達(dá)99.5 %以上，可以捕捉微細(xì)塵粒，耗電較少，操作簡便，能達(dá)到理想的除塵效果。脫硫液采用內(nèi)循環(huán)吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向?qū)α鹘佑|，堿性的脫硫液充分吸收煙氣中的SO2 后進(jìn)入除霧器除霧，凈化并除霧之后的煙氣

3、可以直接排放。吸收了SO2 的脫硫液流入塔釜，由循環(huán)液泵從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，并在重力作用下落回塔釜。同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出泵外排一部分漿液至渣處理系統(tǒng)出渣。另外根據(jù)塔釜漿液的pH 值變化，控制灰漿泵的轉(zhuǎn)速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現(xiàn)對脫硫液中脫硫劑濃度和pH 的相對穩(wěn)定的控制，保證脫硫效率。1.1煙氣脫硫除塵工程設(shè)計目的:通過設(shè)計進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進(jìn)行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)

4、計說明書的能力。1.2課程設(shè)計的組成部分鍋爐型號：SZL4-13型，共4臺（2.8MW×4）設(shè)計耗煤量：600kg/h（臺）排煙溫度：160煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：-1空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.01293kg/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煤的工業(yè)分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5%NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中一類區(qū)II時段標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

5、即：煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：80mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側(cè)15m處，有一塊長18米、寬12米的空地，擬將凈化系統(tǒng)安置此處。2.煙氣脫硫除塵工程設(shè)計的內(nèi)容2.1主要工藝計算：燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量為：Q=4.76(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)=4.76（1.867*0.68+5.56*0.04+0.7*0.01-0.7*0.05)=6.97(m3/kg)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93g/m3）：Q=1.867（CY+0.375SY）

6、+11.2HY+1.24WY+0.016Q+0.79Q+0.8NY=1.867(0.68+0.375*0.01)+11.2*0.04+1.24*0.06+0.016*6.97+0.79*6.97+0.8*0.01=7.43 （m3/kg） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量：QS=Q+1.016(a-1)Q=7.43+1.016*0.4*7.43=10.45（m3/kg）所以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量：Q=QS×設(shè)計耗煤量=10.45*600=6270（m3/h） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度：C=0.16*0.15/10.45=0.0023（kg/ m3） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算:Cso2=2*0

7、.01/10.45*1000000=1913.88(mg/m3)2.2凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定:一、設(shè)計依據(jù):1.嚴(yán)格按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)、二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計計算。2. 本初步設(shè)計適用于燒結(jié)機煙氣脫硫除塵工程。除塵采用低壓脈沖布袋除塵器，確保粉塵達(dá)標(biāo)排放；脫硫工藝采用噴淋吸收塔作為吸收設(shè)備；二、設(shè)計流程及目標(biāo):1.本期工程設(shè)計煙氣流程為：燒結(jié)機引風(fēng)機低壓脈沖布袋除塵器脫硫裝置塔頂煙囪直排;原有煙道與煙囪作為煙氣旁路。保證出口煙塵排放濃度<80mg/m3，SO2 排放濃度<900mg/m3，或除塵效率>96

8、，脫硫效率>53。2.本系統(tǒng)為燒結(jié)機運行時產(chǎn)生的煙氣經(jīng)多管除塵后的進(jìn)一步除塵。除塵系統(tǒng)包括布袋除塵器和輸灰系統(tǒng)。煙氣流程為：多管除塵器排煙總管道引風(fēng)機低壓脈沖布袋除塵器增壓風(fēng)機噴淋吸收塔達(dá)標(biāo)排放.輸灰流程為：除塵器灰斗卸灰閥埋刮板輸送機集灰輸送機燒結(jié)皮帶機經(jīng)過凈化處理后的氣體排放濃度小于80mg/m3。3.本脫硫系統(tǒng)主要有吸收系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、脫硫液循環(huán)系統(tǒng)、脫硫劑輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、渣處理系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)組成。脫硫液采用內(nèi)循環(huán)吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向?qū)α鹘佑|，堿性的脫硫液充分吸收煙氣中的SO2 后進(jìn)入除霧器除霧，凈化并除霧之后的煙氣可以直接排放。吸收了S

9、O2 的脫硫液流入塔釜，由循環(huán)液泵從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，并在重力作用下落回塔釜。同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出泵外排一部分漿液至渣處理系統(tǒng)出渣。另外根據(jù)塔釜漿液的pH 值變化，控制灰漿泵的轉(zhuǎn)速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現(xiàn)對脫硫液中脫硫劑濃度和pH 的相對穩(wěn)定的控制，保證脫硫效率。脫硫劑制備系統(tǒng)包括化灰池、化灰泵、灰漿池、灰漿泵等設(shè)備。生石灰粉由翻斗車輸送至化灰池，經(jīng)攪拌后由化灰泵送到灰漿池，通過灰漿泵根據(jù)塔釜pH 值定量輸送至塔釜，控制脫硫系統(tǒng)的pH，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。脫硫渣處理系統(tǒng)，包括渣漿池、濾液池、渣漿泵、濾液泵、板框壓濾機等。經(jīng)板框壓濾機脫水后的渣漿

10、固含量>60，能基本滿足汽車裝運。脫硫渣主要成分是亞硫酸鈣，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，目前主要的處理方式是外運填埋。由于吸收塔內(nèi)水蒸發(fā)和脫硫渣帶水，必須對系統(tǒng)進(jìn)行補水，以維系系統(tǒng)水平衡。根據(jù)系統(tǒng)的需要，工藝水的補充方式為：（1）調(diào)節(jié)石灰漿液濃度，對灰漿池進(jìn)行補水；（2）對除霧器進(jìn)行沖洗的方式補水。2.3除塵器和脫硫凈化塔設(shè)計：1除塵器應(yīng)該達(dá)到的除塵效率：=1-80/2300=96.5%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，K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，373 K結(jié)果為根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確定除塵器：選擇XD-4型陶瓷多管式旋風(fēng)除塵器，產(chǎn)品性能規(guī)

11、格見表3.1型號配套鍋爐容量/(j/H)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%設(shè)備阻力/Pa分割粒徑d/(50um)質(zhì)量/kgXD-4412000>95<9003.051900表3.1除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格表3.2 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸（見圖3.1）ABCDEFKHMNL123819182843367621201160110638665030017863.脫硫工藝流程圖：圖3.1 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸2.4管網(wǎng)布置及計算:1.根據(jù)鍋爐運行情況及鍋爐現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并使

12、安裝、操作和檢修方便。管道直徑：式中工況下管道內(nèi)煙氣流量，煙氣流速 m/s (對于鍋爐煙塵=10-15 m/s)取=14 m/s結(jié)果為d=0.50(m)圓整并選取風(fēng)道:表3.3 風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm500±10.75內(nèi)徑 :d1=500-2×0.75=498.5(mm)由公式可計算出實際煙氣流速：V=13.9(m/s)2.首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表3.4）確定煙囪的高度。表3.4 鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/(t/h)<11-22-66-1010-202

13、6-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：4×5=20（t/h）,故選定煙囪高度為40 m 3.煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算： 式中 Q通過煙囪的總煙氣量，m3/h； v按表3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s.表3.5煙囪出口煙氣流速/ (m/s)通風(fēng)方式運行情況全負(fù)荷時最小負(fù)荷時機械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定v=4m/s結(jié)果為 :d=1.49（m）圓整取d=1.5m。4.煙囪底部直徑：式中煙囪出口直徑，m；煙囪高度，m；煙囪錐度（通常取i=0.02-0.03）。取i=0.025結(jié)果為:d1=3.5（m）5.煙囪的抽力:式中煙囪高度，m；外界空

14、氣溫度， °C煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，°C當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。結(jié)果為:Sy=183（Pa）6.系統(tǒng)阻力的計算:6.1摩擦力損失:（1）對于圓管：式中摩擦阻力系數(shù)（實際中對金屬管道可取0.02.對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管道長度,m對于直徑500mm圓管：L=9.5m結(jié)果為:6.2局部壓力損失:式中異形管件的局部阻力系數(shù)，與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s煙氣密度，kg/m3圖3.7中一為漸縮管。 圖3.7 除塵器入口前管道示意圖45度時，=0.1，取=45度，=13.8m/s結(jié)果為：8.0（Pa）L1=0.05&#

15、215;tan67.5=0.12（m）圖3.7中二為30度Z形彎頭H=2.985-2.39=0.595=0.6（m）H/D=0.6/0.5=0.12取=0.157=1.57 （=1.0）結(jié)果為：12.6（Pa）圖3.7中三為漸闊管圖3.8中a為漸擴管圖3.8 除塵器出口至風(fēng)機入口段管道示意圖45度時，=0.1，取=30度，=13.8m/s結(jié)果為：8.0（Pa）L=0.93(m)圖3.8中b、c均為90度彎頭D=500，取R=D則=0.23結(jié)果為：18.4（Pa）兩個彎頭對于如圖3.9中所示T形三通管V1l1V2l2V3l3T形三通管示意圖=0.7862.4（Pa）對于T形合流三通=0.55結(jié)果

16、為：44（Pa）系統(tǒng)總阻力損失（其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa）為:7.系統(tǒng)中煙氣溫度的變化:7.1 煙氣在管道中的溫度降:式中Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；管道散熱面積，m2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.3521.357KJ/(m3·°C）管道單位面積散熱損失 KJ/(m3·h)室內(nèi)=4187 KJ/(m3·h)室外=5443 KJ/(m3·h)室內(nèi)管道長：L=2.18-0.6-0.12=1.46F=L·D=2.29 (m2)室外管道長L=9.5-1.46=8.04 (m)F=L·D=12.

17、62 (m2)結(jié)果為 t1=9.4(°C)7.2 煙氣在煙囪中的溫度降:式中煙囪高度，m。溫度系數(shù)，可由表7-2-1查得。合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；表4.1 煙囪溫降系數(shù)煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（H<50m，壁厚小于0.5m）磚煙囪（壁厚大于0.5m）A20.80.40.2總溫度降：2.5風(fēng)機及電機的選擇設(shè)計:1.風(fēng)機風(fēng)量的計算:式中1.1風(fēng)量備用系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機前表態(tài)下風(fēng)量，m3/h風(fēng)機前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度, °C當(dāng)?shù)卮髿鈮海琸P結(jié)果為Qy=11109.8 （m3/h）2.風(fēng)機風(fēng)壓的計算:式中

18、1.2風(fēng)機備用系數(shù)；系統(tǒng)總阻力，Pa；煙囪抽力，Pa風(fēng)機前煙氣溫度，°C風(fēng)機性能表中給出的試驗用氣體溫度，°C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度，kg/m3結(jié)果為Hy=2400 (Pa)根據(jù)Hy和Qy，選定Y5-47型No.7c的引風(fēng)機，Y5-47型引風(fēng)機是在原Y5-47型引風(fēng)機性能基礎(chǔ)上改進(jìn)的產(chǎn)品，該引風(fēng)機最佳工況點的全壓內(nèi)效率為85.6%，與原Y5-47型引風(fēng)機相比較，由于進(jìn)行了一系列改進(jìn)，使噪聲值有顯著降低，噪聲指標(biāo)為12.5dB。性能表如下。表4.2引風(fēng)機性能表機號傳動方 式轉(zhuǎn)速/r/min流量/m3/h全壓/Pa內(nèi)效率/%內(nèi)功率/kw所需功率/kwC式23201166330307912.4217003.電動機功率的計算:式中風(fēng)機風(fēng)量，m3/h風(fēng)機風(fēng)壓，Pa風(fēng)機在全壓頭時的效率（一般風(fēng)機為0.6，高效風(fēng)機約為0.9）機械傳動效率，當(dāng)風(fēng)機與電機直聯(lián)傳動時=1，用聯(lián)軸器連接時=0.950.98，用V型帶傳動時=0.95電動機備用系數(shù)，對引風(fēng)機，=1.3Ne=16.9 (kW)根據(jù)