21T燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝設(shè)計(jì)

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：21T燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：年級(jí)：系部：專業(yè)：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：- 0 -武昌工學(xué)院 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 目 錄1設(shè)計(jì)任務(wù)及基本資料- 1 -1.1課程設(shè)計(jì)題目- 1 -1.2課程設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù)- 1 -1.3物料衡算- 2 -1.4工藝方案的比較和選擇- 3 -2工藝計(jì)算- 5 -2.1一級(jí)除塵裝置旋風(fēng)除塵器- 5 -2.2二級(jí)除塵裝置板式電除塵器- 7 -3附圖- 11 -3.1旋風(fēng)除塵器- 11 -3.2板式電除塵器- 11 -4結(jié)論- 11 -武昌工學(xué)院 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)任務(wù)及基本資料1.1 課程設(shè)計(jì)題目21t/

2、h燃煤鍋爐煙氣的除塵工藝設(shè)計(jì)1.2 課程設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù)1.2.1 課程設(shè)計(jì)目的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是配合大氣污染控制工程專業(yè)課程而單獨(dú)設(shè)立的設(shè)計(jì)性實(shí)踐課程。教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)主要設(shè)備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。1.2.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)思想與方法正確；態(tài)度端正科學(xué)；能正確運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)；能解決實(shí)際問(wèn)題，具備專業(yè)基本工程素質(zhì)；具備正確獲

3、取信息和綜合處理信息的能力；文字和語(yǔ)言表達(dá)正確、流暢；刻苦鉆研、不斷創(chuàng)新；按時(shí)按量獨(dú)立完成；圖文工整、規(guī)范，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確合理。整體設(shè)計(jì)方案要重點(diǎn)突出其先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和實(shí)用性。1.2.3 課程設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù)1.鍋爐蒸發(fā)量2t/h30t/h2.煤的工業(yè)分析如下表（質(zhì)量比，含N量不計(jì)）：低位發(fā)熱20939C65.7H3.2S1.72O2.3灰分9.0水分18.12.鍋爐型號(hào)：FG-35/3.82-M型3.鍋爐熱效率：75%4.空氣過(guò)剩系數(shù)：1.25.水的蒸發(fā)熱：2570.8KJ/Kg6.煙塵的排放因子：30%7.煙氣溫度：473K8.煙氣密度：1.18kg/m39.煙氣粘度：2.4X10-5

4、 pas10.塵粒密度：2250kg/m311.煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算12.煙氣中煙塵顆粒粒徑分布： 平均粒徑/m0.537.5152535455560粒徑分布/3201520161063713.按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：200mg/m3；1.3 物料衡算1.3.1 除塵系統(tǒng)的論證選擇（1）鍋爐煙氣含塵、含硫量計(jì)算利用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量蒸發(fā)量為21t/h的鍋爐所需熱量為：需煤量：設(shè)1kg燃煤時(shí)：燃料成分名稱可燃成分含量()可燃成分的量()理論需氧量/mol廢氣中組分/molCHSO水灰分65.73

5、.21.72.39.018.154.75160.5354.7580.53-0.7554.75 CO216 H2O0.53 SO25 H2O合計(jì)62.561.3.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量理論需氧量為62.53mol/kg1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量T=473K時(shí)，實(shí)測(cè)煙氣體積煙氣量1.3.5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)煙氣濃度實(shí)際煙氣濃度1.4 工藝方案的比較和選擇1.4.1 除塵效率標(biāo)況下的除塵效率為1.4.2 除塵設(shè)備的論證預(yù)除塵設(shè)備的論證選擇 煙氣的預(yù)除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴淋洗滌塔等。它們基本性能如表下

6、表21示。 表21 除塵設(shè)備的基本性能除塵器名稱阻力（Pa）除塵效率()初投資運(yùn)行費(fèi)用重力沉降室501504060少少慣性除塵器1005005070少少旋風(fēng)除塵器40013007092少中多管旋風(fēng)除塵器80015008095中中噴淋洗滌塔1003007595中中表22 各種除塵器設(shè)備費(fèi)、耗鋼量及能耗量指標(biāo)除塵器名稱所占空間體積m3/(1000m3/h)存儲(chǔ)設(shè)備費(fèi)（比值）耗鋼量kg/(m3/h)能耗量（Kj/m3）重力沉降室20401.0慣性除塵器0.71.23.06.00.150.3旋風(fēng)除塵器約1.751.04.00.050.10.81.6多管旋風(fēng)除塵器3.92.55.00.070.151.6

7、4.0 表23 除塵器名稱除塵作用力最佳粒徑/m投資比較阻力Pa溫度備注重力塵降室重力100低200100050低4001200400除塵效率較 低旋風(fēng)除塵器離心力520中4002000400以下為各種除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)1.重力沉降室利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚(yáng)塵靠本身的重力(重力) 從氣體中自然沉降下來(lái)的凈化設(shè)備，通常稱為沉降室或降生室。它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積大、阻力小、易維護(hù)、效率低的比較原始的凈化設(shè)備，只能用于粗凈化。重力降塵室的工作原理如下圖所示：含塵氣體從一側(cè)以水平方向的均勻速度V進(jìn)入沉降室，塵粒以沉降速度V沉下降，運(yùn)行t時(shí)間后，使塵粒沉降于室底。凈化后的氣體，從另一側(cè)出口排出

8、2.慣性除塵器慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵與氣體在運(yùn)動(dòng)中慣性力的不同，將粉塵從氣體中分離出來(lái)。一般都是在含塵氣流的前方設(shè)置某種形式的障礙物，使氣流的方向急劇改變。此時(shí)粉塵由于慣性力比氣體大得多，塵粒便脫離氣流而被分離出來(lái)，得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出。 慣性除塵器以百葉式的最常用。（它適用于凈化含有非粘性、非纖維性粉塵的空氣，通常與其它種除塵器聯(lián)合使用組成機(jī)組3.旋風(fēng)除塵器工作原理:：旋風(fēng)除塵器的工作原理如下圖所示，含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的

9、氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過(guò)排氣管排出。應(yīng)用范圍及特點(diǎn)：旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于510微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。4.電除塵器 電除塵器是含塵氣體在通過(guò)高壓電場(chǎng)進(jìn)行的電離過(guò)程使塵粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，將塵粒從含塵氣體中分離的一種含塵設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)為：壓力損失小一般為200500pa，煙氣量大，能耗低，對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99%，可在高溫和強(qiáng)腐蝕氣體下操作。 綜上所訴通過(guò)比較，旋風(fēng)除塵器管理、制作方便，體積小、價(jià)格便宜，因此，選用旋風(fēng)除塵器作為二級(jí)除塵系統(tǒng)中的預(yù)除塵。1.4.3 工藝方案（包括選用什么除塵器，多高的煙囪）采用二級(jí)處理，首先利用旋風(fēng)除塵為一級(jí)除

10、塵2 工藝計(jì)算2.1 一級(jí)除塵裝置旋風(fēng)除塵器2.1.1 設(shè)備計(jì)算煙氣處理量初步選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器，處理煙氣量大，選用6個(gè)并聯(lián)每個(gè)的煙氣處理量根據(jù)所選除塵器類型可知，取進(jìn)口氣速為20m/s則進(jìn)口截面積旋風(fēng)器的主要尺寸比例圖入口比例bm入口高度hm筒體直徑Dm排出管直徑dem筒體長(zhǎng)度Lm錐體長(zhǎng)度Hm245 4908164901390 1880交界圓柱面的高度： 交界圓柱面的直徑： ,平均徑向速度：漩渦指數(shù)：交界面處氣流的切向速度： 分割粒徑：分級(jí)效率：各分級(jí)除塵效率如下：平均粒徑/um0.537.5152535455560粒徑分布/%32015201610637分級(jí)效率/%0.55716.

11、755.6183.3792.396.4797.8398.5398.76總除塵效率：經(jīng)預(yù)除塵后煙氣含塵濃度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣含塵濃度: 二級(jí)處理的效率最低要達(dá)到： 2.1.2 選型論證 A=ab=m2u= /A=17.67m/sP=u2/2=1070 Pa因?yàn)椴捎玫氖遣⒙?lián)，所以要乘一個(gè)壓力系數(shù)變化1.11.2 取1.1則P =1070 1.1=1177 Pa1450 Pa 符合要求。2.1.3 設(shè)備選型選擇6臺(tái)XLP/B型旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用2.2 二級(jí)除塵裝置板式電除塵器2.2.1 設(shè)備計(jì)算(1)值的確定影響的因素有很多，煤的含硫量是影響的主要因素，板式電除塵器的板間距0.20.4m，電暈線采用芒

12、刺型電極，本設(shè)計(jì)極間距取為300mm時(shí)，可按照下式計(jì)算：式中，S煤的含硫量（%）；本設(shè)計(jì)中含硫量為1.7%K平均粒度影響系數(shù)；其值按表1選定表1平均粒度影響系數(shù) （）1015 20 253035K0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15式中: ,- 粒度為,組成的百分比；,-粒度平均粒徑；表2煙氣粒度分布表粒徑（）45-3535-2525-1515-1010-55 百分比組成 10.9 18.4 20.2 28.8 15.95.8查表1，K取0.99則，（2）計(jì)算所需收塵極面積A本設(shè)計(jì)取板式除塵效率至少為97%，則選取除塵效率為99%式中，A所需收塵極面積；Q被處理煙氣量；除塵器要求的

13、除塵效率；粉塵驅(qū)進(jìn)速度m/s儲(chǔ)備系數(shù)按一臺(tái)除塵器計(jì)算Q為51840取除塵效率為99%，K取1則，（3）初選電場(chǎng)斷面 式中：； 。 電場(chǎng)風(fēng)速的確定:積塵區(qū)風(fēng)速的變化較大，但除塵器內(nèi)平均流速卻是設(shè)計(jì)和運(yùn)行要參數(shù)。由處理煙氣量和電除塵器過(guò)氣斷面面積計(jì)算煙氣的平均流速。電場(chǎng)風(fēng)速v可取1.5-2.0m/s。取v為1.6m/s時(shí) 則（4）電除塵器的板極高度h 則采用單進(jìn)風(fēng)口（每臺(tái)除塵器僅有一個(gè)進(jìn)器箱） 為了使氣流沿?cái)嗝婢鶆蚍植?，所以進(jìn)風(fēng)口所對(duì)應(yīng)的斷面要接近于正方形或高度略大于寬度（最大取1.1倍）。 所以板極高度 (5)通道數(shù)Z 式中，相鄰兩極板中心距（m）收塵極板的阻流寬度取圓整為（6）電場(chǎng)斷面 （7）除塵器內(nèi)壁寬度B 本設(shè)計(jì)為單進(jìn)風(fēng)口，則 式中，外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離 可在50:100mm間選取，本設(shè)計(jì)中取60mm （8）每個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)長(zhǎng)度 電除塵器每個(gè)電場(chǎng)