大氣課程設(shè)計(jì)(共28頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄前言.1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).1.1 課程設(shè)計(jì)題目.1.2 設(shè)計(jì)原始材料.2. 設(shè)計(jì)概況.2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容.2.2 脫硫工藝設(shè)計(jì).2.3 工藝流程.3. 工藝、設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.3.1 除塵工藝設(shè)計(jì)計(jì)算.3.2 脫硫工藝設(shè)計(jì)計(jì)算.4. 煙囪的設(shè)計(jì)計(jì)算.4.1 煙囪高度的確定.4.2 煙囪直徑的確定.4.3 煙囪的抽力計(jì)算.5. 輔助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算.5.1 煙氣換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算.5.2 供劑管管徑計(jì)算.6. 設(shè)備布置.6.1 總體布置.7. 設(shè)計(jì)小結(jié).參考文獻(xiàn).前 言當(dāng)前我國(guó)大氣污染狀況依然十分嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為。城市大氣環(huán)境中濃度普遍超標(biāo)；二氧化硫污染一直在較高水平；機(jī)動(dòng)車(chē)尾

2、氣污染物排放總量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趨勢(shì)。大氣污染物排放總量現(xiàn)狀：二氧化硫。煤炭消耗量不斷增加，隨之帶來(lái)二氧化硫排放總量急劇上升。在各類(lèi)排放源中，電廠和工業(yè)鍋爐排放量占到70%。由二氧化硫排放引起得酸雨污染范圍不斷擴(kuò)大。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)的不斷擴(kuò)張，對(duì)環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重。在一些工業(yè)污染比較嚴(yán)重的區(qū)域，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)霧霾天氣。燃煤電廠煙氣污染物主要有煙塵、二氧化硫、氮氧化物及二氧化碳等。目前我國(guó)對(duì)二氧化碳沒(méi)有給行業(yè)、企業(yè)下達(dá)減排計(jì)劃，也沒(méi)有排放濃度指標(biāo)。燃煤電廠煙氣污染物排放濃度控制有煙塵、二氧化硫、氮氧化物，二氧化硫總排放量有減排“指令性”指標(biāo)計(jì)劃。二氧化硫排放是造成我國(guó)

3、大氣污染及酸雨不斷加劇的主要原因，燃煤電廠二氧化硫排放量約占全國(guó)二氧化硫排放量的50。隨著我國(guó)煤炭消費(fèi)的不斷增長(zhǎng)，燃煤排放的二氧化硫也不斷增加，連續(xù)多年超過(guò)一萬(wàn)噸，已居世界首位，致使我國(guó)酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重。目前全國(guó)火電廠二氧化硫排放量占全國(guó)二氧化硫排放量的40%，2010年將達(dá)到60%。所以提高火電廠的除塵技術(shù)，降低煙塵的排放量，控制二氧化硫的排放已成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。目前火電廠采取的除塵措施主要有以下五種，改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)；在可能的情況下盡量燃用干凈的燃料提高鍋爐的燃燒技術(shù)；減少污染物的生成量，設(shè)置高效的除塵系統(tǒng)；減少粉塵的排放量，采用高煙囪排放；降低煙塵在大氣中的濃度，

4、采用脫硫脫氮技術(shù)；減少煙氣中的硫化物，氮氧化物的排放量。1. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.1課程任務(wù)書(shū)1.1.1課程設(shè)計(jì)題目某裝機(jī)容量為125MW火力發(fā)電廠燃煤煙氣除塵系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)1.1.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）燃煤的組成：C-64.8%，灰分-19.1%，S-1.7%，H-3.2%，H2O-9.0%，O-2.2%（含N量不計(jì)）（2）鍋爐耗煤量為300g/kwh，煙塵的排放因子為80%。（3）煙塵密度（堆積密度）：1.18103kg/m3;潤(rùn)濕性：強(qiáng)親水性，V208.0mm/min，比電阻為81010cm；黏附性：中等黏性，斷裂強(qiáng)度為300-600Pa。煙氣平均溫度為170。煙塵真密度為2.05103

5、kg/m3。（4）粉塵粒徑組成：粒徑（m）40d50重量百分比（%）4.26.515.722.813.89.827.220.052排放標(biāo)準(zhǔn)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2011）3當(dāng)?shù)貧庀髼l件:年平均氣溫17，極端最高、最低氣溫分別為40.7和-11.0，氣溫最高7月份，平均氣溫29.2，氣溫最低1月份，平均氣溫3.9，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镋，年平均風(fēng)速為2.2m/s，年最大風(fēng)速為17.0m/s,年平均氣壓101.2Kpa大氣穩(wěn)定度為中性D類(lèi)。當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣質(zhì)量等級(jí)：二級(jí)。1.1.3設(shè)計(jì)步驟1.教師進(jìn)行集中講解，給出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析設(shè)計(jì)題目，給出原始數(shù)據(jù)和工作條件，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求；2.

6、查找相關(guān)文獻(xiàn)資料、復(fù)習(xí)所用理論知識(shí)，根據(jù)原始資料確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)計(jì)算；3.結(jié)合計(jì)算結(jié)果，繪制工程圖；4.資料匯總、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖紙。1.1.4基本要求1. 除塵系統(tǒng)方案論證。包括除塵器的選擇及除塵基本工藝路線(xiàn)確定，除塵工藝流程和主要設(shè)備的選擇。2. 方案論證主要進(jìn)行方案的技術(shù)比較，如處理效果，技術(shù)合理性和先進(jìn)性；同時(shí)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，如一次性投資，運(yùn)行管理費(fèi)用及運(yùn)行管理的復(fù)雜程度。3. 進(jìn)行除塵系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。4. 繪制除塵系統(tǒng)工藝流程圖、平面布置圖、立面圖和主要設(shè)備三視圖。5. 計(jì)算煙氣中SO2濃度是否超標(biāo)，說(shuō)明是否需要脫硫。6. 提交成果：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，計(jì)算書(shū)一

7、份；設(shè)計(jì)圖紙：除塵系統(tǒng)工藝流程圖、系統(tǒng)總平面布置圖、立面圖、主要設(shè)備三視圖各一張。1.1.5設(shè)計(jì)參考資料1. 郝吉明，馬廣大主編.大氣污染控制工程.高等教育出版社.2002年8月.2. 陸耀慶.供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1987年12月.3. 劉天齊.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè) 廢氣卷.化學(xué)工業(yè)出版社.1999年5月.4. 張殿印，王純.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2003年6月.5. 胡傳鼎.通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.2003年9月.6. 吳忠標(biāo).實(shí)用環(huán)境工程手冊(cè)（大氣污染控制工程）. 化學(xué)工業(yè)出版社.2001年9月.7. 何爭(zhēng)光.大氣污染控制工程及應(yīng)用實(shí)例.化學(xué)工業(yè)

8、出版社，2004年9月.8. 鹿政理.環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003年.9. 陳家慶.環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計(jì).中國(guó)石化出版社.2005年9月.10.黃學(xué)敏，張承忠.大氣污染控制工程實(shí)踐教程.化學(xué)工業(yè)出版社，2003年.11.張殿印，張學(xué)義.除塵設(shè)計(jì)手冊(cè).冶金工業(yè)出版社.2002年2月.12.全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表等.1.2 工藝介紹1.2.1各除塵器的簡(jiǎn)介旋風(fēng)除塵器 對(duì)于捕集5-10m以上的粉塵效率較高，其除塵效率可達(dá)90%以上，被廣泛地應(yīng)用于化工、石油、冶金、建筑、礦山、機(jī)械、輕紡等工業(yè)部門(mén)。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除塵器本身無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，不需特殊的附件設(shè)備，占地面積小，制造、

9、安裝投資較少。操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)費(fèi)用較低。操作彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制。對(duì)于粉塵的物理性質(zhì)無(wú)特殊要求，同時(shí)可根據(jù)化工生產(chǎn)的不同要求，選用不同材料制成，或內(nèi)襯各種不同的耐磨、耐熱材料，以提高使用壽命。袋式除塵器 袋除塵器的阻力一般為1000-2000Pa。另外，若除塵器阻力過(guò)高，還會(huì)使除塵系統(tǒng)的處理氣體量下降，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)效果。因此，除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后要及時(shí)清灰，清灰不能過(guò)分，即不應(yīng)破壞粉塵初層，否則會(huì)引起除塵效率顯著降低。電除塵器 電除塵器的除塵效率與電場(chǎng)強(qiáng)度、集塵板面積、煙氣流量、粉塵趨進(jìn)速度，尤其是粉塵的導(dǎo)電性有關(guān)，電

10、除塵器具有很高的除塵效率（可達(dá)99.99%），可捕集到0.1m以上的塵粒。它阻力小，運(yùn)行費(fèi)用低，處理煙氣量的能力大，運(yùn)行操作方便，可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，投資費(fèi)用高。洗滌式除塵器 它應(yīng)用最多的是文丘里洗滌除塵器，文丘里洗滌器的除塵效率一般在95%以上，它隨液滴直徑、喉管氣速的增加而增加。當(dāng)液滴直徑比塵粒大50倍時(shí)，其除塵效率最高。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除塵效率高，水滴還能吸收煙氣中的二氧化硫的三氧化硫。其缺點(diǎn)是阻力大，需要有污水處理裝置。1.2.2主要除塵器的選用在選擇除塵技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性、適用性和社會(huì)性等方面的影響。除塵技術(shù)的確定受到當(dāng)?shù)貤l件、現(xiàn)場(chǎng)條件、燃燒煤種特性、

11、排放標(biāo)準(zhǔn)和需要達(dá)到的除塵效率等多種因素的影響。針對(duì)目前環(huán)保要求、污染物排放費(fèi)用的征收情況以及靜電除塵器和布袋除塵器在性能上的差異和在各行各業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況，對(duì)兩種除塵器在實(shí)際應(yīng)用中的基本性能做一個(gè)簡(jiǎn)單客觀的對(duì)比。(1)除塵效率 布袋除塵器：對(duì)人體有嚴(yán)重影響的重金屬粒子及亞微米級(jí)塵粒的捕集更為有效。通常除塵效率可達(dá)99.99%以上，排放煙塵濃度能穩(wěn)定低于50mg/Nm3，甚至可達(dá)10 mg/Nm3以下，幾乎實(shí)現(xiàn)零排放。 電除塵器：隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高和越來(lái)越多的電廠燃用低硫煤（或者經(jīng)過(guò)了高效脫硫），比電阻大，即使達(dá)標(biāo)也變得越來(lái)越困難。而布袋除塵器的過(guò)濾機(jī)理決定了它不受燃燒煤種物化性能變化

12、的影響，具有穩(wěn)定的除塵效率。針對(duì)目前國(guó)家環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)和排放費(fèi)用的征收辦法，布袋除塵器所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。2）系統(tǒng)變化對(duì)除塵器的影響 鍋爐系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)常變動(dòng)和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，因此從鍋爐中出來(lái)的煙氣物化性能、煙塵濃度、溫度等參數(shù)也不能保證不發(fā)生變化。這一系列的變化，針對(duì)不同的除塵器會(huì)引起明顯不同的變化。下面從主要的幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比： （1）送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量不變，鍋爐出口煙塵濃度變化除塵器： 煙塵濃度的變化只引起布袋除塵器濾袋負(fù)荷的變化，從而導(dǎo)致清灰頻率改變（自動(dòng)調(diào)節(jié)）。煙塵濃度高濾袋上的積灰速度快，相應(yīng)的清灰頻率高，反之清灰頻率低，而對(duì)排放濃度不會(huì)引起變化。對(duì)靜電除塵器： 煙塵濃度的變化直接

13、影響粉塵的荷電量，因此也直接影響了靜電除塵器的除塵效率，最終反映在排放濃度的變化上。通常煙塵濃度增加除塵效率提高，排放濃度會(huì)相應(yīng)增加；煙塵濃度減小除塵效率降低，排放濃度會(huì)相應(yīng)降低。 （2）鍋爐煙塵量不變，送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化 對(duì)布袋除塵器： 由于風(fēng)量的變化直接引起過(guò)濾風(fēng)速的變化，從而引起設(shè)備阻力的變化，而對(duì)除塵效率基本沒(méi)有影響。風(fēng)量加大設(shè)備阻力加大，引風(fēng)機(jī)出力增加；反之引風(fēng)機(jī)出力減小。對(duì)靜電除塵器： 風(fēng)量的變化對(duì)設(shè)備沒(méi)有什么太大影響，但是靜電除塵器的除塵效率隨風(fēng)量的變化非常明顯。若風(fēng)量增大，靜電除塵器電場(chǎng)風(fēng)速提高，粉塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間縮短，雖然電場(chǎng)中風(fēng)擾動(dòng)增強(qiáng)了荷電粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度，但是這不

14、足以抵償高風(fēng)速引起的粉塵在電場(chǎng)中駐留時(shí)間縮短和二次揚(yáng)塵加劇所帶來(lái)的負(fù)面影響，因此除塵效率降低非常明顯；反之，除塵效率有所增加，但增加幅度不大。 （3）煙氣溫度的變化 對(duì)布袋除塵器： 煙氣溫度太低，結(jié)露可能會(huì)引起“糊袋”和殼體腐蝕，煙氣溫度太高超過(guò)濾料允許溫度易“燒袋”而損壞濾袋。但是如果溫度的變化是在濾料的承受溫度范圍內(nèi)，就不會(huì)影響除塵效率。引起不良后果的溫度是在極端溫度（事故/不正常狀態(tài)）下，因此對(duì)于布袋除塵器就必須設(shè)有對(duì)極限溫度控制的有效保護(hù)措施。對(duì)靜電除塵器： 煙氣溫度太低，結(jié)露就會(huì)引起殼體腐蝕或高壓爬電，但是對(duì)除塵效率是有好處的；煙氣溫度升高，粉塵比電阻升高不利于除塵。因此煙氣溫度直接

15、影響除塵效率，且影響較為明顯。 （4）氣流分布 對(duì)布袋除塵器： 除塵效率與氣流分布沒(méi)有直接關(guān)系，即氣流分布不影響除塵效率。但除塵器內(nèi)部局部氣流分布應(yīng)盡量均勻，不能偏差太大，否則會(huì)由于局部負(fù)荷不均或射流磨損造成局部破袋，影響除塵器濾袋的正常使用壽命。對(duì)靜電除塵器： 靜電除塵器非常敏感電場(chǎng)中的氣流分布，氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低。在靜電除塵器性能評(píng)價(jià)中，氣流分布的均方根指數(shù)通常是評(píng)價(jià)一臺(tái)靜電除塵器的好壞的重要指標(biāo)之一。 3）運(yùn)行與管理 （1）運(yùn)行與管理對(duì)布袋除塵器： 運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，沒(méi)有高電壓設(shè)備，安全性好，對(duì)除塵效率的干擾因素少，排放穩(wěn)定。由于濾袋是布袋除塵器的核心部件，是布袋除塵

16、器的心臟，且相對(duì)比較脆弱、易損，因此設(shè)備管理要求嚴(yán)格。對(duì)靜電除塵器： 運(yùn)行中對(duì)除塵效率的干擾因素多，排放不穩(wěn)定；控制相對(duì)較為復(fù)雜，高壓設(shè)備安全防護(hù)要求高。由于靜電除塵器均為鋼結(jié)構(gòu)，不易損壞，相對(duì)于布袋除塵器，設(shè)備管理要求不很?chē)?yán)格。 （2）停機(jī)和啟動(dòng)對(duì)布袋除塵器： 方便，但長(zhǎng)期停運(yùn)時(shí)需要做好濾袋的保護(hù)工作。對(duì)靜電除塵器： 方便，可隨時(shí)停機(jī)。（3）檢修與維護(hù)對(duì)布袋除塵器： 可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修，即在線(xiàn)維修。對(duì)靜電除塵器： 檢修時(shí)一定要停機(jī)4）設(shè)備投資 （1）對(duì)于常規(guī)的煙氣條件和粉塵（主要是指比較適合靜電除塵器的煙氣），兩種除塵器排放濃度要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資布袋除塵器比

17、靜電除塵器約高20-35%左右（2）對(duì)于低硫高比電阻粉塵、高SiO2、Al2O3類(lèi)不適合靜電除塵器捕集的粉塵，兩種除塵器要達(dá)到目前較低的環(huán)保要求（如150mg/m3）初期投資靜電除塵器和布袋除塵器相當(dāng)或靜電除塵器投資高些。（3）通常條件下達(dá)到相同的除塵效率或者說(shuō)達(dá)到相同的排放濃度，靜電除塵器的投資通常要比布袋除塵器的投資高。5）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 （1）運(yùn)行能耗對(duì)布袋除塵器：風(fēng)機(jī)能耗大，清灰能耗小。對(duì)靜電除塵器：風(fēng)機(jī)能耗小，電場(chǎng)能耗大。 但是，總體來(lái)講兩種除塵器的電耗相當(dāng)。對(duì)于靜電除塵器難以捕集的粉塵，或者說(shuō)當(dāng)靜電除塵器的電場(chǎng)數(shù)量超過(guò)4電場(chǎng)時(shí)，靜電除塵器的能耗比布袋除塵器的要高，也就是說(shuō)此時(shí)的靜電除

18、塵器運(yùn)行費(fèi)用要比布袋除塵器高。如果按照即將出臺(tái)的新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，靜電除塵器要是做到達(dá)標(biāo)話(huà)，必定是采用4電場(chǎng)以上的靜電除塵器，其電耗也就一定比布袋除塵器高。 （2）維護(hù)費(fèi)用布袋除塵器的維護(hù)檢修費(fèi)用主要是濾袋更換費(fèi)，從目前實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，一次濾袋的更換費(fèi)用只需要1.5-2年排污費(fèi)比靜電除塵器的少繳部分就可以抵償。靜電除塵器的維護(hù)維修費(fèi)用主要是對(duì)陽(yáng)極板、陰極線(xiàn)和振打錘等的更換等。此項(xiàng)費(fèi)用較高，但年限比較長(zhǎng)，約6年左右。（3）經(jīng)濟(jì)效益分析 實(shí)際運(yùn)行中布袋除塵器的排放濃度約是靜電除塵器的10%，因此，電廠采用布袋除塵器實(shí)際交繳的排污費(fèi)也為靜電除塵器排污費(fèi)的1/10左右。如果按照目前國(guó)家征收排污費(fèi)的情況來(lái)看

19、，采用布袋除塵器后每爐/每年的排污費(fèi)少繳部分是相當(dāng)可觀的，至少上百萬(wàn)到幾百萬(wàn)元。按照以前達(dá)標(biāo)即不需要交納排污費(fèi)的話(huà)，采用布袋除塵器就可以免交排污費(fèi)。另外，布袋除塵器有約5%左右的脫硫效率；這同樣可以減少二氧化硫的排污費(fèi)?？傊?，新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以后，靜電除塵器要想做到達(dá)標(biāo)排放，就必須采用4電場(chǎng)以上的除塵器。此時(shí)靜電除塵器的初期投資已經(jīng)比布袋除塵器高，同時(shí)4電場(chǎng)以上的靜電除塵器（或者4電場(chǎng)的高比積塵面積）運(yùn)行電耗要比布袋除塵器的高很多。因此在新的環(huán)保要求下，靜電除塵器即使達(dá)標(biāo)，其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用都比布袋除塵器高。另外，靜電除塵器的排放濃度總是在布袋除塵器的10倍左右，目前新的排污費(fèi)制度下，即使達(dá)

20、標(biāo)了也要對(duì)排放粉塵量進(jìn)行收費(fèi)，因此兩種除塵器即使達(dá)標(biāo)以后，靜電除塵器又比布袋除塵器多支出了一筆費(fèi)用。因此，布袋除塵器必將成為工業(yè)粉塵控制的首選設(shè)備。可供選擇的除塵技術(shù)通過(guò)以上的除塵設(shè)備簡(jiǎn)介，我們可以看到四種除塵設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。鑒于設(shè)計(jì)的要求，可對(duì)可供選擇的除塵設(shè)備加以分析，以確定經(jīng)濟(jì)高校的方法。設(shè)計(jì)要求凈化的是燃煤工業(yè)粉塵?？赡軙?huì)含有腐蝕性的氣態(tài)污染物，所以對(duì)設(shè)備的防腐性能要求較高，不適合采用濕式除塵器。而且如果該工廠設(shè)在北方，天氣寒冷，濕式除塵器設(shè)備內(nèi)的洗滌水容易凍結(jié)。如果加強(qiáng)它的防腐與防凍措施，則會(huì)加大投資，所以原則上不予考慮。而機(jī)械除塵分離細(xì)小粉塵的能力比較弱，它對(duì)粒徑較大（大于

21、50m）的粉塵有較高的除塵效果，但對(duì)粒徑較?。ㄐ∮?m）分離效果較差。所以設(shè)計(jì)要求的除塵凈化系統(tǒng)可供選擇的除塵技術(shù)有袋式除塵技術(shù)和電除塵技術(shù)兩種。表1 布袋除塵器與電除塵器的比較表比較的內(nèi)容名稱(chēng)布袋除塵器靜電除塵器煙氣特性的影 響煙氣的溫度敏感，決不能超溫對(duì)效率有影響壓力影響極小影響小濕度不利，不能超過(guò)極限有利，但要防腐蝕氧，硫氧化物影響濾料的選擇有利煙氣的其它成分幾乎沒(méi)影響幾乎沒(méi)影響流量對(duì)效率影響不大對(duì)效率影響較大含塵濃度效率穩(wěn)定，影響壽命效率有一定變化氣流均布不敏感，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響較大粉塵特性的影 響粉塵的粒徑分布影響小，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響較大真密度、堆積密度影響極小比電阻值大時(shí)影響較

22、大粘附性不利有一定影響比電阻無(wú)影響，效率穩(wěn)定對(duì)效率影響大粉塵的化學(xué)成分影響濾料的選擇對(duì)效率影響大粉塵硬度影響濾袋壽命幾乎沒(méi)影響設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響各種形式都效率高對(duì)效率有一定影響運(yùn)行及機(jī)組起停的影響影響較大，要求嚴(yán)格影響小維修技術(shù)含量低工作量小設(shè)備故障運(yùn)行的影響對(duì)負(fù)荷率影響較大可維持運(yùn)行，對(duì)負(fù)荷率影響較小綜上所述，袋、電除塵器各自存在著其優(yōu)點(diǎn)及不足，在此，在綜合考慮本項(xiàng)目設(shè)計(jì)各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)這兩種方案進(jìn)行比選，力求達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。下表對(duì)電、袋除塵的主要優(yōu)缺點(diǎn)、性能、及總體經(jīng)濟(jì)投資做了比較,通過(guò)比較，選擇靜電除塵器。1.3脫硫工藝設(shè)計(jì)13.1脫硫方法概述 采用濕法脫硫工藝，要考慮吸收器的性能，其性

23、能的優(yōu)劣直接影響煙氣的脫硫效率、系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用等。旋流板塔吸收器具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，可以快速吸收煙塵，具有很高的脫硫效率。1.3.2工藝比選1）脫硫工藝及脫硫吸收器比較選擇(1) 脫硫工藝比較選擇（見(jiàn)表2）表2 脫硫工藝比較項(xiàng)目石灰石/ 石膏濕法脫硫工藝雙堿法脫硫工藝氧化鎂脫硫 工藝噴霧干燥法脫硫工藝氨法脫硫工藝循環(huán)流化床脫硫工藝工藝形式濕 法濕 法濕 法半干法干法干法脫硫劑石 灰 石鎂基和 鈉基石灰氧化鎂石灰氨石灰石副產(chǎn)物狀態(tài)濕 態(tài)濕 態(tài)濕 態(tài)干態(tài)干態(tài)干態(tài)煙煤含硫量無(wú) 限 制可適用 高硫煤 1% 左右無(wú)限制中、低 硫煤高 硫煤中、低硫煤脫硫率高高高一般高一般適 用 范

24、圍大容量最大裝機(jī)容量1000MW大容量試驗(yàn) 中等 容量最大 200MW 機(jī)組中、小容量投 資中中低中低中運(yùn)行費(fèi)中低低高低中（2）石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝和氧化鎂脫硫法的特點(diǎn)對(duì)比 石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝是采用石灰石（CaCO3）或石灰(CaO)作脫硫吸收劑原料，經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥蓺溲趸}(Ca(OH)2)作為脫硫吸收漿。石灰或吸收劑漿液噴入吸收塔，吸附其中的SO2氣體，產(chǎn)生亞硫酸鈣，進(jìn)而氧化為硫酸鈣（石膏）副產(chǎn)品。該工藝的優(yōu)點(diǎn)主要是：A、脫硫效率高，在Ca/S比小于1.1的時(shí)候，脫硫效率可高達(dá) 90以上；B、吸收劑利用率高，可達(dá)到90；C、吸收劑資源廣

25、泛，價(jià)格低廉；D、適用于高硫燃料，尤其適用于大容量電站鍋爐的煙氣處理；E、副產(chǎn)品為石膏，高品位石膏可用于建筑材料。該工藝的缺點(diǎn)是：A、系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大；B、造價(jià)高，一次性投資大；C、運(yùn)行問(wèn)題較多由于副產(chǎn)品CaSO4易沉積和粘結(jié)，所以， 容易造成系統(tǒng)積垢，堵塞和磨損；D、運(yùn)行費(fèi)用高，高液/氣比所帶來(lái)的電、水循環(huán)和耗量非常大；E、副產(chǎn)品處理問(wèn)題目前，世界上對(duì)該副產(chǎn)品處理，主要采用拋棄和再利用兩種方法：西歐和日本因缺乏石膏資源，所以用此副產(chǎn)品做建筑用石膏板，與此同時(shí)，當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)范也為該產(chǎn)品的推廣使用提供了方便。但對(duì)副產(chǎn)品石膏的成分要求嚴(yán)格（CaSO496%）。在美國(guó)，因天然石膏資源豐富，空地較多

26、，過(guò)去一般采用拋棄處理。在中國(guó)，天然石膏資源豐富，而石灰石的成分卻很難保證，因此脫硫石膏的成分不穩(wěn)定，建筑行業(yè)很難采用；對(duì)于建在城市近郊或工業(yè)區(qū)的需要脫硫的電廠，又很難容納大量石膏渣液的拋棄，即使有空閑場(chǎng)地拋棄，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，仍然可能造成固體廢棄物的二次污染。因而副產(chǎn)物處理存在問(wèn)題。F、由于該工藝技術(shù)成熟，運(yùn)用廣泛，目前國(guó)家有相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，但國(guó)家環(huán)保總局在脫硫技術(shù)指導(dǎo)文件中明確指出該種方法適用于大型電站鍋爐的脫硫，中小鍋爐運(yùn)用存在規(guī)模不經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。G、為適應(yīng)國(guó)內(nèi)中小型鍋爐的煙氣脫硫，對(duì)該工藝進(jìn)行了改造運(yùn)用，減少脫硫劑制備和石膏生成系統(tǒng)尚可，但其他部分的或缺帶來(lái)諸多問(wèn)題，因此要謹(jǐn)慎用之。 氧化鎂脫

27、硫法氧化鎂脫硫技術(shù)是利用氫氧化鎂作為脫硫劑吸收煙氣中的二氧化硫，生成亞硫酸鎂，并通入空氣將亞硫酸鎂生成溶解度更大的硫酸鎂。氫氧化鎂作脫硫劑具有反應(yīng)活性大、脫硫效率高、液氣比小等優(yōu)點(diǎn)，因此具有綜合投資低，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。1.3工藝流程1.3.1工藝流程圖鍋爐煙氣布袋除塵煙氣脫硫煙囪循環(huán)池配劑池曝氣池出渣出灰熱交換器燃煤采暖鍋爐煙氣處理工藝流程1.3.2工藝流程簡(jiǎn)述工藝流程主要分為兩個(gè)工段。第一個(gè)工段為煙氣除塵，第二個(gè)工段為煙氣脫硫。該工藝采用板式靜電除塵器，除塵器正極由不同幾何形狀的板制成，叫集塵電極。靜電除塵器的性能受粉塵性質(zhì)、設(shè)備構(gòu)造和煙氣流速等三個(gè)因素的影響。粉塵的比電阻是評(píng)價(jià)導(dǎo)電性的，

28、它對(duì)除塵效率有直接的影響。比電阻過(guò)低，塵粒難以保持在集塵電極上，致使其重返氣流。比過(guò)高，到達(dá)集塵電極的塵粒電荷不易放出，在塵層之間形成電壓梯度會(huì)產(chǎn)生局部擊穿和放電現(xiàn)象。這些情況都會(huì)造成除塵下降。靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對(duì)除塵效率也有很大影響。經(jīng)除塵后的煙氣進(jìn)入第二個(gè)脫硫工段，采用濕法煙氣脫硫技術(shù)在旋流板塔吸收器中對(duì)除塵后的煙氣進(jìn)行脫硫處理。在洗滌液中采用含有MgO的漿液作脫硫劑, MgO 被轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徭V(MgSO3) 和硫酸鎂 (MgSO4) , 然后將硫從溶液中脫除。旋流板塔工作時(shí)，煙氣由塔底從切向高速進(jìn)入，在塔板葉片的導(dǎo)向作用下旋轉(zhuǎn)上升。逐板下

29、流的液體在塔板上被煙氣噴成霧滴狀，使氣液間有很大的接觸面積。液滴在氣流的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力強(qiáng)化氣液間的接觸，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，經(jīng)過(guò)溢流裝置流到下一層塔板上，再次被氣流霧化而進(jìn)行氣液接觸。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2等酸性氣體被堿性液體吸收的效果好；旋流板塔同時(shí)具有很好的除塵性能，氣體中的塵粒在旋流塔板上被水霧粘附，并受離心力作用甩到塔壁而除去，從而具有較高的除塵除霧效率。主要化學(xué)反應(yīng)式：MgO + H2O Mg(OH)2SO2 + H2O H2SO3 2H+ + SO3-2Mg(OH)2 + H2SO3 MgSO3 + 2H2OMgSO3 + 1/2O2 M

30、gSO42.設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)除塵工藝設(shè)計(jì)計(jì)算1.1.1. 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算（1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 式中 ， ， ，分別為煤各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。代入C64.8% ，H3.2%，S1.7%，O2.2%，得 （2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量為12.93）（m3/kg）式中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，；煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，；N元素在所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，；代入, ， 含氮量不計(jì),：=1.867(0.648+0.3750.017)+11.20.032+1.240.09+0.796.57=6.88（3）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量式中空氣過(guò)剩系數(shù),取1.2注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以計(jì)，因此，設(shè)計(jì)耗煤

31、量代入，得=6.88+1.0160.26.578.22標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量某裝機(jī)容量為125MW火力發(fā)電廠，理論上每臺(tái)沒(méi)小時(shí)的發(fā)電量為100MW鍋爐耗煤量為300g/kwh設(shè)計(jì)耗煤量M=0.=37500kg/h=37.5t/h設(shè)計(jì)耗煤量=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量（）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度式中m排煙中飛灰成分的含量；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，。 煙氣排放因子；得C= 0.1910.88.22=0.01858 （）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算式中煤中可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)代入 1.7%, 得=0.0178.22= 2068.13脫硫塔應(yīng)達(dá)到的脫硫效率式中C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣二氧化硫濃度，；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐二氧化硫

32、排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，。代入=900得=1-.13=0.5648=56.48%1.1.2. 除塵器的選擇（1）除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率式中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，。代入C=18580,=200,得1-=0.9892=98.92%除塵器的計(jì)算工作狀況下煙氣流量 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，工作狀況下煙氣溫度，K標(biāo)準(zhǔn)狀況下溫度，273K煙氣流速 （1）電除塵器型號(hào)的確定本次設(shè)計(jì)選用臥式、板式、無(wú)輔助電極的寬間距（400mm）電除塵器。（2）電除塵器的臺(tái)數(shù) 采用一臺(tái)除塵器（3）電場(chǎng)風(fēng)速（v）的確定 對(duì)于電爐，由于粉塵粒徑很小，一般在311m之間，故不可取過(guò)高的電場(chǎng)風(fēng)速，以

33、免引起二次揚(yáng)塵，故取0.90m/s。4.2.3各部尺寸計(jì)算（1）集塵面積 取1.0 （2）初定電場(chǎng)斷面積（3）極板的有效高度極板的有效寬度（4）通道數(shù)反算極板的寬度（5）驗(yàn)算實(shí)際斷面積驗(yàn)算電場(chǎng)風(fēng)速 合格（6）單電場(chǎng)長(zhǎng)度（7）電壓和電流（8）放電極型式選取為了使電除塵器長(zhǎng)期高效、可靠地運(yùn)行，對(duì)放電極的基本要求是：牢固可靠，不斷線(xiàn)；電氣性能良好；粘附粉塵少。放電極的類(lèi)型大致有三種：點(diǎn)放電，如芒刺線(xiàn)；線(xiàn)放電，如星型線(xiàn)；目前有多種型式的放電極，可根據(jù)煙氣性質(zhì)、粉塵性質(zhì)等來(lái)選定。本設(shè)計(jì)選用芒刺線(xiàn)。（9）放電極長(zhǎng)度計(jì)算由比電暈電流（指單位收塵極板上所得電暈電流）計(jì)算。比電暈電流根據(jù)電極型式查有關(guān)手冊(cè)確定。

34、選芒刺形，比電暈電流在0.18-0.5mA/m2選取。設(shè)計(jì)中選比電暈電流0.5mA/m2 則。芒刺形電暈線(xiàn)單位長(zhǎng)度的電流值i00.250.35mA/m,選取i00.3mA/m。則電暈線(xiàn)總長(zhǎng)度除塵器一共有22個(gè)通道，每條電暈線(xiàn)長(zhǎng)2.64m，則每道中的電暈線(xiàn)數(shù)量為則每道中電暈線(xiàn)之間的實(shí)際距離為。放電極與放電極之間的距離對(duì)放電強(qiáng)度影響很大.間距太小，會(huì)減弱放電的強(qiáng)度；但電暈極太密，也會(huì)因屏蔽作用而使其放電強(qiáng)度降低.放電極間距一般采用200300mm。所以以上求得的距離符合要求。（10）放電極的懸掛與清灰方式放電極的懸掛有三種方式：重錘懸吊式、框架式、桅桿式。這里選用框架式。電暈極上沉積粉塵一般都比較

35、少，但對(duì)電暈放電的影響很大。如粉塵清不掉，有時(shí)在電暈極上結(jié)疤，不但使除塵效率降低，甚至能使除塵器完全停止運(yùn)行。因此，一般是對(duì)電暈極采取連續(xù)振打清灰方式，使電暈極沉積的粉塵很快被振打干凈。其振打方式也有多種，常用的有提升脫鉤振打、側(cè)部撓臂錘振打等方式，本方案采用側(cè)部撓臂錘振打方式清灰。（11）柱間距除塵器內(nèi)壁寬度(取)沿氣流方向上的柱間距與氣流垂直方向的柱間距（12）進(jìn)氣煙箱 進(jìn)氣煙箱采用水平進(jìn)氣方式，并設(shè)置導(dǎo)流板和開(kāi)孔率為的氣流均布板，取進(jìn)口煙氣流速為，進(jìn)氣煙箱進(jìn)口的截面積進(jìn)氣煙箱的進(jìn)口截面形狀為的矩形，底板斜度為，進(jìn)氣煙箱長(zhǎng)（13）出氣煙箱出氣煙箱采用水平出氣方式，并設(shè)置槽型極板，取各出氣煙

36、箱小端截面底板與水平夾角為,出氣煙箱長(zhǎng) （14）灰斗采用船形灰斗，沿氣流方向設(shè)2個(gè)灰斗，灰斗上口取，灰斗下口取，底部卸灰閥高度取，灰斗壁與水平夾角為，灰斗高為?；叶房傮w積 取有效容積為（15）理論捕集效率 符合設(shè)計(jì)要求。（16）電除塵器總體外形尺寸除塵器總長(zhǎng)=進(jìn)氣煙箱長(zhǎng)+柱距長(zhǎng)電場(chǎng)數(shù)+出氣煙箱長(zhǎng)除塵器總寬=2走臺(tái)寬度+室數(shù)柱間寬除塵器總高=極板有效高度+灰斗高度+頂部大梁高度+底部遮攔高度+底部卸灰閥高度 電收塵器全部采用鋼結(jié)構(gòu)外殼。電收塵器的下部分排灰選用拉鏈機(jī)、刮板輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)卸料器。為消除應(yīng)力，拉鏈機(jī)和殼體下部灰斗之間應(yīng)裝設(shè)伸縮節(jié)。電除塵器本體由安裝在地梁下的活動(dòng)支座及固定支座支撐，以保

37、證個(gè)支點(diǎn)在正常運(yùn)行時(shí)格子膨脹方向上自由移動(dòng)。1.2. 脫硫工藝設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.1. 旋流板塔內(nèi)氣體流量計(jì)算設(shè)計(jì)旋流板塔內(nèi)平均溫度為，壓力為120KPa，則旋流板塔內(nèi)煙氣流量為：式中：噴淋塔內(nèi)煙氣流量，； 標(biāo)況下煙氣流量，； K 除塵前漏氣系數(shù)，00.1；代入得：=44769.8(m3/h)=12.44(m3/s)1.2.2. 旋流板塔塔徑計(jì)算據(jù)濕法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，選擇旋流板塔內(nèi)煙氣流速，則旋流板塔截面A為： (m2)則塔徑d為： 取塔徑D=2000mm1.2.3. 旋流板塔高度計(jì)算依據(jù)氧化鎂法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，選擇旋流板塔氣液反應(yīng)時(shí)間t=4s，則旋流板塔的吸收區(qū)高度為：H1= v

38、t = 44 = 16 (m)取除霧區(qū)高度為：,塔底部高度為： 。則旋流板塔高度：H=H1+H2+H3=16+3+2=21(m)1.2.4. 循環(huán)漿液池容量計(jì)算液氣比設(shè)計(jì)參數(shù)為23 L/m3，取值2 L/m3，漿液在池中停留時(shí)間t1 = 48min，取6min。漿池容量V1按液氣比和漿液在池中停留時(shí)間t1確定，式中： 液氣比，??； Q標(biāo)況下煙氣量，； t1漿液停留時(shí)間，s；代入數(shù)據(jù)，得 = 6165（L）=6.165(m3)液體用量 1.2.5. 脫硫劑量的計(jì)算 1mol 1mol 1mol 1mol每小時(shí)SO2產(chǎn)量： = 1.9510-3kg/m330825m3/h =60.11 (kg/h

39、)每小時(shí)脫出SO2的量：= = 60.1156.48% = 33.95 (kg/h) = 662.03 (mol/h)據(jù)經(jīng)驗(yàn)取鎂/硫?yàn)椋?.03，則由平衡計(jì)算可得1h需消耗MgO的量為：1.03662.03 = 681.89 (mol/h) (kg/h) 圖2 旋流板脫硫塔示意圖2. 煙囪的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1. 煙囪高度的確定按鍋爐的燃煤量查表來(lái)確定煙囪高度。根據(jù)每小時(shí)燃煤量37.5t/h查下表，取煙囪最低允許高度為H=45m。表8 鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力（t/h）1122661010202040煙囪最低高度（m）2025303540452.2. 煙囪直徑的確定煙囪出口內(nèi)徑 式中 Q通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3/h；v煙氣流速，采用自然通風(fēng)，全負(fù)荷運(yùn)行， v取7m/s。表9