DLP13型鍋爐中硫煙煤煙氣旋風(fēng)除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計

1、藩陵工崇院課程設(shè)計說明書課程名稱：大氣污染控制工程班 級：1360050108姓 名：丁婷婷指導(dǎo)教師：王丹丹能源與水利學(xué)院大氣污染課程 設(shè) 計 任務(wù)書一、課程教學(xué)目的大氣污染控制工程課程設(shè)計是大氣污染控制工程課程的重要實踐性環(huán)節(jié)，是 環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設(shè)計能力訓(xùn)練，在實現(xiàn) 學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。通過本課程學(xué)習(xí)，掌握大氣污染控制工程課程各基本原理和基本設(shè)計方 法的應(yīng)用，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生解決實際問題的能力。結(jié)合前續(xù)課程大氣污 染控制工程的內(nèi)容，本課程內(nèi)容為，運用各種污染物的不同控制、轉(zhuǎn)化、凈化 原理和設(shè)計方法，進行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設(shè)計

2、，使學(xué)生在大 氣污染控制工程方面得到工程訓(xùn)練。（1）通過課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)綜合運用大氣污染控 制設(shè)計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決大氣污染控制 設(shè)計問題的能力。（2）學(xué)習(xí)大氣污染控制設(shè)計的一般方法、步驟，掌握大氣污染控制設(shè)計的 一般規(guī)律。（3）進行大氣污染控制設(shè)計基本技能的訓(xùn)練：例如計算、繪圖、查閱資料 和手冊、運用標(biāo)準和規(guī)范。二、設(shè)計題目1 .DLP2-13型鍋爐中硫煙煤煙氣旋風(fēng)除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計2 .設(shè)計原始資料鍋爐型號：DLP2-13即，單鍋筒縱置式拋煤機爐，蒸發(fā)量2t/h，出口蒸汽 壓力13MPa設(shè)計耗煤量：350kg/h設(shè)計煤成分：Cy=60

3、.5% Hy=3% Oy=4%Ny=1%Sy=1.5% Ay=18%Wy=12% ；Vy=15%；屬于中硫煙煤排煙溫度：160空氣過剩系數(shù)= 1.4飛灰率=21%煙氣在鍋爐出口前阻力650Pa污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準中2類區(qū)新建排污項目執(zhí)行。連接鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長度50m, 90彎頭10 個。3.設(shè)計內(nèi)容及要求(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(shè)計方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點；運行參 數(shù)的選擇與設(shè)計；凈化效率的影響因素等。(3)除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計計算(4)脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計計算(5)煙囪設(shè)計計算(6

4、)管道系統(tǒng)設(shè)計，阻力計算，風(fēng)機電機的選擇(7)根據(jù)計算結(jié)果繪制設(shè)計圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號、并附明細 表；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面、剖面布置圖若干張，以解釋清楚為宜，最少3 張A4圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張。摘要根據(jù)資料對DLP2-13型鍋爐中硫煙煤煙氣旋風(fēng)除塵濕式脫硫系統(tǒng)進行設(shè)計 研究根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)首先計算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃 度，以確保能達到國家排放標(biāo)準其次對凈化系統(tǒng)設(shè)計方案進行分析，討論與其他除塵器比較旋風(fēng)除塵器的優(yōu) 點，討論濕式脫硫方法的工作原理及特點，還有運行參數(shù)的選擇與設(shè)計，凈化效 率的影響因素等。然后分別進行除塵設(shè)備，脫硫設(shè)備，煙囪設(shè)計計算，接著對管道系統(tǒng)

5、進行設(shè) 計，還有阻力的計算和風(fēng)機電機的選擇最后根據(jù)計算結(jié)果繪制設(shè)計圖，并進行簡要說明目錄、， 、 刖言.31燃燒技術(shù)41.1 實際耗空氣量的計算41.2 產(chǎn)生煙氣量的計算51.3 灰分濃度及二氧化硫濃度的計算52凈化系統(tǒng)設(shè)計方案分析62.1 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計方案分析及參數(shù)選擇62.1.1 除塵器的選擇62.1.2 旋風(fēng)除塵器的工作原理62.1.3 運行參數(shù)的選擇與設(shè)計32.1.4 除塵器凈化效率的影響因素32.2 濕式石灰法脫硫42.2.1 濕式石灰法脫硫的原理42.2.2 設(shè)備運行過程中的問題及出現(xiàn)這種問題的原因52.2.3 操作影響因素63除塵結(jié)構(gòu)設(shè)備設(shè)計和計算83.1 進氣口設(shè)計計算83

6、.2 旋風(fēng)除塵器高度計算93.3 旋風(fēng)除塵器排氣管的設(shè)計計算103.4 排灰管的設(shè)計計算及卸灰裝置的選擇103.5 流體阻力計算114脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)計算124.1 噴淋塔內(nèi)流量計算124.2 噴淋塔經(jīng)計算124.3 噴淋塔高計算215煙囪設(shè)計計算.145.1 煙氣釋放熱計算145.2 煙氣抬升高度155.3 煙囪直徑計算155.4 煙囪阻力計算165.5 煙囪高度校核166管道系統(tǒng)設(shè)計計算176.1 管徑的計算176.2 摩擦阻力損失計算176.3 局部阻力損失計算186.4 風(fēng)機、電機的選擇187總結(jié)208參考資料21前言我國大氣污染程度越發(fā)嚴重，而由于我國環(huán)境治理中，僅水污染與固體廢棄 物治

7、理的市場化程度較高，其余如大氣污染治理由于易受天氣影響并且會在不同 地域間轉(zhuǎn)移，因此一直以來，政府對大氣污染治理的積極性較低，這部分市場也 較為薄弱。但隨著華北地區(qū)出現(xiàn)的大量霧霾天氣，這一現(xiàn)象弓發(fā)了社會對大氣污染的關(guān) 注。事實上，我國早在幾年前，對大氣污染防治工作已經(jīng)陸續(xù)展開，自2002年以 來，我國出臺了各項政策，加大了節(jié)能減排的力度，如2002年1月30日發(fā)布的燃 煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策，政策從能源合理利用、煤炭生產(chǎn)加工和供 應(yīng)、煤炭燃燒、煙氣脫硫、二次污染防治等方面進行了詳細的規(guī)定。2012年8月， 我國發(fā)布了節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃，政策中對電力與非電力行業(yè)脫硫脫硝效 率提出了具

8、體的發(fā)展目標(biāo)。以上各項節(jié)能減排政策對我國大氣污染防治起到了一 定的推動作用。分析認為，目前我國大氣污染的主要來自于工業(yè)端排放,最新數(shù)據(jù)顯示,2011 年，我國工業(yè)二氧化硫廢氣排放中，電力行業(yè)所占比例高達47.52%,而鋼鐵、水 泥建材、有色冶金行業(yè)的二氧化硫排放量分別達10.64%、13.26%、6.04%。從我國大氣污染排放量來看，2000-2011年，中國工業(yè)廢氣排放量年均增速 為19.06%,由2000年的138145億標(biāo)立方米增長至2011年的674509億標(biāo)立方米， 11年間增長了2.39倍。因此開發(fā)新型除塵設(shè)備技術(shù)日益緊迫,本文主要研究了旋風(fēng)除塵器濕式脫硫 技術(shù)的設(shè)計與選型1燃燒計

9、算1.1 實際耗空氣量的計算表1-1 1kg應(yīng)用煤的相關(guān)計算質(zhì)量摩爾數(shù)燃燒耗氧量生成氣體量生成氣體體積成分(g)(mol)(mol)(mol)(L)C60550.4150.4150.411129.184H30157.515336O401.25-1.2528N100.360.368.064S150.470.470.4710.528水分1206.67149.408灰分1801Kg該煤完全燃燒時所需要標(biāo)準狀況下的氧氣的體積V為： 22.4.0V0 = (50.41 + 7.5 + 0.47 -1.25) x = 1.28 m 3/kg1Kg煤完全燃燒時所需要的理論空氣量體積Vk為：V = 1.28

10、x 4.78 = 6.12 m 3.；kg k實際消耗空氣量體積/為： kVk = 1.4 x 6.12 = 8.568 m3 , kg1.2 產(chǎn)生煙氣量的計算理論煙氣量：V = VCO + VH O + 匕。+ VN + V水八=50.41 +15 + 0.47 + 0.36 + 6.67 = 72.91 = 1.63m3/keg1.63 + 6.12-1.28 = 6.47 m 3. kg實際煙氣量：V = 6.47 + 6.12 x 0.4 = 8.918 m3 ,kg貝在160時的實際煙氣體積為V；為：V、= (160+273.15) x 8.918/ 273.15 = 14.14m

11、3 ：kg該鍋爐一小時產(chǎn)生的煙氣流量。為：Q = V x350kg： h = 14.14x350 = 1.37m3 /s1.3灰分濃度及二氧化硫濃度的計算煙氣中灰分的濃度c為：ACA = 160x21%/14.14 = 2.37 x 103mg /m3煙氣中SO2的濃度CO為：C= 0.47 x 64/14.14= 2.13x103 mg / m 3SO22凈化系統(tǒng)設(shè)計方案分析2.1 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計方案分析及參數(shù)選擇2.1.1 除塵器的選擇旋風(fēng)除塵器一般有帶有一錐形的外圓筒，進氣管，排氣管，圓錐觀和貯灰箱 的排氣閥組成。當(dāng)含塵氣流以一定的速度（一般在1425m/s之間，最大不超 過35m/s

12、）由進氣管進入旋風(fēng)除塵器后，氣流由直線運動變?yōu)閳A周運動。由于受 到外圓筒上蓋及圓筒壁的限流，迫使氣流作自上而下的旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn) 生較大的離心力，塵粒在離心力的作用下，被甩向外筒壁，失去慣性后在重力的 作用下，落入貯灰箱中，與氣體分離。而旋轉(zhuǎn)下降的氣流到達錐體時，因錐體收 縮的影響，而向除塵器中心匯集，根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變理論，其切向速度不斷升高， 氣流下降到一定程度時，開始方向上升，經(jīng)排氣管排出。研究表明，在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，外旋氣流逐漸向下旋轉(zhuǎn)，內(nèi)旋氣流逐漸向上 旋轉(zhuǎn)，向上和向下旋轉(zhuǎn)氣流分界面上各點的軸向速度為零，分界面以外的氣流切 向速度隨與軸心距離的減小而增大，越接近軸心切線速度越大，

13、分界面以內(nèi)的氣 流切向速度隨其與軸心的距離的減小而降低。值得注意的是，旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流 徑向速度方向與塵粒的徑向速度方向相反，塵粒由內(nèi)向外運動，氣體則由外向軸 心運動。由于氣流旋轉(zhuǎn)的原因，旋風(fēng)除塵器內(nèi)壓強越接近軸心處越低，因此，在 排灰管至貯灰箱之間有任何漏風(fēng)，都會使得旋風(fēng)除塵器的除塵效率明顯降低。2.1.2 旋風(fēng)除塵器的工作原理現(xiàn)在的旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛、種類繁多等特點；具有分離效 率高可以有效地清除微粒；處理氣體量大且阻力低；適用于高溫和腐蝕性氣體； 運行費用低；應(yīng)用廣泛等優(yōu)點。但由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流和粒子流動狀態(tài)復(fù)雜， 準確測定較困難,至今在理論研究方面仍不夠完善,許多關(guān)鍵問

14、題尚需實驗確定。2.1.3 運行參數(shù)的選擇與設(shè)計根據(jù)相關(guān)資料及實際運行情況，本設(shè)計中煙氣的入口速度取為=20m/s。 根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準確灰分風(fēng)的最高允許排放濃度為200mg / m3。則本設(shè)中 要求達到的除塵效率”為：n 二(2370 200)/2370 x 100% = 91.56%2.1.4 除塵器凈化效率的影響因素影響旋風(fēng)除塵器效率的因素有：二次效應(yīng)、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)和操 作變量。二次效應(yīng)即捕集粒子重新進入氣流，在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由 于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率高于理論效率；在 較大粒徑區(qū)間，實際效率低于理論效率。通過環(huán)狀霧化器將水噴

15、淋在旋風(fēng)除塵器 內(nèi)壁上，能有效控制二次效應(yīng)。高效旋風(fēng)除塵器的各個部件都有一定的比例尺寸，這些比例是基于廣泛調(diào)查 研究結(jié)果，某個比例關(guān)系的變動，能影響旋風(fēng)除塵器的效率和壓力損失，氣體的密度和粘度、塵粒的大小和相對密度、煙氣含塵濃度等都影響旋風(fēng)除 塵器的除塵效率。操作條件應(yīng)控制在一個較適宜的范圍內(nèi)，過大會降低設(shè)備效率，過小會增加 阻力損失，兩種情況均不利于設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)。2.2 濕式石灰法脫硫?qū)⑹沂奂铀瞥蓾{液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充 分接觸混 合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧 化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸 收塔排出的石膏

16、漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱 升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán) 與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。2.2.1 濕式石灰法脫硫方法的原理采用石灰/石灰石漿液吸收煙氣中的S。?，分為吸收和氧化兩個階段。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)。該方法的實際反應(yīng) 機理是很復(fù)雜的，目前還不能完全了解清楚。這個過程發(fā)生的反應(yīng)如下。a 吸收：Ca。+ H2。= Ca(OH)211Ca(OH )+ SO = CaSO g- H O + H

17、 O 223 222211CaCO + SO +-H O = CaSO g-H O + CO T32223 22211，、CaSO g-H O + SO +-H O = Ca(HSO )4 222223 2由于煙氣中含有O，因此吸收過程中會有氧化副反應(yīng)發(fā)生。21- -b氧化：在氧化過程中，主要是將吸收過程中所生成的CaSO3丐H2O氧化稱為 CaSO4 g2H2 O ：-1C-2 CaSO 4 g2 H 2 O + O2 + 3 H 2 O = 2 CaSO 4 g2 H 2 O由于在吸收過程中生成了部分Ca(HSO4)2，在氧化過程中，亞硫酸氫鈣也被 氧化，分解出少量的SO2 ：:、1-Ca

18、 (HSO ) + O + H O = CaSO g2H O + SO 3 22224222.2.2設(shè)備運行過程中的問題及出現(xiàn)這種問題的原因(1)設(shè)備腐蝕：化石燃料燃燒的排煙中含多種微量的化學(xué)成分。在酸性條 件下，對金屬的腐蝕性相當(dāng)強，包括吸收塔、言其后續(xù)設(shè)備。(2)結(jié)垢和堵塞：固體沉積主要以三種方式出現(xiàn)：濕干結(jié)垢，即因溶液水 分蒸發(fā)而使固體沉積；Ca(OH)2或CaCO3沉積或結(jié)晶析出；CaSO3或CaSO4從溶 液中結(jié)晶析出。其后是導(dǎo)致脫硫塔內(nèi)發(fā)生結(jié)構(gòu)的主要原因。(3)除霧器的堵塞：液體中的小液滴，顆粒物進入除霧器，弓I起堵塞。解決方法：定期（每小時數(shù)次）用高速噴嘴噴清水進行沖洗其主要原因

19、為：在較高Ph值會發(fā)生相關(guān)反應(yīng)生成軟垢；石灰系統(tǒng)中，較 高Ph值下煙氣中二氧化碳的再碳酸化生成沉淀物；在塔壁和部件表面形成很難 處理的硬垢。2.2.3操作影響因素為了使吸收系統(tǒng)具有較高的SQ吸收率，以及減少設(shè)備的結(jié)垢與堵塞，應(yīng)注 意以下諸因素的影響。（1）料漿的Ph值料漿的Ph值對SO2的吸收影響很大，一般新配制的漿液Ph值約在8 : 9之 間。隨著SO2吸收反應(yīng)的進行，Ph值迅速下降，當(dāng)Ph值低于6時，這種下降變 得很緩慢，而當(dāng)PH值小于4時，則幾乎不能吸收SO2。Ph值的變化除對SO2的吸收有影響外，還可影響到結(jié)垢、腐蝕和石灰石粒 子的表面鈍化。用含有石灰石粒子的料漿吸收SO2，生成C“S

20、O4和CaSO3，Ph 值的變化對CaSO4和CaSO3的溶解度有重要影響，表2.1中數(shù)據(jù)可以看出，隨Ph 值的上升，CaSO3溶解度明顯下降，而CaSO,溶解度則變化不大。隨SO2的吸收， Ph值降低，溶液中溶有較多CaSO4，并在石灰石粒子表面形成一層液膜,而CaSO3 得溶解又使液膜的Ph值上升，溶解度變小使液膜中CaSO3析出并沉淀在石灰石 粒子的表面，形成一層外殼，使粒子表面鈍化，鈍化的外殼阻止了CaSO的繼續(xù) 3溶解，抑制了吸收反應(yīng)的進行，因此漿液的Ph值應(yīng)控制適當(dāng)。采用消石灰漿液 時，Ph值控制在5到6之間，而采用石灰石漿液，Ph控制為6 : 7。（2）石灰石的粒度石灰石粒度的大

21、小，直接影響到有效面積的大小。一般來說，粒度越小，脫 硫率及石灰利用率越高。石灰石粒度一般控制在200 ： 300目。（3）吸收溫度吸收溫度低，有利于吸收，但溫度過低會使H2SO4與CaCO3或Ca（OH）2間 的反應(yīng)速率降低，因此吸收溫度不是一個獨立可變的因素。（4）洗滌器的持液量洗滌器的持液量對H2SO4與CaCO3的反應(yīng)時重要的，因為它影響到SO2所接 觸的石灰石表面積的數(shù)量。只是在洗滌器中與SO2和H2O接觸，才能大量溶解， 因此洗滌器的持液量大對吸收反應(yīng)有利。(5)氣液比氣液比除對吸收推動力存在影響外，對吸收設(shè)備的持液量也有影響。增大液 氣比對吸收有利，當(dāng)Ph值為7時，氣液比(L/V

22、)值為15時，脫硫率接近100%。(6)防止結(jié)垢石灰一石灰石濕式洗滌法的主要缺點是裝置容易結(jié)垢堵塞。造成固體沉淀主 要以三種方式出現(xiàn)：濕干結(jié)垢，即因溶液水分蒸發(fā)而使固體沉淀；Ca (OH )2或 CaCQ沉淀或結(jié)垢析出：CaSJ或CaSO，從溶液中結(jié)晶析出。為防止固體結(jié)垢， 特別是防止CaSO的結(jié)垢，除使吸收器應(yīng)滿足持液量大，氣液相間相對速度高， 4有較大的氣液接觸表面積，內(nèi)部構(gòu)件少，壓力降低等條件，還可采用控制吸收液 飽和和添加劑等方法?？刂莆找哼^飽和的最好方法是在吸收液中加入二水硫酸鈣晶體或亞硫酸 該晶體，提供足夠的沉積表面，使溶解鹽優(yōu)先沉淀在上面，減小固體物向設(shè)備表 面沉積和增長。向吸

23、收液中加入添加劑也是防止設(shè)備結(jié)垢的有效方法。目前使用 的添加劑有鎂離子、氯化鈣、乙二酸等。對現(xiàn)已運行的石灰/石灰石流程，應(yīng)用 乙二酸時，不需要作任何改動。事實上，它可以在漿液循環(huán)回路的任何位置加入。 以乙二酸的加入，大大提高了石灰石利用率。在相同的SO2去除率下，無乙二酸 系統(tǒng)的石灰石利用率僅為54% ： 70%，加入乙二酸后，利用率提高到80%以上。因 而減少了固體廢物量?？朔沂Y(jié)垢和SO2去除率低的另外一個方法是添加鎂 離子以改進溶液化學(xué)性質(zhì)，使以可溶性鹽形式被吸收，而不是以亞硫酸鈣或硫酸 鈣形式吸收。加入鎂離子增加了吸收SO2的容量，并且消除了洗滌塔內(nèi)的結(jié)垢3除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算3

24、.1 進氣口設(shè)計計算根據(jù)已有經(jīng)驗及實際運行已確定本設(shè)計中煙氣的入口速度為：V = 20m/s。 0考慮設(shè)備漏風(fēng)及安全運行等因素，假定實際進入設(shè)備的煙氣量為1.2Q。則進氣 口部分的截面積A為：A = 1.2 Q / v = 1.2 x 1.37/20 = 0.0822 m 2 0現(xiàn)有旋風(fēng)除塵器的進口有三類：直入切向進入式，蝸殼切向進入式，軸向進 入反轉(zhuǎn)式(見圖3-1)。直入切向進入式蝸殼切向進入式軸向進入反轉(zhuǎn)式圖3-1現(xiàn)有的幾類進氣管本設(shè)計中采用蝸殼切向進入式，它可減少進口系統(tǒng)對筒體內(nèi)氣流的撞擊和 干擾，其處理量大，壓力損失小。其尺寸一般為高(a)寬(b)之比a / b在23之 間。本設(shè)計中取

25、a/b = 2。則進口的寬度b為：b = 670mm ；進口高 h = 0.0822+0.67 = 0.1227m一般旋風(fēng)除塵器，其進口高a，寬b分別為旋風(fēng)除塵器外筒直徑D 0的0.4 0.75倍和0.2 0.25倍。本設(shè)計中假定寬為外筒直徑的0.25倍，則高應(yīng)為0.428 倍，則旋風(fēng)除塵器的外筒直徑D0為：D 0 = 0.67 + 0.25 = 2.68m旋風(fēng)除塵器的直徑越小，旋轉(zhuǎn)半徑越小，除塵效率就越高，相應(yīng)的流體阻力 也越大，工程常用的旋風(fēng)除塵器的直徑在200mm以上，同時，為保證除塵效率 不至降低太大，筒徑一般不大于1000mm。如果處理氣量大，則考慮采用并聯(lián)組 合形式的旋風(fēng)除塵器。所

26、以假設(shè)取值筒徑D0 = 900mm，則b = 0.9x0.25 = 0.225m，結(jié)合實際，取b = 0.23mh = 0.23x 2.5 = 0.575m，結(jié)合實際，取b = 0.58m則實際的高寬比：h/b = 0.58/0.23 = 2.52 （在 2-3 之間）所以 A = bh = 0.1334m 2則每個筒的煙氣量。=Av0/1.2 = 2.22m3 /s 所以，應(yīng)該并聯(lián)七個完全相同的旋風(fēng)除塵器。3.2 旋風(fēng)除塵器高度的設(shè)計計算性能較好的旋風(fēng)除塵器，其直筒部分高度一般為其外筒直徑的12倍，錐 體部分高度為外筒直徑的13倍，錐部底角在2040之間。本設(shè)計中直筒部 分高度H1，錐體部分

27、高度H2,分別取為旋風(fēng)除塵器外筒直徑的1.7倍及2倍。則：H1 = 1.7 x 0.9 = 1.53 mH 2 = 2 x 0.9 = 1.8 m旋風(fēng)除塵器的總高度H為：H = H + H = 3.33 m3.3 旋風(fēng)除塵器排氣管的設(shè)計計算現(xiàn)有的排氣管有兩類：底部收縮式和直管式（見圖3-2）。底部收縮式直管式圖3-2排氣管的類型無論哪一類排氣管，其管徑一般取為旋風(fēng)除塵器外筒直徑的0.30.5倍。本 設(shè)計采用直管式，其管徑R取為，則排氣管管徑：D = 0.5 D = 0.5 義 0.9 = 0.45 m3.4 排灰管的設(shè)計計算及卸灰裝置的選擇旋風(fēng)除塵器的排灰管直徑D 一般取為外筒直徑的0.25倍

28、，即 2D 2 = 0.25 D 0 = 0.225m底部錐角a為：a = 2 arctan 9氏 21.24。（在20 - 40。之間）2 義 1000卸灰裝置兼有卸灰和密封兩種功能，是影響除塵器的關(guān)鍵部件之一。若有漏 風(fēng)現(xiàn)象，不但影響正常排灰，而且嚴重影響除塵器效率?，F(xiàn)有的卸灰裝置有兩類： 二級翻板式和回轉(zhuǎn)式（見圖3-3）。本設(shè)計采用二級翻板式?；剞D(zhuǎn)式二級翻板式圖3-3現(xiàn)有的兩類卸灰裝置3.5 流體阻力計算旋風(fēng)除塵器內(nèi)的壓力損失一般可按下式計算：式中：P 煙氣密度，約為0.748Kg /m3u.除塵器內(nèi)含塵氣體的流速，m/s ；Q流體阻力系數(shù)，無量綱；16 A其中。二一d 2式中：A 旋風(fēng)

29、除塵器的進口截面積，m 2 ；de排氣管直徑，m帶入相關(guān)值，得：Ap =。2 = 10.54 x 202 x 0.748 = 1576.8Pa （在500 2000Pa 之間）2124脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)計算再熱煙氣溫度大于75 0。，煙氣流速在15m/s,漿液Ph大于9,石灰/石 灰石漿質(zhì)量濃度在10%15%之間，液氣比在825L/m3 ,氣液反應(yīng)時間35s, 氣流速度為3.0m/s,噴嘴出口流速10m/s,噴淋效率覆蓋率200%300%,脫硫 石膏含水率為40%60%,一般噴淋層為36層，煙氣中SO?體積分數(shù)為 4000/10 -6，脫硫系統(tǒng)阻力在25003000Pa.4.1 噴淋塔內(nèi)流量計算假設(shè)

30、噴淋塔內(nèi)平均溫度為80 C 0,壓力為120KPa,則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為：x (1+ K)273 +1 101.324X273 Pa式中：Qv 噴淋塔內(nèi)煙氣流量，m3/h ； Q,標(biāo)況下煙氣流量，m 3/h ；K除塵前漏氣系數(shù)，00.1；=1.37 x273 + 80 101.324X273120x (1 + 0.05) = 1.57m 3/,4.2 噴淋塔徑計算依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)煙氣流速V = 4m/s , 則噴淋塔截面A為：A = Q / v = 1.57/4 = 0.3925m 2則塔徑d為：d = v4A/兀= 4x 0.3925/3.14 : 0.707

31、m取塔徑D -1000mm 004.3 噴淋塔高度計算噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。(1)吸收區(qū)高度依據(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)時間t=4s,則噴淋塔的吸收區(qū)高度為：H - vt = 4 義 4 = 16 m(2)除霧區(qū)高度除霧器設(shè)計成兩段。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最 上層(3.4 3.5)mo則取除霧區(qū)高度為：H2= 3.5m(3)漿池高度漿池容量匕按液氣比漿液停留時間ti確定：匕=LG義Q x(式中：L G 液氣比，取18 L/m3 ；Q標(biāo)況下煙氣量，m 3；漿液停留時間，s ；一般(為4min 8min，本設(shè)計中

32、取值為6min，則漿池容積為：匕=18義 10-3 義54900義 6/60 = 98.82m3選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D0，本設(shè)計中選取的漿池直徑Di為 3.5m,然后再根據(jù)匕計算漿池高度：匕 4Vh 卜0兀D 2i式中：h0 漿池高度V 漿池容積,14 * 98.82 sc。-10.28 m3.14 義 3.52D 1漿池直徑,從漿池液面到煙氣進口底邊的高度為0.8 ： 2m。本設(shè)計中取為2m。(4)噴淋塔高度噴淋塔高度為：H = H1 + H 2 + h 0 = 16 + 3.5 +10.28 = 29.78m5煙囪設(shè)計計算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量

33、，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。這相對增加了煙囪 的幾何高度，因此煙囪的有效高度為：H = H +A H式中：H煙囪的有效高度，m ；H煙囪的幾何高度，m；AH 煙囪抬升高度，m。參照國家標(biāo)準，確定煙囪高度為H = 60ms5.1 煙氣釋放熱計算=0.35P 義 Q x式中：QH 煙氣熱釋放率，kw ；P大氣壓力，取鄰近氣象站年平均值； aQ 實際排煙量，m 3/sTs煙囪出口處的煙氣溫度，433K ；T 環(huán)境大氣溫度，K ；取環(huán)境大氣溫度 =293K，大氣壓力Pa =978.4kPaA T = T T = 433 293 = 140KQ = 1。37 xs a

34、273 +160 101.324x273120x (1 + 0.05) = 1.93m 3/ sQ = 0.35PaxQ xAT/T = 0.35x978.4x 1.93x 140/433 = 213.69Kw5.2 煙氣抬升高度計算由 2100kw QH 35K，可得AH = n Q n H n 2 u t式中：n0,4,n2 系數(shù)，n1 取 0.6，n2取 0.4，n0取 0.292，則：A H = 0.292 x 213.690.6 x 600.4 x 1/4 = 9.39m則煙囪有效高度:H = HS +A H = 60 + 9.39 = 69.39m5.3 煙囪直徑的計算設(shè)煙氣在煙囪

35、內(nèi)的流速為V = 20m/s，則煙囪平均截面積為：1.93 一A =0.0965m 220則煙囪的平均直徑d為：d = 0.350m、冗取煙囪直徑為DN1200mm，校核流速v得：V = 4Q /兀d 2 = 20.07 m / s5.4煙囪阻力計算煙囪亦采用鋼管，其阻力可按下式計算:l V 2 P二人式中：九一摩擦阻力系數(shù)，無量綱；V管內(nèi)煙氣平均流速，m/s ；P煙氣密度，Kg / m3 ；l管道長度，m ；d管道直徑，mAp = 0.0269.39 x 0.748 x 20.0722 0.35 x 2x= 597.34Pa5.5煙囪高度校核假設(shè)吸收塔的吸收效率為：96%，可得排放煙氣中二氧

36、化硫的濃度為：C = (1 - 96%) x 2.13x103 = 85.2mg / m 3$。2二氧化硫排放的排放速率：V = C x Q = 85.2 x 1.93 = 0.164g / sSO2SO2Vz式中：pa 為一個常數(shù)，一般取0.5 ：1,此處取0.7； Pzpmax2 * 0.1643.14 義 4 * 69.392義 0.7 = 0.0038mg / m3 0.15mg / m3國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標(biāo)準日平均SO 2的濃度為0.15 mg / m3,所以設(shè)計符合 要求6管道系統(tǒng)設(shè)計計算6.1管徑的計算管道采用薄皮鋼管，管內(nèi)煙氣流速為匕=15m/s，則管道直徑d為：4 x 1.

37、2 x Q d360 v 0式中：。煙氣流量，m3/h ；v0煙氣流速，m/s ；1.2 修正系數(shù)代入相關(guān)值得：1247mm,；4 x 1.2 x 54900d、3600 x 3.14 x 15一 _ . 一 結(jié)合實際情況，取為1250mm，則實際煙氣流速v0為4 x 1.2 x 549001/14.92 m / s3600 x 3.14 x 1.2526.2摩擦阻力損失計算根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在任何橫截面形狀不變的管道內(nèi)流動時，摩擦阻力 Apm可用下式計算：P 九1 |r（5-3）m d 2式中：九一摩擦阻力系數(shù)，無量綱； v管內(nèi)煙氣平均流速，m/s ； P煙氣密度，Kg / m3 ； I管道長度，m ；d管道直徑，m ；對于薄皮鋼管，查閱相關(guān)資料的鋼管的九0.02。代入相關(guān)數(shù)值得：Apm0.02 x 200 x 14.922 x 0.7482 x 1.25266.4Pa6.3局部阻力損失計算煙氣管道局部阻力損失可按下式計算：，pv 2P = n。丁 m2(5-4)式中：n彎頭個數(shù)；Q 局部阻力系數(shù)，無量綱；P煙氣密度，Kg / m3 ；v 管內(nèi)煙氣平均流速，m/s ；在煙氣管道中一般采用的是二中節(jié)二端節(jié)型90彎頭，其局部阻力損失系數(shù)Q = 0.25，所以感到局部阻力損失為：14 922p p = 40 x 0.25 x 0.748 x - = 832