鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、工業(yè)通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.題目名稱： DZL2-13型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)依據(jù)及參數(shù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.設(shè)計(jì)原始資料鍋爐型號(hào)：DZL2-13 即，單鍋筒縱置式鏈條爐，蒸發(fā)量2t/h，出口蒸汽壓力13MPa設(shè)計(jì)耗煤量：390kg/h設(shè)計(jì)煤成分：CY=64.5% HY=4% OY=3% NY=1% SY=1.5% AY=18% WY=8%；VY15；屬于中硫煙煤排煙溫度：160空氣過剩系數(shù)1.3飛灰率16 煙氣在鍋爐出口前阻力550Pa污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污項(xiàng)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(zhǎng)度50m，90

2、6;彎頭10個(gè)。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。（3）除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（4）脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（5）煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算（6）管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇（7）根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制課程設(shè)計(jì)圖3.設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(論文)、圖紙、等： 課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，并按照規(guī)定格式打印裝訂； 課程設(shè)計(jì)所需圖紙，要求作圖規(guī)范，A1紙打印。摘 要 本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫

3、濃度。對(duì)凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響分析等。除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算及管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、阻力計(jì)算、風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇，最后確定設(shè)備選型。使排放的煙氣達(dá)到鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：鍋爐煙氣；濕法脫硫；袋式除塵器目 錄1.引言- 1 -2.燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算- 2 -2.1所以由上表可得燃煤1kg的理論需氧量為：- 2 -2.4燃燒1kg該煤產(chǎn)生的理論煙氣量為：- 3 -2.5二氧化硫質(zhì)量為：- 3 -2.6煙氣中飛灰質(zhì)量為：- 3 -2.

4、7160時(shí)煙氣量為：- 3 -2.8二氧化硫濃度為：- 3 -2.9灰塵濃度為：- 3 -2.10鍋爐煙氣流量為：- 3 -3.袋式除塵器的設(shè)計(jì)- 4 -3.1袋式除塵器的除塵機(jī)理- 4 -3.2 袋式除塵器的主要特點(diǎn)- 4 -3.3 除塵效率的影響因素- 5 -3.4 運(yùn)行參數(shù)的選擇- 5 -4.袋式除塵器設(shè)計(jì)- 7 -5.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算- 9 -5.1吸收SO2的吸收塔的選擇- 9 -5.2脫硫方法的選擇- 10 -5.3填料的選擇- 12 -5.4濕式石灰法脫硫運(yùn)行參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)-12 -6.煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算- 15 -6.1煙囪出口直徑的計(jì)算:- 15 -6.2 煙氣的熱釋放率:-

5、15 -6.3 煙囪幾何高度:- 15 -6.4煙氣抬升高度:- 16 -6.5煙囪高度：- 16 -6.6煙囪底部直徑:- 16 -6.7煙囪抽力：- 16 -6.8煙囪排放核算- 17 -7.阻力計(jì)算- 18 -7.1 管道阻力計(jì)算- 18 -7.2除塵器壓力損失- 19 -7.3 煙囪阻力計(jì)算- 20 -7.4系統(tǒng)總阻力的計(jì)算- 20 -8.引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)計(jì)算和選擇- 21 -8.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算- 21 -8.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算- 21 -8.3 電動(dòng)機(jī)功率核算- 21 -9.結(jié)論- 23 -參考文獻(xiàn)- 24 -致謝- 25 -附圖1.引 言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問題

6、，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應(yīng)增加。而就我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展就我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)有根本性的改變。我國(guó)的大氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，控制燃煤煙氣污染是我國(guó)改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。我國(guó)是煤炭資源十分豐富的國(guó)家，一次能源構(gòu)成中燃煤占75左右。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)性快速發(fā)展，以煤炭為主要構(gòu)成的能源消耗也在持續(xù)增長(zhǎng)。就我國(guó)煤碳消耗量從1990年的9.8億噸增加到1995年的12.8億噸；二氧化硫排放總量隨著煤碳消費(fèi)量的增長(zhǎng)而急劇增加到199

7、5年全國(guó)二氧化硫排放總量達(dá)到2370萬噸；工業(yè)燃燒煤排放的煙塵總量1478萬噸；工業(yè)粉塵排放量約為639萬噸；全國(guó)汽車擁有量已超1050萬輛比1990年增加3420萬輛，汽車排放的氮氧化物、一氧化碳和碳?xì)浠锱欧趴偭恐鹉晟仙谑澜绺鲊?guó)的排放量中位于前列，這已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要環(huán)境因素。2000年，我國(guó)二氧化硫排放量為1995萬噸，居世界第一位。據(jù)專家測(cè)算，要滿足全國(guó)天氣的環(huán)境容量要求，二氧化硫排放量要在基礎(chǔ)上，至少消減40%左右。此外，2000年，我國(guó)煙塵排放量為1165萬噸；工業(yè)粉塵的排放量為1092萬噸，大氣污染是我國(guó)目前第一大環(huán)境問題。因而已經(jīng)到了我們不得不面對(duì)的時(shí)候，

8、我們這里我們將用科學(xué)的態(tài)度去面對(duì)去防治。2.燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 已知： 設(shè)計(jì)耗煤量：390kg/h； 設(shè)計(jì)煤成分：CY=64.5% HY=4% OY=3% NY=1% SY=1.5% AY=18% WY=8% VY15；屬于中硫煙煤； 排煙溫度：160； 空氣過剩系數(shù)1.3； 飛灰率16 假設(shè)燃燒1Kg該燃煤，計(jì)算可得下表：表2-1 Kg煤燃燒計(jì)算表質(zhì)量（g）摩爾質(zhì)量（g/mol）物質(zhì)的量（mol）耗氧量（mol）C645 1253.7553.75H4022010O3032-0.94-0.94N10280.36 0S15320.470.47W80184.440A180/0

9、2.1 所以由上表可得燃煤1kg的理論需氧量為：mol/Kg煤V=63.2822.4=1417.472L/Kg煤2.2 干空氣中氮和氧物質(zhì)的量之比為3.78， 則1kg該煤完全燃燒理論需空氣量為： V=1417.472(1+3.78)=6775.5L6.8m2.3 實(shí)際所需空氣量為： V= 6.81.3=8.84m/Kg煤2.4 燃燒1kg該煤產(chǎn)生的理論煙氣量為： V=V+V+V+V =（53.75+10+4.44+0.47+0.36+63.283.78） =6.9m實(shí)際煙氣量為： V=6.9+8.84-6.8=8.94m2.5 二氧化硫質(zhì)量為：m=0.4764=30.08g=30080mg2

10、.6 煙氣中飛灰質(zhì)量為：m=1800.16=28.8g=28800mg2.7 160時(shí)煙氣量為：V=14.2m2.8 二氧化硫濃度為：=mg/m2.9 灰塵濃度為：=2028.2mg/m2.10 鍋爐煙氣流量為：Q=V390=14.2390=5538m/h=1.54m3/s3.袋式除塵器的設(shè)計(jì)3.1 袋式除塵器的除塵機(jī)理 含塵氣體通過袋式除塵器時(shí)，其過濾過程分兩個(gè)階段進(jìn)行。首先，含塵氣體通過清潔濾料(新的或清洗過的植料)，粉塵被捕集，此時(shí)濾料纖維起過濾作用，過濾效率為50一80。隨著過濾過程的進(jìn)行，被阻留的粉塵不斷增加一部分灰塵嵌入濾料內(nèi)部，另一部分則覆蓋在濾料表面形成一層粉塵層，此時(shí)含塵氣體

11、主要通過粉塵層進(jìn)行過濾這是袋式除塵器的主要濾塵階段。袋式除塵器的除塵效率之所以很高，主要依靠濾料表面形成的這層粉塵層。袋式除塵器的捕塵機(jī)理包括篩濾、慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、重力沉降3.2 袋式除塵器的主要特點(diǎn)(1) 除塵效率高，特別是對(duì)微細(xì)粉塵也有較高的除塵效率，一般可達(dá)99。如果在設(shè)計(jì)和維護(hù)管理時(shí)給予充分注意，除塵效率不難達(dá)到99.9以上。(2) 適應(yīng)性強(qiáng)，可以捕集不同性質(zhì)的粉塵。例如，對(duì)于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器比電除塵器優(yōu)越。此外，入口含塵濃度在一相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)除塵效率和阻力的影響都不大。(3) 使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時(shí)數(shù)百立方米到數(shù)十萬立方米。可以做成直接安裝于室內(nèi)、機(jī)

12、器附近的小型機(jī)組，也可以做成大型的除塵器室。(4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以因地制宜采用直接套袋的簡(jiǎn)易袋式除塵器，也可采用效率更高的脈沖清灰袋式除塵器。(5) 工作穩(wěn)定，便于回收干料，沒有污泥處理、腐蝕等問題，維護(hù)簡(jiǎn)單。(6) 應(yīng)用范圍受到濾料耐溫、耐腐蝕性能的限制，特別是在耐高溫性能方面，目前滌綸濾料適用于120130，而玻璃纖維濾料可耐250左右，若含塵氣體溫度更高時(shí)，或者采用造價(jià)高的特殊濾料，或者采取降溫措施。這會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜化，造價(jià)也高。(7) 不適宜聯(lián)結(jié)性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的粉塵，特別是含塵氣體溫度低于露點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生結(jié)露，致使濾袋堵塞。(8) 處理風(fēng)量大時(shí)，占地面積大，造價(jià)高。(9) 濾料是袋式防塵器中

13、的主要部件，其造價(jià)一般占設(shè)各費(fèi)用的10一15左右，濾料需定期更換，從而增加了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，勞動(dòng)條件也差。 3.3 除塵效率的影響因素除塵效率是衡量除塵器性能最基本的參數(shù)，它表示除塵器處理氣流中粉塵的能力，它與濾料運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，并受粉塵性質(zhì)、濾料種類、阻力、粉塵層厚度，過濾風(fēng)速及清灰方式等諸多因素影響。3.4 運(yùn)行參數(shù)的選擇 此次用袋式除塵器所除煙氣系含硫煤燃燒生成，其溫度高，其中顆粒物摩擦強(qiáng)，又有一定濃度的二氧化硫和水蒸氣，腐蝕性強(qiáng)，通過對(duì)各種濾料和清灰方式的研讀，決定采用聚四氟乙烯濾料，反吹風(fēng)方式清灰。選用長(zhǎng)4米，直徑100毫米的圓筒形濾布。160時(shí)，煙氣密度大約為0.817，煙囪出口

14、處大約為0.756。國(guó)標(biāo)中二類地區(qū)排放煙氣最大濃度為200。設(shè)計(jì)的除塵器的除塵效率為： 袋式除塵器的除塵效率一般都在99以上，完全符合此次設(shè)計(jì)的要求。表3.1 各種濾料性能濾料名稱直徑/耐溫/K吸水率/%耐酸性 耐堿性 強(qiáng)度長(zhǎng)期最高棉織物10-20348-3583688很差稍好1蠶絲18353-36337316-22羊毛5-15353-36337310-15稍好很差0.4尼龍348-3583684.0-4.5稍好好2.5奧綸398-4084236好差1.6滌綸4134336.5好差1.6玻璃纖維5-85234.0好差1芳香族聚酰胺4935334.5-5.0差好2.5聚四氟乙烯493-5230很

15、好很好2.5 通過比較選擇，最終采用聚四氟乙烯作為袋式除塵器的濾料。 表3.2 袋式除塵器的部分使用情況粉塵種類纖維種類清灰方式過濾速度粉塵比阻力系數(shù)/飛灰（煤）玻璃、聚四氟乙烯逆氣流、脈沖噴吹、機(jī)械振動(dòng)0.58-1.81.17-2.51飛灰（油）玻璃逆氣流1.98-2.350.79水泥玻璃、丙烯酸系聚酯機(jī)械振動(dòng)0.46-0.642.00-11.09銅玻璃、丙烯酸系機(jī)械振動(dòng)、逆氣流0.18-0.822.51-10.86電爐玻璃、丙烯酸系逆氣流、機(jī)械振動(dòng)0.46-1.228.5-119 通過對(duì)各種清灰方式的比較，最終采用逆氣流脈沖噴吹機(jī)械振動(dòng)。 脈沖袋式除塵器是一種周期性的向?yàn)V袋內(nèi)或?yàn)V袋外噴吹壓

16、縮空氣來達(dá)到清除濾袋上積塵的袋式除塵器，它具有處理風(fēng)量大，除塵效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且清灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，濾袋不受機(jī)械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。 4.袋式除塵器設(shè)計(jì) 由前面計(jì)算可知進(jìn)口煙氣流量為:Q=5538m/h=92.3m/min=1.54m/s 進(jìn)口煙氣濃度為：2028.2mg/m 采用逆氣流脈沖噴吹清灰袋式除塵器，根據(jù)（表3-2）取其過濾速度?。?1m/min計(jì)算用煙氣量為： 式中：Q為進(jìn)口煙氣流量 PN當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓，取PN=P=101.325Pa T排煙溫度，160則可得煙氣所要經(jīng)過的總的濾袋面積為：A=140.4m 設(shè)計(jì)袋的直徑為：D=0.1m=100mm 設(shè)計(jì)袋的高度

17、為：L=4.0m=4000mm則可得每條濾袋的面積為： 可得所需濾袋的條數(shù)為：n=111.8條選用112條濾袋，重新計(jì)算氣布比：= =1.0m/min只有一個(gè)濾室，每個(gè)濾室分2個(gè)組，則每個(gè)組有濾袋56條,分布為長(zhǎng)方向上為14條濾袋，寬方向上為4條濾袋，一般袋與袋之間的距離為5070mm,此處設(shè)計(jì)中取袋與袋之間的距離為50mm,即0.05m。為了便于安裝與檢修，兩個(gè)組之間留500mm寬的檢修通道。邊排濾袋與殼體間留出距離為300mm。 由以上設(shè)計(jì)可得每個(gè)濾室的長(zhǎng)為：（14×0.1+13×0.05）+0.3×2=2.65m 寬為：(4×0.1+3×

18、0.05)×2+0.3×2+0.5=2.2m設(shè)灰斗短邊與地面夾角為60°，灰斗底面為直徑0.4m的圓筒，底面距地面0.5m,計(jì)算灰斗高度：濾袋上方的安裝高度取0.8m，則除塵器的總高度為：5.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1吸收SO2的吸收塔的選擇 表5-1名  稱 操作參數(shù) 優(yōu)  點(diǎn) 缺  點(diǎn) 填料塔 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(jiǎn)單，設(shè)備小，制造容易，占空間??；液氣比小，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時(shí)除塵、降溫、吸收 不能無水運(yùn)行 自激湍球塔液氣比1

19、10L/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(jiǎn)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(yùn)行可靠。 不能無水運(yùn)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(jiǎn)單，空塔速度高，處理氣量大； 能夠處理含塵氣體，可以同時(shí)除塵、降溫、吸收； 大直徑塔檢修時(shí)方便 安裝要求嚴(yán)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

20、5002000Pa結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，操作容易； 可同時(shí)除塵、降溫、吸收，壓力損失小 氣液接觸時(shí)間短，混合不易均勻，吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入，動(dòng)力消耗大，噴嘴易堵塞； 產(chǎn)生霧滴，需設(shè)除霧器 通過比較各種設(shè)備的性能參數(shù)，填料塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的脫硫效率，所以選用填料塔吸收二氧化硫。5.2 脫硫方法的選擇5.2.1工藝比較濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以除去SO2的技術(shù)本設(shè)計(jì)為高濃度SO2煙氣的濕法脫硫近年來盡管半干法和干法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用有了較大的發(fā)展空間,但是濕法脫硫仍是目前世界上應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡(jiǎn)便,吸收劑價(jià)廉

21、易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。常用方法有石灰/石灰石吸收法、鈉堿吸收法、氨吸收法其工藝比較見下表： 表5-2項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)石灰/石灰石吸收法脫硫效率高，吸收劑資源廣泛，價(jià)格低廉，副產(chǎn)品石膏可用建筑材料系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，造價(jià)高，容易結(jié)垢造成堵塞，運(yùn)行費(fèi)用高，只使用大型電站鍋爐氫氧化鈉吸收法價(jià)格便宜，脫硫效率高，副產(chǎn)品的溶解度特性更適用加熱解吸過程，可循環(huán)利用，吸收速度快高溫下NaHSO3轉(zhuǎn)換成Na2SO3,喪失吸收二氧化硫的能力氨吸收法脫硫效率高，運(yùn)行費(fèi)用低吸收劑在洗滌過程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧，污染環(huán)境，投資大綜合本工藝流程圖及上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)比較,經(jīng)過比較全面考慮,最終我們組選

22、用鈉堿吸收法進(jìn)行脫硫,即采用NaOH來吸收煙氣中的SO2,再用石灰石中和再生,再生后的溶液繼續(xù)循環(huán)利用。該法吸收劑采用鈉堿，故吸收率較高，可達(dá)95%，而且吸收系統(tǒng)內(nèi)不生成沉淀物，無結(jié)垢和阻塞問題。其反應(yīng)機(jī)理： 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 Na2SO3同樣可以吸收SO2，達(dá)到循環(huán)吸收的效果。5.2.2工藝流程介紹1.工藝流程介紹 含SO2煙氣經(jīng)除塵、降溫后送入吸收塔，塔內(nèi)噴淋含NaOH溶液進(jìn)入洗滌凈化，凈化后的煙氣排入大氣。從塔底排出的吸收液被送至再生槽加CaCO3驚醒中和再生.將再生后的吸收液經(jīng)固液分離后,清夜返回吸收

23、系統(tǒng);所得固體物質(zhì)加入H2O重新漿化后,鼓入空氣進(jìn)行氧化可得石膏.2.工藝過程 （1）脫硫反應(yīng)： Na2SO3 + SO2 NaSO3 + CO2 （1） 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O （2） Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 （3） 其中： 式（1）為啟動(dòng)階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)； 式（2）為再生液pH值較高時(shí)（高于9時(shí)），溶液吸收SO2的主反應(yīng)； 式（3）為溶液pH值較低（59）時(shí)的主反應(yīng)。（2）氧化過程(副反應(yīng)) Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4 （4） NaHSO3 + 1/2O2 NaHSO4 （5）（3）再生過程 Ca(

24、OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3 （6） Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O （7）（4）氧化過程 CaSO3 + 1/2O2 CaSO4 （8） 式（6）為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式（7）為再生至pH9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)，再生的NaOH可以循環(huán)使用。5.3填料的選擇填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面而且促使氣液兩相分散，液膜不斷更新，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤(rùn)濕性、耐腐蝕、一

25、定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)格低廉等。填料的種類很多，大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實(shí)體填料包括環(huán)形填料(如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán))，鞍型填料(如弧鞍、矩鞍)，以及由陶瓷、金屬、塑料等材質(zhì)制成的填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的填料，如鞍形網(wǎng)、波紋網(wǎng)等。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與其它填料相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。結(jié)合幾種填料的優(yōu)缺點(diǎn)最終決定本次設(shè)計(jì)選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。5.4濕式石灰法脫硫運(yùn)行參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)再熱煙氣溫度大于75，煙氣流速在15m/s，漿液Ph大于

26、9，石灰/石灰石漿質(zhì)量濃度在10%15%之間，液氣比在825，氣液反應(yīng)時(shí)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，煙氣中體積分?jǐn)?shù)為4000/，脫硫系統(tǒng)阻力在25003000Pa.5.4.1噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為，壓力為120Pa，則噴淋塔內(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；5.4.2噴淋塔徑計(jì)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，則噴淋塔截面A為： 則塔徑d為： 取塔徑。5.4.3 噴淋塔高度計(jì)算 噴淋塔可

27、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(shí)間t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為： (2) 除霧區(qū)高度除霧器設(shè)計(jì)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(3.43.5)m。則取除霧區(qū)高度為：(3) 漿池高度漿池容量按液氣比漿液停留時(shí)間確定： 式中： 液氣比，取18； Q標(biāo)況下煙氣量，； 漿液停留時(shí)間，；一般為，本設(shè)計(jì)中取值為6min，則漿池容積為：選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔，本設(shè)計(jì)中選取的漿池直徑為1.0m，然后再根據(jù)計(jì)算漿池高度： 式中：漿池高度，； 漿池容積，； 漿池直徑，。m從漿池液面到

28、煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.82m。本設(shè)計(jì)取1.5m。（4）噴淋塔高度6.煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算6.1煙囪出口直徑的計(jì)算:d（m）式中：Q通過煙囪的總煙氣量，m/h；按下表選取煙囪出口煙氣流速，m/s； 表6.1 煙囪出口煙氣流速，m/s；通風(fēng)方式運(yùn) 行 情 況全 負(fù) 荷 時(shí)最小負(fù)荷機(jī) 械 通 風(fēng)102045自 然 通 風(fēng)6102.53 選定=15m/s則可得：d0.45m6.2 煙氣的熱釋放率: 式中 煙氣熱釋放率，； 環(huán)境大氣溫度，；取環(huán)境大氣溫度為293k 煙囪出口處的煙氣溫度，；6.3 煙囪幾何高度: 表6.2 鍋爐總定額出力/t/h<11<22<44<1010<202

29、0煙囪最低高度/m202530354045 由設(shè)計(jì)任務(wù)書上可得所有鍋爐的總的蒸發(fā)量為2t/h。通過上表可以確定煙囪的幾何高度為：6.4煙氣抬升高度: 式中 ，；6.5煙囪高度：m6.6煙囪底部直徑:d=d+2*i* (m)式中 d煙囪出口內(nèi)徑，m；煙囪高度，m；i煙囪椎角（通常取i= 0.020.03），此處設(shè)計(jì)取i=0.02；可得：d=0.45+230=1.65m6.7煙囪抽力：S=0.0342（-）B式中 t外界空氣溫度； t煙囪內(nèi)煙氣均溫；B當(dāng)?shù)卮髿鈮?；S=0.0342（-）1.0110 =122.8Pa6.8煙囪排放核算 排放溫度下粉塵濃度為2028.2mg/，按袋式除塵器除塵效率99

30、%計(jì)，則粉塵的排放濃度為：。排放溫度下，粉塵排放速率：落到地面灰塵最大濃度為： 式中 平均風(fēng)速，此處采用太原市平均風(fēng)速，； Q源強(qiáng)， 其中，G用煤量，390kg/h=1.083105mg/s A燃煤灰分，為18% 飛灰率，為16% 除塵效率，為99% 所以Q=1.083105 橫向擴(kuò)散參數(shù)回歸系數(shù)的比值，取0.8；則 本設(shè)計(jì)規(guī)定，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行。 表6-3污染物最高允許排放濃度（mg/m3）最高允許排放速率（Kg/h）最大排放落地濃度（mg/m3）排氣筒（m）二級(jí)三級(jí) 0.50二氧化硫700301726403045 查表得，煙囪高度為32.21m時(shí)

31、，二氧化硫最大落地濃度為0.50mg/m3。比較得出排放濃度不超標(biāo)，因而設(shè)計(jì)合理，符合標(biāo)準(zhǔn)，所以該氣體經(jīng)處理后可以在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下排放。7.阻力計(jì)算7.1 管道阻力計(jì)算各裝置及管道布置的原則： 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況及鍋爐現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊、管程短、占地面積小，并使安裝、操作及檢修方便即可。（1）管徑的計(jì)算式中：Q工況下管道的煙氣流量，m/s； 管道內(nèi)煙氣流速，m/s（對(duì)于鍋爐內(nèi)煙塵=1025m/s）。此處設(shè)計(jì)取v=16m/s； 1.2修正系數(shù)則 D0.483m 根據(jù)鍋爐用無縫鋼管執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（GB5310-2008），選用外徑530mm，壁厚20mm的

32、鋼管，則內(nèi)徑為D=490mm，管中氣體流速為： =15.53m/s（2）對(duì)于圓管摩擦壓力損失：式中 L管道長(zhǎng)度,50m； D管道直徑,0.490m；煙氣密度，0.817Kg/m 管中氣流平均流速，15.53m/s；摩擦阻力系數(shù)，使氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度的函數(shù)。（實(shí)際中對(duì)金屬管道值取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道值可取0.04）。所以可得： 201.1Pa(3) 局部阻力損失： P=式中 異形管道的局部阻力系數(shù),取=0.75； 的斷面平均氣流流速, m/s；煙氣密度,0.817Kg/m；已知連結(jié)鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)總需90度彎頭10個(gè)，在煙氣管道中一般采用的是二中節(jié)二端節(jié)型90&

33、#176;彎頭，其局部阻力系數(shù)查表可得=0.25，則可得：246.3Pa7.2除塵器壓力損失(1) 除塵器內(nèi)部壓力損失：式中 除塵器結(jié)構(gòu)壓力損失，在正常過濾風(fēng)速下，一般取300-500Pa；除塵器過濾阻力；(2) 過濾阻力：式中 清潔濾料的壓損系數(shù)或阻力系數(shù)，；含塵氣體的粘度，；過濾速度，；粉塵層的平均比阻力，一般為；堆積粉塵負(fù)荷（單位面積的含塵量），普通運(yùn)行的堆積粉塵負(fù)荷范圍為；(3) 粉塵負(fù)荷：式中 入口氣體含塵濃度，；t過濾時(shí)間，；過濾時(shí)間取2小時(shí)，即7200s,有：取，則取7.3 煙囪阻力計(jì)算 (Pa)式中 H煙囪高度,32.21m； d煙囪平均直徑,1.1m； 煙氣密度，0.756K

34、g/m 煙囪中氣流平均流速，15m/s；摩擦阻力系數(shù)，使氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度的函數(shù)。（實(shí)際中對(duì)金屬管道值取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道值可取0.04）。7.4系統(tǒng)總阻力的計(jì)算系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為550Pa）為，查資料的脫硫設(shè)備阻力為500Pa： =鍋爐出口前阻力+管道阻力+煙囪阻力+除塵器阻力+脫硫設(shè)備 =550+447.4+49.8+600.3+500 =2147.5Pa8.引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)計(jì)算和選擇8.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算式中 K1考慮系統(tǒng)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)，取0.1； 通過風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量,；得 8.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算式中： K2考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系數(shù)，一般為0.10.15，