DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計培訓(xùn)資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計大氣污染控制工程課程設(shè)計書專業(yè)：環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)班級：環(huán)治081班系別：資源與環(huán)境工程系邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院大氣污染控制課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的題目DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計二、課程設(shè)計的目的大氣污染控制工程課程設(shè)計是配合大氣污染控制工程專業(yè)課程而單獨設(shè)立的設(shè)計性實踐課程。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)計的基本知識和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的環(huán)

2、境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識分析問題和解決工程設(shè)計問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻、資料、手冊，進行工程設(shè)計計算、圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。三、設(shè)計原始資料DZL213型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計鍋爐型號：DZL213即：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=65%HY=4%OY=2%NY=1%SY=3%AY=15%WY=10%；VY=8%，屬于高硫無煙煤煙氣密度=1.36Kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)當(dāng)?shù)卮髿鈮海?8KPa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

3、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，90o彎頭10個。注：鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB132712001）中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)煙氣濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：200mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：900mg/m3若煙囪高度達不到GB132712001表4鍋爐房煙囪最低允許高度（4t鍋爐煙囪高度最低35m，6t鍋爐煙囪高度最低40m）的要求，其排放標(biāo)準(zhǔn)值按50%執(zhí)行，即：煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：100mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：450mg/m3四、課程教學(xué)要求本課程設(shè)計的選題緊緊圍繞大氣污染控制工

4、程煙氣除塵為主題。學(xué)生必須根據(jù)教學(xué)要求、設(shè)計工作量以及實際條件，進行恰當(dāng)選題。能按照設(shè)計任務(wù)書，順利完成設(shè)計任務(wù)，培養(yǎng)運用本學(xué)科的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識解決本專業(yè)實際問題的能力，提高設(shè)計計算、工程制圖和使用資料的能力。四、設(shè)計內(nèi)容與要求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管道系統(tǒng)設(shè)計，阻力計算，風(fēng)機電機的選擇7.設(shè)計任務(wù)完成后，學(xué)生要根據(jù)設(shè)計的全過程完成專業(yè)課程設(shè)計說明書，按照一定格式寫出設(shè)計計算書。課程設(shè)計

5、說明書主要內(nèi)容有：（1）設(shè)計題目；（2）主要指標(biāo)和要求；（3）方案工作原理；（4）設(shè)計計算依據(jù)、計算結(jié)果；（5）設(shè)備選擇依據(jù)和工藝流程介紹；（6）結(jié)果匯總。8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(xì)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，至少3張（3號）圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張（2號圖）。此外，還要求文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整、裝訂成冊。前言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經(jīng)濟的發(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。而就我國的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展就我國的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展水平及

6、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)長時間內(nèi)不會有根本性的改變。我國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改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。人類不僅能適應(yīng)自然環(huán)境，而且還能開發(fā)利用自然資源，改造自然環(huán)境，使環(huán)境更加適合于人類生存。在人為活動影響下形成的環(huán)境，稱為次生環(huán)境。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放大量有毒有害污染物，嚴(yán)重污染大氣、水、土壤等自然環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，使人類生活環(huán)境的質(zhì)量急劇惡化，人類生產(chǎn)和生活活動排入環(huán)境各種污染物，特別是生產(chǎn)過程排放的污染物種類極多，而且隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境中污染物的種類和數(shù)量還在與日俱增。這些污染物隨同空氣、飲水和食

7、物進入人體后，對人體健康產(chǎn)生各種有害影響。大氣污染是隨著產(chǎn)業(yè)革命的興起，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，城市人口的密集，煤炭和石油燃料的迅猛增長而產(chǎn)生的。近百年來，西歐，美國，日本等工業(yè)發(fā)達國家大氣污染事件日趨增多，本世紀(jì)50-60年代成為公害的泛濫時期，世界上由大氣污染引起的公害事件接連發(fā)生，例如：英國倫敦?zé)熿F事件，日本四日市哮喘事件，美國洛杉磯煙霧事件，印度博帕爾毒氣泄漏事件等等，不僅嚴(yán)重地危害居民健康，甚至造成數(shù)百人，數(shù)千人的死亡。我國隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，因燃煤排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質(zhì)急劇增多?？諝馕廴疽悦簾熜蜑橹?，主要污染物是二氧化硫和煙塵。據(jù)統(tǒng)計，1990年全國煤炭消耗量10.52

8、億噸，到1995年煤炭消耗量增至12.8億噸，二氧化硫排放量達2232萬噸。超過歐洲和美國，居世界首位。由于我國部分地區(qū)燃用高硫煤，燃煤設(shè)備未能采取脫硫措施，致使二氧化硫排放量不斷增加，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如不嚴(yán)格控制，到2010年我國煤炭消耗量增長到15億噸時，二氧化硫排放量將達2730萬噸。因而已經(jīng)到了我們不得不面對的時候，我們這里我們將用科學(xué)的態(tài)度去面對去防治。目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc265596010前言HYPERLINKl_Toc2655960111.工藝流程的選擇及說明1HYPERLINKl_Toc2655960122.除塵器的設(shè)計及計算PAGEREF_

9、Toc265596012h2HYPERLINKl_Toc2655960132.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算PAGEREF_Toc265596013h2HYPERLINKl_Toc2655960142.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量PAGEREF_Toc265596014h2HYPERLINKl_Toc2655960152.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量PAGEREF_Toc265596015h2HYPERLINKl_Toc2655960162.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量PAGEREF_Toc265596016h2HYPERLINKl_Toc2655960172.1.4煙氣含塵濃度PAGE

10、REF_Toc265596017h3HYPERLINKl_Toc2655960182.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫的濃度的計算PAGEREF_Toc265596018h3HYPERLINKl_Toc2655960192.2除塵器的選擇PAGEREF_Toc265596019h3HYPERLINKl_Toc2655960202.2.1除塵效率PAGEREF_Toc265596020h3HYPERLINKl_Toc2655960212.2.3工況下煙氣流量PAGEREF_Toc265596021h3HYPERLINKl_Toc2655960222.2.4除塵器的選擇及計算PAGEREF_Toc2

11、65596022h4HYPERLINKl_Toc2655960232.2.5管道布置及各管段的管徑PAGEREF_Toc265596023h5HYPERLINKl_Toc2655960242.2.6煙囪的設(shè)計PAGEREF_Toc265596024h6HYPERLINKl_Toc2655960252.2.7系統(tǒng)阻力的計算PAGEREF_Toc265596025h8HYPERLINKl_Toc2655960262.2.8風(fēng)機和電機的選擇和計算PAGEREF_Toc265596026h11HYPERLINKl_Toc2655960273.填料塔的設(shè)計及計算PAGEREF_Toc265596027h

12、12HYPERLINKl_Toc2655960283.1吸收SO2的吸收塔的選擇PAGEREF_Toc265596028h12HYPERLINKl_Toc2655960293.2脫硫方法的選擇PAGEREF_Toc265596029h14HYPERLINKl_Toc2655960303.2.1工藝比較PAGEREF_Toc265596030h14HYPERLINKl_Toc2655960313.2.2工藝流程介紹PAGEREF_Toc265596031h15HYPERLINKl_Toc2655960323.3填料的選擇PAGEREF_Toc265596032h16HYPERLINKl_Toc2

13、655960333.4填料塔的計算PAGEREF_Toc265596033h16HYPERLINKl_Toc2655960343.4.1物料衡算PAGEREF_Toc265596034h16HYPERLINKl_Toc2655960353.4.2塔徑的計算PAGEREF_Toc265596035h17HYPERLINKl_Toc2655960363.4.3填料塔高度的計算PAGEREF_Toc265596036h19HYPERLINKl_Toc2655960373.4.4壓力降的計算PAGEREF_Toc265596037h22HYPERLINKl_Toc2655960383.5填料塔的附件選

14、擇PAGEREF_Toc265596038h22HYPERLINKl_Toc2655960394.課程設(shè)計總結(jié)PAGEREF_Toc265596039h24HYPERLINKl_Toc265596040參考文獻PAGEREF_Toc265596040h26HYPERLINKl_Toc265596041附表：PAGEREF_Toc265596041h271.工藝流程的選擇及說明脫硫除塵工藝設(shè)計說明：雙堿法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備和補充系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)四部分組成。1.吸收劑制備和補充系統(tǒng)脫硫裝置啟動時用氫氧化鈉作為吸收劑，氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中，加水配制成

15、氫氧化鈉堿液，在堿液罐中可以定期進行氫氧化鈉的補充，以保證整個脫硫系統(tǒng)的正常運行及煙氣的達標(biāo)排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔內(nèi)容易造成管道及塔內(nèi)發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，可以加裝瀑氣裝置進行強制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環(huán)泵前加裝過濾器，過濾掉大顆粒物質(zhì)和液體雜質(zhì)。2.煙氣系統(tǒng)鍋爐煙氣經(jīng)煙道進入除塵器進行除塵后進入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級除霧器除去霧滴后進入主煙道，經(jīng)過煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修停運時，系統(tǒng)關(guān)閉進出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進入煙囪排放。3.SO2吸收系

16、統(tǒng)鍋爐煙氣從煙道切向進入主塔底部，在塔內(nèi)螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸，進行脫硫除塵，經(jīng)脫水板除霧后，由引風(fēng)機抽出排空。脫硫液從螺旋板塔上部進入，在旋流板上被氣流吹散，進行氣葉兩相的接觸，完成脫硫除塵后從塔底流出，通過明渠流到綜合循環(huán)池。4.脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)的最終脫硫產(chǎn)物仍然是石膏漿，從曝氣池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及NaSO4，嚴(yán)重影響了石膏品質(zhì)，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內(nèi)，石膏漿被濃縮(固體含量約40)之后用泵打到渣處理場，溢流液回流入再生池內(nèi)。2.除塵器的設(shè)計及計算2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算2.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀

17、況下理論空氣量Qa=4.67(1.867C+5.56H+0.7S-0.7O)式中：C、H、S、O-分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Qa=4.76(1.867+0.65+5.560.04+0.70.03-0.70.02)=1.444.76=6.868(m3/)2.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量Qs=1.867(C+0.375S)+11.2H+1.24W+0.016Qa+0.79Qa+0.8N式中：Qa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量m3/kg；W煤中水分的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；NN元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Qs=1.867(0.65+0.3750.03)+11.20.04+1.240.1+0.8066.868+0.80.01=

18、7.35(m3/)2.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量Qs=Qs+1.016（-1）Qa式中：a空氣過剩系數(shù)；Qa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量m3/kg；Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量m3/kg。Qs=7.35+1.016(1.3-1)6.868=9.44(m3/)注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計，因此，Q=Qs設(shè)計耗煤量Q=Qs設(shè)計耗煤量=9.44350=3304m3/h2.1.4煙氣含塵濃度C=A(m3/)式dsh排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)A煤中不可燃成分的含量Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量，m3/kg。C=0.15=2.604（g/m3）2.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫的濃度的計算Cso2=1

19、06(/m3)式S煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量m3/Cso2=106=6.36103(/m3)2.2除塵器的選擇2.2.1除塵效率=1-=1-=96.16%2.2.3工況下煙氣流量Q/=(m3/h)=5418.21(m3/h)則煙氣的流量為2.2.4除塵器的選擇及計算根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率來確定除塵器（袋式除塵器）袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按不同特點可分為圓筒形和扁形；上進氣和下進氣，內(nèi)濾式和外濾式，密閉式和敞開式；簡易，機械振動，逆氣流反吹，氣環(huán)反吹，脈沖噴吹與聯(lián)合清

20、灰等不同種類,其性能比較如下表：除塵種類除塵效率%凈化程度特點簡易袋式30中凈化機械振動袋式90中凈化要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動力。脈沖噴吹袋式99細(xì)凈化清灰方式作用強度很大，而且其強度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好氣環(huán)式袋式99細(xì)凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價較低，氣環(huán)箱上下移動時緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高通過我組比較最終決定選用袋式除塵器，根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點，最終決定選用MC6I型系列逆噴脈沖袋式除塵器。脈沖袋式除塵器是一種周期性的向濾袋內(nèi)或濾袋外噴吹壓縮空氣來達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

21、的優(yōu)點，而且清灰機構(gòu)設(shè)有運動部件，濾袋不受機械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長的特點。用除塵器手冊中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵結(jié)構(gòu)特點:主要由上箱體，中箱體，下箱體，排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個主要部分組成。上箱體內(nèi)設(shè)有多孔板，濾袋，濾袋框架；下箱體包括進氣口、灰斗、檢查門；排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成；控制儀、控制閥、脈沖閥、噴嘴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。工作原理：含塵氣體由下箱體的進風(fēng)口進入除塵器內(nèi)經(jīng)過濾袋過濾。粉塵被阻留在袋外，凈化氣體進入袋內(nèi)經(jīng)過文氏管，由排風(fēng)口排出機外，阻留在濾袋上的粉塵通過用電控（D）、機控（J）或氣控（Q）中的一種方式，控制開啟脈沖閥定時分排，對濾袋進行清灰，其主

22、要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表：型號過濾面積m2濾袋數(shù)量/條處理風(fēng)量m3/h脈沖閥個數(shù)/個外形尺寸/長高寬MC36I2736325064806142516783600設(shè)備質(zhì)量/kg濾袋尺寸/mm設(shè)備阻力/Pa除塵效率入口含塵濃度g/m3過濾風(fēng)速/m/min1116.8012020001200150099%21424主要結(jié)構(gòu)尺寸：型號AA1BB1HMC36I16781150134011003660影響因素：過濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈化物料種類等。2.2.5管道布置及各管段的管徑1.各裝置及管道布置原則根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置，

23、一旦確定了各裝置的位置，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，并使安裝，操作和檢修方便。2.管徑的確定式中：v煙氣流速m/s（對于鍋爐煙塵v=1015m/s）取v=13m/s則圓整并選取風(fēng)值：鋼制板風(fēng)管外徑D/mm外徑允許偏差/mm壁厚/mm40010.06內(nèi)徑d1=400-20.6=398.8m由公式得煙氣流速由此可知，除塵器中的管徑設(shè)計合理2.2.6煙囪的設(shè)計1.煙囪高度的計算根據(jù)鍋爐的蒸發(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)定表確定煙囪高度鍋爐煙囪高度鍋爐總額蒸發(fā)量（t/h）1122661010202035煙囪的最低高度(m

24、)202530354045由于給定鍋爐型號DZL213蒸發(fā)量為2t/h，故選定煙囪高度為30m煙囪抬升高度：Qh=CpVo(Ts-Ta)=1.380.918(160-20)=177.36KWQh煙囪的熱排放率Cp標(biāo)況下的煙氣平均比定壓熱容，取Cp=1.38kg/m3KVo標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量m3/sTs煙氣出口溫度Ta當(dāng)?shù)刈罱?年平均氣溫值K=273+20=293K由于177.36KW2100KW，則Vs煙率出口速度m/sD煙囪出口內(nèi)徑mQh煙囪的熱排放率u煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速m/s，取2.5m/s煙囪總高度H為：H=Hs+h=33.76m2.煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑按如下公式：圓整取d

25、=0.4mQ通過煙囪的總煙量m3/hW按下表選取的煙囪出口煙氣流速m/s，選W=4m/s，煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式運行情況全負(fù)荷最小負(fù)荷機械通風(fēng)102045自然通風(fēng)68253煙囪底部直徑：d1=d+2ih=0.40+20.0230=1.50md煙囪出口直徑mH煙囪高度mi煙囪錐度，取I=0.02煙囪的抽力：H煙囪高度mtk外界空氣溫度tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度B當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a煙囪的阻力損失計算采用磚砌煙囪,阻力可按下式計算-摩擦阻力系數(shù),0.04-管道長度,m-管道直徑,0.9m-煙氣密度Kg/m3-管內(nèi)煙氣平均流速則最大地面濃度可見地面最大濃度小于國家規(guī)定,煙囪高度設(shè)計合理2.2.7系統(tǒng)阻力的計

26、算1、摩擦阻力損失L管道長度，md管道直徑，m煙氣密度，Kg/m3v管中煙氣流速，m/s摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)和管道相對粗糙度的函數(shù)，可以查手冊得到。（實際中金屬管取0.02，磚砌或混凝土管道取0.04。）對于400圓，L=50m=PL=150.65Pa2、局部壓力損失=6.026Pa異形管件的局部阻力系數(shù)，可以在有關(guān)手冊中查到或通過實驗求得。v與相對應(yīng)的斷面平均氣流速度，m/s煙氣密度，Kg/m3L1=0.05xtan67.5o=0.12ma、除塵器進氣管的阻力損失計算如圖所示，進氣管管道計算如下：漸縮管的計算45o時=0.1取=45ov=12.05m/s=6.026Pa設(shè)兩個均為90o

27、彎頭D=400mm取R=1.5D則=0.175=21.09Pa漸擴管的計算=0.50查化工原理附表則=0.25=15.06PaL3=0.12mb、除塵器出氣管的阻力損失的計算如圖所示，出氣管管道計算如下：漸擴管的計算45o時=0.1取=30ov=12.05m/s=6.026PaL4=0.12m兩個90o彎頭D=400mm，取.則=0.175=21.09PaC、對于T型三通=0.55=33.14Pa則系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力550Pa，除塵器阻力1400Pa（一般為12001500Pa）h=150.65+6.026+6.026+21.09+15.06+6.026+21.09+33.14+55

28、0+1300=2106.70Pa2.2.8風(fēng)機和電機的選擇和計算1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機風(fēng)量的計算Q1=5961.47m3/h1.1風(fēng)量備用系數(shù)B當(dāng)?shù)卮髿鈮篕PaQ標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機前的風(fēng)量，m3/htp風(fēng)機前煙氣溫度OC，若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫度2、風(fēng)機風(fēng)壓的計算=2154.79Pa1.2風(fēng)壓備用系數(shù)h系統(tǒng)總阻力，Patp風(fēng)機前煙氣溫度OCty風(fēng)機性能表中給出的實驗用氣體溫度，OCPy標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度1.36Kg/m3Sy煙囪產(chǎn)生的抽力，Pa根據(jù)Hy和Qy選定Y8-39的引風(fēng)機，性能表如下型號全壓/（Pa）風(fēng)量/（m3/h）功率/Kw轉(zhuǎn)速/（r/min）Y8-392136576225002

29、600033728503、電動機功率的計算Qy風(fēng)機風(fēng)量，Hy風(fēng)機風(fēng)壓Y1風(fēng)機在全頭時的效率（一般為0.6)y2機械傳動功率（用V形帶動傳動時=0.95）電動機備用系數(shù)，對引風(fēng)機=1.3根據(jù)電動機的功率，風(fēng)機轉(zhuǎn)速，傳動方式，選定Y160L-6型電動機（功率是11Kw）性能參數(shù)如下:Y160L-6型電動機性能表功率(Kw)型號轉(zhuǎn)速r/min效率(%)功率因數(shù)cos11Y160L-6970870.783.填料塔的設(shè)計及計算3.1吸收SO2的吸收塔的選擇名稱操作參數(shù)優(yōu)點缺點填料塔空塔氣速2.05.0m/s液氣比0.51.0L/m3壓力損失2001000Pa結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備小，制造容易，占空間??；液氣比小

30、，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時除塵、降溫、吸收不能無水運行自激湍球塔液氣比110L/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，運行可靠。不能無水運行篩板塔空塔氣速1.03.0m/s小孔氣速1622m/s液層厚度4060mm單板阻力300600Pa噴淋密度1215m3/(m2.h)結(jié)構(gòu)較簡單，空塔速度高，處理氣量大；能夠處理含塵氣體，可以同時除塵、降溫、吸收；大直徑塔檢修時方便安裝要求嚴(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

31、淋塔空塔氣速2.54.0m/s液氣比1330L/m3壓力損失5002000Pa結(jié)構(gòu)簡單，造價低，操作容易；可同時除塵、降溫、吸收，壓力損失小氣液接觸時間短，混合不易均勻，吸收效率低；液體經(jīng)噴嘴噴入，動力消耗大，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，具有很高的脫硫效率，所以選用填料塔吸收二氧化硫。3.2脫硫方法的選擇3.2.1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

32、優(yōu)點是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡便,吸收劑價廉易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡單等優(yōu)點。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：項目優(yōu)點缺點石灰/石灰石吸收法脫硫效率高，吸收劑資源廣泛，價格低廉，副產(chǎn)品石膏可用建筑材料系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，造價高，容易結(jié)垢造成堵塞，運行費用高，只使用大型電站鍋爐氫氧化鈉吸收法價格便宜，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，運行費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

33、點比較,經(jīng)過比較全面考慮,最終我們組選用鈉堿吸收法進行脫硫,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)機理：2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O2NaHSO3Na2SO3同樣可以吸收SO2，達到循環(huán)吸收的效果。3.2.2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

34、夜返回吸收系統(tǒng);所得固體物質(zhì)加入H2O重新漿化后,鼓入空氣進行氧化可得石膏.2.工藝過程一、脫硫反應(yīng)：Na2SO3+SO2NaSO3+CO2（1）2NaOH+SO2Na2SO3+H2O（2）Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3（3）其中：式（1）為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)；式（2）為再生液pH值較高時（高于9時），溶液吸收SO2的主反應(yīng)；式（3）為溶液pH值較低（59）時的主反應(yīng)。二、氧化過程(副反應(yīng))Na2SO3+1/2O2Na2SO4（4）NaHSO3+1/2O2NaHSO4（5）三、再生過程Ca(OH)2+Na2SO32NaOH+CaSO3（6）Ca(OH)2+2N

35、aHSO3Na2SO3+CaSO31/2H2O+3/2H2O（7）四、氧化過程CaSO3+1/2O2CaSO4（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。3.3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、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機械強度、密度小、價格低廉等。填料的種類很多，大致可分為實體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實體填料包括環(huán)形填料(如拉西

36、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)缺點最終決定本次設(shè)計選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。3.4填料塔的計算3.4.1物料衡算衡算式：V（Y1-Y2）=L（X1-X2）y1=0.00223y2=y1(1-95%)=0.00223(1-95%)=0.000111對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為X2=

37、0惰性氣體流量V=（1-0.00223）=147.21kmol/hY1=y1/(1-y1)=0.00223/(1-0.00223)=0.00223Y2=y2/(1-y2)=0.000111/(1-0.000111)=0.000111查得總壓101.3KPa,溫度293K條件下SO2在水中亨利系數(shù)E=3.55103KPa相平衡常數(shù)溶解度系數(shù)H=0.0156kmol/m3KPa最小液氣比：=33.30取操作液氣比=46.62L=46.62147.21=6862.93kmol/h由V（Y1-Y2）=L（X1-X2）知X1=X2+(Y1-Y2)=0+=0.0000453.4.2塔徑的計算在常壓零攝氏度

38、下SO2的密度為2.927填料的相關(guān)參數(shù)：品名（鮑爾環(huán)）徑高厚mmmmmm比表面積（m2/m3）空隙率%干填料因子L/m種類1161611880.91275種類225251.21750.90239種類338381.41150.89220種類450501.5930.90127種類576762.6730.9294計算如下：1.塔底液化氣速計算L=LML=6862.9340=274517.2kg/hV=3547m3/hG=GV=1.363547=4823.92kg/h其中G氣體密度kg/sL液體密度kg/sL液體的質(zhì)量流量kg/sG混合氣體的質(zhì)量流量kg/s查圖Eckert的橫坐標(biāo)=2.05在關(guān)聯(lián)圖

39、上查到與亂堆填料的泛點線查得縱坐標(biāo)Y=0.010選用50mm50mm1.5mm的塑料鮑爾環(huán)為亂堆填料填料因子=94L/m=1000/1050=0.95200C時溶液黏度取200C水的黏度L=1.0050mPas泛點氣速uf=0.92m/s2.計算塔徑D空塔氣速為泛點氣速的50%80%取u=80%uf=0.80.92=0.736m/s時D=1.31m根據(jù)國內(nèi)壓力容器公稱直徑進行校正得D=1.35m3.塔徑核算a、氣速核算在新的塔徑下核算空塔氣速=0.69m/s=0.75符合空塔氣速為泛點氣速的50%80%的要求。b、噴淋密度最小噴淋密度Umin=(Lw)minat填料比表面積at=73m-1最小

40、濕潤率(Lw)min=0.08m3/(mh)直徑75mm的環(huán)形材料這里取(Lw)=0.12m3/(mh)故Umin=0.1273=8.76m3/(mh)在新的塔徑下核算噴淋密度U=0.785D2=0.7851.352=182.74m3/(mh)Umin設(shè)計合理c、核算徑比=17.7610可避免壁流現(xiàn)象，核算符合要求3.4.3填料塔高度的計算用清水吸收屬于中等溶解度的吸收，氣膜阻力和液膜阻力都應(yīng)考慮，本設(shè)計屬于低濃度氣體的吸收，塔內(nèi)氣體和液體的摩爾流量變化較小，其提及吸收系數(shù)可視為常數(shù)，采用計算公式Z=HOGNOG1.相總傳質(zhì)高度HOG（m）的計算液相物性數(shù)據(jù)在低濃度吸收過程中，溶液的物性數(shù)據(jù)可

41、以近似取純水的物性數(shù)據(jù)，由手冊查得，20C時水的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：密度L=1050kg/m3黏度L=0.001Pas=3.6Kg/(mh)表面張力=72.6dyn/cm=940896Kg/h2SO2在水中的擴散系數(shù)DL=1.4710-5cm2/s=5.2910-6m2/h混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度查手冊得20C空氣的黏度V=1.8110-5Pas=0.065Kg/(mh)查手冊得SO2在空氣中的擴散系數(shù)DV=0.108cm2/s=0.039m2/h氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田美聯(lián)式計算：查表地，C=40dyn/cm=518400Kg/h2（1dyn/cm=12960Kg/h2）液體質(zhì)量

42、流量UL=6862.9340/0.7851.352=191881.17Kg/(m2h)氣膜吸收系數(shù)由下式計算：氣體質(zhì)量流量UV=3371.81Kg/(m2h)液膜吸收系數(shù)由下式計算：kG=kGaw1.1=0.0300.85730.951.1=1.76Kmol/m2hKPakL=kLaw0.4=2.540.85730.950.4=154.41h-1=75%50%由=1+9.5(-0.5)1.4kG=1+2.6(-0.5)2.2kG得=1+9.5(0.75-0.5)1.41.76=4.16Kmol/m2hKPa=1+2.6(0.75-0.5)2.2154.41=173.43h-1H溶解度系數(shù)H=0

43、.0156Kmol/m3KPa其中，Uv、UL氣體、液體的質(zhì)量通量，kg（m2h）；VL氣體、液體的黏度，kg（mh）【1Pas=3600kgmh】；v、L氣體、液體的密度，kgm；DV、DL溶質(zhì)在氣體、液體中的擴散系數(shù)，m2/s；R通用氣體常數(shù)，8.314（m3kpa）/（kmolK）；T系統(tǒng)溫度，；at填料的總比表面積，m2m3；aw填料的潤濕比表面積，m2m3；g重力加速度，1.27108m/h；L液體的表面張力，kgh2（dyncm=12960kg/h2）c填料材質(zhì)的臨界表面張力，kgh2（dyncm=12960kg/h2）填料形狀系數(shù)。2、氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG的計算采用對數(shù)平均推動力法G=V(Y1-Y2)=147.21(0.00223-0.000111)=0.31由G=V(Y1-Y2)=L（X1-X2）Y1=0.00223Y2=0.000111X1=0.000045X2=0Z=NOGHOG=6.840.61=4.17m填料層的設(shè)計高度一般為Z=(1.21.5)Z,Z=1.54.17=6.25m設(shè)計取填料層高度為Z=7m對于鮑爾