某燃煤鍋爐房煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的 地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為 獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了 謝意。作者簽名：日 期：指導(dǎo)教師簽名：日 期：使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有 權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版

2、，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)； 學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為 目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取 得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其 他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個 人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果 由本人承擔(dān)。作者簽名：日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué) 校保留并向國家有關(guān)部門或

3、機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查 閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯 編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名:日期：年 月 日注意事項設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等

4、），文科類論 文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。附件包括：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔裝訂順序1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它目錄 TOC

5、 o 1-5 h z 、引言1 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 1.1煙氣除塵脫硫的意義1 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 1.2設(shè)計目的1 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 1.3設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容1 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 1.4設(shè)計資料2 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 二、工藝方案的確定及說明3 HYPERLINK l book

6、mark78 o Current Document 2.1工藝流程圖3 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 2.2基礎(chǔ)資料的物料衡算 3 HYPERLINK l bookmark119 o Current Document 2.3工藝方案的初步選擇與確定5 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 2.4整體工藝方案說明5 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 三、主要處理單元的設(shè)計計算6 HYPERLINK l bookmark128 o Current

7、 Document 3.1除塵器的選擇和設(shè)計6 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document 除塵器的選擇6袋式除塵器濾料的選擇 7 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 選擇清灰方式9袋式除塵器型號的選擇10 HYPERLINK l bookmark147 o Current Document 3.2脫硫設(shè)備設(shè)計 11常見的煙氣脫硫工藝 11 HYPERLINK l bookmark153 o Current Document 比對脫硫技術(shù)12脫硫技術(shù)的選擇14 HYPERLINK l bookmark1

8、64 o Current Document 3.3濕法脫硫簡介和設(shè)計 14基本脫硫原理 14脫硫工藝流程15脫硫影響因素15 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 3.4脫硫中噴淋塔的計算16塔內(nèi)流量計算16 HYPERLINK l bookmark239 o Current Document 噴淋塔徑計算16噴淋塔高計算17 HYPERLINK l bookmark257 o Current Document 氧化鈣的用量18 HYPERLINK l bookmark281 o Current Document 3.5煙囪設(shè)計19煙囪高度計算1

9、9煙囪直徑計算19煙囪內(nèi)溫度降 20煙囪抽力計算 2021、官網(wǎng)的設(shè)置4.1管道布置原則21 HYPERLINK l bookmark305 o Current Document 4.2管道管徑計算21 HYPERLINK l bookmark224 o Current Document 4.3系統(tǒng)阻力計算 22 HYPERLINK l bookmark336 o Current Document 五、風(fēng)機和電動機的計算 23 HYPERLINK l bookmark339 o Current Document 5.1風(fēng)機風(fēng)量計算23 HYPERLINK l bookmark342 o Cur

10、rent Document 5.2風(fēng)機風(fēng)壓計算23 HYPERLINK l bookmark345 o Current Document 5.3電機功率計算25六、總結(jié)26七、主要參考文獻(xiàn)27一、引言1.1煙氣除塵脫硫的意義目前，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。 而大氣污染可以說主要是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人 體的正常生活和生理的影響。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。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)境污染甚至已

11、經(jīng)直接影響到人們的身 體健康。因而已經(jīng)到了我們不得不面對的時候，這里我們將用科學(xué)的態(tài)度去面對去防治。該燃煤鍋爐煙氣的污染物主要是顆粒污染物和二氧化硫，且排放量比較大，所以必須 通過有效的措施來進(jìn)行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。通過設(shè)計合適的除塵 脫硫系統(tǒng)對煙氣進(jìn)行處理，從而盡量使排放的煙氣污染物濃度達(dá)標(biāo)，而不至于污染環(huán)境和 危害人體健康。1.2設(shè)計目的通過本課程設(shè)計的綜合訓(xùn)練，使環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生掌握大氣污染控制工程課程所 要求的基本設(shè)計方法，具備初步的大氣污染控制工程方案及設(shè)備的獨立設(shè)計能力，鍛煉學(xué) 生查閱和收集專業(yè)資料和設(shè)計手冊的技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的理論知識獨立分析和 解決

12、大氣污染控制工程實際問題的實踐能力。1.3設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容設(shè)計題目某燃煤鍋爐房煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計任務(wù)及要求基本物料衡算：計算燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度、二氧化硫濃度及凈化效率的計 算；凈化系統(tǒng)工藝方案的確定；主要設(shè)備尺寸的計算；官網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道的布置，并計算各管段的管徑、長度、 煙囪高度和出口內(nèi)徑及系統(tǒng)總阻力。風(fēng)機及電機的選擇設(shè)計：根據(jù)凈化系統(tǒng)處理的煙氣量、煙氣溫度及系統(tǒng)總阻力等 的計算，選擇風(fēng)機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。編寫設(shè)計說明書，用CAD完成設(shè)計圖紙2份（A3），需做一份系統(tǒng)立面圖和一份 主要設(shè)備尺寸圖。1.4設(shè)計資料第3組資料：1、鍋爐耗煤及排煙情

13、況鍋爐型號：SZL10-1.6型（共3臺）燃煤量：1540 kg/h （臺）蒸發(fā)量：10 t/h （臺）煙氣出口處離地面2.5m排煙溫度：150 C煙氣密度（標(biāo)態(tài)）：1.3 kg/m3空氣過剩系數(shù)：1.36飛灰占煤中不燃分分比例：18%2、煤質(zhì)分析Cy=68%, Hy=4%, Oy=5%, Ny=1%,Sy=1%, Ay=15%, Wy=6%3、粉塵粒徑分布表1-1第三組粒徑分布粒徑（pm）1525815583513W1含量（%）3.64.859.227.14.21.1表1-2粉塵比電阻溫度電阻Qcm3x1078x1071.5x1073.5x1074、氣象資料當(dāng)?shù)貧庀?/p>

14、資料顯示：該地區(qū)年平均氣壓98 kPa；空氣中含水（標(biāo)態(tài)）：0.016 kg/m3； 年平均氣溫18.6 C；極端最高氣溫39.9 C；極端最低氣溫-1.9 C。二、工藝方案的確定及說明2.1工藝流程圖圖2-1煙氣處理工藝流程圖2.2基礎(chǔ)資料的物料衡算1.理論空氣量Q = CY + 5.56Hy + 0.7Sy -0.7Oy) (m3N/kg)=6.9684 (m3N/kg)2,理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量0.016 kg/m3)Q = 1.867(Cy + 0.375Sy) +11.2 Hy + 1.24Wy + 0.016Q + 0.79Q + 0.8 Nysaa（2-1）(m3N/kg)=7

15、.4234（m3N/kg）式中：Qa 理論空氣量（m3N/kg）實際煙氣量Qs*+ 喚-岬（m3N/kg）=10.1138（m3N/kg）式中：a 1.38。Q一,、s 理論煙氣量（m3N/kg）Q一、一，、a 理論空氣量（m3N/kg）煙氣流量Q = Qs X設(shè)計耗煤量（2-2）（2-3）（2-4）=29164.335（m3N/h）=8.1012（m3N/s）式中：Q m3N/h計Qs 實際煙氣量（m3N/kg）設(shè)計耗煤量一950 x 3kg/h5.工況下總煙氣量QT(2-5)Q = Q (m 3/h)=46256.9885 (m3/h)式中：Q 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煙氣流量，m3/hTT 工況下煙

16、氣溫度，K；T 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度，6煙氣含塵濃度：C = d x A y =ShQs273K。式中：d 18%；shAY15.18%；0.18 x 0.151829164335= 2 .6702 x 10 3 (m g / m 3 n )(2-6)Q s29164.335 (mg/m3N)。7.煙氣中二氧化硫濃度的計算：C2 SySO2Qsx 106=3.9480 x 103 (mg/m3N)(2-7)式中：SY 2.02%。Qs 一燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量(m3N/kg)8.除塵效率計算：(2-8)門=1 - C = 92.51%式中：C一煙氣含塵濃度，mg/m3N；q一鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值

17、，200mg/m3N。9.脫硫效率計算(2-9)門=1 - C-S2 = 77.20%Cso2式中：CS2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，900 mg / m 3。CsSq2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下二氧化硫濃度，3.9480 x 103 mg / m3；表2-1計算所得數(shù)據(jù)表項目計算所得項目計算所得1理論空氣量6.9855(m3N/kg)6煙氣含塵濃度2.6702 103(mg / m3 n2理論煙氣量7.5290(m3N/kg)7煙氣中二氧化硫濃度3.9480103( mg/m 3n3實際煙氣量10.2331(m3N/kg)8除塵效率92.51%4煙氣流量29164.335(m3N/h)9脫硫效率

18、77.20%5工況下總煙氣量46256.9885 (m3/h)2.3工藝方案的初步選擇與確定根據(jù)所查資料，初步選定袋式除塵器作為除塵裝置，選定石灰石/石灰-石膏法進(jìn)行煙 氣的脫硫。如圖1.所示，對于鍋爐排出的煙氣，首先結(jié)果袋式除塵器組進(jìn)行粉塵的捕集， 接著進(jìn)行脫硫，通過引風(fēng)機作用，使達(dá)標(biāo)煙氣通過煙囪排放入大氣中。2.4整體工藝方案說明圖2-1工藝方案簡圖A、本組資料中，燃煤鍋爐為三臺。設(shè)置除塵器A、A、鍋爐房A為第一除塵器組，BBBB412 3 4為第二除塵器組，鍋爐煙氣通過管道以及引風(fēng)機作用下，進(jìn)入第一除塵器組，此時第二除 塵器組處于待命狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝唤M需要除塵時，關(guān)閉一組進(jìn)行機械振動清灰，開

19、啟二組進(jìn)行 煙塵捕集。通過這樣的捕集與清灰方式，可以使整個除塵系統(tǒng)保持連續(xù)運作，并且每組除 塵器組的過濾面積都為440m2,完全滿足鍋爐的煙氣所需的過濾面積386m2,且每組除塵器 組都具有冗余作用。粉塵捕集后的氣體進(jìn)入脫硫塔，以濕式石灰石/石灰一石膏法進(jìn)行脫 硫處理。處理后的達(dá)標(biāo)煙氣通過風(fēng)機的作用從煙囪排放入大氣中。三、主要處理單元的設(shè)計計算3.1除塵器的選擇和設(shè)計除塵器的選擇表3-1該鍋爐粉塵粒徑分布粒徑（ m）15258155835135044長椎體旋風(fēng)除塵器84.240799299.5100電除塵器97.09094.59799.5100文丘里洗滌器99.59999.5100100100

20、袋式除塵器99.799.5100100100100首先根據(jù)除塵效率（92.51%）以及粒徑范圍（125 m），滿足要求的的除塵器有：文丘里洗滌器、電除塵器以及袋式除塵器。對于文丘里洗滌器，由于工況下煙氣流量為4.299m3太3，氣流量較大，阻力大，易形成堵塞，且產(chǎn)生酸性廢氣，不考慮使用。電除塵器的優(yōu)缺、點：除塵效率符合該鍋爐，且使用壽命長，運行費低于袋式除塵器。電除塵的電場風(fēng)速基本控制在W0.8m/sW1.2m/s之間，過低設(shè)備體積相應(yīng)增大，過 高排放濃度不達(dá)標(biāo)。 由于工況下煙氣流量達(dá)到29164.335 (m3/h),阻礙了電除塵的設(shè)計與使用。并且電除塵器初投入成本也較高，雖然壽命長，但出現(xiàn)

21、破損和故障，并不便于設(shè)備維護，袋式除塵器優(yōu)、缺點：除塵效率高，可捕集粒徑大于0.3微米的細(xì)小粉塵，除塵效率可達(dá)99%以上。使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時數(shù)百立方米到每小時數(shù)十萬立方米，可以直接設(shè)于室內(nèi)，作為機床附近的小型機組，也可作成大型的除塵室，即“袋房”。結(jié)構(gòu)比較簡單，運行比較穩(wěn)定，初投資較電除塵器少，維護方便布袋除塵器相比于電除塵器在運行阻力上的優(yōu)勢，但設(shè)備造價較高。綜上，選取袋式除塵器作為該燃煤鍋爐的粉塵處理器。袋式除塵器濾料的選擇濾料是組成袋式除塵器的核心部分，其性能對袋式除塵器操作有很大影響。選擇濾料 是必須考慮含塵氣體的特征，如顆粒和氣體性質(zhì)(溫度、濕度、粒度和含塵濃度等)。性 能

22、良好的濾料應(yīng)容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命長，同時具備耐溫、耐 磨、耐腐蝕、機械強度高等優(yōu)點。表3-4各種纖維的主要性錯誤！未找到引用源?？估瓘埗?，MPa使用溫度，。C斷裂延伸耐磨性能耐酸性能耐堿性能可燃性能干態(tài)濕態(tài)最高長期天較較可棉3.0 4.93.3 6.49575 8537差然好好燃纖羊毛1.0 1.70.8 1.610080 9025 35較較差可維蠶絲 3.44.0錦綸 4.56.4滌綸 4.36.5臘綸 2.55.0維綸 4.09.0丙綸 4.57.5化學(xué)氯綸 2.54.0纖維聚四氟乙1.8烯纖維黏膠3.1纖維玻璃6.0 7.3纖維2.8903.7 6.41206.5

23、1502.0 4.51507.91807.51004.080901.82.03.9 4.731570 80152575 852560130205011013025501159 2685 95256065 702070-180 2501533260162225034好好燃較較差可好好燃良差較可好好燃良較較可好好好燃較較較可好好好燃良較良可好好好燃較良良可好好好燃不較良良可好好好燃不較良良可好好好燃不較差好差可燃不較差好差可燃當(dāng)?shù)貧庀筚Y料：該地區(qū)年平均氣壓98 kPa；空氣中含水（標(biāo)態(tài)）：0.015 kg/m3；年 平均氣溫18.6 C；極端最高氣溫39.9 C；極端最低氣溫-1.9 C。據(jù)以上表

24、格以及氣象資料，聚四氟乙烯纖維材料的耐磨性能、耐酸、堿性能以及使用溫度，符合該燃煤鍋爐的使用條件，所以選用聚四氟乙烯纖維材料作為布袋濾料。選擇清灰方式清灰是袋式除塵器能否長期持續(xù)工作的決定因素，它的基本要求是從濾袋上迅速而均 勻地剝落沉積的粉塵，同時又能保持一定的一次粉塵層，不損失濾袋。表3-5袋式除塵器的使用比對表粉塵種類纖維種類清灰方式過濾氣速/ (m, min-i)粉塵比阻力 系數(shù)N，min ，（g，m） -i逆氣流脈沖飛灰（煤）玻璃、聚四氯乙烯噴吹機械振動0.58 1.81.17 2.51水泥玻璃、丙烯酸系聚酯機械振動0.46 0.642.00 11.69銅玻璃、丙烯酸系機械振動逆氣流

25、0.18 0.822.51 10.86玻璃、諾梅克斯、丙烯炭黑酸系、聚四氯乙烯逆氣流機械振動0.34 0.493.67 9.35飛灰（焚燒）玻璃逆氣流0.7630.00石膏棉、丙烯酸系機械振動0.761.05 3.16氧化鐵諾梅克斯0.6420.17石灰窟玻璃逆氣流0.701.50氧化鉛聚酯逆氣流、機械振動0.309.50燒結(jié)塵玻璃逆氣流0.702.08濾料特性除與纖維本身的性質(zhì)有關(guān)外，還與濾料表面結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。表面光滑的濾 料容塵量小、清灰方便，適用于含塵濃度低，黏性大的粉塵，采用的過濾速度不宜過高。 表面起毛的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過濾速度，但必須及時 清灰。對

26、于袋式除塵器對袋式除塵器效果影響較大的清灰方式：1、機械振動：一般采用電動自動進(jìn)行。對其布袋可以使之垂直方向振動，也可以在 水平方向振動。振動的部位可以在上部、下部、中部，選取在哪個部位取決于除塵器的結(jié) 構(gòu)。機械振動結(jié)構(gòu)非常簡單，只裝上附著式振動器便可，是最經(jīng)濟的一種清灰方式。2、脈沖噴吹：使用范圍有限，只能應(yīng)用于外濾式除塵器。3、逆向氣流反吹或反洗清灰:參照資料，綜合考慮了含塵氣體的溫度、濕度、酸堿性，粉塵粒徑，黏性、彈落灰塵 的難易程度以及經(jīng)濟性。采用的清灰方式為：機械振動。這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡單， 清灰效果好，經(jīng)濟投入小。袋式除塵器型號的選擇表3-6 DS/A型袋式除塵器參數(shù)型號項

27、目DS/A-5 X 3 DS/A-6 X 5 DS/A-7 X 6 DS/A-8 X 7 DS/A-9X8 DS/A-10X9 DS/A-11X10濾袋數(shù)量 條濾袋有效 尺寸，m 總過濾面 積，m2 過濾風(fēng)速 m/min 處理風(fēng)量 m3阻力損失 mmH O2 除塵效 率，%1515180027003030424256729011000.16X25672901102312015099.5工藝中袋式除塵器中濾料面積的計算(3-1)A =(m 2 ) = 385 .4749 (m 2 )60 vFqv 一欲處理的煙氣量（工況下總煙氣量），m3 / hvF機械振動清灰：VF L0 2.0m / min

28、，選取 2.0m/min .通過計算，除塵器的過濾面積必須等于對于386m2。根據(jù)表3-6,選取八臺DS/A-11X10型號的袋式除塵器，其中四臺串聯(lián)作為第一除塵器組（AAAA ），總除塵面積可達(dá) 2 3 4440m2 ；與第二除塵器組（BBBB ）并聯(lián)成另外一組，可用于除塵和清灰交替使用，且兩 組都有足夠的過濾面積起冗余作用。表3-7 DS/A-11X10型袋式除塵器型號袋數(shù)， 個每袋過濾 面積，m2總過濾 面積，m2過濾風(fēng) m2速， m/min處理風(fēng)量，m3/h全壓 Pa=1000N/m2 風(fēng)機的全壓 Pa=1500N/m2 風(fēng)機的機號轉(zhuǎn)速 r/min功率kW機號轉(zhuǎn)速 r/min功率kWD

29、S/A-11X101101110319800No8112011No8125015根據(jù)以上參考材料，可得出DS/A-10X9型袋式除塵器的相關(guān)參數(shù)如下表，表3-8 DS/A-10X9型袋式除塵器參數(shù)除塵器型號DS/A-10X9型袋式除塵器濾袋規(guī)格 0.16X2m濾袋總過濾面積110m2濾袋材質(zhì)聚四氟乙烯纖維材料過濾風(fēng)速3m/min處理風(fēng)量19800m3/h清灰方式機械振動濾袋數(shù)量110個設(shè)計除塵效率99.9%3.2脫硫設(shè)備設(shè)計常見的煙氣脫硫工藝脫硫技術(shù)是將煤中的硫元素用鈣基等方法固定成為固體防止燃燒時生成so2。 燃燒后的煙氣脫硫工藝常見的有以下幾種：石膏脫硫法石膏脫硫法的工作原理是:將石灰石粉

30、加水制成漿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(jìn)行氧化反 應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)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%。氨水洗滌法脫硫工藝該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產(chǎn)硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)換熱器冷卻至90100C，進(jìn)入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去HCI和HF，洗滌后的煙

31、氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進(jìn)入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的SO2被洗滌吸收除去，經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進(jìn)入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進(jìn)一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧滴，進(jìn)入脫硫洗滌器。再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵 石灰 石膏 法脫硫工藝流程器及控制系統(tǒng)等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑， 或者其它對二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。由鍋爐排出的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進(jìn)入。（吸收塔底部為一個文丘里裝置， 煙氣流經(jīng)

32、文丘里管后速度加快，并在此與很細(xì)的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與 顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床，）。在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中 的二氧化硫反應(yīng)生成CaSO 3和CaSO 4。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部 排出，進(jìn)入再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復(fù) 循環(huán)達(dá)百次之多，故吸收劑利用率較高。此工藝所產(chǎn)生的副產(chǎn)物呈干粉狀，主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應(yīng)完的吸收劑 Ca（OH）2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ)等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當(dāng)燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1.3時， 脫硫率可達(dá)90%以上，排煙溫

33、度約70C。此工藝在國外目前應(yīng)用在1020萬千瓦等級機組。 由于其占地面積少，投資較省，尤其適合于老機組煙氣脫硫。比對脫硫技術(shù)SO的控制技術(shù)可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃炔的脫硫（亦稱為煙氣脫硫）三 2種。由于煙氣中的硫以SO2形態(tài)存在，脫除較易，煙氣脫硫（FGD）是目前應(yīng)用最廣泛、效 率最高的脫硫技術(shù)，也是控制SO2排放的主要手段。本課程設(shè)計中含硫煙氣為低濃度SO2煙氣，由于其煙氣量大，直接選擇采用煙氣脫硫 工藝進(jìn)行凈化。根據(jù)脫硫過程是否加入液體和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)可將煙氣脫硫方法分為濕法、半干 法、干法。濕法脫硫里應(yīng)用溶液或漿液吸收SO2，其直接產(chǎn)物也是溶液或漿液，具有工藝 成熟，脫硫效

34、率高、操作簡單等優(yōu)點，但脫硫液處理較麻煩，容易造成二次污染，且脫硫 后煙氣的溫度較低，不利于擴散。干法煙氣脫硫過程無液體介入，完全在干燥狀態(tài)下進(jìn)行， 且脫硫產(chǎn)物也為干粉狀，因而工藝簡單投資較低，凈化后溫度降低很少，利于擴散，且無 廢水排出，但凈化效率一般不高。半干法里用霧化的脫硫劑或漿液脫硫。但在脫硫過程中，霧滴被蒸發(fā)干燥，直接產(chǎn)物是干態(tài)粉末，具有干法和濕法脫硫優(yōu)點。表3-9 一些煙氣脫硫方法介紹原方法分類脫硫劑脫硫方法干濕脫硫產(chǎn)物終產(chǎn)品理狀態(tài)處理干法石灰石/石灰直接噴射法爐內(nèi)噴鈣-爐厚活化法半干法拋棄或利用脫硫灰噴霧干燥法半干法拋棄或利用脫硫灰Ca(OH)2循環(huán)流化床脫硫法半干法拋棄或利用脫

35、硫灰石灰石/石灰法CaCO3增濕灰循環(huán)脫硫法半干法拋棄或利用脫硫灰濕式石灰石/石灰-石膏法濕法氧化石膏石灰-亞硫酸鈣法濕法加工產(chǎn)品亞硫酸鈣氨-酸法濕法酸化分解濃SO2、化肥(NH) SO氨-亞氨法濕法氨中和亞硫酸銨氨法4 23氨-硫氨法濕法氧化硫酸銨吸NH3-H2O新氨法濕法酸分解、制酸化肥、硫酸收亞硫酸鈉循環(huán)法濕法熱再生濃SO2Na SO (NaOH、Na CO )亞硫酸鈉法濕法堿綜合亞硫酸鈉鈉堿法2323鈉鹽-酸分解法濕法酸化分解濃SO2、冰晶石海水中CO 2-、HCO-等海水脫硫33海水脫硫法濕法排入大海堿性物質(zhì)雙堿法濕法石灰中和石膏間接石灰石/石Na2SO3 或 NaOH灰法Al2(S

36、O4)3-Al2O3堿性硫酸鋁-石膏法濕法石灰中和石膏MgO氧化鎂法濕法加熱分解濃SO2金屬氧化物法ZnO氧化鋅法濕法加熱分解濃SO2、氧化鋅MnO氧化錳法濕法電解金屬錳水洗活性炭活性炭制酸法濕法稀硫酸吸活性炭吸附法再生附活性炭(NH) HPO磷銨肥法濕法萃取、氨綜磷銨復(fù)肥4 24合、氧化氧催化氧化法O2及釩催化劑稀H2SO4及Fe3+催化劑干式氧化法液相氧化法干法濕法濃H2SO4吸收石灰中和硫酸石膏化高能電子氧化法自由基等離子體電子束照射法脈沖電暈等離子干法干法氨中和氨中和硫銨硫銨脫硫技術(shù)的選擇我國由于地域遼闊，各地經(jīng)濟條件，燃煤煤質(zhì)、脫硫劑來源、環(huán)保要求等不盡相同， 結(jié)合相關(guān)材料，該鍋爐脫

37、硫技術(shù)的選用應(yīng)考慮以下主要原則：技術(shù)成熟、運行可靠，至少在國外已有商業(yè)化先例，并有較多的應(yīng)用業(yè)績。脫硫后煙氣中的SO2達(dá)到（GB13271-2001）中二類標(biāo)準(zhǔn)。脫硫設(shè)施的投資和運行費用適中，一般應(yīng)低于電廠主體工程總投資的15%以下，煙 氣脫硫后發(fā)電成本增加不超過0.03元/（KWh）脫硫劑供應(yīng)有保障，占地面積小，脫硫產(chǎn)物可回收利用或衛(wèi)生處理處置。通過之前對基礎(chǔ)資料的物料衡算，該燃煤鍋爐的脫硫效率應(yīng)達(dá)到77.20%。綜合以上的分析和要求，我們組最終決定選用石灰石/石灰一石膏法作為該鍋爐的脫 硫工藝。采用該工藝的優(yōu)勢如下：首先石灰石/石灰一石膏法開發(fā)較早，工藝成熟，Ca/S比較低，且在國外應(yīng)用廣

38、 泛。（美國脫硫工藝80%是石灰石/石膏法，德國有90%，日本也有75%以上）從表3-9中看出，燃煤發(fā)電機組大多數(shù)選用濕法石灰石/石膏FGD技術(shù)。而且吸收 塔中，以噴淋空塔為主。該工藝在我國有先例：上海閘北電廠曾進(jìn)行過工業(yè)試驗，重慶珞璜電廠中FGD占 電廠總投資11.5%。3.3濕法脫硫簡介和設(shè)計基本脫硫原理石灰石/石灰石膏法是采用石灰石或石灰漿液脫出煙氣中SO2并副產(chǎn)石膏的脫硫方法。 該法開發(fā)較早，工藝成熟，Ca/S比較低，操作簡便，吸附劑價廉易得，所得石膏副產(chǎn)品 可做為輕質(zhì)建筑材料。因此，這種工藝應(yīng)用廣泛。上海閘北電廠曾進(jìn)行過工業(yè)實驗，重慶 珞璜電廠從日本三菱重工公司引進(jìn)了配套2X360M

39、W機組的石灰石-石膏法脫硫裝置。該脫硫過程以石灰石或石灰漿液為吸收劑吸收煙氣中SO2，主要分為吸收和氧化兩個 步驟。首先生成亞硫酸鈣，然后亞硫酸鈣再被氧化為硫酸鈣，整個過程發(fā)生的主要反應(yīng)如 下：吸收CaO+H2OTa(OH)2Ca(OH) +SO f CaSO -1/2H O+1/2H O TOC o 1-5 h z 2322CaCO +SO+1/2H OCaSO -1/2H O+CO t322322CaSO -1/2H O+SO +1/2H Of Ca(HSO )32223 2氧化2CaSO3-1/2H2O+O2+3H2Of 2CaSO4-2H2OCa(HSO ) +1/2O +H Of C

40、aSO 2H O+SO t222422吸收塔內(nèi)由于氧化副反應(yīng)生成溶解度很低的石膏，很容易在吸收塔內(nèi)沉積下來造成結(jié) 垢和堵塞。溶液pH值愈低，氧化副反應(yīng)愈容易進(jìn)行。脫硫工藝流程并流式石灰石/石灰-石膏法工藝流程。鍋爐煙氣經(jīng)除塵、冷卻后送入吸收塔，吸收塔 內(nèi)用配置好的石灰石或石灰漿液洗滌含SO2煙氣，經(jīng)洗滌凈化的煙氣經(jīng)除霧和再熱后排放。 石灰漿液在吸收SO2后，成為含有亞硫酸和亞硫酸氫鈣的混合液，在母液槽中用硫酸將其 混合液的pH值調(diào)整為44.5,用泵送入氧化塔，在氧化塔內(nèi)6080下被4.9X105Pa 的壓縮空氣氧化。生成的石膏經(jīng)增稠器使其沉積，上清液返回吸收循環(huán)系統(tǒng)，石膏漿經(jīng)離 心機分立得到石

41、膏。該工藝的主要設(shè)備為吸收塔和氧化塔；吸收塔 吸收塔是整個工藝的核心設(shè)備，其性能對SO2的去除率有很大影響，從技 術(shù)和經(jīng)濟兩方面進(jìn)行權(quán)衡，選擇噴淋塔為吸收塔；氧化塔 為了加快氧化速度，做為氧化用的空氣進(jìn)入塔內(nèi)必須分散成微細(xì)的氣泡， 以增大氣液的接觸面積。脫硫影響因素漿液的PH值 吸收塔洗滌漿液中pH值的高低直接影響SO2的吸收率及設(shè)備的結(jié)垢、 腐蝕程度等，而且脫硫過程的pH值是在一定范圍內(nèi)變化的。長期的研究和工程實踐表明， 濕法煙氣脫硫的工藝系統(tǒng)采用的石灰石漿液的PH值控制在5.86.2，石灰石漿液PH 一般控制在7左右;液氣比液氣比對吸收推動力、吸收設(shè)備的持液量有影響。增大液氣比對吸收起促

42、進(jìn)作用，但大氣液比對設(shè)備要求高且費用高，實際中要視情況而定。本系統(tǒng)采用15L/m3；石灰石的粒度一般來說，粒度減小，脫硫率及石灰石利用率高。為了保證脫硫石 膏的綜合利用及減少廢水的排放量，用于脫硫的石灰石中CaCO3的含量宜高于90%；吸收溫度低洗滌溫度有利于SO2的吸收。所以要求整個漿液洗滌過程中的煙氣溫 度都在100C以下100C左右的原煙氣進(jìn)入吸收塔后，經(jīng)過多級噴淋層的洗滌降溫，到 吸收塔出口時溫度一般為(4570)C；煙氣流速選用3.5m/s；結(jié)垢，這是該石灰石/石灰-石膏法脫硫工藝的組要缺點。除吸收塔滿足高持液量、有較大的氣液接觸面積等外，可在吸收液中添加鎂離子、氯化鈣、己二酸等。3

43、.4脫硫中噴淋塔的計算塔內(nèi)流量計算假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為50C，壓力為120KPa，則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為:x 當(dāng) X Q X (1+ k)273 Pa(3-2)式中：Qv噴淋塔內(nèi)煙氣流量，皿s ；QS 標(biāo)況下煙氣流量，m3s ；k除塵前漏氣系數(shù)，00.1。代入公式得：Qv =13.4783(m3 / s)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 = 3.5m/s，則噴淋 塔截面A為：A = Q = 3.8509(m / s)(3-3)v則塔徑d為：(3-4)d =,坐=2.2143mn取塔徑D = 2500mm噴淋塔高計算噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除

44、霧區(qū)和漿池。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： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark243 o Current Document H = vt = 14(m)(3-5)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)m。則取除霧區(qū)高度為：H 2 = 3.5m(3-6)漿池高度漿池容量vi按液氣比漿液停留時間ti確定：L x Q x t=11 G(3-7)式中：LG 一液氣比，取18Lm3 ；Q 工況下煙氣量，mV h ；t1 -漿液停留時

45、間，s ；一般ti為4min8min，本設(shè)計中取值為6min，則漿池容積為：= 69.3855(m3)1選取漿池直徑等于或大于噴淋塔D0，本設(shè)計中選取的漿料池直徑為D0 = 4m，然后再根據(jù)V計算漿池高度：1h =1 = 5.5243m( 3-8)兀D 20式中：h 漿池高度，m ；V 一漿池容積，m 3； 1D 漿池直徑，m。從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.8 2m。本設(shè)計中取為1.5m。噴淋塔高度噴淋塔高度為：氣 + H 2 + h = 23.0243m(3-9)氧化鈣的用量CaO)+ SO g ) + 2H% = CaSO： 2H,()因為根據(jù)經(jīng)驗一般鈣/硫為：1.05 1.1，此處

46、設(shè)計取為1.05則由平衡計算可得1h需 消耗CaO的量為：根據(jù)之前的計算脫硫過濾速度3.5m/s，二氧化硫濃度為3.9480 g /m% ,吸收截面積A = Q = 3.8509(m/s)。則吸收的SO 2速率為n MV = - = 一 = 0.8314(mol / s)(3-10)t mt即 0.8314 x 3600 = 2993.04(mol / h)1.05 x 2993.04 = 3142.692( mol / h)3142.692x56 = 175.9908(Kg /h)10003.5煙囪設(shè)計煙囪高度計算首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h）,然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排

47、 放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定確定煙囪的高度。表3-10鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力/（t/h）V1122661010 2026 35煙囪最低高度/m202530354045根據(jù)設(shè)計資料，鍋爐型號：SZL6-1.6型（共3臺）。代表額定蒸發(fā)量6t/h。鍋爐總額定出力：3 x 6 = 18（t/h），故選定煙囪高度為40m。（根據(jù)表3-10）煙囪直徑計算表3-11煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式運行情況全負(fù)荷時最小負(fù)荷機械通風(fēng)102045自然通風(fēng)682. 53A）煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算:（3-11）d 2 = 0 .0188Q 通過煙囪的工況總煙氣量，m 3/hv 按表三選取的煙囪出口煙氣流速，m /s。根據(jù)表3-

48、11取20m /s求得 d = 0.9041m 2取整 d 2 = 1000mmB）煙囪底部直徑：d = d + 2 - i - H (m )(3-12)式中d2煙囪出口直徑，m ；H煙囪高度，m ；i煙囪錐度，通常取i=0.020.03。取 i =0.025d = 3m煙囪內(nèi)溫度降Nt2(3-14)式中：H-煙囪高度，m；D-合用統(tǒng)一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；A-溫降系數(shù)?？捎上卤聿榈?，選取A=0.4D,H參看后面分別取3 X 6t/h,40m。At = 40 * 0.4 = 3.771 C2?3 x 6煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（壁厚0.5m）A20.80.

49、40.2表3-12煙囪降溫系數(shù)煙囪抽力計算1S = 0.0342 H (1)-B (Pa)273 + t 273 + t(3-15)式中H煙囪高度，m；外界空氣溫度，。c ；tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，C；B當(dāng)?shù)卮髿鈮?，P。S = 0.0342 X 40 X (-1 - 273 46 0871)* 98 乂。=35.6690Pa、管網(wǎng)布置4.1各裝置及管道布置的原則根據(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。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。4.2管道管徑計算4 Q , 、：4Q

50、：4 x 46256.9855（4-1）(m) d = 1.1676(m)兀vnV兀x 12式中Q 工況下管道內(nèi)的煙氣流量，m3/s ；v煙氣流速，m/s，（可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵v = 1015m/s）。取 v = 12 m / s，取整 d = 1200 mm表4-1焊接鋼管壁厚三弭接鍋甘壁嗥削海503UO3 504Dl誼bduin i ；-iri ?ihi! ii il- 1 ILU12D1河彗接泓.鋼管（023520 n藥S55555555&6& n77T5S*666577 T 7a gs5!1.0S566&T70日 99SB 111 !121 6fi770091011 12

51、13t4 15li2. 5799101112:1315 1&首0.2533333.53.53.54*4 L 5卜(J. 6 333.E3.S3.54i1.5556&103M3. 54fl.S55.56T 784. 5567B9105578ggID12E i岳內(nèi)徑：d = 1200一2x7 = 1186mm由公式d=迫可計算出實際煙氣流速: n VV 二醫(yī)=nd 24 x 46256.9855/3600n (1.186)2= 11.6313(m / s)4.3系統(tǒng)阻力計算A.摩擦壓力損失(4-2)式 中： L管道長度，m ；d管道直徑，m ；P煙氣密度，kg / m3 ；V 管中氣流平均速率,m

52、/s；人一一摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度K/d的函數(shù)。查手冊得: 實際中對金屬管道值可取0.02，對磚砌或混凝土管道可取0.04。A）對于？ 1200mm圓管計算后管道約為65m（包括接出管總長），經(jīng)風(fēng)機加速后煙氣流速達(dá)到20m/s，鍋爐出口 煙氣流速經(jīng)計算接近12m / s （粗略計算，忽略除塵器、脫硫裝置的減速）。p = p x 273= 0.851（kg/m3）（忽略溫度的變化） 273 +160P =XPx （ Lv + Lv 2） = 0.02 x 085! x （5 x 202 + 65 x 122） = 80.5613（ Pa）L2d1 22 2，2 x 1.2

53、B）局部壓力損失（Pa） AP = gx 號=0.2 x12 x 1.35；122 = 233.28（ Pa）（4-3）在所設(shè)計的管路中有12段彎道區(qū)，可求得局部的壓力損失：式中：& 異形管件的局部阻力系數(shù)可查到，取&= 0.2v與&像對應(yīng)的斷面平均氣流速率,m/sp煙氣密度，kg/m3C）系統(tǒng)總阻力（除塵器的壓力損失在10001500Pa之間，取1250Pa，不考慮及出口 氣管及三通管阻力損失）系統(tǒng)總阻力=1250+80.5613+233.28+800=2363.8413Pa五、風(fēng)機和電動機的計算5.1風(fēng)機風(fēng)量計算Q =1.1x 46256.9855 x ”7 + 七 x101.324 (m3/ h) y273 B(5-1)式中：1.1 -風(fēng)量備用系數(shù)；Q -工狀態(tài)下風(fēng)機前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量，m3 /ht -風(fēng)機前煙氣溫度，P ,若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度，根據(jù)溫度降t = 160- 3.771x13 = 111C ；B -當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琸Pa。=1.1x 46256.9588