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)計任務(wù)書

1、.專業(yè).專注.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。教學目的和任務(wù)是使學生在學習專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學習和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域主要設(shè)備設(shè)計的基本知識和方法，培養(yǎng)學生綜合運用所學的環(huán)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

2、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P=1.36Kg/m3（標準狀態(tài)下）當?shù)卮髿鈮海?8KPa排煙溫度：160*空氣過剩系數(shù)a=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準中二類區(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準（GB132712001）中二類區(qū)執(zhí)行標準煙氣濃

3、度排放標準（標準狀況下）：200mg/ma二氧化硫排放標準（標準狀況下）：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，其排放標準值按50%執(zhí)行，即：煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：100mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀態(tài)下）：450mg/m3四、課程教學要求本課程設(shè)計的選題緊緊圍繞大氣污染控制工程煙氣除塵為主題。學生必須根據(jù)教學要求、設(shè)計工作量以及實際條件，進行恰當選題。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

4、用資料的能力。四、設(shè)計容與要求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，風機電機的選擇7.設(shè)計任務(wù)完成后，學生要根據(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)計說明書主要容有：（1）設(shè)計題目；（2）主要指標和要求；（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)圖要標出設(shè)備、管件

5、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，以解釋清楚為宜，至少3（3號）圖，并包括系統(tǒng)流程圖一（3號圖）。此外，還要求文字應(yīng)簡明、通順、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長時間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S02危害的關(guān)鍵問題。人類不僅能適應(yīng)自然環(huán)境，而且

6、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50-6

7、0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：英國倫敦煙霧事件，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鳎饕廴疚锸嵌趸蚝蜔焿m。據(jù)統(tǒng)計，1990年全國煤炭消耗量10.52億噸，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，造成嚴重的環(huán)境污染。如不嚴格

8、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的態(tài)度去面對去防治。.專業(yè).專注.專業(yè).專注.目錄TOC o 1-5 h z前言3 HYPERLINK l bookmark8 1設(shè)計方案的選取7 HYPERLINK l bookmark10 1.1確定工藝71.2工藝流程簡圖8 HYPERLINK l bookmark12 1.3與其他工藝的比較8 HYPERLINK l bookmark14 2基本參數(shù)計算10 HYPERLINK l bookmark16 2.1煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算10 HY

9、PERLINK l bookmark18 2.1.1煙氣流量的確定10 HYPERLINK l bookmark20 2.1.2煙氣濃度的計算11 HYPERLINK l bookmark22 2.1.3二氧化硫濃度的計算12 HYPERLINK l bookmark24 2.2除塵及脫硫效率的計算122.2.1二氧化硫及煙塵排放量的確定12 HYPERLINK l bookmark26 2.2.2效率的計算13 HYPERLINK l bookmark28 3袋式除塵器的選型與計算13 HYPERLINK l bookmark30 3.1袋式除塵器的選型133.1.1清灰方法的選擇與比較13

10、 HYPERLINK l bookmark32 3.1.2濾料的選取14 HYPERLINK l bookmark34 3.1.3濾袋形狀及進氣方式的選擇15 HYPERLINK l bookmark38 3.1.4清灰方式的選擇15 HYPERLINK l bookmark40 3.2袋式除塵器的相關(guān)計算16 HYPERLINK l bookmark42 3.2.1處理氣量的確定16工況下煙氣流量16 HYPERLINK l bookmark44 3.2.2過濾風速的選取16 HYPERLINK l bookmark46 3.2.3過濾面積的計算16 HYPERLINK l bookmark

11、48 3.2.4單條濾袋的面積17 HYPERLINK l bookmark50 3.2.5濾袋的數(shù)量17 HYPERLINK l bookmark52 3.3根據(jù)計算選擇袋式除塵器17 HYPERLINK l bookmark54 4填料塔的計算18 HYPERLINK l bookmark56 4.1基本參數(shù)18 HYPERLINK l bookmark58 4.1.1物料衡算19 HYPERLINK l bookmark60 4.2填料塔工藝尺寸的計算20 HYPERLINK l bookmark62 4.2.1塔徑的計算20 HYPERLINK l bookmark68 填料層高度的計

12、算21 HYPERLINK l bookmark70 4.6填料層壓降的計算22 HYPERLINK l bookmark72 4.7附屬裝置的選擇24 HYPERLINK l bookmark74 4.7.1液體分布器選取24 HYPERLINK l bookmark76 除霧器的選擇24液體再分布器的選取25 HYPERLINK l bookmark78 5管徑的確定25 HYPERLINK l bookmark80 6系統(tǒng)阻力的計算25 HYPERLINK l bookmark82 6.1摩擦壓力損失25 HYPERLINK l bookmark84 6.2雷諾數(shù)的計算26 HYPERL

13、INK l bookmark86 6.3摩擦壓力損失的計算27 HYPERLINK l bookmark88 6.4彎頭的阻力損失27 HYPERLINK l bookmark90 6.5管道上漸擴管的阻力損失27 HYPERLINK l bookmark92 6.6系統(tǒng)總阻力的計算28 HYPERLINK l bookmark94 7風機和電動機的選擇與計算28 HYPERLINK l bookmark96 7.1標準狀態(tài)下的風機風量的計算28 HYPERLINK l bookmark98 7.2風機的選擇28 HYPERLINK l bookmark100 煙囪的設(shè)計29 HYPERLIN

14、K l bookmark108 8.1.2煙囪直徑的計算30 HYPERLINK l bookmark110 8.2煙囪底部直徑30 HYPERLINK l bookmark114 8.3.2系統(tǒng)阻力的計算31 HYPERLINK l bookmark118 8.4煙囪的抽力34 HYPERLINK l bookmark120 參考文獻351設(shè)計方案的選取1.1確定工藝由于方案設(shè)計要求為DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)的設(shè)計，所以除塵方式為袋式除塵器，主要確定濕式脫硫工藝。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

15、產(chǎn)物處理系統(tǒng)四部分組成。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排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔容易造成管道及塔發(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)。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，洗滌脫硫后的低溫煙氣經(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

16、大氣。當脫硫系統(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吸收系統(tǒng)鍋爐煙氣從煙道切向進入主塔底部，在塔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NaS04，嚴重影響了石膏品質(zhì)，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器，石膏漿被濃縮（固體含量約40）之后用泵打到渣處理場，

17、溢流液回流入再生池。1鍋爐2袋式除塵器3灰斗4煙囪5氣氣熱交換器6除霧器7填料塔8緩沖箱9配藥箱10石灰倉11中間倉12熟化室13石灰反應(yīng)器14濃縮池15過濾池1.3與其他工藝的比較濕法煙氣脫硫，特點是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點，所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應(yīng),其脫硫反應(yīng)速度快、效率高、脫硫劑利用率高，如用石灰做脫硫劑時，當Ca/S=1時，即可達到90%的脫硫率，適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是，濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題，初投資大，運行費用也較高。以下是各種濕法脫硫工藝的優(yōu)缺點分析對比：石灰石/石膏法的主要優(yōu)點是：適用的煤種圍廣、脫硫

18、效率高（有的裝置Ca/S=l時，脫硫效率大于90%）、吸收劑利用率高（可大于90%）、設(shè)備運轉(zhuǎn)率高（可達90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的煙氣脫硫工藝）、脫硫劑一石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石/石膏法的缺點也是比較明顯的：初期投資費用太高、運行費用高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴重、副產(chǎn)物一石膏很難處理（由于銷路問題只能堆放）、廢水較難處理氧化鎂法，一些金屬氧化物如MgO、Mn0和ZnO等都有吸收SO的能力，可利22用其漿液或水溶液作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫。我國氧化鎂資源豐富，可考慮此法要求必須對煙氣進行預先的除塵和除氯，而且該過程中會有8%的MgO流失，造成二次污

19、染。氨法脫硫工藝副產(chǎn)品硫酸銨的銷路和價格是氨法工藝應(yīng)用的先決條件，這是由于氨法所采用的吸收劑氨水價格遠比石灰石高，其吸收劑費用很高，如果副產(chǎn)品無銷路或銷售價格低，不能抵消大部分吸收劑費用，則不能應(yīng)用氨法工藝，此外氨水來源也是選擇此工藝的必要條件，由于以上缺點在這里我們不選用該處理方法。海水脫硫法，工藝簡單，無需脫硫劑的制備，系統(tǒng)可靠可用率高，根據(jù)國外經(jīng)驗，可用率保持在100%脫硫效率高，可達90%以上；不需要添加脫硫劑，也無廢水廢料，易于管理；與其他濕法工藝相比，投資低，運行費用也低，但只能用于海邊電廠，且只能適用于燃煤含硫量小于1.5%的中低硫煤。雙減法脫硫工藝：克服了石灰石石膏法容易結(jié)垢的

20、缺點，并進一步提高脫硫效率而發(fā)展起來的。要先用堿金屬鹽類如鈉鹽的水溶液吸收SO，然后在另2一個石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石吸收SO的吸收液再生，再生的吸收液返回吸2收塔再用。而SO還是以亞硫酸鈣和是高的形式沉淀出來。由于其固體的產(chǎn)生過2程不是發(fā)生在吸收塔中的，所以避免了石灰石石灰法的結(jié)垢問題。雙堿法比傳統(tǒng)的濕法脫硫有以下優(yōu)點：（1）以鈉堿作為吸收劑，系統(tǒng)一般不會產(chǎn)生沉淀物；（2）吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在脫硫塔以外，避免了塔德堵塞和磨損提高了運行可靠性，降低了操作費用（3）鈉基吸收液吸收SO速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫率。2缺點是：NaSO氧化副反應(yīng)產(chǎn)物NaSO較難再生，需不

21、斷的補充NaOH或NaCO而32423增加堿的消耗量。另外，NaSO的存在也將降低石膏的質(zhì)量。24總之，雙堿法脫硫技術(shù)是國外運用的成熟技術(shù)，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術(shù)，具有廣泛的市場前景。經(jīng)過多方面的比較我們選用雙堿法作為最終的脫硫工藝。2基本參數(shù)計算煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算煙氣流量的確定以1kg煤燃燒為基礎(chǔ)組分重量(g)摩爾數(shù)(mol)需氧量(mol)產(chǎn)物量(mol)C65054.16754.16754.167H40401020O231.438-0.719N70.5S341.1.1.HO21005.5565.556灰分14揮發(fā)分86標準狀態(tài)下理論需氧量為:54.167+10

22、-0.719+1.=64.511mol/kg標準狀態(tài)下理論N量：因為空氣中N：03.76：l所以標準狀態(tài)理論N量為:222264.511X3.76=242.5614mol/kg標準狀態(tài)下理論產(chǎn)物量：54.167+20+1.+5.556=80.786mol/kg標準狀態(tài)下理論煙氣量=理論N量為+產(chǎn)物量=242.5614+80.786=323.34742mol/kg標準狀態(tài)下理論空氣量：64.511X4.76=307.0724mol/kg標準狀態(tài)下實際空氣量二標準狀態(tài)下理論空氣量Xa(空氣過剩系數(shù)=1.2)=307.0724X1.2=368.487mol/kg標準狀態(tài)下實際干煙氣量=標準狀態(tài)下理論

23、煙氣量+標準狀態(tài)下過剩空氣量=標準狀態(tài)下理論煙氣量+(標準狀態(tài)下實際空氣量-標準狀態(tài)下理論空氣量)22.4=323.3474+368.487-307.0724=384.76mol/kg=384.76X=8.6ms/kg1000水分含量=12.966X8.9375X22.4181000=0.14ma/kg標準狀態(tài)下實際濕煙氣量Q二標準狀態(tài)下實際干煙氣量+水分含量y=8.6+0.14=8.74m3/kg煙氣濃度的計算Q=Q$xW=8.74x350=3059mg/h標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度C二A(kg/m3)Q式中:Q標準狀態(tài)下實際煙氣量,m3/kg；yA煤中不可燃成分的含量（此處lkg煤中含A140

24、g）d排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)，%。ShC=16%x14=2.56xlO3mg/m38.742.1.3二氧化硫濃度的計算標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算C-2Sx106(mg/m3)SO2QY式中:Q標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量,m3/kgYS煤中可燃硫的質(zhì)量分數(shù)，%。CSO二2x0.034x106=7.78X103mg/m328.742.2除塵及脫硫效率的計算2.2.1二氧化硫及煙塵排放量的確定首先確定煙囪高度通過煙囪高度確定污染物排放量。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)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（表2）確定煙囪的高度。表2鍋爐煙囪高度表鍋爐總額

25、定出力/（t/h）1122661010202635煙囪最低高度/m202530354045由于本設(shè)計中鍋爐的的總定額出力為2t,所以煙囪的高度為為30m，本方案設(shè)計中選煙囪的高度為30m，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，其排放標準值按50%執(zhí)行，本設(shè)計中煙囪高的未達到標準則按排放標準的50%執(zhí)行，且鍋爐大氣污染排放標準（GB13271-2001）中二類區(qū)執(zhí)行標準為：煙塵濃度排放標準（標準狀況下）：200mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀況下）：900mg/m3則，設(shè)計中煙塵濃度排放標準（標準狀況下

26、）：100mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀況下）：450mg/m32.2.2效率的計算（100、煙塵去除效率為：n二1x100%二96.09%（2560丿（450脫硫效率：n二1上匕X100%=94.22%I7780丿3袋式除塵器的選型與計算3.1袋式除塵器的選型3.1.1清灰方法的選擇與比較袋式除塵器清灰方法有手工清灰、機械清灰和脈沖噴吹清灰等幾種。手工清灰方式適用于煙氣量比較小的除塵設(shè)備的青灰，并且清灰的周期不易確定，并確人為清灰存在一定的安全隱患，所以在這里我們不選用該清灰方式。振動清灰方，利用機械裝置陣打或搖動懸吊濾袋的框架，使濾袋產(chǎn)生振動而清落灰塵，圓袋多在頂部施加振動，使之產(chǎn)生垂

27、直的或水平的振動，或者垂直或水平的兩個方向同時振動，施加振動的位置也有在濾袋中間的位置的.由于清灰時粉塵要揚起,所以振動清灰時常采用分室工作制，即將整個除塵器分隔成若干個袋室,順次地逐室進行清灰，可保持除塵器的連續(xù)運轉(zhuǎn)進行清灰的袋室，利用閥門自動地將風流切斷，不讓含塵空氣進入.以頂部為主的振動清灰，每分鐘振動可達數(shù)百次,使粉塵脫落入灰斗中。振動清灰方式的機械構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)可靠，但清灰作用較弱，適用于紡織布濾袋。脈沖噴吹清灰方式，即固定濾袋用的多孔板（花板）設(shè)在箱體的上部，在每排濾袋的上方有一噴吹管，噴吹管上對著每一濾袋的中心開一壓氣噴射孔（嘴）噴吹管的另一端與脈沖閥、控制閥等組成的脈沖控制系統(tǒng)

28、及壓縮空氣儲氣罐相連接，根據(jù)規(guī)定的時間或阻力值，按自動控制程序進行脈沖噴吹清灰。濾袋多采用外濾式，側(cè)設(shè)支撐骨架，粉塵被捕集而沉降在濾袋的外側(cè)的表面。清灰時的一瞬間，當高速噴射氣流通過濾袋頂端時，能誘導幾倍于噴射氣量的空氣，一起吹向濾袋部，形成空氣波，使濾袋由上向下產(chǎn)生急劇的膨脹和沖擊振動，產(chǎn)生很強的清落粉塵的作用。脈沖周期可以調(diào)整，一般為1分鐘到幾分鐘。根據(jù)脈沖噴吹氣流與凈化氣流的流動方向，有順噴式、逆噴式和對噴式三種方式。順噴式為兩種氣流方向一致，凈化后清潔空氣由濾袋底部排出：對噴式實際是把濾袋分為兩部分，一半對噴，另一半順噴。在噴吹時，被清灰的濾袋不起捕塵作用，因噴吹時間很短，且濾袋是一排

29、一排第一次進行噴吹清灰，幾乎可以把捕塵作業(yè)看作是連續(xù)進行的，因此可以采取分室結(jié)構(gòu)進行離線清灰，也可以不分室進行在線清灰。脈沖清灰作用較強，清灰效果較好，可提高過濾風速。其強度和頻率都是可以調(diào)節(jié)的，清灰作用于大氣壓文氏管構(gòu)造以及射流中心線和濾袋中心線是否一致等因素有關(guān)。濾袋較長時，使用較好的噴吹裝置同樣可以獲得良好的清灰效果。由于清灰作用強，對于粘類濾料也是有效的。氈類濾料的使用也開始廣泛起來。氈類濾料，從微觀角度來看，整體都可，用于有效過濾，所以，其表觀過濾速度可比紡織布高，從而使裝置小型化。而且脈沖噴吹清灰的清灰過程不中斷濾料工作，能實現(xiàn)粘附性強的粉塵脫落，清灰時間間隔短，可選用較高的過濾速

30、度。所以在本方案設(shè)計中選用脈沖噴吹式帶式除塵器。3.1.2濾料的選取由于鍋爐出口處煙氣溫度為160C，要求填料有較高的耐高溫性能和耐氧化性能，綜合各方面因素和比較我們篩選出兩種濾料可以滿足本方案設(shè)計的要求，它們的詳細資料如下：表3濾袋性質(zhì)種類性能名稱密度g.cm3使用溫度耐熱性抗拉強度/MPa斷裂延伸率/%耐磨性耐腐蝕性可燃性最髙最低干熱濕熱有機酸無機酸堿合成纖維聚四氟乙烯2.3280300BB3313BAAA無機纖維玻璃纖維2.54315AA14515835EAAB不燃通過參考各種相關(guān)資料和綜合分析，由于聚四氟乙烯價格較貴，雖然它和玻璃纖維一樣能滿足本方案要求，但為了節(jié)省資金我們最終選用玻璃

31、纖維作為袋式除塵器的濾料。濾袋形狀及進氣方式的選擇濾袋形狀的選擇濾袋按形狀可以分為圓袋式除塵器和扁袋式除塵器兩種。圓袋式除塵器：直徑一般為120300mm，高度一般為23m。長徑比一般為1025，最大可以達到40，濾袋長徑比和過濾風俗有關(guān)，可以按下表選用表4過濾風速選取表過濾風速/(m/min)1.5濾袋長徑比(e/d)一30一2599.50.61.245488過濾風速(m3/min)氣源壓力(kPa)濾袋規(guī)格(長X寬X高)(mm)脈沖控制儀表最大外形尺寸(長X寬X高)(mm)設(shè)備質(zhì)量(kg)252940120X2500電控或1800X1400X1370.70表6LSB48T、1/A型脈沖袋式

32、除塵器的外型尺寸（mm）ABeDLEaXb=ca1b1164013603803001720150016X100=1600110120A1B1E1yxFaXb=c222hA216801600120384110014X100=1400119220B2E2A3B3E3aX81aXb=c333a215095436356100362X100=200204填料塔的計算由前面的計算SO2的體積分數(shù)為0.0023,可知用純水吸收氨的方式在此不再適用，所以需用化學吸收的方法來處理廢氣中的SO2，常用的化學吸收方法有雙堿法、石灰石吸收法、氫氧化鎂洗手法等在綜合考慮各種因素的前提下,本方案選用雙堿法處理廢氣中的SO

33、2又本方案進入填料塔時溫度圍為60C80C，計算時全部按70C時溶液的相應(yīng)參數(shù)來算對低濃度吸收過程，選用5%的NaOH作為吸收劑?；旌蠚怏w的黏度可近似取為煙氣空氣的黏度。綜合考慮實驗條件的要求，本方案采用金屬鮑爾環(huán)（亂堆）做填料，其基本性能參數(shù)如下：表7填料性質(zhì)金屬鮑爾環(huán)實際尺寸比表面積空隙率堆積密度填料因子關(guān)聯(lián)系數(shù)38mm38x38x0.86=130m2/m3=0.95m3/m3P=379Kg/m2B=92/mA=0.1K=1.754.1基本參數(shù)煙氣和5%的NaOH溶液在70C的物性常數(shù)如下:煙氣：P-1.076kg/m3NaOH溶液：P=1050kg/m3L卩=40.41x10-5PasL

34、SO2在堿液中的擴散系數(shù)為：D二1.47X10-5cm3/s二5.29x10-6m2/h2L煙氣的流量為Q二5617.92m3/h，本方案要求煙氣中SO2的去除效率為93%，計算時按去除效率為95%算混合氣體的黏度近似取70C時的空氣密度卩二40.61x10-5Pa-s二1.462Kg/(m-h)查手冊SO空氣中的擴散系數(shù)D二0.108cm2/s二0.039m2/h2V4.1.1物料衡算衡算式：V(Y-Y)=L(X-X)12127.78y=x22.4x0.001=0.00272164y=y(l-95%)=0.00272X(1-95%)=0.00013621對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成為X=

35、02惰性氣體流量V二0.918x3600X(1-0.00272)=147.135kmol/h22.4Y=y/(1-y)=0.00272/(1-0.00272)=0.00273111Y=y/(1-y)=0.000136/(1-0.000136)=0.000136222查得總壓101.3KPa,溫度293K條件下SO在水中2亨利系數(shù)E=3.55X103KPa相平衡常數(shù)m=f二氓晉=3504溶解度系數(shù)H=0.0156kmol/m3KPa最小液氣比minY0.00272-0.000136-X0.00272=33.2935.04-0取操作液氣比V=1，6()mm=L6x33.29=53-26由V(Y-Y

36、)12=L(X-X)知12X=X+-(Y-Y)=12L12=4.85x10-50+(0.002720.000136)+53.26進塔惰性氣體的氣體流量為：2731V=5617.92XXX(1-0.00272)=233.14(kmol/h)29322.4L二53.26V二12417.04Kmol/h4.2填料塔工藝尺寸的計算u2lgL(亠g塔徑的計算匕)卩2=A-K(H比);PLUPLVL由前面填料的選取可知A=0.1,K=175氣相質(zhì)量流量：U=5617.92X1.076=604488kg/hL液相質(zhì)量流量：U二LXM=12417.04X18=223506.72kg/hVVlgL(f)(_!1

37、L)(10Z6_)0.40612=0.1-1.75(223506.72)t(1：076)89.810.95310506044.881050得：u=2.38m/sf因為u的圍是(0.5-0.85)故取u=0.8u二0.7u二0.8x2.38二1.90m/sf；4X561792/3600二1.05m3.14x1.90塔徑圓整：得D=1.1m泛點率校核u=1.64m/s5617.92/36000.785x1.12所以：r=繪=0.69在允許圍(0.5-0.8)f填料規(guī)格校核D=1.1X103=28.958符合要求d38液體噴淋密度校核，D900mm，公稱尺寸為50mm因為填料的直徑為38mmU符合要

38、求0.785xD20.785x1.12min經(jīng)以上校核可知：填料塔直徑D=1100mm合理。填料層高度的計算氣相總傳質(zhì)單元數(shù)的計算脫吸因數(shù)為S=mV=1372=0.2576L53.26氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：1Y-Y用1000272-01N二一InL(1-S)2+SJ=InL(1-0.2576)+0.2576J=3.66og1-SY-Y羽1-0.25760.00272x5%-0224.2.2.2氣相總傳質(zhì)單元高度的計算氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計算awat=1-expl-1.45(-)0.75(oLU)0(a卩tLU2aL_tP2gL)-0.05(U2LPoaLLt)0.2查表得：o=

39、75dyn/cm=75x12960kg/h2=972000kg/h2c液體質(zhì)量通量為：U=224.10 x1050=235305kg/(m2-h)Law=1-exp-1.45(922000)0,5(235305)0.(2353052x130)-0.05(竺竺)0.2at940896130 x1.4610502x9.811050 x940896x130=0.7300氣膜吸收系數(shù)由下式計算：k=0.237(二)0.7(上一)1(化)ga卩pDRTtvvV氣體質(zhì)量通量為：U=5617.92x1.076=6364.04kg/(m2-h)v0.785x1.12=0.0503kmol/m2-h-KPak=

40、0.237(6364.04)0.7(0)3(130 x.039g130 x0.0651.076x0.0398.314x(273+70)液膜吸收系數(shù)由下式計算：k=0.0095(-LaUWL1.46x1.27x10s1()310502U丄Ug丄)3(L)-2(l!)3=0.0095(PDPLLL21.46丄0.7300 x130 x1.46)3(1050 x5.29x10-6)22353051.46=4.6795m/h查資料知ka=kGGa屮1.1ka=ka屮0.4wLLw且鮑爾環(huán)的形狀系數(shù)為屮=1.45ka=0.0503x0.7300 x130 x1.451-1=7.1835Kmol/(m3-

41、h-Kpa)Gka=4.6795x0.7300 x130 x1.45o.4=515.2439/hL因為u=0.690.5所以：kGa及kGa需校核，校核公式如下:ka=1+9.5(上-0.5)1.4ka=丄+9.5(0.69-0.5)417.1835=8.6573Kmol/(m3-h-Kpa)GuGka=1+2.6(丄-0.5)2.2ka=丄+2.6(0.69-0.5.24515.2439=549.9371/hL則：Ka=G111+Hka1+8.65730.0156x549.9371=3.3026Kmol/m3-h-KPa則：HOG233.14=0.9689mKa0KaPG3.3026x101

42、.3x0.785x1.12YG4.5.2.2填料層的高度計算Z=HxN=9689x3.66=3.55mOGOG取安全系數(shù)取1.5則填料層高度為Z=1.5Z=1.5x3.55=5.33m取實際填料層高度為Z=6mh對于鮑爾環(huán)填料層高與塔徑之比一=510，且hmaxhmaxD所以填料塔不需分層。4.6填料層壓降的計算采用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降圖1填料泛點氣速通用關(guān)聯(lián)圖煙氣、吸收劑的質(zhì)量流速計算：%=5617.92XPg=5617.92X1.076=6044.9Kg/hW二LX18.02=12417.04X18=223506.72Kg/hL關(guān)聯(lián)圖橫坐標：Pl=1050k/m3WLWVPL223506.

43、726044.9x(1076)o.5二1.18361050縱坐標為：P卩02二PLL1.92x114x1.45x9.811cnx1.462二0.006721050由橫縱坐標查得壓降在15-20mmHg之間，用插法求得壓降為16mmHg即坐X9.81=16X9.81=156.96Pa/mZ填料層壓降為Ap=156.96x9=941.76Pa4.7附屬裝置的選擇液體分布器選取為了有效地分布液體，需在塔頂安裝噴淋裝置，安裝高度一般高于填料層150300mm以上，以提供足夠的自由空間，使上升氣流不受約束的穿過液體在分布器。液體在分布器的一般要求是：液體分布均勻，自由截面大，操作彈性好（即使用的流量圍廣

44、），不宜堵塞，拆裝方便等。液體再分布裝置可以分為管式噴淋器、盤式噴淋器、蓮蓬頭式噴淋器和沖擊式噴淋器等幾種。盤式噴淋器和蓮蓬頭式噴淋器雖然結(jié)構(gòu)簡單，液體通過時阻力較小分布較均勻，但其分布盤適用填料塔的公稱直徑都不能大于1000mm所以在此我們不選用此兩種噴淋器。沖擊式噴淋器的最大優(yōu)點是噴灑半徑大（最大可達3m）,液體流量大，約為50200m3/h，結(jié)構(gòu)簡單不會堵塞但缺點是改變液體流量或壓頭時會影響噴灑半徑，因此鑒于煙氣流量隨鍋爐中燃料的添加不同而不同（即操作條件不穩(wěn)定），在這里我們也不選用它。管式噴淋裝置由其結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝方便，并且環(huán)式噴淋塔可用于直徑在1200mm以下的塔.由于環(huán)式噴灑

45、塔呈環(huán)狀，液流比直觀式的各種噴灑器要均勻,所以在本方案設(shè)計中選用環(huán)式噴灑器。除霧器的選擇除霧器主要是由絲網(wǎng)、絲網(wǎng)格柵組成絲網(wǎng)塊和固定絲網(wǎng)塊的支承裝置構(gòu)成，絲網(wǎng)為各種材質(zhì)的氣液過濾網(wǎng)，氣液過濾網(wǎng)是由金屬絲或非金屬絲組成。除霧器用于分離塔中氣體夾帶的液滴，以保證有傳質(zhì)效率，降低有價值的物料損失和改善塔后壓縮機的操作，一般多在塔頂設(shè)置除霧器。可有效去除3-5um的霧滴，塔盤間若設(shè)置除沫器，不僅可保證塔盤的傳質(zhì)效率，還可以減小板間距。所以除霧器主要用于氣液分離。亦可為空氣過濾器用于氣體分離。此外，絲網(wǎng)還可作為儀表工業(yè)中各類儀表的緩沖器，以防止電波干擾的電子屏蔽器等。濕法脫硫，吸收塔在運行過程中，易產(chǎn)生

46、粒徑為10-60微米的“霧”，“霧”不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、S02等。如不妥善解決，任何進入煙囪的“霧”，都會對煙囪造成損壞。所以在填料塔上方安置除霧器。選用絲網(wǎng)除霧器，采用頂層安裝方式。液體再分布器的選取由于填料層高超出了所選填料鮑爾環(huán)的單層填料高度，所以將其分為兩層，這樣中間就要放置液體再分布器，以保證液體在填料塔分布均勻。選用錐形再分布器，其結(jié)構(gòu)簡單而且能達到使液體均勻分布的目的。5管徑的確定d=:腔(m)兀xv式中：Q工況下管道下的煙氣流量m3/sv煙氣流速m/s(對于鍋爐煙塵v=1015m/s4x5617.92/3600取v=12m/s，則d=0.407m兀x12圓整并選

47、取風道表9鋼制板風管夕卜徑D/mm外徑允許偏差/mm壁厚/mm410土11.5徑d=4102X1.5=407mm1由公式d二:-4Q計算出實際煙氣流速v=/3=4X5617.92/3600=l2.00m/s兀xv兀d2兀x0.4072所以經(jīng)校核后所選410mm徑的管道可用，所以管道的直徑是410mm6系統(tǒng)阻力的計算6.1摩擦壓力損失根據(jù)流體力學原理，氣體在管道均勻流動時，圓形管道單位長度的摩擦壓力損失按下式計算：Ap=XL叱)Ld2式中：L管道長度，m；d管道直徑，m；v管道氣流的平均流速，m/s；P煙氣的密度，kg/m3；入摩擦阻力系數(shù)；由題目要求可知，管道總長為100m,管道材料選用新的無

48、縫鋼管，其s=0.1mm0.2mm,所以直觀阻力損失計算過程如下：由于系統(tǒng)摩擦阻力系數(shù)不知道,要求入，須先求出雷諾數(shù)6.2雷諾數(shù)的計算dupRe=d管道直徑，mU煙氣流速，m/sP液體的密度；kg/m3dupRe=液體的粘度=1.18x1070.41x12.00 x977.840.61x10-5又管徑為420mm,s=0.1mm0.2mm在此取其為0.15mm所以：L=匹=0.0037d410查以下莫狄圖譏單*Q.磁】i$ones0.MA-hJlif霊-X圖2莫狄圖由莫狄圖可得液體的摩擦阻力系數(shù)為九=0.0156.3摩擦壓力損失的計算Ap赫L心=0.015x匹x匚076X12.02=283.4

49、3PaLd20.412所以直管的阻力損失為283.43Pa6.4彎頭的阻力損失Ap二蘭(Pa)2式中異性管件的局部阻力系數(shù)可在有關(guān)手冊中查到或通過實驗獲得。V液體在管道的平均流速；m/s由題目要求知道，管道上共有10個彎頭所以：彎頭上總的阻力損失為Apxx10=0.75x120 x10=540.0Pa226.5管道上漸擴管的阻力損失漸擴管共有兩個:分別設(shè)在袋式除塵器進口和出口處其阻力計算方法和彎頭的計算方法一樣;0.4120.32所以：漸擴管A】=3.14x4=0-1385m2A?=3.14x；=0.07065m2A=0.5,查表可得弋=0.25A2u212.002h=gx=0.25x=18.

50、00Paf226.6系統(tǒng)總阻力的計算由前面計算可知：脈沖式袋式除塵器的阻力損失圍為：0.6-1.2KPa;在這里取其大小為0.8KPa填料塔總的阻力損失為941.76Pa所以：系統(tǒng)總的阻力損失為：Ap=941.76+540.0+800+2173.09=4454.85Pa7風機和電動機的選擇與計算m3/h)7.1標準狀態(tài)下的風機風量的計算Q=1.1Qxy273+t101.325px273B式中：1.1風量備用系數(shù);Q標準狀態(tài)下風機前表態(tài)下風量，m3/h；t風機前煙氣溫度，oC，若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫P度；B當?shù)卮髿鈮海琍a。由前面計算知道Q=5781m3/h;t=700C；pB=101

51、.325KPa273+70101.3253/1Qy=1.1x5617.92xx=7764m3/h273101.3257.2風機的選擇有風機的流量和系統(tǒng)總的壓力損失;通過參看相關(guān)大氣污染控制手冊；本方案選擇了離心式通風機，其型號是：4-47-4.5；其結(jié)構(gòu)性能如表10：表10風機性能傳動方式轉(zhuǎn)速r/min全壓/Pa風量m3/h電動機型號KW地腳螺栓(四套)A2900253025301667YS2B351322M10X220由于全過程中壓力損失為4454.85Pa,風量大小及壓力損失都不能滿足計算出的5617.92m3/h的要求，所以共選該型號風機為3臺。8煙囪的設(shè)計.1煙囪高度的計算根據(jù)鍋爐的蒸

52、發(fā)量(t/h),然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(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)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：Q=CV(T-T)hposa=1.38X0.918X(16020)=177.36KWQ煙囪的熱排放hC標況下的煙氣平均比定壓熱容，取Cp=1.38kg/m3KpV標準狀態(tài)下的煙氣排放量m3/soT煙氣出口溫度sT當?shù)刈罱?年平均氣溫值K=273+20=293Ka由于177.36KW2100KW，則Ah二2x】5VsD+叫V煙率出口速度m/ssD煙囪出口徑mQ煙囪的熱排放率hu一煙囪出口的環(huán)境平均風速m/s，取2.5m/sVs二Q二竺注A3.14x0.712=2.32m/sAh二2x15x2.39x0.71+0.01x177.3623=3.3m煙囪總高度H為：H=H+Ah=33.3ms8.1.2煙囪直徑的計算煙囪出口徑可按下式計算d廣.188m)式中：Q通過煙囪的總煙氣流量，m3/