DG12039型火電廠鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣噴霧干燥法脫硫和袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...1緒論噴霧枯燥法脫硫技術(shù)是20世紀(jì)80年代迅速開(kāi)展起來(lái)的一種半干法脫硫工藝。噴霧枯燥法是目前市場(chǎng)份額僅次于濕鈣法的煙氣脫硫技術(shù)，其設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，可使用碳鋼作為構(gòu)造材料，不存在有微量金屬元素污染的廢水。目前，噴霧枯燥法主要用于低硫煤煙氣脫硫，用于高硫煤的系統(tǒng)只進(jìn)展了示范研究，尚未工業(yè)化。1.2工藝流程及設(shè)備噴霧枯燥法的工藝過(guò)程主要包括吸收劑制備、吸收和枯燥、固體廢物捕集以及固體廢物處置四個(gè)主要過(guò)程。1.3煙氣脫硫與枯燥原理當(dāng)煙氣進(jìn)入噴霧枯燥塔后，立即與霧化漿液混合，氣相中迅速溶解于滴狀液體中，并與吸收劑發(fā)生化學(xué)反響。吸收的總反響為：以上反響使氣相中不斷溶解從而到達(dá)脫硫目的，在此過(guò)程中堿性物質(zhì)被不斷消耗，需由固體吸收劑繼續(xù)溶解補(bǔ)充。在石灰枯燥吸收中，煙氣中被吸收，并與漿液反響生成碳酸鈣，從而減少了鈣離子可用性，這個(gè)反響的重要性并未得到充分研究。小試研究說(shuō)明，與反響損失的吸收劑有可能由固體循環(huán)得到回收。1.4特點(diǎn)枯燥速度快。料液經(jīng)離心噴霧后，外表積大大增加，在高溫氣流中，瞬間噴霧枯燥制粒機(jī)就可蒸發(fā)95%-98%的水份，完成枯燥時(shí)間僅需數(shù)秒鐘。采用并流型噴霧枯燥形式能使液滴與熱風(fēng)同方向流動(dòng)，雖然熱風(fēng)的溫度較高，但由于熱風(fēng)進(jìn)入枯燥室內(nèi)立即與噴霧液滴接觸，室內(nèi)溫度急降，而物料的濕球溫度根本不變，因此也適宜于熱敏性物料枯燥1.5凈化效率的影響：影響去除率的工藝參數(shù)包括吸收塔煙氣出口溫度接近絕熱飽和溫度的程度、吸收劑鈣硫比，以及入口濃度。2煤燃燒計(jì)算2.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣體積、二氧化硫及粉塵濃度以1kg煤完全燃燒計(jì)算，則：重量〔g〕摩爾數(shù)〔mol〕需氧氣數(shù)〔mol〕生成物(mol)C60563.3363.33CO2:63.33H804010H2O:20S150.93750.9375SO2:0.9375O301.25-0.625N100.71N2:0.355W802.22A180由上表可得燃煤1kg的理論需氧量為：(2.1)假設(shè)干空氣中氮和氧的摩爾比為3.78，則1kg煤的完全燃燒所需要的理論空氣量：(2.2)實(shí)際空氣量(2.3)則煙氣的組成：CO2:63.33molH2O:20+2.22=22.22molSO2:0.94molN2:73.6433.78+0.355=278.73mol理論煙氣量：(2.4)實(shí)際煙氣量：(2.5)2.2排煙溫度下煙氣體積、二氧化硫及粉塵濃度因排煙溫度為160℃，即。實(shí)際煙氣體積：由得：(2.6)煙氣中SO2的質(zhì)量：(2.7)煙氣中SO2的濃度：(2.8)飛灰率為28%，則粉塵濃度：(2.9)火電廠鍋爐設(shè)計(jì)耗煤量為14t/h，即14000kg/h，則每小時(shí)產(chǎn)煙量：(2.10)3除塵器的選擇3.1除塵效率3.2除塵器的選擇工況下煙氣流量：所以采用脈沖袋式清灰除塵器。3.3除塵器的設(shè)計(jì)3.3.1過(guò)濾面積3.3.2濾袋的尺寸單個(gè)濾袋直徑：，取單個(gè)濾袋長(zhǎng)度：，取濾布長(zhǎng)徑比一般為，3.3.3每條濾袋面積3.3.4濾袋條數(shù)3.3.5濾袋布置按矩形布置：a.濾袋分16組;b.每組17條；c.組與組之間的距離：250mm〔B〕組內(nèi)相鄰濾袋的間距：70mm〔C〕濾袋與外殼的間距：210mm4吸收塔設(shè)計(jì)一般空塔流速為1-5m/s，此處以3m/s設(shè)計(jì)，因計(jì)算脫硫塔高式中，v--煙氣流速。此處取3m/st—吸收反響時(shí)間，一般石灰系統(tǒng)的煙氣脫硫時(shí)間為3—5s，此處取5s進(jìn)展設(shè)計(jì)，則可得其有效高度為：其余設(shè)備按需要選相應(yīng)型號(hào)5煙囪設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)量,且溫度高于周?chē)鷼鉁囟a(chǎn)生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。這相對(duì)增加了煙囪的幾何高度，因此煙囪的有效高度為：式中：H—煙囪的有效高度，m；Hs—煙囪的幾何高度，m；—煙囪抬升高度，m。5.1煙囪的幾何高度的計(jì)算查相關(guān)資料可得燃燒鍋爐房煙囪最低允許高度設(shè)為Hs為60m5.1.1煙氣釋放熱計(jì)算式中：—煙氣熱釋放率，kw；—大氣壓力，取鄰近氣象站年平均值；—實(shí)際排煙量，—煙囪出口處的煙氣溫度，433K；—環(huán)境大氣溫度，K；取環(huán)境大氣溫度=293K，大氣壓力=978.4kPa5.1.2煙氣抬升高度計(jì)算由，可得式中：—系數(shù)，取0.6，取0.4，取0.292，則：則煙囪有效高度5.1.3煙囪直徑的計(jì)算設(shè)煙氣在煙囪內(nèi)的流速為，則煙囪平均截面積為：則煙囪的平均直徑d為：取煙囪直徑為DN1200mm，校核流速v得：5.2煙囪阻力損失計(jì)算煙囪亦采用鋼管，其阻力可按下式計(jì)算：〔4-5〕式中：——摩擦阻力系數(shù)，無(wú)量綱；——管內(nèi)煙氣平均流速，；——煙氣密度，；——管道長(zhǎng)度，m；——管道直徑，m；鋼管的摩擦系數(shù)為0.02，所以煙囪的阻力損失為：6管道設(shè)計(jì)1、管道采用薄皮鋼管，管內(nèi)煙氣流速為，則管道直徑D為：式中——鍋爐出口的煙氣流量；——煙氣流速，煤粉、焦炭粉粒等管道煙氣最低流速為管壁厚度取查《環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》得取管徑為,管壁厚度為的鋼板制風(fēng)管，7.系統(tǒng)阻力的計(jì)算7.1摩擦壓力損失取，對(duì)于圓管工作狀態(tài)下的煙氣密度：7.2局部壓力損失彎頭，40個(gè)彎頭出口前阻力為850Pa，除塵器阻力選1400Pa，脫硫設(shè)備阻力選100Pa8.風(fēng)機(jī)的選擇8.1風(fēng)量的計(jì)算8.2風(fēng)壓的計(jì)算結(jié)合風(fēng)機(jī)全壓及送風(fēng)量，選用型離心引風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)見(jiàn)表3。表3型離心引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)機(jī)號(hào)功率轉(zhuǎn)速流量全壓6C18.528508020~151293364~2452電機(jī)的效率式中；Ne—電機(jī)功率，kW；Q—風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量，m3/h；--通風(fēng)機(jī)全壓效率，一般取0.5～0.7；--機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)于直聯(lián)傳動(dòng)為0.95；—電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3；代入數(shù)據(jù)得：9達(dá)標(biāo)分析9.1從從排放濃度核算在排煙溫度160℃下，SO2的排放濃度，轉(zhuǎn)換為煙囪出口溫度25℃：則設(shè)脫硫效率為95.88％，脫硫后：依據(jù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污工程執(zhí)行，煙塵最高排放標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)700mg/m3，所以本設(shè)計(jì)符合排放要求。9.2從排放速率核算〔1〕二氧化硫的排放速率設(shè)硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的效率為94.92%，則二氧化硫的排放速率為：0.9492×64×14000×0.25×0.8%×=1.7200其為GB16297-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值中二級(jí)排放區(qū)中二氧化硫最高允許排放速率，所以符合要求，設(shè)計(jì)合理?！?〕煙氣的排放速率可得出口濃度為：7.22×〔1-99.9%〕=7.22mg/m3<150mg/m3檢驗(yàn)煙氣排放速率=總煙氣量煙氣出口濃度=(國(guó)標(biāo)中二級(jí)排放區(qū)最高允許排放速率)，所以可得煙氣排放速率也達(dá)標(biāo)，所以設(shè)計(jì)合理。9.3從落地濃度核算地面最大濃度為：本設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(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)新建排污工程執(zhí)行。由鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)〔摘自GB13271—2001〕可查出煙塵最高允許排放濃度為200mg/m3，二氧化硫的最高允許排放濃度為。GB16297-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值中二級(jí)排放區(qū)中二氧化硫最高允許排放速率，比擬得出排放濃度都不超標(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2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下排放。9.4總排放濃度核算煙塵的總排放濃度〔按每年300天計(jì)算〕：國(guó)家規(guī)定的煙塵總排放濃度為，因?yàn)?，所以符合排放?biāo)準(zhǔn)。的總排放濃度〔按每年300天計(jì)算〕：國(guó)家規(guī)定二氧化硫的總排放濃度為，因?yàn)樗圆环吓欧艠?biāo)準(zhǔn)。此方法不適于高硫煤。10心得體會(huì)做學(xué)術(shù)并不辛苦，我覺(jué)得，做課程設(shè)計(jì)是一件很開(kāi)心的事情。在完成每一個(gè)小題目的過(guò)程中，我收獲的不僅僅是對(duì)一個(gè)課程難題進(jìn)展了求解，更重要的是，從提出問(wèn)題、撰寫(xiě)緒論摘要，到查閱相關(guān)文獻(xiàn)，到提出自己的方法，最終撰寫(xiě)論文，這一系列工作的親身體驗(yàn)不同于任何來(lái)自于他人的經(jīng)歷，畢竟，只有真正經(jīng)歷過(guò)，才知道自主學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是什么；自己適合怎樣的研究領(lǐng)域；自己的興趣在哪個(gè)方向；學(xué)習(xí)中的困難與瓶頸在哪里，而樂(lè)趣又在哪里，等等。對(duì)于一個(gè)剛剛起步做課程設(shè)計(jì)的學(xué)生這些體驗(yàn)都是一筆珍貴財(cái)富。我也在完成這些課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，更加堅(jiān)決了自己以后主動(dòng)學(xué)習(xí)的信念。11參考文獻(xiàn)1.郝吉明，馬廣闊.大氣污染控制工程.第二版.北京：高等教育出版社，20022.黃學(xué)敏，張承中.大氣污染控制工程實(shí)踐教