大氣污染控制設(shè)計(jì)

目錄一．課程設(shè)計(jì)的目的及要求二．凈化系統(tǒng)方案的介紹及確定二．凈化系統(tǒng)方案的介紹及確定三．除塵器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算五．除塵器主體設(shè)備設(shè)計(jì)六．脫硫凈化塔主體設(shè)備設(shè)計(jì)八．管網(wǎng)布置及計(jì)算九．風(fēng)機(jī)和電機(jī)計(jì)算與選擇十.設(shè)計(jì)總結(jié)七．煙氣脫硫凈化輔助設(shè)備計(jì)算及選型七．煙氣脫硫凈化輔助設(shè)備計(jì)算及選型一.參考文獻(xiàn)一.課程設(shè)計(jì)目的與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)的內(nèi)容，并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行進(jìn)化系統(tǒng)實(shí)際的初步能力。通過設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，陪養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。設(shè)計(jì)要求⑴工藝條件及數(shù)據(jù)鍋爐型號(hào)：SZL4-13型，共4臺(tái)（2.8MWX4）設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h（臺(tái)）排煙溫度：160°C；煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：a=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa冬季室外空氣溫度：-1C空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.01293kg/m3（2）.燃料成分及組成煤的工業(yè)分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=1% Oy=5%NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%⑶.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中一類區(qū)II時(shí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。即：煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：80mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側(cè)15m處，有一塊長(zhǎng)18米、寬12米的空地，擬將凈化系統(tǒng)安置此處。二．凈化系統(tǒng)方案的介紹及確定本設(shè)計(jì)為某公司燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫除塵工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中要除去煙氣中的塵粒，脫去燃燒產(chǎn)生的有害氣體SO。要去除排煙中占煤中16%不可燃飛灰需要通過除2塵器去除，而煤燃燒過程產(chǎn)生的SO氣體由吸收塔吸收完成。燃燒出爐的煙氣經(jīng)2過冷卻器降溫，再由引風(fēng)機(jī)把煙氣引入到除塵器中除塵。除塵后的氣體由塔底進(jìn)入噴淋塔，噴淋塔內(nèi)用配制好的石灰石或石灰漿液由離心泵送往噴淋塔右側(cè)的吸收部位洗滌含SO的煙氣，洗滌進(jìn)化后的煙氣經(jīng)除霧和加熱后排放。脫硫部分由2塔底進(jìn)入脫硫循環(huán)槽二次使用或固液分離，分離有價(jià)值物質(zhì)。SO的吸收主要采2用石灰石/石灰石法濕法煙氣脫硫技術(shù)和雙堿法煙氣脫硫技術(shù)，通過化學(xué)反應(yīng)將SO固定。由于SO屬于酸性氣體，與配制好的堿性溶液氣液采用逆流流動(dòng)，增大22接觸面積。吸收劑由離心泵吸取循環(huán)往復(fù)使用。煙氣脫煙塵硫除塵工程設(shè)計(jì)工藝流程圖如1號(hào)圖紙上。三．除塵器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量Q'=4.76(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)(m3/kg)a=4.76(1.867X68%+5.56X4%+0.7X1%_0.7X5%)=6.968(m3/kg)2.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(設(shè)空氣含濕量12.93g/m3)Q'=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q'+0.79Q'+0.8NYsaa(m3/kg)=1.867(68%+0.375X1%)+11.2X4%+1.24X6%+0.016X6.968+0.79X6.968+0.8X1%=7.425(m3/kg)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Q=Q'+1.016(a-1)Q'(m3/kg)sss=7.425+1.016(1.4-1)X6.968=10.257(m3/kg)

注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q以ms/h計(jì)，因此Q=QX設(shè)計(jì)耗煤量=10.257X600X4=24616.8血巾）.S標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度d-AyC二一sh Qs=16%X15%/10.257=0.00234kg/m3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算CSOCSO2x106(mg/m3)=2X1%/10.257X106=1950mg/m3四．除塵脫硫的工藝計(jì)算除塵脫硫的物料平衡計(jì)算對(duì)于本次除塵脫硫工藝采用濕法脫硫，采取先除塵再脫硫的處理過程。即鍋爐煙氣f除塵系統(tǒng)f脫硫系統(tǒng)f煙囪。物料衡算：粉塵入口濃度2340mg/m3物料衡算：粉塵入口濃度2340mg/m3f除塵系統(tǒng)f出口濃度80mg/m3（標(biāo)態(tài)）除塵效率=1-80/2340=96.58%除塵量=(2340—80)X24616.8X10-6=55.6kg/hSO?入口濃度1950mg/m3脫硫系統(tǒng) ff出口濃度900mg/ms(標(biāo)態(tài))脫硫效率=1-900/1950=53.84%脫硫量二（1950-900）X24616.8X10-6=25.85kg/h計(jì)算結(jié)果示于下圖：鍋爐計(jì)算結(jié)果示于下圖：鍋爐C=1950mg/m3SO2除塵C=80mg/m煙氣C=2340mg/m3TSP系 >統(tǒng)除塵系 >煙囪排氣統(tǒng)C=900mg/m3SO!!粉塵55.6kg/h 回收SO25.85kg/h2除塵器的選擇根據(jù)對(duì)除塵效率要求高,廠房面積收限制,氣體含塵濃度及氣體處理量，對(duì)比綜合考慮，所以采用脈沖袋式清灰除塵器。袋式除塵器的設(shè)計(jì)⑴選定除塵器的形式，濾料，及清灰方式：對(duì)除塵效率要求高，氣體含塵濃度及氣體量有要求的情況下，采用脈沖清灰。氣體的溫度為433K，超過410K，但低于530K時(shí)，選用玻璃纖維濾袋。⑵計(jì)算過濾面積：根據(jù)含塵濃度，濾料種類，及清灰方式等，即可確定過濾氣速v，并得出總過濾面積。A=q/60vvf=24616.8/(60X3)=136.76m2式中：q 與處理的煙氣量，m3/hv———脈沖噴吹清灰：v=2.0?4.0m/minf

五．除塵器主體設(shè)備設(shè)計(jì)圖11-9脈沖袋式除塵器除塵原理圖1一進(jìn)口辛2—中鄙箱休13—憶袋=4—文氏管；5—上箱體16—排汽口：7-ft^B：&一噴吹管】9空氣包』10—#沖閥學(xué)11—K制閥；12—脈仲隹制13—集塵斗丄14一泄塵閥1?濾袋的尺寸：?jiǎn)蝹€(gè)濾袋直徑：D=200?300mm，取D=200mm單個(gè)濾袋長(zhǎng)度：L2?12m，取L=4m濾布長(zhǎng)徑比一般為5?40,L/D=20濾袋面積a=nDL=3.14X0.2X4=2.5m2濾袋條數(shù)：n=A/a=136.76/2.5=54.7~55

4.濾袋的布置按矩形布置：a.濾袋分5組；每組11條；組與組之間的距離：250mm組內(nèi)相鄰濾袋的間距：70mm濾袋與外殼的間距：210mm袋式除塵器的尺寸計(jì)算得：寬d=3320mm高h(yuǎn)=4000mm長(zhǎng)=1520mm。六．脫硫凈化塔主體設(shè)備設(shè)計(jì)噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算1?假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為80C，壓力為120KPa,則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為:K—除塵前漏氣系數(shù)，0?0.1；代入公式得：Q=24616.8/3600X(273+80)/273X101.324/120X(1+0.06)v=8m3/s噴淋塔徑計(jì)算依據(jù)NOH煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)煙氣流速v4ms,a則噴淋塔截面A為：A=Q/V=8/4=2m2v則塔徑d為:D=V(4A/n)二V(4X2/3.14)=1.6m取塔徑D=2000mm噴淋塔高度計(jì)算噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(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(shí)間t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為：=4x4=16m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(3.4?3.5)m。則取除霧區(qū)高度為：H 3.5m2漿池高度漿池容量V按液氣比漿液停留時(shí)間t確定：11殲二工/GxQ恣］式中：LG—液氣比，取18Lm3；Q—標(biāo)況下煙氣量，m3：h；t—漿液停留時(shí)間，s；1一般t為4min~8min，本設(shè)計(jì)中取值為5min，則漿池容積為：1V=18X10-3X24616.8X5/60=37m3選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D,本設(shè)計(jì)中選取的漿池直徑為D=4m00然后再根據(jù)V計(jì)算漿池高度：1h=4V/nD20式中：h—漿池高度，m；0V—漿池容積，m3；1D—漿池直徑，m。0h=4X37/(3.14X42)=3m0從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.8-2m。本設(shè)計(jì)中取為2m。噴淋塔高度H=H+H+h=16+3.5+3=22.5mt120七．煙氣脫硫凈化輔助設(shè)備的計(jì)算及選型煙囪的設(shè)計(jì)煙囪高度的確定鍋爐總額定出力/(t.h-1)《11?22?66?810?2026?35煙囪最低高度/m202530354045此鍋爐的總額定出力=24616.8X1.34X10-3=32.99t.h-i故初步確定煙囪最低45m.煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算iQd=0.0188 (m)=0.0188/(24616.8/15)=0.76(m)式中 Q——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；v——按下表選取的煙囪出口煙氣流速，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)1?204?5自然通風(fēng)6?102.5?3

煙囪底部直徑d二d+2?i?H(m)12=0.76+2X0.025X45=3.01(m)式中d——煙囪出口直徑，m；2H煙囪咼度，m；i——煙囪錐度，通常取i=0.02?0.03。煙囪的抽力S二0.0342HY1273+7"K=0.0342X45(1/(273+20)-1/(273+160))X97.86X103=166.2Pa式中 H——煙囪高度，m；t——外界空氣溫度，°C；Kt――煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，C；pB——當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。煙囪的阻力煙囪采用鋼管，其阻力可按下式計(jì)算：(4-5)式中：九——摩擦阻力系數(shù)，無量綱;管內(nèi)煙氣平均流速，ms；P 煙氣密度，kgm3;l——煙囪的高度m；d 管道直徑m；已知鋼管的摩擦系數(shù)為0.02，所以煙囪的阻力損失為：△P=0.02X45X15X15X1.34/(2X1.89)=52.7Pam八．管網(wǎng)布置及阻力計(jì)算1.管徑的確定I4Qd=—(m)兀u=V(4X24616/3.14X13X3600)=0.86(m)實(shí)際情況取D=860mm式中： Q――工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s；v――煙氣流速，m/s,(可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙塵v=10?15m/s)。系統(tǒng)阻力的計(jì)算⑴直管沿程損失取L=15m，對(duì)于圓管ap赫L巴2Ld2△P=0.02X15/0.86X1.34X132/2=40PLA⑵局部壓力損失90。彎頭，g=0.23△P=0.23X1.34X132/2=26PA11個(gè)彎頭△P'=11AP=11X26=286PA系統(tǒng)總阻力：AP、=52.7+40+286=378.7Pa總九、風(fēng)機(jī)和電機(jī)選擇及計(jì)算1.風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算二1?1Qx273+1 101.325二1?1Qxpx273B=1.1X24616.8X(273+160)/273X101.325/97.86=4.4X104m3/h式中1.1——風(fēng)量備用系數(shù)；Q――標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量，m3/h；t――風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，。C,若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度；PB 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算CA7c)273+1 101.3251.293”、H二1.2EAh—S px x (Pa)y y273+1BpYy=1.2X(378.7-166.2)X(273+160)/(273+20)X101.325/97.86X1.293/1.34=376.5Pa式中1.2 風(fēng)壓備用系數(shù)； 工Ah 系統(tǒng)總阻力，Pa；S 煙氣抽力，Pa；t 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度；yPt——風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，C；yP――標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度，1.34kg/m3.y4-72-11型離心引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)機(jī)號(hào)功率KW轉(zhuǎn)速r/min風(fēng)量m3/h全壓Pa6132900127802680電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算QxHxpN二yy （kw）e3600xlOOOq12=4.4X104X376.5X1.3/（3600X1000X0.6X0.9）=10.8kw式中QY 風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h；HY——風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa；n――風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率（一般風(fēng)機(jī)為0.6,高效風(fēng)機(jī)約為0.9）；1n 機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接傳動(dòng)時(shí)n=1,用聯(lián)軸器連接22時(shí)n=0.95?0.98，用V形帶傳動(dòng)時(shí)n=0.95；22B 電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，B=1.3。電動(dòng)機(jī)選擇為：型號(hào)JO-52-2，功率13kw2九.設(shè)計(jì)總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，熟悉了除塵脫硫工藝的一般基本步驟。認(rèn)識(shí)了除塵機(jī)械的選擇計(jì)算方法，對(duì)各種類型除塵器有了大致了解和掌握。在脫硫方面，脫硫塔的選擇也是甚多，具體選擇要看具體環(huán)境條件的取舍。包括脫硫的方法，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，更重要的選擇是依據(jù)高效的節(jié)能降耗減污增效來脫硫處理。選擇其輔助設(shè)備也是能夠達(dá)到節(jié)能降耗減污增效的目的。整個(gè)選擇一起的過程中主要通過計(jì)算數(shù)據(jù)作為依據(jù)。通過本次設(shè)計(jì)，使所學(xué)的知識(shí)