大氣課程設(shè)計(jì)

1設(shè)計(jì)概況1.1設(shè)計(jì)題目DG-220/100型火電廠鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣噴霧枯燥法袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求(1)根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。(3)除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。(4)脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。(5)煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算。(6)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇。(7)根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)、并附明細(xì)表；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面、剖面布置圖假設(shè)干張，并包括系統(tǒng)流程圖一張。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)(1)鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271—2001(摘錄)見(jiàn)表1-1表1-1鍋爐煙塵最高允許排放濃度鍋爐類(lèi)別適用區(qū)域煙塵排放濃度/(mg·m-3)Ⅰ時(shí)段Ⅱ時(shí)段燃煤鍋爐自然通風(fēng)鍋爐[<0.7MW(1t/h)]一類(lèi)區(qū)10080二、三類(lèi)區(qū)150120其他鍋爐一類(lèi)區(qū)10080二類(lèi)區(qū)250200三類(lèi)區(qū)350250燃油鍋爐輕柴油、煤油一類(lèi)區(qū)8080二、三類(lèi)區(qū)100100其他燃料油一類(lèi)區(qū)10080*二、三類(lèi)區(qū)200150燃?xì)忮仩t全部區(qū)域5050*一類(lèi)區(qū)禁止新建以重油、渣油為燃料的鍋爐。(2)鍋爐二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2001(摘錄)見(jiàn)表1-2。表1-2鍋爐二氧化硫最高允許排放濃度鍋爐類(lèi)別適用區(qū)域SO2排放濃度/〔mg·m-3〕Ⅰ時(shí)段Ⅱ時(shí)段燃煤鍋爐全部區(qū)域1200900燃油鍋爐輕柴油、煤油全部區(qū)域700500其他燃料油全部區(qū)域1200900*燃?xì)忮仩t全部區(qū)域100100*一類(lèi)區(qū)禁止新建以重油、渣油為燃料的鍋爐。(3)《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》(4)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996)[1]1.4設(shè)計(jì)原始資料(1)鍋爐型號(hào)：DG-220/100即，東方鍋爐廠制造，蒸發(fā)量220t/h,出口蒸汽壓力100MPa。(2)燃燒方式是室燃爐〔煤粉爐〕，所配發(fā)電機(jī)組功率50MW。(3)煙氣在鍋爐出口前阻力1020Pa。(4)設(shè)計(jì)耗煤量：23t/h。(5)設(shè)計(jì)煤成分：見(jiàn)附表1-3，屬于高硫無(wú)煙煤(6)排煙溫度：160℃(7)空氣過(guò)剩系數(shù)：(8)飛灰率：29%(9)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(zhǎng)度380m，90°彎頭60個(gè)。表1-3設(shè)計(jì)煤成分物質(zhì)CYHYSYOYNYWYAYVY含量66%2%3%4%1%4%20%8%2污染產(chǎn)物計(jì)算以1kg燃煤燃燒為根底，那么：質(zhì)量(g)煤成分物質(zhì)的量(mol)需氧量(mol)C6605527.5H20205O402.50S300.93750.9375H2O402.22所以理論需氧量為：理論空氣量：過(guò)?？諝饬浚荷蒀O2的量為：27.5mol；生成H2O的量為：10mol；生成SO2的量為：0.9375mol；1kg燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量：鍋爐產(chǎn)生的煙氣流量：二氧化硫濃度：煙塵濃度：3方案設(shè)計(jì)3.1噴霧枯燥法噴霧枯燥法是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，可使用碳鋼作為結(jié)構(gòu)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)行了示范研究，尚未工業(yè)化。工藝流程及設(shè)備噴霧枯燥法的工藝過(guò)程如圖，主要包括吸收劑設(shè)備、吸收和枯燥、固體廢物捕集處置四個(gè)主要過(guò)程。(1)吸收劑設(shè)備：吸收劑溶液或漿液在現(xiàn)場(chǎng)制備。雖然石灰是常見(jiàn)的吸收劑，也有多種其他吸收劑可供選用。吸收劑選擇將取決于當(dāng)?shù)厥欠袢菀椎玫郊皟r(jià)格因素。已用于噴霧枯燥法脫硫的石灰達(dá)一百多種，通?；钚匝趸}含量為80%～90%最好的。因?yàn)槭沂仁伊畠r(jià)，很多用戶(hù)對(duì)石灰石更感興趣，但石灰石作吸收劑仍在開(kāi)發(fā)中。蘇打粉和燒堿也是常用吸收劑，它們可以在多種工業(yè)過(guò)程中得到。在一些工業(yè)部門(mén)，如啤酒工業(yè)中，其廢水含有氫氧化鈉或蘇打灰，這種廢水可用煙氣脫硫的反響劑。當(dāng)蘇打粉用作吸收劑時(shí)，產(chǎn)生一種由蘇打灰和亞硫酸鈉組成的混合物，這種混合物可以直接用于紙漿和造紙工業(yè)中。對(duì)石灰系統(tǒng)，循環(huán)固體廢物可以提高吸收劑利用率；對(duì)鈉系統(tǒng)，因吸收劑一次通過(guò)吸收塔，反響就幾乎是完全的，所以不必要進(jìn)行循環(huán)。在石灰系統(tǒng)中，粒狀石灰必須熟化，以產(chǎn)生具反響性漿液。(2)吸收和枯燥：120～160℃的鍋爐煙氣從噴霧枯燥塔頂部送入，同時(shí)通過(guò)安裝于頂部的高速旋轉(zhuǎn)的噴霧，將制備好的石灰乳噴射成直徑小于100微米的霧滴。這些具有大外表積而分散的石灰乳霧滴同時(shí)煙氣接觸后，一方面與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反響，另一方面煙氣與石灰乳霧滴進(jìn)行熱交換，迅速將大局部水分蒸發(fā)，形成含水較少，含亞硫酸鈣、硫酸鈣、飛灰和未反響氧化鈣的固體廢物。為了有效去除SO2，噴霧枯燥塔、煙氣氣流分布裝置和霧化器是最主要的裝置。噴霧枯燥塔為煙氣與霧滴提供足夠的接觸時(shí)間，以便得到最大的SO2去除率，并且充分枯燥由吸收液霧滴形成的固體顆粒。大局部石灰系統(tǒng)的煙氣時(shí)間為10～12s。氣流分布裝置和霧化器要能夠使煙氣和霧化的野地充分混合，以有助于煙氣與液滴間質(zhì)量和熱量傳遞。要求液滴要充分小，以便有足夠的外表積，以利于SO2吸收。同時(shí)，也不宜過(guò)小，防止未充分吸收之前，液滴完全干化。采用較多的霧化器有旋轉(zhuǎn)離心霧化器和兩相流噴嘴霧化器兩種。前者利用高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)或無(wú)滑輪產(chǎn)生細(xì)小霧滴，液滴大小隨旋轉(zhuǎn)盤(pán)直徑和轉(zhuǎn)速而變，與漿液供給量關(guān)系不大。這是其優(yōu)點(diǎn)之一，因?yàn)閷?shí)際操作中吸收劑供料速度要隨煙氣流量和SO2濃度而變。旋轉(zhuǎn)霧化器結(jié)構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜的，霧化輪的耐磨性要好，另外噴霧孔堵塞也是問(wèn)題之一。兩相流噴嘴利用高壓空氣把吸收液破碎成霧滴，其主要優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，為防止堵塞可以采用大流量。缺點(diǎn)是液滴大小隨供料速率而變，因而導(dǎo)致SO2(3)固體廢物捕集：固體廢物在噴霧枯燥塔中沉積下來(lái)，由底部排出。細(xì)小的脫硫灰顆粒隨煙氣從枯燥器下部排出進(jìn)出袋式除塵中。袋式除塵器被廣泛用于捕集干化固體從，其原因在于收集于濾袋外表的固體中為反響的堿類(lèi)物質(zhì)能夠與煙氣中的SO2繼續(xù)反響。研究說(shuō)明，袋式除塵器中去除的SO2可占到SO2總?cè)コ实?0%。電除塵器的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)冷凝并不太敏感，可以在更接近飽和溫度下操作，從而導(dǎo)致SO2去除率提高。盡管煙氣中SO2已被去除，由于煙氣中水分存在和煙氣體積流量減小，電除塵器收塵效率仍然較高。從除塵器出來(lái)的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)排空。電除塵器脫硫灰顆粒和噴霧枯燥塔底部排出的脫硫灰顆粒再循環(huán)回系統(tǒng)，繼續(xù)使用，以提高脫硫劑的利用率[1]。(4)固體廢物處置：固體廢物的處置方法因吸收劑類(lèi)型而異。對(duì)于石灰系統(tǒng)，當(dāng)固體廢物中未反響的吸收劑量小于5%時(shí)，固體廢物是無(wú)害的，可采用與飛灰相同的處置方法；但對(duì)于鈉系統(tǒng)，應(yīng)采用謹(jǐn)慎措施減小廢物的浸出率。噴霧枯燥吸收的最后產(chǎn)物是一種潛在的工業(yè)和建材原材料，但目前擴(kuò)大規(guī)模的應(yīng)用仍在研究之中。噴霧枯燥塔出口溫度控制在較低、但又在露點(diǎn)溫度以上溫度，因此減少了重新加熱系統(tǒng)。干的固體廢物減少了廢物體積。另外，脫硫系統(tǒng)的煙氣壓力適中，吸收劑輸送量小，因此，系統(tǒng)能耗較低，只有濕法工藝所需能耗的1/2～1/3。煙氣脫硫與枯燥原理含SO2煙氣進(jìn)入噴霧枯燥塔后，立即與霧化的漿液混合，氣相中SO2迅速溶解于滴狀液體中，并與吸收劑發(fā)生化學(xué)反響。SO2吸收的總反響為：下述幾個(gè)步驟說(shuō)明了大致的反響機(jī)理：(1)氣相 SO2的溶解：(2)在堿性介質(zhì)中的解離反響：(3)石灰固體顆粒的溶解：(4)亞硫酸鹽及氧化反響：(5)酸堿中和反響：以上反響使氣相中SO2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。在石灰噴霧枯燥吸收中，煙氣中CO2被吸收，并與漿液反響生成碳酸鈣，從而減少了鈣離子的可用性：噴霧枯燥法脫硫技術(shù)是利用噴霧枯燥原理，在吸收劑噴入吸收塔以后，一方面吸收劑與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反響，生成固體廢渣；另一方面煙氣將熱量傳遞給吸收劑，使之不斷枯燥，在塔內(nèi)脫硫反響后形成的廢渣為固體粉塵狀態(tài)，一局部在塔內(nèi)別離，有椎體出口排出，另一局部隨脫硫后煙氣進(jìn)入除塵器。安裝于吸收塔頂部的離心噴霧機(jī)具有很高的轉(zhuǎn)速，吸收劑漿液在離心力作用下噴射成均勻的霧粒，霧粒直徑可小于100微米。這些具有很大外表積的分散微粒，一經(jīng)同煙氣接觸，就發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換和化學(xué)反響，迅速將大局部水分蒸發(fā)掉，形成含水量很少的固體灰渣。由于吸收劑微粒沒(méi)有完全枯燥，在吸收塔之后的煙道和除塵器中仍可繼續(xù)發(fā)生一定程度的吸收SO2的化學(xué)反響。主要工藝操作參數(shù)影響SO2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SO2入口濃度。(1)吸收塔煙氣出口溫度：煙氣出口溫度由漿液中的水含量和漿液供給速率決定。吸收塔煙氣出口溫度越低，說(shuō)明漿液的水含量越大，SO2吸收反響越容易進(jìn)行，因而脫硫率越高。但是，煙氣出口溫度不能到達(dá)露點(diǎn)溫度，否那么除塵器將無(wú)法工作。一般吸收塔出口煙氣溫度以絕熱飽和溫度的差值T來(lái)控制。SO2吸收率和吸收劑利用率隨T的減小而提高。大局部噴霧枯燥塔在絕熱飽和溫度之上11～28K操作。(2)吸收劑鈣硫比：吸收劑化學(xué)當(dāng)量比〔及鈣硫比〕直接影響SO2去除。較高的鈣硫比有利于SO2去除，但當(dāng)鈣硫比大于1時(shí)，脫硫率增加緩慢，而吸收劑利用率下降，增加了吸收劑本錢(qián)和固體廢物處置費(fèi)用。另外，吸收劑溶解性或吸收固體在料漿中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)又限制了可能采用的鈣硫比的上限。噴霧枯燥法的鈣硫比一般控制在1.4～1.8?！?〕SO2入口濃度：由試驗(yàn)得知，脫硫率隨著吸收塔入口SO2濃度的升高而有所降低。這是因?yàn)樵阝}硫比等操作條件不變的情況下，煙氣中的SO2濃度越高，需要吸收的SO2就越多，就需要參加更多的石灰，從而提高了霧滴中石灰的含量，同時(shí)生成的CaSO3的量也隨之增大，使霧滴中的水分相應(yīng)減少，限制了SO2的吸收傳質(zhì)過(guò)程，造成脫硫率下降。因此，噴霧枯燥法不適合燃燒高硫煤煙氣的脫硫。噴霧枯燥法的優(yōu)缺點(diǎn)石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫是采用石灰石或者石灰漿液脫除煙氣中的SO2的方法。該方法開(kāi)發(fā)較早，工藝成熟，吸收劑廉價(jià)易得，因而而應(yīng)用廣泛。噴霧枯燥法介于干濕法和干法之間，和石灰石/石灰法濕法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：①流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，省掉了一整套漿液處理設(shè)備；②運(yùn)行可靠，生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞；③由于是干式運(yùn)行，只要排氣溫度適宜，不產(chǎn)生腐蝕；④能量消耗低，投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用??；⑤對(duì)煙氣量和煙氣中SO2濃度的波動(dòng)的適應(yīng)性大。主要缺點(diǎn)有：①脫硫率不夠高；②吸收劑利用率不高，吸收劑消耗較大；③增加系統(tǒng)除塵負(fù)荷；④關(guān)鍵部件霧化器易磨損；⑤對(duì)高硫煤經(jīng)濟(jì)不適用[2]。3.2石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫反響原理采用石灰/石灰石漿液吸收煙氣中的SO2，分為吸收和氧化兩個(gè)階段。先吸收生成亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣(即石膏)。吸收階段：氧化階段：在氧化過(guò)程中，主要是將吸收過(guò)程中所生成的氧化成為由于在吸收過(guò)程中生成了局部，在氧化過(guò)程中，亞硫酸氫鈣也被氧化，分解出少量的：石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫特點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟；脫硫效率高，可達(dá)95%以上；煙氣處理量大；煤種適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)高硫煤優(yōu)勢(shì)突出；吸收劑利用率高；(2)缺點(diǎn)：設(shè)備腐蝕；易于結(jié)垢、堵塞；投資費(fèi)用高；占地面積大，耗水量相對(duì)較大，有少量污水排放。操作影響因素(1)料漿的Ph值料漿的Ph值對(duì)的吸收影響很大，一般新配制的漿液Ph值約在之間。隨著吸收反響的進(jìn)行，Ph值迅速下降，當(dāng)Ph值低于6時(shí)，這種下降變得很緩慢，而當(dāng)Ph值小于4時(shí)，那么幾乎不能吸收。Ph值的變化除對(duì)的吸收有影響外，還可影響到結(jié)垢、腐蝕和石灰石粒子的外表鈍化。 (2)石灰石的粒度石灰石粒度的大小，直接影響到有效面積的大小。一般來(lái)說(shuō)，粒度越小，脫硫率及石灰利用率越高。石灰石粒度一般控制在200~300目。(3)吸收溫度吸收溫度低，有利于吸收，但溫度過(guò)低會(huì)使與或間的反響速率降低，因此吸收溫度不是一個(gè)獨(dú)立可變的因素。(4)洗滌器的持液量洗滌器的持液量對(duì)與的反響時(shí)重要的，因?yàn)樗绊懙剿佑|的石灰石外表積的數(shù)量。只是在洗滌器中與和接觸，才能大量溶解，因此洗滌器的持液量大對(duì)吸收反響有利。(5)氣液比氣液比除對(duì)吸收推動(dòng)力存在影響外，對(duì)吸收設(shè)備的持液量也有影響。增大液氣比對(duì)吸收有利，當(dāng)Ph值為7時(shí)，氣液比(L/V)值為15時(shí)，脫硫率接近100%。(6)防止結(jié)垢石灰—石灰石濕式洗滌法的主要缺點(diǎn)是裝置容易結(jié)垢堵塞。造成固體沉淀主要以三種方式出現(xiàn)：濕干結(jié)垢，即因溶液水分蒸發(fā)而使固體沉淀；或沉淀或結(jié)垢析出：或從溶液中結(jié)晶析出。為防止固體結(jié)垢，特別是防止的結(jié)垢，除使吸收器應(yīng)滿(mǎn)足持液量大，氣液相間相對(duì)速度高，有較大的氣液接觸外表積，內(nèi)部構(gòu)件少，壓力降低等條件，還可采用控制吸收液飽和和添加劑等方法[3]。3.3袋式除塵器過(guò)濾式除塵器，又稱(chēng)空氣過(guò)濾器，是使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料將粉塵別離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層作濾料的空氣過(guò)濾器，主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化。采用纖維織物作濾料的袋式除塵器，在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣。袋式除塵器的除塵效率一般可達(dá)99%以上。雖然它是最古老的除塵方法之一，但由于它的效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，因而獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)形式、濾料、清灰方式和運(yùn)行方式等方面也得到了不斷的開(kāi)展。袋式除塵器的工作原理含塵氣流從下部孔板進(jìn)入圓筒形濾袋內(nèi)，在通過(guò)濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集與濾料上，透過(guò)濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料外表脫落，落入灰斗中。顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，逐漸在濾袋外表形成粉塵層，常稱(chēng)為粉塵初層。初層形成后，它成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層，提高了除塵效率。濾布只不過(guò)起著形成粉塵初層和支撐它的骨架作用，但隨著顆粒在濾袋上積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把有些已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過(guò)去，使除塵效率下降。另外，假設(shè)除塵器壓力過(guò)高，還會(huì)是除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)效果。因此，除塵器阻力到達(dá)一定數(shù)值后，要及時(shí)清灰。清灰不能太過(guò)分，即不應(yīng)破壞粉塵初層，否那么會(huì)引起除塵效率顯著降低。袋式除塵器的分類(lèi)(1)按濾袋的形狀分為：扁形袋〔梯形及平板形〕和圓形袋〔圓筒形〕。(2)按進(jìn)出風(fēng)方式分為：下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)及上進(jìn)風(fēng)下出風(fēng)和直流式〔只限于板狀扁袋〕。(3)按袋的過(guò)濾方式分為：外濾式及內(nèi)濾式。濾料用纖維，有棉纖維、毛纖維、合成纖維以及玻璃纖維等，不同纖維織成的濾料具有不同性能。常用的濾料有208或901滌輪絨布，使用溫度一般不超過(guò)120℃，經(jīng)過(guò)硅硐樹(shù)脂處理的玻璃纖維濾袋，使用溫度一般不超過(guò)250℃，棉毛織物一般適用于沒(méi)有腐蝕性；溫度在80-90℃以下含塵氣體。袋式除塵器的清灰清灰是袋式除塵器運(yùn)行中十分重要的一環(huán)，實(shí)際上多數(shù)袋式除塵器是按清灰方式命名和分類(lèi)。常用的清灰方式有三種，最早的方法是振動(dòng)濾料以使沉積的粉塵脫落，稱(chēng)為機(jī)械振動(dòng)式。另外兩種是利用氣流把沉積顆粒吹走，即用低壓氣流反吹或用壓縮空氣噴吹，分別稱(chēng)為逆氣流清灰和脈沖噴吹清灰。此外，還有一些其他清灰方式，但出于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的原因，現(xiàn)在并不常用。對(duì)于難以去除的顆粒，也有同時(shí)并用兩種清灰方式的形式，如逆氣流和振動(dòng)結(jié)合式。機(jī)械振動(dòng)清灰含塵氣體通過(guò)除塵器底部的花板進(jìn)入濾袋內(nèi)部，凈化后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)有煙囪排出。振動(dòng)方式大致有三種：濾袋沿水平方向擺動(dòng)，或沿垂直方向振動(dòng)，或靠機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)定期將濾袋扭轉(zhuǎn)一定的角度，使沉積于濾袋的顆粒層破碎而落入灰斗中。該類(lèi)型袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好。但濾袋常受機(jī)械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換的工作量大。逆氣流清灰逆氣流清灰指清灰時(shí)氣流方向與正常過(guò)濾時(shí)相反，其形式有反吹風(fēng)和反吸風(fēng)兩種。過(guò)濾操作過(guò)程與機(jī)械振動(dòng)清灰式相同，但在清灰時(shí)，要關(guān)閉含塵氣流，開(kāi)啟逆氣流進(jìn)行反吹風(fēng)。此時(shí)濾袋變形，沉積在濾袋內(nèi)外表的灰層破壞、脫落。通過(guò)花板落入灰斗。安裝在濾袋內(nèi)的支撐環(huán)可以防止濾袋完全被壓扁。這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清灰效果好，濾袋磨損少，特別適用于粉塵黏性小的玻璃纖維濾袋的情況。脈沖噴吹清灰脈沖噴吹清灰也包括逆流反吹過(guò)程。這種清灰方法是利用4～7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓縮空氣反吹，產(chǎn)生強(qiáng)度較大的請(qǐng)回效果。壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，導(dǎo)致積附在濾袋上的灰塵脫落。這種清灰方式有可能使濾袋清灰過(guò)度，繼而使粉塵通過(guò)率上升，因此必須選擇適當(dāng)壓力的壓縮空氣和適當(dāng)?shù)拿}沖持續(xù)時(shí)間。脈沖噴吹清灰經(jīng)常采用上部開(kāi)口、下部封閉的濾袋。含塵氣體通過(guò)濾袋時(shí)粉塵被阻留于濾袋外外表上，凈化后的氣體由袋內(nèi)經(jīng)洗滌機(jī)器進(jìn)入上部?jī)艋?，然后由出氣口排走。為防止濾袋壓扁，布袋內(nèi)安置籠形支撐結(jié)構(gòu)。由于它實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)清灰，凈化效率達(dá)99%，過(guò)濾負(fù)荷較高，濾袋磨損減輕，運(yùn)行平安可靠，應(yīng)用越來(lái)越廣泛[4]。袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)(1)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。(2)使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時(shí)數(shù)百立方米到每小時(shí)數(shù)十萬(wàn)立方米，可以作為直接設(shè)于室內(nèi)，機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可作成大型的除塵室，即“袋房〞。(3)結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單，運(yùn)行比擬穩(wěn)定，初投資較少〔與電除塵器比擬而言〕,維護(hù)方便。所以，袋式除塵器廣泛應(yīng)用于消除粉塵污染，改善環(huán)境，回收物料。3.3.3影響過(guò)濾效率的主要因素(1)濾布的積塵狀態(tài)清潔濾料濾塵效率最低，積塵后效率最高，振打清灰后效率有所下降(2)濾料結(jié)構(gòu)不同的濾料結(jié)構(gòu)其濾塵效率是不同的，不起絨的素布濾塵效率最低，且清灰后效率急劇下降。(3)過(guò)濾風(fēng)速過(guò)濾速度是表征袋式除塵器處理氣體能力的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它選取決定著袋式除塵器的一次性投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，也影響袋式除塵器的過(guò)濾效率[5]。4除塵設(shè)計(jì)4.1除塵效率(4-1)式中——除塵器的效率，%——按《鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)》中二類(lèi)區(qū)域規(guī)定的濃度限額取值計(jì)算，即C1為200mg/m3——含塵氣體的進(jìn)口濃度，mg/m3所選的方案的除塵器可到達(dá)99%以上，假設(shè)為99%，故本設(shè)計(jì)處理后的煙氣能滿(mǎn)足要求達(dá)標(biāo)排放。4.2除塵器的選擇預(yù)處理的煙氣量所以采用脈沖袋式除塵器。4.3除塵器的總過(guò)濾面積(4-2)式中——除塵器的過(guò)濾面積，m2——預(yù)處理的煙氣量，m3/h——過(guò)濾速度，m/min；脈沖袋式除塵器的過(guò)濾速度：2.0～4.0m/min,取v=3.0m/min。4.4確定濾袋尺寸(1)袋式除塵器濾袋的直徑可在150mm—300mm，取濾袋的直徑D為250mm。(2)袋式除塵器濾袋長(zhǎng)度可在1.5m—10m內(nèi)選擇。取濾袋長(zhǎng)度L為7.5m。(3)袋式除塵器濾袋的長(zhǎng)徑比一般為10—35，那么4.5每條濾袋的的面積(4-3)式中——每條濾袋的面積，m2——袋式除塵器濾袋的直徑，m——袋式除塵器濾袋的長(zhǎng)度，m4.6濾袋條數(shù)(4-4)條式中——袋式除塵器濾袋條數(shù)，條取濾袋數(shù)n=112。4.7濾袋布置在濾袋條數(shù)多時(shí)，根據(jù)清灰方式及運(yùn)行條件將濾袋分為假設(shè)干組。每組內(nèi)相鄰兩濾袋之間的凈距一般取50～70mm。組與組之間以及濾袋與外殼之間的距離應(yīng)考慮檢修、換袋等操作需要。采用矩形排布方式：將濾袋分為2組，每組為7×8個(gè)濾袋，取組與組之間的距離為250mm，組內(nèi)相鄰亮濾袋之間的凈距為70mm，濾袋與外殼的間距為200mm。4.8灰斗設(shè)計(jì)灰斗分兩層，每層設(shè)4個(gè)灰斗，灰斗上口為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)為2.75m，寬為3m，灰斗下出口為正方形，邊長(zhǎng)為0.5m，灰斗高為2m。4.9除塵器壓力損失計(jì)算(1)粉塵負(fù)荷(4-5)式中：粉塵負(fù)荷，單位為kg/m2過(guò)濾時(shí)間，單位為s,取t=2h過(guò)濾速度，單位為m/s煙氣的含塵濃度，單位為mg/m3(2)除塵器的過(guò)濾阻力：(4-6)式中：清潔濾料的壓力損失系數(shù)或阻力系數(shù)，取其為7.2×107m-1過(guò)濾速度，m/s粉塵層的平均比阻力，kg/m2，一般為1010~1011kg/m2，取α=1010μ含塵氣體的粘度,取其為0.255×10-6pa·sm粉塵負(fù)荷(單位面積含塵量)，單位為kg/m2(3)除塵器壓力損失(4-7)式中：除塵器壓力損失，單位為Pa除塵器結(jié)構(gòu)壓力損失，單位為Pa，在正常過(guò)濾風(fēng)速下，一般取300~500Pa，故取ΔPc的值為400Pa除塵器過(guò)濾阻力，Pa5脫硫設(shè)計(jì)5.1噴霧枯燥法脫硫效率(5-1)式中——脫硫效率，%——根據(jù)《煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13271-2001規(guī)定，二氧化硫濃度標(biāo)準(zhǔn)為900mg/m3——煙氣中含二氧化硫濃度，mg/m3噴霧枯燥塔塔徑計(jì)算枯燥塔的截面積(5-2)式中——噴霧枯燥塔的截面積，m ——噴淋塔內(nèi)的氣體流速，m/s；根據(jù)噴霧枯燥法的工藝參數(shù)，取v1=1.5m/s枯燥塔塔徑(5-3)式中——噴霧枯燥塔的直徑，m對(duì)氣體流速的校核：噴霧枯燥法高度計(jì)算噴霧枯燥塔由吸收區(qū)、霧化區(qū)和灰斗等三個(gè)局部組成。 (1)吸收區(qū)高度(5-4)式中——噴霧枯燥塔吸收區(qū)高度，m——煙氣脫硫的停留時(shí)間，s；根據(jù)噴霧枯燥法的工藝參數(shù)，取t=12s。(2)旋轉(zhuǎn)噴霧器的高度取旋轉(zhuǎn)噴霧器的高度H2=2m；旋轉(zhuǎn)噴霧器霧化輪轉(zhuǎn)速r=10000r/min。(3)灰斗高度取灰斗直徑等于噴霧枯燥塔塔徑d1=d=5m，取灰斗與水平面的夾角，灰斗底邊出口直徑為d2=0.5m，那么灰斗的高度(4)噴霧枯燥塔總高度新鮮料漿的計(jì)算噴霧枯燥法的吸收劑為石灰乳，取其鈣硫比為1.5反響方程式為：那么1h消耗Ca(OH)2的量為5.2濕式石灰石/石灰法設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)不采用濕式石灰石/石灰法，但由于其應(yīng)用較廣，對(duì)其設(shè)計(jì)計(jì)算后進(jìn)行比擬。噴淋塔塔徑計(jì)算依據(jù)濕式石灰石/石灰法的工藝參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)的氣體流速v=3m/s，那么按式〔5-2〕可得噴淋塔的截面積：那么塔徑為：對(duì)氣體流速校核：噴淋塔高度計(jì)算噴淋塔可看作由四局部組成，分成除霧區(qū)、噴淋區(qū)、吸收區(qū)、和儲(chǔ)液槽。(1)除霧區(qū)高度：除霧器設(shè)計(jì)成兩段，最下層噴嘴距最上層為3.4~3.5m。那么取除霧區(qū)高度為：H1=3.4m(2)噴淋區(qū)高度：設(shè)計(jì)噴淋層為三層，每?jī)蓪娱g距為1.3m。那么噴淋區(qū)高度為：H2=2×1.3=2.6m(3)吸收區(qū)高度：依據(jù)濕法的工藝參數(shù)，選擇煙氣脫硫的停留時(shí)間t=3s。那么吸收區(qū)高度為：(4)儲(chǔ)液槽高度：儲(chǔ)液槽容量按液氣比L/G與漿液停留時(shí)間t1確定那么儲(chǔ)液槽容量：(5-5)式中——液氣比，取8L/m3——煙氣量，m3/h——漿液停留時(shí)間，取為4min。選取儲(chǔ)液槽直徑等于或大于塔徑d，本設(shè)計(jì)中選取儲(chǔ)液槽直徑為D=5m，那么儲(chǔ)液槽高度為：〔5〕從漿液池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度H5為0.8~2m。本設(shè)計(jì)中取H5=1m?！?〕噴淋塔高度為：6管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1煙囪設(shè)計(jì)具有一定速度的熱煙氣從煙囪出口排出后，由于具有一定的初始動(dòng)量，且無(wú)難度高于周?chē)鷼鉁囟a(chǎn)生一定的浮力，所以可以上升至很高的高度。這就增加二類(lèi)煙囪的幾何高度，所以煙囪的有效高度H為(6-1)式中——煙囪的有效高度，m——煙囪的幾何高度，m——煙氣抬升高度，m煙囪高度確實(shí)定鍋爐的蒸發(fā)量220t/h，差相關(guān)資料可知燃燒鍋爐房煙囪最低允許高度HS=150m。(1)煙氣釋放熱(6-2)式中——煙氣釋放率，kw——大氣壓力，hPa；取Pa=978.4——煙囪出口處的煙流溫度，K；Ts=160℃，即433K——環(huán)境大氣溫度，K；取Ta=293K——煙氣量，m3/s(2)煙氣抬升高度計(jì)算由，，可得(6-3)式中n0,n1,n2——系數(shù)，分別取n0=0.292，n1=0.6，n2=0.4——煙囪出口處平均風(fēng)速，m/s；取由式(6-1)可知煙囪的有效高度煙囪直徑計(jì)算煙囪平均截面積(6-4)式中——煙囪平均截面積，m2——煙氣在煙囪內(nèi)的流速，m/s；取v=20m/s煙囪的出口直徑(6-5)式中——煙囪的平均直徑，m校核煙氣流速v1:煙囪底部直徑(6-6)式中——煙氣底部直徑，m——煙囪錐角，取i=0.02煙囪阻力損失計(jì)算煙囪采用鋼管，其阻力為(6-7)式中——煙囪阻力損失，Pa——摩擦阻力系數(shù)，查手冊(cè)可得，金屬鋼管值取0.02——管內(nèi)煙氣平均流速，m/s——管道長(zhǎng)度，m——管道直徑，m；取均值，即——煙氣密度，kg/m3；設(shè)表態(tài)下ρn=1.46kg/m3，可得到實(shí)際溫度下煙氣密度為：煙囪高度校核地面最大濃度(6-8)式中——地面最大濃度，mg/m3——源強(qiáng)，g/s——污染物在y，z方向上的標(biāo)準(zhǔn)差，，此處取國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)日平均SO2的濃度為0.15mg/m3,即ρ0=0.15mg/m3；本底濃度ρ1設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)值的0.5，即ρ1=0.075mg/m3，那么本底濃度加落地濃度為，那么設(shè)計(jì)符合要求。6.2管徑計(jì)算管道直徑(6-9)式中——管道直徑，m——實(shí)際煙氣流量，m3/h；——管內(nèi)流體的平均流速，鍋爐內(nèi)煙塵流速v=10~25m/s，取v=17m/s校核流速6.3系統(tǒng)阻力計(jì)算摩擦壓力損失圓形管道的水力半徑(6-10)式中——圓形管道的水力半徑，m摩擦壓力損失(6-11)式中——局部壓力損失，Pa——直管段長(zhǎng)度，m——摩擦壓力損失系數(shù)，查手冊(cè)可知，鋼管的λ=0.02——管道內(nèi)氣體的密度，kg/m3；工作狀態(tài)下的煙氣密度為ρ=1.15kg/m3——管道的水力半徑，m局部壓力損失(6-12)式中——局部壓力損失，Pa——局部壓力損失系數(shù)；查手冊(cè)可知，90°彎頭，ζ=0.2360個(gè)彎頭的局部壓力損失煙氣出口前阻力為1020Pa；袋式塵器阻力為993Pa，除塵脫硫一體化設(shè)備的阻力損失一般<1200Pa，本設(shè)計(jì)取為1000Pa；煙囪阻力損失為393Pa，管道摩擦壓力損失為661Pa，局部壓力損失為2304Pa，總損失為6.4通風(fēng)機(jī)的選擇風(fēng)量的計(jì)算(6-13)式中——通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/h——管道系統(tǒng)總風(fēng)量，m3/h——考慮系統(tǒng)漏風(fēng)是的平安系數(shù)。一般管道取K1=0～0.1，此處取K1=0.1風(fēng)壓的計(jì)算(6-14)式中——通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa——管道系統(tǒng)的總阻力系數(shù)，Pa——考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的平安系數(shù)，一般管道取K2=0.1～0.15,此處取K2=0.15——通風(fēng)機(jī)性能表中給出的空氣密度,kg/m3；通常p0=101326Pa,對(duì)以通風(fēng)機(jī)T0=293K,ρ0=0.745kg/m3——運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的氣體密度，kg/m3根據(jù)上述風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇的通風(fēng)機(jī)為型號(hào)Y4-65-12離心引風(fēng)機(jī)，根本滿(mǎn)足要求，其性能參數(shù)見(jiàn)表6-1表6-1Y4-65-12型離心引風(fēng)機(jī)型號(hào)名稱(chēng)類(lèi)別全壓(Pa)風(fēng)量(m3/h)輸送介質(zhì)溫度(℃)適用范圍Y4-73-11離心引風(fēng)機(jī)鍋爐用362～542415900～810000≤2502～670t/h鍋爐引風(fēng)6.5電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)所需的功率(6-15)式中——風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量，m3/h；——風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；——備用系數(shù)，對(duì)于引風(fēng)機(jī)取1.3；——通風(fēng)機(jī)分壓效率，一般為0.5~0.7；——機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)直連傳動(dòng)為1，聯(lián)