鏈條爐中硫煙煤煙氣除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)

鏈條爐中硫煙煤煙氣除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)摘要這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對(duì)鏈條爐中的硫煙煤煙氣除塵脫硫技術(shù)的研究，在了解和比較了不同的工藝過(guò)程后，根據(jù)不同的煙氣脫硫技術(shù)，結(jié)合我國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)，確定了相應(yīng)的工藝方案。這次設(shè)計(jì)的工藝是通過(guò)布袋除塵器進(jìn)行除塵和通過(guò)石灰石石膏法將煙氣中的二氧化硫進(jìn)行脫除，廢氣處理后，使其達(dá)到污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。按照給定的數(shù)據(jù)，算出各個(gè)設(shè)備的尺寸，再依據(jù)尺寸完成工藝流程圖。關(guān)鍵詞：鍋爐；煙氣除塵脫硫；袋式除塵；石灰石-石膏法脫硫abstractThegraduationthesisdesignthistimeisthedesignofthesulfurbituminouscoalfluegasdustremovalanddesulfurizationprocessinthechainfurnace,andtheappropriateprocessisselectedinaccordancewiththerelevantnationalemissionstandardsthroughthecomparisonofvariousfluegasdesulfurizationprocessesinthedesignofcoal-firedboilers.Inthisdesign,thebagfilterdustcollectorandlimegypsummethoddesulfurizationwereselected,andtheexhaustgaswastreatedtomeetthepollutantemissionstandards.Accordingtothegivendata,thesizeofeachequipmentiscalculatedandtheprocessflowdiagramiscompleted.Keywords:boiler;Fluegasdesulfurization;bagdedusting;limestone-gypsumdesulfurization目錄TOC\o"1-3"\h\u8554摘要 鏈條爐中硫煙煤煙氣除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)前言隨著社會(huì)大眾和企業(yè)對(duì)環(huán)護(hù)的意識(shí)逐漸增強(qiáng)，在重工業(yè)、輕工業(yè)中的環(huán)境污染整治措施也就成為企業(yè)必須著重注意的方面，如在當(dāng)前工業(yè)行業(yè)中，燃煤鍋爐最普遍地采用，是將煤氣直接點(diǎn)燃，再將產(chǎn)生的熱能作為工業(yè)機(jī)器的動(dòng)能。但是，嚴(yán)重大氣污染的主要原因有：煤炭自燃，煤炭燃燒也是產(chǎn)生嚴(yán)重大氣污染的另一個(gè)主要成因，在現(xiàn)今產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程迅速發(fā)展的狀況下，煤礦燃料的生產(chǎn)在使用、利用等方面都產(chǎn)生了比較頻繁的特點(diǎn)。該狀況的出現(xiàn)，也將使大氣污染物在排放量方面出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)狀況，對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)了巨大的損害。特別是在冬季取暖季節(jié)中，由于中國(guó)的北方地區(qū)將大規(guī)模集中供熱，將大大增加粉塵、一氧化碳等的排放量，對(duì)大氣環(huán)境凈化產(chǎn)生了相當(dāng)大的壓力，將因此損害健康的大氣環(huán)境。煤成為全球性的主要能量資源，其主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值并不到于原油，但使用價(jià)格卻占有了更大的優(yōu)越性。且由于煤炭資源屬不可再生資源，所以目前存在的煤炭資源一般都是幾億年以前的林木、花草等在地底進(jìn)行高壓、物理變化、化學(xué)變化等最后形成的產(chǎn)品。由于煤炭資源中存在著較多的化學(xué)元素，當(dāng)生煤自然點(diǎn)燒時(shí)，在釋放出巨大熱能的時(shí)候，還會(huì)排放出硫化物、氮氧化合物等有毒有害氣體，而這種廢氣不但會(huì)對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)相當(dāng)嚴(yán)重的危害，還影響大氣成分，從而產(chǎn)生了“酸雨”，影響土壤酸堿度，進(jìn)而危害到作物的生長(zhǎng)生產(chǎn)。在對(duì)燃煤鍋爐煙塵的處理中，始終堅(jiān)持了節(jié)約降耗健康發(fā)展、環(huán)保綠色安全的核心防治宗旨，經(jīng)過(guò)研究、探討出先進(jìn)生化、物理處置方式和輔助處置工具，更好地運(yùn)用于對(duì)燃煤鍋爐的煙塵處置，以降低污染，保護(hù)生態(tài)自然。環(huán)保理念貫徹落實(shí)過(guò)程中，政府部門(mén)、公司對(duì)燃煤鍋爐的煙氣處理管理與監(jiān)督力量也在增強(qiáng)，隨著多種多樣的煙氣處理措施設(shè)計(jì)和實(shí)施，燃煤鍋爐的煙氣處理效益也在穩(wěn)步提高。設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)及要求通過(guò)查閱有關(guān)文獻(xiàn)，分析除塵脫硫技術(shù)的工作原理和特性，并依據(jù)數(shù)據(jù)選擇合適的工藝設(shè)備，完成說(shuō)明書(shū)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖。要求精確的計(jì)算，完整的內(nèi)容，流暢的語(yǔ)言，整潔的格式。設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)自然條件當(dāng)?shù)卮髿鈮海?9.96KPa多年平均氣溫：12.1℃多年平均風(fēng)速：2.3m/s全年主導(dǎo)風(fēng)向：ENE廠(chǎng)房位于市中心西南方向15km處設(shè)計(jì)參數(shù)鍋爐型號(hào)：DZL10-1.6型單鍋筒縱置式鏈條爐排鍋爐鍋爐設(shè)備數(shù)量：1臺(tái)鍋爐額定蒸發(fā)量：10t/h鍋爐額定蒸汽壓力：1.6MPa設(shè)計(jì)燃煤量：1600kg/h煙氣含塵量占總灰量的百分比：19%空氣過(guò)剩系數(shù)：1.4煙氣密度（標(biāo)態(tài)）：1.36kg/m3排煙溫度：160℃煙氣在鍋爐出口前的阻力：600Pa連接凈化系統(tǒng)的管道（鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪）按長(zhǎng)度65m，90°彎頭10個(gè)計(jì)算。燃煤情況：表2.1燃料工業(yè)分析和元素分析表項(xiàng)目符號(hào)單位設(shè)計(jì)值工業(yè)分析收到基水分War%10.79收到基灰分Aar%31.41干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf%32.93收到基低位發(fā)熱量Qnet，arkJ/kg20130元素分析碳Car%45.72氫Har%4.76氧Oar%3.47氮Nar%1.51全硫St，ar%2.34設(shè)計(jì)主要內(nèi)容分析除塵脫硫技術(shù)的原理和特點(diǎn)，選擇適宜的除塵裝置和脫硫技術(shù)，完成除塵設(shè)備、煙氣脫硫工藝、煙道設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算，按計(jì)算結(jié)果畫(huà)出圖紙。。煙氣除塵技術(shù)鍋爐在煤燃燒過(guò)程中，會(huì)排放大量煙氣污染物，煙氣中含有大量的顆粒物，為有效的處理煙氣中的顆粒物，將通過(guò)濕式除塵、袋式除塵、靜電式除塵等除塵技術(shù)進(jìn)行控制，進(jìn)而到達(dá)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。濕式除塵濕式除塵也是較常用的一種除塵方法。其基本原理是雨水和煙氣中灰塵粒子融合，產(chǎn)生孔徑大于10μm的大灰塵粒子，然后把上述大灰塵粒子去掉。一般情況下，濕式系統(tǒng)除塵的同時(shí)也能夠進(jìn)行煙氣脫二氧化硫，所以濕式系統(tǒng)除塵是目前最有效的方法，其好處還包括成本低、運(yùn)行簡(jiǎn)單、維修方便及應(yīng)用環(huán)境廣闊等；弊端是會(huì)產(chǎn)生大量污染物，而且濕式系統(tǒng)除塵器易被銹蝕，，須改善管路材質(zhì)。常用的大量處理煙氣的濕式系統(tǒng)除塵器主要有二類(lèi)，即文丘里除塵器和麻石水膜除塵器，按照具體要求，通過(guò)選用最佳的除塵器者將二類(lèi)濕式系統(tǒng)除塵器組合起來(lái)應(yīng)用，并發(fā)揮每一個(gè)系統(tǒng)除塵工藝的優(yōu)點(diǎn)，以此來(lái)提升除塵處理效率，并且又能夠克服管路銹蝕問(wèn)題。自激噴霧除塵器技術(shù)則應(yīng)用于中小型鍋爐的煙氣除塵管理。袋式除塵袋式除塵器的主要工作機(jī)理包括篩選和清灰二個(gè)部分。篩選是由含塵氣體中灰塵的慣性沖擊、重力沉降、擴(kuò)展、截留，以及靜電效果等相互作用結(jié)果。布袋過(guò)濾捕集粉灰，是用濾材實(shí)現(xiàn)的表層濾網(wǎng)與內(nèi)部深度濾網(wǎng)。袋式除塵器的最大不足之處就是材質(zhì)，材質(zhì)在溫度和濕度太高的情況下，除塵器的工作效率不會(huì)很高，適應(yīng)能力并不大。在運(yùn)行過(guò)程中，一般情況下，阻力高的時(shí)候會(huì)低于1500Pa，但隨著運(yùn)行過(guò)程的增加，阻力增加到2500Pa。除塵器中的濾袋非常容易容易破碎和掉落，導(dǎo)致濾袋沒(méi)有辦法再次回收利用，損失相對(duì)會(huì)很大。美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署的環(huán)境保護(hù)科技證書(shū)(EnvironmentalTechnologyVerification，ETV)項(xiàng)目對(duì)ePTFE覆膜濾材做過(guò)的特性測(cè)試表明濾料覆膜可有相當(dāng)程的地限制PM2.5和消除危害廢氣，該工程項(xiàng)目對(duì)袋式除塵工藝等科技的開(kāi)發(fā)具有很強(qiáng)的啟發(fā)意義。改進(jìn)袋式除塵器可以從三種角度進(jìn)行探討：濾料覆膜，濾材的改良革新，舊袋的高效循環(huán)使用。靜電式除塵靜電驅(qū)動(dòng)除塵技術(shù)在煙氣除塵中也是使用比較廣泛的方法，通過(guò)靜電除塵器吸收煙氣中的灰塵顆粒實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣的除塵。該技術(shù)裝備除塵器大大增強(qiáng)了除塵效果，并能迅速的去除煙塵中的灰塵，并在除塵過(guò)程中有效減少了塵屑物的形成。靜電除塵技術(shù)的使用并不受環(huán)境溫度的影響，但因?yàn)殄仩t運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境溫度變化相當(dāng)高，所以使用該技術(shù)就能迅速精確的完成除塵工作。在方案設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)使用靜電除塵裝置防止了高溫空氣對(duì)靜電除塵工藝的干擾，從而安全平穩(wěn)的完成了除塵任務(wù)，同時(shí)又在整個(gè)除塵流程中對(duì)機(jī)器的影響最小，以確保系統(tǒng)的順利工作。在實(shí)際使用過(guò)程中，靜電除塵機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷情況下的損壞較少，除塵裝置的應(yīng)用時(shí)間大致能夠達(dá)到預(yù)定的。靜電表面除塵技術(shù)應(yīng)用的裝置安裝表復(fù)雜，所以安裝的針對(duì)性相當(dāng)高，對(duì)表面除塵裝置定期維護(hù)進(jìn)而達(dá)到除塵質(zhì)量達(dá)到最佳。煙氣除塵新技術(shù)最近幾年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的研究人員對(duì)新的除塵技術(shù)生物納膜技術(shù)、濕式收塵技術(shù)、云霧抑塵技術(shù)等新進(jìn)行了大量研究和實(shí)驗(yàn)。雖然取得了突破，有的技術(shù)也運(yùn)用到了生活中，但是還是存在很多問(wèn)題。在以后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)有更大的突破。煙氣脫硫技術(shù)煙氣脫硫，是指在燃燒鍋爐后尾電除塵處理后與煙囪中間的煙道處加裝脫硫裝備，其原理為酸性的SO2和堿性的脫硫劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，將SO2轉(zhuǎn)化為固態(tài)物質(zhì)，從而去除煙道氣中的SO2。干法脫硫干法脫硫中的反應(yīng)過(guò)程和煙氣脫硫產(chǎn)品一般都處在干狀態(tài)，脫硫劑直接和煙霧中的二氧化硫相觸碰，才能脫除二氧化硫，目前使用的工藝技術(shù)一般有：活化碳吸附法、電子束照射法等。活性炭吸附法，由活性炭吸收煙氣中的SO2并在催化劑的作用下氧化成SO3，再與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO4，從而達(dá)到脫硫目的。雖然效果很好，但是所需設(shè)備成本較高，一次投資較大，操作復(fù)雜，占地面子大。電子束輻射法，包括冷切、加氨、電子束照射、粉體捕集四個(gè)過(guò)程。煙氣在進(jìn)入反應(yīng)室之前，先加適量的氨氣，然后再用電子束照射，使煙氣中的SO2和NOX在極短的時(shí)間內(nèi)氧化為硫酸、硝酸，再與氨氣反應(yīng)，形成微粒，再由集塵裝置排除。本方案具有良好的脫硫化作用，同時(shí)具有高效、副產(chǎn)物回收利用的優(yōu)點(diǎn)，而且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但它是具有很高的科學(xué)性和高投資的成本。氨法脫硫煙氣氨法脫硫技術(shù)可以包括濕式系統(tǒng)氨法、電子束氨法、脈沖電暈氨法等幾大類(lèi)技術(shù)。氨法脫硫是將氨水與酸性SO2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成(NH4)2SO4的工藝。具有吸收性和適應(yīng)性較強(qiáng)、容易獲得、生產(chǎn)附加產(chǎn)品值高等特點(diǎn)。按照所需要副產(chǎn)品的不同，也可分成氨-硫酸銨法、氨-亞硫酸銨法等。濕法煙氣脫硫濕法煙氣脫硫清洗器的設(shè)計(jì)大大降低了二氧化硫煙氣蒸汽發(fā)生器(SO2)的排出量。在煙塵經(jīng)過(guò)時(shí)噴射水——石灰石(漿)的混合物。礦井管道是的一個(gè)裝置，使用噴嘴來(lái)噴涂。石灰石將夜吸收在煙霧中的進(jìn)入塔內(nèi)的空氣二氧化硫。石灰石-石膏法脫硫也是比較成熟的脫硫工藝，該工藝的過(guò)程主要是由CaCO3進(jìn)一步和SO2形成CaSO3，由CaSO3進(jìn)一步和氧化物形成CaSO4。對(duì)于處理量大的鈣法脫硫具有重要的實(shí)用價(jià)值。如果選擇石灰石或石灰作吸收劑，生產(chǎn)成本更低，更容易獲得，副產(chǎn)物石膏也可以用作建筑材料。但該施工必須消耗一定量的自然資源，并易引起土壤結(jié)垢污染。如采用CaCl2、Mg2+、NH3等做為增加物能或避免結(jié)垢處理方法，但生產(chǎn)成本也會(huì)提高。若用石膏銷(xiāo)路不好，則會(huì)引起固體污染物排放的堆積問(wèn)題，進(jìn)而形成二次污染。。選取除塵脫硫技術(shù)通過(guò)對(duì)鍋爐中灰塵脫硫技術(shù)介紹的查閱認(rèn)識(shí)，目前的灰塵脫硫技術(shù)很多，但也各有不足之處。從降低大氣污染，改善人民生活水平和實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)的環(huán)境指標(biāo)要求出發(fā)，勢(shì)必要使用高效率除塵器，目前主要有電除塵器和袋式除塵器。因使用循環(huán)流化床燃燒褐煤，電除塵器的效率會(huì)降低，若要提高效率，投入資金及設(shè)備運(yùn)行投入費(fèi)用會(huì)增加。出口污染很穩(wěn)定，但很難實(shí)現(xiàn)小于五十mg/m3的污染目標(biāo)。相比之下袋式除塵技術(shù)利用率比較好，可達(dá)百分之九十九，性能也比較穩(wěn)定。壓力的不同(例如風(fēng)量，氣體粉塵含量，溫度等)對(duì)除塵效率變化影響很小。所收集的灰塵也易于處理使用。構(gòu)造簡(jiǎn)潔，工作平穩(wěn)，初始投入較低，維修簡(jiǎn)單，唯一可能會(huì)造成的問(wèn)題是對(duì)濾袋的耗損，要合理維護(hù)，所以除塵方式選擇袋式除塵比較合理。二零一零年二月，我國(guó)環(huán)保部發(fā)布的《燃煤電廠(chǎng)污染防治最優(yōu)化可行性技術(shù)指南》(試行)中，在燃煤電廠(chǎng)SO2等環(huán)境污染治理的最優(yōu)化可行性技術(shù)方法和低污染水平表單中，明確了燃用中高硫煤的現(xiàn)役和新增發(fā)電機(jī)組必須使用循環(huán)流化床鍋爐的，而其SO2等污染防冶最優(yōu)化可行性技術(shù)方法則是：高爐脫硫+石灰石/石灰石膏法、高爐脫硫+煙氣循環(huán)流化床法。其中石灰石/石灰石膏法工序技術(shù)完善，脫硫效率較高，且石灰石來(lái)源廣闊，廉價(jià)易得，經(jīng)脫硫后所得到的副產(chǎn)品均可銷(xiāo)售或利用。故針對(duì)實(shí)際情況，本工程設(shè)計(jì)選擇了石灰石/石灰石膏法的脫硫技術(shù)。圖5.1除塵脫硫工藝流程圖物料平衡計(jì)算以1kg煤來(lái)計(jì)算，表6.1為1kg燃煤的各物質(zhì)的量。表6.11kg燃煤的各物質(zhì)的量重量/g摩爾數(shù)/mol需氧量/molC45.72457.238.138.1H4.7647.647.611.9O3.4734.72.17-1.085N1.5115.11.080S2.3423.40.730.73灰分31.41314.100水分10.79107.95.9901小時(shí)的燃煤量：1600kg/h1h=1600kg煙氣量的計(jì)算空氣量的計(jì)算理論需氧量：mol/kg假定干空氣中氮和氧的摩爾比為3.78，則理論煙氣量：m3/kg實(shí)際空氣量按照：(6-1)式中——空氣過(guò)剩系數(shù)，取1.3；——實(shí)際空氣量，m3/kg；——理論空氣量，m3/kg。根據(jù)式（6-1）實(shí)際空氣量為：m3/kg煙氣量的計(jì)算表6.2為理論空氣量下煙氣的組成：表6.2理論空氣量下煙氣組成理論煙氣組分CO2H2OSO2N2質(zhì)量/mol38.123.8+5.99=29.790.7349.645×3.78=187.658理論干煙氣量為mol/kg即m3/kg實(shí)際干煙氣量：（6-2）m3/kg式中——空氣過(guò)剩系數(shù)，取1.3；——實(shí)際干煙氣量，m3/kg；——理論干煙氣量，m3/kg；——理論空氣量，m3/kg。理論濕煙氣量為mol/kg即m3/kg實(shí)際濕煙氣量為m3/kg煙氣流量（6-3）kg/m3=7010mg/m3式中——SO2的質(zhì)量；——實(shí)際干煙氣量，m3/kg。6.3煙氣含塵濃度（6-4）kg/m3=11310mg/m3式中——煙氣含塵量占總灰量的百分比，24%；——收到基灰分，314.1g；——實(shí)際干煙氣量，m3/kg。除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)的計(jì)算除塵器的除塵效率（7-1）式——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣含塵濃度，mg/m3；——標(biāo)準(zhǔn)狀況下鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，50mg/m3。除塵器的脫硫效率（7-2）式中——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣含SO2濃度，mg/m3；——標(biāo)準(zhǔn)狀況下鍋爐SO2排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，300mg/m3。除塵器的煙氣流量燃煤鍋爐的耗煤量為1600kg/h，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣流量：m3/hm3/s實(shí)際160℃煙氣流量:（7-3）m3/hm3/s式中——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣流量，m3/h；——工況下煙氣溫度，k；——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣溫度，273k。除塵器的設(shè)計(jì)與計(jì)算清灰方式的選擇表7.1除塵器性能比較除塵種類(lèi)除塵效率%凈化程度特點(diǎn)簡(jiǎn)易袋式30中凈化機(jī)械振動(dòng)袋式90中凈化要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，在過(guò)濾面上生成足夠的振動(dòng)力脈沖噴吹袋式99細(xì)凈化清灰方式作用強(qiáng)度很大，而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好通過(guò)上表中除塵器的比較，選取脈沖噴吹袋式除塵器。圖7.1脈沖噴吹袋式除塵器結(jié)構(gòu)圖濾袋面積（7-4）m2式中——預(yù)處理的煙氣量（工況下總煙氣量），m3/h；——脈沖噴吹清灰過(guò)濾速度，取2m/min。濾袋數(shù)量每條濾袋的面積為：m2；濾袋的直徑為150mm=0.15m；濾袋的長(zhǎng)度為4000mm=4m；濾袋的條數(shù)為：條；A代表的是濾袋的面積；選用濾袋數(shù)取80條。濾室設(shè)計(jì)設(shè)置一個(gè)單層濾室。按8×10排列，濾袋與濾袋之間取0.05m，檢修通道之間取0.6m，濾袋與外包裝之間取0.3m，濾室與外包裝殼之間取0.5m。濾室的長(zhǎng)為：m寬為：m進(jìn)排氣總管進(jìn)氣總管一般分為兩種類(lèi)型：斜坡形和階梯形。在一般情況下，使用斜坡形管的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生一些分散和混亂的問(wèn)題，因此在這種情況下吧斜坡形改成為階梯形，階梯形中煙塵會(huì)均勻的分散在過(guò)濾室中，減少管內(nèi)煙氣的降塵，從而減少除塵器的壓力損失。圖7.2斜坡形進(jìn)氣總管圖7.3階梯形進(jìn)氣總管進(jìn)風(fēng)口位置除塵器的煙氣入口有上進(jìn)風(fēng)和下進(jìn)風(fēng)兩種形式。設(shè)在中箱上部靠近花板處，稱(chēng)為上進(jìn)風(fēng)，設(shè)在中箱下部，稱(chēng)為下進(jìn)風(fēng)。在使用下進(jìn)風(fēng)的時(shí)侯，煙氣進(jìn)入除塵器后，顆粒物會(huì)落在灰斗中，而不會(huì)落在濾袋上，從而降低了濾袋阻力上升的的速度。伴隨著過(guò)濾速度的增加，粉塵通過(guò)率上升，下進(jìn)風(fēng)會(huì)比上進(jìn)風(fēng)更快，所以選取下進(jìn)風(fēng)。灰斗采用灰斗形狀為四棱臺(tái)狀，水平方向設(shè)置1個(gè)，灰斗上表面取mm，下口取mm，灰斗相對(duì)的兩條側(cè)壁夾角不小于60°，高度取mm。除塵器高度（7-5）m式中——除塵器總高度，m；——濾袋層高度，一般為濾袋長(zhǎng)度加吊掛件高度，m；——灰斗的高度，m；——灰斗粉塵出口距地坪高度，取1m。脈沖閥由7.2.3得，濾袋的直徑為150mm，長(zhǎng)度為4m，條數(shù)80條。選用6個(gè)1.5寸脈沖閥（每個(gè)脈沖閥最多能夠噴吹14條濾袋，吹孔直徑為9.5mm）。管道直徑及煙氣流速（7-6）m式中——工況下管道內(nèi)的煙氣流量，m3/s；——煙氣流速，m/s，（查有關(guān)手冊(cè)，對(duì)于鍋爐煙塵m/s）；取13m/s。由公式可得實(shí)際煙氣流速：m/s（在10~15m/s范圍內(nèi)，符合要求）煙氣系統(tǒng)煙囪幾何高度表7.5燃煤鍋爐房煙囪最低允許高度鍋爐房裝機(jī)總?cè)萘縈W<0.70.7~<1.41.4~<2.82.8~<77~<14≥14T/h<11~<22~<44~<1010~<20≥20煙囪最低允許高度m202530354045鍋爐額定蒸發(fā)量為10t/h，選擇煙囪高度為40m。煙囪出口直徑表7.6煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)機(jī)械通風(fēng)10~204~5自然通風(fēng)6~82.5~3（7-7）m式中——通過(guò)煙囪的總煙氣量，m3/h；?——按表選取煙囪出口煙氣流速，取15m/s。煙囪底部直徑（7-8）m式中——煙囪出口直徑，m；——煙囪幾何高度，m；——煙囪錐度（通常?。颂幦?.025。煙囪抽力設(shè)計(jì)（7-9）Pa式中——煙囪幾何高度，m；——外界空氣溫度，℃；——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，℃；——當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a。煙氣的熱釋放率（7-10）KW式中——煙囪出口煙氣流速，取15m/s；——煙囪出口直徑，m；——煙囪出口處的煙氣溫度，k；——外界空氣溫度，k。煙氣抬升高度（7-11）m式中，，；——煙氣的熱釋放率，KW；——煙囪幾何高度，m；——煙囪出口煙氣流速，取15m/s。煙囪高度m煙囪位置根據(jù)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)可知，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镋NE，廠(chǎng)房位于市中心西南方向15km處，所以煙囪設(shè)置在西南方向。壓力損失的計(jì)算圓管摩擦壓力損失根據(jù)公式（5-7）得管道直徑為0.7m。（7-12）Pa式中——管道長(zhǎng)度，65m；——管道直徑，1.4m；——煙氣密度，1.31kg/m3；——管中氣流平均流速，12.2m/s；——摩擦阻力系數(shù)，（實(shí)際中對(duì)金屬管道值取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道值可取0.04）。局部阻力損失(7-13)Pa式中——異形管道的局部阻力系數(shù)，取0.25；——管中氣流平均流速，12.2m/s；——煙氣密度，1.31kg/m3。煙囪阻力損失（7-14）Pa式中——煙囪高度，43.84m；——煙囪平均直徑，1.63m；——煙氣密度，1.31kg/m3；——管中氣流平均流速，12.2m/s；——摩擦阻力系數(shù)，使氣體雷諾數(shù)和管道相對(duì)粗糙度的函數(shù)。（實(shí)際中對(duì)金屬管道值取0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道值可取0.04）。壓力損失進(jìn)、出口煙道截面積m2，取鍋爐產(chǎn)生的煙氣溫度為160℃，脫硫裝置入口煙氣溫度為80℃，從吸收塔出來(lái)的煙氣溫度為50℃，進(jìn)入煙囪的煙氣溫度為160℃。由此計(jì)算：1-4管段的煙氣流速：m/s5-7管段的煙氣流速：（7-15）m/s8-9管段的煙氣流速：根據(jù)公式（7-8）得：m/s10-12管段的煙氣流速：根據(jù)公式（7-8）得：m/s根據(jù)公式（7-3）得：1-4管段煙氣體積為m3/s利用理想狀態(tài)方程求實(shí)際煙氣體積：（7-16）5-7管段煙氣體積：m3/s8-9管段煙氣體積：m3/s10-12管段煙氣體積：m3/s煙氣質(zhì)量：m3/s在不同溫度下煙氣的密度分別為：局部損失在設(shè)備和接口處的局部損失系數(shù)。選擇緩轉(zhuǎn)彎頭，其，選擇。根據(jù)和90°彎頭，查得。1-4管段的局部損失：Pa5-7管段的局部損失：Pa8-9管段的局部損失：Pa10-12管段的局部損失：Pa摩擦阻力損失圓形風(fēng)管的直徑可稱(chēng)為矩形風(fēng)管以流速為準(zhǔn)的直徑：。1-4管段的摩擦阻力損失：設(shè)m，則Pa5-7管段的摩擦阻力損失：設(shè)m，則Pa8-9管段的摩擦阻力損失：設(shè)m，則Pa10-12管段的摩擦阻力損失：設(shè)m，則Pa總的管道壓力損失為：Pa總壓損失煙氣換熱器的壓力損失一般為1000Pa，吸收塔區(qū)的壓力損失估算為1500Pa。則，總壓力損失為：Pa系統(tǒng)總損失Pa脫硫系統(tǒng)石灰石-石膏法脫硫原理該工藝技術(shù)成熟，脫硫效率高，可廣泛應(yīng)用于多種煤的燃燒。發(fā)生的主要反應(yīng)為：石灰法：石灰石法：設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算按照1kg煤計(jì)算，相對(duì)于碳元素作如下計(jì)算：表8.1煤組成成分（相對(duì)于碳）%（質(zhì)量）mol/100g煤mol/mol碳C45.723.811.00H4.764.761.19S2.340.0730.018O3.470.2170.054灰分31.41水分10.790.59對(duì)于該種煤，其組成可表示為：根據(jù)煤的燃燒方程式可知生成物：mol；mol；mol。理論燃燒需氧量：mol100g煤完全燃燒所需的空氣量：（8-1）molm3/kg100g煤完全燃燒產(chǎn)生的煙氣量：（8-2）molm3/kg式中——空氣過(guò)剩系數(shù)，為1.55；——空氣濕度，取0.0116。8.2.1煙氣流量已知鍋爐燃煤量為1600kg/h，則標(biāo)況下煙氣流量為：m3/s實(shí)際160℃煙氣流量:（8-3）m3/s式中——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣流量，m3/s；——工況下煙氣溫度，k；——標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣溫度，273k。脫硫效率1、根據(jù)公式（6-3）得煙氣的SO2的質(zhì)量濃度為:2、脫硫效率（8-4）式中——標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化硫濃度，mg/m3；——標(biāo)準(zhǔn)狀況下鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，300mg/m3。凈煙氣中SO2的濃度（8-5）mg/m3式中——凈煙氣中SO2的濃度；——原煙氣中SO2的濃度。脫硫效率為96.3%（設(shè)其余量為0.6%，95.7%+0.6%=96.3%）石灰石粉消耗量64 100 36 16 172 44g/mol脫硫中所需去除的SO2摩爾數(shù)：（8-6）mol/h式中——原煙氣中SO2的濃度；——工況下煙氣流量，m3/h；——脫硫效率，95.7%；——SO2分子量，g/mol。石灰石粉消耗量：（8-7）t/h式中——脫硫去除的摩爾數(shù)，mol/h；——鈣硫比，一般為1.02~1.05，取1.03；——摩爾質(zhì)量，g/mol；——石灰石粉純度，取92%。煙氣系統(tǒng)煙道規(guī)格煙道的截面積：m2出口的煙氣流速一般為12-20m/s，取13m/s。煙道設(shè)計(jì)為正方形，所以煙道進(jìn)出口截面邊長(zhǎng)為0.6m=600mm。煙氣擋板門(mén)為了能在系統(tǒng)異常下確保鍋爐和脫硫系統(tǒng)的安全，設(shè)置煙氣擋板門(mén)，規(guī)格設(shè)為600×600×300mm，外殼選用防腐碳鋼材質(zhì)。SO2吸收系統(tǒng)吸收塔的選擇吸收塔可分為鼓泡塔、噴淋塔、液柱塔等。在我國(guó)使用次數(shù)較多的有噴淋塔、填料塔、鼓泡塔和液柱塔這四類(lèi)。其特性對(duì)比如表8.2所示：表8.2四種常見(jiàn)脫硫塔的技術(shù)特性比較項(xiàng)目噴淋塔填料塔鼓泡塔液柱塔結(jié)構(gòu)以及原理塔內(nèi)有有多層的噴嘴，脫硫的漿液霧化之后向下噴淋，SO2吸收區(qū)為空塔段，漿液通過(guò)吸收區(qū)和反向的煙氣發(fā)生吸收。一般以球狀高分子為填料，漿液自上而下流動(dòng)產(chǎn)生的液膜，煙氣中的二氧化硫和液膜發(fā)生吸收傳質(zhì)。將煙氣直接通入漿液內(nèi)，氣體在漿液中形成氣泡，同時(shí)氣泡在逸出中和周?chē)后w發(fā)生傳質(zhì)。底部的噴嘴自下而上以液柱形式噴漿液，之后，以水幕形式下落，漿液在塔內(nèi)運(yùn)動(dòng)中上行煙氣發(fā)生傳質(zhì)。脫硫效率>95%>95%90%左右>95%優(yōu)缺點(diǎn)液氣比最小，塔的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單系統(tǒng)壓力要求低，缺點(diǎn)是噴嘴易堵塞，并且對(duì)脫硫劑粒徑要求比較高。易結(jié)垢，堵塞，阻力在運(yùn)行過(guò)程中在提高，對(duì)石灰石的粒徑以及煙氣的含塵量要求高。不所需的噴嘴，泵等器件，并且氣液接觸比較充分，受含塵量影響較小，缺點(diǎn)是系統(tǒng)阻力對(duì)脫硫劑粒徑大，裝置體積相對(duì)大。噴嘴的孔徑比較大，因此不會(huì)增加運(yùn)行過(guò)會(huì)的阻力，對(duì)脫硫劑粒徑及含塵量的要求比較低。根據(jù)對(duì)比和具體實(shí)際，本次設(shè)計(jì)選用噴淋塔脫硫。圖8.1噴淋塔結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)參數(shù)液氣比（L/G）液氣比（L/G）是指在整個(gè)漿液中吸收劑的循環(huán)流速與煙氣流速之間的比例（L/m3）。在煙氣流速一定的情況下，增大塔中液氣比，可以增加噴霧塔中的霧化濃度與接觸區(qū)域，從而提高脫硫效率。但塔中液氣比不宜過(guò)大，超過(guò)某一限度后，對(duì)脫硫效果影響不大。同時(shí)，在使用中，由于液氣比的增大，循環(huán)泵的流量也相應(yīng)增大，塔中的壓損也會(huì)增大增大，因此會(huì)加大投資。通常，液氣比為8L/m3~25L/m3。煙氣速度在入口煙氣量一定的情況下，煙氣流速增加，吸收塔直徑減小，因此可以節(jié)約塔內(nèi)材料的損耗，降低漿料循環(huán)泵以及吸收塔等附屬設(shè)備的損耗量。但是，如果煙氣流速太快，則會(huì)導(dǎo)致吸收塔內(nèi)部的壓力下降。通常，當(dāng)煙氣脫硫效率達(dá)到一定程度時(shí)，F(xiàn)GD裝置會(huì)將煙氣流速控制在2.5~5m/s之間。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮吸收塔的設(shè)計(jì)。對(duì)于剩余負(fù)載運(yùn)行，負(fù)載必須達(dá)到110%。此時(shí)，煙氣速度必須低于4.1m/s，以使設(shè)計(jì)更加合理。因此，在此設(shè)計(jì)中選擇的噴淋塔內(nèi)部的煙氣速度為3.5m/s。鈣硫比濕法脫硫指的是氣體、液體、固體三者之間的相互反應(yīng)，在一定條件下，鈣硫的比值為1時(shí)，可以稍微高于實(shí)際操作，從而降低脫硫的投資。在此設(shè)計(jì)中，鈣硫比（Ca/S）是1.02。噴淋層數(shù)為了達(dá)到足夠的脫硫效率，一般將脫硫噴霧塔設(shè)置為3~4層。吸收塔的直徑塔的進(jìn)口煙氣流量：根據(jù)公式（7-9）得：m3/s蒸發(fā)水分V2在噴淋塔內(nèi)，對(duì)脫硫漿液進(jìn)行沖洗會(huì)使煙氣溫度下降，而當(dāng)脫硫漿液溫度上升時(shí)，吸收劑中的水分會(huì)隨之蒸發(fā)，煙氣中的含水分量由3%上升至10%。則，煙氣中水分增加的體積流量為：m3/s剩余氮?dú)饬縑3從理論上講，使用0.5mol的氧氣能夠氧化1mol亞硫酸鈣。由公式（6-3）得：m3/s因此，SO2的質(zhì)量流量為：O2的質(zhì)量流量為：kg/s換算得到空氣的質(zhì)量流量是：kg/s通常情況下，空氣密度為1.293kg/m3所以：m3/sm3/s實(shí)操過(guò)程中塔的總氣體量Vgm3/s吸收塔的直徑：（8-8）m式中——噴淋塔內(nèi)部煙氣流量，m3/s；——煙氣流速，塔內(nèi)的煙氣流速一般為2.5~5m/s，取3.5m/s。噴淋塔的高度液氣比由給定資料得SO2濃度為3.87%，由于3.87%<10%，則：氣體流量為4.69m3/s，進(jìn)入塔的煙氣濃度為7010mg/m3。塔底塔頂SO2去除率為97.4%，則剩余的SO2量為：mg/m3其摩爾數(shù)為：mol/h塔底SO2的摩爾數(shù)為：假設(shè)吸收塔頂端吸收液中吸收劑的摩爾分?jǐn)?shù)為0，即：x查表可知0℃時(shí)，KPa，則：(8-9)由亨利定律得：（8-10）將L/G換算為L(zhǎng)/m3，即：m3/h石灰石漿液的摩爾質(zhì)量和體積密度與水的摩爾質(zhì)量和體積密度相接近，為18g/mol、1000kg/m3，則：L/h所以：L/m3吸收劑漿循環(huán)總流量為：L/h吸收區(qū)高度煙氣進(jìn)口底部至漿液面的距離：煙氣進(jìn)口底部到漿液面的距離在1000~1600mm之間。此設(shè)計(jì)中取。吸收塔煙氣進(jìn)口高度：m（包括煙氣進(jìn)口和凈化后煙氣的進(jìn)出口的高度）煙氣進(jìn)口頂端到噴淋層最下端的距離：該段距離取值m。噴淋層高度為：本次設(shè)置4層噴淋塔層，噴淋塔層之間的距離為1.2~2m，取1.2m，則噴淋塔層的高度m。噴淋塔吸收區(qū)高度m噴淋塔漿液池區(qū)高度：噴淋塔內(nèi)部脫硫漿液池體積：（8-11）m3式中——噴淋塔內(nèi)部氣液比，17.2L/m3；——煙氣在標(biāo)況下的濕態(tài)容積，m3/s；——漿液停留時(shí)間，取4.5min。m，取10m（漿液池直徑與吸收塔直徑一樣m）。噴淋塔除霧區(qū)高度：除霧器高：塔中裝有兩層除霧器。第一級(jí)的煙氣液滴含量高，板片上有大量的漿液需要清除，板間距一般在30~70mm。第二級(jí)的除霧器在20~30mm范圍內(nèi)，以最大的限度地消除霧滴，提高除霧效果。兩級(jí)之間距離為1.5~1.8m，取兩級(jí)高度為=1.65m。噴淋管頂層以及離它最近的除霧器底層的垂直距離、：在噴淋管最上層到除霧器第一層的距離為m，除霧器第二層背面到吸收塔頂層開(kāi)始變窄的距離為m。煙氣脫硫后排煙口底部距除霧器頂層距離：吸收塔頂層開(kāi)始變窄的地方到煙氣出口頂部的這段距離為m噴淋塔除霧區(qū)高度：m綜上所述，吸收塔的總高度為：m，整取27m。噴淋層在此設(shè)計(jì)中噴淋層數(shù)是4層。不同的噴淋層是通過(guò)連接有分支管的母管和脫流漿液的噴嘴制成的。漿液池內(nèi)反應(yīng)所需的漿液：m3/h(液氣比取15L/m3)噴嘴數(shù)量為：個(gè)（噴嘴流量取20m3/h）每個(gè)噴淋層的噴嘴數(shù)量為：個(gè)單層漿體總流量：L/s單噴管最大流量：(8-12)L/s式中——最大的噴淋管管徑，0.05m；——最大的噴淋管內(nèi)漿液流速，8.50m/s。單噴淋層主噴管數(shù)：（8-13）循環(huán)漿液泵石灰石漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵送至噴嘴，使得漿液循環(huán)。循環(huán)漿料泵和各層的噴霧母管彼此對(duì)應(yīng)，因此需要4個(gè)漿料循環(huán)泵。循環(huán)漿料泵的功能是保持進(jìn)入吸收塔的煙道氣和漿料的液氣比的合理性。循環(huán)泵的流量為：m3/h，取70m3/h（漿液循環(huán)量是253.26m3/h）。石膏漿液排出泵吸收塔排出的石膏為：kg/h脫硫漿液的密度是kg/m3，漿液排出泵的流量為m3/h。氧化系統(tǒng)氧化的空氣量：（8-14）m3/h式中——進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的SO2的濃度，mg/m3；——塔入口的煙氣流量，m3/h；——脫硫效率，97.4%；——空氣中氧氣的密度，1.429kg/m3。實(shí)際氧化空氣量：m3/h石灰石粉倉(cāng)石灰石粉倉(cāng)的體積石灰石粉倉(cāng)體積為：m3（按照30天計(jì)算，密度為2700kg/m3，石灰石量為0.198t/h）。粉倉(cāng)各尺寸大小計(jì)算選定石灰石粉倉(cāng)的直徑是6m，則粉倉(cāng)的高為：m，取2m。石膏庫(kù)石膏漿液排出量：（8-15）t/h脫水石膏產(chǎn)量：（8-16）t/h濾液水量為：t/h式中——脫硫漿液的固濃度，15%；——生成物中石膏的固濃度，90%。石膏庫(kù)的體積為m3，取80m3（根據(jù)石膏暫放庫(kù)中5天計(jì)算，密度為2610kg/m3）。石膏庫(kù)的高為8m，則底面積為10m2，設(shè)計(jì)為矩形儲(chǔ)倉(cāng)，尺寸為m。事故漿液池漿池容積m3。（設(shè)計(jì)為吸收塔漿液池的1.1倍）事故漿液罐的容積為：m3事故漿液罐高取8m，則其半徑為m，取2.5m。設(shè)備清單表9.1主要設(shè)備清單表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格及技術(shù)要求單位數(shù)量一除塵系統(tǒng)1袋式除塵器脈沖袋式除塵器臺(tái)12除塵器高度7.95m3清灰方式脈沖噴吹清灰方式4濾室1個(gè)濾室，單層布置個(gè)15濾袋D=0.15m，L=4m條806灰斗四棱臺(tái)狀，L為2550mm×2050mmH為1948.56mm個(gè)17脈沖閥1.5寸脈沖閥，噴吹孔直徑為9.5mm。個(gè)6二煙氣系統(tǒng)1管道管徑d=0.7m2實(shí)際煙氣流速v=12.21m/s3煙囪高度H=43.84m4煙囪直徑d1=0.63；d2=2.63m5煙囪抽力Sy=163.83Pa6煙囪位置吸收塔的西南方向續(xù)表9.1主要設(shè)備清單表三吸收塔系統(tǒng)1吸收塔噴淋塔，直徑1.014m，高27m個(gè)12吸收塔噴淋層母管層43噴嘴個(gè)124漿液循環(huán)泵V=70

m3/h臺(tái)45石膏漿液排出泵V=1.25

m3/h臺(tái)2四煙氣系統(tǒng)1煙道進(jìn)出口煙道600×600mm2煙氣擋板門(mén)規(guī)格為600×600×300mm，外殼材質(zhì)：防腐碳鋼五氧化系統(tǒng)1氧化風(fēng)機(jī)Q=160m3/h臺(tái)12氧化吸收池?cái)嚢铏C(jī)側(cè)進(jìn)式攪拌機(jī)臺(tái)1六漿液制備系統(tǒng)石灰石粉倉(cāng)V=52.8m3，D=6m，H=2m個(gè)1七石膏脫水系統(tǒng)1石膏庫(kù)V=90m3，矩形儲(chǔ)倉(cāng)，尺寸為6×3×5m個(gè)12事故漿液池V=137.72m3，D=2.5m，H=8m個(gè)1結(jié)論本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)鏈條爐中硫煙煤煙氣的除塵脫硫技術(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。中國(guó)的大氣污染類(lèi)型以煙灰型居多，最主要的環(huán)境污染物為SO2和煙氣。廢熱火力發(fā)電廠(chǎng)也是世界煤炭、硅灰的消耗大戶(hù)，火電廠(chǎng)SO2年排風(fēng)量約占世界