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1、環(huán)境工程大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：08級(jí)環(huán)境工程2班學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：20087366時(shí) 間：2011.7.5指導(dǎo)老師： 目錄1.設(shè)計(jì)原始資料31.1設(shè)計(jì)內(nèi)容31.2設(shè)計(jì)要求31.3設(shè)計(jì)參數(shù)31.4氣象條件42設(shè)計(jì)計(jì)算42.1.燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算42.2除塵器的選擇53袋式除塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算63.1過(guò)濾面積的確定63.2濾袋數(shù)量的計(jì)算63.3袋籠63.4進(jìn)風(fēng)通道的設(shè)計(jì)63.5出風(fēng)通道的設(shè)計(jì)63.6袋式除塵器上箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算63.7電磁脈沖閥73.8噴吹管73.9提升閥的選型設(shè)計(jì)計(jì)算73.10氣包73.11空氣壓縮機(jī)73.12灰斗的設(shè)計(jì)計(jì)算84煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)94.

2、1脫硫工藝組成及流程94.2煙氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)104.3吸收塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)104.4脫硫吸收劑設(shè)計(jì)115小結(jié)126參考文獻(xiàn)127.附圖13袋式除塵器是控制粉塵污染應(yīng)用最廣的設(shè)備，其運(yùn)行過(guò)程是以濾料清灰再過(guò)濾的程序運(yùn)行的，要保證袋式除塵器長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)鍵事情會(huì)技術(shù)和濾料特性。本設(shè)計(jì)依據(jù)煤種等工藝條件及排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)袋式除塵器的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；通過(guò)合理選擇濾料、均勻布?xì)?、及時(shí)清灰等措施，提高布袋除塵器的效率，有效降低袋式除塵器的壓力損失。1.設(shè)計(jì)原始資料1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容。袋除塵機(jī)使用與火電行業(yè)在我國(guó)還是剛剛起步，在對(duì)袋除塵技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了解后，決定對(duì)本設(shè)計(jì)選用袋式除塵。系統(tǒng)工藝流程見圖：1.2

3、設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下袋除塵器煙塵排放濃度為150mg/m，二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)為160mg/m。1.3設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)用基灰分：13.38%；應(yīng)用基水分：16.32%；可燃基揮發(fā)分：41.98%；應(yīng)用基低位發(fā)熱量：16768KJ/kg（由于媒質(zhì)波動(dòng)較大，要求除塵器適應(yīng)性較好）。鍋爐設(shè)備的主要參數(shù)額定蒸發(fā)量（t/h）主蒸汽壓力（MPa）主蒸汽溫度(C)燃煤量(t/h)排煙量(m/h)排煙溫度(C)2209.8154036.4440000140-150煤的組成成分 單位:CHNSAWV68411156131.4氣象條件年平均大氣壓力97.86kPa，最低溫度平均值-1，當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速2.8m/s，空氣過(guò)剩系數(shù)，

4、煙氣密度1.34kg/m，空氣含水0.01296kg/m。2、設(shè)計(jì)計(jì)算2.1.燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 =6.97式中 C，H，S，O 分別代表煤中各元素所含得質(zhì)量分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 =7.42()式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，W-煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，N-N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(3)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以計(jì),因此,=10.2536.41000=373100()式中a-空氣過(guò)量系數(shù)，-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量, -標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量,(4)煙氣含塵濃度式中-排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，-煤中不可燃成分的含量-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣

5、量, ()(5)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算式中S-煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量,()2.2除塵器的選擇(1)除塵效率=91.45%式中C-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度, -標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值, (2)除塵器的選擇工作狀況下煙氣流量 =578100式中Q-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量,，-工況下煙氣溫度,KT-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度,273K則煙氣流速為 所以選用脈沖噴吹清灰方式，選用聚苯硫醚濾料，過(guò)濾風(fēng)速取1.0m/min。3.袋式除塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1過(guò)濾面積的確定S=V/60v式中，S為過(guò)濾面積 m；v為過(guò)濾風(fēng)速 m/min；V為處理風(fēng)量 m/h。本次設(shè)計(jì)的v=1.0

6、m/min，V=440000 m/h。則3.2濾袋數(shù)量的計(jì)算式中，N為濾袋數(shù)量，條；S為過(guò)濾面積，m；D為濾袋直徑，mm；L為濾袋長(zhǎng)度，m。取D=150mm，L=6m。3.3袋籠本次設(shè)計(jì)采用圓形履帶框架，頂邊結(jié)構(gòu)采用卷邊法蘭型。袋籠縱筋為不銹鋼筋條。3.4進(jìn)風(fēng)通道的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的大空間自由配氣系統(tǒng)，就是把通道做得很大，讓氣體在里面自由平衡，平均分配到各個(gè)過(guò)濾室。其設(shè)計(jì)尺寸為：4820 mm3000mm11110mm。3.5出風(fēng)通道的設(shè)計(jì)出風(fēng)通道是潔凈煙氣排出除塵器的通道，它的尺寸由出風(fēng)法蘭口決定，出風(fēng)法蘭凈尺寸為1680mm3000mm，除塵器總長(zhǎng)度為11120mm（37003+54）

7、。因此出風(fēng)通道的尺寸為1680mm3000mm11120mm。3.6袋式除塵器上箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）袋的布置。對(duì)于150-180mm，袋長(zhǎng)為6m的濾袋，袋間距應(yīng)大于濾袋的半徑，相鄰行距通常取250mm。在本次設(shè)計(jì)中除塵器分6個(gè)室，左右對(duì)稱布置。每個(gè)室的濾袋采用正方型布置，濾袋間凈距取100mm，相鄰行凈距取100mm。邊排濾袋與袋室或隔板之間的距離（從濾袋中心算起）由于不要求同行，取200mm。每室濾袋數(shù)為182個(gè)，縱向排14個(gè)，橫向排13個(gè)。（2）脈沖除塵器花板設(shè)計(jì)。花板的開孔取決于濾袋的布置，由濾袋布置可知，每個(gè)花板的尺寸為：縱向，200+25013+50+200=3700mm；橫向，20

8、0+25012+200=3400mm。（3）上箱體高度的確定。截面風(fēng)速一般不超過(guò)10m/s，提升閥的行程為500mm，因此初步擬定上箱體高度為800mm。則截面風(fēng)速為（符合設(shè)計(jì)要求）式中，v為截面風(fēng)速，m/s；Q為一個(gè)室的氣體流量，m/h；S為一個(gè)室的截面面積，m。3.7電磁脈沖閥一個(gè)脈沖閥的噴吹面積為 S=13DL=133.140.156=36.738m設(shè)計(jì)噴吹管徑與脈沖閥徑一致，取噴嘴平均直徑為16mm，則噴嘴截面積為200，閥接管面積為5150，則噴嘴截面積/閥接管面積=20013/5150100%=50.4%，滿足要求。本次設(shè)計(jì)采用DMF-Y-89型電磁脈沖閥，其技術(shù)規(guī)格如下：氣源壓力

9、0.2-0.3MPa；工作電壓DC2.4V；噴嘴量250L/pluse；絕緣電阻20M。3.8噴吹管噴嘴截面/閥接管的面積=50%-60%。設(shè)計(jì)噴吹管離花板的距離為150mm左右，噴吹管管徑內(nèi)徑取80mm，外徑取89mm。遠(yuǎn)離氣包的噴吹孔孔徑比近氣包的噴吹孔孔徑要小0.5-1.0mm。噴吹管上前5個(gè)孔孔徑為16.5mm，接下來(lái)的4個(gè)孔孔徑為16mm，最后4個(gè)為15.5mm，噴吹管尾部距除塵器壁100mm。3.9提升閥的選型設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)的除塵器處理風(fēng)量較大，為了盡量減少阻力，提升發(fā)出口氣速取10m/s，一個(gè)提升閥控制一個(gè)過(guò)濾室。每個(gè)提升閥氣缸所要提供的推力：F=5000S=50000.86=

10、4300N3.10氣包選擇氣包的容量為250L，氣包的氣體壓力為0.3MPa，氣源壓力為0.6 MPa，氣包充氣管內(nèi)的壓力為0.4 MPa.每個(gè)過(guò)濾室設(shè)一個(gè)氣包，每個(gè)電磁脈沖在氣包上的間隔為250mm。3.11空氣壓縮機(jī)（1）壓縮空氣消耗量a電磁脈沖閥耗氣量（0.3 MPa,21.8） 取T=20s式中，Q為壓縮空氣消耗量，m/min；n為一個(gè)周期內(nèi)噴吹脈沖閥的數(shù)量，個(gè)；T為脈沖周期，min；q為每個(gè)脈沖閥一次噴吹耗氣量，m/(閥次)；a為附加系數(shù)，一般取1.5.b提升閥耗氣量（0.4 MPa,21.8）計(jì)算式中，V為提升閥的耗氣量，m；S為提升閥面積，m；h為提升閥的行程，m。（2）空壓機(jī)的

11、供氣量（0.6 MPa,21.8）a電磁脈沖閥 因?yàn)椋詁.提升閥 因?yàn)?，所以c空壓機(jī) 因?yàn)?，所以d空壓機(jī)實(shí)際供氣量計(jì)算 取式中為空壓機(jī)實(shí)際供氣量，m/min；為附加系數(shù)。因此選擇空壓機(jī)為1 m/min，0.6 MPa.3.12灰斗的設(shè)計(jì)計(jì)算灰斗上不寬度為4900mm，上不長(zhǎng)度為11110mm，下不寬度為186mm，則灰斗高度H=tan65（4900-186）/2=5055mm灰斗下部長(zhǎng)度L=11110-2Htan30=11110-25055tan30=5273mm4.煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)4.1脫硫工藝組成及流程鍋爐煙氣經(jīng)袋式除塵器除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)、GGH(可選)降溫后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)

12、煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過(guò)噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3、HCL和HF，與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏（CaSO42H2O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過(guò)噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級(jí)脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機(jī)。經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級(jí)除霧器

13、除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到4655左右，且為水蒸氣所飽和。通過(guò)GGH將煙氣加熱到80以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。最后，潔凈的煙氣通過(guò)煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。脫硫過(guò)程主反應(yīng)由以下幾個(gè)：SO2+ H2O H2SO3(吸收)CaCO3+ H2SO3 CaSO3+ CO2+ H2O (中和)CaSO3+ 1/2 O2 CaSO4(氧化)CaSO3+ 1/2 H2O CaSO31/2H2O (結(jié)晶)CaSO4+ 2

14、H2O CaSO42H2O (結(jié)晶)CaSO3+ H2SO3 Ca(HSO3)2(pH控制)同時(shí)煙氣中的HCL、HF與CaCO3的反應(yīng)，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通過(guò)注入石灰石漿液進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，一般pH值在5.56.2之間。主要工藝流程如圖4.2煙氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）煙道尺寸選取。計(jì)算出煙道截面積約為31 m，煙道尺寸選擇如下：進(jìn)口煙道5300mm5900mm；出口煙道6600mm4800mm；旁路煙道5000mm8000mm。（2）增壓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)選用靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程，增壓風(fēng)機(jī)的流量考慮10%的富裕量。煙氣進(jìn)入脫硫裝置流量為440000 m/h，增壓風(fēng)機(jī)流量為

15、470000 m/h。增壓風(fēng)機(jī)的壓力考慮20%富裕量，升壓4700Pa。（3）煙氣換熱器設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)選用回旋式煙氣換熱器。4.3吸收塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）吸收塔本體設(shè)計(jì)。PH值取為5.2-5.8；L/G值；(2)再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。處理煙氣量為440000 m/h，L/G為16.5，循環(huán)漿液量為17469259.5L/h，每小時(shí)循環(huán)17469.2595 m/h.（3）氧化空氣和攪拌器。本設(shè)計(jì)采用2臺(tái)互為備用的氧化風(fēng)機(jī)，1臺(tái)滿足100%脫硫要求，氧化風(fēng)機(jī)為羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，流量為7000 m/h，壓頭為860KPa。本工程配置有4臺(tái)攪拌器，成對(duì)稱布置。氧化空氣噴管布置在攪拌器附近，均勻布置，以滿足氧化要求。（

16、4）除霧器設(shè)計(jì)。除霧器一般設(shè)計(jì)為上下兩層，水平安裝在吸收塔的上部位置，煙氣經(jīng)過(guò)除霧器脫除霧滴后，就進(jìn)入凈煙道，進(jìn)入回旋式煙氣換熱器的升溫側(cè)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中將設(shè)計(jì)除霧器的沖洗采用工藝水對(duì)除霧器下層進(jìn)行上下沖洗，對(duì)除霧器上層進(jìn)行向上沖洗。4.4脫硫吸收劑設(shè)計(jì)煙氣流量440000 m/h，煙氣中含量4400 m/h.脫硫率按脫硫率達(dá)到95.2%要求，凈煙氣中含硫量為160mg /m。產(chǎn)生的量=440000440010=1.94t/h需要脫除掉的的量=440000（4400-150）10=1.87 t/h.在設(shè)計(jì)煤種情況下，煤炭中含硫量為0.01，每小時(shí)燃燒煤36.4t/h。每小時(shí)產(chǎn)生的量=64320.

17、0136.4=0.728 t/h，兩者相差結(jié)果有點(diǎn)大，取大者進(jìn)入計(jì)算。根據(jù)含量計(jì)算需要的石灰石耗量和產(chǎn)生的石膏產(chǎn)量：石灰石耗量=100641.94=3.03t/h，石灰石礦石中的石灰石含量92%，則折算到石灰石塊=3.0392%=3.29 t/h；石膏產(chǎn)量=172641.94=5.21t/h。綜上：產(chǎn)生的量1.94 t/h，需要脫除掉的的量1.87 t/h，石灰石耗量3.5 t/h。石灰石漿液濃度設(shè)計(jì)為30%，石灰石漿液濃度=（石灰石漿液濃度1250 kg /m）。配置相應(yīng)的石灰石漿液每小時(shí)耗13.33t，需要工藝水9.33t。脫硫提供一整套完整的石灰石制備和貯存系統(tǒng)，石灰石制備和貯存系統(tǒng)為全

18、廠兩套脫硫裝置公用。5.小結(jié)這次大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)我們主要設(shè)計(jì)一燃煤電廠的燃煤鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們進(jìn)一步消化和鞏固課本中所學(xué)的內(nèi)容, 這次課題讓我們可以綜合利用所學(xué)到的大氣污染控制工程的知識(shí)，分析各種除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)確定除塵器的選擇，熟練掌握管網(wǎng)設(shè)計(jì)的方法來(lái)布置管道主要是確定煙塵濃度計(jì)算，除塵器設(shè)計(jì)和管網(wǎng)的布置。隨著我國(guó)對(duì)燃煤電廠煙氣脫硫工作力度加大，國(guó)家要求大型火電機(jī)組和新建火電廠機(jī)組加裝煙氣脫硫裝置。我國(guó)煙氣脫硫的技術(shù)路線是重點(diǎn)發(fā)展石灰石-石膏濕法脫硫工藝，本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)火電機(jī)組石灰石-石膏濕法脫硫工藝工程的設(shè)計(jì)，熟悉了石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)構(gòu)成和工藝流程，掌握了石

19、灰石-石膏濕法脫硫工藝的主要設(shè)計(jì)原則和技術(shù)要領(lǐng)。由于我們?cè)O(shè)計(jì)的是一燃煤電廠所以產(chǎn)生的煙氣量比較的大，計(jì)算的時(shí)候只要分開計(jì)算并所有多個(gè)除塵器,盡管已經(jīng)利用各種渠道搜集了一些資料，但仍然稍嫌不足，而且能夠利用的資料也比較少，所以在計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些難以避免的錯(cuò)誤，還望老師能夠見諒。6.參考文獻(xiàn)（1）.郝吉明，馬廣大主編，大氣污染控制工程（第二版）。高等教育出版社。（2）周興求. 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)-大氣污染控制工程。北京：化學(xué)工業(yè)出版社。（3）金國(guó)淼. 除塵社備。北京：化學(xué)工業(yè)出版社。（4）孫頤. 袋式除塵技術(shù)與應(yīng)用。機(jī)械工業(yè)出版社。（5）.魏先勛，馬菊元，陳信常等。環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)。長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2002（6）黃學(xué)敏，張承中.大氣污染控制工程實(shí)踐教程M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003（7）張殿印.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003（8）羅輝.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2003（9）周興求，葉代啟.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)-大氣污染控制設(shè)備M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20037.附圖15