環(huán)境工程大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)--燃煤鍋爐煙氣除塵工藝設(shè)計(jì).doc

燃煤鍋爐煙氣除塵工藝設(shè)計(jì)燃煤鍋爐煙氣除塵工藝設(shè)計(jì) 摘要摘要 在目前 大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問題 主要有溫室效應(yīng) 臭氧層破 壞和酸雨 而大氣污染可以說主要是人類活動(dòng)造成的 大氣污染對(duì)人體的舒適 健康的危 害包括對(duì)人體的正常生活和生理的影響 燃煤電廠的大氣污染物主要是顆粒污染物 而且 排放量比較大所以必須通過有效的措施來(lái)進(jìn)行處理 以免污染空氣 影響人們的健康生活 本設(shè)計(jì)采用旋風(fēng)除塵器處理排出的顆粒物 并計(jì)算排出的顆粒物濃度 管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算及風(fēng) 機(jī)的選取等相關(guān)內(nèi)容 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 大氣污染 顆粒物 旋風(fēng)除塵器 2 目目 錄錄 1 概述概述 3 2 燃煤鍋爐排煙量 煙塵及二氧化硫濃度的計(jì)算燃煤鍋爐排煙量 煙塵及二氧化硫濃度的計(jì)算 3 2 1 排煙量及濃度計(jì)算 3 2 1 1 實(shí)際需濕空氣量 3 2 1 2 產(chǎn)生的煙氣量 4 2 1 3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 4 2 1 4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 5 3 凈化系統(tǒng)除塵方案的分析確定凈化系統(tǒng)除塵方案的分析確定 5 3 1 工藝比較 5 3 2 旋風(fēng)除塵器的工作原理 應(yīng)用及特點(diǎn) 6 3 2 1 旋風(fēng)除塵器簡(jiǎn)介 6 3 2 2 工作原理 6 3 3 煙氣脫硫系統(tǒng) 7 3 3 1 煙氣氨法脫硫系統(tǒng) 7 3 3 2 煙氣脫硫工藝 7 3 3 3 硫銨工藝 9 3 3 4 脫硫方法的選擇 10 4 除塵裝置及相關(guān)計(jì)算除塵裝置及相關(guān)計(jì)算 11 4 1 各裝置及管道布置的原則 11 4 2 除塵器的選擇 11 4 3 煙道管徑的確定 12 4 4 煙囪的設(shè)計(jì) 13 4 4 1 煙囪高度的確定 13 4 4 2 煙囪直徑與抽力的計(jì)算 13 4 4 3 系統(tǒng)阻力的計(jì)算 14 5 風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的選擇風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的選擇 16 主要參考書目主要參考書目 17 3 1 概述概述 本設(shè)計(jì)的鍋爐排煙溫度為 160 煙氣密度為 1 34kg Nm3 空氣過剩系數(shù) 1 35 煙氣在鍋爐出口前阻力 800Pa 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?95 36kpa 冬季室外空氣溫度 5 空 氣含水按 0 0129kg Nm3 煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算 煤的工業(yè)分析值 C 50 1 H 2 07 S 1 26 O 4 77 N 1 2 W 6 77 A 33 84 凈化系統(tǒng)布置場(chǎng)地 為鍋爐房北側(cè) 50 米以內(nèi) 排放標(biāo)準(zhǔn)按 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB13271 2001 相 應(yīng)標(biāo)注執(zhí)行 2 燃煤鍋爐排煙量 煙塵及二氧化硫濃度的計(jì)算燃煤鍋爐排煙量 煙塵及二氧化硫濃度的計(jì)算 2 1 排煙量及濃度計(jì)算排煙量及濃度計(jì)算 以 1000g 煤的燃燒計(jì)算 如表 2 1 所示 表表 2 1 煤燃燒成分計(jì)算煤燃燒成分計(jì)算 以 1000g 計(jì) 以質(zhì)量計(jì) mol 理論需氧數(shù) mol C501 00 41 7541 75 H 20 7010 355 18 S 12 60 0 390 39 O 47 701 49 1 49 N12 000 430 H2O 67 703 76 0 灰分338 40 0 總計(jì) 45 83 2 1 1 實(shí)際需濕空氣量實(shí)際需濕空氣量 綜上 理論需氧量為 45 83mol 1000g 煤 假定干空氣中氮和氧的摩爾比 體積比 為 3 78 則 1000g 煤完全燃燒所需要的理論干空氣量為 1000 219 1mol 178 3 83 45煤g 即 煤 1000g4 9m 1000 22 4 219 1 3 空氣過剩系數(shù) 1 35 則實(shí)際需干空氣量為 4 gmol 1000 8 29535 1 1 219 即 gm1000 6 635 1 9 4 3 空氣含水按 0 0129kg m3N 12 9g m3N 即含 H2O 為 0 717mol m3N 16 053L m3N 則 H2O 的體積分?jǐn)?shù)為 1 605 故實(shí)際濕空氣量為 即 煤 gmol1000 6 300 605 1 1 8 295 1000 73 6 1000 4 22 6 300Q 3 煤gm 2 1 2 產(chǎn)生的煙氣量產(chǎn)生的煙氣量 煙氣各組分含量 CO2 41 75 1 35 56 36mol SO2 0 39 1 35 0 527mol N2 1 35 0 43 45 83 3 78 234 45mol H2O 10 35 3 76 0 717 6 73 18 93mol 綜上 總產(chǎn)生煙氣量為 310 11mol 1000g 煤 即 1000 95 6 1000 4 22 11 310 3 煤gm 化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為 1000 12 4 325 101 36 95 433 273 95 6 3 煤gm 2 1 3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 1 016 1 Q 3 s kgmQaQ as 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量 Q 應(yīng)以計(jì) 因此 hm 3 設(shè)計(jì)耗煤量 s QQ kgmQs 86 5 9 4 135 1 016 1 12 4 3 設(shè)計(jì)耗煤量 QsQ 5 86 10 1000 58600 hm 3 式中 a 空氣過量系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量 s Q kgm 3 5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 a Q kgm 3 鍋爐型號(hào)選用 FG 35 3 82 M 型 鍋爐熱效率為 75 煙塵的排放因子為 30 設(shè)排煙中飛 灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 煙塵濃度為 12 3 3 2960 12 4 3 012 0 4 338 mmg m g 2 1 4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 SO2的體積為 kgm 012 0 1000 4 22 527 0 3 所以 SO2得濃度為 3 2048 86 5 012 0 2 mmg SO 設(shè)計(jì)耗煤量 10t h 臺(tái)鍋爐 則每臺(tái)鍋爐產(chǎn)生的總煙氣為 hmQ 1086 5 34 0 產(chǎn)生的總 SO2為 dkggQ 1201086 5 048 2 4 1 3 凈化系統(tǒng)除塵方案的分析確定凈化系統(tǒng)除塵方案的分析確定 3 1 工藝比較工藝比較 煙氣的除塵設(shè)備一般選用重力沉降室 慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器 多管旋風(fēng)除塵器和 噴淋洗滌塔等 它們得性能及指標(biāo)如下各表所示 表表 3 1 除塵設(shè)備的基本性能除塵設(shè)備的基本性能 除塵器名稱阻力 Pa 除塵效率 初投資運(yùn)行費(fèi)用 重力沉降室 50 15040 60 少少 慣性除塵器 100 50050 70 少少 旋風(fēng)除塵器 400 130070 92 少中 多管旋風(fēng)除塵器 800 150080 95 中中 噴淋洗滌塔 100 30075 95 中中 表表 3 2 各種除塵器設(shè)備費(fèi) 耗鋼量及能耗量指標(biāo)各種除塵器設(shè)備費(fèi) 耗鋼量及能耗量指標(biāo) 除塵器名稱體積 m3 1000m3 h 設(shè)備費(fèi) 比值 耗鋼量 kg m3 h 能耗量 kj m3 重力沉降室 20 401 6 慣性除塵器 0 7 1 23 0 6 00 15 0 3 旋風(fēng)除塵器約 1 75 1 0 4 00 05 0 10 8 1 6 多管旋風(fēng)除塵 3 92 5 5 00 07 0 151 6 4 0 通過比較 旋風(fēng)除塵器管理 制作方便 體積小 價(jià)格便宜 因此 選用旋風(fēng)除塵器 作為二級(jí)除塵系統(tǒng)中的除塵 3 2 旋風(fēng)除塵器的工作原理 應(yīng)用及特點(diǎn)旋風(fēng)除塵器的工作原理 應(yīng)用及特點(diǎn) 3 2 1 旋風(fēng)除塵器簡(jiǎn)介旋風(fēng)除塵器簡(jiǎn)介 旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力 將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種 干式氣 固分離裝置 旋風(fēng)除塵器是工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的除塵設(shè)備之一 多用作小型燃煤 鍋爐消煙除塵和多級(jí)除塵 預(yù)除塵的設(shè)備 其除塵原理與反轉(zhuǎn)式慣性力除塵裝置類似 但 慣性除塵器的含塵氣流只是受設(shè)備的形狀或擋板的影響 簡(jiǎn)單地改變了流線的方向 只做 半圈或一圈旋轉(zhuǎn) 而旋風(fēng)除塵器的氣流旋轉(zhuǎn)不止一圈 旋轉(zhuǎn)流速也較大 因此 旋風(fēng)氣流 中的粒子受到的離心力比重力大得多 對(duì)于小直徑 高阻力的旋風(fēng)除塵器 離心力比重力 大幾千倍 對(duì)于大直徑 低阻力旋風(fēng)除塵器 離心力比重力大 5 倍以上 所以用離心除塵 器從含塵氣體中除去的粒子比用沉降室或慣性除塵器除去的粒子要小得多 離心除塵器的 優(yōu)點(diǎn)如下 1 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 造價(jià)低 對(duì)大于 10 m 的粉塵有較高的分離效率 沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 及運(yùn)動(dòng)部件 維護(hù) 修理方便 2 可用于高含塵煙氣的凈化 用一般碳鋼制造的除塵器可工作在 350 內(nèi)壁襯以 耐火材料的除塵器可工作在 500 可承受內(nèi) 外壓力 3 可干法清灰 可用于回收有價(jià)值的粉塵 除塵器敷設(shè)耐磨 耐腐蝕內(nèi)襯后 可用 于凈化含高腐蝕性粉塵的煙氣 但旋風(fēng)除塵器壓力損失一般比重力沉降室和慣性除塵器高 如高效旋風(fēng)除塵器的壓力 損失竟達(dá) 1250 1500Pa 此外 這類除塵器不能捕集小于 5 m 的含塵粒子 3 2 2 工作原理工作原理 旋風(fēng)除塵器由帶錐形的外圓筒 進(jìn)氣管 排氣管 內(nèi)圓筒 圓錐筒和貯灰箱的排灰 閥等組成 排氣管插入外圓筒形成內(nèi)圓筒 進(jìn)氣管與外圓相切 外圓筒下部是圓錐筒 圓 錐筒下部是貯灰箱 7 當(dāng)含塵氣流以 14 25m s 速度由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器時(shí) 氣流將由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周 運(yùn)動(dòng) 由于受到外圓筒上蓋及內(nèi)圓筒壁的限流 迫使氣流自上而下地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 通常把這 種運(yùn)動(dòng)稱為外旋氣流 氣流在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的離心力 塵粒在離心力的作用下 逐 漸被甩向外壁 接觸到外壁的塵粒失去慣性而在重力的作用下沿外壁面下落 進(jìn)入貯灰箱 旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)錐體時(shí) 因受到圓錐形收縮的影響而向除塵器中心匯集 根據(jù) 旋轉(zhuǎn)矩 不變?cè)?其切向速度不斷提高 氣流下降到一定速度時(shí) 開始返回上升 形 成一股自下而上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 即內(nèi)旋氣流 內(nèi)旋氣流不含大顆粒粉塵 所以比較干凈 經(jīng) 排氣管 內(nèi)筒 向大氣排出 XLP 型旋風(fēng)除塵器是根據(jù)雙旋渦氣流原理設(shè)計(jì)的除塵器 其旁路設(shè)置的原則與 B 型旋 風(fēng)除塵器的旁路基本相同 含塵氣體由進(jìn)氣口切向進(jìn)入 氣流在獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí) 上 下分開形成雙漩渦式運(yùn)動(dòng) 形成上下兩個(gè)粉塵環(huán) 粉塵在雙渦旋分界處產(chǎn)生強(qiáng)烈的分離作 用 較粗的粉塵顆粒隨下渦旋氣流分離至外壁 其中部分粉塵由旁路分離室中部進(jìn)口引出 余下的粉塵由下向氣流帶入灰斗 上渦旋氣流對(duì)密度小 顆粒細(xì)的粉塵有聚集作用 對(duì) 20 m 以下粉塵的除塵效率能達(dá)到 80 90 這部分較細(xì)的粉塵顆粒由上渦旋氣流帶向上 部 在頂蓋下形成強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的上粉塵環(huán) 并與上渦旋氣流一起進(jìn)入旁路分離室上部出口 經(jīng)回風(fēng)口引入錐體內(nèi)與內(nèi)部氣流匯合 凈化后的氣體由排氣管排除 粉塵進(jìn)入灰斗 3 3 煙氣脫硫系統(tǒng)煙氣脫硫系統(tǒng) 該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi) 外脫硫工藝中的鈣法技術(shù)比較成熟 脫硫產(chǎn)物為石膏 但鈣法技術(shù)一 次性投資較大 工藝復(fù)雜 維護(hù)量大 運(yùn)行成本高 而且我國(guó)是天然石膏產(chǎn)量大國(guó) 脫硫 產(chǎn)物石膏沒有市場(chǎng) 只能拋棄 導(dǎo)致大量土地被占用 這些缺陷使得該技術(shù)前景不容樂觀 研究 開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情 既能滿足環(huán)保要求又為企業(yè)樂于接受的先進(jìn)脫硫技術(shù)是脫硫界 努力的方向 氨法脫硫技術(shù)近年來(lái)倍受大家的關(guān)注 其工藝簡(jiǎn)單 前期投資少 日常維護(hù) 量少 脫硫產(chǎn)物可作為化肥 其運(yùn)行費(fèi)用可通過副產(chǎn)物的銷售大幅度降低 因此 該項(xiàng)目 選擇了氨 硫銨法處理電廠鍋爐煙氣脫硫 3 3 1 煙氣氨法脫硫系統(tǒng)煙氣氨法脫硫系統(tǒng) 氨法是一種常用的煙氣凈化技術(shù) 自 20 世紀(jì) 60 年代開始應(yīng)用 氨法脫硫技術(shù)具有反 應(yīng)速度快 脫硫效率高 脫硫后的產(chǎn)物易于處理等優(yōu)點(diǎn) 同時(shí)由于它比傳統(tǒng)的濕法脫硫技 術(shù)容易操作 可靠性高和運(yùn)行費(fèi)用低而得到廣泛應(yīng)用 氨 硫銨法煙氣脫硫裝置主要工段 由脫硫工段和硫銨工段兩部分組成 8 3 3 2 煙氣脫硫工藝煙氣脫硫工藝 從鍋爐出來(lái)的原煙氣 經(jīng)電除塵器凈化后 由脫硫塔底部進(jìn)入 同時(shí)在脫硫塔頂部將 氨水溶液噴入塔內(nèi)與煙氣中的 SO2在脫硫塔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 從而脫除掉 SO2 煙氣脫硫 工藝流程如圖 1 所示 圖圖 1 氨氨 硫酸氨法回收硫酸氨法回收 SO2工藝流程工藝流程 氨作為一種良好的堿性吸收劑 可吸收煙氣中的 SO2且效率較高 從鍋爐出來(lái)的原煙 氣 經(jīng)電除塵器凈化后 由脫硫塔底部進(jìn)入 同時(shí)在脫硫塔頂部將氨水溶液噴入塔內(nèi)與煙 氣中的二氧化硫在脫硫塔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 脫除掉 SO2同時(shí)生成亞硫酸銨 并與空氣進(jìn)行 氧化反應(yīng) 生成硫酸銨溶液 經(jīng)中間槽 過濾器 硫銨槽 加熱器 蒸發(fā)結(jié)晶器 離心機(jī) 脫水 干燥器即制得化學(xué)肥料硫酸銨 從而完成脫硫過程 凈化后的煙氣經(jīng)脫硫塔的頂部 出口由煙囪排入大氣 相關(guān)化學(xué)反應(yīng) SO2 H2O H2SO3 H2SO3 NH4 2SO4 NH4HSO4 NH4HSO3 H2SO3 NH4 2SO4 2NH4HSO3 在反應(yīng) 中 煙氣中的 SO2溶于水中 生成亞硫酸 在反應(yīng) 和 中 亞硫酸與該溶 液中溶解的硫酸銨 亞硫酸銨反應(yīng) 噴射到反應(yīng)池底部的氨水 按如下方式中和酸性物 H2SO3 NH3 NH4HSO3 NH4HSO3 2NH3 NH4 2SO3 NH4HSO4 NH3 NH4 2 SO4 9 在一定溫度的水溶液中 亞硫酸銨 NH4 2SO3與水中溶解的 NO2反應(yīng)生成 NH4 2SO4 硫酸銨 與 N2 建立如下平衡 2 NH4 2SO3 NO2 2 NH4 2SO4 1 2N2 噴射到脫硫塔底部的氧化空氣 會(huì)按照如下方式將亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽 NH4 2SO3 1 2O2 NH4 2SO4 硫酸銨溶液飽和后 使硫酸銨從溶液中以結(jié)晶形態(tài)沉淀出來(lái) 由 180 0 3M 0 4MPa 蒸汽提供熱量 NH4 2SO4 液態(tài) 熱量 NH4 2SO4 固體 對(duì)于氨法脫硫工藝 二氧化硫與硫酸 銨的產(chǎn)出比約為 1 2 即每脫除 1 噸二氧化硫 就產(chǎn)生 2 噸硫酸銨 在吸收塔里的硫酸銨 不是以離子形式存在于溶液里 就是以固體結(jié)晶的形式存在于漿液里 系統(tǒng)里的主要成分 亞硫酸銨已完全被氧化 因此在副產(chǎn)品中氮的含量大于 20 5 3 3 3 硫銨工藝硫銨工藝 硫銨工藝系統(tǒng)主要由硫銨溶液槽 過濾器 初分槽 硫銨循環(huán)泵 蒸發(fā)器 結(jié)晶器 硫銨加熱器 離心機(jī) 氣液分離 冷凝器 空氣加熱器 振動(dòng)流化床干燥器 真空泵等組 成 該系統(tǒng)的主要作用是完成脫硫后硫銨溶液的儲(chǔ)存 蒸發(fā) 結(jié)晶及包裝等 從脫硫工段來(lái)的硫銨母液進(jìn)入硫銨溶液槽 經(jīng)過濾器過濾去除雜質(zhì)進(jìn)入硫銨槽 經(jīng)蒸 汽加熱器加熱蒸發(fā) 結(jié)晶后經(jīng)初分槽進(jìn)行初步分離后 進(jìn)入離心機(jī)分離 再經(jīng)振動(dòng)干燥器 干燥裝袋 形成硫銨產(chǎn)品 10 注注 1 硫胺母液槽 2 蒸汽加熱器 3 蒸發(fā)結(jié)晶器 4 氣液分離器 5 初分槽 6 離心機(jī) 7 螺旋輸送機(jī) 8 干燥機(jī) 9 濕式除塵器 10 氣凝水槽 11 空氣加熱器 12 風(fēng)機(jī) 13 硫胺泵 圖圖 2 硫銨工藝流程硫銨工藝流程 氨法脫硫工藝具有很多別的脫硫工藝所沒有的特點(diǎn) 氨是一種良好的堿性吸收劑 從 化學(xué)機(jī)理上分析 SO2吸收是酸堿中和反應(yīng) 吸收劑堿性越強(qiáng) 越有利于吸收 氨的堿性 強(qiáng)于鈣基吸收劑 鈣基吸收 SO2是一種氣 固反應(yīng) 反應(yīng)速度慢 反應(yīng)不完全 吸收劑利用 率低 需要大量的設(shè)備和能耗進(jìn)行磨細(xì) 霧化 循環(huán)等以提高吸收劑利用率 設(shè)備龐大 系統(tǒng)復(fù)雜 能耗高 而氨吸收煙氣中的 SO2是氣 液或氣 氣反應(yīng) 反應(yīng)速度快 反應(yīng)完全 吸收劑利用率高 可以做到很高的脫硫率 同時(shí)相對(duì)鈣基脫硫工藝來(lái)說系統(tǒng)簡(jiǎn)單 設(shè)備體 積小 能耗低 另外 其脫硫副產(chǎn)品硫銨可以回收利用 降低了運(yùn)行費(fèi)用 由于氨水與 SO2的反應(yīng)速度要比石灰石 或石灰 與 SO2的反應(yīng)速度快得多 同時(shí)氨 法不需吸收劑再循環(huán)系統(tǒng) 因而系統(tǒng)要比石灰右 石膏法小 簡(jiǎn)單 其投資費(fèi)用比石灰石 石膏法低得多 與傳統(tǒng)的石灰石 石膏法相比 氨法脫硫工藝的結(jié)垢問題并不明顯 但在脫硫系統(tǒng)的 溶液中 由于硫酸銨相對(duì)于硫酸鈣而言 硫酸根離子的濃度要大 腐蝕的問題相對(duì)嚴(yán)重 對(duì)于防腐的設(shè)計(jì)比與石灰石 石膏法要求更高 3 3 4 脫硫方法的選擇脫硫方法的選擇 煙氣脫硫的方法有吸收及吸附 鑒于系統(tǒng)的利用效率及使用造價(jià) 在選擇方法上選擇 了吸收法 吸收是氣態(tài)污染物凈化的常用方法之一 其適用范圍廣 凈化效率較高 吸收過程分 為物理吸收和化學(xué)吸收兩類 本系統(tǒng)選擇了化學(xué)吸收法 化學(xué)吸收是伴有顯著化學(xué)反應(yīng)的吸收過程 被吸收的氣體吸收質(zhì)與吸收劑中的一種組 分或多個(gè)組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 化學(xué)吸收過程凈化氣態(tài)污染物 其吸收速率和能達(dá)到的凈化 效率都明顯高于物理吸收 特別對(duì)于低濃度廢氣 所以凈化有害的氣態(tài)污染物時(shí) 多采化 學(xué)吸收法 化學(xué)吸收具有如下特點(diǎn) 1 被吸收的氣體吸收質(zhì)與吸收劑中的某些組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 將按化學(xué)反應(yīng)平衡關(guān) 系生成新的化合物 11 2 如果吸收過程化學(xué)反應(yīng)速率很快 在氣液兩相界面處就能生成新的化合物 則氣 體吸收質(zhì)向液膜內(nèi)擴(kuò)散時(shí) 所受到的阻力將大大降低 甚至可降至為零 這將使整個(gè)吸收 過程的總傳質(zhì)吸收系數(shù)增大 提高了吸收速率 3 填料表面有一部分液體停止不動(dòng)或流動(dòng)很慢 在物理吸收中 這部分液體往往被 溶質(zhì)所飽和而不能再進(jìn)行吸收 但在化學(xué)吸收中則要吸收較多的溶質(zhì)才能達(dá)到飽和 所以 當(dāng)對(duì)物理吸收不是有效的濕表面時(shí) 對(duì)化學(xué)吸收仍有可能是有效的 4 除塵裝置及相關(guān)計(jì)算除塵裝置及相關(guān)計(jì)算 據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn) 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB13271 2001 1997 年鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)為 煙塵 150mg m3 SO2 1500mg m3 除塵效率 C CS 1 式中 C 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 3 mmg Cs 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值 3 mmg 則煙塵除塵效率 95 2960 150 11 C CS 工作狀況下煙氣流量 Q hm 1086 5 34 4 1 各裝置及管道布置的原則各裝置及管道布置的原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置 一旦確定各裝置的位置 管道 的布置也就基本可以確定了 對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單 緊湊 管路短 占地面 積 并使安裝 操作方便 4 2 除塵器的選擇除塵器的選擇 工作狀況下煙氣流量 h m T TQ Q 3 273 160273 58600 92944 h m 3 12 式中 Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量 h m 3 工況下煙氣溫度 K T T 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度 273K 則煙氣流速為 25 8 3600 92944 3600 3 sm Q 4 3 煙道管徑的確定煙道管徑的確定 由于流量較大 設(shè)計(jì)把鍋爐的流量按 4 個(gè)管道排出 即 Q 25 8 4 6 45 s m 3 mm v Q d735 2 15 45 6 44 式中 Q 工作狀態(tài)下管道內(nèi)的煙氣流量 s m3 煙氣流速 vsm 參考 XLP B 產(chǎn)品系列 取 D 820mm 表表 4 1 管徑參數(shù)管徑參數(shù) 外徑 鋼制板風(fēng)管 mmD 外徑允許偏 mm 壁厚 mm 820 1 100 內(nèi)徑 mmd6201002820 由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速 v Q d 4 2 12 82 0 14 3 45 6 44 22 d Q v sm 采用 XLP B 型旋風(fēng)除塵器 阻力選擇 880 1170 其主要尺寸計(jì)算如下 Pa 取 5 8 P 800 由公式得 sm P u 3 14 34 1 8 5 80022 1 經(jīng)計(jì)算的計(jì)算值與表 6 3 的氣速和壓力降數(shù)據(jù)大體一致 1 u 參考 XLP B 產(chǎn)品系列 取 D 820mm 13 mmDd mmDH mmDL mmde 6 35282043 0 43 0 18868203 23 2 13948207 17 1 4928206 0 1 4 4 煙囪的設(shè)計(jì)煙囪的設(shè)計(jì) 4 4 1 煙囪高度的確定煙囪高度的確定 假設(shè)煙囪出口處的平均風(fēng)速為 3m s 大氣溫度為 20 煙氣熱釋放率為 kW2784 273160 20160 8 25 6 95335 0 H Q 當(dāng) 時(shí)或KTKWQH351700 muQDvH Hs 9 403 278401 0 47 1 2 155 1 2 01 0 5 1 2 由鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB 13271 2001 中規(guī)定 燃煤 燃油 燃輕柴油 煤油 除外 鍋爐房煙囪最低允許高度可知 煙囪的最低允許高度為 35m 本設(shè)計(jì)中取 40m 則煙 囪的有效源高為 H 40 40 9 80 9m 4 4 2 煙囪直徑與抽力的計(jì)算煙囪直徑與抽力的計(jì)算 1 煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算 Q d0188 0 Q 通過煙囪的總煙氣量 hm 3 按表三選取的煙囪出口煙氣流速 sm 表表 4 2 煙囪出口煙氣流速煙囪出口煙氣流速 運(yùn) 行 情 況 通風(fēng)方式 全負(fù)荷時(shí) 最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng) 10 20 4 5 自然通風(fēng) 6 8 2 5 3 選定 4 sm 2 87 4 92944 0188 0 md 14 煙囪底部直徑 Hidd 2 21 md6 1180 902 0 22 87 1 式中 煙囪出口直徑 m 2 d H 煙囪高度 m i 煙囪錐度 取 i 0 02 2 煙囪的抽力 B tt HS pk y 273 1 273 1 0342 0 ay PS3751036 95 160273 1 5273 1 80 90342 0 3 式中 H 煙囪高度 m 外界空氣溫度 k tC o 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 p tC o B 當(dāng)?shù)卮髿鈮?a P 4 4 3 系統(tǒng)阻力的計(jì)算系統(tǒng)阻力的計(jì)算 圖圖 3 除塵脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)圖除塵脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 集氣罩 局部壓損系數(shù) 0 4 15 管段 1 2 長(zhǎng)度 L1 2 30m 彎頭 a 90o R D 1 5 局部壓損系數(shù) 0 18 個(gè)數(shù) n 2 管段 3 4 長(zhǎng)度 L3 4 20m 彎頭 a 90o R D 1 5 局部壓損系數(shù) 0 18 個(gè)數(shù) n 2 管段 5 6 長(zhǎng)度 L5 6 10m 彎頭 a 90o R D 1 5 局部壓損系數(shù) 0 18 個(gè)數(shù) n 2 管段 7 8 長(zhǎng)度 L7 8 15m 傘形風(fēng)帽 局部壓損系數(shù) 1 15 該除塵系統(tǒng)輸送的是含有灰塵的氣體 系統(tǒng)內(nèi)的空氣平均溫度為 20 塑料板管道的 粗糙度 K 0 01mm 氣體含塵濃度為 2960mg m3 所選旋風(fēng)除塵器的阻力損失 800Pa 集氣 罩 1 的局部阻力損失系數(shù) 對(duì)應(yīng)于出口的動(dòng)壓 為 0 4 集氣罩排風(fēng)量為 Q 58600m3 h 是確定系統(tǒng)的管道截面尺寸和壓力損失 根據(jù)查表選擇管內(nèi)流速為 15 2m s 1 計(jì)算管徑和摩擦力 管段 1 2 Q 58600m3 h 15 2m s 選用 D1 2 820mm K 0 01 D 0 064 管內(nèi)實(shí)際流速為 12 2m s 21 管段摩擦阻力為 0 064 30 191 47Pa 21m P 2 2 21 L D2 2 1234 1 2 管段 3 4 5 6 7 8 中的氣體流量與管段 1 2 中的流量相同 即 Q3 4 Q5 6 Q7 8 Q 故三管段的管徑 D3 4 D5 6 D7 8 820mm 則 D 0 064 sm 2 12 876543 PaL D PM65 127 2 2 1234 1 20064 0 2 22 4343 PaL D Pm82 63 2 2 1234 1 10064 0 2 22 6565 PaL D Pm73 95 2 2 1234 1 15064 0 2 22 8787 2 局部壓力損失 16 管段 1 2 集氣罩 1 0 4 插板閥全開 0 彎頭兩個(gè) a 90 R D 1 5 由局部 阻力系數(shù)表查得 2 0 18