大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書一設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是大氣污染控制工程教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識，在設(shè)計(jì)中掌握解決實(shí)際工程問題的能力，并進(jìn)一步鞏固和提高理論知識。通過設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)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。二 設(shè)計(jì)資料 煤質(zhì)表飛灰含氧量水分含氮量含硫量61.6%2.60.8%1.2設(shè)計(jì)參數(shù)：鍋爐臺數(shù)：6臺設(shè)計(jì)耗煤量：600kg/h（臺）煙氣粘度：2.4X105pa.s煙氣溫度：473K空氣過剩系數(shù)：a=1.2煙氣在鍋爐出口前阻力：1000pa煙氣密度：1.

2、18kg/m3按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵允許排放濃度：200mg/m3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下二氧化硫允許排放濃度：900mg/m3三設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，靈活運(yùn)用學(xué)習(xí)的除塵系統(tǒng)的基本原理、基本裝置。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料的收集查閱，掌握除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.燃煤鍋爐除塵系統(tǒng)簡介；除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 2.根據(jù)燃煤量、煤質(zhì)等數(shù)據(jù)計(jì)算煙氣量及煙塵濃度；選擇除塵器；3.確定除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的位置及管道布置，并計(jì)算各管段的管徑、長度；4.煙囪的設(shè)計(jì)；5.系統(tǒng)阻力的計(jì)算；6.風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇和計(jì)算；7.繪制鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)平面布置圖和剖面圖各1張。四主

3、要參考文獻(xiàn)1郝吉明，馬廣大主編.大氣污染控制工程.北京：高等教育出版社，2006.2同濟(jì)大學(xué)等編.鍋爐及鍋爐設(shè)備.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986.3蔣文舉主編.大氣污染控制工程.北京：高等教育出版社，2006.4金國淼等編.除塵設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.5左其武，張殿印.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.6楊旭中. .北京：中國電力出版社，2006.目 錄專心-專注-專業(yè)1 前 言隨著工業(yè)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應(yīng)增加。而就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)不會有根本性的改變。大氣質(zhì)量是環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要

4、內(nèi)容。人的生存每時(shí)每刻都離不開空氣，大氣質(zhì)量與人類生存環(huán)境息息相關(guān)，所以對大氣污染的治理與控制非常重要。大氣流動性強(qiáng)、涉及面廣，而且一旦受污染后，修復(fù)比較困難。雖然人們在大氣環(huán)境整治方面做了大量工作，但目前的空氣質(zhì)量仍然不盡如人意，因此防止污染、改善空氣環(huán)境成為當(dāng)今迫切的環(huán)境任務(wù)。燃煤鍋爐排放的二氧化硫嚴(yán)重地污染里我們賴以生存的環(huán)境。我國的大氣污染仍將以煤煙型污染為主，其中塵和酸雨危害最大，而且污染程度還在加劇。因此控制燃煤煙氣污染是我國改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO_2危害的關(guān)鍵問題。除塵脫硫一體化是將高溫煤氣中的粉塵顆粒和氣態(tài)SO_2在一個(gè)單獨(dú)的捕集單元中脫硫。除塵脫硫一體化裝置可概括為干法

5、和濕法兩種目前國內(nèi)外已開發(fā)了大量脫硫除塵一體化裝置，主要有水膜除塵器、文丘里旋風(fēng)水膜除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器、噴淋塔除塵脫硫裝置、沖擊式水浴除塵器、自激式除塵器旋流板塔脫硫除塵一體化裝置以及高壓靜電濾槽復(fù)合型臥式除塵器等濕式處理裝置。由于除塵脫硫一體化工藝具有投資少、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、脫硫率適中、操作管理簡便、結(jié)構(gòu) 緊湊、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。 2 煙氣量煙塵濃度和二氧化硫濃度的計(jì)算2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 式中 ， ， ，分別為煤各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。代入 72% ，4%，1%，5%， Qa 4.76×（1.867×87.8% 0 0.7

6、×1.2%0.7×1.6%） 7.79 (/kg)2.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量標(biāo)注狀態(tài)下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量為12.93 m3/kg ）（m3/kg）式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，； 煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，； N元素在所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，； Qs 1.867×（0.8780.375×1.2%）01.24×2.6%0.016×7.790.79×7.790.8×0.8% 7.97 （m3/kg）2.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 式中 1.2Qs7.971.016×(1.21) ×7.799.55 （m3/k

7、g）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì)，因此，Q=Qs×設(shè)計(jì)耗煤量則 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣流量QQQs×設(shè)計(jì)耗煤量 9.55×600 5730 （m3/h）2.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度煙氣含塵濃度 （kg/m3）式中 排煙中飛灰占不可燃成分的質(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)際煙氣量，（kg/m3）。 C6%9.55 6.283×10-3 （kg/m3） 6283（mg/m3）2.5 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度煙氣中二氧化硫濃度 式中 煤中可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù) CSO2 2×1.2%9.55 ×106 2510 （mg/m3）3

8、 除塵器的選擇3.1 除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3。代入 C=6283, CS=200, 196.8%3.2 除塵器的選擇 工況下煙氣流量 式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，工況下煙氣溫度，K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273 KQ 5730× 9928 （m3/s）則煙氣流速為 Q÷36009928÷36002.76 （m3/s）根據(jù)工況下的煙氣量及要求達(dá)到的除塵效率確定除塵器：由泊頭；藍(lán)天除塵設(shè)備有限公司所提供的 “CCT型前置沖擊湍球脫硫除塵氣體凈化器及磨石改造除塵器”中選取CCT4型前置沖擊湍球

9、脫硫除塵氣體凈化器及磨石改造除塵器。產(chǎn)品性能規(guī)格見表1，設(shè)備外形結(jié)構(gòu)尺寸見表2.圖1CCT-4型前置沖擊湍球脫硫除塵氣體凈化器及磨石改造除塵器外形結(jié)構(gòu)尺寸4 確定除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置4.1 各裝置及管道布置的原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況及鍋爐現(xiàn)場的實(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。對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。4.2 管徑的確定 (m)式中 Q工況下管內(nèi)煙氣流量，；v煙氣流速，(對于鍋爐煙塵=10-15 m/s)取=14 m/s 則 d=4×2.763.14×14 =

10、 0.501 (m)園整并選取風(fēng)道表3 風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差壁厚/mm500±10.75內(nèi)徑： dl=500-2×0.75=498.5 (mm)由公式d=4Q 可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速：=4Qd2 = 4×2.763.14×0.49852 = 14.1 （m/s）符合鍋爐煙塵=10-15 m/s 5 煙囪的設(shè)計(jì)5.1 煙囪高度的確定 首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h）,然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表4）確定煙囪的高度。 表4 鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/（t/h）11-22-66-1010-2026

11、-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：4×6=24 （t/h）故選定煙囪的高度為 44 m 。5.2 煙囪直徑的計(jì)算(1）煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算: d=0.0188Q (m)式中 通過煙囪的總煙氣量，；按表5 選取的煙囪出口煙氣流速，m/s表5 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)荷時(shí)機(jī)械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定4 m/s d0.01886×99284 2.29 m園整取 d2.3 m 。(2)煙囪底部內(nèi)徑：d1=d22×i×H式中 煙囪出口直徑，m煙囪高度，m；i煙囪錐度（通常取

12、i=0.02-0.03）。 取i=0.02 ，d1=2.32×0.02×444.06 m 圓整取 d14 m 。5.3 煙囪的抽力Sy0.0342H(1273tk1273tp) ·B (Pa)式中 H煙囪的高度，m； 外界空氣溫度，10 ； 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，200； B當(dāng)?shù)卮髿鈮海?6880 Pa 。 Sy =0.0342×44×(1273101273200) ×96880 (Pa) =213.3 (Pa)6 系統(tǒng)阻力計(jì)算6.1 摩擦壓力損失（1）對于圓管： PL×Ld×22 (Pa)式中 管道直徑,m煙氣密度

13、，kg/m3管中氣流平均速率, m/s管道長度,m.摩擦阻力系數(shù)（實(shí)際中對金屬管道可取0.02，對磚砌或混凝土管道可取0.04）。對于直徑500mm圓管：設(shè) L=18 m 則 PL0.02×180.5×1.18×14.122 113（Pa）（2） 對于磚砌拱形煙道(見圖2) 圖2 磚砌拱形煙道示意圖 A2×D24B22（B2）2 D500 mm式中A為面積得 B531 mm式中，A為面積，X為周長X2×BB22×0.5313.14×0.53121.90（m）則 RAX0.393m21.90m 0.207 m設(shè) 煙道長度L10

14、 m其中 0.04則 PL×Ld×22 (Pa) 0.04×102×0.207×1.18×14.122113 （Pa）6.2 局部壓力損失式中 異形管件的局部阻力系數(shù)，與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s 煙氣密度，kg/m3（1） 圖3 中a為漸縮管 圖3 除塵器入口前管道示意圖45º時(shí)，0.1取45º，14.1 m/sP220.1×1.18×14.12÷211.7 （Pa） L10.05×tan67.50.12（m）（2） 圖3 中 b 為漸擴(kuò)管 A1A23.14×

15、;500243./40.7 依此查得0.09則 P220.09×1.18×14.12210.6 (Pa) L2=0.5 m 圖4 中a為漸縮管圖4 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口管道示意圖此漸縮管的規(guī)格與圖4中的L1是相同的。0.1P220.1×1.18×14.12211.7（Pa） 圖4 中b為180º 彎管（視為兩個(gè)90º彎管相接） 0.157P222×0.175×1.18×14.122 41 （Pa） 圖4 中c為90º彎頭 0.23P220.23×1.18×14.12227 （

16、Pa）（3） 圖5 為T型三通 圖5 為T型三通示意圖 對于T型分流三通0.78 P220.78×1.18×14.122 91.5（Pa） 對于T型合流三通0.55P220.55×1.18×14.12264.5（Pa）則 系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為1000 Pa，除塵器阻取1000 Pa）h84.511311.710.611.7412791.564.510001000 2433.2 （Pa）7 風(fēng)機(jī)和電動機(jī)選擇及計(jì)算7.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算式中 1.1風(fēng)量備用系數(shù)； Q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表風(fēng)量； 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不太長，可以進(jìn)似取鍋爐排煙

17、溫度； 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?6.880 kPa。 Qy1.1×5730××101.32596.88011421.6 （/h）7.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算式中 1.2 風(fēng)量備用系數(shù)； 系統(tǒng)總阻力，Pa； 煙囪抽力，Pa； 風(fēng)機(jī)前的煙氣溫度，； 風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，；（參考德惠風(fēng)機(jī)選型系統(tǒng)） 標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度，1.34 Hy1.2×（2590.5213.3）×250×1.2931.342105 （Pa）根據(jù)Qy和Hy，選定Y5-47型No.7c的引風(fēng)機(jī)，性能如表6。表6 引風(fēng)機(jī)性能表機(jī)號傳動方式轉(zhuǎn)速（r/min）流量（/h）全壓（Pa）

18、內(nèi)效率（%）內(nèi)功率（kw）所需功率（kw）C式23201166330307912.42177.3電動機(jī)功率計(jì)算式中 風(fēng)機(jī)風(fēng)量； 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓； 風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率,0.81（一般風(fēng)機(jī)為0.6，高效風(fēng)機(jī)約為0.9）； 機(jī)械傳動效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電動機(jī)直連傳動時(shí)=0.95； 電動機(jī)備用系數(shù)，對風(fēng)機(jī)，=1.3。Ne11421.6×2105×1.33600×1000×0.81×0.9511.3 (kw)根據(jù)電動機(jī)的功率、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、傳動方式選定Y180M-2型電動機(jī)。8 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化8.1 煙氣在管道中的溫度降 （）式中Q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h管道散熱面積，m2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.3521.357KJ/(m3·°C）管道單位面積散熱損失 KJ/(m3·h)室內(nèi) =4187 KJ/(m3·h)室外=5443 KJ/(m3·h)室內(nèi)管道長： L=2.20-0.6-0.12=1.1.48 m FD·L3.14×0.5×1.482.32 m2室外管道長：L18-1.4816.52 m FD·L3.14×.5×16.5225.94 m2t1q1F1QCVq2F2QCv (4178×