畢業(yè)設(shè)計(jì)論文某燃煤鍋爐房煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)精

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄一、 引言11.1煙氣除塵脫硫的意義11.2設(shè)計(jì)目的11.3設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容11.4設(shè)計(jì)資料2二、 工藝方案的確定及說(shuō)明 32.1工藝流程圖32.2基礎(chǔ)資料的物料衡算 32.3工藝方案的初步選擇與確定 52.4整體工藝方案說(shuō)明5三、 主要處理單元的設(shè)計(jì)計(jì)算 63.1除塵器的選擇和設(shè)計(jì)63.1.1除塵器的選擇63.1.2袋式除塵器濾料的選擇 73.1.3選擇清灰方式93.1.4袋式除塵器型號(hào)的選擇 103.2脫硫設(shè)備設(shè)計(jì) 113.2.1常見的煙氣脫硫工藝 113.2.2比對(duì)脫硫技術(shù) 123.2.3脫硫技術(shù)的選擇143.3濕法脫硫簡(jiǎn)介和設(shè)計(jì)143.3.1基本脫硫原理

2、143.3.2脫硫工藝流程 15大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告3.3.3脫硫影響因素 153.4脫硫中噴淋塔的計(jì)算 163.4.1塔內(nèi)流量計(jì)算 163.4.2噴淋塔徑計(jì)算163.4.3噴淋塔高計(jì)算 173.4.4氧化鈣的用量183.5煙囪設(shè)計(jì)193.5.1煙囪高度計(jì)算 193.5.2煙囪直徑計(jì)算 193.5.3煙囪內(nèi)溫度降 203.5.4煙囪抽力計(jì)算20四、官網(wǎng)的設(shè)置214.1管道布置原則214.2管道管徑計(jì)算214.3系統(tǒng)阻力計(jì)算22五、風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的計(jì)算 235.1風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算235.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算235.3電機(jī)功率計(jì)算 25六、 總結(jié)26七、主要參考文獻(xiàn)27大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告一、

3、引言1.1煙氣除塵脫硫的意義目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問(wèn)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(shuō)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。我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因燃煤 排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質(zhì)急劇增多。由于我國(guó)部分地區(qū)燃 用高硫煤，燃煤設(shè)備未能采取脫硫措施，致使二氧化硫排放量不斷增加，造成嚴(yán) 重的環(huán)境污染甚至已經(jīng)直接影響到人們的身體健康。因而已經(jīng)到了我們不得不面 對(duì)的時(shí)候，這里我們將用科學(xué)的態(tài)度去面對(duì)去防治。該燃煤鍋爐煙氣的污染物主要是顆粒污染物和二氧化硫，且排放量比較大，所以 必須通過(guò)有效的措施來(lái)進(jìn)

4、行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。通過(guò)設(shè) 計(jì)合適的除塵脫硫系統(tǒng)對(duì)煙氣進(jìn)行處理，從而盡量使排放的煙氣污染物濃度達(dá) 標(biāo)，而不至于污染環(huán)境和危害人體健康。1.2設(shè)計(jì)目的通過(guò)本課程設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，使環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生掌握大氣污染控制工程課 程所要求的基本設(shè)計(jì)方法，具備初步的大氣污染控制工程方案及設(shè)備的獨(dú)立設(shè)計(jì) 能力，鍛煉學(xué)生查閱和收集專業(yè)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)的技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué) 的理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決大氣污染控制工程實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容A. 設(shè)計(jì)題目某燃煤鍋爐房煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)B. 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1. 基本物料衡算：計(jì)算燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度、二氧化硫濃度及凈化效率

5、的 計(jì)算；2. 凈化系統(tǒng)工藝方案的確定；3. 主要設(shè)備尺寸的計(jì)算；4. 官網(wǎng)布置及計(jì)算：確定各裝置的位置及管道的布置，并計(jì)算各管段的管徑、長(zhǎng) 度、煙囪高度和出口內(nèi)徑及系統(tǒng)總阻力。1大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告5. 風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)：根據(jù)凈化系統(tǒng)處理的煙氣量、煙氣溫度及系統(tǒng)總阻力 等的計(jì)算，選擇風(fēng)機(jī)種類、型號(hào)及電動(dòng)機(jī)的種類、型號(hào)和功率。6. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，用CAD完成設(shè)計(jì)圖紙2份（A3），需做一份系統(tǒng)立面圖和 一份主要設(shè)備尺寸圖。1.4設(shè)計(jì)資料第3組資料：1、鍋爐耗煤及排煙情況鍋爐型號(hào)：SZL10-1.6型（共3臺(tái)）燃煤量：1540 kg/h （臺(tái)）蒸發(fā)量：10 t/h （臺(tái)）煙氣出口處離

6、地面2.5m排煙溫度：150 C煙氣密度（標(biāo)態(tài)）：1.3 kg/m3空氣過(guò)剩系數(shù)：1.36飛灰占煤中不燃分分比例：18%2、煤質(zhì)分析CY=68%，HY=4%，OY=5%，NY=1%，SY=1%，AY=15%，WY=6%3、粉塵粒徑分布表1-1第三組粒徑分布粒徑（ym）含量（%） 1525 3.6 815 4.8 58 59.2表 1-2 粉塵比電阻 35 27.1 13 4.2h26 加 blOSR 加fl!論煙氣it7.5290(7煙氣中一：軋化 fit液度3.9480 lOfimS310.233 11 nr/kg)H險(xiǎn)丁效率9151%斗29l64.335ti/h)y77.20%51況F繪煙

7、肌就踰塔廢水飛灰石灰石混合槽過(guò)濾器石膏圖2-2煙氣處理系統(tǒng)流本組資料中，燃煤鍋爐為三臺(tái)。設(shè)置除塵器 A1、A2、A3、A4為第一除塵器組,B1B2B3B45大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告為第二除塵器組，鍋爐煙氣通過(guò)管道以及引風(fēng)機(jī)作用下，進(jìn)入第一除塵器組，此 時(shí)第二除塵器組處于待命狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝唤M需要除塵時(shí)，關(guān)閉一組進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)清 灰，開啟二組進(jìn)行煙塵捕集。通過(guò)這樣的捕集與清灰方式，可以使整個(gè)除塵系統(tǒng) 保持連續(xù)運(yùn)作，并且每組除塵器組的過(guò)濾面積都為440m2，完全滿足鍋爐的煙氣所需的過(guò)濾面積386m2,且每組除塵器組都具有冗余作用。粉塵捕集后的氣體進(jìn) 入脫硫塔，以濕式石灰石/石灰-石膏法進(jìn)行脫硫處理。

8、處理后的達(dá)標(biāo)煙氣通過(guò)風(fēng) 機(jī)的作用從煙囪排放入大氣中。三、主要處理單元的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1除塵器的選擇和設(shè)計(jì)3.1.1除塵器的選擇表3-1該鍋爐粉塵粒徑分布粒徑（ym）含量（%）1525 3.6815 4.858 49.235 37.113 4.2 50 530 0.51 0.5 1 0.5 1阻力/Pa設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)少少少多中上少中多中上多V 50 50130 6070 8001500 9098 9098400010000 5013095 99 10001500表3-3效率較高的除塵器對(duì)不同粒徑粉塵的除塵效率 除塵器名稱 長(zhǎng)椎體旋風(fēng)除塵器電除塵器文丘里洗滌器袋式除塵器總效率 % 84.2 97.0

9、99.5 99.7不同粒徑（ym）所對(duì)應(yīng)的分級(jí)效率/% 0540 90 99 99.5510 79 94.5 99.5 1001020 92 97 100 1001044 99.5 99.5 100 100 44 100 100 100 100首先根據(jù)除塵效率（92.51%）以及粒徑范圍（125ym），滿足要求的的除塵器有: 文丘6大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告里洗滌器、電除塵器以及袋式除塵器。對(duì)于文丘里洗滌器，由于工況下煙氣流量 為4.299m3/s 3,氣流量較大，阻力大，易形成堵塞，且產(chǎn)生酸性廢氣，不考慮使 用。電除塵器的優(yōu)缺、點(diǎn)：除塵效率符合該鍋爐，且使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)低于袋式除塵器。電

10、除塵的電場(chǎng)風(fēng)速基本控制在 0.8m/s 1.2之間，過(guò)低設(shè)備體積相應(yīng)增大， 過(guò)高排放濃度不達(dá)標(biāo)。由于工況下煙氣流量達(dá)到29164.335 (m3N/h)，阻礙了電除塵的設(shè)計(jì)與使用。并且電除塵器初投入成本也較高，雖然壽命長(zhǎng)，但出現(xiàn)破損和故障，并不便于設(shè) 備維護(hù)，袋式除塵器優(yōu)、缺點(diǎn)：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。 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，可以直接 設(shè)于室內(nèi)，作為機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可作成大型的除塵室，即袋房” 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初投資較電除塵器少，維護(hù)方便布袋除塵器相比于電除塵 器在運(yùn)行阻力上的優(yōu)勢(shì)，但設(shè)

11、備造價(jià)較高。綜上，選取袋式除塵器作為該燃煤鍋爐的粉塵處理器。3.1.2袋式除塵器濾料的選擇濾料是組成袋式除塵器的核心部分，其性能對(duì)袋式除塵器操作有很大影響。選擇 濾料是必須考慮含塵氣體的特征，如顆粒和氣體性質(zhì)(溫度、濕度、粒度和含塵 濃度等)。性能良好的濾料應(yīng)容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命 長(zhǎng)，同時(shí)具備耐溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。表3-4各種纖維的主要性錯(cuò)誤！未找到引用源。耐抗拉張度，MPa干態(tài)天然濕態(tài)最咼長(zhǎng)期使用溫度，C斷裂延伸%磨性耐酸性耐堿性可燃性能能37 2535較好較 差較 能能較 可棉 3.0 4.9 3.3 6.4 0.8 1.695 100775 85

12、8090好燃差可纖羊毛1.01.7大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 維蠶絲3.44.02.1 2.89070 8015 25好好較 較 差較 燃可燃可 好好良好良 差較錦綸 4.5 6.4 3.7 6.4 120 75- 85 2560好燃較 可滌綸 4.3 6.5 6.3 6.5 150 130 2（50 好好較較好燃較可腈綸 2.5 5.0 2.0 4.5 150 11（130 2550 好好良較好燃良可維綸 4.0 9.0 3.2 7.9 180 115 9- 26好好較良好燃良可丙綸4.57.5化學(xué)纖維氯綸2.54.04.5 7.5 100 85- 95 2560好好較良好燃良好不可燃不可

13、燃不差可燃不差可燃2.5 4.0 8090 6570 2070好好聚四氟乙烯纖維黏膠纖維較好1.2 1.81.2 1.8-180 2501533較良良好好好2.5 3.1 1.4 2.0 3 DS/A-6 g DS/A-7 6 DS/A-8 采 DS/A-9 3 DS/A-10 9DS/A-11 X0濾袋數(shù)量，15條濾袋有效尺寸，m總過(guò)濾面15 2積，m過(guò)濾風(fēng)速，m/min處理風(fēng)量，18002700m3阻力損失，mmH20除塵效率，%304256 0.16 2304256 23120150 99.572901107290110型號(hào)工藝中袋式除塵器中濾料面積的計(jì)算A= qv(m2)=385.47

14、49(m2) (3-1)60vFqv欲處理的煙氣量(工況下總煙氣量),m3/hvF機(jī)械振動(dòng)清灰：vF=1.02.0m/min,選取 2.0m/min.通過(guò)計(jì)算，除塵器的過(guò)濾面積必須等于對(duì)于386m2。根據(jù)表3-6,選取八臺(tái)DS/A-11 X0型號(hào)的袋式除塵器，其中四臺(tái)串聯(lián)作為第一除塵器組(A1A2A3A4 )，總除塵面積可達(dá)440m2 ;與第二除塵器組(B1B2B3B4)并聯(lián) 成另外一組，可用于除塵和清灰交替使用，且兩組都有足夠的過(guò)濾面積起冗余作 用。表3-7 DS/A-11 X0型袋式除塵器10大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告全壓 Pa=1000N/m風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速功率 機(jī)號(hào)r/min kW No8

15、1120112 型號(hào)袋數(shù)，每袋過(guò)濾2 個(gè)面積，m 1101過(guò)濾風(fēng) 總過(guò)濾2m速，2面積，mm/min 1103處理風(fēng)3量，m/h 19800全壓 Pa=1500N/m風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速功率機(jī)號(hào)r/min kW No81250152DS/A-11 X0根據(jù)以上參考材料，可得出 DS/A-10 X9型袋式除塵器的相關(guān)參數(shù)如下表，表3-8 DS/A-10爲(wèi)型袋式除塵器參數(shù)除塵器型號(hào)濾袋規(guī)格濾袋材質(zhì)處理風(fēng)量濾袋數(shù)量0.16 X 2聚四氟乙烯纖維材料19800m3/h 110 個(gè)DS/A-10 X型袋式除塵器濾袋總過(guò)濾面積過(guò)濾風(fēng)速清灰方式設(shè)計(jì)除塵效率110m2 3m/min 機(jī)械振動(dòng) 99.9%3.2脫硫設(shè)備設(shè)

16、計(jì)3.2.1常見的煙氣脫硫工藝脫硫技術(shù)是將煤中的硫元素用鈣基等方法固定成為固體防止燃燒時(shí)生成SO2。燃燒后的煙氣脫硫工藝常見的有以下幾種：1. 石膏脫硫法石膏脫硫法的工作原理是：將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙 氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣 進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸 收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉(cāng)堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除去霧滴，再經(jīng)過(guò)換熱器加熱升溫后，由 煙囪排入大氣。）由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過(guò)循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸 收劑利用率很高

17、，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。2. 氨水洗滌法脫硫工藝該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產(chǎn)硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)換熱器冷卻至 90100C，進(jìn)入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去 HCI和HF，洗滌后的煙氣經(jīng)過(guò)液滴分離 器除去水滴進(jìn)入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙 氣中的S02被洗滌吸收除去，經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水 滴，進(jìn)入脫硫洗滌器。在該洗11大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告滌器中煙氣進(jìn)一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧滴，進(jìn)入脫硫洗滌器。再 經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。3. 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)

18、、除塵石灰石膏法脫硫工藝流程器及控制系統(tǒng)等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作 為吸收劑，或者其它對(duì)二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。由鍋爐排出的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進(jìn)入。（吸收塔底部為一個(gè)文丘里 裝置，煙氣流經(jīng)文丘里管后速度加快，并在此與很細(xì)的吸收劑粉末互相混合，顆 粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床，）。在噴入均勻水霧降低煙溫 的條件下，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成CaS03和CaS04。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進(jìn)入再循環(huán)除塵器，被分離出來(lái)的顆 粒經(jīng)中間灰倉(cāng)返回吸收塔，由于固體顆粒反復(fù)循環(huán)達(dá)百次之多，故吸收劑利用率 較咼。此工藝所產(chǎn)

19、生的副產(chǎn)物呈干粉狀，主要由飛灰、CaS03 CaS04和未反應(yīng)完的吸收劑Ca（0H）2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ)等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當(dāng)燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1.3時(shí)，脫硫率可達(dá)90%以上，排煙溫度約70C。此工藝在國(guó)外目前應(yīng)用在1020萬(wàn) 千瓦等級(jí)機(jī)組。由于其占地面積少，投資較省，尤其適合于老機(jī)組煙氣脫硫。3.2.2比對(duì)脫硫技術(shù)S02的控制技術(shù)可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃炔的脫硫（亦稱為煙氣脫 硫）三種。由于煙氣中的硫以S02形態(tài)存在，脫除較易，煙氣脫硫（FGD）是目前應(yīng)用 最廣泛、效率最高的脫硫技術(shù)，也是控制 S02排放的主要手段。本課程設(shè)計(jì)中含硫煙氣為

20、低濃度 S02煙氣，由于其煙氣量大，直接選擇采用煙氣 脫硫工藝進(jìn)行凈化。根據(jù)脫硫過(guò)程是否加入液體和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)可將煙氣脫硫方法分為濕法、 半干法、干法。濕法脫硫里應(yīng)用溶液或漿液吸收S02,其直接產(chǎn)物也是溶液或漿液，具有工藝成熟，脫硫效率咼、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但脫硫液處理較麻煩，容易造成二次污 染，且脫硫后煙氣的溫度較低，不利于擴(kuò)散。干法煙氣脫硫過(guò)程無(wú)液體介入，完 全在干燥狀態(tài)下進(jìn)行，且脫硫產(chǎn)物也為干粉狀，因而工藝簡(jiǎn)單投資較低，凈化后 溫度降低很少，利于擴(kuò)散，且無(wú)廢水排出，但凈化效率一般不高。半干法里用霧 化的脫硫劑或漿液脫硫。但在脫硫過(guò)程中，12大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告霧滴被蒸發(fā)干燥，

21、直接產(chǎn)物是干態(tài)粉末，具有干法和濕法脫硫優(yōu)點(diǎn)。表3-9 一些煙氣脫硫方法介紹原方法分類理石灰石/石灰直接噴射法 爐內(nèi)噴鈣-爐厚活化法噴霧干燥法Ca(0H)2石灰石/石灰法CaC03增濕灰循環(huán)脫硫法濕式石灰石/石灰-石膏法石灰-亞硫酸鈣法氨-酸法(NH4)2SO3氨法 吸收Na2SO3(NaOH、Na2CO3)鈉堿法鈉鹽-酸分解法海水中CO3、HCO3等海水脫硫堿性物質(zhì)間接石灰石/石灰法Na2SO3或 NaOH AI2(SO4)3?AI2O3MgO金屬氧化物法ZnO MnO活性炭吸活性炭吸附法附活性炭(NH4)2HPO4磷銨肥法濕法合、氧化萃取、氨綜磷銨復(fù)肥雙堿法堿性硫酸鋁-石膏法氧化鎂法氧化鋅法

22、氧化錳法活性炭制酸法濕法濕法濕法濕法濕法濕法再生石灰中和 石灰中和 加熱分解 加熱分解 電解水洗稀硫酸石膏石膏濃SO2濃SO2、氧化鋅金屬錳海水脫硫法濕法排入大海2-干濕脫硫劑脫硫方法狀態(tài)干法半干法半干法半干法半干法濕法濕法濕法濕法濕法濕法濕法濕法 濕法脫硫產(chǎn)物終產(chǎn)品處理一拋棄或利用拋棄或利用拋棄或利用拋棄或利用氧化加工產(chǎn)品酸化分解 氨中和氧化酸分解、制酸 熱再生堿綜合酸化分解-脫硫灰脫硫灰脫硫灰脫硫灰石膏亞硫酸鈣濃SO2、化肥亞硫酸銨硫酸銨 化肥、硫酸濃SO2亞硫酸鈉濃SO2、冰晶石循環(huán)流化床脫硫法氨-亞氨法氨-硫氨法NH3?H2O新氨法亞硫酸鈉循環(huán)法亞硫酸鈉法13大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)

23、告O2及釩催化劑催化氧化法氧化高能電子氧化法等離子體脈沖電暈等離子干法氨中和硫銨稀H2SO4及Fe催化劑自由基3+干式氧化法液相氧化法電子束照射法干法濕法干法濃H2SO4吸收石灰中和氨中和硫酸石膏硫銨323脫硫技術(shù)的選擇我國(guó)由于地域遼闊，各地經(jīng)濟(jì)條件，燃煤煤質(zhì)、脫硫劑來(lái)源、環(huán)保要求等不盡相 同，結(jié)合相關(guān)材料，該鍋爐脫硫技術(shù)的選用應(yīng)考慮以下主要原則：A. 技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠，至少在國(guó)外已有商業(yè)化先例，并有較多的應(yīng)用業(yè)績(jī)。B.脫硫后煙氣中的SO2達(dá)到（GB13271-2001）中二類標(biāo)準(zhǔn)。C. 脫硫設(shè)施的投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，一般應(yīng)低于電廠主體工程總投資的15%以下，煙氣脫硫后發(fā)電成本增加不超過(guò) 0

24、.03元/（ KW?h）D. 脫硫劑供應(yīng)有保障，占地面積小，脫硫產(chǎn)物可回收利用或衛(wèi)生處理處置。E.通過(guò)之前對(duì)基礎(chǔ)資料的物料衡算，該燃煤鍋爐的脫硫效率應(yīng)達(dá)到77.20%。綜合以上的分析和要求，我們組最終決定選用石灰石/石灰-石膏法作為該鍋爐的脫硫工 藝。采用該工藝的優(yōu)勢(shì)如下：A. 首先石灰石/石灰石膏法開發(fā)較早，工藝成熟，Ca/S比較低，且在國(guó)外應(yīng)用 廣泛。（美國(guó)脫硫工藝80%是石灰石/石膏法，德國(guó)有90%，日本也有75%以 上）B. 從表3-9中看出，燃煤發(fā)電機(jī)組大多數(shù)選用濕法石灰石 /石膏FGD技術(shù)。而且 吸收塔中，以噴淋空塔為主。C. 該工藝在我國(guó)有先例：上海閘北電廠曾進(jìn)行過(guò)工業(yè)試驗(yàn)，重慶

25、珞璜電廠中FGD占電廠總投資11.5%。3.3濕法脫硫簡(jiǎn)介和設(shè)計(jì)3.3.1基本脫硫原理石灰石/石灰石膏法是采用石灰石或石灰漿液脫出煙氣中S02并副產(chǎn)石膏的脫硫方法。該法開發(fā)較早，工藝成熟，Ca/S比較低，操作簡(jiǎn)便，吸附劑價(jià)廉易得，所 得石膏副產(chǎn)品可做為輕質(zhì)建筑材料。因此，這種工藝應(yīng)用廣泛。上海閘北電廠曾 進(jìn)行過(guò)工業(yè)實(shí)驗(yàn)，重慶珞璜電廠從日本三菱重工公司引進(jìn)了配套2 X360MW機(jī)組的石灰石-石膏法脫硫裝置。該脫硫過(guò)程以石灰石或石灰漿液為吸收劑吸收煙氣 中S02，主要分為吸收和氧化兩個(gè)14大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告步驟。首先生成亞硫酸鈣，然后亞硫酸鈣再被氧化為硫酸鈣，整個(gè)過(guò)程發(fā)生的主 要反應(yīng)如下

26、：吸收CaO+H2&Ca(0H)2Ca(0H)2+S03 CaSO3?1/2H2O+1/2H2O CaCO3+SO2+1/2H2GCaSO3?1/2H2O+CO2 CaSO3?1/2H2O+SO2+1/2H2GCa(HSO3)2 氧化2CaSC3?1/2H2O+O2+3H2O 2CaSO4?2H2OCa(HSO3)2+1/2O2+H2S CaSO4?2H2O+S02吸收塔內(nèi)由于氧化副反應(yīng)生成溶解度很低的石膏，很容易在吸收塔內(nèi)沉積下來(lái)造 成結(jié)垢和堵塞。溶液pH值愈低，氧化副反應(yīng)愈容易進(jìn)行。3.3.2脫硫工藝流程并流式石灰石/石灰-石膏法工藝流程。鍋爐煙氣經(jīng)除塵、冷卻后送入吸收塔，吸 收塔內(nèi)用配置

27、好的石灰石或石灰漿液洗滌含S02煙氣，經(jīng)洗滌凈化的煙氣經(jīng)除霧和再熱后排放。石灰漿液在吸收 S02后，成為含有亞硫酸和亞硫酸氫鈣的混合 液，在母液槽中用硫酸將其混合液的pH值調(diào)整為44.5，用泵送入氧化塔，在氧化塔內(nèi)6080。C下被4.9 X05Pa的壓縮空氣氧化。生成的石膏經(jīng)增稠器使其 沉積，上清液返回吸收循環(huán)系統(tǒng)，石膏漿經(jīng)離心機(jī)分立得到石膏。該工藝的主要設(shè)備為吸收塔和氧化塔； 吸收塔吸收塔是整個(gè)工藝的核心設(shè)備，其性能對(duì) SO2的去除率有很大影響， 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行權(quán)衡，選擇噴淋塔為吸收塔； 氧化塔為了加快氧化速度，做為氧化用的空氣進(jìn)入塔內(nèi)必須分散成微細(xì)的氣泡，以增大氣液的接觸面積。3.

28、3.3脫硫影響因素漿液的PH值吸收塔洗滌漿液中pH值的高低直接影響SO2的吸收率及設(shè)備的 結(jié)垢、腐蝕程度等，而且脫硫過(guò)程的pH值是在一定范圍內(nèi)變化的。長(zhǎng)期的研究和 工程實(shí)踐表明，濕法煙氣脫硫的工藝系統(tǒng)采用的石灰石漿液的 PH值控制在5.8 6.2，石灰石漿液PH 一15大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告般控制在7左右； 液氣比液氣比對(duì)吸收推動(dòng)力、吸收設(shè)備的持液量有影響。增大液氣比對(duì)吸收起 促進(jìn)作用，但大氣液比對(duì)設(shè)備要求高且費(fèi)用高，實(shí)際中要視情況而定。本系統(tǒng)采 用 15L/m3; 石灰石的粒度 一般來(lái)說(shuō)，粒度減小，脫硫率及石灰石利用率高。為了保證脫硫石膏的綜合利用及減少?gòu)U水的排放量，用于脫硫的石灰石中

29、CaC03的含量宜高于 90%; 吸收溫度低洗滌溫度有利于SO2的吸收。所以要求整個(gè)漿液洗滌過(guò)程中的煙 氣溫度都在100C以下。100C左右的原煙氣進(jìn)入吸收塔后，經(jīng)過(guò)多級(jí)噴淋層的洗滌降 溫,到吸收塔出口時(shí)溫度一般為(4570) C； 煙氣流速選用3.5m/s； 結(jié)垢，這是該石灰石/石灰-石膏法脫硫工藝的組要缺點(diǎn)。除吸收塔滿足高持液 量、有較大的氣液接觸面積等外，可在吸收液中添加鎂離子、氯化鈣、己二酸 等。3.4脫硫中噴淋塔的計(jì)算3.4.1塔內(nèi)流量計(jì)算假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為50T，壓力為120KPa,貝幀淋塔內(nèi)煙氣流量為：QV=Qs?273+t101.324? (1+k)273Pa (3-2)3

30、Qm； V式中：一一噴淋塔內(nèi)煙氣流量，3m； QS標(biāo)況下煙氣流量， k除塵前漏氣系數(shù)，00.1。代入公式得：QV=13.4783(m3/s)3.4.2噴淋塔徑計(jì)算依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)煙氣流速v=3.5m/s,則噴淋塔截面A為：A=Q=3.8509(m/s) (3-3) v則塔徑d為：16大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告d=4A=2.2143m (3-4) n取塔徑D=2500mm3.4.3噴淋塔高計(jì)算噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。(1) 吸收區(qū)高度依據(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得，選擇噴淋塔噴氣液反應(yīng)時(shí)間t=4s,則噴淋塔的吸收區(qū)高度為：H=

31、vt=14(m) (3-5)(2) 除霧區(qū)高度除霧器設(shè)計(jì)成兩段。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層(3.4 3.5)m。則取除霧區(qū)高度為：H2=3.5m (3-6)(3) 漿池高度漿池容量V1按液氣比漿液停留時(shí)間t1確定：V仁L?Q?t1G (3-7)式中：一液氣比，取18Lm3;h; Q工況下煙氣量，m3t1漿液停留時(shí)間，s；一般t1為4min8min，本設(shè)計(jì)中取值為6min，則漿池容積為：V仁69.3855(m3)17大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告選取漿池直徑等于或大于噴淋塔 DO，本設(shè)計(jì)中選取的漿料池直徑為 D0=4m，然 后再根據(jù)V1計(jì)算漿池高度：h0=式中：h0漿池高

32、度，m；V1 漿池容積，m3; D0漿池直徑，m。從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為 0.8(4) 噴淋塔高度噴淋塔高度為：2m。本設(shè)計(jì)中取為1.5m。4v1=5.5243m (3-8) 2n D0H1+H2+h0=23.0243m (3-9)3.4.4氧化鈣的用量CaO(s)+SO2(g)+2H2O(l)=CaSO3?2H2O(s)因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)一般鈣/硫?yàn)椋?.051.1,此處設(shè)計(jì)取為1.05則由平衡計(jì)算可得1h需 消耗CaO的量為：3g/mN根據(jù)之前的計(jì)算脫硫過(guò)濾速度3.5m/s，二氧化硫濃度為3.9480吸收截面積A=Q=3.8509(m/s)。則吸收的SO2速率為vnMV=0.8314(

33、mol/s) (3-10) tmt.04(mol/h)即 0.8314? 3600=2993.04=3142.692(mol/h) 1.05? 29933142.692? 56=175.9908(Kg/h) 100018大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告3.5煙囪設(shè)計(jì)3.5.1煙囪高度計(jì)算首先確定共用一個(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)定確定煙囪的高度。表3-10鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力/(t/h)煙囪最低高度/mV 1 201 2 252 6 306 10 351020 4026 35 45根據(jù)設(shè)計(jì)資料，鍋爐型號(hào)：SZL6-1.6型(共3臺(tái))。代表額

34、定蒸發(fā)量6t/h。(t/h)鍋爐總額定出力：3? 6=18,故選定煙囪高度為40m(根據(jù)表3-10 ) 3.5.2煙囪直徑計(jì)算 表3-11煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)A) 煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算： 運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)1020 68最小負(fù)荷45 2. 53d2=0.Q(m)(3-11)Q通過(guò)煙囪的工況總煙氣量，m3/hv按表三選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。根據(jù)表3-11取20m/s m求得d2=0.9041mm 取整 d2=1000B )煙囪底部直徑：19大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告d1=d2+2? i? H(m) (3-12)式中d2煙囪出口直徑，m；H煙囪咼度，m;i煙囪錐度，

35、通常取i=0.020.03。取 i =0.025d1=3m3.5.3煙囪內(nèi)溫度降?t2=C) ( 3-14)式中：H-煙囪高度，m；D-合用統(tǒng)一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h; A-溫降系數(shù)。可由下表查的，選取A=0.4D,H 參看后面分別取 36t/h,40m。?t2=40? 0.4=3.771 T 3? 6表3-12煙囪降溫系數(shù)煙囪種類鋼煙囪(無(wú)襯筒)A 23.5.4煙囪抽力計(jì)算Sy=0.0342H(式中H煙囪高度，m；鋼煙囪(有襯筒)0.8磚煙囪(壁厚0.5m) 0.2 11-)?B(Pa) (3-15) 273+tk273+tptk 外界空氣溫度，oC;tp煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，o

36、C;B當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a。20大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告Sy=0.0342? 40?(=35.6690Pa11-? 98? 103273+18.6273+46.0871四、管網(wǎng)布置4.1各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝 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，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。4.2管道管徑計(jì)算d=4Q4?46256.9855m)d=1.1676(m) (4-1) n V? 12式中Q工況下管道內(nèi)的煙氣流量，m3/s；v煙氣流速，m/s,(可查有關(guān)手冊(cè)確定，對(duì)于鍋爐煙

37、塵v=1015m/s)取 v=12m/s,取整 d=1200mm表4-1焊接鋼管壁厚內(nèi)徑：d1=1200-2? 7=1186mm由公式d=4Q可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速：nv21大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告v=4Q4? 46256.9855/3600=1113(m/s) n d2 n (1.186)24.3系統(tǒng)阻力計(jì)算A.摩擦壓力損失Lp v2?PL=V? d2式中：L管道長(zhǎng)度，m；d管道直徑，m; (4-2)p因氣密度，kg/m3;v管中氣流平均速率,m/s；入一-擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度K/d的函數(shù)。查手冊(cè)得: 實(shí)際中對(duì)金屬管道值可取0.02,對(duì)磚砌或混凝土管道可取 0.04

38、。A)對(duì)于 1200mm圓管計(jì)算后管道約為65m(包括接出管總長(zhǎng))，經(jīng)風(fēng)機(jī)加速后煙氣流速達(dá)到20m/s，鍋 爐出口煙氣流速經(jīng)計(jì)算接近12m/s (粗略計(jì)算，忽略除塵器、脫硫裝置的減速)。p =p?i273=0.851(kg/m3)(忽略溫度的變化) 273+160?PL=Xp2d? (L1v2+L2v2)=0.02 ? 20.851? (5? 202+65? 122)=80.5613(Pa) 2? 1.2B) 局部壓力損失1.35? 122=0.2? 12? =233.28(Pa) (4-3) (Pa)?P= ? 22 p v2在所設(shè)計(jì)的管路中有12段彎道區(qū)，可求得局部的壓力損失：式中：E形管

39、件的局部阻力系數(shù)可查到，取 E =0.2v與E像對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率,m/sp因氣密度,kg/m3C) 系統(tǒng)總阻力(除塵器的壓力損失在10001500Pa之間，取1250Pa,不考慮及 出口氣管及三通管阻力損失)22大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告系統(tǒng)總阻力=1250+80.5613+233.28+800=2363.8413Pa五、風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的計(jì)算5.1風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算Qy=1.1? 46256.9855? 273+tp101.3243? (m/h) (5-1) 273B式中：1.1-風(fēng)量備用系數(shù)；Q-工狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前標(biāo)態(tài)下風(fēng)量，m3/htp-風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，C,若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度

40、，根據(jù)溫度降tp=160-3.771? 13=111C；B-當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琸Pa。Qy=1.1? 46256.9588? 273+111101.324? =73999.5581(m3/h) 273985.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算對(duì)于除塵器后裝的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算：Hy=1.2(刀?hSy)式中：1.2-風(fēng)壓備用系數(shù)；273+tp101.3251.293Pa (5-2) ? 273+tyB py刀？h系統(tǒng)總阻力，Pa；Sy-煙囪抽力，Pa；tp-風(fēng)機(jī)前煙氣溫度；ty-風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度；p y標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度，1.35kg/m3。Hy=1.2? (2363.8413-35.6690? 273+111101.3251.293? =2246.0620(Pa) 273+200981.35計(jì)算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qy和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Hy后，按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選 擇所需風(fēng)機(jī)的型號(hào)。23大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 表5-1常用風(fēng)機(jī)性能及適用范圍 型號(hào)4-46 4-72-11 4-72-11 4-79 7-40-11 30K4-11 9-19 9-269-289-35G-73-11名稱離心風(fēng)機(jī)塑料離心風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī)排塵離心通風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī) 離心通 風(fēng)機(jī)I型離心通風(fēng)機(jī)鍋爐通風(fēng)機(jī)鍋爐