某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计.docx

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某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计

、引言

烟气除尘脱硫的意义

设计目的

设计任务及容

设计资料

、工艺方案的确定及说明

工艺流程图

基础资料的物料衡算

工艺方案的初步选择与确定

整体工艺方案说明

三、主要处理单元的设计计算

1.

除尘器的选择和设计

除尘器的选择

袋式除尘器滤料的选择

选择清灰方式

袋式除尘器型号的选择

脱硫设备设计

常见的烟气脱硫工艺

比对脱硫技术

脱硫技术的选择

湿法脱硫简介和设计

基本脱硫原理

脱硫工艺流程

10

11

11

12

14

14

14

15

脱硫影响因素

15

脱硫中喷淋塔的计算

16

塔流量计算

16

喷淋塔径计算

16

喷淋塔高计算

17

氧化钙的用量

18

烟囱设计

19

烟囱高度计算

19

烟囱直径计算

19

烟囱温度降

20

烟囱抽力计算

20

四、官网的设置

21

管道布置原则

21

管道管径计算

21

系统阻力计算

22

五、风机和电动机的计算

23

风机风量计算

23

风机风压计算

23

电机功率计算

25

六、总结

26

七、主要参考文献

27

、引言

烟气除尘脱硫的意义

目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。

而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。

我国随着经济的快速发展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物等有毒有害的污染物质急剧增多。

由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染甚至已经直接影响到人们的身体健康。

因而已经到了我们不得不面对的时候，这里我们将用科学的态度去面对去防治。

该燃煤锅炉烟气的污染物主要是颗粒污染物和二氧化硫，且排放量比较大，所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。

通过设计合适的除尘脱硫系统对烟气进行处理，从而尽量使排放的烟气污染物浓度达标，而不至于污染环境和危害人体健康。

设计目的

通过本课程设计的综合训练，使环境工程专业学生掌握《大气污染控制工程》课程所

要求的基本设计方法，具备初步的大气污染控制工程方案及设备的独立设计能力，锻炼学生查阅和收集专业资料和设计手册的技能，培养学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决大气污染控制工程实际问题的实践能力。

设计任务及容

A.设计题目

某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计

B.设计任务及要求

1.基本物料衡算：

计算燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度、二氧化硫浓度及净化效率的计

算;

2.净化系统工艺方案的确定;

3.主要设备尺寸的计算;

4.官网布置及计算：

确定各装置的位置及管道的布置，并计算各管段的管径、长度、

烟囱高度和出口径及系统总阻力。

5.风机及电机的选择设计：

根据净化系统处理的烟气量、烟气温度及系统总阻力等

的计算，选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。

6.编写设计说明书，用CAD完成设计图纸2份（A3）,需做一份系统立面图和一份主

要设备尺寸图。

设计资料

第3组资料:

1、锅炉耗煤及排烟情况

锅炉型号：

型（共3台）

燃煤量：

1540kg/h（台）

蒸发量：

10t/h（台）

烟气出口处离地面

排烟温度：

150C

烟气密度（标态）：

kg/m3

空气过剩系数：

飞灰占煤中不燃分分比例：

18%

2、煤质分析

6=68%H=4%0=5%Ny=1%

0=1%Ay=15%Wy=6%

3、粉尘粒径分布

表1-1第三组粒径分布

粒径（卩m）

含量（%

15~258~15

5~8

3~5

1~3<1

表1-2粉尘比电阻

温度C

15

100

200

300

比电阻

3X107

8X107

X107

X107

Q?

cm4、气象资料

°C。

当地气象资料显示：

该地区年平均气压98kPa；空气中含水（标态）：

kg/m3；年平均气温C；极端最高气温C；极端最低气温

二、工艺方案的确定及说明

工艺流程图

图2-1烟气处理工艺流程图

基础资料的物料衡算

1.理论空气量

Qa

4.761.867Cy5.56Hy0.7Sy0.7Oy（m’N/kg）（m3N/kg）

（2-1）

2.理论烟气量（设空气含湿量kg/m3）

YYYYY

Qs1.867（Cy0.375Sy）11.2HY1.24WY0.016Qa0.79Qa0.8Ny

（mjkg）

=（mWkg）

式中：

Qa—理论空气量（mMkg）

3.实际烟气量

（2-2）

QsQs「。

儆1）Qa（niN/kg）

（2-3）

（m^kg）

m^kg）

mjkg）

Qs设计耗煤量

（2-4）

（m^h）

（m^s）

式中：

Q—mMh计

Qs—实际烟气量（

mJkg）

设计耗煤量一950

3kg/h

5.工况下总烟气量

Q'

QT'

T（m3/h）

（2-5）

46256.9885（m3/h）

式中：

Q――标准状况下的烟气流量，m3/h；

工况下烟气温度，

T——标准状态下的温度,

K；

273K。

6烟气含尘浓度:

式中：

dsh—18%

A—%

Qs—（mg/mN）。

CdshA

Qs

O.18O.15182.6702

29164.335

103（mg/m3N）

（2-6）

7.烟气中二氧化硫浓度的计算:

CSO2

空106

Qs

（mg/mN）

（2-7）

式中：

Qs—理论烟气量（

Qa—理论空气量（

4.烟气流量

式中：

SY—%。

mMkg）

Qs—燃煤产生的实际烟气量（

8.除尘效率计算：

C

（2-8）

1虫92.51%C

式中：

C-烟气含尘浓度，mg/m^N；

C—锅炉烟尘排放标准中规定值，200mg/niNo

9.脱硫效率计算

（2-9）

177.20%

Cso2

式中：

CSO2标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，900mg/m3。

CsSO2标准状态下二氧化硫浓度，mg/m3；

序

号

项目

计算所得

序

号

项目

计算所得

1

理论空气量

6.9855（m3N/kg）

6

烟气含尘浓度

33

2.670210（mg/m

2

理论烟气量

7.5290（m3N/kg）

7

烟气中二氧化

硫浓度

3.9480103（mg/m3n

3

实际烟气量

10.2331（m3n/kg）

8

除尘效率

92.51%

4

烟气流量

29164.335（m3N/h）

9

脱硫效率

77.20%

5

工况下总烟气量

46256.9885（m3/h）

表2-1计算所得数据表

）

N）

工艺方案的初步选择与确定

根据所查资料，初步选定袋式除尘器作为除尘装置，选定石灰石/石灰-石膏法进行烟气的脱硫。

如图1.所示，对于锅炉排出的烟气，首先结果袋式除尘器组进行粉尘的捕集,接着进行脱硫，通过引风机作用，使达标烟气通过烟囱排放入大气中。

整体工艺方案说明

图2-1工艺方案简图

锅炉烟气-

锅

炉

房

1飞灰

烟囱

除尘器

10

-引风

石灰石

热

交

换

器

增压风机

空气_:

氧化风机

混合槽I

吸收塔

除雾器洗涤

水回收

石膏洗涤水

废水

■^水力旋流器

过滤器

石膏

nr.

图2-2烟气处理系统流

本组资料中，燃煤锅炉为三台。

设置除尘器A、A、A、A为第一除尘器组，BBE3B

为第二除尘器组，锅炉烟气通过管道以及引风机作用下，进入第一除尘器组，此时第二除尘器组处于待命状态；当第一组需要除尘时，关闭一组进行机械振动清灰，开启二组进行

============此（嘗=====

匚味£洽昭

1曲主誑？

：

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总琨Vi护2

Pt生

J!

C—!

C

陪主MAh

一I

陆主aEVI棒圭価主5：

W41Klrn

烟尘捕集。

通过这样的捕集与清灰方式，可以使整个除尘系统保持连续运作，并且每组除尘器组的过滤面积都为440m，完全满足锅炉的烟气所需的过滤面积386吊，且每组除尘器

组都具有冗余作用。

粉尘捕集后的气体进入脱硫塔，以湿式石灰石/石灰-石膏法进行脱

硫处理。

处理后的达标烟气通过风机的作用从烟囱排放入大气中。

三、主要处理单元的设计计算

除尘器的选择和设计

除尘器的选择

表3-1

该锅炉粉尘粒径分布

粒径（卩m

15~258~15

5~8

3~51

~3

<1

含量（%

表3-2除尘设备的分类及基本性能

除尘器名称

适用的粒径围/

ym效率/%

阻力/Pa

设备费

运行费

重力沉降室

>50

<50

50〜130

少

少

旋风除尘器

5〜30

60〜70

800〜1500

少

中

〜1

90〜98

4000〜

少

多

文丘里洗涤器

10000

电除尘器

〜1

90〜98

50〜130

多

中上

袋式除尘器

〜1

95〜99

1000〜1500

中上

多

表3-3效率较高的除尘器对不同粒径粉尘的除尘效率

除尘器名称

不同粒径（卩m所对应的分级效率/%总效率%

0~5

5~10

10~20

10~44

>44

长椎体旋风除尘器

40

79

92

100

电除尘器

90

97

100

文丘里洗涤器

99

100

100

100

袋式除尘器

100

100

100

100

首先根据除尘效率％）以及粒径围（1~25卩m）,满足要求的的除尘器有：

文丘里洗涤器、

电除尘器以及袋式除尘器。

对于文丘里洗涤器，由于工况下烟气流量为4.299m3/S3，气

流量较大，阻力大，易形成堵塞，且产生酸性废气，不考虑使用。

电除尘器的优缺、点：

除尘效率符合该锅炉，且使用寿命长，运行费低于袋式除尘器。

电除尘的电场风速基本控制在WS~

由于工况下烟气流量达到（mMh）,阻碍了电除尘的设计与使用。

并且电除尘器初投入成本也较高，虽然寿命长，但出现破损和故障，并不便于设备维

护，

袋式除尘器优、缺点：

除尘效率高，可捕集粒径大于微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上。

使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以直接设于室,

作为机床附近的小型机组，也可作成大型的除尘室，即“袋房”。

结构比较简单，运行比较稳定，初投资较电除尘器少，维护方便

布袋除尘器相比于电除尘器在运行阻力上的优势，但设备造价较高。

综上，选取袋式除尘器作为该燃煤锅炉的粉尘处理器。

袋式除尘器滤料的选择

。

性

滤料是组成袋式除尘器的核心部分，其性能对袋式除尘器操作有很大影响。

选择滤料是必须考虑含尘气体的特征，如颗粒和气体性质（温度、湿度、粒度和含尘浓度等）能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用