某公司烧结机烟气脱硫除尘工程设计 课程设计

大气污染控制工程设计报告设计题目某公司烧结机烟气脱硫除尘工程设计方案专业化学与环境工程班级0903学号2008313230108学生姓名石帅设计时间20122013学年下学期教师评分2012年06月18日目录1概述211烟气脱硫除尘工程设计目的212课程设计的组成部分32烟气脱硫除尘工程设计的内容421主要工艺计算422净化系统设计方案的分析确定523除尘器和脱硫净化塔设计624管网布置及计算1025风机及电机的选择设计193总结2431设计总结2432参考文献241概述由于多管除尘器除尘的除尘效率不是很高，特别是对小颗粒粉尘的除尘效率低，经多管旋风除尘后的原烟气中烟尘含量仍较高,烟气中的烟尘除对脱硫系统的稳定运行产生影响外，还使烟尘回收利用价值大大降低。但由于烧结机生产形式严峻，改造多管除尘器不具备条件，所以在维持现有生产的条件下，对现有多管除尘器及引风机不做改动，在引风机的后部设计低压脉冲布袋除尘系统和脱硫系统，使烟尘进一步回收利用和脱硫系统的稳定运行。优点除尘效率高，可达995以上，可以捕捉微细尘粒，耗电较少，操作简便，能达到理想的除尘效果。脱硫液采用内循环吸收方式。烟气与从上而下的、由喷嘴充分雾化的脱硫液逆向对流接触，碱性的脱硫液充分吸收烟气中的SO2后进入除雾器除雾，净化并除雾之后的烟气可以直接排放。吸收了SO2的脱硫液流入塔釜，由循环液泵从塔釜打到喷淋层上，在喷淋层被喷嘴雾化，并在重力作用下落回塔釜。同时为了控制脱硫浆液的浓度，用浆液排出泵外排一部分浆液至渣处理系统出渣。另外根据塔釜浆液的PH值变化，控制灰浆泵的转速，控制加入塔釜的石灰浆液量，实现对脱硫液中脱硫剂浓度和PH的相对稳定的控制，保证脱硫效率。11烟气脱硫除尘工程设计目的通过设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。12课程设计的组成部分锅炉型号SZL413型，共4台（28MW4）设计耗煤量600KG/H（台）排烟温度160烟气密度（标准状态下）134KG/M3空气过剩系数14排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例16烟气在锅炉出口前阻力800PA当地大气压力9786KPA冬季室外空气温度1空气含水（标准状态下）按001293KG/M3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值CY68HY4SY1OY5NY1WY6AY15VY13按锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）中一类区II时段标准执行。即烟尘浓度排放标准（标准状态下）80MG/M3二氧化硫排放标准（标准状态下）900MG/M3净化系统布置场地如图311所示的锅炉房北侧15M处，有一块长18米、宽12米的空地，拟将净化系统安置此处。2烟气脱硫除尘工程设计的内容21主要工艺计算燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算标准状态下理论空气量为Q4761867CY556HY07SY07OYA476（18670685560040700107005697M3/KG标准状态下理论烟气量（设空气含湿量1293G/M3）Q1867（CY0375SY）112HY124WY0016Q079Q08NYSAA18670680375001112004124006001669707969708001743（M3/KG）标准状态下实际烟气量QSQ1016A1Q7431016047431045（M3/KG）SS所以标准状态下烟气流量QQS设计耗煤量10456006270（M3/H）标准状态下烟气含尘浓度C016015/104500023（KG/M3）标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算CSO22001/10451000000191388MG/M322净化系统设计方案的分析确定一、设计依据1严格按照锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）中二类区标准、烟尘浓度排放标准、二氧化碳排放标准进行设计计算。2本初步设计适用于烧结机烟气脱硫除尘工程。除尘采用低压脉冲布袋除尘器，确保粉尘达标排放；脱硫工艺采用喷淋吸收塔作为吸收设备；二、设计流程及目标1本期工程设计烟气流程为烧结机引风机低压脉冲布袋除尘器脱硫装置塔顶烟囱直排原有烟道与烟囱作为烟气旁路。保证出口烟尘排放浓度96，脱硫效率53。2本系统为烧结机运行时产生的烟气经多管除尘后的进一步除尘。除尘系统包括布袋除尘器和输灰系统。烟气流程为多管除尘器排烟总管道引风机低压脉冲布袋除尘器增压风机喷淋吸收塔达标排放输灰流程为除尘器灰斗卸灰阀埋刮板输送机集灰输送机烧结皮带机经过净化处理后的气体排放浓度小于80MG/M3。3本脱硫系统主要有吸收系统、烟气系统、脱硫液循环系统、脱硫剂输送系统、工艺水系统、渣处理系统及电气控制系统组成。脱硫液采用内循环吸收方式。烟气与从上而下的、由喷嘴充分雾化的脱硫液逆向对流接触，碱性的脱硫液充分吸收烟气中的SO2后进入除雾器除雾，净化并除雾之后的烟气可以直接排放。吸收了SO2的脱硫液流入塔釜，由循环液泵从塔釜打到喷淋层上，在喷淋层被喷嘴雾化，并在重力作用下落回塔釜。同时为了控制脱硫浆液的浓度，用浆液排出泵外排一部分浆液至渣处理系统出渣。另外根据塔釜浆液的PH值变化，控制灰浆泵的转速，控制加入塔釜的石灰浆液量，实现对脱硫液中脱硫剂浓度和PH的相对稳定的控制，保证脱硫效率。脱硫剂制备系统包括化灰池、化灰泵、灰浆池、灰浆泵等设备。生石灰粉由翻斗车输送至化灰池，经搅拌后由化灰泵送到灰浆池，通过灰浆泵根据塔釜PH值定量输送至塔釜，控制脱硫系统的PH，保证整个系统的稳定运行。脱硫渣处理系统，包括渣浆池、滤液池、渣浆泵、滤液泵、板框压滤机等。经板框压滤机脱水后的渣浆固含量60，能基本满足汽车装运。脱硫渣主要成分是亚硫酸钙，其化学性质稳定，目前主要的处理方式是外运填埋。由于吸收塔内水蒸发和脱硫渣带水，必须对系统进行补水，以维系系统水平衡。根据系统的需要，工艺水的补充方式为（1）调节石灰浆液浓度，对灰浆池进行补水；（2）对除雾器进行冲洗的方式补水。23除尘器和脱硫净化塔设计1除尘器应该达到的除尘效率180/23009652除尘器的选择工况下烟气流量HMTQ/3式中Q标准状态下的烟气流量，/3HT工况下烟气温度，K标准状态下温度，373K结果为/9754Q3HM/23603S根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器选择XD4型陶瓷多管式旋风除尘器，产品性能规格见表31表31除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量/J/H处理烟气量/M3/H除尘效率/设备阻力/PA分割粒径D/50UM质量/KGXD4412000959003051900表32除尘器外型结构尺寸（见图31）3脱硫工艺流程图ABCDEFKHMNL12381918284336762120116011063866503001786图31除尘器外型结构尺寸24管网布置及计算1根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单、紧凑、管路短、占地面积小，并使安装、操作和检修方便。管道直径4MQD式中Q工况下管道内烟气流量，S/3烟气流速M/S对于锅炉烟尘1015M/S取14M/S结果为D050M圆整并选取风道表33风道直径规格表钢制板风管外径D/MM外径允许偏差/MM壁厚/MM5001075内径D150020754985MM由公式4MQD可计算出实际烟气流速V139M/S2首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（T/H），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定（表34）确定烟囱的高度。表34锅炉烟囱的高度锅炉总额定出力/T/H1122661010202635烟囱最低高度/M202530354045锅炉总额定出力4520（T/H）,故选定烟囱高度为40M3烟囱出口内径可按下式计算018MQD式中Q通过烟囱的总烟气量，M3/H；V按表3选取的烟囱出口烟气流速，M/S表35烟囱出口烟气流速/M/S运行情况通风方式全负荷时最小负荷时机械通风102045自然通风610253选定V4M/S结果为D149（M）圆整取D15M。4烟囱底部直径21MHID式中2D烟囱出口直径，M；H烟囱高度，M；I烟囱锥度（通常取I002003）。取I0025结果为D135（M）5烟囱的抽力2731273104PABTTHSPKY式中H烟囱高度，M；KT外界空气温度，CPT烟囱内烟气平均温度，CB当地大气压，PA。结果为SY183（PA）6系统阻力的计算61摩擦力损失（1）对于圆管2PADLP式中摩擦阻力系数（实际中对金属管道可取002对砖砌或混凝土管道可取004）。D管道直径,M烟气密度，KG/M3管中气流平均速率,M/SL管道长度,M对于直径500MM圆管L95M）（3N/KG840327160273M结果为4PAPL62局部压力损失2PAP式中异形管件的局部阻力系数，与相对应的断面平均气流速率，M/S烟气密度，KG/M3图37中一为渐缩管。图37除尘器入口前管道示意图45度时，01，取45度，138M/S结果为P80（PA）L1005TAN675012（M）图37中二为30度Z形弯头H2985239059506（M）H/D06/05012取0157RE157（RE10）结果为P126（PA）图37中三为渐阔管PA2154980132A）（）（M3TAN2L3图38中A为渐扩管图38除尘器出口至风机入口段管道示意图45度时，01，取30度，138M/S结果为P80（PA）L093M图38中B、C均为90度弯头D500，取RD则023结果为P184（PA）两个弯头）（PA836412P对于如图39中所示T形三通管V1L1V2L2V3L3T形三通管示意图078P624（PA）对于T形合流三通055结果为P44（PA）系统总阻力损失（其中锅炉出口前阻力为800PA，除尘器阻力1128PA）为）（PA52391804628321568430H7系统中烟气温度的变化71烟气在管道中的温度降1CQFQTV式中Q标准状态下烟气流量，M3/H；F管道散热面积，M2VC标准状态下烟气平均比热容（一般为13521357KJ/M3C）Q管道单位面积散热损失KJ/M3H室内4187KJ/M3H室外Q5443KJ/M3H室内管道长L21806012146FLD229M2室外管道长L95146804MFLD1262M2结果为T194C72烟气在烟囱中的温度降2CDAHT式中H烟囱高度，M。A温度系数，可由表721查得。D合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，T/H；表41烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（H50M，壁厚小于05M）砖烟囱（壁厚大于05M）A2080402）（C4DHAT2总温度降）（413TT2125风机及电机的选择设计1风机风量的计算/325102713YHMBTQP式中11风量备用系数，Q标准状态下风机前表态下风量，M3/HPT风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度,CB当地大气压，KP结果为QY111098（M3/H）2风机风压的计算29315027321YPABTSHHYYPY式中12风机备用系数；H系统总阻力，PA；YS烟囱抽力，PAPT风机前烟气温度，CYT风机性能表中给出的试验用气体温度，CY标准状态下烟气密度，KG/M3结果为HY2400PA根据HY和QY，选定Y547型NO7C的引风机，Y547型引风机是在原Y547型引风机性能基础上改进的产品，该引风机最佳工况点的全压内效率为856，与原Y547型引风机相比较，由于进行了一系列改进，使噪声值有显著降低，噪声指标为125DB。性能表如下。表42引风机性能表机号传动方式转速/R/MIN流量/M3/H全压/PA内效率/内功率/KW所需功率/KWC式232011663303079124217003电动机功率的计算10362KWHQNEY式中YQ风机风量，M3/HYH风机风压，PA1风机在全压头时的效率（一般风机为06，高效风机约为09）2机械传动效率，当风机与电机直联传动时21，用联轴器连接时095098，用V型带传动时2095电动机备用系数，对引风机，13NE169KW根据电动机的功率、风机的转速、传动方式选定Y180M2型电动机。4锅炉烟气除尘系统布置图和立面图分别见图43和44。AA侧面图图43锅炉烟气除尘系统立面图图44锅炉烟气除尘系统布置图设计说明烟道为砖烟道，导角为45度，与圆管连接处采取密封措施，所有器件接口处均用法兰盘连接序号名称个数规格型号备注1烟道1H40M上径直径800，下径直径500，厚300砖烟道2人孔15004003导流板14烟道110001000砖烟道5圆管外径直径500，壁厚075钢制6V形带57风机4Y547型NO7C8电动机4Y18029弯头890度圆形，直径5003总结31设计总