旋流板塔净化烧结烟气【毕业论文+CAD图纸全套】

本科毕 业设计（论文）通过答辩 摘 要 我国是钢铁工业大国，钢铁的年产量居世界首位。烧结是钢铁工业的重要组成部分。在烧结过程中，产生大量的废气，其中含有较高浓度的粉尘和二氧化硫，依据环保的要求，必须加以治理，才可以排放。 本设计依据烟气的主要参数和国家排放标准的要求，设计首先针对本工程情况，进行了方案论证，最后选择以电除尘器为主要除尘设备，以喷淋塔为主要脱硫设施，采用石灰石 某钢铁厂 130结机废气进行净化。本设计最后完成了设计计算说明书一份和部分设计图纸。 关键词 ：喷淋塔，二氧化硫，石灰石 气脱 硫 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 he is a of of is an of to a of of to of in to to at to of on in to in to to as to to to on to 30 an to to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 前言 环境污染一直是各国政府关心的问题。我国是钢铁生产和消费大国，而烧结则是钢铁工业的重要一环。烧结生产产生大量的含有高浓度的粉尘和 不加以治理，将严重的污染环境。大气是人类赖以生存的最基本的环境要素，它给人类创造了一个适宜的生活环境，并保护住地球上的生物。但是，人类对它的破坏却在日益加剧。在我国， 酸雨也是我国大气环境污染的主要问题，是制约经济协调和可持续发展的重要环境因素。国家已制定各种相关政策控制 今在我国，酸雨面积不断地扩大，目前平均降水 低于 地区占全国面 积的 40%左右。所以对烧结废气进行治理迫在眉睫。借这次毕业设计的机会，我以喷淋塔工艺净化烧结烟气为题，对烧结废气进行设计、治理。 到目前为止，各国烟气脱硫技术已有较大的发展，我国通过引进、消化、吸收世界各种先进脱硫技术并逐渐实现国产化。在众多脱硫技术中，石灰石石膏湿法是应用最广泛且最成熟的脱硫技术。该工艺主要优点有：技术成熟可靠、脱硫效率高、烟气处理范围大、吸收剂的利用率高等。所以在烟气脱硫时宜优先考虑采用石灰石石膏湿法工艺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 摘要 言 一章 设计说明书 1、概述 、 烧结厂废气治理现状 、 工艺方案比较 、 主要处理构筑物及设备说明 、 主要处理构筑物及设备说明 二章 设计计算书 、物料衡算 、旋流板塔的计算 、石灰浆槽 、石灰化灰池 、再生反应池 、水利循环加速澄清池 、斜管沉灰池的设计 、泵前池 、烟囱的计算 0、引风机的选型 1、泵的选型 三章 设备及构筑物一览表 、设备一览表 、构筑物一览表 四章 经济分析 、 建筑物、构筑物的固定资产基本估算 、运行成本估算 论 考文献 谢 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 设计说明书 1 概述： 大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，它已给人体健康带来了严重 危害，对国民经济造成了巨大损失，工业废气是大气污染物的重要来源。 当前现代化工业发展特点是：建筑规模大、单机功率大、设备集中程度高，烧结机、高炉、电炉等主要冶炼设备都在向大吨位发展，本次设计主要针对其中的烧结机排放烟气进行处理。 烧结厂 烟气中含有 大量的 粉尘，对空气造成极大的污染，并且会对人体健康造成影响。 2 烧结厂废气治理现状 局部治理到整体治理 我国烧结厂废气治理技术经过实验研究，生产实践和国外先进技术的引进、消化、吸收，有了普遍的提高。一些重点钢铁企业烧结厂的废气治理技术已经达 到国际水平。 我国烧结厂发展初期，废气治理措施很少，只是为了保护抽烟风机，才在烧结机（机头）烟气系统中设置了旋风或多管除尘器，随着安全防尘和环境保护要求的提高，从治理主要尘源，逐步发展到治理生产流程中的各个尘源。现在我国烧结厂粉尘污染源已经基本上得到了治理。 烧结废气的各种治理技术得到了全面的掌握 经过多年的探索，已经基本上掌握了在热矿工艺、冷矿工艺各种生产条件下，因地制宜地采用就地除尘机组、分散式除尘系统和大型集中式除尘系统，治理不同生产工艺中产生的废气。在热矿工艺的混和料系统中 ，采用冲激除尘器，成功地解决了水气 粉尘共生的废气治理问题，满足了防尘和环境保护的需要。 革生产工艺流程 烧结厂在改革生产工艺方面，主要采用以下三项措施： 矿工艺改为冷矿工艺，取消了热返矿，减少了混合料加水产生的水气 粉尘共生的废气。 用烧结矿铺底料，提高了烧结矿的产量和质量，减少了粉尘散发量，从而减轻了除尘系统的粉尘负荷。 彻精料方针，实行了选矿脱硫，降低了精矿的含硫量，从而减少了烧结过程 中的 排放量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 3 工艺方案比较 在长期的研究、开发和应用过程中，烟气脱硫工艺流程多达 180 种，然而取得工业应用价值的不过十余种。分类方法很多，一般按照操作特点分为干法、湿法和半干法；按照生成物的处置方式分为回收法和抛弃法；按照脱硫剂是否循环使用分为再生法和非再生法。根据净化原理也分为两大类：（ 1）吸收吸附法，用液体或固体物料优先吸收或吸附废气中的 2）氧化还原法，将废气中的 化成 再转化为硫酸或还原为硫，再将硫冷凝分离。前者应用较多，后者还存在一定的技术问题， 应用较少。 通常，在工程实践中习惯采用脱硫剂命名的工艺流程，要比其他分类方法直观而实用，主要分为钙法、氨法、镁法、钠法、水法和其他方法，见下表： 常用的 艺分类方法 序号 工艺名称 脱硫剂 操作方式 备注 1 钙法 石灰石 /石灰 湿式 制成浆液，洗涤烟气 石灰石 石灰 干式 半干式 炉内直喷或增加烟气活化 制浆喷雾干燥或增加灰渣循环 氨法 氨水 液氨 湿式 干式 洗涤烟气 烟气被辐照后与氨作用 镁法 成乳液，洗涤烟气 4 钠法 成溶液，洗涤烟气 6 水法 双碱法 碱铝法 氧化铜（锌）法 活性炭法 磷氨法 海水 钠碱 性炭 活性炭 氨 直接淋洗烟气 碱溶液洗涤吸收，中和再生 吸收，中和再生 吸附，解吸 吸附，氧化，冲洗，再生 吸附，氧化制酸，分解，与氨反应 渍碘 工艺选择 通过对本次工艺的比较论证，采用双碱法工艺，因为双碱法具有以下特点： 钙基脱硫渣在反应 池中而非塔内生成，大大减少结垢机会； 钠基清液吸收 率快，故可用较小的液气比达到较高的脱硫率； 对脱硫除尘一体化技术而言，可避免未反应完的石灰颗粒混在沉灰池的灰渣中，而提高石灰利用率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 采用的工艺流程如下： 烧结烟气 工艺流程简述： 本系统的核心设备是用作主塔的 流板塔，锅炉烟气经喷水段降温，沿切线方向进入旋流塔底部，在塔内经脱硫除尘后，自塔顶除雾装置除雾后进入管段，再由引风机送入烟囱排空。 循环液由旋流塔顶部进入，在旋流塔板上分散成雾滴与烟气充分接触后，从主塔底部经管道明渠流入沉灰池，在此将除下的飞灰沉淀下来；上清液经管道流如再生反应池，在池内与由化灰池引如的石灰乳进行再生反应，再生 液流入澄清池，使反应生成的 同沉淀，澄清池中上清液流至泵前池，由泵打回旋流塔顶部循环使用。各池沉渣用污泥干化场自然干化，定期外运用于筑路或制砖。 5 主要处理构筑物及设备说明 流板塔 旋流板塔是浙江大学发明的一种高效通用型传质设备，具有通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率稳定等优点，其综合性能优于国内外普遍使用的吸收塔。 操作时，气体通过塔板螺旋上升，液流从盲板分配到各叶片上形成薄膜层，同时被气流喷洒成液滴。液滴随气流运动的同时被离心力甩至环行的集 液槽，再通过溢流装置流到下一块塔板的盲板上。当液体在旋流板上被喷洒于气体中时，黏附其中的尘粒，然后被甩至塔壁，带着尘粒下流，气体中未被黏附的尘粒，还有机会被甩到塔壁上被黏附。旋流塔板在原理上与文氏管有类似之处，只是通过旋流板开孔的气速要比文氏管喉管中的气速低得多，故压力损失较低，且易于实现多级洗涤。选用 130 旋流板塔。 灰浆槽 石灰浆槽主要用于生成再生剂石灰乳，用以除去硫，生成再生脱硫液。该槽采用规格沉 灰 池再生反应池澄 清 池泵 前 池泵石灰浆槽石灰化灰池旋 流 塔引 风 机烟囱买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 尺寸为： 。 灰化灰池 石灰化灰池用 于提供石灰，以便能够产生充足的石灰乳液，该池子规格尺寸为：22 。 生反应池 再生反应池是再生液产生和硫去除的主要反应池，在这能够充分去除硫，形成石膏。该池子采用上部分为圆柱形，下部为圆锥形，能够定期去除池中的沉淀物。规格尺寸为：圆柱部分为： ，圆锥形为： 。 清池 在该池中沉淀完大部分的钙的沉淀物， 选用水力循环澄清池，在池中，水的混合及泥渣的循环回流不是依靠机 械进行搅拌和提升，而是利用水射器的作用，即利用进水管中水流的动力来完成的。所以，其最大特点是没有转动部件。该池子尺寸为： 。 灰池 在该池中去除大量的灰渣，采用斜管沉灰池，该池子可以弥补以往各种类型的沉淀池的去除率不高，容积大，占地面积大等不足。斜管沉灰池具有沉淀效率高，停留时间短，构造简单，占地少等优点。本次设计采用池子规格尺寸为： 。 前池 该池中补充脱硫液 及回收澄清池中再生的碱液 ，采用规格尺寸为：33 。 囱 将达标的烟气排放入大气中，其规格尺寸为：底部直径为 部出口直径为 度为 30m。 风机 将处理过的烟气从塔引入烟囱中进行排放，采用型号为 率为 75引风机，两用一备。 将循环液打入塔中进行循环使用。采用型号为 4率为 20泵三台，两用一备。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第二章 设计计算书 1 物料计算 知条件：烧结机尾废气总量： Q=120000m3/h； 度为 800mg/尘浓度为 450 mg/气温度 160 。 处理的 为： 74 期补给 量： 初期在旋流塔中的反应式为：232232 22 a H S 所以： 432 碱的补充量： 进入循环后， 系统中必会有所损失，即 有损失。设其利用率为 85% 初期补给的 量 6 所以后期需不断补充钠碱，补充量 5 44 a（ 2 的补充量 硫元素转化为 +的物质的量为： m o 4 5 损则被损失的 走的硫的量为： 103 0 2 所以 m a S 即 所以需补充的 2 的量为： 3)( 2 的物料衡算 期： 232232 22 a H S 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 64 4 a H S O 54 4 而 进塔物质总量： 444 106 5 出塔物质总量： 45 106 5 物料平衡。 衡时： 232232 22 a H S 32 N a H S a O H 两式相加有： 232232 33 a H S a O 此时： 44 5 所以： 4 4 a H 44 103 6 4)40 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 进塔物质总量： 4344 104 0 出塔物质总量： 35 104 0 基本平衡 。 2 旋流板塔的计算 流叶片外径x 34 叶片数 m 取 24，叶片用不锈钢，其厚度 取 2 盲板直径 3 塔的内直径 3 ，取塔内直径为 4m。 穿孔面积 (2) s i 220 D 叶片仰角，一般取 25 穿孔气速 穿孔动能因子 筒高度 3225s i i n 3 叶片间在外沿处的最大距离 z 32 片径向角 cs cs 力损失 溢流口的流速 式中： L 液体的体积流量， m3/h 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 溢流口的总面积 般取 6 7，本设计中取 6。 则 由于 不大，因此可采用塔板数 N=3。 全塔总 压力损失 )020 ( 2 =1277上一块除雾板，则总压力损失为： )1()020 ( 2 =1281盘间距 采用弧形接口的降液管时，可先估算塔壁液环高度 )( )00 h ) 塔盘间距 4 6 01 0 0 头选择 查机械设备基础中表可据塔径选取封头高度为 1000 的高度 的顶部空间高度了减少塔顶出口气体中夹带的液体量，顶部空间一般取 次设计中采用顶部高度为 的底部空间高度塔盘到塔底下封头切线处的距离。液体的停留时间取 5 分钟。流量为 130以有： 13060541 2 D ， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 b 3045 2 主体高度 取最上面塔盘到除雾装置高度为 2500末一层塔盘高度为 2500以： z 9 9 2 02 5 0 02 4 6 02 4 6 02 5 0 0 座高度高度为塔底封头切线至出料管中心线的 高度和出料管中心线至基础环的高度两部份组成，各取高度为 2000 3000高度 000。 的总高 H 71 7 0 0 05 0 0 09 9 2 08801 2 0 0 3 石灰浆槽 灰浆体积 100g 水中仅能溶解 H)2,由于每小时需补充 H)2,需加入的水量为： 5 0 水水的体积为： 338 1 0 91 0 0 0 101009.1 水，取石灰浆体积为 120灰浆槽尺寸 设该石灰浆槽为立方体形，其边长为 a ，停留时间为 1h，则有： 33 120 取 石灰浆槽超高取 该石灰浆槽的设计尺寸为：长为 5m，宽为 5m，高为 4 石灰化灰 池 灰加药量 石灰中含 H)2 量为 80%，则每小时加入石灰量为： 2 0 5 为了节省操作时间，选择一天加一次料，则停留时间为 24h。 则每次加入石灰量为 40024225 灰化灰池尺寸 石灰的表观密度约为 800kg/石灰体积 0 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 设石灰化灰池为立方体形，边长为 a ，则有： 33 75.6 ， ，取 。 则该石灰化灰池设计尺寸为：长、宽、高均为 2m。 5 再生反应池 设计流量 Q=130m3/h，停留时间 t=30 则再生反应池容积 0 设该池子上部为圆柱形，下部为圆锥形，设其上部柱体直径为 d，上部高度为 h，则 6541 2 ，取 h=3m，得 d=取底部锥体高度 。 取池子超高 为 池子总高为 6 水利循环加速澄清池 计水量 0 3 6 3 0 33 回流比 1 ： 4 喷嘴流速 第一反应室出口流速 第二反应室进口流速 分离室上升流速 水在第一反应室停留时间 计计算 嘴（图 6 1） 喷嘴直径 7 采用 00 喷嘴管长采用 500底部直径为 160嘴与喉管的距离，试运转时可在 5 10调节，视出水水质而定 管（图 6 2） 喷嘴与喉管的直径比，采用 3:1:10 4 0803301 喉管的提升量 1 4 4 2013044 33 提买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 喉管流速 提喉管长度取 4 4 02 4 066 11 喇叭口斜边采用 450 倾角，高度取 240喇叭口直径为 20 6 - 2 喉 管图 6 - 1 喷 一反应室（图 6 3） 上口面积2018 0 4 4.0 损 上口直径 1 3 设第一反应室高度 其容积为 )(12 31232121 水在第一反应室的停留时间取 5s 损损 312321211 4 4 2 2231232112 （ 损 取 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 6 - 3 反 应 二反应室 进口断面2324 4 4 4.0 损 第二反应室直径（包括第一反应室） )(4 214 第二反应室高度取 m（包括超高 第二反应室体积（包括第一反应室的部分体积） 323242 4 4 停留时间 4 损扣除第一反应室体制后，停留时间均为 4s 清池直径 D 分离室面积2403 361.0 澄清池直径 )(4 321 取 D= 澄清池高度 H 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 喉管喇叭口距池底 管喇叭口高度 管长度 第一反应室高度 一反应室顶水深 高 体总高度为 H= 坡角 池底直径采用 池底坡角采用 045 池底斜壁部分高度为 21 池子直壁部分高度 清池总体积及停留时间 直壁部分体积 32223 锥体部分体积 )(12 2214 ）（ 2 =的总体积 343 由此可粗略计算总停留时间为 水在池内的实际历时 T 分离区停留时间 m i 9 20 0 1 i 泥设施 泥渣室容积按澄清池总容积的 1%计，即 泥设置一个排泥斗，形状采取倒立正四棱锥体，其锥底边长和锥高均为 Z，其体积为： 323131 泥3 泥买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 排泥历时取 0s，排泥管中流速取 m/s 排泥流量 泥 排泥管直径 取 605 出水系统 水管 进水管流速采用 m/s，则进水管直径 5 取 606 水槽 环形集水槽设在池壁外侧，采用淹没孔进水。 流量超载系数取 K=槽中流量 0 槽宽 1 7 ，取 孔眼轴线的淹没水深取 50高取 70 起点槽深 终点槽深 为了加工和施工简便，采用等断面，即 b=20h=40 壁孔眼 孔眼总面积200 2 式中 流量系数，取 0h 孔眼中心线以上水头，取 所以 220 孔眼直径采用 20孔面积0f=眼数 f 孔眼流速 4 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 孔眼中心间距 S 2 出水管径采用 d=150空管径采用 d=100 7 斜管沉灰池的设计 设表面水力负荷 )/(4 23 ， 灰池表面积 2m a x 3 091.0 子平面尺寸 设沉灰池为方形池，则有池子边长 ，取 。 内停留时间 设斜管长为 管倾角为 60，斜管高度 设斜板区上部水深 ，则池内 停留时间 m i 8 6 0)(60 32 q 灰部分所需容积 粉尘密度为 尘总量 3263 01 2 0 0 0 04 5 0 m ，含水率为80%，所以总容量 32 0 1056.1 m 泥斗容积 设污泥斗下部边长 ，污泥斗高度 0)22( 15 污泥斗容积 3322211251 66(3 子总高度 设沉灰池的超高 ，斜管下缓冲层高度 ，池子总高度 5 8 泵前池 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 中流量 该池中补充 补充脱硫液 及澄清池中回收的碱液。 每小时需补充的 32 ，而 质量分数为 以补充溶液量 4 ， 取其密度约为水的密度，则其体积 308.1 澄清池 流量为 130m3/h，则可取泵前池流量为 135 m3/h。 的尺寸 设停留时间 t 为 15该泵前池容积 5 设计该池子为立方体形，边长为 a ，则有： 33 ， ，则可取该池子长为 3m，宽为 3m，高为 4m，水量超高约为 9 烟囱的计算 囱高度 首先确定使用烟囱的锅炉的蒸发量（ t/h），然后根据锅炉大气污 染物排放标准中的规定确定烟囱的高度 锅炉总额定出力 /（ t/h） 1 1 2 2 6 6 10 10 20 26 35 烟囱最低高度 /m 20 25 30 35 40 45 锅炉额定出力为 4t/h，故选定烟囱高度为 30m。 囱直径 烟囱出口内径可按下式计算： 式中： Q 通过烟囱的烟气量， m3/h 2 烟囱出口烟气速度， m/s 烟囱出口烟气流速 /（ m/s） 通风方式 运行情况 全负荷时 最小负荷 机械通风 10 20 4 5 自然通风 6 10 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 选定 ，而 120000 3 ，则有： 0 0 0 00 1 8 ， 圆整取 ； 烟囱底部直径： 221 式中 2d 烟囱出口直径， m H 烟囱高度， m i 烟囱锥度（通常取 i ） 取 02.0i ， 。 10 引风机的选型 经查手册，选用全压 180量 64000m3/h 的引风机三台，两用一备，该引风机型号为 数 980r/率为 75 选风机依据：两台风 机处理风量为 128000m3/h，大于处理的烟气量 120000m3/h，全压m 7 6 0 0 2 ，两台风机全压为 3528于总压降 1281理。 11 泵的选型 根据塔进液口离地高度，及泵中流量查离心泵规格表，选用三台 4泵， 两用一备， 其流量为 70m3/h，扬程为 48m，功率为 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第三章 设备及构筑物一览表 1 设备一览表 序号 名称 规格 /型号 技术参数 数量 备注 1 旋流板塔 1 2 引风机 5 两用一备 3 离心泵 40 两用一备 2 构筑物一览表 序号 名称 规格、型号（ m） 数量 设计参数 1 沉灰池 1 流量 1303 停留时间 t 2 再生反应池 2.5d 3.5h 1 流量 1303 停留时间 t 3 石灰浆槽 1 停留时间 t 4 石灰化灰池 222 1 5 澄清池 7.6d 84.5h 1 流量 1303 停留时间 t 6 7 泵前池 烟囱 433 d d 30H 1 流量 1353 停留时间 t 1