大气污染控制工程课程设计(华工)

河南城建学院河南城建学院 大气污染控制工程课程设计大气污染控制工程课程设计 班级: 环境工程 姓名 : 吴超群 学号 : 021410240 指导老师: 张霞 姜立民 焦桂枝 某化工有限公司三废混燃锅炉烟气脱硫某化工有限公司三废混燃锅炉烟气脱硫 除尘工程设计除尘工程设计 【前言前言】随着我国工业的快速发展和国民经济的大幅增长，大气 污染问题日渐突出。人类活动中未经处理排放的各种有毒有害气体 可能造成的危害，如酸雨、光化学烟雾等等，严重威胁国民健康和 限制经济发展。本课程设计对象燃煤电厂，在其生产过程中产 生大量主要污染物为颗粒污染物的烟气，需要采取一定的除尘设备 加以处理。 【关键字关键字】袋式除尘器 大气污染 一一原始设计资料原始设计资料 1.单位生产情况 设计项目为 160t/h+175t/h 三废锅炉，燃料为某工业区洗中煤，掺烧化 肥厂造气炉排出的废渣和废气。其中 60t/h 三废余热锅炉：燃用洗中煤及炉渣： 1216t/h，造气炉吹风气气流量 5000080000m3/h，H2S 含量 8001000mg/m3； 其中 75t/h 三废余热锅炉：燃用洗中煤及炉渣：1520t/h，造气炉吹风气气流量 5000080000m3/h，H2S 含量 8001000mg/m3。治理工程在厂区内 60 m 50 m 范 围内，烟管出锅炉房的相对标高为 3.5 m。 2.煤质资料参数 序号项目符号单位 1工作基碳份Car%2226 2工作基氢份Har%1.92.4 3工作基氧份Oar%810 4工作基氮份Nar%- 5工作基硫份Sar%0.61.0 6工作基水份Mar%1.221.93 7工作基灰份Aar%4959 8可燃挥发份Vdaf%14.515.6 9 工作基低位发热量 Qnet，ar MJ/kg 10.58 3.灰成分分析 序号名称符号单位设计煤种校核煤种 1二氧化硅SiO2%52.750.98 2三氧化二铝Al2O3%28.3632.08 3三氧化二铁Fe2O3%53.85 4氧化钙CaO%4.644.12 5氧化镁MgO%1.381.44 6氧化钾K2O%1.791.04 7氧化钠Na2O%0.210.14 8三氧化硫SO3%1.512.26 9五氧化二磷P2O5%0.220.60 10二氧化钛TiO2%0.860.96 4.气象和地理条件 序号气象和地理条件参数 1多年平均大气温度 15.6 2多年极端最高气温 42.3 3多年极端最低气温 -15.3 4多年平均相对湿度67% 5多年平均风速2.4m/s 6累年瞬时最大风速20m/s 7最大冻土深度22cm 8最大积雪深度22cm 9地基承载力230kPa 10抗震设防烈度6 度 11设计基本地震加速度值0.05g 锅炉型号：SZL413 型，共 4 台(2.8MW4) 设计耗煤量： 600kg/h(台) 排烟温度：160 烟气密度(标准状态下)：1.34kg/m3 空气过剩系数：1.4 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：97.86kPa 冬季室外空气温度：- 1 空气含水(标准状态下)按 0.0l293kgm3 烟气其他性质按空气计 算 煤的工业分析值： CY68 HY4 SY1 OY5 NY1 WY6 AY15 VY13 4. 排放浓度 按锅炉大气污染物诽放标准(GBl3271 一 2001)中二类区标准执行 烟尘浓度排故标淮(标准状态下)：200mgm3。 二氧化硫排放标准(标准状态下)：900mgm3。 二二设计计算设计计算 1烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 （1）标准状态下理论空气量 )7 . 07 . 056 . 5 867. 1 (76 . 4 YYYY a OSHCQ)/( 3 kgm 式中 ， ， ，分别为煤各元素所含的质量分数。 Y C Y H Y S Y O 代入22%，2%，0.7%，9%， Y C Y H Y S Y O 得=4.76 (1.867 0.22+5.56 0.02+0.7 0.007-0.7 0.09)=2.21 a Q )/( 3 kgm （2）标准状态下理论烟气量（设空气含湿量为 12.93） kgm / 3 Y aa YYYY S NQQWHSCQ8 . 079. 0016 . 0 24 . 1 2 . 11)375. 0(867 . 1 )/( 3 kgm 式中 标准状态下理论空气量，； a Qkgm / 3 煤中水分所占质量分数，； Y W N 元素在所占质量分数，； Y N 代入 =2.21 ,=1.3%,=0%, a Qkgm / 3 Y W Y N 得1.867 (0.22+0.375 0.007)+11.2 0.02+1.24 0.013+(0.016+0.79) s Q 2.21+0.8 0=2.43 )/( 3 kgm （）标准状态下实际烟气量 ) 1(016. 1 ass QQQ )/( 3 kgm 式中 空气过剩系数,取 1.6 注意：标准状态下烟气流量 Q 以计，因此，设计耗煤量 hm / 3 s QQ 代入 2.43 ，2.21 ， s Q)/( 3 kgm a Q)/( 3 kgm 得=2.43+1.0160.62.213.78 s Q )/( 3 kgm 设计耗煤量= =24600 s QQhm / 3 标准状态下实际烟气量Q （）标准状态下烟气含尘浓度 s Y sh Q Ad C )/( 3 mkg 式中 排烟中飞灰占不可燃成分的质量分数； sh d 煤中不可燃成分的含量； Y A 标准状态下实际烟气量，。 s Qkgm / 3 代入16%,=15%,10.25, sh d Y A s Q)/( 3 kgm 得 C=0.15 0.16/10.25=0.00234 )/( 3 mkg （）标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 6 10 2 2 s Y so Q S C )/( 3 mmg 式中 煤中可燃硫的质量分数 Y S 代入1%,10.25, Y S s Q)/( 3 kgm 得=20000/10.251.95 2 so C 3 10 )/( 3 mmg 2除尘器的选择除尘器的选择 （1）除尘器应达到的除尘效率 C Cs 1 式中 C标准状态下烟气含尘浓度，； )/( 3 mmg 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，。 s C )/( 3 mmg 代入 C=2349,=200,得1-200/2340=0.91453=91.45% s C （）除尘器的选择 工作状况下烟气流量 T T QQ hm / 3 = 39018 273 16027324600 Qhm / 3 标准状态下实际烟气量，Qhm / 3 工作状况下烟气温度，K T 标准状况下温度，273KT 总的烟气流速 10.8 3600 39018 3600 Q sm / 3 单个的各为 Q=9755，Q/3600=2.7hm / 3 sm / 3 采用 MC60-长袋脉冲袋式除尘器，阻力为 P=1176-1470 a P 型号规格 过滤面 积 m2 含尘浓 度 g/m3 过滤风 速 m/min 过滤风量 m3/n 阻力 H2omm 效率 外型尺寸长宽高 (mm) 重量 (Kg) MC60-45152-45400-10800120-15099.52290167836671730 3确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 (1) 各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确 定了各装置的位置，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、操作和维修方便。 (2) 管径的确定 单个锅炉的流量,1,2,3,4 管： /3600=2.7 Qsm / 3 v Q d 4 m586 . 0 10 7 . 24 d 式中 工况下管内烟气流量，；Qsm / 3 烟气流速，取=10m/svv 圆整，取 d=560mm, 10.96=11.0m/s 22 56 . 0 14 . 3 7 . 244 d Q v 对 6，7 管： =0.79 m 11 4 . 54 d 圆整，取 d=800mm, 10.7m/s 22 8 . 014 . 3 4 . 544 d Q v 对 9 管： =1.12m 11 8 . 104 d 圆整，取 d=1120mm, 11.0m/s 22 12 . 1 14. 3 8 . 1044 d Q v 4烟囱的设计烟囱的设计 （1）烟囱高度的确定 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来确定烟囱的高度。 锅炉烟囱高度表 锅炉总额定出 力/(t/h) 1122661010202635 烟囱最低高度 /m 202530354045 查所选除尘器的相关参数，选定烟囱高度为 40m （2）烟囱直径的计算 烟囱出口内径可按下式计算 )(0188 . 0 m v Q d 式中 通过烟囱的总烟气量，；Qhm / 3 按下表选取的烟尘出口烟气流速，m/s。v 烟尘出口烟气流速表 运行情况 通风方式 全负荷最小负荷 机械通风102045 自然通风6102.53 选定sm/12 =1.072m 12 39018 0188 . 0 d 烟囱底部直径 )(2 21 mHidd )(672 . 2 4002 . 0 2072. 1 1 md 式中 烟囱出口直径， 2 d H烟囱高度，m i烟囱锥度，通常取 0.020.03。这里取 0.02 （3）烟囱的抽力 )(). 273 1 273 1 (0342 . 0 a pK y PB tt HS 式中 H烟囱的高度，m； 外界空气温度，-1； K tC 烟囱内烟气平均温度，160； p tC B当地大气压，97860。 a P )(18397860) 160273 1 1273 1 (400342 . 0 ay PS 5系统阻力的计算系统阻力的计算 （1）摩擦压力损失 对于圆管 )( 2 2 aL P v d L P 式中 L圆管长度，m； D管道直径，m； 烟气密度，1.34； 3 /mkg 管中气流平均速率，m/s；v 摩擦阻力系数，是气体雷诺数 Re 和管道相对粗糙度 K/d 的函数。可以查手册 得到（实际中对技术管道值可取 0.02，对砖砌或混凝土管道可取 0.04） ，这里采用钢板 制圆形通风管,取 0.02. 管 1，2，3，4：=11m/s, D=560mm,L=2.18m, 6.31 Pav 2 1134. 1 56. 0 18. 2 02. 0 2 L P 管 5，8：=11m/s, D=560mm,L=6.66m，18.47 Pav 2 1134 . 1 56 . 0 28 . 0 66 . 6 02 . 0 2 L P 管 6，7：=10.7m/s, D=800mm,L=3.33m，4.85 v 2 7 . 1034 . 1 8 . 0 8 . 033 . 3 02 . 0 2 L P Pa 管 9：=11m/s, D=1120mm,L=3m，4.34 Pav 2 1134 . 1 12 . 1 3 02 . 0 2 L P （2）局部压力损失 )( 2 2 a P v P 式中 异型管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得； 与相对应的段米娜平均气流速率，m/s；v 烟气密度， 3 /mkg 弯头 15，48：)(46.19 2 1134 . 1 24 . 0 2 a PP 三通管 256，378：)(16.12 2 1134 . 1 15 . 0 2 a PP 三通管 967：)(7 .76 2 7 . 1034. 1 1 2 a PP 系统总阻力：（其中烟气在出口前阻力 800 4，12004） 34 . 4 7 .7685 . 4 )16.1246.1985 . 4 47.18(2)31. 61200800(4h =8221.01 Pa34.47.7685.4)16.1246.1985.447.18(2)31.61200800(47.7685.4)16.1246.319.47.7685.4)16.1246.1985.447.18(2)31.61200800(485.447.18(2)31.61200800(4PPP 6风机及电动机选择及计算风机及电动机选择及计算 （1）风机风量的计算 B t QQ p y 325.101 273 273 1 . 1 式中 1.1风量备用系数； Q标准状态下风机前表风量； 风机前烟气温度，若管道不太长，可以进似取锅炉排烟温度； p t 当地大气压，kPa。 B 44439=3/97.86101.325/27 160)+(273246001 . 1Qy hm / 3 （2）风机风压的计算 yy p yy Bt t ShH 293 . 1 325.101 273 273 )(2 . 1 式中 1.2风量备用系数； 系统总阻力，Pa； h 烟囱抽力，Pa； y S 风机前的烟气温度，； p t 风机性能表中给出的试验用气体温度，；（参考德惠风机选型 y t 系统） 标准状况下烟气密度，1.34 。 y 3 /mkg 9636.84 Pa 34 . 1 293 . 1 86.97 325.101 160273 160273 183)-(8221.01 1.2=Hy 选择的风机型号：高压系列风机 9-19 1600D （3）电动机功率的计算 21 10003600 yy e HQ N 式中 风机风量； y Q 风机风压； y H 风机在全压头时的效率,0.81（一般风机为 0.6