课程设计--回转窑石膏粉尘除尘系统的设计.doc

大气污染控制工程课程设计课程名称 大气污染控制工程 题目名称回转窑石膏粉尘除尘系统设计学生学院 化学与化工学院 专业班级 资环08级4班 学 号 080704022 学生姓名 指导教师 l 2011年 12月19日题目：回转窑石膏粉尘除尘系统的设计一设计内容 1）设计基础资料烟气流量：5000m3/h烟气性质（见下表）项目粉尘浓度粉尘真密度烟气温度烟气湿度烟气黏度指标2000mg/m32000kg/ m31204%2.2*10-5pa.s粉尘粒径分布（见下表）粒径（um）251015203040质量比（%）58132426915处理要求：按照锅炉大气污染物排放标准2类区新建项目执行（烟气浓度200mg/m3）1 2）设计要求:1、确定除尘系统所需的处理能力，处理效果达到锅炉大气污染物排放标准2类区新建项目2、根据处理量、烟气性质、处理要求选择除尘工艺及设备类型3、计算除尘器的尺寸4、编写设计说明书（含计算说明书）（1）集尘罩结构形式、性能参数的选择计算；（2）输送管道的布置原则、管道内气体流速确定、管径选择、压力损失计算及通风机选择；（3）净化设备的型号规格选择及运行参数计算；（4）烟囱的结构尺寸及工艺参数（烟囱高度、出口直径、喷出速度等）的设计；（5）统计系统中应增设的必要设备和部件，确定其型号；（6）工程各部分预算的计算。5、绘制图纸（1）绘制出除尘器图纸（包括卸灰装置）（2）除尘系统平面布置图:按适当比例用细实线画出建筑平面图，图上应有轴线标号、与风管设备布置及相关尺寸；图上应有技术要求的文字说明。（3）除尘系统剖面图的要求：应能正确反映系统各设备、风管之间的相对位置和标高;应标出设备的编号、风管的标高、管径等； 应列出材料表及技术要求。（4）部分大样图二 设计方案的选择按锅炉大气污染物排放标准（gb13217-2001）二类区新建项目的执行，排放的最大允许浓度是：200mg/ m3烟尘的除尘效率最低要达到：1-200/2000=90%方案初步设定为使用二级除尘，以达到预期的处理效果。考虑到除尘效率，烟气量和粒径的分布问题，由于烟气量比较大，粒径主要是大颗粒，所以第一级处理用旋风除尘器，进行预除尘，进行预除尘之后的颗粒粒径一般较小，粉尘浓度较低，因此二级处理选用布袋除尘器。1.1预除尘设备的选择及论证 低烟气浓度的除尘设备一般选用重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、多管旋风除尘器和喷淋洗涤塔等。它们基本性能如表3示。 表3 除尘设备的基本性能除尘器名称阻力（pa）除尘效率()初投资运行费用重力沉降室501504060少少惯性除尘器1005005070少少旋风除尘器40013007092少中多管旋风除尘器80015008095中中喷淋洗涤塔1003007595中中1.2除尘器的结构设计及选用1、除尘器的设计选型烟气量q=5000m3/h，粉尘浓度2000mg/ m3，由于需要处理的烟气量较小，粉尘浓度比较低，根据环保设备设计手册大气污染控制设备选xlp/b型旁路式旋风除尘器2。2、选择旋风除尘器的入口风速 一般进口的气速为12 25m/s。取进口速度=16m/s。3、计算入口面积a已知烟气的流量，设入口速度则入口面积4、入口高度h、宽度b的计算查几种旋风除尘器的主要尺寸比例表得：入口宽度 入口高度5、计算旋风除尘器的筒体直径 筒体直径 参考xlp/b产品系列，取6、按所选择型式的尺寸比计算旋风除尘器各部分尺寸排出筒直径筒体长度椎体长度排灰口直径7校核入口宽度 入口面积入口高度 则为防止粒子短路漏到出口，则计算得，取8.除尘器阻力计算由环保设备设计手册大气污染控制设备可得xlp/b型旋风除尘器的局部阻力系数值：烟气的密度： 则可以求出该除尘器的阻力： 9、除尘效率计算假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即，取内外涡流交界圆柱的直径涡流指数:气流在交界面上的切向速度：外涡旋气流的平均径向速度则分割直径分级效率当时，同理可以演算出：当时，；当时，；当时，；当时，；当时，；当时，；粉尘粒径分布粒径（um）251015203040质量比（%）58132426915再根据以上烟尘粒度分布表可以求算出总的除尘效率因此旋风除尘器除尘后粉尘浓度为：，还需要和其他除尘器联用，才能达标排放，最低除尘效率应该为21二级除尘器选择表1为旋风除尘器后各粒径分布：表1粒径（um）251015203040质量比（%）31.1326.1217.1115.7910.061.631.55由于二级除尘的需要处理的颗粒粒径较小，在此选用布袋除尘器。袋式除尘器主要优点：(1)除尘效率高，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上。 (2)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，可以作为直接设于室内，机床附近的小型机组，也可作成大型的除尘室，即“袋房”。 (3)结构比较简单，运行比较稳定，初投资较少（与电除尘器比较而言）,维护方便。 22袋式除尘器的设计选型(1)除尘效率 =35.5%式中c-标准状态下烟气含尘浓度, -标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值, (2)除尘器的选择 工作状况下烟气流量 =7197式中q-标准状态下烟气流量, -工况下烟气温度,kt-标准状态下温度,273k则烟气流速为 所以采用脉冲袋式除尘器，此处选用c-mc48-ii型袋式除尘器，除尘效率可达99.5%。3.管道设计计算（1）各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况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，路短，占地面积，并使安装，操作方便。本设计管道布置简图和处理流程见cad图3-4。（2）管径的确定 由于本次设计的流量不大，用一个管道就可，其中q=5000/3600=1.39 式中：q为工作状态下管道内的烟气流量， =烟气流速 取 16（m）将管径圆整为340mm 由公式可计算出实际烟气流速：（）（3）管道压力损失计算1.摩擦压力损失对于圆管 式中 l管道长度，m；d管道直径，m；密度，；管中气流平均速率，m/s；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。2局部压力损失(pa)式中 异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到；v与像对应的断面平均气流速率，m/s；烟气密度，。1) q1=5000m3/h v=16m/s 本段总长度l1=5.5m 管径340mm 摩擦阻力系数=0.05 2个90弯头=0.25 =0.50 管道摩擦压力损失 管道局部压力损失 本段总压力损失 2) q2=5000 m3/h v=16m/s 本段总长度l1=2.5m 管径340mm 摩擦阻力系数=0.05 90弯头=0.25 =0.25 管道摩擦压力损失 管道局部压力损失 本段总压力损失 管道计算表编号流量q/(m3/h)管长l/(m)管径d/(mm)流速v/(m/s)摩擦阻力系数摩擦压损/(pa)局部压损/(pa)管段压损/(pa)150005.5340160.0592.9742.26150.44250002.5340160.0557.4728.7471.00旋风除尘器压损p=919.55pa 袋式除尘器经查资料压损为p3=11761470pa总压损取最大值为4.风机和电机选择选择风机的计算风量：选择风机的计算风压：根据此要求选择 采用c4-73-114.5c离心通风机，主要性能参数如下：工作点传动方式转速/（r/min）流量/(m3/h)全压效率/%全压/pa电动机型号功率/kw附加功率%5c355010900873383y160m2-214.215复核电机功率： 式中：电动机备用系数，对通风机，电动机功率为25kw时取1.2，大于5kw时取1.15； 通风机全压效率，由通风机参数中取得； 机械传动效率，对于直联传动为1，联轴器传动为0.98，皮带传动为0.95.由于ne=6.66kw14.2kw，因此配套电机满足需要。5.工程造价 （1）工程建设费用 设备购置费用：c4-73-114.5c离心通风机（配套电机）3000元xlp/b7.0型旁路式除尘器2000元（含安装）c-mc48-ii型袋式除尘器10000元（含安装）卸灰阀2个共2800元钢管及钢材（含支架）6000元 设备购置总费用为：3000+2000+10000+2800+6000=23800（元） 其他基本建设费用： 由于土地等基建费用包含在厂区建设内，此处费用可省去。 （2）经营管理费用: 能源消耗费: 检修维护费用： 除尘系统整个受到的磨损不是很严重，检修费用一般按照固定资产总值的1%提取。 由于人员编制在厂区内有安排，在此处员工工资及福利等可以省去。三小结整个设计过程使我对大气污染控制工程，特别是除尘技术，有了更加全面、深入的认识。这次的设计针对回转窑石膏粉尘除尘进行的，包括管道、除尘器及其他附属设备等，可以说从收集到排放，全面概括了一个除尘的工艺流程，也使我对整个粉尘治理有了宏观上的认识和了解。对于各种设备的选择，除了考虑性能和外型，还要考虑其运行期间会产生哪些问题并提出相关的意见。计算过程中的