125MW燃煤电厂烟气除尘脱硫工程设计【含CAD图纸+文档】
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摘要我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。我国排放的SO2 90来自于燃煤。年排放总量在2000万吨左右，位居全球之首，由此造成的酸雨覆盖面积超过国土总面积的1/3，年社会经济损失近千亿元。而火电厂的烟尘、SO2 排放量均居全国各行业的第一位，SO2 排放量占全国排放量的4050，占“两控区”内排放量的59以上。本设计针对火电厂燃煤废气的性质，采用静电除尘，优化双循环湿式石灰石FGD工艺去除二氧化硫。静电除尘具有除尘性能好，效率高，处理气量大，能耗低，运行费用少等特点，优化双循环湿式石灰石法具有石灰石的利用率大，运行可靠，没有备用吸收塔，可以多台锅炉使用一个吸收塔，脱硫率达90以上，高的可达95，净化后烟气经冷却塔排出而不进烟囱，适合不同含硫量的煤种等特点。根据要去除的污染物，采取先用静电除尘器除尘，再用优化双循环湿式石灰石法脱除二氧化硫。关键词：二氧化硫，燃煤废气，静电除尘器，双循环湿式石灰石法AbstractChina is the worlds largest coal producer and consumer country, and also is one of the few countries still using coal as the main energy in the world. 90% of national emissions of SO2 come from coal-fired. Emissions totaled in about 20 million tons, ranking first in the world. It results that the acid rains cover the total area of more than 1 / 3, losing nearly 1,000 billion Yuan in economic. The smoke of the thermal power plant and SO2 emissions from all sectors are both in the nations first. SO2 emissions account for national emissions of 40 percent to 50 percent, and the two-controlled areas in emissions of 59 percent or more.The design for coal-fired thermal power plant emissions of nature, uses the electrostatic dust removal, and uses optimization of two-cycle wet limestone FGD technology to remove the sulphur dioxide. The electrostatic dust removal has good performance, high efficiency ,large gas processing, low energy consumption, operating costs less and many others features. Optimization of two-cycle wet limestone FGD technology has the features of high utilization of limestone, reliable operation, without backup absorber, able to use more than one boiler with a absorber, desulfurization rate of 90 percent, up to 95 percent higher, purified gas from the cooling tower into the chimney instead of chimney, suitable for different sulphur coal, and so on. According to the removal of pollutants, taking first to use electrostatic precipitator dust, removing the sulphur dioxide by optimization of two-cycle wet limestone FGD technology then.Key words: Sulphur dioxide，Coal-fired emissions，The electrostatic dust removal，Optimization of two-cycle wet limestone FGD technology目 录第1章 绪论11.1 大气污染概述11.2 我国的火电发展与大气环境污染11.3 SO2的控制2第2章 工艺流程论证32.1 废气的除尘方法32.1.1 除尘器的分类32.1.2 除尘器的性能指标42.1.3 各种除尘器简介52.2 废气的脱硫方法102.2.1 湿式石灰石/石膏法烟气脱硫112.2.2 旋转喷雾干燥法烟气脱硫132.2.4 简易湿式石灰石/石膏法烟气脱硫142.2.5 海水烟气脱硫142.2.6 电子束法烟气脱硫技术152.2.7 烟气循环流化床脱硫技术15第3章 烟气脱硫工艺综合评价与推荐方案163.1 计算锅炉烟气和物料衡算163.1.1 解锅炉燃煤量、烟气排放量及组成163.1.2 确定烟气除尘脱硫工艺并进行物料衡算173.2 从技术、经济指标综合评价除尘器193.3 从技术、经济指标综合评价脱硫工艺213.4 推荐方案22第4章 设备设施计算过程234.1 电除尘器的设计和调试234.1.1 电除尘器的设计234.2吸收塔的计算与设计244.2.1 填料选择244.2.2 吸收过程的物料衡算和操作线方程254.2.3 封头的设计324.2.4 填料塔总高度的确定324.2.5 填料塔的附属结构324.3 管道的计算354.3.1 水管的计算354.3.2 气管的计算354.4 泵的计算364.5风机的选择36第5章 相关基本要求375.1 电气、自控和自动检测375.2 电除尘的运行要求375.2.1 安装375.2.2 调试375.3 供水385.4 土建要求38第6章 工程投资概算39第7章 运行费用概算41结论42参考文献43致谢4444第1章 绪 论1.1 大气污染概述地球表面被一层总质量约为6000万亿吨、厚度约为1000km的大气层所包围。地球的大气圈是经历了几十亿的演化和发展才形成现在这种适宜高等生物生存的组成成分，是地球生命的保护伞，是影响人类社会和经济发展的重要因素，是一种特殊形态的“人类共同遗产”。大气污染是由于人类活动或一些自然过程引起某些物质进入大气，并呈现出足够的浓度和达到足够长的时间，所造成的危害人体的舒适、健康及福利的一种环境问题。我国是一个煤炭储量相当丰富的国家，探明储量在8600亿吨以上，年开采量14亿吨，分别居世界第三位和第一位。由于资源丰富和经济实力，决定了煤炭在能源消费中占有相当高的比重，成为世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，也因此导致我国的大气污染是典型的煤烟型污染。而我国排放的SO2 90来自与燃煤，年排放总量在2000万吨左右，位居全球之首，由此造成的酸雨覆盖面积超过国土总面积的1/3，年社会经济损失近千亿元。1.2 我国的火电发展与大气环境污染电力作为国民经济的先行，在我国现代化建设中，起着举足轻重的作用。改革开放以来，电力工业获得了长足的发展。从1995年起，我国的电力工业装机容量就已经超过了日本和德国，仅次于美国，居世界第二位。中国的火电在电源结构中约占总装机容量的75，且90以上为煤电。电力行业的迅速发展一方面促进了国民经济的发展；另一方面，大量燃煤电厂火电生产耗煤量已经占全国总量的40左右，所带来的煤烟型大气污染对全国的生态环境也产生了严重的影响和损害，其中火电生产所造成的酸性气体的排放对我国环境酸化起的作用是举足轻重的。火力发电厂排烟中的SO2 浓度虽然低，但总量极大。火电厂的烟尘、SO2 排放量均居全国各行业的第一位，SO2 排放量占全国排放量的4050，占“两控区”内排放量的59以上。因此，深入研究燃煤过程中产生的SO2气体控制方法，将是本课程的主要任务。1.3 SO2的控制国内外可采用的防治SO2 污染的途径很多，如可采用低硫燃料、燃料脱硫、高烟窗排放等方法。但从技术，成本等方面综合考虑，今后相当长时间内，对大气中SO2 的防治，仍会以烟气脱硫的方法为主。因此，烟气脱硫的方法为主。因此，延期脱硫技术仍会是各国研究的重点。我国目前已基本肯定了上烟气脱硫装置控制大气质量的必要性。但由于烟气脱硫装置投资大，而国家经济实力不足，因此大规模的发展受到限制。选择和使用经济上合理、技术先进，适合我国国情的延期脱硫技术，仍会是今后防止SO2 污染的重点。目前，各国研究的烟气方法很多，已超过一百种，其中有的进行了中间试验，有的还处于实验室研究阶段，真正能应用于工业生产的只有十余种。燃煤锅炉烟气的主要特点是含尘量大，温度较高，SO2浓度低，气量大，故锅炉烟气脱硫工艺中加有除尘、调温等预处理过程。已有的 燃煤锅炉烟气除尘脱硫工艺有：先除尘后脱硫工艺、先脱硫后除尘工艺和 脱硫除尘一体化工艺等。本工艺对125MW燃煤电厂烟气除尘脱硫工程技术作了详尽的说明。介绍和论证了各种除尘和脱硫的方法及工艺流程，通过对烟气脱硫工艺进行综合评价，选定工艺系统简单，运行可靠，占地面积小投资和运行费用低的工艺。同时，也对所选工艺的主要设备和附件作了详细介绍。第2章 工艺流程论证2.1 废气的除尘方法 从含尘气流中将粉尘分离出来并加以捕集的装置称除尘装置或除尘器。2.1.1 除尘器的分类按除尘器分离捕集粉尘的主要机制，可将其分为如下四类(表2-1列出四大类六种除尘器的除尘过程)。1、 机械式除尘器 它是利用质量力（重力、惯性力、离心力）的作用使粉尘与气流分离沉降的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。2、 电除尘器 它是利用高压电场使尘粒荷电，在电场力的作用下使粉尘与气流分离的装置。3、 过滤式除尘器 它是使含尘气体通过织物或多孔填料曾进行过滤分离的装置，包括袋式过滤器、颗粒层过滤层等。4、 湿式洗涤器 它是利用液滴或液膜洗涤含尘气流，使粉尘与气流分离沉降的装置，它可用于除尘，也可用于气体吸收。当专用于气体除尘时，也称湿式除尘器。表2-1 四大类六种除尘器的除尘过程项目机械力除尘器电除尘器过滤式除尘器洗涤除尘器捕集分离过程捕集阶段作用（力）重力惯性力离心力电力惯性碰撞拦 截扩 散电力沉降惯性碰撞拦 截扩 散分离区与作用力流动呆滞区重力边壁上超极限负荷外筒内壁超极限负荷沉降极附着力滤料层附着力液体表面表面张力 按除尘效率的高低，可把除尘器分为高效除尘器（电除尘器、过滤式除尘器和高能文丘里洗涤器）、中效除尘器（旋风除尘器和其他湿式除尘器）和低效除尘器（重力沉降室、惯性除尘器）三类。此外，还按除尘器是否用水分为干式除尘器与湿式除尘器两类。近年来，各国十分重视研究新的高效微粒控制装置。现代除尘装置的发展趋势是将多种捕集机制巧妙、综合应用于同一除尘过程，使其效率大为提高。例如，童志权等开发的XP系列湿式除尘装置就综合利用了离心力、惯性力及液滴、液膜、气泡捕集的多种机理，使工业装置的除尘效率均能达到99%以上，达到了电除尘器的效果。2.1.2 除尘器的性能指标表示除尘器性能的指标有下列六项：1、 处理含尘气体的量，是代表除尘器处理含尘气体能力大小的指标，一般用通过除尘器体的体积流量（m3/h或m3/s）表示；2、 除尘效率；3、 压力损失；4、 设备投资及运行管理费用；5、 占地面积或占用空间体积；6、 设备可靠性及使用寿命。前三项属于技术指标，后三项属于经济指标2.1.3 各种除尘器简介 1、机械除尘法 机械式除尘法是一类利用重力、惯性力或离心力的作用将尘粒从气体中分离的装置。这类除尘法主要包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器等。(1) 重力沉降器 重力除尘器又称重力沉降室，它是利用尘粒与气体的密度不同，通过重力作用使尘粒从气流中自然沉降分离的除尘设备。 常见的重力沉降室有水平气流沉降室、单层重力沉降室和多层重力沉降室，其基本结构如图21所示。含尘气体由断面较小的风管进入沉降室后，由于流道截面积扩大而使气体流动速度大大降低，在流经沉降使的过程中，尘粒便在重力的作用下缓慢向灰斗沉降，分离了部分尘粒的气体从出口风管流出，达到了初春的目的。 图2-1 重力沉降室重力沉降室的主要特点是：结构简单、造价低、维护管理容易、阻力小（一般在300Pa以下）。主要缺点是：体积庞大，除尘效率低。清灰麻烦。鉴于以上特点，重力沉降室主要用以捕集那些密度大，粒径大于50m的粗粉尘。在多级除尘系统中常作为高效除尘器的预除尘。（2） 惯性除尘器惯性除尘器是使含尘气流冲击在挡板上，或让气流方向急剧转变，使尘粒受惯性力作用而从气流中分离出来的一种除尘装置。起除尘机制示于图2-2。冲击到挡板B1上的尘粒当中，惯性力大的粗尘d1首先被分离下来，而被气流带走的尘粒（如d2，d2d1）由于挡板B2使气流方向转变，借离心力作用又被分离下来，烟气中带走的尘粒d350595988001200中中冲击式除尘器59510001600中中上文丘里除尘器0.519098400010000少大电除尘器0.51909850130大中袋式除尘器0.51959910001500中上大表32 除尘设备的投资费用和运行费用设备投资费用运行费用高效旋风除尘器100100袋式除尘器250250电除尘器450150塔式洗涤器270260文丘里洗涤器220500选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等，其中最主要的是除尘效率。以下问题要特别引起注意：1. 选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放要求。2. 粉尘颗粒的物理性质对除尘器性能具有较大影响。3. 气体的含尘浓度。4. 烟气温度和其他性质是选择除尘设备时必须考虑的因素。5. 选择除尘器时，需考虑收集粉尘的处理问题。6. 除尘器投资和运行费用。该设计的燃煤锅炉出来的烟气温度高、气量大、一次除尘效率要达到 97.5%、粉尘含量比较大、回收的粉尘有很大的利用价值;除此还有考虑投资和运行费用来选择除尘器。表33 各种除尘器技术指标除尘器名称 技术指标 96.2%阻力1000处理高温回用粉尘投资运行冲击水浴除尘器少中下卧式旋风水膜除尘器中中冲击式除尘器中中上文丘里除尘器少大电除尘器大中袋式除尘器中上大从表33可以确定选用电除尘器一次投资偏大，但除尘性能好，效率高，处理气量大，能耗低，运行费用少。3.3 从技术、经济指标综合评价脱硫工艺表34 对几种典型脱硫工艺综合评价FGD方法项目湿式石灰石/石膏法简易石灰石/石膏法旋转喷雾法炉内喷钙尾部增湿法海水脱硫电子束脱硫适用煤种含硫/%1.51.512229080708060859080Ca/S1.011.021.011.021.52.02.03.0占总投资/%152081010157左右78设备占地面积大较小较大小大较大FGD方法项目湿式石灰石/石膏法简易石灰石/石膏法旋转喷雾法炉内喷钙尾部增湿法海水脱硫电子束脱硫结垢、堵塞有有有有无无灰渣状态湿湿干干干运行费用高较高较高较低较低较高烟气再热需再热需再热不需再热不需再热需再热不需再热钙利用率909040503540推广应用前景燃用高中硫锅炉同左（当地有石灰石）燃用中低硫煤锅炉燃用中、低硫煤锅炉燃用中低硫煤锅炉燃用高、中、低煤脱硫副产品脱硫渣为CaSO4及少量烟尘，送灰场堆放或制成石膏脱硫渣为CaSO4及少量烟尘，送灰场堆放或制成石膏脱硫渣为CaSO4、CaSO3、氢氧化钙和尘的混合物脱硫渣为CaSO4CaSO3、CaO混合物，目前不能利用脱硫副产品为硫酸铵和硝酸铵可直接做化肥目前我国火电行业己经将湿式石灰石（石膏）法作为大型火电厂采用的主要烟气脱硫技术。因该法具有脱硫效率高、技术成熟、设备投运率高、对煤种含硫量变化适应性强等优点，而且我国石灰石资源丰富、价廉，多数地区石灰石品位高、质优。另外，脱硫渣可以综合利用如做建筑材料、水泥缓凝剂等。加之该方法经过不断改进，造价也有了大幅度地下降，是一种在经济上和技术上都比较适用于我国现阶段火电厂发展水平的工艺。因此，从该燃煤锅炉烟气的性质和除尘脱硫要求，选用由湿式石灰石/石膏法改良、优化后的双循环湿式石灰石FGD工艺（DLWS）。该工艺由德国诺尔（NOELL）公司开发的双循环湿式FGD工艺一个比较好的FGD技术，在美国有7800MW以上容量的机组装有该系统。目前，全世界已有26000MW的机组装了该工艺系统。优化双循环石灰石FGD系统与传统的湿式FGD相比有以下优点：1.石灰石的利用率大97以上；2.运行可靠，没有备用吸收塔，可以多台锅炉使用一个吸收塔；3.脱硫率达90以上，高的可达95；4.净化后烟气经冷却塔排出而不进烟囱；5.适合不同含硫量的煤种。3.4 推荐方案 从上面的比较可知，采用电除尘法和优化双循环石灰石FGD系统处理该125MW燃煤机组烟气脱硫可以达标，并且效果良好，技术成熟，总投资属于中等；回收的粉尘还可以作为生产水泥的生料，取得良好得经济效益、社会效益。 其流程图如下图3-1：图3-1 工艺流程图第4章 设备设施计算过程4.1 电除尘器的设计和调试4.1.1 电除尘器的设计电除尘器的设计主要是根据需要处理的含尘气体流量和净化要求，确定集尘极面积、电场断面面积、电场长度、集尘极和电晕极的数量和尺寸等。(1) 集尘极面积 A Q eLn 1 / (1-)式中 A集尘极面积; m Q处理气体流量，m/s; 集尘效率； e微粒有效驱进速度，m/s.查表得火电厂锅炉飞灰的有效驱进速度为0.15m/s（平均值）而Q4.55105m/h=126.38 m/s;=97.5，则 A Q eLn 1 / (1-)126.380.15 Ln1(1-0.975)3108 m（2） 电场断面面积Ae = Q / u式中 Ae 电场断面面积，m；Q处理气体流量，m/s；u除尘器断面气流速度，m/s。取电场风速u 1.0m/s，则Ae = Q / u126.381.0126.38 m（3）集尘室得通道个数 由于每两块集尘极之间为一通道，则集尘室的通道个数n可由下式确定： n = Q / (bh)n = Ae / (bh)式中 b集尘极间距，m; h集尘极高度，m；Q气体流量，m/s 。 通道宽一般为0.20.4m，取b=0.3m；而集尘板高取h=8.0，则通道数为：n = Q / (bh)126.38（0.381.0）52.6取整为53个。（4）电场长度L A / (2n H)式中 L集尘极沿气流方向的长度，m。 H电场高度，m。L A / (2n H)3108（2538）14.67m（5）工作电压根据实际需要，工作电压U一般可按下式计算：U 250 b 则U 250 b2500.375Kv（6）工作电流工作电流I可由集尘极的面积A与集尘极的电流密度Id的乘积计算：I A Id式中I工作电流，A；Id集尘极电流密度，可取0.0005A/m 。I A Id 31080.00051.554A. 4.2 吸收塔的计算与设计4.2.1 填料选择塔内填充填料的主要目的是，提供足够大的接触面积，促使气液两项从分接触，对气液流动又不至于造成过大的阻力。它是填料塔的核心。填料塔操作性能的好坏，与所选用的填料有直接的关系。表41是几种主要填料的性能与优缺点。表41 几种主要填料的性能与优缺点填料优点缺点材料拉西环填料1、 形状简单2、 制造容易3、 对其研究充分，计算方法成熟1、 气体阻力大2、 通量小3、 沟流和壁流现象严重1、 陶瓷2、 金属3、 塑料鲍尔环和阶梯环1、与拉西环相比较，其气体通过能力与体积吸收系数都有显著提高1、比拉西环造价贵1、 陶瓷2、 金属3、塑料鞍形填料1、 有较好的稳定性，液体分布均匀，效率和空隙率较高2、 阻力较小，不易堵塞3、 比鲍尔环制作方便1、易在填料层中形成局部的叠合或空架现象1、 陶瓷2、 金属波纹填料1、 结构紧凑，通道规整，气体阻力小，比表面积较大2、 流动性能和传质性能都好1、 清理困难2、 造价较高3、 不适用于容易结垢、有沉淀物、粘性大的物质1、 金属2、 陶瓷3、 塑料4、 玻璃钢由上表的比较可得，塑料鲍尔环(乱堆)查化工原理1P245表5-4得相应的填料，其性能如下表4-2：表4-2 塑料鲍尔环(乱堆)性能填料尺寸/mm比表面积(m/m)空隙率/(m/m)堆积密度(Kg/m)填料因子/m-1塑料鲍尔环（乱堆）252090.9072.61074.2.2 吸收过程的物料衡算和操作线方程在稳定操作状态,可通过物料衡算确定塔中任一截面上相互接触得气液两相间得浓度关系,叫操作线方程。1、 物料衡算具体参数如下: SO2吸收率=80.7% , 实际烟气量Q=9.59 m/kg(标况),塔内温度为20,压强101.325Kpa, SO2的摩尔分数为0.002143。 根据设计要求可知:单位时间内进入吸收塔气体摩尔流量为: 进塔气体中SO2浓度(用摩尔比Y表示)为: 出塔气体中SO2浓度为:进塔石灰石浆所含的SO2为0,故 X2 = 0 .查化工原理1下册p78表2-1,得SO2在20时得亨利系数是 0.355104 kPa .根据 m = E / P，得m = 0.355104/ 101.325 =35.03由气液平衡方程:取下列的点代入方程得:编号123456789X0.00000.000050.00010.000150.000200.000250.000300.000400.00050Y*0.00000.001750.00350.005280.007050.008830.010610.014210.01752 按照已知的平衡关系式,在Y-X直角坐标系中绘出平衡曲线OE,与Y=Y1相交于点B*,过点B*作X轴的垂线,交X轴于点X1*。见下图4-1：图4-1 Y-X从图中可以得知 X1* =0.0003569根据生产实践,一般情况下取吸收剂用量为最小吸收剂用量的1.12.0倍;取1.5Lmin,得吸收液浓度可依全塔物料衡算式求出:2、计算塔径与核算液体喷淋密度炉气的平均分子量为(实际烟气量为9.59 m/kg,标况下)名称CO2SO2H2ON2过剩空气分子量g/mol4464182829摩尔数mol/kg55.110.6615.88237.0162.35烟气的摩尔数为: 9.59 m/kg1000l/ m22.4l/mol =428mol/kg.所以炉气的平均分子量为:入炉气体流量为:炉气的质量流量:炉气的密度:石灰石浆的密度:Ca/S为1.1,则CaCO3的理论用量为:实际用量取1.3倍的理论用量, 为1.327787710010-3 =3612kg/h在该用量CaCO3的石灰石浆的密度:l=1001.3kg/ m。则:由化工原理1P248埃克特通用关联图中查得乱堆填料泛点线可查出,横坐标为0.1542,纵坐标为0.118;由手册查得塑料鲍尔环(乱堆)尺寸为25mm的填料因子=107m-1 .石灰石浆的粘度为l=1mN.s/m,故f 为:m/s求 已知： = 80%f 则: = 80%3.155=2.524 m/s塔径为: (m), 取整为D=8.30m。3、核算液体喷淋密度因填料尺寸小于75mm,取(Lw)min=0.08m/(m.h)又由化工原理1中查出该填料的比表面积=209m/ m则: m/(m.h) 操作条件下的喷淋密度U: m/(m.h)计算可知: U Umin 4、填料层高度的计算 填料层高度=传质单元高度传质单元数 即 h=HOLNOL（1）求传质单元数 采用梯级图解法来计算NOL 。在Y-X直角坐标系中标绘出操作线BT与平衡线OE，在BT线上选若干点，向OE线作表示该点推动力Y-Y*的垂线，连接这些垂线的中点得曲线MN。从表示塔顶得T点出发，作水平线交MN于F点，延长TF致F，使TF=FF,过F点作垂线交BT于A点，梯级TFA代表一个传质单元。继续从A点出发按上述方法，画出梯级，直到达到或超过塔底端点B为止，所画出得梯级数即为传质单元数。作图如下图4-2：图4-2 梯级图解法来计算NOL 由图可见，达到B点得梯级数约为16个 即NOG 16（2）求传质单元高度因为二氧化硫得浓度很低，可以根据化工原理1下册式280算出kGa和kLa 再根据式： 算出KGa ,再根据式 Kya=KGa P算出Kya 。气体的质量速度：液体的质量速度：由 得 H=0.1573.22Kmol/(m3.s)Kya =p3.2210132.532626.65kmol/(m3.s)则传质单元高度为：（3）欲求气体通过每米填料层的压降时，可将操作气速代入，求出纵坐标和横坐标的交点，由图上读交点所对应的压降线，即得气流通过每米填料层压降P。其中，u=2.524 m/s，填料因子107/m，ul=1.0Pa.S,=1.0,g=1.088kg/ m3 ，L=1001.3 kg/ m3 ,则为纵坐标 ，横坐标为，在化工原理1第三版p248图529上由纵坐标为0.0755，横坐标为0.1542，确定之交点所对应得压降线仍为500Pa/m。采用塑料鲍尔环为填料也是合理的。4.2.3 封头的设计填料塔的封头有两个，查化工手册3P33得封头得有关尺寸：表4-3 封头参数公称直径D/mm曲率半径封头高度H直边高度h壁厚S重量Q（公斤）球面R折边r8300800080085080201635图4-3 封头 4.2.4 填料塔总高度的确定 其中：H1气体进口到封口顶的高度，1700mm H2下封头的高度，850mm H3除膜部分高度，270mm H4填料层高度，mm H5液体喷淋部分高度600mm H6气体出口加安装除雾器部分高度600mm H7上口排放烟气高度，1150mm H8液体出口到下封口顶高度400mm. 则 H1700+850+270+4430+600+600+115040010334mm 4.2.5 填料塔的附属结构1、 填料支承板填料支承板起支承填料的作用，根据算得的塔径可以确定支承板的直径，本设计采用竖扁钢制成的栅板型式，扁钢条之间的间距宜为填料外径的0.60.8倍。设计时应注意，支承板上流体通过的自由截面积应为塔截面的50以上，要有足够的强度支承填料，选择的材料要有抗腐蚀性。简图4-4如下： 图4-4 填料支承板2、液体的分布装置喷淋装置主要的作用时填料塔操作时，从塔顶引入的液体能沿整个塔截面均匀地分布进料填料层如液体分布不良将影响到传质效果。下面列出三种常见的液体分布器。如下表4-4：表4-4 三种常见的液体分布器的性能分布器优点缺点适用范围管式喷淋器1、 弯管式和缺口式一般只用于塔径在300mm以下的小塔2、 多孔直管式适用于直径600mm以下的塔3、 多孔盆管适用于直径在1.2m以下的塔莲蓬式喷洒器1、 制造、安装简单2、 喷洒比较均匀1、 小孔易堵塞2、 液体的喷洒范围与压头密切有关1、一般用于直径为600mm以下的塔盆式喷洒器1、此类分布器适用于直径800mm以上的塔由以上比较可得，应用盆式喷洒器。其简图4-5如下 图4-5 盆式喷洒器3、 气体分布器气体分布器的作用是填料塔的气体进口装置应能防止液体流体流入气体管，同时还能使气体分布均匀。其简图4-6如下： 图4-6 气体分布器4、 液体再分布器液体再分布器是用来改善液体在填料层内的壁流效应的，每隔一定高度的填料层设置一个再分布器。直径0.6m以上的塔宜用升气管式分布板。 5、气体出口装置 气体出口装置的作用是保证气体流动通畅，又应能除去被夹带的液体雾滴。当喷淋装置有严重溅液现象时，或操作气速过大、气体中带有较多雾滴、并且工艺中不允许气相带液时，需在塔顶的喷淋装置上方设置除雾器。4.3 管道的计算4.3.1 水管的计算水的适宜流速u1.5-3.0m/s ,选取水在管内得流速u=3.0m/s,根据公式 ，V=138105kmol/h2485.89m3/h ，则有 541mm4.3.2 气管的计算查化工原理1第二版，知燃煤锅炉气体在管道中有表4-5：表4-5 燃煤锅炉管道气体参数 名称管道形式流速s/m管径/mm动压/pa风量m/h摩擦系数(pa/m)有效长度L (m)垂直P110100060.10353410.7671800水平P21293086.68337941.2462350管径的大小是由公式，烟气量为488333m/h=135.65 m/s，代入公式求得。又因 ,得PP1P275.10+246.64321.74 pa .管道阻力损失为：P321.74 pa 。4.4 泵的计算气体的除硫方法是用液体吸收法，在吸收塔中液体的喷淋、浓缩池中石膏浆的注入、氧化塔中液体的流进、上清液贮蓄槽中上清液的回流等都要用泵来引导液体的流动。水泵基本符合要求。其参数如下表4-6：表4-6 泵参数泵型号流量（m/h）扬程（m）转速（r/min）轴功率（KW）效率（）气蚀余量/mIS100-80-1251002029007.00784.54.5风机的选择根据烟气量135.65 m/s，查实用水处理设备手册得下表4-7表4-7 风机参数型号全压/Pa转速(r/min)各气压下得进口流量Qs（m/s）、轴功率La(KW)、电功率Po(KW)QsLaPo472NO.10C型149410003036314.1317.10第5章 相关基本要求5.1 电气、自控和自动检测废气处理工程电气与自控设计的内容包含：确定供电的负荷等级、变（配）电所的位置、线路走向及电气自控的设计标准。自动控制的程度应根据工艺要求、自控技术控制程度、技术管理水平、投资等方面进行综合考虑。5.2 电除尘的运行要求5.2.1 安装安装电除尘器除了应遵照一般机械设备的安装要求外，要特别注意以下几个问题。（1）应有良好的密闭性，除尘器密闭性能不好将严重影响除尘器性能和使用寿命。为了保证其密闭性，壳体的所有焊接均应采用连续焊缝，并用煤油渗透法检查其气密性。 （2）必须除去所有毛刺、飞边。收尘器在安装、焊接过程中产生的毛刺、飞边往往式操作电压不能升高的原因。电场内的焊缝均需用手提式砂轮打光。（3）集尘电极与电晕电极的极间距必须严格保证。两极间距直接关系到除尘器的工作电压，安装过程必须仔细调整。40 m以下的电除尘器，极间距偏差应小于5mm。大于40 m的除尘器，其偏差应小于10mm 。5.2.2 调试 电除尘器安装完毕后，应在冷态下检查各部件的安装质量，进行适当调整，调试内容主要包括下面几项： （1）对除尘器通以冷风，在第一电场前端测定沿电场断面的气流分布均匀性。要求任何一点的流速不得超过该断面平均流速的40；任何一个测定断面，85以上的测点流速与平均流速不得相差25。如不符合要求，多孔分布板可堵去若干个孔进行调整；翼形多孔板可调整其翼片角度。 （2）启动两极振打装置，使其运转8h。检查装置运转是否正常，要特别注意振打轴的转向，电动机是否发热，测定收尘极的振打周期等。 （3）接通保温箱内电加热器，检查温升速度及温度控制范围是否满足要求，适当调整恒温控制器。 (4)启动排灰装置和锁风装置，使其运转4h，检查运转是否正常，电动机是否发热。 （5）每个电场至少测定三排收尘极板面上若干点的振打加速度，若个别点加速度过小，则应加固极板与撞击杆的联接。 （6）关闭各检查门，对除尘器通以气体，测定其进、出口气体量、计算漏风率。漏风率小于7为合格，否则应仔细检查焊缝和联接处。 （7）接通高压硅整流器，向电场送电，逐步升高电压。除尘器的电场应能升至65kV而不发生击穿，否则应进行适当调整。5.3 供水 本废气处理每日需供水（生活用水），安生产高峰期用水量最大的一天供给。本设计采用了优化双循环湿式石灰石FGD工艺(DLWS),石灰石的利用率达97以上，石膏脱水后的清液得到回流使用，节约了用水。5.4 土建要求 设备所在的地层应简单质地应坚硬，可以满足各种构筑物的要求，不用对地基进行特别的处理。所有的构筑物均为钢筋混凝土结构，一方面提高了各构造池的防透能力；另一方面又可节省投资。第6章 工程投资概算 基建总投资包括第一部分工程投资和第二部分工程投资。第一部分工程投资包括主要工程项目投资、辅助工程项目投资、服务性工程投资、生活福利工程投资、厂区公用工程投资、厂外工程投资。如下表6-1。第二部分工程费包括征地赔偿费、建设单位管理费、安装费、调试费、设计费、科学试验费、临时工程设施费。表6-1 第一部分工程投资序号过程或费用名称估算价值/万元合计土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用一第一部分工程费用527.7994.91157.62680.21气处理工程230.4460.4575.51266.3（1）电除尘器53.298.5140.6292.3（2）引风机21.2526.2（3）吸热器28.63.231.8（4）吸收塔48.390.5305.9444.7（5）石灰石粉碎间294015.184.1（6）石灰浆搅拌池25.454.317.397（7）吸收段加料槽19.543.210.673.3（8）水/气管32.119.451.5（9）水泵29.427.14399.5（10）烟囱25.624.915.465.92回收工程297.3534.5582.11413.9（1）空气压缩机15.924.640.5（2）提升泵13.424.334.171.8（3）石膏浆浓缩池34.631.21580.8（4）离心分离器21.114.130.265.4（5）石膏传送带106.3108.5260.2475（6）石膏抛弃池68.5234124426.5（7）粉尘传送53.465.385203.7（8）储灰仓41.2950.2表6-2 第一部分投资除外所需的投资费用序号过程或费用名称估算价值/万元合计土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用二第二部分工程费用97.6105.6203.2三生产辅助建筑160.450.280.924.503161控制楼76.545.140.39.11712总平面修铺36.45.141.53厂外配套工程40.615.4564土方外运47.547.5四预备费6060五工程总投资第一部分工程费用第二部分工程费用生产辅助建筑预备费2680.2+203.2+316+603259.4万元第7章 运行费用概算表7-1 运行费用概算序号名称数量单价金额（元/天）1电费90000.763002工资福利费1215018003药剂费用89.5120107404水费30001.339005运费1700585006维护费19007管理费12508总计34390 结 论 设备投入运行后，近环保部门检测，该除尘器可使排尘浓度降至200mg/ m，系统除尘效率在 97.5%以上。燃煤锅炉排放出的烟气，TSP、SO2等均能达到广东省级的二级排放标准，按要求达标排放。 经过治理，消除了废气对大气的污染，改善了周围的空气环境；工厂周围的居民的生活环境也得到进一步的改善，甚为满意。创造了一定的环境效益和社会效益。另外，在废气处理过程中回收的石膏，是一中重要的化工原料，在美术绘画、医学上都有作用，可作为一项产生经济效益的副产品；该系统每天能回收的石膏有60吨,市场价格为0.23元/kg,则每天的收入是60000 kg0.23元/kg13800元，一年就可卖得503.7万
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