大气污染设计.doc

吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 I 摘摘 要 要 根据锅炉型号 耗煤量 排烟温度 烟气密度以及对煤的工业分析值 按锅 炉大气污染排放编著 GB13271 2001 中二类区标准执行 设计烟气采暖锅炉烟气除 尘系统 本设计主要设计了锅炉燃煤采暖烟气除尘脱硫系统 采用了电除尘器来除尘 运用了板式塔惊醒脱硫 电除尘器的除尘效率可以达到 98 以上 脱硫工艺可产用应 用较为普遍的石灰 石灰石脱硫工艺 设计除尘率及脱硫率都完全符合国家标准 所排 除烟气也符合国家标准 具有较好的可行性 关键词 关键词 锅炉 除尘器 脱硫 阻力损失 除尘效率 Abstrct According to the boiler model the coal consumption discharge fume the temperature the haze density as well as to the coal industry analysis value writes GB13271 2001 two kind of area standard execution according to the boiler air pollution emissions the design haze heating boiler haze dust removal system This design has mainly designed the boiler coal burning heating haze dust removal desulphurization system used the electric precipitator to remove dust utilizes the plate tower to awaken the desulphurization The electric precipitator dust removal efficiency may achieve above 98 the desulphurization craft may produce with applies the more universal lime limestone desulphurization craft the design collection coefficient and the percentage of desulfurization all completely conforms to the national standards removes the haze also to conform to the national standards has the good feasibility Key words Boiler dust remover desulphurization resistance loss dust removal efficiency 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 II 目目 录录 1 1 设计任务及设计资料设计任务及设计资料 1 1 1 1 课程设计的题目 1 1 2 课程设计的目的 1 1 3 设计原始资料 1 1 4 设计内容和要求 1 2 2 设计规模计算及工艺流程选择设计规模计算及工艺流程选择 3 3 2 1 标准状态下理论烟气量 3 0 a V 2 2 标准状态下理论烟气量 3 0 fg V 2 3 标准状态下实际烟气量 3 fg V 2 4 台燃煤锅炉总的排烟量 3 2 5 烟气含尘浓度 C 3 2 6 标准状态下烟气中浓度 4 2 SO 3 3 除尘装置的选择除尘装置的选择 5 5 3 1 除尘效率 5 3 2 除尘器的选择 5 4 4 烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺 6 6 4 1 烟气脱硫率 6 4 2 脱硫方法的选择 6 5 5 确定除尘脱硫设备 风机和烟囱的位置及管道的布置确定除尘脱硫设备 风机和烟囱的位置及管道的布置 8 8 5 1 各装置及管道布置得原则 8 5 2 管径的确定 8 5 3 烟囱的设计 8 5 4 系统阻力的计算 9 5 5 风机电动机的选择与计算 11 致致 谢谢 1313 参考文献参考文献 1414 附附 图图 1515 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 1 1 1 设计任务及设计资料设计任务及设计资料 1 1 课程设计的题目 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 1 2 课程设计的目的 通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容 并使所学知识系统化 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 培养学生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 1 3 设计原始资料 锅炉型号 SZL4 13 型 共 2 台 3 0MW 2 设计耗煤量 650kg h 台 排烟温度 150 烟气密度 标准状态下 1 35kg m3 空气过剩系数 1 20 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 850Pa 当地大气压力 101 25kPa 冬季室外空气温度 3 烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析值 Car 67 Har 4 Sar 2 Oar 5 Nar 1 War 6 Aar 15 按锅炉大气污 染排放标准 GB13271 2001 中二类区标准执行 烟尘浓度排放标准 标准状态下 200mg m3 二氧化硫排放标准 标准状态下 900 mg m3 1 4 设计内容和要求 1 燃煤锅炉排烟量及烟尘和 SO2浓度的计算 2 按锅炉房的平面布置图和净化系统设计方案进行管网布置及计算 3 按排放标准计算除尘效率 设计除尘器 并确定除尘器的型号及规格 4 按排放标准计算脱硫效率 设计脱硫工艺 5 风机和电机的选择和设计 6 编写设计说明书 说明书应有封面 目录 正文及参考文献等部分 文字应简 明 通顺 内容正确完整 打印装订成册 7 设计图纸 2 张 均为 1 图 要求均用 CAD 绘图 设计图纸分别为 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 2 1 净化系统流程图 1 张 包括俯视图和剖视图 2 除尘器平面图和剖面图 附 锅炉俯视图和剖视图 单位 mm 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 3 2 2 设计规模计算及工艺流程选择设计规模计算及工艺流程选择 2 1 标准状态下理论烟气量 0 a V 以 1kg 煤作为计算标准 则有 元素元素质量质量 g g摩尔数摩尔数 mol mol 需需量量 mol mol 2 O 产生烟气量产生烟气量 mol mol C C67067055 8355 8355 8355 8355 8355 83 H H4040404010102020 S S20200 6250 6250 6250 6250 6250 625 O O50503 1253 125 1 5625 1 5625 N N10100 7140 7140 0 0 5370 537 2 N 2 H O 60603 333 330 03 333 33 灰分灰分 150150 1kg 煤完全燃烧所需空气量为 m 03 55 83 100 625 1 56254 78 22 4 106 95 a V 2 2 标准状态下理论烟气量 0 fg V 理论产生烟气的摩尔数 mol 55 83200 6250 3753 333 7855 83 100 625 1 5625325 41 烟气的体积为 m 3 325 41 22 4 107 29 2 3 标准状态下实际烟气量 fg V m 00 17 296 951 20 18 68 fgfga VVV 2 4 台燃煤锅炉总的排烟量 h8 68 6505642Q 2 5 烟气含尘浓度 C mg m 3 150 0 16 2 76 10 8 68 Y sh s dA C Q 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 4 2 6 标准状态下烟气中浓度 2 SO mg m 2 3 3 0 625 64 10 4 61 10 8 68 SO C 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 5 3 除尘装置的选择 3 1 除尘效率 3 200 1192 8 2 76 10 S C C 式中 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值 mg m s C C 标准状态下烟尘浓度 mg m 3 2 除尘器的选择 工况下烟气的流量 m h 4 8m s 5642 2273 150 17484 273 QT Q T 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 SHWB3 可满 足设计要求 有效断面面积有效断面面积 3 23 2 生产能力生产能力 m h m h 6900 92006900 9200 电厂风速电厂风速 m s m s 0 6 0 80 6 0 8 电厂内烟气压力电厂内烟气压力 PaPa 200 200 200 200 阻力阻力 Pa Pa 300 300 气体允许最高温度气体允许最高温度 300300 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 6 4 烟气脱硫工艺 4 1 烟气脱硫率 2 3 900 1180 47 4 61 10 s SO C C 式中 标准状态下二氧化硫排放标准值 mg m s C 4 2 脱硫方法的选择 本设计脱硫采用石灰石 石灰湿法烟气脱硫 采用石灰石浆液作为吸收剂去除废气 中的二氧化硫 其中石灰石料源广泛且价格低廉 同时采用吸收塔的吸收方式去除烟 气中的二氧化硫 由于物料系统易起泡沫 且主要考虑物料为石灰石浆液易结垢 而填料塔则易产 生阻塞 很难清理 此反应还伴有化学反应的吸收过程 故吸收装置采用板式塔中的 筛板塔 通过查参数表得知筛板塔的总板效率为 1 1 脱硫机理 2232 22CaOSOH OCaSOH O 4 2 1 吸收塔的理论塔板层数为 7 4 2 2 板间距 由于筛板塔需要经常清洗或检修 则该处的板间距不能小鱼 600mm 在此设计中 采用中国常用的板间距为 800mm 4 2 3 塔的有效段高度 m 7 0 85 1 1 1 t t t N ZH E 式中 理论塔板层数 t N 筛板塔的总板效率 t E 板式塔板间距 t H 4 2 4 板式塔的塔径 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 7 0 4Q D u 式中 Q 混合气体体积流量 u 空塔速度 max 0 6 0 8uu max LV V uC 通过查表得 负荷系数 C 0 125 故本设计选取 D 2 4 为标准塔径 4 2 5 本设计的塔板流动形式选为 U 形流 4 2 6 溢流装置 一般堰长可根据流动形式而定 对单流型取塔径 0 6 0 8 D 本设计采用单 w l 流型 故堰长取为m 堰高一般在 0 03 0 05m 范围内 由于本 w l0 8 0 60 48 w l w h 设计为减压塔 故采用 0 03m 4 2 7 进口堰 m 0 03 ww hh 4 2 8 总塔高 m 5 1 0 030 035 16 ww HZhh 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 8 5 确定除尘脱硫设备 风机和烟囱的位置及管道的布置 5 1 各装置及管道布置得原则 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 操作和检修方便 本设计采用圆形管道 5 2 管径的确定 4Q d v 式中 Q 工况下管内烟气流量 v 烟气流速 可查有关手册确定 对于锅炉烟尘 v 10 15 本设计采用管内气体流速约为 12m s 5 2 1 从锅炉出口到河流管道入口 气体的流量基本不变 管径可取相同数值 由于 Q 8742m h v 12m s 通过查 直钢管圆形通风管道计算表 选取标准管径 d 560mm 此时风速为 m s 2 4 2 4 9 75 3 14 0 56 v 5 2 2 从合流管道到塔口 管内流量为两台锅炉排烟量之和 根据 Q 17484m s v 12m s 查表后取管径 d 800mm 此时风速为 m s 2 4 4 8 9 55 3 14 0 56 v 5 2 3 从塔口到二号风机中 根据根据 Q 17484m s v 12m s 塔径 D 2400mm 查表后取管径 d 800mm 5 3 烟囱的设计 5 3 1 烟囱高度的确定 本设计采用耗煤量为 650 h 台 3 0Mw 台 的锅炉 根据锅炉大气污染物排 放标准 GB13271 2001 中规定确定烟囱的高度 t ht h 1 11 21 22 42 44 104 1010 2010 2020 4020 40 锅炉总容锅炉总容 量量 MWMW 0 7 0 70 7 1 40 7 1 41 4 2 81 4 2 82 8 72 8 77 147 1414 2814 28 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 9 烟囱最低烟囱最低 允许高度允许高度 m m202025253030353540404848 根据本设计中的锅炉钢总量为 1 2t h 以及 5 6MW 选定烟囱高度为 H 35m 5 3 2 烟囱直径的计算 烟囱出口直径 m 2 17484 0 01880 01881 015 6 Q d v 式中 Q 体积流量 v 烟气出口流速 取最小负荷时 v 6m s 根据表 管道中各种流体常用流速范围 演到机械通风 飞速约为 6m s 对内径 取整数得 1100mm 烟囱地步内径 mm 12 211002 0 02 35002500ddiH 式中 i 烟囱锥度 通常取 i 0 02 0 03 5 3 3 烟囱的抽力 11 0 0342 273273 y kp SHP tt 式中 H 烟囱高度 外界空气温度 k t 烟囱内烟气平均温度 P 当地大气压 p t Pa 3 11 0 0324 35101 25 10157 56 2733273 150 y S 5 4 系统阻力的计算 5 4 1 摩擦阻力损失计算 2 2 L Lv P d 式中 摩擦阻力系数 可查手册得到 实际中对于金属管道值可取 0 02 对于 砖砌或混凝土管道值可取 0 04 工况下烟气的密度 273 1 350 87 273 150 n n T T 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 10 a 对于 560mm 的圆管 管段总长mm 1 10960L Pa 1 2 10 960 87 9 75 0 0216 19 0 562 L P b 对于 800mm 的圆管 管段总长mm 2 24090L Pa 2 2 24 900 87 9 55 0 0224 7 0 82 L P Pa 12 16 1924 7040 89 LLL PPP 5 4 2 局部阻力损失计算 2 2 m v P 式中 异形管件的局部阻力系数 可在手册中查到 a 渐缩管 3 个 锅炉出口处 2 个 除尘器出口 1 个 0 45 0 10 Pa 1 22 0 87 9 750 87 9 55 2 0 100 1012 24 22 m P b 渐扩管 1 个 除尘器进口 取 2 1 2 1 0 83 14 4 2 25 0 46 0 46 F F 0 30 则0 33 Pa 2 2 0 87 9 55 0 3313 09 2 m P c 弯头 弯头 8 个 90 90 1 5 0 23 R d Pa 3 2 0 87 9 55 0 23 873 0 2 m P 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 11 d T 型合流三通 1 2 9 75 1 1 0 9 55 v v Pa 4 2 0 87 9 55 1 039 67 2 m P e 突扩管件 4 个 2 1 2 2 0 56 0 5 0 25 0 8 F F Pa 5 2 0 87 9 55 0 25 439 67 2 m P Pa 12345 177 67 mmmmmm PPPPPP 5 4 3 系统总阻力 Pa85030040 89 177 678503001368 56 mLm PPP 5 5 风机电动机的选择与计算 5 5 1 标准状态下风机风量的计算 m h 01 11 0 15642 212412 4QKQ 式中 Q 标准状态下管道计算的总风量 考虑系统漏风所附加的安全系数 一般管道系统为 0 0 1 本设计采用 1 K 0 1 5 5 2 风机风压的计算 Pa 0 02 0 273 150101 325 11 0 151405 592504 58 273 101 25 TP PKP T P 式中 管道计算的总压力损失P 考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采取的安全系数 一般管道系统 2 K 0 1 0 15 本设计采用 0 15 根据和选定 4 86 离心通风机 机号为 NO 5 传动方式为 A 电动机为 0 Q 0 P 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污染控制工程课程设计 某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫除尘系统设计 12 2 1602M 5 5 3 电动机功率的计算 一台电动机的功率 KW 00 66 12 12412 4 2504 58 1 3 19 70 3 6 103 6 100 6 0 95 e QP K N 式中 K 电动机备用系数 通风机在全压头时的效率 一般分级为 0 6 高效风机为 0 9 1 机械转动效率 三角皮带传动为 0 95 2 吉林师范大学环境工程学院 2006 级大气污