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 1 60t h 1 75t 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 12 16t h 造气炉吹风气气流量 50000 80000m3 h H2S 含量 800 1000mg m3 其中 75t h 三废余热锅炉 燃用洗中煤及炉渣 15 20t h 造气炉吹风气气流量 50000 80000m3 h H2S 含量 800 1000mg 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 22 26 2工作基氢份Har 1 9 2 4 3工作基氧份Oar 8 10 4工作基氮份Nar 5工作基硫份Sar 0 6 1 0 6工作基水份Mar 1 22 1 93 7工作基灰份Aar 49 59 8可燃挥发份Vdaf 14 5 15 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 SZL4 13 型 共 4 台 2 8MW 4 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 0l293kg m3 烟气其他性质按空气计 算 煤的工业分析值 CY 68 HY 4 SY 1 OY 5 NY 1 WY 6 AY 15 VY 13 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 200mg m3 二氧化硫排放标准 标准状态下 900mg m3 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 21 3 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 25 1 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 45 152 45400 10800120 15099 52290 1678 36671730 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 11 22 66 1010 2026 35 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10 204 5 自然通风6 102 5 3 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 02 0 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 47 7685 4 16 1246 1985 447 18 2 31 61200800 4 h 8221 01 Pa34 4 7 7685 4 16 1246 1985 4 47 18 2 31 61200800 4 7 7685 4 16 1246 319 4 7 7685 4 16 1246 1985 4 47 18 2 31 6 1200800 485 4 47 18 2 31 6 1200800 4 PPP 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 高效风机约为 0 9 1 机械传动效率 当风机与电动机直连传动时 0 95 2 2 电动机备用系数 对风机 1 3 根据电动机的功率 风机的转速 传动方式选择电动机的型号为 Y355m2 4 250Kw 转速为 1450r min 201 Kw 95 081 0 10003600 3 184 963644439 e N 三 三 小结小结 本次大气污染控制工程课程设计主要设计了一燃煤电厂的某燃煤采暖锅炉 房烟气除尘系统 通过本次课程设计 我们不但回顾了课本中学习的内容 巩 固了知识 另一方面 也对当前环保产业的发展有了直观的认识 特别是除尘 设备的发展现状 从风量计算 浓度计算 除尘效率到管线布置 我们初步将 学过的知识