SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计

1、目录目录 0前言 11 设计任务 11.1 设计题目 11.2 设计原始数据 1设计内容及要求 12.1燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算 22.1.1 理论空气量计算 22.1.2 理论烟气量计算 22.1.3 实际烟气量计算 32.1.4 烟气含尘浓度计算 32.1.5 二氧化硫浓度计算 32.1.6 处理流程 32.2 除尘设备的设计与计算 32.2.1 袋式除尘器的滤料及清灰形式 32.2 过滤面积计算 42.3 除尘器的选择 42.3 脱硫设备的设计与计算 52.3.1 石灰石用量计算 52.3.2 吸收塔内流量计算 52.3.3 吸收塔径计算 62.3.4 吸收塔高度计算 6

2、2.4 烟囱设计计算 82.4.1 烟气释放热计算 82.4.2 烟囱直径的计算 92.4.3 烟气抬升高度计算 92.4.4 烟囱的几何高度计算 102.4.6 烟囱高度校核 103 设计心得 11附录：排放标准；参考文献前言我国大气污染特征，除尘技术概述 ，脱硫技术概述（至少 8 千字）1 设计任务1.1 设计题目SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计1.2 设计原始数据 （ 学号尾号不同，原始数据不同 ）新建一锅炉型号： SHF20-25，双锅筒横置式沸腾炉，蒸发量 20t/h ，出口蒸 汽压力 25Mpa。设计耗煤量： 2.4t/h设计煤成分： CY=62.5% ，

3、HY=4% ，OY=3% ，NY=1% ，SY=1.5% ，AY=20%W Y=8%； 排烟温度： 160 C ；空气过剩系数 1.2 ；飞灰率 35；烟气在锅炉出口前阻 力 800Pa。污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中 2 类区新建排污项目执行。设计内容及要求（1）根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。（2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的 选择与设计；净化效率的影响因素等。（3）除尘设备结构设计计算（袋式除尘器）（4）脱硫设备结构设计计算（石灰石湿式除尘）（5）烟囱设计计算7）绘制系统流程图一张2.1 燃煤锅炉烟气量、烟尘及二

4、氧化硫的浓度计算2.1.1 理论空气量计算以 1kg 中硫烟煤燃烧为基础，则：质量 /g 物质的量 /mol( 分子) 理论需氧量 /molC62552.0852.08H402010O300.94N100.36S150.470.47灰分200H2O804.44所以理论需氧量为：Q 1 52.08 10 0.47 0.94 61.61mol/kg假定干空气中氮和氧的摩尔比为 3.78 ，则 1kg 中硫煤完全燃烧所需要的理论空气量为：Q 2 Q1 (3.78 1) 61.61 (3.78 1) 294.05mol/kg2.1.2 理论烟气量计算Q 3 52.08 20 0.47 4.44 61.

5、61 3.78 309.88mol/kg2.1.3 实际烟气量计算空气过剩系数 1.2 时，实际烟气量为：Q4 Q3 Q 2 0.2 309.88 294.50 0.2 368.78mol/kg22.4 即 368.788.26m3 /kg1000烟气流量 Q应以 m3 /h计，设实际耗煤量为 m=2400kg，所以标况下实际烟气量：Q Q4 m 8.26 2400 19824m3/h2.1.4 烟气含尘浓度计算烟气含尘浓度：V A 0.15 200 3 3C3.63g/m 3 3630mg/m 3Q 4 8.26式中： V 飞灰率A 灰分Q 4 标准状态下实际烟气量， m/kg 。2.1.5

6、 二氧化硫浓度计算C1 64 0.47 3.65g/m 3 3650mg/m 3 Q42.1.6 处理流程画流程图，并对流程进行说明2.2 除尘设备的设计与计算2.2.1 袋式除尘器的滤料及清灰形式由于烟气的温度为 160 C ，可以选择玻璃纤维滤袋， 选用的清灰方式为逆气 流清灰，根据表 1 选择过滤气速 vF 1.0m/min 。表1粉尘种类纤维种类清灰方式过滤气速 / （m/min）飞灰（煤）玻璃、聚四氯乙 烯逆气流、脉冲喷吹、 机械振动0.581.8飞灰（油）玻璃逆气流1.982.35飞灰(焚烧)玻璃逆气流0.762.2 过滤面积计算160 C 下的烟气流量为：P TNQ Q N 19

7、824 PNT101.325 (273 160) 31442.45m 3/h101.325273式中： Q 标准状态下实际烟气量，m 3/hPN 当地实际大气压，取一个标准大气压，即 PN =P =101.325KPaTN 排烟温度所以总过滤面积：Q60vF31442.4560 1.0524.04m 22.3 除尘器的选择根据除尘器的处理烟气量和总过滤面积， 可以选定除尘器型号规格， 参考除 尘器手册 选择 DFC-6-524型号的反吹袋式除尘器 3 。其主要性能与主要结构尺 寸见下表：表 2 DFC-6-524 型号反吹袋式除尘器的性能参数型号材质过滤风速 /(m/min)处理风量/ (m3

8、/h)过滤面积/ m2DFC-6-524涤纶或玻纤1.031440524滤袋尺寸 /mm滤袋数量/条除尘器阻力/KPa使用温度 / C室数/个180 61001521.52.0130 或 2804主要结构尺寸( mm)：型号hH1bDDFC-6-524 810 15398 6060 4920 3938 4012 7002.3 脱硫设备的设计与计算2.3.1 石灰石用量计算按照排放标准，则脱硫率至少为 3650 200 100% 94.5% ，设系统钙硫比 1.2 ，3650则需去除的 SO2的 mol数为： 2.4 1000 1.5% 0.945 1000 1063mol / h32一天内 石

9、灰石的消耗量 为： 1063 1.2 100 24 127560 24g 3.06144t2.3.2 吸收塔内流量计算假设吸收塔内平均温度为 80 C ，压力为 120KPa，则吸收塔内烟气流量为：QV Q 273 t 101.325 (1 K)V 273 Pa式中： QV 吸收塔内烟气流量， m3/s ；Q 标况下烟气流量， m3/s ；K 除尘前漏气系数， 00.1 ；Qv 19824 273 80 101.325 (1 0.05) 6.31m3/sv 3600 273 1202.3.3 吸收塔径计算依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择吸收塔内烟气流速 v 3m/s ， 则吸收塔截面

10、A 为：A Qv6.31 2.10m 2v3则塔径 d 为：4A4 2.10 1.64m3.14取塔径 D0 1700mm 。2.3.4 吸收塔高度计算吸收塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池6 。（1）吸收区高度：依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，设吸收塔喷 气液反应时间 t=3s ，则吸收塔的吸收区高度为：H1 v t 3 3 9m吸收区一般设置 36 个喷淋层，每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，本设计 中设置 4 个喷淋层，喷淋层间距为 2m，入口烟道到第一层喷淋层的距离为 2m， 最后一层喷淋层到除雾器的距离 1m。（2）除雾区高度：除雾器用来分离烟气所携带的液滴 ,在吸收

11、塔中 ,由上下 两极除雾器 （水平或菱形） 及冲水系统 （包括管道、阀门和喷嘴等 ） 构成。每层除 雾器上下各设有冲洗喷嘴 8 。最后一层喷淋层到除雾器的距离 1m,除雾器的高度 为 2.5m , 除雾器到吸收烟道出口的距离为 0.5m。则取除雾区高度为： H 2 4m（3）浆池高度：浆池容量 V1 按液气比浆液停留时间 t1确定：V1 L Q t1G式中： L 液气比，一般为 1525L/m 3，取 15L/m 3；GQ 标况下烟气量， m 3/h ；t1浆液停留时间，s，一般 t1为 4min 8min ，本设计中取值为 5min ；1553V11982424.78m31 100060选取

12、浆池直径等于吸收塔 D 0 ，本设计中选取的浆池直径 D1为 1700mm，然后 再根据V1计算浆池高度：H34V12 D1式中： H3 浆池高度，m；V1浆池容积，3 m；424.78H310.92m3 3.141.7 1.7从浆池液面到烟气进口底边的高度为 0.8 : 2m。本设计中取为 1.5m。4）喷淋塔烟气进口高度设计：喷淋塔烟气进口高度 h43.210.52m，烟气出口高度与进口高度相同20（5）吸收塔高度：H H1 H2 H 3 9 4 10.92 1.5 0.52 2 26.46m2.4 烟囱设计计算具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量 , 且温度 高于周

13、围气温而产生一定浮力， 所以可以上升至很高的高度。 这相对增加了烟囱 的几何高度，因此烟囱的有效高度为：H H S H式中： H烟囱的有效高度， m；HS 烟囱的几何高度， m；H烟囱抬升高度， m。2.4.1 烟气释放热计算Q H0.35Pa Q vT式中： QH 烟气热释放率， kw ；Pa 大气压力，近似取一个标准大气压 101.325kPa；Qv 实际排烟量， m3 /sTs 烟囱出口处的烟气温度， 433 K ；Ta环境大气温度取环境大气温度 Ta =293K，大气压力 Pa =101.325kPaT Ts Ta433 393 140Ksa环境大气压下的烟气流量：Qv19824 27

14、3 160 101.325 (1 0.05) 9.17m3/s3600 273 101.325QH0.35Pa Q vTTs0.35 1013.25 9.171404331051.46kw2.4.2 烟囱直径的计算烟囱平均内径可由下式计算Dv式中： Qv 实际烟气流量， m3/s ；烟气在烟囱内的流速， m/s ，取 20m/s 。D 4 9.17 0.76m3.14 20取烟囱直径为 DN800m；m校核流速 v4QvD24 9.173.14 0.80218.25m/s2.4.3 烟气抬升高度计算由 QH1700kw ，可得2 （1.5vsD 0.01QH ） Hu式中： s烟囱出口流速，取

15、 20m/s ；D 烟囱出口内径， m ；u 烟囱出口处平均风速，取 10 m/s .H2 (1.5 20 0.80 0.01 1051.46) 6.90m10 6.90m2.4.4 烟囱的几何高度计算本设计的锅炉燃煤量为 2.4 t/h ，根据表 2 中锅炉总容量与烟囱最低允许高 度的关系，取烟囱几何高度为 HS 30m 。表 3 锅炉房总容量与烟囱最低允许高度关系锅炉房总容量（ t/h ）MW烟囱最低允许高度（ m ）10.720120.12 1.425241.4 2.8304102.87351020714402040142845则烟囱有效高度为：H H S H 30 6.9 36.9m2.4.6 烟囱高度校核假设吸收塔的吸收效率为 80%，可得排放