大气污染控制工程课程设计37801

1、1设计背景资料1.1工程概况目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要表现有温室效应、臭氧层破坏 和酸雨。而大气污染可以说主要是由于人类活动造成的，大气污染对人体健康的危害包括对 人的正常生活和生理方面的影响。现在，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。燃煤电 厂的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大，所以必须通过有效的措施来进行治 理，不至于彫响到人们的健康生活。1.2原始资料锅炉规格：SZL4-13型，共4台设计耗煤量:600kg/li 4台烟气出口温度：150'C空气过剩系数：a =1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比列为：18%烟气出口前阻力：800pa室外温度：0

2、°C当地大气压：97.86kpa空气中含水(标准状态)按：0.01293kg/m,烟气其它性质按空气计算煤的工业分子成分：C68%、H4%、05%、N1%、S1%、H2O6%、不可燃 15%排放标准：GB13271-2001二类地区标准执行烟尘浓度排放标准(标准状态)：2OOmg/m3SO2浓度排放标准(标准状态)：9OOing/m3净化场地布置：锅炉出气口管径为600mm,英中心线高程为2.39m,英长度为600mm,所有管道总 长为9.5m,室内锅炉距外墙21&m2烟气量，烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1标准状态下理论空气量Qa = 4.76(1.867Cy + 5.56/

3、7 r +0.7S，-0.7OY/ kg)=4.76(1.867*68%+5.56*4%+0.7*1%-0.7*5%)(m7kg)=6.97(m7kg)式中cY. hy. sy. o”分别为煤中各元素所含的质量分数：2.2标准状态下理论烟气量c/=1.867(Cr +0375Sy) + .2Hy +.24WY +0.0160； +0.79(?/ +0.SNy/kg)=1.867(68%+0.375*1 %)+11.2*4%+1.24*6%+0.016*6.97+0.79*6.97+0.8*1 %=7.42(m7kg)式中 Qa标准状态下理论空气虽:，m3/kg：(设计空气含湿Ml2.93g/m

4、3)MN元素在煤中所占质量分数，%；煤中水分所占质量分数，%：23标准状态下实际烟气量0=2 +l.Ol6(a_l)0 (m- /kg)=7.42+1.016(1.2 -1)* 6.97=8.84(m7kg)式中Q空气过量系数；Qs 标准状态下实际烟气量，m3/kg；Q；标准状态下理论烟气量，mVkg：标准状态下理论空气量，mVkg；标准状态下烟气流量。以nF/h汁，因此，x设计耒p煤量=8.84*600=5302(in7h)2.3标准状态下烟气含尘浓度_18%*15%884=0.0031(k/ m3)式中% F烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数;煤中不可燃成分的含量;0标准状态下实际烟气量，

5、nf/kg；2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算2Sya=兰10 68.84=2.3M03(mg/m3)式中s' 煤中含可燃硫的质量分数；Qs标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m，/kg；3.除尘器的选择3.1除尘器应达到的除尘效率“ =1-幺Ct 200=1 2340=91.45%式中C标准状态下烟气含尘浓度，m臼nP：r标准状态下锅炉烟尘排放标准中规左值，ing/m33.2除尘器应达到的除二氧化硫效率n , C、= 1Ct 9001 1950=53.85%式中C标准状态下烟气含SO2浓度，mg/m1：C5_标准状态下锅炉SO2排放标准中规泄值,mg/m3：3.3除尘器的选择根据烟

6、尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确泄 除尘器的种类、型号及规格。确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量 等。工况下烟气流量Q'=牛_5302*(273+150)273=8215.19 (m7li)式中 Q标准状态下烟气流量，ni3/h：T工况下烟气温度，K：1标准状态下温度，273K；O' 8215 19则烟气流速为：-JJ "=2.3(m7s)36003600根据工况下烟气流量、烟气流速及要求达到的除尘效率确左除尘器，“ XD-II型多管旋 风除尘器”中选取XD-n-4型多管旋风除尘器。产品性能规格见表2-1,设备外形

7、结构尺寸见 表22。表2T XD-HM型多管旋风除尘器性能规格型号配用锅炉/Hr1处理烟气除尘效率/%本体阻力/Pa分割粒径/卩m质量/kgXD-n-4412000>95<9003.0519004确定除尘器，风机和烟囱的位置及管道的位置4.1各装置及管道的布置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宜。一旦确左了各装置 的位巻，管道的布置也就基本可以确左了。对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路 短，占地而积小，并使安装、操作和检修方便。4.2管径的确定式中Q-匚况下管内烟气流量，m7s：V-烟气流速，m/s,取 V=13m/s(可査有关手册确宅，对于锅炉烟尘U

8、 = 1015/”/$)：则_ 14*8215.19/3600 d V3.14*13=0.47m圆整d=0.50ni査手册得知壁厚为075mm可算出实际烟气流速di=500-2*0.75=498.5mm4*8215.19/3600 =n3.14*0.4985*0.49855.烟囱的设计5.1烟囱高度的确定首先确左共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发M(t/h),然后根拯锅炉大气污染物排放标 准中的规定下表确定烟囱的高度。锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/a/h)< 1K22*66*1010*2026*35烟囱最低商度/m202530354045锅炉总的蒸发量4*4=16(t/h),则选烟囱髙度为

9、40ma52烟囱直径的确定烟囱出口内径可按下式计算式中 Q_通过烟囱的总烟气量，nf/h :v按表42选取的烟囱岀口烟气流速，m/s；选 vMm/sd = 0.01884*8215.194烟囱底部直径=1.70 (ill)£ = d? + 2 八 H(m)=1.70+2*0.025*40=3.70(ni)式中di_烟囱岀口宜径，m :H烟囱髙度.m :i烟囱锥度，通常取=0.02*0.03;53烟囱的抽力5V =0.0342/7(一)一-一)一)3(几)y273 +0273+r/=0.0342 * 40( 一!)* 97860273 + 0273+150=174(pa)式中H_烟囱髙

10、度，m :外界空气温度，°C :烟囱内烟气平均温度，°C :B当地大气压，Pa；6 系统阻力的计算61摩擦压力损失对于圆管A/?z = A £(Pa)° d 2式中L管道长度，in :P烟气密度，kg/nf :V管中气流平均速率，B1/S ;几一靡擦阻力系数，是气体雷诺数心和管道相对粗糙度K/d的函数。可以査手册得到(实际中对金属管道2值可取0.02,对砖砌或混凝丄管道久值可取0.04； = 1.34*273273+150=0.86kg/m3= 0.02* *0.50.86*13.922=31.5(pa)6.2局部压力损失孚呼)式中£异形管件的

11、局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得:与£相对应的断而平均气流速率，m/s :P烟气密度，kg/m：a S45°C时， =0.1取 a =45°C, v =13.9m/s0.84*13.92® = 0l*2=8.1(pa)A=0.05*tan67.5=0.12(m)图中二为30°Z形弯头査(=0.157l f心由手册査得© 410 =1.0*0.157=0.1570 84*13 92“ = 0.157 * =12.7(pa)图中三为渐扩管 査手册得 =0.190 84 *13 92“ = 0.19* =15.4(pa)(1

12、-0.4985)A=/ tan 15 °=0.93(m)图中a为渐扩管。a S45°C时， =0.1取 a =30°C, v=13.9m/s n 1A0.84*13.92 A/? = 0.1*=8.1 (pa)L=0.93(m)图52中b、c均为90。弯头査表得乙=0.230 84 *13 92® = 0.23 * =18.7(pa)两个弯头 3 J2 =2*18.7=37.4(pa)图T形三通管示意图对于如图所示T形三通管 =0.78A, = 0.78*=63.3(pa)对于T形合流三通 =0.550 84*13 92“ = 0.55 * -_=44.

13、6(pa)系统总阻力(英中锅炉出口前阻力为800 pa.除尘器阻力为1400 pa)工=30.8+183+8.1+12.7+15.4+8.1+37.4+63.3+44.6+800+1400=2603.4 (pa)7 风机及电动机的选择及计算7.1风机风机量的计算Oy=ll0X273+0273101.325B(w3/z)= l.l*5302x273+150 101.325x27397.86=9356.67myii)式中1.1_风量备用系数:° 标准状态下风机前表态下风量，m3/h :p风机前烟气温度，°C,若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度:B当地大气压力，kPa；72风机

14、风压的计算，c 273 + /101325 1.293 和、Hy=1.2(SA/?-5y)-7-x-x-(P.)273 + 20097.861.34=2604 (pa)式中1.2风压备用系数:工"系统总阻力，Pa :'烟囱抽力，Pa :一风机前烟气温度，°C :。一风机性能表中给出的试验用气体温度，°C :Py标准状况下烟气密度，1.34kg/nf ：根据0和"选左型号为Y5-50-12 No6C的引风机，其性能如表6-1表7-1YS-50-12 No6C型引风机性能型号转速/rmln-1流fit/in3 h1全川/pa介质温度广C有效功率/kw

15、全压效率/%Y5-5O-127201156830792009.89283.62 No6C型号噪声配用电动机传动皮dB(A)dB(SA)型号转速功率带（内周长裏/rmln-1/kw根数）Y5-5O-1287<13.8Y160L-229318.5B2261*2 No6CB337.3电动机功率的校核计算QH*Ne =-(kV)e 3600x1000;,_ 9356.67*2604*1.3=3600x1000*0.6*0.95 =15.4(kw)式中Q> _风机风咼，m3/h :ijy风机风压，Pa :7风机在全压头时的效率(一般风机为06,高效风机约为09):%机械传动效率，当风机与电机

16、直联传动时用联轴器连接时2 =0.95*0.98>用V形带传动时2=095 :0电动机备用系数，对引风机，"=d3 ；根据电动机的功率.风机的转速，Y160L-2B3型电动机基本可以满足要求。8系统中烟气温度的变化8.1烟气在管道中的温度降AG - q F (°C)式中0标准状态下烟气流mVh :F管道散热而积，m2 :Cv标准状态下烟气平均比热容(一般为1.352*1.357 kJ/m3 °C):“一管逍单位而积散热损失；室内 <7=4187 kJ/m2 h :室外 g=5443 kJ/m2 li :室内管道长:1=2.18-0.12-0.6=1.46 (ill)F=nLD=3A 4*1.46*0.5=2.29(m2)室外管道长:£=9.5-1.46=8.04 (m)F=nLD=3A 4*8.04*0.5=12.62(m2)q - F q2 F2