大气污染课程设计

1、河南城建学院大气污染控制工程课程设计报告书姓名 方长玲学号 学3408103专业环境科学0334081班指导教师隹桂枝日 期 2011年6月15日刖百在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧 层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的 舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。目前，大气污染已经 直接影响到人们的身体健康。该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处理，以免污染空气，影响人 们的健康生活。设计的目的是让我们学习电厂锅炉房净化工艺设计的一般步骤和方法，学会使用设计工具书和参考资料

2、，培养独立进行设计计算，绘制工程设计图纸的技能， 初步树立正确的设计思想，并通过设计进一步掌握课程内容。目录.4第一章设计任务第二章设计原始材料.4第三章烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 .6第四章 工艺流程的确定以及相关设备计算 8第一节除尘器的选择9第二节脱硫工艺的选择.13第三节工艺流程的确定 .17第四节除尘器的确定及其相关计算 .18第五节脱硫工艺的确定以及喷淋塔的设计说明 .19第六节确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 .21第七节系统中烟气温度的变化 .22第八节烟囱的设计.23第九节系统阻力的计算.24第十节风机和电动机的选择计算 .26设计体会28参考文献 29第一章设

3、计任务一、设计时间及地点1、时间：第17周2、地点：九号楼 A405二、设计题目平顶山市十三矿坑口电厂烟尘治理工程设计三、设计目的：加深理解课本所学知识，培养我们所学理论和有关工程知识， 综合分析和解 决实际工程设计问题的初步能力，使我们在运算、绘图、查阅资料和设计手册使 用等基本技能方面得到训练和提高。 通过设计，了解工程设计的内容、方法及步 骤，培养我们独立确定大气污染控制系统设计方案、 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。初步树立正确的设计思想，并通过设计 进一步掌握课程内容。第二章设计原始材料1、 单位生产状况平顶山十三矿坑口电厂，占地 63707m。装机容

4、量3X3MW劳动定员：223 人，固定资产：3194.94万元。按照“创建煤矿办电样板，创建资源综合利用典 范”的发展目标，坑口电厂已形成“求实创新、励精图治、团结拼搏、争创一流” 的企业精神，对锅炉的污染进行同步治理。2、 锅炉参数项目参数锅炉（1台）N6-3.43凝汽机锅炉蒸发量20t/h锅炉燃煤量洗中煤6.8 t/h烟气温度130150 C3、煤质资料参数厅P项目符号单位1工作基碳份Car%22262工作基氢份Har%1.92.43工作基氧份Oar%8104工作基氮份Nar%5工作基硫份Sar%0.60.86工作基水份Mar%1.221.937工作基灰份Aar%49598可燃挥发份Vda

5、f%14.515.69工作基低位发热量Qnet, arMJ/kg10.583、灰成分分析厅p名称符号单位设计煤种校核煤种1二氧化硅SiO2%52.750.982三氧化二铝Al 2Q%28.3632.083三氧化二铁FeQ%53.854氧化钙CaO%4.644.125氧化镁MgO%1.381.446氧化钾K2O%1.791.047氧化钠NaO%0.210.148三氧化硫SO%1.512.269五氧化二磷BQ%0.220.6010二氧化钛TiO2%0.860.964、气象和地理条件J*六 丁 P气象和地理条件参数1多年平均大气温度15.6 C2多年极端最高气温42.3 C3多年极端最低气温-15.

6、3 C4多年平均相对湿度67%5多年平均风速2.4m/s6累年瞬时最大风速20m/s7最大冻土深度22cm8最大积雪深度22cm9地基承载力230kPa10抗震设防烈度6度11设计基本地震加速度值0.05g6.排放浓度按国家相关排放标标准第三章烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算一、设计时所用参数以及所用煤质资料1、所用参数(1)、锅炉型号 SHL10-1.3.82-P 型(2)、额定蒸发量20t/h(3)、锅炉最大耗煤量 6800kg/h(4)、排渣形式固态排渣(5)、应用基低位发热量 10580kJ/kg2、烟气性质烟气温度：144c露点温度：57 c烟气压力：2000pa3、煤质资料煤的组成

7、成分项目CHONSAWVy%242.0900.8561.815.0烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1 .标准状态下的理论空气量Qa, = 4.76 (1.867 CY+ 5.56HY+ 0.7 S Y 0.7 OY) (m3/kg)Qa 4.76 (1.867 0.24 5.56 0.02 0.7 0.8 0.7 0.09)=2.39 (m3/kg)式中cY, cY, sY, oY分别为煤中各元素所含的质量分数。2 .标准状态下的理论烟气量Qs,= 1.867 (CY+0.375SY) + 11.2 HY+ 1.24 W10.016 Q a / + 0.79 Q a /Qs 1.867 (0.

8、24 0.375 0.008) 11.2 0.02 1.24 0.018 0.016 2.390.79 2.39 =2.83 ( m3/kg)式中 Qa x -标准状态下的理论空气量，m 3/kg wY一煤中水分所占质量分数,%N Y-N元素在煤中所占质量分数，%3 .标准状态下实际烟气量Q s =Q s ' + 1.016( a 1) Q a / (m 3/kg)标准状态下烟气流量 Q应以m3 / h计，因此，Q Qs设计耗煤量Q 2.83 1.016 (1.4 1) 2.39 3.80( m3 / kg)Q Qs 设计耗煤量=3.80 X 6800X 3=77520( m3/h)式

9、中a-空气过量系数Qs标准状态下理论烟气量，m3 / kgQa 标准状态下理论空气量，m3/kg4、标准状态下烟气含尘浓度C =( d shXAY )/ Q s ( kg/ m3)0.20 0.563.800.03(kg/m3 )=30000 (mg/m3)式中dsh 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数A Y -煤中不可燃成分的含量Qs 标准状态下实际烟气量,(m3/kg)5、标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算Cso 2 =(2S Y)/ Q s X 106 (mg/ m3)2 0.008 10623.84210.5(mg/m3)式中SY -煤中可燃硫的质量分数Qs 标准状态下燃煤产生的实际

10、烟气量,(m3/kg)第四章 工艺流程的确定以及相关设备的计算通过对坑口电厂锅炉燃煤过程中产生的烟气量、烟尘浓度、二氧化硫浓 度的计算可知，实际操作条件下，烟气量77520(m3/h),烟尘浓度为30000(mg/m)，二氧化硫浓度为4210.5 (mg/mi)。按锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001)中二类区标准执行。标准状态下烟尘浓度排放标准： 200mg/mi,标准状态下二氧化硫浓度排放标准：900 mg/n30要求达到国家行 业的排放标准，则设计时要求除尘器的除尘效率达到(1-200/30000) X100%=99.3%脱硫设备要求达到的脱硫效率为(1-900 /4210

11、.5) X 100%=78.6%,第一节除尘器的选择1、除尘器选用要点确定除尘器的种类，型式和流量时，应考虑以下要点：(1)、粉尘的分散度选择除尘器的型式时，首先要确切掌握粉尘的分散度，例如，粒径在10um 以上时应选离心力除尘器，在粒径为数微米以下粒径占大部分时，应选择电 除尘器、过滤式除尘器或洗涤器。(2)、按粉尘密度粉尘密度对除尘器的除尘性能影响很大，这种影响表现最为明显的是重 力、惯性力和离心力除尘器。所有除尘器的一个共同点是堆积密度越小，尘 粒分离捕集就越困难，粉尘的二次飞扬也越严重，所有在操作上与设备结构 上应采取特别措施。(3)、按含尘浓度、在重力、惯性力和离心力除尘器中，一般说

12、来，进口浓度越大，除 尘效率越高，可是这样一般又会增加出口含尘浓度，所以不能仅从除尘效率 高，就笼统的认为粉尘处理的好。、在文氏洗涤器、喷射洗涤器等除尘器中，考虑到喉管段的摩擦损耗 和喷嘴堵塞等因素，希望初始浓度不要太高。、在过滤式除尘器中，初始浓度越低，整体的除尘性能越好。在高初 始浓度时，希望采用压力损失变化小的连续清灰方式。、电除尘器，一般初始浓度为 30mg/m (标)以下的范围内使用。(4)、烟气温度的影响对于高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器，如果烟气中含有SO、NO/气态污染物时，可以考虑采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题。2、经以上分析，初步可选择的除尘器有文丘里管除尘器和袋式

13、除尘器。下面 对这两种除尘器进行比较：文丘里管除尘器文丘里管除尘器是湿式除尘器中除尘效率最高的一种除尘器，它的优点是除尘效率高，可达99.9%以上，又能消耗1um以下的细尘粒，结构简单， 造价低廉，维护管理简单。它不仅可用作除尘(包括净化含微米和亚微米粉尘粒子），还能用于除雾、降温和吸收有害气体、蒸发等。文丘里除尘器由文氏管和脱水装置除沫器组成， 除沫器一般选立式旋风 水膜除尘器。文氏管由三个异型管（即收缩管、喉管和扩散管组成一根长管） 及喷水装置所组成。文丘里管实际上是整个装置的预处理部分，它使烟尘微 粒凝聚而使其有效尺寸增大，易于捕集，而真正将烟气与夹带的烟尘微粒的 水滴的分离过程是在除雾

14、器中进行的。文丘里洗涤器的主要工作原理是惯性碰撞，当含尘烟气进入收缩管之 后，气流的速度随着界面的缩小而骤增，这股高速气流冲击从喷水装置喷出 的液体，使其泡沫化。然后，气、液、固多相流进喉管，使流速达到最大值。 在喉管中由于气液两相充分碰撞接触和由于压力的的降低，烟气便成饱和状态；进入扩散管后，烟气流速逐渐降低，静压得到一定的回复，于是，蒸汽 便以烟尘微粒为核心，开始逐渐凝聚，由于截面的变化，引起气流速度的重 新分布，在气、液、周三相间由于惯性力的不同，存在着相对运动，于是产 生了固体烟尘大小颗粒间、液体和固体间以及液体不同直径水滴间的相对碰 撞，其结果是出现了大颗粒捕集小颗粒、小颗粒挂于大颗

15、粒等的凝并现象， 使烟尘的有效尺寸增大。经文丘里洗涤器预处理后的烟气以切向速度进入除雾器， 在离心力的作 用下，除雾器将烟尘和水流抛向除雾器的器壁，烟尘被壁面上流下的水膜所 黏附，随含尘废水经下部灰斗排至沉淀池，净化后烟气从除尘器上部排除。袋式除尘器袋式除尘器，又称空气过滤器，是利用多孔纤维材料制成的滤袋， 将含 尘气流中的粉尘捕集下来的一种高效除尘装置。由于其具有除尘效率高，尤 其对微米或亚微米级粉尘颗粒具有较高的捕集效率，除尘效率可达到99.9%以上，且不受粉尘比电阻的影响；运行稳定，对气体流量及含尘浓度适用性 强；处理流量大，性能可靠等优点，因此广泛使用于工业含尘废气净化工程。 但目前存

16、在的主要问题是：普通滤料不耐高温，若采用特殊滤料，则成本很 高，另外不适宜净化黏性及吸湿性强的气体，否则气体温度低于露点温度时， 会产生“糊袋”现象，使除尘器不能正常运行。袋式除尘器的工作原理是，含尘气体从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤 料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉 积在滤料的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。常 用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，一般为 20um50um因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电 和扩散等作用，逐渐在滤料表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后， 它成为袋式除尘器分主要过

17、滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成颗 粒初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤布上的积聚，滤袋两侧的压力 差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。另 外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产 系统的排风效率。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰不 能过分，即不应破坏颗粒初层，否则会引起除尘效率显著下降。对于粒径0.1 um 0.5 um的粒子，清灰后滤料的除尘效率在 90犯下；对于1以下的效率 在98姒下。当形成颗粒层后，对所有粒子效率都在 95姒上；对于1 um以 上的粒子，效率高于99.6%。根据清灰方法的不同，可分为机械

18、振动类、分室反吹类、喷咀反吹类、脉冲 喷吹类、机械回转反吹类5种类型。脉冲喷吹式布袋除尘器由于其脉冲喷吹强度 和频率可进行调节，清灰效果好，是目前世界应用最为广泛的除尘装置。 常用袋 式除尘器有简易袋除尘器、机械振打袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器和气环式 袋式除尘器。(1)机械振打袋式除尘器：是利用机械装置使滤袋产生振动而消灰的袋式 除尘器。此类除尘器的特点是施加于粉尘层的动能较少而次数较多，因此要求滤料薄而光滑，质地柔软，有 利于 传递振动，在过滤面上生成足够的振动力。结构及工作原理： 中部振打袋式除尘器，又称ZX型袋式除尘器。基本部 件由滤袋、箱体、灰斗、振打消灰装置、进出风管及螺旋输送机

19、等部分组成。 含尘气体由灰斗上部进入，然后向上进入滤袋，粉尘积于滤袋内表面，净气经 滤料由阀箱向外排出。箱体由隔板分成相等滤袋数目的多个仓，袋底开口，并 固定于底板的短管上，袋顶由帽盖封闭，并悬吊在振打机构的吊架上。箱体的 顶盖上装有阀箱及振打机构。特点：具有较高、稳定的除尘效率和较低的阻力，构造简单，滤袋装卸方便，维护 容易，应用范围较广，适用于常温气体的过滤。（2）脉冲袋式除尘器：脉冲袋式除尘器有侧喷脉冲、顺喷脉冲、对喷脉冲、 气箱脉冲、大型分室脉冲、旁插扁袋脉冲、离线脉冲、环隙喷吹、回转清灰脉 冲袋式除尘器等多种形式。工作原理：含尘空气进气口进入除尘箱，因气体突然扩张，流速骤然降 低，颗

20、料较粗的粉尘，靠其自重力向下沉降，落入灰斗。细小粉尘通过各种效 应被吸附在滤袋外壁，经滤袋过滤后的净化空气，通过文氏管进入上箱体，从 出气口排出，被吸附在滤袋外壁的粉尘，随着时间的增长，越积越厚，除尘器 阻力逐渐上升，处理的气体量不断减少，为了使除尘器经常保持有效状态，设 备阻力稳定在一定的范围内，就需要消除吸附在滤袋外面的积灰。消灰过程是由控制仪按规定要求对各个电磁脉冲阀发出指令，依次打开阀门，顺序向各组滤袋内喷吹高压空气。于是，气包内压缩空气经由喷吹管的孔 眼穿过文氏管进入滤袋（称为一次风）-而当喷吹的高速气流通过文氏管一一 引射器的一刹那，数位于一次的周围空气被诱导同时进入袋内（称二次风

21、）。由于这一、二次风形成一股与过滤气流相反的强有力逆向气流射入袋内，使滤袋在一瞬间急剧从收缩一一膨胀一一收缩，以及气流反向作用，逐将吸附在袋 壁外面的粉尘清除下来。由于清灰时向袋内喷吹高压空气是在几组滤袋间依次 进行的，并不切断需要处理的含尘空气。所以在清灰过程中，除尘器的压力损 失和被处理的含尘气体量都几何不变。这一点就是脉冲袋式除尘器的先进性之特点：清灰方式作用强度很大，而且其强度和频率都可以调节，所以清 灰效果好。第二节脱硫工艺的选择：对烟气进行脱硫技术有三种技术，即湿式烟气脱硫技术、半干法烟气脱 硫技术、干法烟气脱硫技术。其中湿式烟气脱硫技术应用比较广泛，且方法 较多，技术成熟。湿式烟

22、气脱硫技术有以下几种方法：石灰/石灰石-石膏法该法的脱硫原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫，先生成 亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。副产品石膏可回收利用。1,8,10 泵；2一循环槽；3吸收塔；4一母液槽；5一氧化塔； 6稠厚器；7一中间槽；9一离心机将配置好的石灰浆液用泵送入吸收塔顶部，经过冷凝塔冷却并除去90%以上的烟尘。含SO的烟气从塔底进入吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循 环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过在加热装置通过烟囱排空， 石灰浆液在吸收SO后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的混合液，将此混 合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送入氧化塔，并向塔内送入

23、 490kPa的压缩空气进行氧化，生成色石膏经稠厚器使其沉积，上层清夜返回 循环槽，石膏将经离心机分离得到成品石膏。现代石灰/石灰石-石膏法工艺流程主要有原料运输系统、石灰石浆液的制备系统、烟气脱硫系统、石膏制备系统和污水处理系统。脱硫系统的结垢和阻塞是石灰/石灰石-石膏法工艺中最常见的问题，造 成结垢阻塞的固体沉积主要以三种方式出现，即因溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积。Ca(OH)或CaC的积或结晶析出；CaCOt氧化成CaCOA溶 液中结晶析出，其中后者是导致脱硫塔发生结垢的主要原因，特别是脱硫钙 结垢坚硬，一旦结垢难以去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控 制仪器和管道等。为防

24、止固体沉积，特别是 CaCO勺结垢，除使吸收器应满 足持液量大，气液两相相对速度高、有较大气液接触表面积、内部构件少、 压力降小等条件外，还可采用控制吸收液过饱和和使用添加剂等方法。3.2.2双碱法一一碱式硫酸铝-石膏法双碱法一一碱式硫酸铝-石膏法是先用碱性清夜做吸收剂，然后将吸收 SO后的吸收液用石灰石或石灰进行再生，再生后的吸收液可循环使用。由 于在吸收和吸收液的再生处理中得到不同的碱，故称为双碱法。双碱法具有 明显的优点，由于采用清夜吸收，从而克服了湿式石灰 /石灰石-石膏法中结 垢的缺点，不存在结垢和料浆堵塞等问题；另外，副产品石膏的纯度较高， 应用范围也更广泛。碱式硫酸铝-石膏法工艺

25、流程图如下所示：碱式硫酸铝-石膏法工艺流程图5一中和槽;1吸收塔；2一氧化塔；3除镁中和槽；4一沉淀池;6增稠器；7离心机（1）、反应原理：首先是吸收剂的制备，碱式硫酸铝水溶液的制备可用粉末硫酸铝，即 Al2SO4.（1618）H2O溶于水，添加石灰石或石灰粉中和，沉淀出石膏，即得所 需碱度的碱式硫酸铝。其中主要反应式如下：2 Al 2（SC4） 3+3CaC3+6H2O=A12（SQ）3.A1 2C+3CaSC2H2O+3CC碱式硫酸铝中能吸收SC的有效成分是Al2Q,它在溶液中的含量常用碱度表示，碱式硫酸铝可用（1 -X） Al 2（SC4） 3. X AI2Q表示。（2）、吸收：在吸收塔

26、内，碱式硫酸铝溶液吸收 SC的反应式为：Al 2（SC4） 3.AI 2C3+ 3SC2= Al 2（SC） 3. Al 2（SC3） 3（3）、氧化：在氧化塔中，利用压缩空气将SC吸收后生成的浆液Al2（SC4）3. Al 2（SC3） 3 氧化，反应式如下：Al 2（SC） 3. Al 2（SC） 3+3/2C=2 Al 2（SC） 3（4）、中和：在中和槽中，加入石灰石作为中和剂，再生出碱式硫酸铝吸收剂，同时沉 淀出石膏，其反应式如下：2 Al 2（SQ）3+3CaC3+6HC= Al2（SQ）3.Al 2Q+3CaSC2H2C+3CC（5）、工艺流程：碱式硫酸铝-石膏法工艺过程主要由吸

27、收剂的制备系统、吸收系统、氧化系统、中和再生系统组成。吸收SC后的吸收液送入氧化塔，塔底鼓入压缩空气，使Al2（SC）3氧化， 氧化后的吸收液大部分返回吸收塔循环使用，只引出小部分送至中和槽，加 入石灰石再生，并产生副产品石膏。主要设备为吸收塔和氧化塔，吸收塔选用喷淋塔，顶部安装除沫器。氧 化塔为空塔，在塔底装置特殊设计的喷嘴，压缩空气和吸收液同事经过该喷 嘴进入塔内。碱式硫酸铝-石膏法的优点是处理效率高，液气比比较小，氧化塔的空 气利用率较高，设备材料较易解决。碱式硫酸铝-石膏法的影响因素(1)、吸收液碱度一般来说吸收液碱度越高，吸收效率越高，但碱度在50%Z上时容易生成絮状物，将妨碍吸收操

28、作，碱度过低则会降低吸收 液的吸收能力。因此工业生产中常将碱度控制在20%30%中和后吸收液的碱度在25%35%(2)、操作液气比 由于溶液对有SO很好的吸收能力，即使液气比较 小，也可取得较好的吸收效果。但液气比的大小与吸收温度、烟气中的SO和Q浓度有关，当吸收温度较高时，SO浓度较大或Q浓度较低时，均需增 大液气比值。工业生产中，吸收段液气比值控制为10L/m3,增湿段则为3L/m3<(3)、氧化催化剂 在工业生产中，为了减少操作的液气比值，可在吸收液中加入氧化催化剂强化氧化反应,一般选用 MnSOW崔化剂,用量为 0.20.4g/L，但由于钮离子随反应时间的延长浓度减少，所以一般加

29、入量为 12g/L。钠式吸收法钠碱法就是用NaOHE NaCO水溶液吸收废气中的SO后，不用石灰或石 灰石再生，而直接将吸收液处理成副产品。与石灰 /石灰石相比，该法具有 吸收速度快，不存在阻塞、结垢问题等优点。根据钠碱液的循环使用与否， 分为循环钠碱法和亚硫酸钠法。一些中小型化工厂和冶炼厂常用该法处理硫酸尾气的SO,但因NaCO的有限，限制了该法的推广第三节工艺流程的确定经实际进行的调查和收集相关的资料，开始选择两套工艺流程。第一套工艺流程图如下:已知烟气的露点温度为 57C,则经处理后的烟气可直接排到大气中，不需 要换热器进行换热。第四节除尘器的确定及其相关计算1、除尘效率200刀3000

30、0刀=99.3%式中C 标准状态下烟气含尘浓度,mg/m3Cs 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,mg/m32、除尘器的选择工作状况下烟气流量Q QT(m3/h)T77520 (273 144)273101.325103.3251.16 105 m3, h式中q-标准状态下烟气流量，(m3/h)T -工况下烟气温度，KT标准状态下温度，273K则烟气流速为 U6100 32.25(m3/s)36003600根据提供的原始资料以及计算工况下的烟气量可知，若用文丘里除尘器，由于文丘里除尘器的处理量比较小，需并联若干个一起使用，计算复杂且耗资大，故选用脉冲喷吹袋式除尘器。所选除尘器参数如下表名称处

31、理风量过滤面积(m2)过滤风速(m/s)设备阻力(mmh2o)长X宽X 高(单位为m)CDY165000101822.71258840X 5960 X16895总过滤有效面积：A=Q/60v =116100/ (60X 2.5) =774m2取 v=2.5m/min第五节脱硫工艺的确定以及喷淋塔的设计说明钠碱法与石灰/石灰石相比，该法具有吸收速度快，不存在阻塞、结垢问题 等优点。但因NaCO的有限，限制了该法的推广。石灰/石灰石-石膏法工艺中最常见的问题是脱硫系统的结垢和阻塞，若某方面发生了结构后阻塞，则会影响整个脱硫系统的正常运行。双碱法-碱式硫酸铝-石膏法具有明显的优点，由于采用精液吸收从

32、而克服了 湿式石灰/石灰石-石膏法中结垢的缺点，不存在结垢和料浆堵塞等问题；另外， 副产品石膏的纯度较高，应用范围也更广泛。经综合的比较，本次设计的烟气除尘脱硫的工艺选用第二套工艺流程。 一、设计说明：一般塔底液面高度hi=615m最低喷淋层离入口顶端高度 h2=1.24m；最高喷 淋层离入口顶端高度h3呈vt ;除雾器离最高喷淋层距离呈1.2m （当最高喷淋层采 用双方向喷嘴时，该距离呈3m除雾器离塔出口烟道下沿距离三1m喷淋区的高 度不宜太高三6m,喷淋塔的空塔流速 0.61.2m/s ,阻力20200Pa,液气比 0.72.7L/m3。第一级除雾器最高一层喷淋管道至少应为 9101200

33、mm最高一级 除雾器截面收缩点或水平出口点低端应留 10001500mm勺距离。简单示意图如 下：二、设计计算1、塔径（D）的确定D= 4Q/ v设空塔气速V=1.2 m/s ;烟气流量 Q=1.161X 105m/h=1.161 x 105/3600 m3/s=32.25 m 3/s代入公式求的塔径为：D二 .4-32.25 / 1.2 =5.85m实际取塔径D=6m取塔底液面高度hi=8m最低喷淋层离入口顶端高度 h2=3.0m,最高喷淋层离 入口顶端高度h3呈1.2 X2=7.2m,取h3=2.4m2、塔入口烟道的设计烟道下沿离塔底液面为h5=1.8m3、塔出口烟道的设计烟道出口下沿离除

34、雾器距离为 h6=1.5m4、喷淋层的设计喷淋层的设计包括浆液管道、喷嘴的选择与布置。喷嘴的数量和喷淋层数取决于脱硫效率，一般采用36层。喷淋层可用多台循环泵供浆或一层喷淋层单独对应供浆，后者更适合于大型脱硫塔且烟气负荷变 化较大的场合。当某台循环泵或管路需检修时，只需将其停止来即可，不会影响 到塔的运行；当锅炉负荷变化时，可通过增加或停止一台循环泵达到节能的效率， 也可备用一套管道（包括循环泵、喷淋层及相关管道），以满足未来日益严格的环 保要求。第一层（最低一层）喷淋层离烟道上部一般保持 24m的距离，以便使浆液 能充分与烟气接触并避免进入烟道内， 喷淋层与喷淋层之间的间距为1.52.5m

35、, 最高喷淋与除雾器间的距离至少应为 1.2m。喷淋层喷嘴喷出的雾冠在1mm范围内能完全覆盖塔断面，一般要求具有120%250的覆盖率。喷嘴应具有较大的自由畅通孔径，一般应大于45mm否则 易被结垢片等杂物所阻塞。本次设计喷淋层之间的间距h4=1.8m,设5个喷淋层。5、除雾器区域的设计脱硫塔一般采用两级除雾器，两级除雾器间的距离应为1.8m左右，以便检修 维护。除雾器距最近喷淋层的距离与该层采用的喷嘴形式有关， 当采用向下喷雾 的喷嘴时，其间距应大于1.2m；当采用双层喷雾的喷嘴时，其间距应大于 3m本次设计选择板式除雾器，采用一级除雾器。6、除硫效率设计的除硫效率为进口浓度 Go2=420

36、1.5mg/n3要求出 口浓度 CSo=900 mg/m34=(4201.5-700 ) /4201.5 义 100% =78.6%经处理后的烟气温度会降5C10C,本次设计温度降为131.7-5=126.7 C。 经处理后的烟气量为Q= (273+126.7) / ( 273+131.7) X 1.16 X 104=1.14 X 105 m3/h第六节 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 了各装置的具体位置，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

37、，并使安装、操作和检修方便。2 .管径的确定d = (4Q/ 兀 v)1/2d 4Q/ v'_4 32.25/12 1.85m 圆整后d取1.8m 此时v 12.7m / sft规定范围内式中Q工况下管内烟气流量，m/sv 烟气流速，m/s ,(可查有关手册确定，对于锅炉烟尘 v = 1015m/s）。第七节系统中烟气温度的变化当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。1 .烟气在管道中的温度降Ati = (q XF)/(Q XCV( 七)t1=101.8 1,8 5443/(77520 1.356)=30支式中Q-标准状态下烟气流量 Q

38、, m3/hF 一管道散热面积，m 2C v -标准状态下烟气比热容(一般为 1.3521.357kJ/m3.七)q 一管道单位面积散热损失室内 q = 4187 kJ/(m2 - h)室外 q = 5443 kJ/(m2 - h)经计算烟气进、出喷淋塔的温度分别为131.7TC、126.7. ?C (取喷淋塔的温度降为5?C)。烟气进、出风机的温度分别为 32匕112?C02 .烟气在烟囱中的温度降A12 = (H X A)/(D 1/2)( ?C )式中D-合用同一烟囱的所有车炉额定蒸发量之和，t /hH 烟囱高度，mA -温降系数，可由表1-1查得。表1-1烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱(无

39、衬筒)钢烟囱(有衬 筒)砖烟囱H<50m壁厚< 0.5m砖烟囱 壁厚,0.5mA20.80.40.2A12 = (H X A)/(D 1/2)( ?C )=(160X 0.2) /限=4七式中A为砖烟囱 壁厚,0.5m时取得值。进入烟囱时的温度为144-30-5=109?C所以出烟囱时的烟气温度为109-4=105七烟囱内烟气平均温度为(109+105) / 2 =107 七第八节烟囱的设计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(表1-2)确定烟囱的高度。表1-2锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力(t/h )&l

40、t;1122661010 2026 35烟囱最低高度(mj)202530354045.锅炉总额定出力:3义20=60 (t/h )利用外延法计算出烟囱的高度H为160ml2 .烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算 d = 0.0188 ( Q/v) 1/2 (m)式中Q-通过烟囱的总烟气量，m/hv- 按表1-3选取的烟囱出口烟气流速，m/s表13烟囱出口烟气流速通风方式运 行情况全负荷时最小负荷机械通风102045自然通风6102. 53选定v=4m / s1.14 105d 0.0188 1.64(m)圆整取d=2.0m烟囱底部直径取厚度t=370mm d2 =1.64+2 X 0.37

41、=2.38md1 d2 2 i Hd12.38 2 0.025 160 10.38m式中d2 烟囱出口直径，mH烟囱高度，m烟囱锥度，取i = 0.020.03 式中取0.0253、烟囱的抽力Sy = 0.0342 H273 tK 273 tP1、1 ) B (Pa)13)103.325 103273 107c1Sv 0.0342 160 (y273 15.6 =471 Pa式中H烟囱高度，mtk 外界空气温度，oC tp 烟囱内烟气平均温度，oCB- 当地大气压，Pa第九节系统阻力的计算1.摩擦压力损失Pl.对于小1800圆管L=247m1.34 12.72122(Pa)p =1.34kg/

42、 m3101.8 Pl 0.02 -1.8式中L-管道长度，m ;d-管道直径，m ;P -烟气密度，kg /m3 ;v -管中平均气流速率，m/s ;入一 摩擦阻力系数，可以查手册得到（实际中对金属管道入值可取 0.02,对砖砌或混凝土管道入值可取 0.04）2. 局部压力损失流体流过异形管件或设备时，由于流动情况发生变化使流动阻力增加，这种 阻力叫做局部阻力。克服局部阻力而引起的能量损失，简称局部损失。Apm = ( P v2/2 )( Pa)2一. 222.7( Pa)A pm0.21 1.34 12.722整个工艺流程有8个90°弯管，8个阀门 所以总局部压力损失为22.7

43、X 16=363 Pa式中异形管件的局部阻力系数可查到v与士像对应的断面平均气流速率，m/s除尘管道管件局部阻力系数表厅p名称局部阻力系数1伞形 罩01020304090120150圆形0.140.070.040.050.110.200.302渐扩 管22.53045900.060.80.91.03渐缩 管当450 时，=0.104900圆形 弯头900R/D二中节儿端 节三中节儿端 节五中节二端 节八中节二端 节1.00.290.280.240.241.50.250.230.210.21-烟气密度,kg/m33、系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为 800Pa除尘器阻力1225P3喷淋塔取 225 Pa）h 800 1225 225 122 363 =2735 (Pa)第十节风机和电动机的选择计算1.风机风量的计算273 tp 7 101.325 /3 -Qy =1.1 Q