某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计毕业设计论文

1、毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导 下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的 地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为 获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了 谢意。作者签名：日 期：指导教师签名：日 期：使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有 权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版

2、，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为 目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或

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5、 o 1-5 h z 、引言1 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 1.1烟气除尘脱硫的意义1 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 1.2设计目的1 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 1.3设计任务及内容1 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 1.4设计资料2 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 二、工艺方案的确定及说明3 HYPERLINK l book

6、mark78 o Current Document 2.1工艺流程图3 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 2.2基础资料的物料衡算 3 HYPERLINK l bookmark119 o Current Document 2.3工艺方案的初步选择与确定5 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 2.4整体工艺方案说明5 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 三、主要处理单元的设计计算6 HYPERLINK l bookmark128 o Current

7、 Document 3.1除尘器的选择和设计6 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document 除尘器的选择6袋式除尘器滤料的选择 7 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 选择清灰方式9袋式除尘器型号的选择10 HYPERLINK l bookmark147 o Current Document 3.2脱硫设备设计 11常见的烟气脱硫工艺 11 HYPERLINK l bookmark153 o Current Document 比对脱硫技术12脱硫技术的选择14 HYPERLINK l bookmark1

8、64 o Current Document 3.3湿法脱硫简介和设计 14基本脱硫原理 14脱硫工艺流程15脱硫影响因素15 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 3.4脱硫中喷淋塔的计算16塔内流量计算16 HYPERLINK l bookmark239 o Current Document 喷淋塔径计算16喷淋塔高计算17 HYPERLINK l bookmark257 o Current Document 氧化钙的用量18 HYPERLINK l bookmark281 o Current Document 3.5烟囱设计19烟囱高度计算1

9、9烟囱直径计算19烟囱内温度降 20烟囱抽力计算 2021、官网的设置4.1管道布置原则21 HYPERLINK l bookmark305 o Current Document 4.2管道管径计算21 HYPERLINK l bookmark224 o Current Document 4.3系统阻力计算 22 HYPERLINK l bookmark336 o Current Document 五、风机和电动机的计算 23 HYPERLINK l bookmark339 o Current Document 5.1风机风量计算23 HYPERLINK l bookmark342 o Cur

10、rent Document 5.2风机风压计算23 HYPERLINK l bookmark345 o Current Document 5.3电机功率计算25六、总结26七、主要参考文献27一、引言1.1烟气除尘脱硫的意义目前，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。我国随着经济的快速发展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物 等有毒有害的污染物质急剧增多。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫 措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染甚至已

11、经直接影响到人们的身 体健康。因而已经到了我们不得不面对的时候，这里我们将用科学的态度去面对去防治。该燃煤锅炉烟气的污染物主要是颗粒污染物和二氧化硫，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。通过设计合适的除尘 脱硫系统对烟气进行处理，从而尽量使排放的烟气污染物浓度达标，而不至于污染环境和 危害人体健康。1.2设计目的通过本课程设计的综合训练，使环境工程专业学生掌握大气污染控制工程课程所 要求的基本设计方法，具备初步的大气污染控制工程方案及设备的独立设计能力，锻炼学 生查阅和收集专业资料和设计手册的技能，培养学生综合运用所学的理论知识独立分析和 解决

12、大气污染控制工程实际问题的实践能力。1.3设计任务及内容设计题目某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计设计任务及要求基本物料衡算：计算燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度、二氧化硫浓度及净化效率的计 算；净化系统工艺方案的确定；主要设备尺寸的计算；官网布置及计算：确定各装置的位置及管道的布置，并计算各管段的管径、长度、 烟囱高度和出口内径及系统总阻力。风机及电机的选择设计：根据净化系统处理的烟气量、烟气温度及系统总阻力等 的计算，选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。编写设计说明书，用CAD完成设计图纸2份（A3），需做一份系统立面图和一份 主要设备尺寸图。1.4设计资料第3组资料：1、锅炉耗煤及排烟情

13、况锅炉型号：SZL10-1.6型（共3台）燃煤量：1540 kg/h （台）蒸发量：10 t/h （台）烟气出口处离地面2.5m排烟温度：150 C烟气密度（标态）：1.3 kg/m3空气过剩系数：1.36飞灰占煤中不燃分分比例：18%2、煤质分析Cy=68%, Hy=4%, Oy=5%, Ny=1%,Sy=1%, Ay=15%, Wy=6%3、粉尘粒径分布表1-1第三组粒径分布粒径（pm）1525815583513W1含量（%）3.64.859.227.14.21.1表1-2粉尘比电阻温度电阻Qcm3x1078x1071.5x1073.5x1074、气象资料当地气象

14、资料显示：该地区年平均气压98 kPa；空气中含水（标态）：0.016 kg/m3； 年平均气温18.6 C；极端最高气温39.9 C；极端最低气温-1.9 C。二、工艺方案的确定及说明2.1工艺流程图图2-1烟气处理工艺流程图2.2基础资料的物料衡算1.理论空气量Q = CY + 5.56Hy + 0.7Sy -0.7Oy) (m3N/kg)=6.9684 (m3N/kg)2,理论烟气量(设空气含湿量0.016 kg/m3)Q = 1.867(Cy + 0.375Sy) +11.2 Hy + 1.24Wy + 0.016Q + 0.79Q + 0.8 Nysaa（2-1）(m3N/kg)=7

15、.4234（m3N/kg）式中：Qa 理论空气量（m3N/kg）实际烟气量Qs*+ 唤-岬（m3N/kg）=10.1138（m3N/kg）式中：a 1.38。Q一,、s 理论烟气量（m3N/kg）Q一、一，、a 理论空气量（m3N/kg）烟气流量Q = Qs X设计耗煤量（2-2）（2-3）（2-4）=29164.335（m3N/h）=8.1012（m3N/s）式中：Q m3N/h计Qs 实际烟气量（m3N/kg）设计耗煤量一950 x 3kg/h5.工况下总烟气量QT(2-5)Q = Q (m 3/h)=46256.9885 (m3/h)式中：Q 标准状况下的烟气流量，m3/hTT 工况下烟

16、气温度，K；T 标准状态下的温度，6烟气含尘浓度：C = d x A y =ShQs273K。式中：d 18%；shAY15.18%；0.18 x 0.151829164335= 2 .6702 x 10 3 (m g / m 3 n )(2-6)Q s29164.335 (mg/m3N)。7.烟气中二氧化硫浓度的计算：C2 SySO2Qsx 106=3.9480 x 103 (mg/m3N)(2-7)式中：SY 2.02%。Qs 一燃煤产生的实际烟气量(m3N/kg)8.除尘效率计算：(2-8)门=1 - C = 92.51%式中：C一烟气含尘浓度，mg/m3N；q一锅炉烟尘排放标准中规定值

17、，200mg/m3N。9.脱硫效率计算(2-9)门=1 - C-S2 = 77.20%Cso2式中：CS2标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，900 mg / m 3。CsSq2标准状态下二氧化硫浓度，3.9480 x 103 mg / m3；表2-1计算所得数据表项目计算所得项目计算所得1理论空气量6.9855(m3N/kg)6烟气含尘浓度2.6702 103(mg / m3 n2理论烟气量7.5290(m3N/kg)7烟气中二氧化硫浓度3.9480103( mg/m 3n3实际烟气量10.2331(m3N/kg)8除尘效率92.51%4烟气流量29164.335(m3N/h)9脱硫效率

18、77.20%5工况下总烟气量46256.9885 (m3/h)2.3工艺方案的初步选择与确定根据所查资料，初步选定袋式除尘器作为除尘装置，选定石灰石/石灰-石膏法进行烟 气的脱硫。如图1.所示，对于锅炉排出的烟气，首先结果袋式除尘器组进行粉尘的捕集， 接着进行脱硫，通过引风机作用，使达标烟气通过烟囱排放入大气中。2.4整体工艺方案说明图2-1工艺方案简图A、本组资料中，燃煤锅炉为三台。设置除尘器A、A、锅炉房A为第一除尘器组，BBBB412 3 4为第二除尘器组，锅炉烟气通过管道以及引风机作用下，进入第一除尘器组，此时第二除 尘器组处于待命状态；当第一组需要除尘时，关闭一组进行机械振动清灰，开

19、启二组进行 烟尘捕集。通过这样的捕集与清灰方式，可以使整个除尘系统保持连续运作，并且每组除 尘器组的过滤面积都为440m2,完全满足锅炉的烟气所需的过滤面积386m2,且每组除尘器 组都具有冗余作用。粉尘捕集后的气体进入脱硫塔，以湿式石灰石/石灰一石膏法进行脱 硫处理。处理后的达标烟气通过风机的作用从烟囱排放入大气中。三、主要处理单元的设计计算3.1除尘器的选择和设计除尘器的选择表3-1该锅炉粉尘粒径分布粒径（ m）15258155835135044长椎体旋风除尘器84.240799299.5100电除尘器97.09094.59799.5100文丘里洗涤器99.59999.5100100100

20、袋式除尘器99.799.5100100100100首先根据除尘效率（92.51%）以及粒径范围（125 m），满足要求的的除尘器有：文丘里洗涤器、电除尘器以及袋式除尘器。对于文丘里洗涤器，由于工况下烟气流量为4.299m3太3，气流量较大，阻力大，易形成堵塞，且产生酸性废气，不考虑使用。电除尘器的优缺、点：除尘效率符合该锅炉，且使用寿命长，运行费低于袋式除尘器。电除尘的电场风速基本控制在W0.8m/sW1.2m/s之间，过低设备体积相应增大，过 高排放浓度不达标。 由于工况下烟气流量达到29164.335 (m3/h),阻碍了电除尘的设计与使用。并且电除尘器初投入成本也较高，虽然寿命长，但出现

21、破损和故障，并不便于设备维护，袋式除尘器优、缺点：除尘效率高，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上。使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以直接设于室内，作为机床附近的小型机组，也可作成大型的除尘室，即“袋房”。结构比较简单，运行比较稳定，初投资较电除尘器少，维护方便布袋除尘器相比于电除尘器在运行阻力上的优势，但设备造价较高。综上，选取袋式除尘器作为该燃煤锅炉的粉尘处理器。袋式除尘器滤料的选择滤料是组成袋式除尘器的核心部分，其性能对袋式除尘器操作有很大影响。选择滤料 是必须考虑含尘气体的特征，如颗粒和气体性质(温度、湿度、粒度和含尘浓度等)。性 能

22、良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长，同时具备耐温、耐 磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。表3-4各种纤维的主要性错误！未找到引用源。抗拉张度，MPa使用温度，。C断裂延伸耐磨性能耐酸性能耐碱性能可燃性能干态湿态最高长期天较较可棉3.0 4.93.3 6.49575 8537差然好好燃纤羊毛1.0 1.70.8 1.610080 9025 35较较差可维蚕丝 3.44.0锦纶 4.56.4涤纶 4.36.5腊纶 2.55.0维纶 4.09.0丙纶 4.57.5化学氯纶 2.54.0纤维聚四氟乙1.8烯纤维黏胶3.1纤维玻璃6.0 7.3纤维2.8903.7 6.41206.5

23、1502.0 4.51507.91807.51004.080901.82.03.9 4.731570 80152575 852560130205011013025501159 2685 95256065 702070-180 2501533260162225034好好燃较较差可好好燃良差较可好好燃良较较可好好好燃较较较可好好好燃良较良可好好好燃较良良可好好好燃不较良良可好好好燃不较良良可好好好燃不较差好差可燃不较差好差可燃当地气象资料：该地区年平均气压98 kPa；空气中含水（标态）：0.015 kg/m3；年 平均气温18.6 C；极端最高气温39.9 C；极端最低气温-1.9 C。据以上表

24、格以及气象资料，聚四氟乙烯纤维材料的耐磨性能、耐酸、碱性能以及使用温度，符合该燃煤锅炉的使用条件，所以选用聚四氟乙烯纤维材料作为布袋滤料。选择清灰方式清灰是袋式除尘器能否长期持续工作的决定因素，它的基本要求是从滤袋上迅速而均 匀地剥落沉积的粉尘，同时又能保持一定的一次粉尘层，不损失滤袋。表3-5袋式除尘器的使用比对表粉尘种类纤维种类清灰方式过滤气速/ (m, min-i)粉尘比阻力 系数N，min ，（g，m） -i逆气流脉冲飞灰（煤）玻璃、聚四氯乙烯喷吹机械振动0.58 1.81.17 2.51水泥玻璃、丙烯酸系聚酯机械振动0.46 0.642.00 11.69铜玻璃、丙烯酸系机械振动逆气流

25、0.18 0.822.51 10.86玻璃、诺梅克斯、丙烯炭黑酸系、聚四氯乙烯逆气流机械振动0.34 0.493.67 9.35飞灰（焚烧）玻璃逆气流0.7630.00石膏棉、丙烯酸系机械振动0.761.05 3.16氧化铁诺梅克斯0.6420.17石灰窟玻璃逆气流0.701.50氧化铅聚酯逆气流、机械振动0.309.50烧结尘玻璃逆气流0.702.08滤料特性除与纤维本身的性质有关外，还与滤料表面结构有很大关系。表面光滑的滤 料容尘量小、清灰方便，适用于含尘浓度低，黏性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。 表面起毛的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时 清灰。对

26、于袋式除尘器对袋式除尘器效果影响较大的清灰方式：1、机械振动：一般采用电动自动进行。对其布袋可以使之垂直方向振动，也可以在 水平方向振动。振动的部位可以在上部、下部、中部，选取在哪个部位取决于除尘器的结 构。机械振动结构非常简单，只装上附着式振动器便可，是最经济的一种清灰方式。2、脉冲喷吹：使用范围有限，只能应用于外滤式除尘器。3、逆向气流反吹或反洗清灰:参照资料，综合考虑了含尘气体的温度、湿度、酸碱性，粉尘粒径，黏性、弹落灰尘 的难易程度以及经济性。采用的清灰方式为：机械振动。这种清灰方式的除尘器结构简单， 清灰效果好，经济投入小。袋式除尘器型号的选择表3-6 DS/A型袋式除尘器参数型号项

27、目DS/A-5 X 3 DS/A-6 X 5 DS/A-7 X 6 DS/A-8 X 7 DS/A-9X8 DS/A-10X9 DS/A-11X10滤袋数量 条滤袋有效 尺寸，m 总过滤面 积，m2 过滤风速 m/min 处理风量 m3阻力损失 mmH O2 除尘效 率，%1515180027003030424256729011000.16X25672901102312015099.5工艺中袋式除尘器中滤料面积的计算(3-1)A =(m 2 ) = 385 .4749 (m 2 )60 vFqv 一欲处理的烟气量（工况下总烟气量），m3 / hvF机械振动清灰：VF L0 2.0m / min

28、，选取 2.0m/min .通过计算，除尘器的过滤面积必须等于对于386m2。根据表3-6,选取八台DS/A-11X10型号的袋式除尘器，其中四台串联作为第一除尘器组（AAAA ），总除尘面积可达 2 3 4440m2 ；与第二除尘器组（BBBB ）并联成另外一组，可用于除尘和清灰交替使用，且两 组都有足够的过滤面积起冗余作用。表3-7 DS/A-11X10型袋式除尘器型号袋数， 个每袋过滤 面积，m2总过滤 面积，m2过滤风 m2速， m/min处理风量，m3/h全压 Pa=1000N/m2 风机的全压 Pa=1500N/m2 风机的机号转速 r/min功率kW机号转速 r/min功率kWD

29、S/A-11X101101110319800No8112011No8125015根据以上参考材料，可得出DS/A-10X9型袋式除尘器的相关参数如下表，表3-8 DS/A-10X9型袋式除尘器参数除尘器型号DS/A-10X9型袋式除尘器滤袋规格 0.16X2m滤袋总过滤面积110m2滤袋材质聚四氟乙烯纤维材料过滤风速3m/min处理风量19800m3/h清灰方式机械振动滤袋数量110个设计除尘效率99.9%3.2脱硫设备设计常见的烟气脱硫工艺脱硫技术是将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成so2。 燃烧后的烟气脱硫工艺常见的有以下几种：石膏脱硫法石膏脱硫法的工作原理是:将石灰石粉

30、加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气 充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反 应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液 经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经 过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。）由于吸收塔内吸收剂 浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于 95%。氨水洗涤法脱硫工艺该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经换热器冷却至90100C，进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF，洗涤后的烟

31、气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的SO2被洗涤吸收除去，经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴，进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴，进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。烟气循环流化床脱硫工艺烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘 石灰 石膏 法脱硫工艺流程器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂， 或者其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的烟气从吸收塔（即流化床）底部进入。（吸收塔底部为一个文丘里装置， 烟气流经

32、文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与 颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，）。在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中 的二氧化硫反应生成CaSO 3和CaSO 4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部 排出，进入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复 循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。此工艺所产生的副产物呈干粉状，主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂 Ca（OH）2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时， 脱硫率可达90%以上，排烟温

33、度约70C。此工艺在国外目前应用在1020万千瓦等级机组。 由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫。比对脱硫技术SO的控制技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃炔的脱硫（亦称为烟气脱硫）三 2种。由于烟气中的硫以SO2形态存在，脱除较易，烟气脱硫（FGD）是目前应用最广泛、效 率最高的脱硫技术，也是控制SO2排放的主要手段。本课程设计中含硫烟气为低浓度SO2烟气，由于其烟气量大，直接选择采用烟气脱硫 工艺进行净化。根据脱硫过程是否加入液体和脱硫产物的干湿形态可将烟气脱硫方法分为湿法、半干 法、干法。湿法脱硫里应用溶液或浆液吸收SO2，其直接产物也是溶液或浆液，具有工艺 成熟，脱硫效

34、率高、操作简单等优点，但脱硫液处理较麻烦，容易造成二次污染，且脱硫 后烟气的温度较低，不利于扩散。干法烟气脱硫过程无液体介入，完全在干燥状态下进行， 且脱硫产物也为干粉状，因而工艺简单投资较低，净化后温度降低很少，利于扩散，且无 废水排出，但净化效率一般不高。半干法里用雾化的脱硫剂或浆液脱硫。但在脱硫过程中，雾滴被蒸发干燥，直接产物是干态粉末，具有干法和湿法脱硫优点。表3-9 一些烟气脱硫方法介绍原方法分类脱硫剂脱硫方法干湿脱硫产物终产品理状态处理干法石灰石/石灰直接喷射法炉内喷钙-炉厚活化法半干法抛弃或利用脱硫灰喷雾干燥法半干法抛弃或利用脱硫灰Ca(OH)2循环流化床脱硫法半干法抛弃或利用脱

35、硫灰石灰石/石灰法CaCO3增湿灰循环脱硫法半干法抛弃或利用脱硫灰湿式石灰石/石灰-石膏法湿法氧化石膏石灰-亚硫酸钙法湿法加工产品亚硫酸钙氨-酸法湿法酸化分解浓SO2、化肥(NH) SO氨-亚氨法湿法氨中和亚硫酸铵氨法4 23氨-硫氨法湿法氧化硫酸铵吸NH3-H2O新氨法湿法酸分解、制酸化肥、硫酸收亚硫酸钠循环法湿法热再生浓SO2Na SO (NaOH、Na CO )亚硫酸钠法湿法碱综合亚硫酸钠钠碱法2323钠盐-酸分解法湿法酸化分解浓SO2、冰晶石海水中CO 2-、HCO-等海水脱硫33海水脱硫法湿法排入大海碱性物质双碱法湿法石灰中和石膏间接石灰石/石Na2SO3 或 NaOH灰法Al2(S

36、O4)3-Al2O3碱性硫酸铝-石膏法湿法石灰中和石膏MgO氧化镁法湿法加热分解浓SO2金属氧化物法ZnO氧化锌法湿法加热分解浓SO2、氧化锌MnO氧化锰法湿法电解金属锰水洗活性炭活性炭制酸法湿法稀硫酸吸活性炭吸附法再生附活性炭(NH) HPO磷铵肥法湿法萃取、氨综磷铵复肥4 24合、氧化氧催化氧化法O2及钒催化剂稀H2SO4及Fe3+催化剂干式氧化法液相氧化法干法湿法浓H2SO4吸收石灰中和硫酸石膏化高能电子氧化法自由基等离子体电子束照射法脉冲电晕等离子干法干法氨中和氨中和硫铵硫铵脱硫技术的选择我国由于地域辽阔，各地经济条件，燃煤煤质、脱硫剂来源、环保要求等不尽相同， 结合相关材料，该锅炉脱

37、硫技术的选用应考虑以下主要原则：技术成熟、运行可靠，至少在国外已有商业化先例，并有较多的应用业绩。脱硫后烟气中的SO2达到（GB13271-2001）中二类标准。脱硫设施的投资和运行费用适中，一般应低于电厂主体工程总投资的15%以下，烟 气脱硫后发电成本增加不超过0.03元/（KWh）脱硫剂供应有保障，占地面积小，脱硫产物可回收利用或卫生处理处置。通过之前对基础资料的物料衡算，该燃煤锅炉的脱硫效率应达到77.20%。综合以上的分析和要求，我们组最终决定选用石灰石/石灰一石膏法作为该锅炉的脱 硫工艺。采用该工艺的优势如下：首先石灰石/石灰一石膏法开发较早，工艺成熟，Ca/S比较低，且在国外应用广

38、 泛。（美国脱硫工艺80%是石灰石/石膏法，德国有90%，日本也有75%以上）从表3-9中看出，燃煤发电机组大多数选用湿法石灰石/石膏FGD技术。而且吸收 塔中，以喷淋空塔为主。该工艺在我国有先例：上海闸北电厂曾进行过工业试验，重庆珞璜电厂中FGD占 电厂总投资11.5%。3.3湿法脱硫简介和设计基本脱硫原理石灰石/石灰石膏法是采用石灰石或石灰浆液脱出烟气中SO2并副产石膏的脱硫方法。 该法开发较早，工艺成熟，Ca/S比较低，操作简便，吸附剂价廉易得，所得石膏副产品 可做为轻质建筑材料。因此，这种工艺应用广泛。上海闸北电厂曾进行过工业实验，重庆 珞璜电厂从日本三菱重工公司引进了配套2X360M

39、W机组的石灰石-石膏法脱硫装置。该脱硫过程以石灰石或石灰浆液为吸收剂吸收烟气中SO2，主要分为吸收和氧化两个 步骤。首先生成亚硫酸钙，然后亚硫酸钙再被氧化为硫酸钙，整个过程发生的主要反应如 下：吸收CaO+H2OTa(OH)2Ca(OH) +SO f CaSO -1/2H O+1/2H O TOC o 1-5 h z 2322CaCO +SO+1/2H OCaSO -1/2H O+CO t322322CaSO -1/2H O+SO +1/2H Of Ca(HSO )32223 2氧化2CaSO3-1/2H2O+O2+3H2Of 2CaSO4-2H2OCa(HSO ) +1/2O +H Of C

40、aSO 2H O+SO t222422吸收塔内由于氧化副反应生成溶解度很低的石膏，很容易在吸收塔内沉积下来造成结 垢和堵塞。溶液pH值愈低，氧化副反应愈容易进行。脱硫工艺流程并流式石灰石/石灰-石膏法工艺流程。锅炉烟气经除尘、冷却后送入吸收塔，吸收塔 内用配置好的石灰石或石灰浆液洗涤含SO2烟气，经洗涤净化的烟气经除雾和再热后排放。 石灰浆液在吸收SO2后，成为含有亚硫酸和亚硫酸氢钙的混合液，在母液槽中用硫酸将其 混合液的pH值调整为44.5,用泵送入氧化塔，在氧化塔内6080下被4.9X105Pa 的压缩空气氧化。生成的石膏经增稠器使其沉积，上清液返回吸收循环系统，石膏浆经离 心机分立得到石

41、膏。该工艺的主要设备为吸收塔和氧化塔；吸收塔 吸收塔是整个工艺的核心设备，其性能对SO2的去除率有很大影响，从技 术和经济两方面进行权衡，选择喷淋塔为吸收塔；氧化塔 为了加快氧化速度，做为氧化用的空气进入塔内必须分散成微细的气泡， 以增大气液的接触面积。脱硫影响因素浆液的PH值 吸收塔洗涤浆液中pH值的高低直接影响SO2的吸收率及设备的结垢、 腐蚀程度等，而且脱硫过程的pH值是在一定范围内变化的。长期的研究和工程实践表明， 湿法烟气脱硫的工艺系统采用的石灰石浆液的PH值控制在5.86.2，石灰石浆液PH 一般控制在7左右;液气比液气比对吸收推动力、吸收设备的持液量有影响。增大液气比对吸收起促

42、进作用，但大气液比对设备要求高且费用高，实际中要视情况而定。本系统采用15L/m3；石灰石的粒度一般来说，粒度减小，脱硫率及石灰石利用率高。为了保证脱硫石 膏的综合利用及减少废水的排放量，用于脱硫的石灰石中CaCO3的含量宜高于90%；吸收温度低洗涤温度有利于SO2的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温 度都在100C以下100C左右的原烟气进入吸收塔后，经过多级喷淋层的洗涤降温，到 吸收塔出口时温度一般为(4570)C；烟气流速选用3.5m/s；结垢，这是该石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺的组要缺点。除吸收塔满足高持液量、有较大的气液接触面积等外，可在吸收液中添加镁离子、氯化钙、己二酸等。3

43、.4脱硫中喷淋塔的计算塔内流量计算假设喷淋塔内平均温度为50C，压力为120KPa，则喷淋塔内烟气流量为:x 当 X Q X (1+ k)273 Pa(3-2)式中：Qv喷淋塔内烟气流量，皿s ；QS 标况下烟气流量，m3s ；k除尘前漏气系数，00.1。代入公式得：Qv =13.4783(m3 / s)喷淋塔径计算依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择喷淋塔内烟气流速v = 3.5m/s，则喷淋 塔截面A为：A = Q = 3.8509(m / s)(3-3)v则塔径d为：(3-4)d =,坐=2.2143mn取塔径D = 2500mm喷淋塔高计算喷淋塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除

44、雾区和浆池。吸收区高度依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s，则喷 淋塔的吸收区高度为： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark243 o Current Document H = vt = 14(m)(3-5)除雾区高度除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层 (3.4 3.5)m。则取除雾区高度为：H 2 = 3.5m(3-6)浆池高度浆池容量vi按液气比浆液停留时间ti确定：L x Q x t=11 G(3-7)式中：LG 一液气比，取18Lm3 ；Q 工况下烟气量，mV h ；t1 -浆液停留时

45、间，s ；一般ti为4min8min，本设计中取值为6min，则浆池容积为：= 69.3855(m3)1选取浆池直径等于或大于喷淋塔D0，本设计中选取的浆料池直径为D0 = 4m，然后再根据V计算浆池高度：1h =1 = 5.5243m( 3-8)兀D 20式中：h 浆池高度，m ；V 一浆池容积，m 3； 1D 浆池直径，m。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。喷淋塔高度喷淋塔高度为：气 + H 2 + h = 23.0243m(3-9)氧化钙的用量CaO)+ SO g ) + 2H% = CaSO： 2H,()因为根据经验一般钙/硫为：1.05 1.1，此处

46、设计取为1.05则由平衡计算可得1h需 消耗CaO的量为：根据之前的计算脱硫过滤速度3.5m/s，二氧化硫浓度为3.9480 g /m% ,吸收截面积A = Q = 3.8509(m/s)。则吸收的SO 2速率为n MV = - = 一 = 0.8314(mol / s)(3-10)t mt即 0.8314 x 3600 = 2993.04(mol / h)1.05 x 2993.04 = 3142.692( mol / h)3142.692x56 = 175.9908(Kg /h)10003.5烟囱设计烟囱高度计算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

47、 放标准中的规定确定烟囱的高度。表3-10锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/（t/h）V1122661010 2026 35烟囱最低高度/m202530354045根据设计资料，锅炉型号：SZL6-1.6型（共3台）。代表额定蒸发量6t/h。锅炉总额定出力：3 x 6 = 18（t/h），故选定烟囱高度为40m。（根据表3-10）烟囱直径计算表3-11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682. 53A）烟囱出口内径可按下式计算:（3-11）d 2 = 0 .0188Q 通过烟囱的工况总烟气量，m 3/hv 按表三选取的烟囱出口烟气流速，m /s。根据表3-

48、11取20m /s求得 d = 0.9041m 2取整 d 2 = 1000mmB）烟囱底部直径：d = d + 2 - i - H (m )(3-12)式中d2烟囱出口直径，m ；H烟囱高度，m ；i烟囱锥度，通常取i=0.020.03。取 i =0.025d = 3m烟囱内温度降Nt2(3-14)式中：H-烟囱高度，m；D-合用统一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；A-温降系数。可由下表查的，选取A=0.4D,H参看后面分别取3 X 6t/h,40m。At = 40 * 0.4 = 3.771 C2?3 x 6烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（壁厚0.5m）A20.80.

49、40.2表3-12烟囱降温系数烟囱抽力计算1S = 0.0342 H (1)-B (Pa)273 + t 273 + t(3-15)式中H烟囱高度，m；外界空气温度，。c ；tp烟囱内烟气平均温度，C；B当地大气压，P。S = 0.0342 X 40 X (-1 - 273 46 0871)* 98 乂。=35.6690Pa、管网布置4.1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、操作和检修方便。4.2管道管径计算4 Q , 、：4Q

50、：4 x 46256.9855（4-1）(m) d = 1.1676(m)兀vnV兀x 12式中Q 工况下管道内的烟气流量，m3/s ；v烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v = 1015m/s）。取 v = 12 m / s，取整 d = 1200 mm表4-1焊接钢管壁厚三弭接锅甘壁嗥削海503UO3 504Dl谊bduin i ；-iri ?ihi! ii il- 1 ILU12D1河彗接泓.钢管（023520 n药S55555555&6& n77T5S*666577 T 7a gs5!1.0S566&T70日 99SB 111 !121 6fi770091011 12

51、13t4 15li2. 5799101112:1315 1&首0.2533333.53.53.54*4 L 5卜(J. 6 333.E3.S3.54i1.5556&103M3. 54fl.S55.56T 784. 5567B9105578ggID12E i岳内径：d = 1200一2x7 = 1186mm由公式d=迫可计算出实际烟气流速: n VV 二医=nd 24 x 46256.9855/3600n (1.186)2= 11.6313(m / s)4.3系统阻力计算A.摩擦压力损失(4-2)式 中： L管道长度，m ；d管道直径，m ；P烟气密度，kg / m3 ；V 管中气流平均速率,m

52、/s；人一一摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。查手册得: 实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道可取0.04。A）对于？ 1200mm圆管计算后管道约为65m（包括接出管总长），经风机加速后烟气流速达到20m/s，锅炉出口 烟气流速经计算接近12m / s （粗略计算，忽略除尘器、脱硫装置的减速）。p = p x 273= 0.851（kg/m3）（忽略温度的变化） 273 +160P =XPx （ Lv + Lv 2） = 0.02 x 085! x （5 x 202 + 65 x 122） = 80.5613（ Pa）L2d1 22 2，2 x 1.2

53、B）局部压力损失（Pa） AP = gx 号=0.2 x12 x 1.35；122 = 233.28（ Pa）（4-3）在所设计的管路中有12段弯道区，可求得局部的压力损失：式中：& 异形管件的局部阻力系数可查到，取&= 0.2v与&像对应的断面平均气流速率,m/sp烟气密度，kg/m3C）系统总阻力（除尘器的压力损失在10001500Pa之间，取1250Pa，不考虑及出口 气管及三通管阻力损失）系统总阻力=1250+80.5613+233.28+800=2363.8413Pa五、风机和电动机的计算5.1风机风量计算Q =1.1x 46256.9855 x ”7 + 七 x101.324 (m3/ h) y273 B(5-1)式中：1.1 -风量备用系数；Q -工状态下风机前标态下风量，m3 /ht -风机前烟气温度，P ,若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度，根据温度降t = 160- 3.771x13 = 111C ；B -当地大气压力，kPa。=1.1x 46256.9588