大气脱硫除尘设计

1、内蒙古工业大学课程设计任务书学院(学部): 能动学院课程名称：大气污染控制工程指导教师(签名): 专业班：环工11 (1，2组)学生名称：王浩学号： 201120303044一、课程设计主题某燃煤锅炉室烟气除尘脱硫系统设计二、课程设计的目的通过本课程设计环节的发展，目的是让学生更深入地理解大气污染控制工程课程的理论基础知识，培养学生的独立设计能力，分析问题，具备解决问题的实践能力，使学习的知识能够工程实践。 掌握基本设计方法，学习查阅技术资料，确立正确的设计思想和严格的工作风格。三、课程设计的主要内容和要求，包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等1 .设计生资料1 .锅炉设备的主要参数

2、表1锅炉设备的主要参数额定蒸发量(t/h)(2台)主蒸汽压力(MPa )主蒸汽温度()煤的量(t/h )排烟量(m3/h )排烟温度()22010500404500001452 .烟密度(标准情况下):1.34/m3空气含水(标准情况下):0.01296/m3锅炉出口处的烟的阻力： 800Pa排烟中飞灰在煤中不燃成分中所占的比例： 15%当地大气压97.86KPa冬季户外温度：-20空气过剩系数： a=1.33 .煤的工业分析值： C=68%； H=4%； S=1.5%； N=1%； W=6%； A=15%； V=13%应用基础灰分： 13.38%； 应用基水分： 16.32%； 可燃基挥发成

3、分： 41.98%； 应用基低位发热量： 16768Kj/kg二、设计排放标准烟尘浓度排出标准(标准情况下):200/m3二氧化硫排放标准(标准情况下):900/m3三、设计要求按锅炉大气污染排放标准(GB13271-2001 )两种区标准执行净化系统的配置场所在锅炉室北侧20米以内一系列设计除尘系统两组设计脱硫系统图1-1 .锅炉室的平面布局图四、工作日程设计期间：两周五、主要参考文献1大气污染控制工程”邓吉明、马广泛主编高等教育出版社2 工业锅炉除尘设备国家环境保护局支持中国环境科学出版社3 除尘设备设计化学工业设备设计全书编辑委员会编着上海科学技术出版社4 锅炉房工艺与设备刘新旺主编科学

4、出版社5 环保设备原理设计与应用郑铭主编、陈万金副主编化学工业出版社6 环保工作者实用手册杨丽芬，李友琥珀主编科学出版社审查批准意见系主任(签名)目录前言21设计事务书31.1课程设计主题31.2素材的设计32设计方案的选择决定32.1标准状态下的实际烟量的计算42.2二氧化硫浓度的计算52.3工况流量和去除效率的计算63脱硫工艺的选择74相关的设计计算94.1.1脱硫塔设计计算104.1.2塔径和底面积的计算124.1.3浆池124.1.5排烟进出口的设计134.1.6防雾区的高度计算144.1.7脱硫塔的总高度4.25总结15参考文献16前言二氧化硫是大气中的主要污染物之一，是测量大气是否

5、被污染的重要标志。 世界上很多城市发生了二氧化硫危害的重大事件，很多人中毒死亡。 在我国一些城市，大气中二氧化硫的危害比较普遍和严重。 由于煤炭在我国能源结构中依然占有重要地位，我国的大气污染以煤烟型污染为主，这直接导致我国的SO2排放量逐年增加，SO2排放量已经在很多地区引起严重的酸雨现象，从而使我国的酸雨地区扩大，全国的年经济损失目前中国很多中小煤炭工业锅炉已成为我国SO2排放的主要来源之一。 并且，在这些锅炉中，大部分由于没有安装脱硫设备，很多地区频繁发生酸雨，严重危害工业农业生产和人体健康。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有三种：种1 .原煤脱硫技术能去除煤中约40%60%的无机

6、硫。 优先使用含硫低的低硫煤和天然气等低硫燃料。2、改进煤炭技术，减少煤炭燃烧过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。 例如，液态化石炭技术是各国流行的新技术之一。 它主要加入石灰石和白云石，与二氧化硫反应，生成硫酸钙，排出到灰质中。 在煤燃烧形成的烟排出到大气中之前先进行排烟脱硫。3 .目前主要采用石灰法，可去除烟中二氧化硫气体的85%90%。 虽然脱硫效果很好，但费用很高。 例如，在火力发电厂安装排烟脱硫装置的费用必须达到发电厂总投资的25%以上。 这也是管理酸雨的主要困难之一。 的双曲正切值。本设计是一种燃煤采暖锅炉室烟气脱硫系统的设计，主要目的是脱硫，达到污染物排放标准。 燃煤锅炉燃烧过程排

7、出的烟中含有大量的二氧化硫污染物，如果不采取措施，会对周围的大气环境和居民造成严重的影响和危害。通过本课程设计环节的进行，学生的目的是更深入地理解大气污染物控制工程的理论基础知识，培养学生的独立设计能力，分析问题，具备解决问题的实践能力。1设计事务书1.1课程设计主题某燃煤采暖锅炉室烟气除尘脱硫系统设计1.2素材的设计1 .煤炭的工业分析如下表所示表1低位发热量c.chsw甲组联赛v16768公斤/公斤68%4%1.5%6%15%13%2 .空气过剩系数： 1.33 .排烟温度： 1454 .烟密度： 1.34公斤/m35 .按锅炉大气污染物排放标准(GB13217-2001 )中两种区域标准

8、执行烟尘浓度排出标准(标准情况下):200mg/m3二氧化硫排放标准(标准情况下):900mg/m32设计方案的选择决定2.1标准状态下的实际烟量的计算单位质量燃烧煤所需的理论空气量：表3煤成分表重量(g )摩尔数(摩尔)需要氧气量(摩尔)c.c68056.6756.67h404010s150.470.47H2O603.33以1kg的煤燃烧为基础，用以上的煤成分表示。理论需氧量为56.67 10 0.47=67.14mol/kg假定干燥空气中的氮和氧的摩尔比(体积比)为3.78，煤1kg完全燃烧所需的理论空气量如下67.14 (3.781 ) 22.4/1000=7.19 m3/kg理论空气量

9、条件下的排烟组成(mol )如下CO2:56.67 H2O:20 3.33SOx:0.47 N2:67.143.78理论烟量是也就是说空气过剩系数的情况下，实际的排烟量是2.2二氧化硫浓度的计算烟中SO2浓度：在V的标准状态下，煤产生的实际排烟量是2.3工况流量和去除效率的计算外壳流量式中Q标准状态下的排烟流量种情况下的排烟温度，k标准状态下的温度，273K二氧化硫去除率：=式中c，意思类上。3 .脱硫工艺的选择3.1脱硫工艺的比较表5几种脱硫工艺的比较石灰石石膏法简易氨法喷雾干燥法LIFAC电子束法新氨法磷氨肥料法环境性能太好了太好了太好了太好了太好了太好了太好了如果流程很简单石灰浆制造要求

10、高，工艺也复杂流程很简单流程很简单流程简单工艺简单，为了干工艺。流程复杂，要求电厂和化肥厂联合实现脱硫工艺简单，制肥部分复杂技术指标脱硫率95%、钙硫比1.1、利用率90%脱硫率70%，钙硫比1.1，利用率90%脱硫率80%、钙硫比2、利用率50%脱硫率80%、钙硫比2、利用率50%脱硫率达到90%以上，可以脱离氮的一部分脱硫率为85%-90%，利用率超过90%脱硫率95%以上吸收剂的获得很简单很简单很简单很简单一般一般一般脱硫副产品脱硫炉渣可以是CaSO4和少量烟尘，综合利用，也可以堆积在堆积炉渣场脱硫炉渣可以是CaSO4和少量烟尘，综合利用，也可以堆积在堆积炉渣场脱硫炉渣是烟尘、CaSO4

11、、CaSO3、Ca(OH)2的混合物，现在不能利用脱硫炉渣是烟尘、CaSO4、CaSO3、CaO的混合物，目前不能使用副产品是硫铵和硝安的混合物，氮含量在20%以上，能生产氮肥和复合肥，无二次污染副产品是磷酸铵和高浓度的二氧化硫气体(7%-11% )，可以直接用于工业硫酸生产脱硫产品是含有5%以上N P2O5%的氮磷复合材料适用情况或适用前景高中烧硫煤锅炉，当地有石灰石矿高中燃烧硫煤的锅炉，当地有石灰石矿燃烧中、低硫煤锅炉燃烧中、低硫煤锅炉高中燃烧硫煤的锅炉附近有液氨供应。高中燃煤锅炉，附近有化肥厂和液氨燃烧高硫煤的锅炉，附近有磷矿对锅炉和烟道的负面影响腐蚀出口烟囱腐蚀出口烟囱增加吸尘器的除灰

12、量，塔壁容易积灰影响锅炉和吸尘器的效率腐蚀烟道腐蚀烟道3.2烟气脱硫(FGD )工艺经济性能比较表6几种烟气脱硫(FGD )工艺的经济性能比较工艺流程。湿式石灰石石膏法喷雾干燥法LIFAC法CDSI法适用煤种硫含量(% ) 1.51-32 9040-4535-404-45脱硫效果(% ) 9080-8570-7560-70投资在发电站投资中所占的比例(% )13-198-12三-五2-4脱硫费用(去除元/tSO2)900-1250750-1050600-900600-800设备的设置面积很大进去很小极小灰渣状态湿了做工作做工作做工作烟再次变热需求不要不要不要3.3脱硫方案的确定目前，燃煤企业的

13、脱硫技术大致可以概括为干式法、半干燥法和湿式法，技术比较成熟，应用最广泛的是湿式石灰石/石膏法，但该技术存在投资运行费用高、结垢、易腐蚀等问题，设备腐蚀快，维护费用高3.4脱硫塔类型的选择目前常用的吸收塔主要有淋浴塔、填充塔、喷气鼓泡塔和道尔顿型塔四种。 淋浴塔是湿式脱硫工艺的主流塔型，填充塔是气液两相在塔内连续接触的典型形式。3.5淋浴塔含尘空气的进气口进入除尘箱，气体急剧扩张，流速急剧降低，粒子粗糙的粉尘因重力而下降，落入灰斗中。 细粉尘以各种效果吸附在过滤袋的外壁，由过滤袋过滤后的净化空气通过文森特管进入上壳，从出口排出，吸附在过滤袋外壁的粉尘，随着时间的流逝，堆积越厚，除尘器阻力越逐渐

14、上升，处理的气体量减少3.6填充塔填料塔的气液两相连续接触，清灰方式的作用强度大，并且可以调节其强度和频率，清灰效果好。本设计采用了淋浴塔。4相关的设计计算4.1.1脱硫塔设计计算吸收塔是脱硫装置的核心设备，采用集冷却、吸收、防雾一体化的淋浴塔。 脱硫塔由塔筒体、吸收器、除雾器、清洗系统等组成。前面计算的锅炉在标准情况下的排烟流量如下4.1.2塔径和底面积的计算塔内流速：取烟气中SO2的产生量是0.4722.4/100040000=421.12 m3/h=0. 117 m3/s烟的体积流量(标准情况下) Q1=(9.64740000)/3600=107m3/s塔内操作温度为50，该条件下的排烟

15、流量为：Q2=107 (50273 )/(20273 )=117.9 m3/s取2.89m米D=2r=5.78m米，即塔径为5.78米。 底面积S=r2=26.23m24.1.3吸收区的高度计算根据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数，选择喷淋塔喷射液反应时间t=2.5s，吸收区的高度如下h1=vt=4.52.5=11.25m米4.1.4浆池浆液池容量V1=L/GQt经验的石灰石法淋浴塔的液气比一般为15-25L/m3，本工艺为15L/m3v-烟标态湿状态容积t浆滞留时间V=15117300=523.5m3选择浆液槽内径比吸收区的内径D2=7m稍大浆池高度： h2=4v/(d22 )=4526.5/(72 )=13.