大气污染课程设计剖析

1、大气污染控制课程设计烟气除尘处理工程设计姓氏：等级：环境测量1302号码：教员：王宗武目录一、设计说明11.1设计基础11.2设计原则11.3设计范围21.4设计规模21.5设计参数和指标2二、流程选择22.1除尘技术介绍32.2替代除尘技术42.2.1机械除尘器42.2.2过滤器除尘42.2.3湿法除尘42.2.4电动除尘52.3每个除尘器的特点和设备的选择52.3.1湿式除尘器52.3.2机械除尘52.4方案5的技术比较2.4.1原则62.4.2主要优点和缺点62.4.3性能对比表72.4.4方案9的确定三。工艺流程93.1除尘系统93.2除尘器系统93.3输灰系统93.4控制系统93.5

2、电源装置9升压变压器、整流器等。9四.预期治疗效果94.1条件94.2过滤材料的选择94.3滤袋的计算和分布104.4外壳设计114.5灰斗设计124.6除尘器12的选择4.7管道设计计算124.7.1管道设计计算方法124.7.2管段13的计算4.8烟囱设计计算154.8.1烟囱15出口的内径4.8.2烟囱出口15处的烟气流速4.8.3烟囱底部16的内径4.9风机16的选择4.9.1风机16的选择方法4.9.2风机17的计算V.主要设备型号和技术参数的确定19六.总平面设计19七.技术和经济分析207.1项目概算20袋式除尘器的设计说明1.设计描述1.1设计基础火电厂大气污染排放标准GB 1

3、3223-2003；锅炉大气污染排放标准GB 13271-2001；火电厂烟气排放连续监测技术规范 HJ/T75-2001；袋式除尘器性能测试方法GB 12138-89；袋式除尘器用滤袋框架技术条件JB/T 5917-2006；袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件GB 12625-2007；脉冲喷出类袋式除尘器技术条件JB/T 8532-1997；袋式除尘器安装技术要求及验收规范 JB/T 8471-1996 .1.2设计原则1)遵循国家有关环境保护的法律、法规和政策，合理开发和充分利用各种自然资源，严格控制环境污染，保护和改善生态环境。2)建设项目中需要配套建设的环保设施必须与主体同时设计、同时施

4、工、同时投入使用。3)必须符合国家和地方的国家污染物排放标准；在实行污染物排放总量控制的地区，还必须符合污染物排放总量控制的要求。4)工业建设项目应采用低能耗、低物耗、低污染物排放的清洁生产技术，实现工业污染防治从末端治理向生产全过程控制的转变。5)以最低的经济成本实现治理目标。6)整个系统必须是可操作和可控的。1.3设计范围烟气输送系统、除尘器系统、输灰系统、除尘工艺、总平面布置、风机选型、配套设备、供电系统、管道设计和总平面布置设计(包括平面和立体布置、除尘器总平面布置)等。1.4设计规模根据大气污染控制课程设计的基本要求：标准温度和压力下的烟气处理能力为：Nm=39.05在140时：1.

5、5设计参数和指标指示器参数吞吐量烟雾浓度12000毫克容许排放浓度200总压力损失4500集尘效率99.5%生产费用350万电费150万2.过程选择2.1除尘技术简介悬浮在大气中的尘粒如果超过一定的浓度，就会毒害环境，危害人类健康。因此，有效控制和防止污染源排放的粉尘是大气环境保护的重要内容之一。一般来说，任何形状和密度的固体粉尘或液体颗粒的尺寸为0.001 3000米，悬浮在气体介质中。这种混合气体被称为气溶胶(通常称为含尘气体)。从气溶胶中的气体介质中分离出固体粉尘或液体雾的过程称为除尘过程。今天，除尘的概念已经偏离了纯粹的字面解释。从捕获和分离的物质来看，无论它们是无用的还是有害的物质，

6、或者是具有可回收利用价值的材料(如水泥、可可粉、奶粉、颜料、面粉或催化剂等)。)；无论是从净化气体的角度还是与气体pu无关的角度为了采取一些技术措施将气溶胶中的尘埃粒子从载体介质中分离出来，有必要知道是什么作用或力使尘埃粒子悬浮在气体介质中。导致灰尘颗粒分散、扩散、碰撞、凝聚、沉降和分离的功能或力如下。(1)气体从载体介质的分子扩散；温度电流扩散；流体流动的作用。(2)尘埃粒子的布朗扩散；粒子间的引力，即范德华力；电力和电荷之间的吸引和排斥，即库仑力。(3)外部磁力；电；机械力，如重力和惯性力(包括离心力)；声波力所有的力量都是相互依存、相互制约的。在除尘技术中，通常使用扩散(分子扩散、布朗扩

7、散、湍流扩散)；流体流动引起的扩散和沉降(重力沉降、惯性力沉降、离心力沉降和电力沉降)构成主要矛盾。例如，在一些集尘器中，当扩散是主要矛盾时，气溶胶中的尘粒将继续保持悬浮。如果将含尘气体引入除尘器，由于不同类型除尘器的不同外力起主导作用，沉降将从原来的非主要矛盾转化为主要矛盾，悬浮在载体介质中的尘粒状态将转化为与载体介质分离的状态。因此，形成了除尘过程。2.2替代除尘技术2.2.1机械除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。这种除尘器具有结构简单、成本低、维护方便等特点，但其除尘效率不高，因此在多级除尘系统中常用作预除尘。2.2.2过滤器除尘包括袋式除尘和颗粒层除尘。其特点是以过滤机理为

8、主要机理。根据不同的过滤材料和设计参数，袋式除尘效率可以达到很高(99.9%以上)。2.2.3湿法除尘包括低能湿式除尘器和高能文丘里除尘器。这种除尘器的特点是主要以水为除尘介质。一般来说，湿式除尘器的效率很高。使用文丘里除尘器时，细粉尘的除尘率仍可达到95%以上，但能耗高。湿式除尘器的主要缺点是会产生污水，需要对其进行处理以消除二次污染。2.2.4电动除尘电力被用作集尘机构。它分为干式静电除尘器(干式除尘)和wesp(湿式除尘)。这种除尘器的特点是除尘效率高(特别是湿式除尘器)，耗电量少，主要缺点是钢材消耗高，投资大。2.3各除尘器的特点及设备的选择2.3.1湿式除尘器效率不高，净化腐蚀性气体

9、会腐蚀设备及其管道；如果天气寒冷，设备中的洗涤水会结冰，不利于设备的正常运行；其耗水量大，会导致大量污水排放，不符合节约水资源的原则；2.3.2机械除尘细粉尘分离能力弱，对粒径较大的粉尘除尘效果好，但对粒径较小的粉尘分离效果差。在设计要求中，80%的燃煤锅炉烟气粒度为5m，如果采用机械除尘器，效率低，烟气不达标。因此，最后有袋式除尘技术和静电除尘技术。2.4方案的技术比较目前，国内外用于水泥窑尾的除尘器主要有电动除尘器和袋式除尘器。我国生产的袋式除尘器和静电除尘器，每小时可处理几十至一百万立方米的含尘废气，允许进口浓度超过100克/立方米。热力设备排放浓度可控制在50mg/Nm3以下，通风设备

10、排放浓度可控制在30mg/Nm3以下。然而，随着锅炉大气污染物排放标准的推出，袋式除尘器被越来越多的使用，并且出现了“换袋”的现象静电除尘器的集尘主要是在高压电场中电离气体，并对进入电场的尘粒进行充电。在电场库伦力的作用下，带电的尘粒趋向除尘器，从而达到除尘的目的。由于能量直接作用在尘粒上，能耗低，静电除尘器除了慢速旋转的振动部件外，没有运动部件，维护工作量小，运行成本低，在各种除尘技术中具有明显的优势。此外，净化效率高，处理能力差异很大。根据条件和要求，可以设计任意净化度(99% 99.9%)和处理能力(从几m3/h到几百万m3/h)的静电除尘器，通过设计中不同的操作参数可以满足所需的净化效

11、率。袋式除尘器是一种利用过滤技术将空气中的固体颗粒与纤维过滤材料分离的设备。目前主要有纤维过滤、膜过滤(表面涂层)和粉尘层过滤，它们是：筛分、惯性碰撞；扩散和重力沉降等综合效应。目前，国内外在滤料表面应用膜过滤技术，改变了袋式除尘器的过滤机理。该技术对细小灰尘的收集率较高，可将灰尘保留在滤料表面，更容易剥离。国产袋式除尘器除尘效率可达99.99%，接近“零排放”。2.4.2主要优点和缺点电收尘器袋式除尘器优势1.它能处理高温烟气( 400)2.压力损失小(约200 250帕)3.低维护成本和耐用性1.操作很简单2.降低爆炸风险3.它受烟气性质变化影响小，对粉尘性质适应性广4.出口排放浓度随入口

12、粉尘浓度变化不大不足之处1.有爆炸的危险2.故障放电频繁3.它受烟气性质变化的影响很大，对粉尘的适应性差1.用于烟气温度低(低于230)的地方2.压力损失很大(1500帕)，波动很大3.高湿度很容易阻挡灰尘2.4.3性能对照表项目电收尘器袋式除尘器处理空气量可处理大规模工业废气比静电除尘器小排放情况一般情况下，50毫克/立方米的排放量可达30毫克/立方米一般为30毫克/Nm3，最高可达10毫克/Nm3抵抗较小，300帕较大，1700帕废气温度的要求400250粉尘特性要求要求严格，要求烟气和粉尘的比电阻控制在104-1011之间一般来说，对灰尘的比电阻没有要求设备维修简单的更高的一次性投资一般

13、更高的运行成本一般更高的维修费用一般更高的2.4.4方案确定由于该设计达到了要求的12g/Nm3，因此电动和袋式除尘方法都可以达到排放标准。通过以上经济技术指标的比较，最终选择了袋式除尘器。三。处理流程3.1除尘系统包括：输气管道、除尘器系统、输灰系统、控制系统、风机等。3.2除尘器系统包括外壳、除尘袋、回风除尘装置、电路系统、工作维护平台等。3.3输灰系统包括：管道系统、粉尘输送系统等。3.4控制系统采用自动控制系统。包括电源控制系统、输灰控制系统、清灰控制系统、流量控制系统等。3.5电源装置升压变压器、整流器等。4.预期治疗效果4.1条件烟气排放温度t140，烟气排放浓度C200 mg/N

14、m34.2过滤材料的选择烟气温度为140，因此选用可在260下长期使用的玻璃纤维作为过滤材料，具有过滤性能好、阻力小、化学稳定性好、价格低廉等优点。4.3滤袋的计算和分布1)袋子直径和袋子长度比当滤袋直径d=300mm毫米，滤袋长度L=6米时，长径比L/D=6/0.3=20在5到40之间，它满足要求。2)计算过滤面积Whe单个腔室中过滤袋的数量：n=88。取n=90。在一个小房间里，滤袋被分成6组，由3排和5排组成。每组之间有一条宽度为400毫米的维修人行道，在布置好的过滤袋和外壳之间有一条宽度为200毫米的维修人行道。由此可以计算出BL=42004200mm毫米，过滤面积为9065.65=3051平方米5)计算过滤气体速度VF=/(609065.65)=0.99米/分钟在0.6-1.2m/min范围内，满足要求。6)滤袋的分配4.4外壳设计确定箱体、灰斗、进出口波纹管和框架的结构和尺寸。设计见除尘工程设计手册 P211图4-38，选择8GP高温平袋过滤器：进出口法兰设计为圆形，内径600毫米，外径680毫米。组间距：400，袋间距：50，上下、左右间距：200。每个房间与箱体的距离为500mm根据双排设计：将支架安装在底部，高度为4.3米集尘袋上方的净化室高1.5米滤袋与除尘室顶部的距