大氣污染控制工程設計報告設計題目：某公司燒結機煙氣脫硫除塵工程設計方 案 專業化學與環境工程班級0903學號2008313230108學生姓名石帥設計時間2012-2013學年下學期教師評分2012年06月18日目錄概述 錯誤!未定義書簽。1.1煙氣脫硫除塵工程設計目的 21.2課程設計的組成部分.錯誤!未定義書簽。煙氣脫硫除塵工程設計的內容.錯誤!未定義書簽。2.1主要工藝計算 錯誤!未定義書簽。2.2凈化系統設計方案的分析確定。錯誤!未定義書簽。2.3除塵器和脫硫凈化塔設計 62.4管網布置及計算 錯誤!未定義書簽。2.5風機及電機的選擇設計19。總結24。3.1設計總結24。3.2參考文獻 24概述由于多管除塵器除塵的除塵效率不是很高，特別是對小顆粒粉塵的除塵效率低,經多管旋風除塵后的原煙氣中煙塵含量仍較高，煙氣中的煙塵除對脫硫系統的穩定運行產生影響外，還使煙塵回收利用價值大大降低。但由于燒結機生產形式嚴峻，改造多管除塵器不具備條件，所以在維持現有生產的條件下，對現有多管除塵器及引風機不做改動，在引風機的后部設計低壓脈沖布袋除塵系統和脫硫系統，使煙塵進一步回收利用和脫硫系統的穩定運行。優點：除塵效率高，可達99.5%以上，可以捕捉微細塵粒，耗電較少，操作簡便，能達到理想的除塵效果。脫硫液采用內循環吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向對流接觸，堿性的脫硫液充分吸收煙氣中的SO2后進入除霧器除霧，凈化并除霧之后的煙氣可以直接排放。吸收了SO2的脫硫液流入塔釜，由循環液泵從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，并在重力作用下落回塔釜。同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出泵外排一部分漿液至渣處理系統出渣。另外根據塔釜漿液的PH值變化，控制灰漿泵的轉速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現對脫硫液中脫硫劑濃度和pH的相對穩定的控制，保證脫硫效率。1.1煙氣脫硫除塵工程設計目的：通過設計進一步消化和鞏固本能課程所學內容，并使所學的知識系統化，培養運用所學理論知識進行凈化系統設計的初步能力。通過設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，培養確定大氣污染控制系統的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。1.2課程設計的組成部分鍋爐型號：SZL4-13型，共4臺（2.8MWX4）設計耗煤量:600kg/h（臺）排煙溫度：160°C煙氣密度（標準狀態下）：1.34kg/m3空氣過剩系數：a=1.4排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當地大氣壓力：97.86kPa冬季室外空氣溫度：一1C空氣含水（標準狀態下）按0.01293kg/m3煙氣其他性質按空氣計算煤的工業分析值：Cy=68% Hy=4% Sy=1% Oy=5%Ny=1% Wy=6% Ay=15% Vy=13%按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）中一類區II時段標準執行。艮阡煙塵濃度排放標準（標準狀態下）：80mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀態下）：900mg/m3凈化系統布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側15m處，有一塊長18米、寬12米的空地，擬將凈化系統安置此處。w'-'ol—I-w'-'ol—I--I——4n^n333022202230232033203330332Q1i3450j■J—1圖3-1-1鍋爐房平面布置圖煙氣脫硫除塵工程設計的內容2.1主要工藝計算：燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算：標準狀態下理論空氣量為：Q'=4.76(1.867Cy+5.56Hy+0.7Sy—0.70y)=4.76(1.867*0.68+5.56大0.04+0.7*0.01-O.7*O.O5)=6.97(ms/kg)標準狀態下理論煙氣量(設空氣含濕量12.93g/m3)：Q'=1.867(Cy+0.375Sy)+11.2Hy+1.24Wy+0.016Q'+0.79Q，+0.8Ny=1.867(0.68+0.375*0.01)+11.2*0.04+1.24*0.06+0.016*6.97+0.79*6.97+0.8*0.01=7.43(m3/kg)標準狀態下實際煙氣量:Qs=Q'+1.016(a-1)Q，二7.43+1.016*0.4*7.43=10.45(ms/kg)所以標準狀態下煙氣流量：Q=QsX設計耗煤量=10.45*600=6270(ms/h)標準狀態下煙氣含塵濃度：C=0.16*0.15/10.45=0.0023(kg/m3)標準狀態下煙氣中二氧化硫濃度的計算：Cso2=2*0.01/10.45*1000000=1913.88(mg/ms)2.2凈化系統設計方案的分析確定：一、 設計依據：嚴格按照鍋爐大氣污染物排放標準(GB13271-2001)中二類區標準、煙塵濃度排放標準、二氧化碳排放標準進行設計計算。本初步設計適用于燒結機煙氣脫硫除塵工程。除塵采用低壓脈沖布袋除塵器,確保粉塵達標排放；脫硫工藝采用噴淋吸收塔作為吸收設備；二、 設計流程及目標：本期工程設計煙氣流程為：燒結機一引風機一低壓脈沖布袋除塵器一脫硫裝置一塔頂煙囪直排;原有煙道與煙囪作為煙氣旁路。保證出口煙塵排放濃度＜80mg/m3,SO2排放濃度V900mg/m3,或除塵效率＞96%，脫硫效率〉53%。本系統為燒結機運行時產生的煙氣經多管除塵后的進一步除塵。除塵系統包括布袋除塵器和輸灰系統。煙氣流程為：多管除塵器一排煙總管道一引風機一低壓脈沖布袋除塵器一增壓風機一噴淋吸收塔一達標排放.輸灰流程為：除塵器灰斗一卸灰閥一埋刮板輸送機一集灰輸送機一燒結皮帶機經過凈化處理后的氣體排放濃度小于80mg/m3o本脫硫系統主要有吸收系統、煙氣系統、脫硫液循環系統、脫硫劑輸送系統、工藝水系統、渣處理系統及電氣控制系統組成。脫硫液采用內循環吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向對流接觸，堿性的脫硫液充分吸收煙氣中的SO2后進入除霧器除霧，凈化并除霧之后的煙氣可以直接排放。吸收了S02的脫硫液流入塔釜，由循環液泵從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，并在重力作用下落回塔釜。同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出泵外排一部分漿液至渣處理系統出渣。另外根據塔釜漿液的pH值變化，控制灰漿泵的轉速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現對脫硫液中脫硫劑濃度和pH的相對穩定的控制，保證脫硫效率。脫硫劑制備系統包括化灰池、化灰泵、灰漿池、灰漿泵等設備。生石灰粉由翻斗車輸送至化灰池，經攪拌后由化灰泵送到灰漿池,通過灰漿泵根據塔釜pH值定量輸送至塔釜，控制脫硫系統的pH，保證整個系統的穩定運行。脫硫渣處理系統，包括渣漿池、濾液池、渣漿泵、濾液泵、板框壓濾機等。經板框壓濾機脫水后的渣漿固含量＞60%,能基本滿足汽車裝運。脫硫渣主要成分是亞硫酸鈣，其化學性質穩定，目前主要的處理方式是外運填埋。由于吸收塔內水蒸發和脫硫渣帶水，必須對系統進行補水，以維系系統水平衡。根據系統的需要，工藝水的補充方式為：（1）調節石灰漿液濃度，對灰漿池進行補水；（2）對除霧器進行沖洗的方式補水。2.3除塵器和脫硫凈化塔設計:

1.除塵器應該達到的除塵效率:n1-80/2300=96.5%2.除塵器的選擇:工況下煙氣流量:式中Q——標準狀態下的煙氣流量,(m3/h)T——工況下煙氣溫度，KT——標準狀態下溫度，373K結果為Q'=9754 (m3/h)Q'_9754'3600—3600=2.7(m3/s)根據工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器：選擇XD-II—4型陶瓷多管式旋風除塵器，產品性能規格見表3.1型號配套鍋爐容量/(j/H)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%設備阻力/Pa分割粒徑d/(50um)質量/kgXD-II-4412000>95<9003.051900

表3.1除塵器產品性能規格

表3.2除塵器外型結構尺寸（見圖3.1）ABCDEFKHMNL238191284367621206「1063866530017863.脫硫工藝流程圖:脫硫系統 再生系統 除渣系統工藝流程圖1、引網機四翰拔塔土循環水泵奴值不再生池成做泵土化灰器7.石灰儲耀武斗盤升昶%螺旎加曲10.源裝泵1、彈式壓梢由虜機

圖圖3.1除塵器外型結構尺寸2.4管網布置及計算：1.根據鍋爐運行情況及鍋爐現場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置,管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。管道直徑：d=欄(m)式中Q——工況下管道內煙氣流量,m3/SV——煙氣流速m/s(對于鍋爐煙塵V=10-15m/s)取"=14m/s結果為d=0.50(m)圓整并選取風道：表3.3風道直徑規格表外徑D/mm鋼制板風管外徑允許偏差/mm壁厚/mm500±10.75內徑：d1=500-2X0.75=498.5(mm)由公式可計算出實際煙氣流速:V=13.9(m/s)2.首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發量(t/h),然后根據鍋爐大氣污染物排放標準中的規定(表3.4)確定煙囪的高度。表3.4鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/(t/h)<11-2-66-1010202635煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：4X5=20(t/h)，故選定煙囪高度為40m3.煙囪出口內徑可按下式計算：Q

d=0.0188-Q(m)

u式中 Q——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；v——按表3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s.表3.5煙囪出口煙氣流速/(m/s)通風方式運行情況全負荷時最小負荷時

機械通風10—204—5自然通風6-102.5—3選定v=4m/s結果為：d=1.49(m)圓整取d=1.5m。4.煙囪底部直徑：d-d+2?i?H (m)式中d2——煙囪出口直徑，m；H煙囪高度，m；i——煙囪錐度(通常取i=0.02-0.03)。取i=0.025結果為：d]=3.5(m))?B )?B (Pa)S-0.0342H(

, 273+1 273+1k p式中H——煙囪高度,m;*k——外界空氣溫度，°C%——煙囪內煙氣平均溫度，。CB 當地大氣壓,Pa。結果為：Sy=183(Pa)6.系統阻力的計算：6.1摩擦力損失：(1)對于圓管：cLDV2△七=人-?— (Pa)式中人一一摩擦阻力系數(實際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04)。d 管道直徑,mP——煙氣密度，kg/m3v——管中氣流平均速率，m/sL——管道長度,m對于直徑500mm圓管:273 273 ， 、 =1.34x一=0.84 (kg/m3)273+160 443結果為:ApL=30.4 (Pa)2局部壓力損失:(Pa)式中&——異形管件的局部阻力系數，v——與&相對應的斷面平均氣流速率，m/sP——煙氣密度，kg/m3圖3.7中一為漸縮管。圖3.7除塵器入口前管道示意圖a蘭45度時，&=0.1,取a=45度,v=13.8m/s結果為:△P=8.0(Pa)L1=0.05Xtan67.5=0.12(m)圖3.7中二為30度Z形彎頭H=2.985-2.39=0.595=0.6(m)H/D=O.6/0.5=0.12取&'=0.157E=&Re&'=1.57 (&Re=1.0)結果為：△p=12.6(Pa)圖3.7中三為漸闊管=15.2(Pa)A2_ 0.35x=15.2(Pa)A1=s0.49853.14x 4(1—0.495) .l= 2 xtan15=0.93 (m)圖3.8中a為漸擴管圖3.8除塵器出口至風機入口段管道示意圖a蘭45度時,&=0.1,取a=30度，v=13.8m/s結果為：△P=8.0(Pa)L=0.93(m)圖3.8中b、c均為90度彎頭D=500,取R=D則&=0.23結果為：△p=18.4(Pa)兩個彎頭

△p'=2Ap=2x18.4=36.8 (Pa)對于如圖3.9中所示T形三通管T形三通管示意T形三通管示意&=0.78Ap=62.4(Pa)對于T形合流三通&=0.55結果為：Ap=44(Pa)系統總阻力損失(其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa)為：(Pa)ZAh=30.4+84.1+8+12.6+15.2+8+36.8+62.4+44+800+1128(Pa)7.系統中煙氣溫度的變化:7.1煙氣在管道中的溫度降:(°C)A(°C)i式中Q 標準狀態下煙氣流量F——管道散熱面積，m2CV——標準狀態下煙氣平均比熱容(一般為1.352—1.357KJ/(m3?。C)q——管道單位面積散熱損失KJ/(m3?h)室內q=4187KJ/(m3?h)室夕卜q=5443KJ/(m3-h)室內管道長：L=2.18-0.6-0.12=1.46F=nL?D=2.29 (m2)室外管道長L=9.5-1.46=8.04 (m)F=nL?D=12.62(m2)結果為 △t1=9.4(°C)2煙氣在煙囪中的溫度降:At2At2(°C)式中H——煙囪高度,m。A——溫度系數,可由表7-2-1查得。（°c）At（°c）At2煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（H<50m，壁厚小于0.5m）磚煙囪（壁厚大于。.5m）A20.80.40.2表4.1煙囪溫降系數HA總溫度降:At=Ati+At2=13.4(°C)2.5風機及電機的選擇設計:1.風機風量的計算:Q=1.1Qx27；；x101產5 (m3/h)式中1.1風量備用系數，1.1風量備用系數，Q——標準狀態下風機前表態下風量,m3/hfpfp——風機前煙氣溫度，若管道不太長可以近似取鍋爐排煙溫度，°CB——當地大氣壓，kP結果為2.風機風壓的計算:式中Q，=E°9.8(m3/h)寸 273+1H2.風機風壓的計算:式中Q，=E°9.8(m3/h)寸 273+1H=1.2(ZAh-S) xV101.3251.293 x P

y(Pa)1.2——風機備用系數;EAh——系統總阻力,Pa;Sy——煙囪抽力，Pa。一一風機前煙氣溫度,°C[——風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，Py——標準狀態下煙氣密度,kg/m3結果為%=2400 (Pa)根據H,和Qy,選定Y5—47II型No.7c的引風機Y5-47II型引風機性能基礎上改進的產品，該引風機最佳工況點的全壓內效率Y5-47II型引風機是在原為85.6%,與原Y5-47II型引風機相比較，由于進行了一系列改進，使噪聲值有顯著降低，噪聲指標為12.5dB。性能表如下。表4.2引風機性能表機號傳動方式轉速/r/min流量/m3/h全壓/Pa內效率/%內功率/kw所需功率/kwC23201137912.417式6630302.003.電動機功率的計算:Ne=——。土°——(kW)3600xlooonn12式中Qy——風機風量,m3/hHy——風機風壓,Pa氣一一風機在全壓頭時的效率（一般風機為0.6,高效風機約為0