、兒、,

前言今天，大氣污染已經變成了一個全世界性的問題，要緊有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經濟的進展，能源的消耗量慢慢上升，大氣污染物的排放量相應增加。而就我國的經濟和技術進展就我國的經濟和技術進展水平及能源的結構來看，以煤炭為要緊能源的狀況在爾后相當長時刻內可不能有全然性的改變。我國的大氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，操縱燃煤煙氣污染是我國改善大氣質量、減少酸雨和二氧化硫危害的關鍵問題。我國隨著經濟的快速進展，因燃煤排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質急劇增多。空氣污染以煤煙型為主，要緊污染物是二氧化硫和煙塵。據統計，1990年全國煤炭消耗量億噸，到1995年煤炭消耗量增至億噸，二氧化硫排放量達2232萬噸。超過歐洲和美國，居世界首位。由于我國部份地域燃用高硫煤，燃煤設備未能采取脫硫方法，致使二氧化硫排放量不斷增加，造成嚴峻的環境污染。如不嚴格操縱，到2020年我國煤炭消耗量增加到15億噸時，二氧化硫排放量將達2730萬噸［3］。因此已經到了咱們不能不面對的時候，咱們那個地址咱們將用科學的態度去面對去防治。1設計任務1.設計題目SHS20-25型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統設計鍋爐型號：SHS20-25即，雙鍋筒橫置式室燃爐(煤粉爐)，蒸發量20t/h,出口蒸汽壓力25MPa設計耗煤量：h設計煤成份：Cy=72%Hy=6%Oy=4%Ny=1%Sy=3%Ay=10%Wy=4%；Vy=8%屬于高硫無煙煤排煙溫度：160℃空氣多余系數=飛灰率=29%煙氣在鍋爐出口前阻力800Pa污染物排放依照鍋爐大氣污染物排放標準中2類區新建排污項目執行。連接鍋爐、凈化設備及煙囪等凈化系統的管道假設長度150m,90°彎頭20個。(1)依照燃煤的原始數據計算鍋爐燃燒產生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度。(2)凈化系統設計方案的分析，包括凈化設備的工作原理及特點；運行參數的選擇與設計；凈化效率的阻礙因素等。(3)除塵設備結構設計計算(4)脫硫設備結構設計計算(5)煙囪設計計算(6)管道系統設計，阻力計算，風機電機的選擇(7)依照計算結果繪制設計圖，系統圖要標出設備、管件編號、并附明細表；除塵系統、脫硫設備平面、剖面布置圖假設干張，以說明清楚為宜，最少4張A4圖，并包括系統流程圖一張。

2燃料計算煙氣量的計算表1-11Kg煤燃燒為基礎的煙氣量計算表成分 質量/g摩爾數/mol需氧量/mol生成物/molC720606060H60601530O40--S30N10----W40A100------V80------:Qi=60++=molikg2.理論煙氣量：Q2=60+30+++xmol/kg理論空氣量：Q3=74.6785x4.76=355.5125mol/kg4.實際煙氣量：Qy=Q2xQ3x0.25=373.9845+355.5125x0.25=462.86mol/kg=10.37m3/kg5.標態下總煙氣量為：Q=Q5.標態下總煙氣量為：Q=Qx設計耗煤量=10.37x2400=24888m3/h6.工況下煙氣量為：Q=s0yQT0 24888x(273+160)0-

T273=39474.4m3/h煙氣濃度的計算標準狀態下的煙氣含塵濃度C- (m3/kg)Qy式中：ds一排煙中飛灰占煤中不可燃成份的質量分數;A—煤中不可燃成份的含量；Qy一標準狀態下實際煙氣量，m3/kg。因止匕C=?°。*1°00=2.8x103mg/m310.37二氧化碳濃度的計算SO2濃度：C=2SX106（mg/m3）

SO2Qy式中：S—煤中硫的質量分數Qy一標準狀態下燃煤產生的實際煙氣量m3/kg。故CSO22x0.03X106=5.8X103mg/m故CSO210.373除塵器的選擇及計算除塵器的效率及阻礙因素除塵器的效率依照工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率來確信除塵器（袋式除塵器）H=1--IC式中： C1—標準狀態下鍋爐煙塵排放標準中的規定值；C—標準狀態下煙氣的含塵濃度。因此除塵效率：H=1-迫=92.8/2800 -0阻礙因素濾料及除塵濾袋濾料（袋）是袋式除塵器的核心部件，“核心”要緊體此刻幾個方面：一是費用比例高：對高溫煙氣袋式除塵器而言，濾料的費用約占全數投資的三分之一左右；二是作用重要：排放濃度的達標和除塵器阻力、壽命等重要指標的好壞都要靠濾料（袋）的性能來實現；三是故障率高，而且大多數除塵器的故障最終都表此刻濾料上。因此除塵濾袋的選擇和應用技術就尤其重要。關于濾料的技術包括：濾料配方（各成份配比）、纖維制造、濾料結構、加工工藝、后處置工藝、濾袋縫制工藝、濾料選擇和利用等幾個方面。作為從事除塵工藝或設備設計的技術人員，盡管不需要把握濾料全數知識，但對其做比較詳細的了解是超級必要的，專門是各類濾料的利用條件和適用范圍等重要性能指標及其隨著利歷時刻的轉變、濾料失效形式及緣故等的熟悉程度，從某種程度上決定著除塵項目的成敗。清灰技術清灰系統能夠比作人的“消化器官”，其重要性不言而喻。從技術的成熟度和應用的普遍性上看，脈沖清灰是清灰技術的主流和趨勢，這種除塵器又分為兩大大體類型：固定行噴吹和回轉噴吹，國外燃煤電廠80%以上應用的是固定行噴吹技術。清灰技術的研究主若是解決清灰系統的操作參數和結構參數的設計問題。對固定行噴吹袋式除塵器而言，主若是確信以下參數：1.結構參數：電磁脈沖閥類型和規格、氣包規格、噴吹管、噴吹管上噴孔規格、噴孔到袋口的距離等。2.操作參數：電脈沖寬度、清灰壓力（氣包內壓力）、脈沖距離等。其中結構參數是在設計時期就確信下來的；操作參數是在調試時期進行整定的，而且隨著除塵器運行時刻的轉變，會對操作參數進行調整，以適應不斷轉變的工況條件。除塵器形式的選擇袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，其結構形式多種多樣，按不同特點可分為圓筒形和扁形；上進氣和下進氣，內濾式和外濾式，密閉式和放開式；簡易，機械振動，逆氣流反吹，氣環反吹，脈沖噴吹與聯合清灰等不同種類,其性能比較如下表：表3—1除塵種類的性能比較除塵種類除塵效率％凈化程度特點簡易袋式30中凈化機械振動袋式90中凈化要求濾料薄而光滑，質地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動力。脈沖噴吹袋式99細凈化清灰方式作用強度很大，而且其強度和頻率都可以調節，清灰效果好氣環式袋式99細凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價較低，氣環箱上下移動時緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高通過比較最終決定選用袋式除塵器，由于本設計處置煙氣量較大及不同型式的袋式除塵器的優缺點，最終決定選用脈沖噴袋式除塵器。并采納下進氣的方式。脈沖袋式除塵器的工作原理脈沖袋式除塵器是一種周期性的向濾袋內或濾袋外噴吹緊縮空氣來達到清除濾袋積塵的除塵裝置。具有除塵效率高、處置能力大等優勢，是一種新型高效除塵器［1］。脈沖袋式除塵器要緊有上體箱、中體箱、下體箱和操縱器等組成。含塵氣體由入口進入裝有假設干濾袋的的中部箱體，由外向里通過濾袋，使氣體取得凈化，粉塵被阻隔在濾袋表面箱體，由排氣口排出。待通過必然的過濾周期，進行脈沖噴吹清灰。每排濾袋上都裝有一根噴吹射管，經脈沖閥與緊縮空氣氣包相連，噴射管上的噴射孔與每條濾袋相對應。有操縱器按期發出脈沖信號，通過操縱閥使各脈沖閥順序開啟，。現在與該脈沖閥相連的噴射管與氣包相連，高壓空氣以極高速度從噴射孔噴出，在高速氣流周圍形成一個比噴沖氣流打5~7倍的誘導氣流，一路通過文氏管進入濾袋，使濾袋急劇膨脹，引發沖擊振動，同時產生剎時反向氣流，將附著在濾袋外邊面上的粉塵吹掃下來，落入灰斗，并經排灰閥排出。各濾袋依次連番取得清灰［2］。濾料的選擇濾料是組成袋式除塵器的核心部份，其性能對袋式除塵器操作有專門大的阻礙。選擇濾料時應考慮含塵氣體的特點，如顆粒和氣體的性質。濾料特性除與纖維本身的性質有關外，還與濾料表面結構有關。袋式除塵器的濾料種類較多，按濾料材質分，有天然纖維、無機纖維和合成纖維等；按濾料結構分，有濾布和毛氈兩類。由于該設計中含塵氣體是鍋爐煙氣，出口溫度為160℃，溫度在410K?530K之間，通過參考各類相關資料和綜合分析，最終選擇了玻璃纖維作為濾料［1］。。除塵器的尺寸設計過濾面積的計算Q s—60VfA—過濾面積，m2；QS一處置流量，m3/h；Vf一濾料過濾速度，取2m/min。即過濾面積為：A-39474.4_329加260x2取A=330m2確信濾袋的數量取濾袋直徑D=200mm，高L=。那么單條濾袋的面積為：a二兀DL-3.14x0.2x4.0=2.5m2。濾袋的數量：n-A-330-132a2.5為了計算簡便，可取n-120。將除塵器分為4個工作室，每一個工作室濾袋采納5X6長方形排列。設同組濾袋之間近距離為50mm,組與組之間和濾袋與外殼之間的距離為600mm,從而可得每一個工作室的橫截面尺寸為2650X2400。可設灰斗高度為3000mm。灰斗底部出口為距地面為1000mm。4脫硫設備結構設計計算濕式石灰法脫硫工藝濕式石灰/石灰石法脫硫最先由英國皇家化學工業在20世紀30年代提出,目前是應用最普遍的脫硫技術。在現代的煙氣脫硫工藝中,煙氣用含亞硝酸鈣和硫酸鹽的石灰石和石灰漿液洗滌，SO2與漿液中的堿性物質發生化學反映生成亞硫酸鹽和硫酸鹽，新鮮的石灰石和石灰漿液不斷地加入脫硫液的循環回路［1］。濕法煙氣脫硫進程是氣液反映，其脫硫反映速度快，脫硫效率高，鈣利用率高，在鈣硫比為1時，可達90％以上的脫硫效率，要緊適合用于大型燃煤電站鍋爐的煙氣脫硫。濕式石灰/石灰石法脫硫是用石灰石和石灰漿液吸收煙氣中的SO2，分為吸收和氧化兩個時期。先吸收生成亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣即石膏［2］。運行參數的選擇和設計運行PH值＞9；煙氣流速：1?5m/s,本設計取3m/s；石灰/石灰石漿質量濃度：10%~15%；除霧器殘余水分＜100mg/m3；液氣比：8?25L/m3，本設計取m3；氣液反映時刻：3?5s；噴嘴出口流速10m/s；一樣噴淋層3?6層，噴淋交叉覆蓋率200%?300%；再熱煙氣溫度＞75℃；脫硫石膏含水率40%?60%；脫硫系統阻力：2500?3000pa石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術要緊特點要緊設備有：吸收塔、循環泵、除霧器和再熱器［1］。優勢：技術成熟；脫硫效率高，可達95%以上；煙氣處置量大；煤種適應性強，對高硫煤優勢突出；吸收劑利用率高；缺點：設備侵蝕；易于結垢、堵塞；投資費用高；占地面積大，耗水量相對較大，有少量污水排放。

石灰石的消耗量二氧化硫物質的量：so2CQ丑so sMso2式中：nsso2CQ丑so sMso2式中：ns—SO2物質的量，mol/h；C-原煙氣中SO2含量，mg/m3；“一脫硫效率，取94%；Ms—SO2的分子量。nso25800x9及4x9%=3363mo/,。64x103石灰石的消耗量可由下式計算：Mcaco3nRMx10-6-so2Pe式中：R—鈣硫比，取；Pe—石灰石純度，92％；M一碳酸鈣分子量。那么Mcaco3那么Mcaco33363x1.03x100x10-6 =0.38t/h9200噴淋塔內的煙氣流量假設煙氣通過再熱器后在噴淋塔內平均溫度為75℃，那么噴淋塔內煙氣流量為：八273.15+1101.325=Qx x 0 273.15P式中：Q一噴淋塔內煙氣流量，m3/h；Q一標況下煙氣流量，m3/h；P—塔內壓力，KPa;看一塔內溫度℃。QV=24888QV=24888x273+100273x1=31725.4m3/s吸收漿液量氣液比一樣在8~25Lm3，取氣液比L/G為10Lm3，那么供給吸收漿液量為：QWQvx（L/G）=31725.4x10二317.25m3/h。QW100010001000噴淋塔徑的計算本設計當選擇噴淋塔內煙氣流速尸3m/s，那么噴淋塔直徑D0為:式中：Q—工況下氣體的體積流量，m3/s;V一噴淋塔內的煙氣流速，3m/s。那么D=-4X31725.4:2..0m0\，3.14x3x3600噴淋塔高度計算吸收區高度入口煙道到第一層噴淋層的距離為3米，選擇噴淋塔噴氣液反映時刻t=3s，那么噴淋塔的吸收區高度為：H1=vt=3x3=9m設4層批噴淋層，層間距為2米。除霧區高度除霧器上下各設有沖洗噴嘴。最基層沖洗噴嘴距最上層噴淋層3m，除霧器到吸收塔的出口距離為1米，那么除霧區的總高度為H2=4米。漿池高度漿池容量按液氣比漿液停留時刻t1確信V二QWt1式中：V一漿池的容量，m3;Qw一漿液量；m3/h；11—漿液停留時刻，s；一樣t1為4min~8min,本設計當選擇4min,那么漿池容量為：V=317.25x4/60=21m3。選取的漿池直徑D0為，然后再依照V1計算漿池高度：匕 4Vh= 0九D20式中：h0—漿池高度，m；V一漿池容積，m3；D0一漿池直徑，m；那么漿池的高度：, 4x212八h= =3.0m03.14x3.02取米。噴淋塔總高度噴淋塔由吸收區、除霧區、漿池和煙氣進出口高度四部份組成，那么噴淋塔高度為：H=H1+H2+h0=9+4+3.0=16m。5煙囪的設計煙氣熱釋放率的計算Q=0.35PQ‘s-TH asTS式中：Qh—煙氣熱釋放率，KW；P—大氣壓力，；aTs—煙氣出口溫度，（273+120）K；T—環境大氣溫度，(273+20)K。0因此有Q=0.35x1013.25x39474.4x(273+120)-(273-20):898KW。H 273+160煙氣抬升高度的計算具有必然速度的熱煙氣從煙囪出口排除后由于具有必然的初始動量,且溫度高于周圍氣溫而產生必然浮力，因此能夠上升至很高的高度。這相對增加了煙囪的幾何高度。由于QH<1700kw，因此AH_2x(1.5%d+0.01QH)u式中：AH—煙氣抬升高度，m；V—煙氣出口速度，m/s;sd—煙囪的內徑，m;U一環境的平均風速，取4m/s。那么有△H_2x(1.5x10x1+0.01x898)_12用。4煙囪的有效高度設脫硫效率為94%,那么可得排放煙氣中的SO2的濃度：C=C(1-94彳)_5800x(1-94彳)_348mg/m3H>:‘/Qm %-AHsY兀eu(p-p)oyH一煙囪的有效高度，m;Q一源強，mg/s;Pmax一國家標準最大落地濃度，二級，m3;P0一環境本地濃度，加；U—環境平均風速，4m/s；

—取。Oy那么Hs—取。Oy那么Hs>2x394744x34836003.14x2.72x4(0.15—0.075)?0.8-12=36.8m。取煙囪的幾何高度為Hs=40m。煙囪的內徑計算煙囪的出口內徑可按下式計算：d=0.0188.QWwd一煙囪的出口內徑，m；Qs—通過煙囪的煙氣流量，m3/h；w—煙氣流速，取10m/s。那么 d=0.0188/139474.4=1.18m。 取d=。10煙囪的底部內徑：d=d+2xixH=1.2+2x0.02x52:3.3m。(i為煙囪的錐度，取)iS校核數據計算凈煙氣中的SO2濃脫硫效率為94%,那么可得排放煙氣中的SO2的濃度：C=C(1-944)=5800x(1-944)=348mg/m3，達到排放標準。SO2的排放速度2SO2的排放速度：V=CxQ=348x39474.4=13.73kg/h=3.8g/s。符合標準。

地面最大濃度SO2地面最大濃度可按下式計算:Pmax2v oPmaxso”. z兀H2uoy式中：P—地面最大濃度，mg/m3；v-SO2排放濃度，g/s；so2u—環境風速，4m/s；—k—取值。oy那么SO2的地面最大濃度為:2x3.8P2x3.8Pmax3.14x522x4x2.72x0.8=0.066mg/m3查《環境空氣質量標準》，二級標準的時平均值SO2濃度為機3。取本地的本地濃度為m3，那么p+=m3＜加，符合標準。煙囪的阻力入W2pAp=D.-2-?H式中：AP1—煙囪的阻力，Pa；D一煙囪的平均直徑，m；Hs—煙囪幾何高度,m；P—煙氣密度，加；--煙囪內流體流速，m/s；九一摩擦阻力系數。煙囪采納磚砌管，其摩擦阻力系數為，那么煙囪阻力為：AP1x40=36Pa0.04AP1x40=36Pa x 1+3 2

6管道系統的設計管道布置原那么依照鍋爐運行情形和鍋爐的實際情形確信各裝置的位置。一旦去確信了各裝置的位置，管道的布置也就大體確信了。對各裝置及管道的布置應力求簡單、緊湊、管路短、占地面積少，并使安裝、操作和檢修方便。管徑的確信管徑由下式確信:d二%0兀u0式中：Q—管道內煙氣流量，m3/s;u0一管道內煙氣流速，取15m/s。那么管徑為：d='-4>3474.4__0.96m，選取規格為01000mmX1mm的鋼0\314x15x3600板制風管，其內徑為：1000—2X1=998mm。管內的實際流速為:u=%_4X10.956_14m/s。s冗d2 3.14X0.9882摩擦阻力損失管道為金屬圓管，可按下式計算：NP=QL.叱2d2式中：L—管道長度，m/s;d一管道的直徑，m；us一管道中煙氣的實際流速，m/s;九一金屬管道的摩擦阻力系數，取;p一煙氣的密度，m3。于是，NP于是，NP_0.02X2150 0.9X142 x 0.988 2267.8pa。局部阻力損失有90°彎頭20個，那么總的局部阻力損失為：AP=20七.雪3 2式中：自一彎頭的阻力系數，。0.9x142AP=20x0.23x ^--=405.72pa。系統總阻力計算由任務書知鍋爐出口前阻力為^尸廠800pa，設備阻力△尸5=1000pa，機阻，那么系統總阻力損失為：△「『△Pi+△P2+△%+△P4+△P5=36+++800+1200=。7風機與電機的選型風機風量的計算風機的風量。可按下式計算：fQ=(1+k)Qf 1s式中：Qf一風機的風量，m3/h；Qs一管道系統的總通風量，m3/h;勺一平安系數，取。故風機的風量為：Qf=X=h。風機風壓的計算風機的風壓可按下式計算：P0=(1+k2)AP=(1+X=o由上述計算，選擇上海循特流體機械Y8-3910D鍋爐引風機，其性能如下表：Y8-3910D鍋爐引風機性能表轉速全壓風量效率所需功率（r/min）（Pa）（m3/h）（％）（KW）14502922~341225330~5366660電動機功率的計算N二 QfA> 二43421.8x3251.4X1.3二60KWe3600x1000qn 3600x1000x0.9x0.9512注：p=1.3”1=0.95丑2=0.9選用電機的型號為Y280S-4。終止語通過本次的課程設計，我學到了鍋爐煙氣除塵系統的設計步驟、濕法脫硫系統的設計步驟和需要注意的地址,包括排煙量及煙塵濃度的計算,凈化系統設計方案的確信,除塵器的選擇和確信運行參數,脫硫塔的相關設計運算、風機電機的選擇和管道系統的布置。我進一步了解了袋式除塵器和噴淋塔的構造、工作原理及其優缺點。在整個設計的進程中，我碰到了很多難題，向教師和同窗求助得以解決。我深刻體會到要做好一個完整的情形，需要有系統的思維方式和方式，對待要解決的問題，要耐心、要擅長運用已有的資源來充實自己。同時我也發覺，寫論文和畫圖工作都是一個學習的進程，從模糊的熟悉到自己操作，才慢慢的體會到實踐關于學習的重要性。通過本次課程設計提高了我的邏輯思維能力和對材料的整合和挑選能力，這關于我爾后的研究和學習有專門大的幫忙，通過了整個課程設計方案的描述，讓我加倍全面的拓寬自己的試探能力。讓我加倍重視對實際工作的關注，有利于提高我的理論聯系實際能力。通過這次學習，我明白了如何去自覺學習，如何去體驗實踐的功效，如安在實踐中享受成功的喜悅。關于我來講，獨自完成課程設計是相當困難的，它的完成與教師和同窗的合作是密不可分的，在一起的盡力中我感受到了團隊的合作力量，團隊的溫暖，工作的同時也增進了咱們的友誼，我想咱們每一個人都會為咱們一起盡力的汗水所自豪和自豪。總的來講，本次設計在嚴謹、求實中完成，這將對我的一生都有啟發和警示作用。由于本人體會不足，設計中不妥的地方在所不免，懇請列位教師和同窗提出寶貴的建議和意見，我會誠懇地同意并在爾后的設計中更正。末了，許諾我衷心的感激在本課程設計中幫忙我的教師和同窗。參考文獻[1]郝吉明，馬大廣，王書肖.大氣污染操縱工程[M].北京：高等教育出版社，2020：211?243[2