大氣污染控制工程課程設(shè)計1

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1、 大氣污染控制工程 課程設(shè)計 前 言 大氣是人類賴以生存的最基本的環(huán)境因素，構(gòu)成了環(huán)境系統(tǒng)的大氣環(huán)境子系統(tǒng)。一切生命過程，一切動物、植物和微生物都離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。 造成大氣污染的原因，既有自然因素又有人為因素，尤其是人為因素，如工業(yè)廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等。隨著人類經(jīng)濟活動和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，在大量消耗能源的同時，也將大量的廢氣、煙塵物質(zhì)排入大氣，嚴重影響了大氣的質(zhì)量，特別是在人口稠密的城市和工業(yè)區(qū)域。造成大氣污染的物質(zhì)主要有：一氧化碳CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3以

2、及煙塵、鹽粒、花粉、細菌、苞子等。 酸雨對人類產(chǎn)生著最直接、最嚴重的危害。形成酸雨的根本原因是燃煤過程向大氣中排放大量的硫氧化物等酸辛氣體。我過是以煤為主要能源的國家。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應增加。而就我國的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展就我國的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當長時間內(nèi)不會有根本性的改變。我國的大氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，控制燃煤煙氣污染是我國改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。 目前煙氣脫硫除塵一體化裝置主要是通過工藝改造和設(shè)備優(yōu)化組合來實現(xiàn)脫硫除塵的目的，很少有人來通過改良脫硫除塵

3、劑的配方 - 34 - 來實現(xiàn)這一目的。假如能夠在現(xiàn)有的成熟的高效率脫硫工藝的基礎(chǔ)上，在投資成本和運營成本都不高的情況下，通過一些工藝的改良和脫硫藥劑的改善來提高其除塵效率，使得該脫硫除塵一體化裝置既有良好的脫硫效果，又能獲得較高的除塵效率。這種技術(shù)的研制和開發(fā)一定會有很好的推廣價值，產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。 目錄 前言 第一章總論…5 1.1 概述…5 1.2 設(shè)計任務(wù)書…6 1.3 設(shè)計依據(jù)和原則…8 第二章 除塵系統(tǒng)…9 除塵技術(shù)簡介 1 機械除塵器…9 2 袋式除塵器…10

4、3 電除塵器…12 4 濕式除塵器…13 第三章煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計算…14 3.1煙氣量的計算…14 3.2 煙氣含塵濃度的計算…15 3.3 煙氣中二氧化硫濃度的計算…16 第四章 除塵器的選擇…16 4.1 除塵器應達到的除塵效率…16 4.2工況下的煙氣量…16 第五章 脫硫裝置的選擇…17 5.1概述…17 5.2濕式石灰脫硫…18 第六章 確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置…19 6.1各裝置及管道布置的原則…20 6.2管徑的確定…20 6.3煙囪的設(shè)計…21 6.4系統(tǒng)阻力計算…22 6.5 風機和電動機的選擇及計算…25 6

5、.6 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化…27 第七章 設(shè)備及系統(tǒng)布置圖…28 7.1設(shè)備一覽表…28 7.2通風除塵系統(tǒng)布置圖…28 參考文獻…29 設(shè)計小結(jié)…30 第一章總論 1.1 概述 隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，燃煤鍋爐排放的二氧化硫嚴重地污染了我們賴以生存的環(huán)境。由于中國燃料結(jié)構(gòu)以煤為主的特點，致使中國目前大氣污染仍以煤煙型污染為主，其中塵和酸雨危害最大，且污染程度還在加劇。因此，控制燃煤煙塵的SO2對改善大氣污染狀況至關(guān)重要。 高溫氣體凈化主要包括脫硫和除塵兩部分，此外還須脫除HCI、HF和堿金屬蒸汽等有害雜質(zhì)。在常規(guī)工

6、藝中，脫硫和除塵作為獨立的單元操作分別在各自的裝置中完成。而在脫硫除塵一體化工藝過程中，將脫硫和除塵兩個單元操作結(jié)合起來，即在一個操作單元中既達到除塵的目的又滿足脫硫的要求。脫硫除塵一體化操作可以簡化工藝流程，節(jié)約設(shè)備投資。因而，研究開發(fā)適合于我國燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵一體化設(shè)備具有重要的使用價值。 目前煙氣脫硫除塵一體化裝置主要是通過工藝改造和設(shè)備優(yōu)化組合來實現(xiàn)脫硫除塵的目的，很少有人來通過改良脫硫除塵劑的配方來實現(xiàn)這一目的。假如能夠在現(xiàn)有的成熟的高效率脫硫工藝的基礎(chǔ)上，在投資成本和運營成本都不高的情況下，通過一些工藝的改良和脫硫藥劑的改善來提高其除塵效率，使得該脫硫除塵一體化裝置既

7、有良好的脫硫效果，又能獲得較高的除塵效率。這種技術(shù)的研制和開發(fā)一定會有很好的推廣價值，產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益。 1.2 設(shè)計任務(wù)書 1.2.1 設(shè)計題目：某燃煤采暖鍋爐房煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計 1.2.2 設(shè)計目的 通過課程設(shè)計進一步消化和鞏固本課程所學內(nèi)容，并使所學的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學理論知識進行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進行設(shè)計計算、繪制工程圖、實用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的能力。 1.2.3 設(shè)計原始資料 （1) 鍋爐 型號：SZP4—13型，共4臺 設(shè)計耗煤量：800kg/h(

8、臺) 通風方式：自然送風 排煙溫度：1600C 空氣過剩系數(shù)a=1.45 煙氣密度(標準狀態(tài)下)：1.34kg/m3。 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?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa 冬季室外空氣溫度：一1℃ 空氣含水(標準狀態(tài)下)按0.01293kg/m。 煙氣其他性質(zhì)按空氣計算 煤的工業(yè)分析值： 按鍋爐大氣污染物排放標準(GB13271—2001)中二類區(qū)標準執(zhí)行。煙塵濃度排放標準(標準狀態(tài)下)：200mg/m3。 二氧化硫排放標準(標準狀態(tài)下)：900mg/m3。 凈化系統(tǒng)布置場地如圖1所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。

9、 圖1 鍋爐房平面布置圖 1.2.4 設(shè)計內(nèi)容和要求 （1)燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算。 （2) 凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。 （3)除塵系統(tǒng)比較和選擇：確定除塵器類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。 （4)管網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。并計算個管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑及系統(tǒng)總阻力。 （5)風機及電機的選擇：根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。 (6)編寫設(shè)計說明書：設(shè)計說明書按設(shè)計程序編寫、包括方案的確定，設(shè)計計算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的簡圖等內(nèi)容。 (7)圖

10、紙要求：①除塵系統(tǒng)平面圖、剖面布置圖2-3張。圖中設(shè)備管件應標注編號，編號應與系統(tǒng)圖對應。②鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)平面布置圖(A4)1張。按比例繪制。 1.3 設(shè)計依據(jù)和原則 1.3.1設(shè)計依據(jù) （1） 《鍋爐大氣污染物排放標準》（GWPB3-1999） （2） 《全國通用通風管道計算手冊》 （3） 《除塵工程設(shè)計手冊》 1.3.2設(shè)計原則 本設(shè)計遵循如下原則進行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定： （1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠，總體布局合理。 （2）避免二次污染，降低能耗，近期遠期結(jié)合、滿足安全要求。 （3）采用成熟、合理、先進的處理工藝，處理能力符合處理要求； （4）投資少、能

11、耗和運行成本低，操作管理簡單，具有適當?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余，并確保處理后的尾氣可以達標排放； （5）在設(shè)計中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長設(shè)施的使用壽命； （6）廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計考慮事故的排放、設(shè)備備用等保護措施； （7）工程設(shè)計及設(shè)備安裝的驗收及資料應滿足國家相關(guān)專業(yè)驗收技術(shù)規(guī)范和標準。 第二章 除塵系統(tǒng) 除塵技術(shù)簡介 現(xiàn)在工廠中普遍采用的除塵設(shè)備包括機械除塵器、袋式除塵器、電除塵器和濕除塵器等。但每種除塵凈化系統(tǒng)總有其技術(shù)上的優(yōu)點和缺點，應根據(jù)實際情況選擇合適的除塵設(shè)施與工藝。 1 機械除塵器 通常是指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使

12、顆粒物與氣流分離的裝置。它包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。 機械除塵設(shè)備的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：⑴ 機械除塵利用的力比較單一，且除塵裝置構(gòu)造簡單且沒有運動部件。所以除塵裝置故障少，容易操作和管理，運行費用相對較低，投資費用也較少。 ⑵ 機械除塵可以用作多級除塵的第一級分離，也可以單獨使用。當單獨使用時一般用于對除塵效率要求不高，或者僅僅需要簡單除塵的場合。 缺點：⑴ 機械除塵分離細小粉塵的能力比較弱，它對粒徑較大（大于50μm）的粉塵有較高的除塵效果，但對粒徑較?。ㄐ∮?μm）分離效果較差。 ⑵ 機械除塵作用力單一，但設(shè)計計算復雜，而且設(shè)計計算數(shù)據(jù)容

13、易受到多種因素影響，特別是外來氣流（如漏風）對除塵效果影響特別大。 2 袋式除塵器 是含塵氣體從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔空氣由排出口排出，沉積在濾料表面的粉塵，可以在機械振動的作用下從濾料表面脫落，最終落入灰斗中的一種除塵凈化設(shè)施。 袋式除塵器的清灰方式主要有 ： (1)氣體清灰：氣體清灰是借助于高壓氣體或外部大氣反吹濾袋，以清除濾袋上的積灰。氣體清灰包括脈沖噴吹清灰、反吹風清灰和反吸風清灰。 (2 )機械振打清灰：分頂部振打清灰和中部振打清灰（均對濾袋而言），是借助于機械振打裝置周期性的輪流振打各排濾袋，以清除濾袋上的積灰。

14、(3 )人工敲打：是用人工拍打每個濾袋，以清除濾袋上的積灰。 袋式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：⑴ 袋式除塵器可以捕集多種干性粉塵，特別是高比電阻粉塵； ⑵ 袋式除塵器可設(shè)計制造出適應不同氣量的含塵氣體的要求，除塵器的處理煙氣量可從幾m3/h到幾百萬m3/h； ⑶ 袋式除塵器對凈化含微米或亞微米數(shù)量級的粉塵粒子的氣體效率較高，一般可達99%，甚至可達99.99%以上； ⑷ 袋式除塵運行穩(wěn)定可靠，沒有污泥處理和腐蝕等問題，操作、維護簡單。 缺點：⑴ 袋式除塵器不適于凈化含粘結(jié)和吸濕性強的含塵氣體，用布袋防塵器凈化煙塵時的溫度不能低于露點溫度，否

15、則將會產(chǎn)生結(jié)露，堵塞布袋濾料的孔隙； ⑵ 袋式除塵器的應用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能所影響，且會出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象； ⑶ 據(jù)統(tǒng)計，用袋式除塵器凈化大于17000 m3/h含塵煙氣量所需的投資要比電除塵器高，而用其凈化小于17000 m3/h 含塵煙氣量時，投資費用比電除塵器省。 3 電除塵器 是在通過高壓電場進行分離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下，使塵粒聚集在集塵板上將粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。 電除塵設(shè)備的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：⑴ 電除塵器可以凈化氣量較大且溫度較高的含塵煙氣。在工業(yè)上凈化105～106m3/h的煙氣，且用于凈化350℃

16、以下的煙氣，可長期連續(xù)運行 ⑵ 除塵效率高。如果設(shè)計合理，安裝施工質(zhì)量高，電除塵器可以達到任何除塵效率的要求。目前，工業(yè)上應用的電除塵器，多數(shù)的除塵效率已達到99%以上。 ⑶ 電除塵器結(jié)構(gòu)簡單，氣流速度低，壓力損失小，干式電除塵器的壓力損失大約為100～200Pa，濕式電除塵器的壓力損失稍高些，通常只有200～300Pa。 ⑷ 電除塵器能夠除下的粒子粒徑范圍較寬，對于0.1μm的粉塵粒子仍有較高的除塵效率。 ⑸ 電除塵器的能量消耗比其他類型除塵器低。如以每小時凈化1000m3煙氣計算，電除塵器的電能消耗約為0.2～0.8kwh。 缺點：

17、⑴ 電除塵器的除塵效率受粉塵物理性質(zhì)影響很大，特別是粉塵比電阻的影響更為突出。電除塵器最適宜捕集比電阻為104～51011 ⑵ 袋式除塵器的應用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能所影響，且會出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象； ⑶ 電除塵器不適宜直接凈化高濃度含塵氣體。 ⑷ 電除塵器對制造和安裝質(zhì)量要求很高，需要高壓變電及整流控制設(shè)備，且占地面積大。 4 濕式除塵器 是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞或者化學作用捕集顆粒，使粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。 濕式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：⑴ 濕式除塵器的除塵效率不僅能與布袋和電除

18、塵器相當，而且還可適用這些除塵器所不能勝任的除塵條件。表現(xiàn)在濕式除塵器對凈化高溫、高濕、高比阻、易燃、易爆的含塵氣體具有較高的除塵效率。 ⑵ 濕式除塵器在去除含塵氣體中粉塵粒子的同時，還可去除氣體中的水蒸氣及某些有毒有害的氣態(tài)污染物。因此，濕式除塵器既可以用于除塵，又可以對氣體起到冷卻、凈化的作用。 ⑶ 設(shè)備投資少，構(gòu)造比較簡單：在耗用相同能耗的情況下，濕式除塵器的除塵效率比干式除塵器的除塵效率高。 缺點：⑴ 濕式除塵器的粉塵回收困難，且排出的沉渣需要處理。 ⑵ 濕式除塵器不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體。 ⑶ 凈化含有腐蝕性的

19、氣態(tài)污染物時，洗滌水（或液體）將具有一定程度的腐蝕性。因此，除塵系統(tǒng)的設(shè)備均應采取防腐措施。 ⑷ 濕式除塵器因含水運行，在寒冷地區(qū)設(shè)備容易結(jié)凍，因此，要采用防凍措施。 第三章煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計算 3.1煙氣量的計算 (1) 標準狀態(tài)下理論空氣量 Q`a=4.78(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY) (m3/kg) 式中：CY、HY、、SY、OY——分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)。 Q`a=4.78(1.86768%+5.564%+0.71%-0.75%)=7.00(m3/kg) (2) 標準狀態(tài)下理論煙氣量 (設(shè)空氣含濕量

20、12.93g/m3) Q`S=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q`a+0.79 Q`a+0.8NY (m3/kg) 式中：Q`a——標準狀態(tài)下理論空氣量，m3/kg； WY——煤中水分所占質(zhì)量分數(shù)，%； NY——N元素在煤中所占質(zhì)量分數(shù)，%。 Q`S=1.867(68%+0.3751%)+11.24%+1.246%+0.0167.00+0.797.00 +0.81%=7.45(m3/kg) (3) 標準狀態(tài)下實際煙氣量 QS=Q`S+1.016(a-1)Q`a (m3/kg) 式中：a——空氣過量系數(shù) (a=1.45)； QS—

21、—標準狀態(tài)下實際煙氣量，m3/kg； Q`S——標準狀態(tài)下理論煙氣量，m3/kg。 注意：標準狀態(tài)下煙氣流量Q應以m3/h計，因此Q=QS設(shè)計耗煤量。 QS=7.45+1.016(1.45-1) 7.00=10.65(m3/kg) (4) 標準狀態(tài)下煙氣流量 Q=QS設(shè)計耗煤量（m3/h）=10.65800=8520（m3/h） 3.2 煙氣含塵濃度的計算 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度 C = dshAY/QS (kg/m3) 式中：dsh——排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)； AY——煤中不可燃成分的含量； QS——標準狀態(tài)下實際煙氣量，m3/kg。 C = 0.161

22、5%/10.65 =2.2510-3(kg/m3)= 2.25103(mg/m3) 3.3 煙氣中二氧化硫濃度的計算 (1)標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 CSO2= 2SY/QS(mg/m3) 式中：SY——煤中含可燃硫的質(zhì)量分數(shù)； QS——標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量，m3/kg。 CSO2= 21%0.98106/10.65 (mg/m3)=1840.36(mg/m3) 第四章 除塵器的選擇 4.1 除塵器應達到的除塵效率 η=1- CS/C 式中：C——標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3； CS——標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，mg/m3。 則：η

23、=1-200/2.25103=91.11% ηSO2=1-900/1840.36=51.10% 4.2工況下的煙氣量 式中：Q——標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；T`——工況下煙氣溫度，K； T——標準狀態(tài)下溫度，273K。 結(jié)果為=13513 （m3/h）=13513/3600 = 3.75（m3/s） 根據(jù)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XLD-4型多管式旋風除塵器，產(chǎn)品性能規(guī)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(shè)備阻力/Pa 分割粒徑d/(5

24、0um) 質(zhì)量/kg XLD-4 4 12000 92-95 932-1128 3.06-3.3 2369 表4.1除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格 A B C D E F G H M N 1400 1400 300 50 350 1000 2985 4460 700 4235 表4.2 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸（見圖4.1） 圖4.1 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸 第五章 脫硫裝置的選擇 5.1概述 目前煙氣脫硫技術(shù)種類達幾十種，按脫硫過程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫分為：濕法

25、、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術(shù)較為成熟，效率高，操作簡單。傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。 5.2濕式石灰脫硫 技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點，但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次污染等問題。石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。 5.2.1石灰石——石膏法脫硫工藝原理及流程 石灰石—

26、—石膏法脫硫工藝采用廉價易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當采用石灰為吸收劑時石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應從而被脫硫，最終反應產(chǎn)物為石膏。吸收塔內(nèi)的反應、傳遞也極為復雜，總的反應為： 脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去攜帶的細小液滴，經(jīng)煙囪排入大氣，脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收利用。剩余漿液與新加入的石灰石漿液一起循環(huán)，這樣就可以使加入的吸收劑充分被利用，并確保石膏晶體的增長。石膏晶體的正常增長是最終產(chǎn)品處理比較簡單的先決條件。新鮮的吸收劑石灰石漿液

27、根據(jù)pH值和分離SO2量按一定比例直接加入吸收塔。 5.2.2脫硫效率的主要影響因素 濕式煙氣脫硫工藝中，吸收塔循環(huán)漿液的pH值、液氣比、煙氣速度、煙氣溫度等參數(shù)對煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計和運行影響較大。 5.2.2.1吸收塔洗滌漿液的PH 吸收塔洗滌漿液中pH值的高低直接影響SO2 的吸收率及設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕程度等, 而且脫硫過程的pH值是在一定范圍內(nèi)變化的。長期的研究和工程實踐表明,濕法煙氣脫硫的工藝系統(tǒng)一般要求洗滌漿液的P H 值控制在4.5 ～5.5之間。 5.2.2.2液氣比 石灰石法噴淋塔的液氣比一般在(15～25)L/m3。取L/G＝18L/m3，則：液體用量 5.2.2

28、.3煙氣流速和煙氣溫度 目前, 將吸收塔內(nèi)煙氣流速控制在(2.6～3.5)m/s 較合理,典型值為3m/s。則吸收塔的截面積為： A=Q/V=8.52010^3/33600=0.79㎡ 第六章確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置 6.1各裝置及管道布置的原則 根據(jù)鍋爐運行情況及鍋爐現(xiàn)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。 6.2管徑的確定 管道直徑： 式中：——工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s； v——煙氣流速，m/s (對于鍋爐煙塵為

29、10--15 m/s). 取v=14m/s則 d=0.58(m) 表6.1 風道直徑規(guī)格表 外徑D/mm 鋼制板風管 外徑允許偏差/mm 壁厚/mm 600 1 0.75 內(nèi)徑 : 600-20.75=598.5(m/s) 由公式 可計算出實際煙氣流速： V=13.34(m/s) 6.3煙囪的設(shè)計 6.3.1煙囪高度的確定 首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（表5.1）確定煙囪的高度。 表6.2 鍋爐煙囪的高度 鍋爐總額定出力/(t/h) <1 1-2 2

30、-6 6-10 10-20 26-35 煙囪最低高度/m 20 25 30 35 40 45 鍋爐總額定出力：44=16（t/h）,故選定煙囪高度H 為40 m 。 6.3.2煙囪直徑的計算 煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算： 式中： ——通過煙囪的總煙氣量，； ——按表:6.3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s 表6.3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 10-20 4-5 自然通風 6-10 2.5-3 選定=2.5m/s 結(jié)果為 : d=1.74（m） 圓整取d=1.8 m。 煙囪底部

31、直徑： 式中 ——煙囪出口直徑，m； ——煙囪高度，m； ——煙囪錐度（通常取i=0.02-0.03）。取i=0.02 結(jié)果為: d1=3.4（m） 6.3.3煙囪的抽力 式中 ——煙囪高度，m；——外界空氣溫度，C ——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度C ——當?shù)卮髿鈮?，Pa。 結(jié)果為: Sy=183（Pa） 6.4系統(tǒng)阻力計算 6.4.1摩擦壓力損失 (1)對于圓管 式中：L——管道長度(不包括管件、閥門自身尺寸大小)m； d——管道直徑，m； ρ——煙氣密度，kg/m3；ν——管中

32、氣流平均速率，m/s； λ——摩擦阻力系數(shù),是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度K/d的函數(shù)。可以查手冊得到（實際中對金屬管道 值可取0.02，對磚砌或混凝土管道 植可取0.04）。 對于直徑600mm圓管：L=9.03m B 結(jié)果為: △pL=0.02(9.030.6)(0.841422)=24.8pa （2）對于磚砌拱形煙道（見圖6.4） D=600 mm 式中 S為面積， 結(jié)果為： B=637 mm 圖6.4 磚砌拱形煙道 6.4.2局部壓力損失 式中:——異形管件的局部阻力系數(shù)， ——與相對應

33、的斷面平均氣流速率，m/s ——煙氣密度，kg/m3 圖6.5中一為漸縮管。 圖6.5 除塵器入口前管道示意圖 ≦45度時，=0.1， 取=45度，=13.34m/s 結(jié)果為： 7.5（Pa） L1=0.05tan67.5=0.12（m） 圖6.5中二為30度Z形彎頭 H=2.985-2.39=0.595=0.6（m） H/D=0.6/0.5=1.2 取=0.157 ==0.157 （=1.0） 結(jié)果為： 11.7（Pa） 圖6.5中三為漸闊管

34、圖6.3中a為漸擴管 圖6.6 除塵器出口至風機入口段管道示意圖 ≦45度時，=0.1， 取=30度， =13.34m/s 結(jié)果為： 7.5（Pa） L=0.93(m) 圖6.6中b、c均為90度彎頭 D=600，取R=D 則=0.23 V1l1 V2l2 V3l3 T形三通管示意圖 結(jié)果為： 17.2（Pa） 兩個彎頭: 對于如圖6.7中所示T形三通管 =0.78 58.30（Pa） 對于T形合流三通=0.55 結(jié)果為： 41.11（Pa） 系統(tǒng)總阻力

35、（其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa）為: =30.4+84.2+7.5+11.7+15.2+7.5+34.4+58.3+41.1++800+1128=2218.3（Pa）6.5 風機和電動機的選擇及計算 6.5.1標準狀態(tài)下風機風量計算 式中 1.1——風量備用系數(shù)，——當?shù)卮髿鈮?，kP ——標準狀態(tài)下風機前表態(tài)下風量，m3/h ——風機前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度, C 結(jié)果為 Qy=15391.1 （m3/h） 6.5.2風機風壓計算 式中：1.2——風機備用系數(shù)

36、； ——系統(tǒng)總阻力，Pa； ——煙囪抽力，Pa ——風機前煙氣溫度，C ——風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，C ——標準狀態(tài)下煙氣密度，kg/m3 結(jié)果為 Hy=2276 (Pa) 根據(jù)Hy和Qy，選定Y5-47Ⅱ型No.7c的引風機，Y5-47Ⅱ型引風機是在原Y5-47Ⅱ型引風機性能基礎(chǔ)上改進的產(chǎn)品，該引風機最佳工況點的全壓內(nèi)效率為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6.7 引風機性能表 機號傳動方 式 轉(zhuǎn)速 /r/min 流量 /m3/h

37、全壓 /Pa 內(nèi)效率/% 內(nèi)功率/kw 所需功率/kw C式 2320 11663 3030 79 12.42 17．00 6.5.3電動機功率計算 式中：——風機風量，m3/h ——風機風壓，Pa ——風機在全壓頭時的效率（一般風機為0.6，高效風機約為0.9） ——機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時=1，用聯(lián)軸器連接時=0.95—0.98，用V型帶傳動時=0.95 ——電動機備用系數(shù)，對引風機，=1.3 Ne=22.2 (kW) 根據(jù)電動機的功率、風機的轉(zhuǎn)速、傳動方式選定Y180M-2型電動機。 6.6 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 6.

38、6.1煙氣在管道中的溫度降 式中: Q——標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/h ——管道散熱面積，m2 ——標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.352—1.357KJ/(m3C） ——管道單位面積散熱損失 KJ/(m3h) 室內(nèi)=4187 KJ/(m3h) 室外=5443 KJ/(m3h) 室內(nèi)管道長：L=2.18-0.6-0.12=1.46 (m) F=∏LD=2.29 (m2) 室外管道長: L=9.5-1.46=8.04 (m) F=∏LD=12.69 (m2)

39、 6.6.2煙氣在煙囪中的溫度降 式中: ——煙囪高度，m。 ——溫度系數(shù)，可由表7-2-1查得。 ——合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h； 表6.8煙囪溫降系數(shù) 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0.5m） A 2 0.8 0.4 0.2 總溫度降： 第七章 設(shè)備及系統(tǒng)布置圖 7.1設(shè)備一覽表 旋風型號 配套鍋爐容量/(j/H) 處理煙氣量/(m3/h) 除塵效率/% 設(shè)備阻力/Pa 入口氣體溫度/℃ 分割粒徑d/(50um) 質(zhì)量/kg

40、 XLD-4 4 12000 92-95 932-1128 <160 3.06-3.3 2369 風機型號 轉(zhuǎn)速/（r/min） 流量/（m3/h） 全壓/Pa 內(nèi)效率/% 內(nèi)功率/kw 所需功率/kw Y5-47Ⅱ型No.7c 2320 11663 3030 79 12.42 17．00 電動機型號 轉(zhuǎn)速/（r/min） 功率/kW 傳送皮帶 Y180M-2型電動機 2930 11 B22613 （除塵器、風機、電動機均為4臺，煙囪一根） 7.2通風除塵系統(tǒng)布置圖

41、 見圖紙 參考文獻 1. 郝吉明，王書肖，陸永琪，燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊，北京：化學工業(yè)出版社環(huán)境科學與工程出版中心，2001。 2.黃學敏，張承中，大氣污染控制工程實踐教程，北京：化學工業(yè)出版社，2003 3.宋瑞祥.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)高新技術(shù)的應用和發(fā)展.環(huán)境保護，1999。 4.王玉彬，大氣環(huán)境工程師實用手冊，北京：中國環(huán)境科學出版社，2003 5.郭靜，阮宜綸，大氣污染控制工程，北京：化學工業(yè)出版社教材出版中心，2001。 6.航天部第七研究設(shè)計院編，工業(yè)鍋爐房設(shè)計手冊，北京，中國建筑工業(yè)出版社，1986 7.奚士光等主編，鍋爐及鍋爐房設(shè)備，

42、北京，中國建筑工業(yè)出版社，1994 8. 金國淼主編。除塵設(shè)備設(shè)計，上?？茖W技術(shù)出版社，1985 9. 鹿政理主編，環(huán)境保護備選用手冊——大氣污染控制設(shè)備，大連市環(huán)境科學設(shè)計研究院組織編寫 10.劉天齊，黃小林，邢連壁等，三廢處理工程技術(shù)手冊廢氣卷，北京:化學工業(yè)出版社，1999。 11. 陸耀慶主編.供暖通風設(shè)計手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987 設(shè)計小結(jié) 首先感謝賈永芹老師在百忙之中輔導我的課程設(shè)計，讓我的設(shè)計能圓滿完成。賈永芹老師工作認真、一絲不茍，雖然工作繁忙，但還是抽出時間指導我和同學們的設(shè)計，我的設(shè)計中有很

43、多錯誤和缺陷，賈永芹老師都一一指出，不辭辛苦的幫我修改，讓我看到一個真正的科研人員的做事態(tài)度和敬業(yè)精神，非常佩服。 其次，我感謝有這次機會讓我做課程設(shè)計，我一直都對這樣的課程設(shè)計比較感興趣,主要是能夠?qū)ξ宜信d趣的事物進行研究,這對于正處在比較壓抑的期末考試的氣氛中無疑是一種非常奇妙的感覺,就如同泥中蓮花,有不染凡俗之感。在這幾個星期的課程設(shè)計中，讓我認識到自己專業(yè)知識的不足，做事態(tài)度和能力的欠缺。通過同學的幫助，老師的指導和自己的努力，我學到了許多東西，提高了解決實際問題的能力，明白做事要有好的心態(tài)和足夠的準備。在此非常感謝老師的幫助，自己以后一定加倍努力，端正做事的態(tài)度，扎實自己的專業(yè)知識，不辜負所有任課老師的辛苦。