《大氣污染控制》課程設(shè)計(jì)(共15頁(yè))

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì) DZL2-13型鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名：李欣 學(xué)院：河海學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：環(huán)境科學(xué) 學(xué)號(hào)：0  目錄 前言 當(dāng)前我國(guó)大氣污染狀況依然十分嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為煤煙型污染。城市大氣環(huán)境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標(biāo)；二氧化硫污染一直在較高水平；機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染物排放總量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趨勢(shì)。

2、 空氣是地球表面一切有生命的物質(zhì)賴(lài)以生存的基本條件。如果沒(méi)有空氣，人類(lèi)的生存及其社會(huì)活動(dòng)就無(wú)法維持下去，植物的光合作用不能進(jìn)行，其它生物也不復(fù)存在。所以，當(dāng)大氣遭受污染之后，其成分、性質(zhì)都發(fā)生了改變，這勢(shì)必會(huì)對(duì)人體健康、動(dòng)植物生長(zhǎng)生活以及生態(tài)平衡乃至各種器官的存放產(chǎn)生有害的影響。近年來(lái)，隨著城市工業(yè)的發(fā)展，大氣污染日益嚴(yán)重，空氣質(zhì)量進(jìn)一步惡化，不僅危害到人們的正常生活，而且威脅著人們的身心健康。我國(guó)11個(gè)城市中，空氣中的煙塵和細(xì)顆粒物每年使40萬(wàn)人感染上慢性支氣管炎。在一定程度上，城市生活正在背離人們所追求的健康目標(biāo)。呼吸道疾病、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨、PM2.5等等，在這些名詞已經(jīng)頻繁

3、的出現(xiàn)在我們的日常生活中，大氣污染的控制已經(jīng)刻不容緩。 就我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來(lái)看，以煤炭為主要能源的狀況在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)有根本性的改變。我國(guó)的大氣污染仍將以煤煙型為主。因此，控制燃煤煙氣污染使我國(guó)大氣質(zhì)量、減少酸雨額二氧化硫的關(guān)鍵問(wèn)題。  1.總論 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)DZL2-13型鍋爐高硫無(wú)煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)，要求對(duì)主要煙氣處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙。 1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1.2.1根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度。 1.2.2凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特

4、點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。 1.2.3除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1.2.4脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1.2.5煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算 1.2.6管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇 1.2.7根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)、并附明細(xì)表；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面、剖面布置圖若干張，以解釋清楚為宜，最少4張A4圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張。 1.3設(shè)計(jì)原始資料 1.3.1基本資料 （1）鍋爐型號(hào)：DZL2-13 即，單鍋筒縱置式鏈條爐，蒸發(fā)量2t/h，出口蒸汽壓力13MPa （2）設(shè)計(jì)煤流量：350kg/h（臺(tái)） （3）設(shè)計(jì)煤成分：CY=65% HY=4

5、% OY=2% NY=1% SY=3% AY=15% WY=10% ； VY＝8％，屬于高硫無(wú)煙煤 （4）排煙溫度：160℃ （5）空氣過(guò)剩系數(shù)α=1.3 （6）排煙中飛灰占煤中不可燃成分比例：16% （7）煙氣在鍋爐出口前阻力550Pa （8）連接鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長(zhǎng)度50m，90°彎頭10個(gè)。 1.3.2處理要求 污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二類(lèi)區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行?！跺仩t大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271—2001）中二類(lèi)區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：煙氣濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：200mg/m3；二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：900mg/m3。

6、 1.4參考文獻(xiàn) （1）賈紹義、柴誠(chéng)敬，《化工原理課程設(shè)計(jì)》； （2）熊振湖、費(fèi)學(xué)寧、池勇志等，《大氣污染防治技術(shù)及工程應(yīng)用》； （3）馬廣大，《大氣污染控制工程》； （4）胡洪營(yíng)，《環(huán)境工程原理》，高等教育出版社； （5）李功祥等，《常用化工單元及設(shè)備設(shè)計(jì)》，華南理工大學(xué)出版社； （6）余國(guó)琮，《化工機(jī)械工程手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003； （7）路秀林等，《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)—塔設(shè)備》，化學(xué)工業(yè)出版社，2004； （8）《化學(xué)工程手冊(cè)－第三卷》，化學(xué)工業(yè)出版社； （9）《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社； （10）董大勤等，《壓力容器與化工設(shè)備衫手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版

7、社； （11）王志魁，《化工原理》，化學(xué)工業(yè)出版社； 2.脫硫工藝流程的選擇及說(shuō)明 2.1工藝比較 濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以除去SO2的技術(shù)，本設(shè)計(jì)為高濃度SO2煙氣的濕法脫硫。 近年來(lái)盡管半干法和干法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用有了較大的發(fā)展空間,但是濕法脫硫仍是目前世界上應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,脫硫效率高,操作簡(jiǎn)便,吸收劑價(jià)廉易得適用煤種范圍廣,所用設(shè)備較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。常用方法有石灰/石灰石吸收法、鈉堿吸收法、氨吸收法。其工藝比較見(jiàn)表1： 表1 濕法脫硫各工藝比較明細(xì)表 項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 石灰/石灰石吸收法 脫硫效率高，吸收劑資源廣泛，價(jià)格低廉，副產(chǎn)

8、品石膏可用建筑材料 系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，造價(jià)高，容易結(jié)垢造成堵塞，運(yùn)行費(fèi)用高，只使用大型電站鍋爐 氫氧化鈉吸收法 價(jià)格便宜，脫硫效率高，副產(chǎn)品的溶解度特性更適用加熱解吸過(guò)程，可循環(huán)利用，吸收速度快 高溫下NaHSO3轉(zhuǎn)換成Na2SO3,喪失吸收二氧化硫的能力 氨吸收法 脫硫效率高，運(yùn)行費(fèi)用低 吸收劑在洗滌過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧，污染環(huán)境，投資大 綜合上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)比較，經(jīng)過(guò)比較全面考慮，最終選用雙堿吸收法進(jìn)行脫硫，即采用NaOH來(lái)吸收煙氣中的SO2，再用石灰石中和再生，再生后的溶液繼續(xù)循環(huán)利用。該法吸收劑采用鈉堿，故吸收率較高，可達(dá)95%，而且吸收系統(tǒng)內(nèi)不生成沉淀物，無(wú)

9、結(jié)垢和阻塞問(wèn)題。 其反應(yīng)機(jī)理： 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 Na2SO3同樣可以吸收SO2，達(dá)到循環(huán)吸收的效果。 2.2工藝流程介紹 脫硫工藝主要包括：吸收劑制備和補(bǔ)充系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)四部分組成。 2.2.1吸收劑制備與補(bǔ)充系統(tǒng) 脫硫裝置啟動(dòng)時(shí)用氫氧化鈉作為吸收劑，氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中，加水配制成氫氧化鈉堿液，在堿液罐中可以定期進(jìn)行氫氧化鈉的補(bǔ)充，以保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行及煙氣的達(dá)標(biāo)排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、

10、硫酸鈣也被打入脫硫塔內(nèi)容易造成管道及塔內(nèi)發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，可以加裝瀑氣裝置進(jìn)行強(qiáng)制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級(jí)沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環(huán)泵前加裝過(guò)濾器，過(guò)濾掉大顆粒物質(zhì)和液體雜質(zhì)。 2.2.2煙氣系統(tǒng) 鍋爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵后進(jìn)入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級(jí)除霧器除去霧滴后進(jìn)入主煙道，經(jīng)過(guò)煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出口擋板門(mén)，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進(jìn)入煙囪排放。 2.2.3 SO2吸收系統(tǒng) 鍋爐煙氣從煙道切向進(jìn)入主塔底部，在塔內(nèi)螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸，進(jìn)行脫硫除塵，經(jīng)脫水

11、板除霧后，由引風(fēng)機(jī)抽出排空。脫硫液從螺旋板塔上部進(jìn)入，在旋流板上被氣流吹散，進(jìn)行氣葉兩相的接觸，完成脫硫除塵后從塔底流出，通過(guò)明渠流到綜合循環(huán)池。 2.2.4脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng) 脫硫系統(tǒng)的最終脫硫產(chǎn)物仍然是石膏漿，從曝氣池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及NaSO4，嚴(yán)重影響了石膏品質(zhì)，所以一般以?huà)仐墳橹?。在水力旋流器?nèi)，石膏漿被濃縮(固體含量約40％)之后用泵打到渣處理場(chǎng)，溢流液回流入再生池內(nèi)。 2.3吸收SO2的吸收塔的選擇 表2 各填料塔性能對(duì)比表 名??稱(chēng) 操作參數(shù) 優(yōu)??點(diǎn) 缺??點(diǎn) 填料塔 空塔氣速2.0～5.0m/s 液氣

12、比0.5～1.0L/m3 壓力損失200～1000Pa 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備小，制造容易，占空間?。灰簹獗刃?，能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時(shí)除塵、降溫、吸收 不能無(wú)水運(yùn)行 自激湍球塔 液氣比1～10L/m3 噴淋密度6～m3/(m2.h) 壓力損失500Pa/m 空塔氣速0.5~1.2m/s 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易； 填料可用耐酸陶瓷，較易解決防腐蝕問(wèn)題； 流體阻力較小，能量消耗低； 操作彈性較大，運(yùn)行可靠。 不能無(wú)水運(yùn)行 篩板塔 空塔氣速1.0～3.0m/s 小孔氣速16～22m/s 液層厚度40～60mm 單板阻力300～600Pa； 噴淋密度12～15

13、m3/(m2.h) 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，空塔速度高，處理氣量大； 能夠處理含塵氣體，可以同時(shí)除塵、降溫、吸收； 大直徑塔檢修時(shí)方便 安裝要求嚴(yán)格，塔板要求水平； 操作彈性較小，易形成偏流和漏液，使吸收效率下降。 噴淋塔 空塔氣速2.5～4.0m/s 液氣比13～30L/m3 壓力損失500～2000Pa 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，操作容易； 可同時(shí)除塵、降溫、吸收，壓力損失小 氣液接觸時(shí)間短，混合不易均勻，吸收效率低； 液體經(jīng)噴嘴噴入，動(dòng)力消耗大，噴嘴易堵塞； 產(chǎn)生霧滴，需設(shè)除霧器 通過(guò)比較各種設(shè)備的性能參數(shù)，填料塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的脫硫效率，所

14、以選用填料塔吸收二氧化硫。 2.4填料的選擇 填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面而且促使氣液兩相分散，液膜不斷更新，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤(rùn)濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)格低廉等。填料的種類(lèi)很多，大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩大類(lèi)。實(shí)體填料包括環(huán)形填料(如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán))，鞍型填料(如弧鞍、矩鞍)，以及由陶瓷、金屬、塑料等材質(zhì)制成的填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的填料，如鞍形網(wǎng)、波紋網(wǎng)等。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與其它填料相比，鮑爾環(huán)的氣體

15、通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。 結(jié)合幾種填料的優(yōu)缺點(diǎn)最終決定本次設(shè)計(jì)選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。 3.除塵器設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算 3.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量 Qa'=4.76(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY)(m3/kg) 式中：CY、HY、SY、OY——分別在煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù) Qa'=4.761.867×0.65+5.56×0.04+0.7×0.03-0.7×0.02 =6.868(m3/kg) 3.1.2標(biāo)態(tài)下理論煙氣量 Qs'=1.867CY

16、+0.375SY+11.2HY+1.24WY+0.016Qa'+0.79Qa'+0.8NY(m3/kg) 式中：Qs'——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量； WY——煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； NY——N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 Qs'=1.867×0.65+0.375×0.03+11.2×0.04+1.24×0.10+0.016×6.868+0.79×6.868+0.8×0.01(m3/kg) =7.35(m3/kg) 3.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 Qs=Qs'+1.016(α-1)Qa'(m3/kg) 式中：α——空氣過(guò)剩系數(shù)； Qa'——標(biāo)準(zhǔn)

17、狀態(tài)下理論空氣量(m3/kg)； Qs'——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量(m3/kg)。 Qs=7.35+1.016(1.3-1)×6.868 =9.44(m3/kg) 由于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì)，因此Q=Qs×設(shè)計(jì)耗煤量； Q= Qs×設(shè)計(jì)耗煤量=9.44×350=3304(m3/h) 3.1.4標(biāo)態(tài)下煙氣含塵濃度 C=(dsh/Qs)×AY(kg/m3) 式中：dsh——排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； AY——煤中不可燃成分的含量； Qs——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。 C=(0.3

18、5/9.44)×0.15=2.604(g/m3) 3.1.5標(biāo)態(tài)下煙氣中SO2的濃度 QSO2=(2×SY/QS)×106(mg/m3) 式中：SY——煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； QS——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量(m3/㎏)。 QSO2=(2×0.03/9.44)×106=6.36×103(m3/kg) 3.2除塵器的選擇 3.2.1除塵效率 η=1-CS/C 式中：C——標(biāo)態(tài)下煙氣含塵濃度(mg/m3)； CS——標(biāo)態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值(mg/m3)。 η=1-200/2604=92.32% 3.2.2工況下煙氣流量 Q'=QPT'TP'(m3

19、/h) 式中：Q——標(biāo)態(tài)下實(shí)際煙氣量(m3/h)； P——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，KPa； P`——當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓，取98KPa； T`——出口煙氣溫度，K。 Q·=3304×101.325×(273+160)273×98=5418.21(m3/h)=1.505(m3/s) 3.2.4除塵器的選擇 根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率來(lái)確定除塵器（袋式除塵器） 袋式除塵器是使含塵氣體通過(guò)濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過(guò)濾式袋式除塵器中一種，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按不同特點(diǎn)可分為圓筒形和扁形；上進(jìn)氣和下進(jìn)氣，內(nèi)濾式和外濾式，密閉式和敞開(kāi)式；簡(jiǎn)易，機(jī)械振動(dòng)，逆氣流反吹，氣環(huán)反吹，

20、脈沖噴吹與聯(lián)合清灰等不同種類(lèi),其性能比較如表3所示： 表3 不同袋式除塵器性能比較表 除塵種類(lèi) 除塵效率 凈化程度 特點(diǎn) 簡(jiǎn)易袋式 30% 中凈化 機(jī)械振動(dòng)袋式 90% 中凈化 要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過(guò)濾面上生成足夠的振動(dòng)力。 脈沖噴吹袋式 99% 細(xì)凈化 清灰方式作用強(qiáng)度很大，而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好 氣環(huán)式袋式 99% 細(xì)凈化 適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價(jià)較低，氣環(huán)箱上下移動(dòng)時(shí)緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高 通過(guò)我組比較最終決定選用袋式除塵器，根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，最終決定選用MC3

21、6—I型系列逆噴脈沖袋式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期性的向?yàn)V袋內(nèi)或?yàn)V袋外噴吹壓縮空氣來(lái)達(dá)到清除濾袋上積塵的袋式除塵器，它具有處理風(fēng)量大，除塵效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且清灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，濾袋不受機(jī)械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。 用《除塵器手冊(cè)》中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):主要由上箱體，中箱體，下箱體，排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分組成。上箱體內(nèi)設(shè)有多孔板，濾袋，濾袋框架；下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、檢查門(mén)；排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成；控制儀、控制閥、脈沖閥、噴嘴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。 工作原理：含塵氣體由下箱體的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器內(nèi)經(jīng)過(guò)濾袋過(guò)濾。粉塵被阻留

22、在袋外，凈化氣體進(jìn)入袋內(nèi)經(jīng)過(guò)文氏管，由排風(fēng)口排出機(jī)外，阻留在濾袋上的粉塵通過(guò)用電控（D）、機(jī)控（J）或氣控（Q）中的一種方式，控制開(kāi)啟脈沖閥定時(shí)分排，對(duì)濾袋進(jìn)行清灰，其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸分別見(jiàn)表4、表5： 表4 MC36-I型逆噴脈沖袋式除塵器主要性能 型號(hào) 過(guò)濾面積m2 濾袋數(shù)量/條 處理風(fēng)量m3/h 脈沖閥個(gè)數(shù)/個(gè) 外形尺寸/長(zhǎng)×高×寬 MC36—I 27 36 3250～6480 6 1425×1678×3660 設(shè)備質(zhì)量/kg 濾袋尺寸/mm 設(shè)備阻力/Pa 除塵效率 入口含塵濃度g/m3 過(guò)濾風(fēng)速/m/min 1116.80 Φ120×

23、2000 1200～1500 ＞99% 2～14 2～4 表5 MC36-I型逆噴脈沖袋式除塵器主要尺寸 型號(hào) A A1 B B1 H MC36—I 1678 1150 1340 1100 3660 影響因素：過(guò)濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類(lèi)、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈化物料種類(lèi)等。 3.2.5總過(guò)濾面積 根據(jù)含塵濃度、濾料種類(lèi)及清灰方式等，即可確定過(guò)濾氣速vF，并得出總過(guò)濾面積： A=Q`60VF(m2) 式中：Q`——預(yù)處理的煙氣量(m3/h) VF——過(guò)濾速度(m/min),取1.8m/min A=5418.2160×1.8=5

24、0.17(m2) 4.管道布置及各管段的管徑 4.1各裝置及管道布置原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置，一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了，對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊 ，管路短，占地面積小，并使安裝，操作和檢修方便。 4.2確定管徑 d=4Q·πv(m) 式中：v—煙氣流速m/s（對(duì)于鍋爐煙塵v=10～15m/s），取v=13 m/s則： d=4×1.5053.14×13=0.384(m) 對(duì)管徑進(jìn)行圓整，查詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)手冊(cè)可得到表6： 表6 鋼制板風(fēng)管圓整相關(guān)數(shù)據(jù) 外徑D/mm 外徑允許偏差/mm 壁厚/mm 4

25、00 ±1 0.75 內(nèi)徑：d1=400-2×0.75=398.5mm 由公式d=4Qπv(m)可得到煙氣流速v=4Qπd2=4×1.5053.14×0.39852=12.07(m/s)，由此可知，除塵器中的管徑設(shè)計(jì)合理。 5.煙囪的設(shè)計(jì) 5.1煙囪高度的計(jì)算 首先確定共用一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定確定煙囪的高度。 表7 鍋爐總蒸發(fā)量與煙囪高度的關(guān)系 鍋爐總額蒸發(fā)量（t/h） <1 1～2 2～6 6～10 20 20～35 煙囪的最低高度(m) 20 25 30 35 40 45 由于給定鍋

26、爐型號(hào)DZL2—13蒸發(fā)量為2t/h，故選定煙囪高度為30m 煙囪抬升高度： Qh=CPV0(TS-TZ)； 式中：Qh——煙囪的熱排放率； Cp——標(biāo)況下的煙氣平均比定壓熱容，取CP=1.38kg/m3K； Vo—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量(m3/s)； Ts—煙氣出口溫度； Ta—當(dāng)?shù)刈罱?年平均氣溫值 K=273+20=293K Qh=1.38×0.918×160-20=177.36KW；由于177.36KW<2100KW，則： ?h=2×15vsD+0.01Qhu； 式中：VS—煙率出口速度(m/s)，VS=QA=0.918×43.14×0.62=3.25m/s； D

27、—煙囪出口內(nèi)徑(m)； Qh—煙囪的熱排放率； u—煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速(m/s)，取2.5m/s。 則：?h=2×15×3.25×0.6+0.01×177.362.5=3.76m；煙囪的有效高度為He=HS+?h=33.76m 5.2煙囪直徑的計(jì)算 5.2.1煙囪出口內(nèi)徑按如下公式： d=0.0188Qv(m) 式中：Q——通過(guò)煙囪的總煙量(m3/h)； V——煙氣流速，m/s，由表8確定，取為5m/s。 表8 煙囪不同情況下出口煙氣流速 通風(fēng)方式 運(yùn)行情況 全負(fù)荷 最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng) 10~20 4~5 自然通風(fēng) 6~8 2.5~3 d=0.

28、.215=0.62m 5.2.2煙囪底部直徑 ds=d+2ihs=0.7+2×0.02×30=1.9(m) 式中：d—煙囪出口直徑(m)，圓整取0.7m； hs—煙囪高度(m)； i—煙囪錐度，取i=0.02 5.3煙囪的抽力 Sy=0.0342H(1273+tk-1273+tp)×B(Pa) H —煙囪高度 m tk—外界空氣溫度 ℃ tp—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度 ℃ B—當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa Sy=0.0342×30×1273+20-1273+160×98×103=110.95Pa 5.4系統(tǒng)阻力計(jì)算 5.4.1煙囪的阻力損失計(jì)算 對(duì)于圓管?PL=λLd×ρv22(P

29、a) -摩擦阻力系數(shù)，取0.04； -管道長(zhǎng)度(m)； -管道直徑，取0.9m； -煙氣密度(Kg/m3)ρ=ρn273×98(273+160)×101.325=1.36×273×98433×191.325=0.83kg/m3； -管內(nèi)煙氣平均流速。 ?PL=0.04×30×0.83×1320.9×2=93.51Pa；則最大地面濃度ρmax=2×0.6×25413.14×2.5×2.72×36.472=0.11mg/m3<0.5mg/m3；可見(jiàn)地面最大濃度小于國(guó)家規(guī)定,煙囪高度設(shè)計(jì)合理。 5.4.2摩擦阻力損失 ?PL=λLρv22d； 式中：L—管道長(zhǎng)度，取L=50(m)；

30、 d—管道直徑(m)； ρ—煙氣密度(Kg/ m3)； v—管中煙氣流速(m/s)； λ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù) 和管道相對(duì)粗糙度 的函數(shù)，可以查手冊(cè)得到。（實(shí)際中金屬管取0.02，磚砌或混凝土管道取0.04）。 △p=0.02×50×0.83×12.0520.40×2=150.65Pa 5.4.3局部壓力損失 ?P=ζρv22=0.1×0.83×12.0522=6.062(Pa) 式中：ζ——異型管件的局部阻力系數(shù)； ρ——煙氣密度(kg/m3)； v——與ζ相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率(m/s)。 （1）除塵器進(jìn)氣管的阻力損失計(jì)算 漸縮管的計(jì)算：α≤45°時(shí)ε=0.

31、1所以取α=45°，v=12.05m/s；?P=ζρv22=0.1×0.83×12.0522=6.026Pa；由于兩個(gè)彎頭均為90°?P=ζnρv22=0.175×0.83×12.052×22=21.09Pa 漸擴(kuò)管的計(jì)算：?P=ζρv22=0.25×0.83×12.0522=15.06Pa； L3=(0.5-0.4)×tan67.5°2=0.12(m) （2）除塵器出氣管的阻力損失的計(jì)算 漸擴(kuò)管的計(jì)算：α≤45°時(shí)ε=0.1；取α=30°則：?P=ζρv22=0.1×0.83×12.0522=6.026Pa； L4=(0.5-0.4)×tan67.5°2=0.12(m)；兩個(gè)90o

32、彎頭，D=400 m m，取Ｒ＝1.5D則ε=0.175； ?P=ζnρv22=0.175×0.83×12.052×22=21.09Pa （3）對(duì)于T型三通 ?P=ζρv22=0.55×0.83×12.0522=33.14Pa（其中ζ=0.55）；則系統(tǒng)總阻力[其中鍋爐出口前阻力550Pa，除塵器阻力1400Pa（一般為1200~1500Pa） Σh=150.65+6.026+6.062+21.09+15.06+6.026+21.09+33.14+550+1300=2106.70Pa 5.6風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算 5.6.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 Qy=1.1Q×273+tp2

33、73×101.235B(m3/h) 式中：1.1—風(fēng)量備用系數(shù)； B——當(dāng)?shù)卮髿鈮篕Pa； Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量(m3/h)； tp——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度℃，若管道不長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度。 Qy=1.1×0.918×3600×273+×101.23598=5961.47(m3/h) 5.6.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 Hy=1.2Σ?h-Sy273+tp273+ty×101.325B×1.293ρy(Pa) 式中：1.2——風(fēng)壓備用系數(shù)； Σ?h——系統(tǒng)總阻力(Pa)； tp——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度℃； ty——風(fēng)機(jī)性能表中給出的實(shí)驗(yàn)用氣體溫度℃； Py—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度

34、1.36 Kg/ m3； Sy—煙囪產(chǎn)生的抽力(Pa)。 Hy=1.2×2106.70-110.95273++200×101.32598×1.2931.36=2155.08Pa 5.6.3風(fēng)機(jī)的選定 根據(jù)Hy和Qy選定Y5-47的離心引風(fēng)機(jī)，性能表見(jiàn)表9； 表9 Y5-47型引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表 型號(hào) 全壓/（Pa） 風(fēng)量/（m3/h） 功率/Kw 輸送介質(zhì)溫度（℃） 適用范圍 Y5-47 981～3806 2750～75330 3～110 ≤250 1～20t/h鍋爐引風(fēng) 5.6.4電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 Ne=QyHyβ3600×1000η1η2； 式中

35、：Qy——風(fēng)機(jī)風(fēng)量(m3/h)； Hy——風(fēng)機(jī)風(fēng)壓(Pa)； η1——風(fēng)機(jī)在全頭時(shí)的效率（一般風(fēng)機(jī)為0.6；高效風(fēng)機(jī)為0.9)； η2——機(jī)械傳動(dòng)功率（風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)=1，用聯(lián)軸器連接時(shí)=0.95～0.98，用V形帶動(dòng)傳動(dòng)時(shí)=0.95） β——電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)=1.3 Ne=5961.47×2155.08×1.33600×1000×0.6×0.95=8.14Kw 5.6.5電動(dòng)機(jī)的選定 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式，選定Y160L-6型電動(dòng)機(jī)（功率是11 Kw），性能參數(shù)見(jiàn)表10； 表10 Y160L-6型電動(dòng)機(jī)性能表 功率(Kw) 型號(hào)

36、轉(zhuǎn)速r/min 效率(%) 功率因數(shù)cos 11 Y160L-6 970 87 0.78 6.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算 6.1塔徑的計(jì)算 在常壓零攝氏度下SO2的密度為2.927，再由表3中填料的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算： 表11 不同種類(lèi)填料相關(guān)參數(shù)明細(xì)表 品名（鮑爾環(huán) ） 徑×高×厚 mm×mm×mm 比表面積 （m2/m3） 空隙率(%) 干填料因子L/m 種類(lèi)1 16×16×1 188 0.91 275 種類(lèi)2 25×25×1.2 175 0.90 239 種類(lèi)3 38×38×1.4 115 0.89 220 種類(lèi)4 50×50

37、×1.5 93 0.90 127 種類(lèi)5 76×76×2.6 73 0.92 94 D=4Qπuf其中空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%～80%，取u =80% uf=0.8×0.92=0.736m/s時(shí)； D=4×35473.14×3600×0.736=1.31m；根據(jù)國(guó)內(nèi)壓力容器公稱(chēng)直徑進(jìn)行校正得D=1.35m。 6.2填料層高度計(jì)算 用清水吸收屬于中等溶解度的吸收，氣膜阻力和液膜阻力都應(yīng)考慮，本設(shè)計(jì)屬于低濃度氣體的吸收，塔內(nèi)氣體和液體的摩爾流量變化較小，其提及吸收系數(shù)可視為常數(shù)； 采用計(jì)算公式Z=HOG·NOG 式中：HOG——相總傳質(zhì)高度，取0.61m； NOG—

38、—?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元數(shù)，取6.84m。 Z=6.84×0.61=4.17m；所以填料層高度為Z`=1.5×4.17=6.20m； 設(shè)計(jì)取填料層高度為Z=7m 6.3填料塔高度計(jì)算 對(duì)于鮑爾環(huán)hD=5～10，Hmax≤6m； 取hD=6，則h=6×1350=8100mm=8.1m，取8m。 6.4填料塔附件的選擇 6.4.1壓力降的計(jì)算 X=L`G``×ρGρL0.5=.24832.92×1..5=2.05；Y=u2φ?gρGρLμL0.2=0.010×0.64=0.0064 由X=2.05；Y=0.0064 查圖得：壓降約為PM=50mmH2O/mm處即PM=9.807×104×

39、70.05=3.43×103Pa 6.4.2系統(tǒng)阻力計(jì)算 選用篩孔盤(pán)式分布器,進(jìn)口管徑為400mm,進(jìn)口風(fēng)速為12.05m/s,阻力約為400Pa；選用多孔盤(pán)管式液體分布器,阻力約為50Pa；選用液封排液裝置；選用絲網(wǎng)除塵器,出口管徑為250mm,阻力為100Pa； 根據(jù)工藝流程,填料塔至煙囪間附屬3個(gè)90o彎頭，則 ?P=nερv22=0.175×0.83×12.052×3231.63Pa，（ε取0.175） 系統(tǒng)總阻力?P總=3430+400+200+50+100+31.63=4211.63Pa 6.4.3風(fēng)機(jī)選擇 引風(fēng)機(jī)全壓力為：?Pd=1.2?P=1.2×4211.62=

40、5053.96Pa； 引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量：Vd=1.1Q×273+tp273×101.325B=1.1×0.918×3600×273+×101.32598=5961.47(m3/h)； 綜合風(fēng)機(jī)全壓及送風(fēng)量,選用G4-32-11型號(hào)的引風(fēng)機(jī),性能參數(shù)如下： 表12 G4-32-11型號(hào)引風(fēng)機(jī)性能表 型號(hào) 全壓(Pa) 風(fēng)量(m3/h) 電機(jī)功率(Kw) G4-32-11 3678-8564 2460-29000 11-75 6.4.4電機(jī)的選擇 （1）電機(jī)功率的計(jì)算 Ne=QyHyβ3600×1000×η1η2=5961.47×5076.76×1.33600×1000×

41、0.6×0.95=19.17Kw （2）電機(jī)的選擇 根據(jù)電機(jī)功率,選用Y180M-2型電動(dòng)機(jī),電機(jī)性能參數(shù)如下: 表13 Y180M-2型電動(dòng)機(jī)性能參數(shù) 型號(hào) 功率(Kw) 電流(A) 轉(zhuǎn)速(r/min) 效率(%) Y180M-2 22 42.2 2940 89 7.課程設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)提高了我的邏輯思維能力以及對(duì)材料的整合和篩選能力，這對(duì)于我今后的研究和學(xué)習(xí)有很大的幫助，通過(guò)了整個(gè)課程設(shè)計(jì)方案的描述，讓我更加全面的拓寬自己的思考能力。也讓我更加重視對(duì)實(shí)際工作的關(guān)注，有利于提高我的理論聯(lián)系實(shí)際能力。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，我知道了如何去自覺(jué)學(xué)習(xí)，如何去體驗(yàn)實(shí)踐的成果，如何在實(shí)踐中享受勝利的喜悅。 在設(shè)計(jì)中體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，通過(guò)與小組同學(xué)一起進(jìn)行資料的收集、整理，大家分工明確，態(tài)度積極，才能使這次的設(shè)計(jì)完成。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，使自己加深了課本知識(shí)的理解，不再是停留與表面的理論知識(shí)，更加與實(shí)踐結(jié)合了起來(lái)，收獲頗多。 最后感謝老師和同學(xué)在設(shè)計(jì)中的幫助。 專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)