佛山市金鵬陶瓷廠工藝廢氣處理工程設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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任務(wù)書 題目名稱 佛山市金鵬陶瓷廠 工藝廢氣處理工程設(shè)計(jì) 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 陶瓷廠工藝廢氣治理工程設(shè)計(jì)，包括各種工藝廢氣治理工藝的比較、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析、主體設(shè)備選型和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)，管道輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程投資概算等。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 廢氣處理量：工廠現(xiàn)場(chǎng)收集； 廢氣成分：畢業(yè)實(shí)習(xí)收集； 畢業(yè)實(shí)習(xí)10天以上；實(shí)習(xí)報(bào)告（含資料調(diào)研報(bào)告）10000字以上； 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書30000字以上； 繪制工程設(shè)計(jì)圖紙8張（A4）以上。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 查閱和翻譯文獻(xiàn)資料； 參與畢業(yè)實(shí)習(xí)并編寫實(shí)習(xí)報(bào)告； 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書； 進(jìn)行工程概算和運(yùn)行可行性分析； 繪制工程設(shè)計(jì)圖紙。 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容 起止日期 1 參與畢業(yè)實(shí)習(xí) 3月15日~4月12日 2 編寫實(shí)習(xí)報(bào)告、查閱和翻譯文獻(xiàn)資料 4月13~4月25日 3 研究設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 4月26日~5月10日 4 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5月11日~5月25日 5 進(jìn)行工程概算和運(yùn)行可行性分析 5月26日~5月29日 6 繪制工程設(shè)計(jì)圖紙 5月30日~6月8日 7 答辯準(zhǔn)備及答辯 6月9日~6月12日 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1. 王志魁主編 . 化工原理 .第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.10 2. 赫吉明 馬廣大主編 . 大氣污染控制工程. 第二版.北京：高等教育出版社，2002 3. 賀匡國(guó)主編.化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，1989 4. 黃學(xué)敏.張承中主編. 大氣污染控制工程實(shí)踐教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.9 5. 立本英機(jī).安部郁夫（日）主編.高尚愚譯編. 活性炭的應(yīng)用技術(shù)ü其維持管理及存在問題.南京：東南大學(xué)出版社，2002.7 6. 林肇信主編.大氣污染控制工程.高等教育出版社.1991.5 7. 全燮.楊鳳林主編. 環(huán)境工程計(jì)算手冊(cè).中國(guó)石化出版社.2003.6 8. 吳忠標(biāo)主編 . 實(shí)用環(huán)境工程手冊(cè)ü大氣污染控制工程 化學(xué)工業(yè)出版社. 2001.9 9. 姜安璽主編. 空氣污染控制 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003 10. 朗曉珍. 楊毅宏主編. 冶金環(huán)境保護(hù)及三廢治理技術(shù). 東北大學(xué)出版社. 2002 11. 童志權(quán)等主編. 工業(yè)廢氣污染控制與利用. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1988 12. 王紹文.張殿印.徐世勤.董保澍主編. 環(huán)保設(shè)備材料手冊(cè).冶金工業(yè)出版社 2000.9 13. 朱世勇，《環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001 14. 李光超，《大氣污染控制技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 15. L.Ekman.LIFAC-經(jīng)濟(jì)有效的脫硫方法.芬蘭：Fortum Engineering Ltd. 16. 唐敬麟，張祿虎編. 除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)化學(xué)工業(yè)出版社.2004 17. 《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) （第11卷）》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1986. 18. 趙毅，李守信，《有害氣體控制工程》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001. 19. 陳常貴、曾敏靜、劉國(guó)雄等編，《化工原理》，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2002 20. Licht,W《Air Pollution Control Engineering》.Publisher,New York,NY(US);Marcel Dekker,Inc.System Entry Date:2001 May 13. 21. Dry Removal of Gaseous Pollutants from Flue Gases with the GFB(FGD by CFB).Lurgi Report,Germany,1990.. 22. 劉天齊主編，三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)：廢氣卷，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 1999.5 發(fā)出任務(wù)書日期：20xx年3月10日 指導(dǎo)教師簽名： 預(yù)計(jì)完成日期： 年 月 日 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 主管院長(zhǎng)簽章： 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文參考文獻(xiàn)譯文及原文 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán) 境 工 程 年級(jí)班別 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年6月2日 低溫選擇性催化還原含NH3的NOx廢氣 ——以活性炭纖維化合物為載體的氧化錳為催化劑 摘要 在我們的實(shí)驗(yàn)室新近的發(fā)展,是嘗試將活性炭纖維化合物作為催化劑載體用NH3低溫選擇催化還原（SCR）NO。載體的注入是由 被稀釋的乙酸錳水溶液產(chǎn)生的吸附平衡力完成。在注入前,應(yīng)對(duì)不同條件下含碳物載體的運(yùn)行過程進(jìn)行研究，包括蒸汽活化和用空氣與不同的液體氧化。那些用不同的技術(shù)和浸漬催化劑特性化而背改良的載體被嘗試用于在1500C選擇性催化還原NO。載體在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)活化并用硝酸在900C下氧化1-2個(gè)小時(shí)可達(dá)到最好的催化效果。 關(guān)鍵字：碳纖維，碳纖維復(fù)合材料，選擇性催化氧化，氧化氮，錳 1.前言 碳纖維復(fù)合材料(CBCF)與他們的活化型(碳纖維復(fù)合材料分子篩 ,CFCMS)近幾十年在Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和Kentucky大學(xué)的研究中取得了巨大的發(fā)展。這些低密度材料是通過固化處理、炭化以及在CFCMS的作用下，使一種由碳纖維和一種粉末狀的膠凝劑混合的物質(zhì)活化而生成的。這種劑型的合成物的一個(gè)通常的用途是用于所謂的泥漿造型技術(shù)。這種技術(shù)意味著可以利用復(fù)合設(shè)備幫助排水裝置在真空條件下處理稀釋水。另外 ,因?yàn)樯虡I(yè)用途那 些活化的 CBCF 合成物被迫與那些價(jià)格很低廉的但是卻能加工成剛硬狀態(tài)的活性炭顆粒。這也意味著尋找制造低密度活性炭纖維的廉價(jià)的先驅(qū)物質(zhì)和工序。在這方面我們最近我們報(bào)道了用纖維中一種簡(jiǎn)單的干燥分散的樹脂粉末制造NomexTM rejects—活性炭纖維合成物的第一結(jié)果。這些混合物的潛在的用途主要因?yàn)樗麄兊慕Y(jié)構(gòu)特性。因此，原則上在氣體和液體吸附系統(tǒng)里，他們可能被使用作為碳催化劑或者催化劑載體。 在這個(gè)工藝中，活性碳纖維作為催化劑載體被試用于低溫選擇催化有氨的氮氧化物的去除。眾所周知，2500C以下幾種活性炭作為載體的催化劑對(duì)NOX有較高的活性。經(jīng)過熱預(yù)處理，幾種金屬氧化物在低溫SCR處理中，Mn2O3較Fe2O3和Co2O3有更高的活性。另外，實(shí)踐證明ACF 作載體比顆粒狀的活性炭或氧化鋁載體更具活性。在催化的反應(yīng)期間，所有這些結(jié)果都伴隨著低程度的載體被氧化和產(chǎn)生可忽略的氮氧化物形式。其他文獻(xiàn)也對(duì)錳氧化物對(duì)驅(qū)散含碳材料的高活性進(jìn)行了評(píng)論。這實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo) 是研究用以活性炭纖維化合物為載體的氧化錳與氨水一起對(duì)低溫選擇催化對(duì)氮氧化物的去除效果。工藝被在兩個(gè)部分提出。在第一個(gè)里，形成這篇文章，含碳的載體的預(yù)處理的程序在注入之前被處理。第2個(gè)部分提出了不同的注入過程和催化劑的熱處理方法應(yīng)用的不同結(jié)果。它也提供了與其他低溫SCR 催化劑的一種廣泛的比較。在相關(guān)文獻(xiàn)中有許多 關(guān)于提高低溫SCR脫氮的催化劑的活性和選擇性的方法。一般來說，合成物表面的狀況能使它的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性發(fā)生變化。含碳載體與無機(jī)物載體(即硅石，氧化鋁，沸石等等)相比最相關(guān)的優(yōu)勢(shì)之一是通過簡(jiǎn)單的技術(shù)，例如通過控制的氧化(活動(dòng))來控制他們的結(jié)構(gòu)的特性的可能性。然而，雖然文章中有些暗示確定了結(jié)構(gòu)參數(shù)(表面面積和平均毛孔尺寸)可使得催化劑的活性提高的價(jià)值，但那些將通常取決于催化系統(tǒng)（活性階段和反應(yīng)氣體)的類型并且通過特殊的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行優(yōu)選。與結(jié)構(gòu)條件(活性)相比較，化學(xué)變型研究的范圍相對(duì)較小，雖然最新近文獻(xiàn)中能找到評(píng)論在該領(lǐng)域內(nèi)的成就的許多作品。通常，在含碳物的表面上產(chǎn)生的功能組在它的化學(xué)變型期間必須允許在注入過程后引進(jìn)的金屬離子的停滯。更高數(shù)量的功能組傾向于易于與這金屬離子連結(jié)或者交換并且被轉(zhuǎn)化為這活化階段的更高的負(fù)荷(以及可能散布)。通常，雖然好像有這個(gè)規(guī)章的一些例外，但是一高的散布度(小的晶體尺寸)總希望被變成為一種非常活躍的催化劑。因此，Grzybek等等研究了用以活性碳為載體的錳氧化物低溫SCR發(fā)脫氮并明顯的發(fā)現(xiàn)最活躍的催化劑是有一個(gè)被支持的氧化物的更大的水晶尺寸的那些。另一方面，這項(xiàng)高的活動(dòng)伴隨著一種低的催化的選擇性。根據(jù)上述考慮，載體的化學(xué)處理根據(jù)隨后被注入物的類型來選擇。因此，為了受益于表面組的分散的特性，表面組似乎邏輯選擇一種允許它在注入的解決方法和載體的處理之間達(dá)到化學(xué)平衡。在這方面，最合適的方法看起來在催化劑表面上是在金屬離子的均衡吸附(EA)溶解狀態(tài)中。在這實(shí)驗(yàn)里，錳(II)乙酸鹽的淡的溶液用來注入經(jīng)過處理的載體。Mn2陽離子在含碳表面的停泊地點(diǎn)以功能組與一基本性格(常用的氮組）存在支持，由于這個(gè)水的解決辦法似的它們以陰離子的形式形成酸(即fenolic，carboxylic和lactones)組存在。這就好比在載體的表面上增加酸組的數(shù)量，因?yàn)樗绕鹌渌镔|(zhì)用于氮組許多基本的性格的形成過程相比較，它是一個(gè)更簡(jiǎn)單和不那么昂貴的工藝。建立酸組的最簡(jiǎn)單的處理方法是用由集中的酸(特別是硝酸)氧化的載體或在適度的溫度的空氣。來自這些處理方法的運(yùn)行的結(jié)果會(huì)在以后的章節(jié)里描述。 2 試驗(yàn) 材料描敘 催化劑準(zhǔn)備程序和催化劑特性技術(shù)在這一工作的運(yùn)用。此后，首字母縮略詞和簡(jiǎn)稱被使用，表一說明了在第二部分工作都催化劑的不同準(zhǔn)備程序。 2.1材料 NomexTM 廢棄物由Dupont S.A Ib'erica 供應(yīng)。(西班牙)被用來激活纖維的活性碳。成塊的材料的搽粉的fenolic 樹脂(Novolak hexamine) 是由Fers Resins S.A（西班牙）供應(yīng)的。由Prolabo供應(yīng)的四水和醋酸錳被用來當(dāng)做金屬材料。 2.2纖維活性碳的制造 纖維活性炭的生產(chǎn)在其他地方已經(jīng)詳細(xì)的作了介紹。首先，NomexTM 廢棄物在180度的對(duì)流烤爐里停留六個(gè)小時(shí)，被空氣里的氧氧化成為穩(wěn)定的化合物。然后，固定碳在充滿氮?dú)獾?50度的垂直的石英電子加熱反應(yīng)器(5 cm i.d 。),里炭化（受熱率5度每分種，浸泡的時(shí)間1 h），由常規(guī)的刀片磨具碾碎和篩選而得到了0.1-0.4 毫米的活性炭。這些炭粉與搽粉的fenolic 樹脂(Novolak) 以3/1比例干混在一起 。然后這些混合物被倒入一個(gè)圓形的容器力里，在180度的對(duì)流烤箱烤75分鐘. 直徑2 cm和長(zhǎng)度cm 的粗糙成分在這一生產(chǎn)程序中被篩選出來。在700度的氮?dú)饫锱c模子和碳脫離出來（加熱率為5度每分鐘，浸泡時(shí)間為一個(gè)鐘頭）。容積密度為0.25克每立方厘米的碳化物就是用這種方法制造出來的。在SCR試驗(yàn)的控制下，評(píng)估纖維相互間的擴(kuò)散的程度中產(chǎn)生了容積密度為0.47克每立方厘米的碳化物。 碳化物在700度的充滿氮?dú)獾氖⒎磻?yīng)器中的蒸氣流中被激活，活性炭的容積密度低到0.16克每立方厘米，存灰率為百分之四十四。 2.3載體處理 2.3.1載體的氧化 催化劑載體由圓柱體薄片組成，是由高為4mm寬為19mm的合成物切割成的。在將這些薄片進(jìn)行不同程序的氧化，硝酸(體積分?jǐn)?shù)40%)，硫酸(體積分?jǐn)?shù)40%)和H2O2 (體積分?jǐn)?shù)30%)。空氣氧化是溫度為200 ℃至300℃的條件下在一垂直石英反應(yīng)堆內(nèi)(5cm)進(jìn)行，氧化時(shí)間為3h 至5 h，空氣的流速約為500 ml/min.液體氧化在密閉的聚四氟乙烯壓熱器中用10 ml的酸作為介質(zhì)與合成物薄片接觸進(jìn)行。 在加熱之前，聚四氟乙烯壓熱器先進(jìn)行5分鐘的超聲波洗滌，以改進(jìn)其于纖維酸的接觸。然后將聚四氟乙烯壓熱器加熱到50?C到90?C之間后恒溫浸泡1到2個(gè)小時(shí)。在這過程之后，將薄片從壓熱器中取出，用離子水洗滌并先在真空條件下烘干，然后在120℃下空氣對(duì)流烘烤1小時(shí)。 在某些情況下, 被氧化的載體在錳鹽平衡吸附注入之前以NaOH進(jìn)行離子交換, 用于將在氧化作用期間纖維表面生成的的酸性成分轉(zhuǎn)化成鈉鹽。經(jīng)氧化的綜合切片樣品放置于在樣品容器中，并常溫在有磁場(chǎng)流動(dòng)的環(huán)境下浸泡在500ml NaOH溶液中(0.05 M)保存16至20小時(shí),然后將樣品120℃下空氣對(duì)流烘烤1小時(shí)。在某些情況下,在干燥之前需先用離子水進(jìn)行沖洗。 2.4 載體注入和活化階段的形成 在載體表面上的錳離子的傳入通過一種均衡吸附方法來完成。 預(yù)處理載體放在一個(gè)樣品容器中并且倒入600 ml錳(II)乙酸鹽(0.068 M)的水溶液。 樣本溶液在環(huán)境溫度適合下培養(yǎng)24 h。為了使難以解決的錳氧化物的形成減到最小， 從催化劑開始注入30分鐘前到整個(gè)過程的結(jié)束，必須保持氣體氮緩慢的從溶液中冒出(3-5 泡/s)。然后， 從溶液中將這種催化劑除去，在環(huán)境溫度下真空狀態(tài)下干燥10分鐘，最后在1200C條件下，在密閉容器中保存2小時(shí)。有時(shí)，樣品在干燥前用電離水清洗。為了使錳氧化物在催化劑表面生成，注入的樣本在可變的加熱速率下（10—200C/min）和浸泡溫度下（200-6000C）加熱，加熱時(shí)在惰性氣體（N2和He）下流動(dòng)并且在上述浸泡溫度下浸泡10min—3h。 2.5.特性描述 2.5.1.結(jié)構(gòu)特性 樣品的CO2 吸附等溫線在250C時(shí)的等溫平衡條件下準(zhǔn)確的測(cè)定，微孔體積和微孔平均寬度由Dubinin-Radushkevich方程式進(jìn)行估算。所給樣品晶粒的表面積由一個(gè)在物理吸附器中進(jìn)行的77K時(shí)N2的吸附實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。 2.5.2. 氧化載體的總表面酸度 被氧化載體的表面酸度由與MANG等人使用過的相似的滴定法測(cè)定。被氧化的化合物切片被注入聚四氟乙烯壓熱器中其中含有水NaOH 溶液(0.95 N) 的40 ml。壓熱器閉合并且在鼓動(dòng)條件下保持24 h。之后，打開壓熱器并且載體的表面酸度(eqg?1)由NaOH 溶液和一種HCl水溶液(0.3 N)的后面滴定法確定.平衡點(diǎn)則由酸堿度電極確定。 2.5.3. 金屬裝載物 錳在注入的催化劑中所占的數(shù)量, 即為Mn 原子占干燥催化劑的重量百分比 (Mn%), 最初是由一臺(tái)原子吸收分光儀(IL 錄影12)測(cè)量確定。但是,對(duì)最初30 個(gè)被分析的樣品進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn), 金屬裝載物與樣品的灰分重量有很好的關(guān)聯(lián)，兩者間的聯(lián)系可由公司：Mn (%) = (0.614 ± 0.016)×ash(%)來表達(dá),式中ash(%)代表100g原始的催化劑灰分的含量。因此,為了隨后的測(cè)定，灰分重量被用于計(jì)算金屬裝載物。 2.5.4. 顯微鏡方法 掃描電子顯微鏡(SEM, Zeiss, DSM 942) 被用于獲得關(guān)于在整個(gè)催化劑表面金屬分布狀況的定性信息。 3.總結(jié) 本文描述的是在有氨的條件下用低溫SCR法脫氮以活性炭纖維為載體的氧化錳為催化劑該活性支持具有微孔特性和很高的比表面積（>1000m2/g）.活性炭表面平均為1nm的孔徑適宜錳陽離子在起表面的聚集和解吸。酸根官能團(tuán)的產(chǎn)生大大提高了吸附材料對(duì)錳的吸附負(fù)荷和催化劑的活性。前體的制備方法包括吸附材料的蒸汽活化（高達(dá)20wt％）和活性支持體在90℃的濃硝酸中氧化1～2h。在空氣中氧化或用其他液態(tài)氧化劑，如H2O2、H2SO4等，會(huì)降低催化劑的活性。 - 7 - xxx大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 佛山市金鵬陶瓷廠工藝廢氣處理工程設(shè)計(jì) 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級(jí)班別 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx 年 06 月 摘要 通過對(duì)煙氣進(jìn)行除塵、脫硫、除氮、脫氟等處理，從而減少廢氣中粉塵、硫氧化物、氮氧化物和氟化物的含量，以達(dá)到排放要求。對(duì)于除塵工藝，對(duì)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和性能以及效率各方面進(jìn)行考慮，對(duì)多種的除塵器進(jìn)行比較，最終采用的是袋式除塵器，因?yàn)樘沾蓮U氣中的粉塵基本上接近或?qū)儆诔?xì)粉塵，而袋式除塵器處理微小粒徑的粉塵，具有效率高、性能好、操作簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)采用活性炭吸附聯(lián)合除硫脫銷，主體設(shè)備是類似于吸附塔的活性炭固定床吸附器, 煙氣中SO，在活性炭表面被氧化產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠，從而被活性炭很好的吸附。向吸附塔中噴氨氣，與NO 在活性炭的催化還原作用下生成N，可實(shí)現(xiàn)脫硝的目的。吸附有SO 的活性炭進(jìn)入吸附器加熱再生，再生出的SO 氣體可以通過Clause反應(yīng)回收硫，再生后的活性炭可以反復(fù)使用。 氟化物的處理采用XFP系列含氯廢氣凈化裝置，采用石灰石和電石渣進(jìn)行中和多級(jí)處理，使氟離子生成氟化鈣而沉淀，凈化后的廢氣通過除沫，去掉水分后由煙囪排出。 關(guān)鍵詞：煙氣除塵，袋式除塵器，活性炭聯(lián)合除硫脫氮，XFP系列含氯廢氣凈化裝置 Abstract The waste gas via to proceed dedusting, desulfuration, denitrogenate, defluorination grade disposals etc，in order to decrease the concentration of mill dust, sulfur oxides, oxides of nitrogen and fluorid in waste gas, with the purpose of effluent specification. Baggy precipitator was chosen for dust removing,as it is better than other precipitator in considering the factors of economy and capability and efficiency. Because mill dust in ceramics waste gas basically approach or belong to ultra fine dust，and baggy precipitator take on a series of merits such as efficiency high , performance best, simplicity of operation in disposing minuteness particle diameter mill dust. This compose adopt active carbon to adsorb sulfur and saltpetre，the main adsorption equipment is a active carbon fixed bed adsorber similarly adsorption tower. SO2 in fume is oxidationed to be sulphurric acid aerosol in active carbon surface, in order to adsorped well by active carbon. NH3 sprinkled into adsorption tower，react with NOX under the catalytic reduction effect of active carbon,and become N2 to realize denitrifying goals . The active carbon which adsorpted SO2 go to thermal regeneration by sprinkling hot vapour，then sulphur in the regenerative SO2 gasses can be reclaimated by pouring the regenerative SO2 gasses into CLAUS equipment.Last the regeherative active carbon could be overlayed . Fluorid's disposal adopt XFP Series chlamydospore waste gas cleaning plant . This technics adopt limerock and carbide slag to process multilevel counteract processing，in order to become Fluorine ion into calcium fluoride and then sedimentate. Purgative waste gas vent through the stack after being took out moisture via scum off . key word : Fume dedusting，bag filter，active carbon combine sulphur removal and denitrogenation，XFP Series chlamydospore waste gas cleaning plant 目 錄 1 前言 1 1.1 中國(guó)硫、氮污染現(xiàn)狀及現(xiàn)有的處理方法分析 1 1.2 氟化物對(duì)人體的危害及處理 1 2 工藝流程選擇說明 2 2.1 除塵工藝的選擇 2 2.1.1 幾種常見的除塵設(shè)備 2 2.1.2 除塵設(shè)備的選擇 8 2.2 除硫脫氮工藝的選擇 8 2.2.1 幾種聯(lián)合除硫脫氮的新技術(shù) 8 2.2.2 活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝的原理 10 2.2.3　活性炭聯(lián)合脫除SO2/ NOx 的反應(yīng)機(jī)理 10 2.2.4　活性炭的解吸反應(yīng)機(jī)理 11 2.3 脫氟工藝的選擇 12 3 設(shè)計(jì)條件及排放標(biāo)準(zhǔn) 14 3.1設(shè)計(jì)條件 14 4 設(shè)備選型和工藝計(jì)算 15 4.1 除塵器的選型及計(jì)算 15 4.2 吸附塔的設(shè)計(jì) 16 4.3 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 4.3.1 試算和初選換熱器規(guī)格 19 4.3.2 核算壓強(qiáng)降 23 4.4吸附劑再生再生及相關(guān)計(jì)算 23 4.4.1吸附劑再生的方法 23 4.4.2 吸附劑再生的計(jì)算 24 5 管道設(shè)計(jì)以及風(fēng)機(jī)選型 26 5.1 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 5.1.1 煙氣處理系統(tǒng)管道排列簡(jiǎn)圖 26 5.1.2 管道系統(tǒng)各段管道壓力損失及管徑計(jì)算 26 5.1.3管段計(jì)算表 32 5.1風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算 32 5.2.1 風(fēng)機(jī)選擇總方案引風(fēng)機(jī) 32 5.2.2 風(fēng)機(jī)的計(jì)算和選型 32 6 工程投資估算 35 7 設(shè)計(jì)結(jié)論 36 8 參考文獻(xiàn) 37 9 致謝 38 答辯記錄 學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè) 環(huán)境工程 答辯人 問題1：那些污染物，比如硫，氮，粉塵產(chǎn)生于陶瓷廠的生產(chǎn)流程中的那些環(huán)節(jié)？ 答：就陶瓷廠的生產(chǎn)流程來說，產(chǎn)生污染主要在兩個(gè)環(huán)節(jié)。其一是瓷土烘干環(huán)節(jié)， 那些經(jīng)過篩選的瓷土細(xì)粒在熱空氣中干燥，燃料加熱空氣，類似于鍋爐廢氣。 在干燥過程中亦有污染產(chǎn)生。其二是瓷土燒結(jié)環(huán)節(jié)，在窯爐中燒結(jié)成型，產(chǎn)生 硫，氮，氟及其他污染物。在以上兩個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的廢氣中都有極細(xì)粉塵，另外 在產(chǎn)品的加工環(huán)節(jié)比如磨邊拋光中亦會(huì)產(chǎn)生污染。 問題2：你認(rèn)為設(shè)計(jì)尚有什么不足之處，有什么需要再完善的么？ 由于大氣污染是個(gè)由于大氣污染控制始終是一個(gè)相對(duì)不是很成熟的課題， 相關(guān)參考資料比較不全面。就陶瓷廠工藝廢氣來說，主要是有機(jī)廢氣，采用活性 炭吸附能基本達(dá)到要求，但還不是很穩(wěn)定的。仍需要繼續(xù)研究并比較，對(duì)整個(gè)陶 瓷廠廢氣處理工程進(jìn)行優(yōu)化。 問題3：你在設(shè)計(jì)中，在確定處理工藝流程中考慮了哪些因素？ 做設(shè)計(jì)最主要的是要考慮可行性的問題，一方面，我們必須考慮設(shè)計(jì)目標(biāo)， 必須達(dá)到相關(guān)治理目標(biāo)。那么我們?cè)诖_定流程中會(huì)根據(jù)目標(biāo)做出優(yōu)化選擇；另一 方面，我們必須考慮經(jīng)濟(jì)因素，必須是在經(jīng)濟(jì)可行的情況下完成整個(gè)治理工程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 佛山市金鵬陶瓷廠工藝廢氣處理工程 記錄人 答辯小組成員： 說明：1.主要記錄答辯委員所提的問題及答辯人對(duì)問題的回答。 2.本記錄與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料一同裝訂。 記 錄 內(nèi) 容 I 摘要 通過對(duì)煙氣進(jìn)行除塵 脫硫 除氮 脫氟等處理 從而減少廢氣中粉塵 硫氧化 物 氮氧化物和氟化物的含量 以達(dá)到排放要求 對(duì)于除塵工藝 對(duì)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和性能 以及效率各方面進(jìn)行考慮 對(duì)多種的除塵器進(jìn)行比較 最終采用的是袋式除塵器 因 為陶瓷廢氣中的粉塵基本上接近或?qū)儆诔?xì)粉塵 而袋式除塵器處理微小粒徑的粉塵 具有效率高 性能好 操作簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn) 本設(shè)計(jì)采用活性炭吸附聯(lián)合除硫脫銷 主體設(shè)備是類似于吸附塔的活性炭固定床 吸附器 煙氣中SO 在活性炭表面被氧化產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠 從而被活性炭很好的吸2 附 向吸附塔中噴氨氣 與NO 在活性炭的催化還原作用下生成N 可實(shí)現(xiàn)脫硝的x 2 目的 吸附有SO 的活性炭進(jìn)入吸附器加熱再生 再生出的SO 氣體可以通過Clause2 反應(yīng)回收硫 再生后的活性炭可以反復(fù)使用 氟化物的處理采用XFP系列含氯廢氣凈化裝置 采用石灰石和電石渣進(jìn)行中和多 級(jí)處理 使氟離子生成氟化鈣而沉淀 凈化后的廢氣通過除沫 去掉水分后由煙囪排 出 關(guān)鍵詞 煙氣除塵 袋式除塵器 活性炭聯(lián)合除硫脫氮 XFP系列含氯廢氣凈化裝置 II Abstract The waste gas via to proceed dedusting desulfuration denitrogenate defluorination grade disposals etc in order to decrease the concentration of mill dust sulfur oxides oxides of nitrogen and fluorid in waste gas with the purpose of effluent specification Baggy precipitator was chosen for dust removing as it is better than other precipitator in considering the factors of economy and capability and efficiency Because mill dust in ceramics waste gas basically approach or belong to ultra fine dust and baggy precipitator take on a series of merits such as efficiency high performance best simplicity of operation in disposing minuteness particle diameter mill dust This compose adopt active carbon to adsorb sulfur and saltpetre the main adsorption equipment is a active carbon fixed bed adsorber similarly adsorption tower SO2 in fume is oxidationed to be sulphurric acid aerosol in active carbon surface in order to adsorped well by active carbon NH3 sprinkled into adsorption tower react with NOX under the catalytic reduction effect of active carbon and become N2 to realize denitrifying goals The active carbon which adsorpted SO2 go to thermal regeneration by sprinkling hot vapour then sulphur in the regenerative SO2 gasses can be reclaimated by pouring the regenerative SO2 gasses into CLAUS equipment Last the regeherative active carbon could be overlayed Fluorid s disposal adopt XFP Series chlamydospore waste gas cleaning plant This technics adopt limerock and carbide slag to process multilevel counteract processing in order to become Fluorine ion into calcium fluoride and then sedimentate Purgative waste gas vent through the stack after being took out moisture via scum off key word Fume dedusting bag filter active carbon combine sulphur removal and denitrogenation XFP Series chlamydospore waste gas cleaning plant III 目 錄 1 前言 1 1 1 中國(guó)硫 氮污染現(xiàn)狀及現(xiàn)有的處理方法分析 1 1 2 氟化物對(duì)人體的危害及處理 1 2 工藝流程選擇說明 2 2 1 除塵工藝的選擇 2 2 1 1 幾種常見的除塵設(shè)備 2 2 1 2 除塵設(shè)備的選擇 8 2 2 除硫脫氮工藝的選擇 8 2 2 1 幾種聯(lián)合除硫脫氮的新技術(shù) 8 2 2 2 活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝的原理 10 2 2 3 活性炭聯(lián)合脫除 SO2 NOx 的反應(yīng)機(jī)理 10 2 2 4 活性 炭的解吸反應(yīng)機(jī)理 11 2 3 脫氟工藝的選擇 12 3 設(shè)計(jì)條件及排放標(biāo)準(zhǔn) 14 3 1 設(shè)計(jì)條件 14 4 設(shè)備選型和工藝計(jì)算 15 4 1 除塵器的選型及計(jì)算 15 4 2 吸附塔的設(shè)計(jì) 16 4 3 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 4 3 1 試算和初選換熱器規(guī)格 19 4 3 2 核算壓強(qiáng)降 23 4 4 吸附劑再生再生及相關(guān)計(jì)算 23 4 4 1 吸附劑再生的方法 23 4 4 2 吸附劑再生的計(jì)算 24 IV 5 管道設(shè)計(jì)以及風(fēng)機(jī)選型 26 5 1 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 5 1 1 煙氣處理系統(tǒng)管道排列簡(jiǎn)圖 26 5 1 2 管道系統(tǒng)各段管道壓力損失及管徑計(jì)算 26 5 1 3 管段計(jì)算表 32 5 1 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算 32 5 2 1 風(fēng)機(jī)選擇總方案引風(fēng)機(jī) 32 5 2 2 風(fēng)機(jī)的計(jì)算和選型 32 6 工程投資估算 35 7 設(shè)計(jì)結(jié)論 36 8 參考文獻(xiàn) 37 9 致謝 38 1 1 前言 1 1 中國(guó)硫 氮污染現(xiàn)狀及現(xiàn)有的處理方法分析 煤炭占我國(guó)一次能源75 以上 其中84 的煤炭直接用于燃燒 1 2 大量燃煤 排放物灰塵 SO NO 所引起的溫室效應(yīng) 酸雨和臭氧層破壞等環(huán)境污染已成為2x 國(guó)內(nèi)外一致關(guān)切的 影響人類生存環(huán)境的嚴(yán)重問題 研究各種治理大氣污染的技術(shù)已 成為各國(guó)環(huán)保工作者最緊迫的使命 在煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域 脫硫工藝可分為干法 含半 干法 和濕法 其中濕法脫硫工藝如石灰石 石膏法最為成熟 在煙氣脫NO 技術(shù)領(lǐng)x 域 最具有經(jīng)濟(jì)效益的降低NO 的措施是使用燃燒改進(jìn)的辦法 如低NO 燃燒器和x 空氣分級(jí)燒法 可降低NO 排放20 70 在燃燒改進(jìn)不能滿足 NO 排放標(biāo)準(zhǔn)x 后 可使用SCR 選擇性催化還原法 及SNCR 選擇性非催化還原法 脫硝法 現(xiàn)在所 采用的脫硫 脫硝工藝多數(shù)是將煙氣先通過脫硝設(shè)備 經(jīng)處理后再通過電除塵器進(jìn)行 除塵 然后再將煙氣傳送到脫硫裝置進(jìn)行脫硫 3 4 此方法工藝復(fù)雜 設(shè)備投資高 占地面積大 在我國(guó)廣泛應(yīng)用受到經(jīng)濟(jì)能力的制約 活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)豐富 比表面 積大 吸附性能好 它能夠吸附 催化其它物質(zhì)在其孔隙內(nèi)的積聚 保持和碳及其基 團(tuán)反應(yīng)能力 且具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能 因此活性炭作為一種脫硫脫硝劑具有非常 好的天生條件 1 2 氟化物對(duì)人體的危害及處理 含氟 主要為 HF 和 SiF4 廢氣數(shù)量雖然不如硫氧化物和氮氧化物大 但其毒性較大 對(duì)人體的危害比 SO 大 20 倍 高濃度氟污染可引起皮膚灼傷 皮炎 呼吸道炎癥 低2 濃度氟則能造成人體牙齒和骨骼的氟中毒 導(dǎo)致出現(xiàn)牙質(zhì)缺損 脫落或腰腿疼 關(guān)節(jié) 畸形 鈣化等 近年的研究還發(fā)現(xiàn) 氟化物對(duì)人體的毒作用不僅局限于骨和齒 還能 引起物質(zhì)代謝紊亂 甚至間接導(dǎo)致一系列更為嚴(yán)重的后果 目前 人體中的氟化物對(duì) 生命健康的影響機(jī)理和確切結(jié)果等許多研究仍在進(jìn)展中 但體內(nèi)氟化物過量對(duì)健康有 害則是定論 因此工業(yè)生產(chǎn)排放氣必須控制含氟化合物的排放量 目前 HF 回收通常 生產(chǎn)冰晶石 盡管從理論上可采用吸附法結(jié)合其他化學(xué)法處理含氟廢氣 但目前國(guó)內(nèi) 應(yīng)用 PTSA 回收含氟排放廢氣的工業(yè)裝置尚未見報(bào)道 2 2 工藝流程選擇說明 2 1 除塵工藝的選擇 2 1 1 幾種常見的除塵設(shè)備 近年來 隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 以原煤為燃料的鍋爐增加很多 燃煤鍋爐排放的 大氣污染物對(duì)周圍環(huán)境造成很大危害 然而減少或降低燃煤鍋爐排放污染物的主要途 徑是與鍋爐相配套的各類消煙除塵器 而除塵器的性能和效率是決定一臺(tái)鍋爐對(duì)周圍 環(huán)境造成危害程度的關(guān)鍵所在 從 1992 年 8 月 1 日起 國(guó)家對(duì)鍋爐最高允許排放濃度 已有一類區(qū) 二類區(qū) 三 類區(qū)的 200mg Nm 400 mg Nm 600 mg Nm 分別提高到 200 mg Nm 300 333 3 mg Nm 400 mg Nm 新立項(xiàng)安裝或更換的鍋爐 一類區(qū) 二類區(qū) 三類區(qū)的煙塵3 排放濃度最高值分別為 100 mg Nm 250 mg Nm 350 mg Nm 這樣控制的標(biāo)準(zhǔn)就333 更高了 勢(shì)必要產(chǎn)生一批目前符合目前環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的除塵器 以達(dá)到消煙除塵的目的 鍋爐安裝的除塵器可分為兩大類 干式除塵器 包括重力沉降室 慣性除塵器 電除塵器 布袋除塵器 旋風(fēng)除塵器 濕式除塵器 包括又噴淋塔 沖擊式除塵器 文丘里洗滌劑 泡沫除塵器和水膜除塵器等 目前常見的運(yùn)用最多的是旋風(fēng)分離器 靜電除塵器與布袋除塵器 下面對(duì)各種除塵器做簡(jiǎn)要介紹 1 重力除塵 利用粉塵與氣體的比重不同的原理 使揚(yáng)塵在本身的重力作用下從氣體中自然沉 降下來的凈化設(shè)備 通常稱為沉降室或降生室 它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 體積大 阻力小 易維護(hù) 效率低的比較原始的凈化設(shè)備 只能用于粗凈 化 重力降塵室的工作原理如下圖所示 含塵 氣體從一側(cè)以水平方向的均勻速度 V 進(jìn)入沉 降室 塵粒以沉降速度 V 沉下降 運(yùn)行 t 時(shí)間 后 使塵粒沉降于室底 凈化后的氣體 從另 3 一側(cè)出口排出 如圖 2 慣性除塵 慣性除塵器也叫惰性除塵器 它的原理是利用粉塵與氣體在運(yùn)動(dòng)中慣性力的不同 將粉塵從氣體中分離出來 一般都是在含塵氣流的前方設(shè)置某種形式的障礙物 使氣 流的方向急劇改變 此時(shí)粉塵由于慣性力比氣體大得多 塵粒便脫離氣流而被分離出 來 得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出 下圖幾種常見的慣性除塵器 這種除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 阻力較小 10 80 毫米水柱 凈化效率較低 40 80 多用于多段凈化時(shí)的第一段 凈化中的濃縮設(shè)備或與其它凈 化設(shè)備配合使用 慣性除塵器以百葉式的最常用 如下圖 它適用于凈化含有非粘性 非纖維性粉 塵的空氣 通常與其它種除塵器聯(lián)合使用組成機(jī)組 3 旋風(fēng)分離器 工作原理 旋風(fēng)除塵器的工作原理如下圖所示 含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵器的外 殼和排氣管之間 形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流 懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移 4 向器壁 并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部 由排塵孔排出 凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋 流并經(jīng)過排氣管排出 應(yīng)用范圍及特點(diǎn) 旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于 5 10 微米的非粘性 非纖維的干燥 粉塵 它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 耐高溫 設(shè)備費(fèi)用和阻力較低 80 160 毫米水 柱 的凈化設(shè)備 旋風(fēng)除塵器在凈化設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛 4 布袋除塵技術(shù) 工作原理 1 重力沉降作用 含塵氣體進(jìn)入布袋除塵器時(shí) 顆粒大 比重大的粉塵 在重 力作用下沉降下來 這和沉降室的作用完全相同 2 篩濾作用 當(dāng)粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或?yàn)V料上粉塵間的間隙 大時(shí) 粉塵在氣流通過時(shí)即被阻留下來 此即稱為篩濾作用 當(dāng)濾料上積存粉塵增多 時(shí) 這種作用就比較顯著起來 3 慣性力作用 氣流通過濾料時(shí) 可繞纖維而過 而較大的粉塵顆粒在慣性力 的作用下 仍按原方向運(yùn)動(dòng) 遂與濾料相撞而被捕獲 4 熱運(yùn)動(dòng)作用 質(zhì)輕體小的粉塵 1 微米以下 隨氣流運(yùn)動(dòng) 非常接近于氣流流 線 能繞過纖維 但它們?cè)谑艿阶鳠徇\(yùn)動(dòng) 即布朗運(yùn)動(dòng) 的氣體分子的碰撞之后 便改變 原來的運(yùn)動(dòng)方向 這就增加了粉塵與纖維的接觸機(jī)會(huì) 使粉塵能夠被捕獲 當(dāng)濾料纖 維直徑越細(xì) 空隙率越小 其捕獲率就越高 所以越有利于除塵 袋式除塵器很久以前就已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門中 用以捕集非粘結(jié)非纖維性 5 的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物 捕獲粉塵微?？蛇_(dá) 0 1 微米 但是 當(dāng)用它處理含有水蒸汽的氣 體時(shí) 應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問題 袋式除塵器具有很高的凈化效率 就是捕集細(xì)微的粉塵 效率也可達(dá) 99 以上 而且其效率比較穩(wěn)定 布袋除塵器簡(jiǎn)圖如下 5 靜電除塵 靜電除塵器的工作原理 含有粉塵顆粒的氣體 在接有高壓直流電源的陰極線 又 稱電暈極 和接地的陽極板之間所形成的高壓電場(chǎng)通過時(shí) 由于陰極發(fā)生電暈放電 氣 體被電離 此時(shí) 帶負(fù)電的氣體離子 在電場(chǎng)力的作用下 向陽板運(yùn)動(dòng) 在運(yùn)動(dòng)中與 粉塵顆粒相碰 則使塵粒荷以負(fù)電 荷電后的塵粒在電場(chǎng)力的作用下 亦向陽極運(yùn)動(dòng) 到達(dá)陽極后 放出所帶的電子 塵粒則沉積于陽極板上 而得到凈化的氣體排出防塵 器外 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)常見的電除塵器型式可概略地分為以下幾類 按氣流方向分為立式 和臥式 按沉淀極極型式分為板式和管式 按沉淀極板上粉塵的清除方法分為干式濕 式等 簡(jiǎn)圖如左 1 陽極 2 陰極 3 陰極上架 4 陽極上部支架 5 絕緣支座 6 石英絕緣管 7 陰極懸吊管 8 陰 極支撐架 9 頂板 10 陰極振打裝置 11 陽極振 打裝置 12 陰極下架 13 陽極吊錘 14 外殼 15 進(jìn)口第一塊分布板 16 進(jìn)口第二塊分布板 17 出口分布板 18 排灰裝置 6 電除塵器的優(yōu)點(diǎn) 1 凈化效率高 能夠鋪集 0 01 微米以上的細(xì)粒粉塵 在設(shè)計(jì)中可以通過不同的操 作參數(shù) 來滿足所要求的凈化效率 2 阻力損失小 一般在 20 毫米水柱以下 和旋風(fēng)除塵器比較 即使考慮供電機(jī)組 和振打機(jī)構(gòu)耗電 其總耗電量仍比較小 3 允許操作溫度高 如 SHWB 型電路塵器最好允許操作溫度 250 其他類型還 有達(dá)到 350 400 或者更高的 4 處理氣體范圍量大 5 可以完全實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)控制 電除塵器的缺點(diǎn) 1 設(shè)備比較復(fù)雜 要求設(shè)備調(diào)運(yùn)和安裝以及維護(hù)管理水平高 2 對(duì)粉塵比電阻有一定要求 所以對(duì)粉塵有一定的選擇性 不能使所有粉塵都的 獲得很高的凈化效率 3 受氣體溫 溫度等的操作條件影響較大 同是一種粉塵如在不同溫度 濕度下 操作 所得的效果不同 有的粉塵在某一個(gè)溫度 濕度下使用效果很好 而在另一個(gè) 溫度 濕度下由于粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了 4 一次投資較大 臥式的電除塵器占地面積較大 5 目前在某些企業(yè)實(shí)用效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 6 高溫陶瓷除塵器 對(duì)于燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng) IGCC 發(fā)展既能滿足燃?xì)廨啓C(jī)要求同時(shí)又能滿足 環(huán)境保護(hù)要求的高溫燃?xì)鈨艋到y(tǒng)是非常重要的 它是燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)真正商 用化的最關(guān)鍵技術(shù)之一 高溫陶瓷過濾器 目前被普遍認(rèn)為是最有前途的高溫除塵設(shè) 備 陶瓷過濾器對(duì)高溫燃?xì)庵械姆蹓m進(jìn)行過濾于用砂礫層 顆粒層除塵器 或纖維層 布袋除塵器 對(duì)氣體凈化都基于同一過濾理論 陶瓷過濾器的過濾元件目前普遍采用高密度材料 制成的陶瓷過濾元件主要有棒 7 式 管事 交錯(cuò)流式三種 下圖為一種交錯(cuò)流式陶瓷過濾器元件 它由薄的多空陶瓷 板組成 通過燒結(jié)形成帶有通道的肋狀整體 含塵氣體從短通道端進(jìn)入過濾器 然后 在每個(gè)通道過濾后進(jìn)入通道較長(zhǎng)的清潔氣體端 清潔氣體通道的一端封死是清潔氣體 流入清潔氣體匯集箱 短通道內(nèi)所捕集的塵粒通過反向脈沖氣流定期清除 7 下面以水膜除塵器為例介紹一種濕式除塵器 利用含塵氣體沖擊除塵器內(nèi)壁或其他特殊構(gòu)件上用某種方法造成的水膜 使粉塵 被水膜捕獲 氣體得到凈化 這類凈化設(shè)備叫做水膜除塵器 包括沖擊水膜 惰性 百葉 水膜和離心水膜除塵器等多種 下面是一種 CLS 型水膜除塵器的簡(jiǎn)圖 8 含塵氣體由簡(jiǎn)體下部順切向引入 旋轉(zhuǎn)上升 塵粒受離心力作用而被分離 拋向 筒體內(nèi)壁 被簡(jiǎn)體內(nèi)壁流動(dòng)的水膜層所吸附 隨水流到底部錐體 經(jīng)排塵口卸出 水 膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個(gè)噴嘴 將水順切向噴至器壁 這樣 在簡(jiǎn)體內(nèi) 壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)的很薄水膜 達(dá)到提高除塵效果的目的 這種濕式除塵 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 金屬耗量小 耗水量小 其缺點(diǎn)是高度較大 布置困難 并且在實(shí)際運(yùn) 行中發(fā)現(xiàn)有帶水現(xiàn)象 以上介紹的是工程中幾種常見的除塵設(shè)備 實(shí)際中應(yīng)選用哪一種應(yīng)根據(jù)各自的優(yōu) 缺點(diǎn)及實(shí)際情況決定 2 1 2 除塵設(shè)備的選擇 陶瓷生產(chǎn)煙氣中含有 S0 NO 氟化物和煙塵等 這些廢氣排放量大 排放點(diǎn)2x 多 粉塵中的游離 Si0 含量高 廢氣中的粉塵分散度高 這些廢氣中的粉塵基本上接 近或?qū)儆诔?xì)粉塵 故在單級(jí)除塵系統(tǒng)中 慣性除塵器和中效旋風(fēng)除塵器是不適用的 如需要采用旋風(fēng)除塵器 就必須選用高效旋風(fēng)除塵器 如果僅從粉塵的粒度來看 濕 式除塵器 袋式除塵器以及電除塵器都是陶瓷工業(yè)廢氣凈化系統(tǒng)較適合的除塵設(shè)備 但是 陶瓷工業(yè)就單一除塵系統(tǒng)而言 廢氣量不大 故從設(shè)備投資來說一般不采用電 除塵器 又濕式除塵器所需的運(yùn)行費(fèi)用大 且還要進(jìn)行洗滌液的泥水分離 過程復(fù)雜 而袋式除塵器雖然設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)都高 但是省去了二次處理 過程簡(jiǎn)單 綜合各方 面因素 本設(shè)計(jì)采用袋式除塵器 2 2 除硫脫氮工藝的選擇 2 2 1 幾種聯(lián)合除硫脫氮的新技術(shù) 1 SNOXTM技術(shù) 該技術(shù)在美國(guó)的Ohio Edison Nile 電站2 號(hào)爐108MW的旋風(fēng)爐上實(shí)施 SNOXTM 的關(guān)鍵技術(shù)包括SCR 選擇性催化還原 SO 的轉(zhuǎn)化和 WSA 濕式煙氣硫酸塔 該項(xiàng) 目是在小容量機(jī)組上實(shí)現(xiàn)的 其中布袋除塵室的纖維過濾器的尺寸和所有過程中使用的 設(shè)備都是完全商業(yè)化的 以及在脫硝 脫硫過程中的化學(xué)原理 酸的凝結(jié)都與尺寸無 9 關(guān) 所以該示范項(xiàng)目的結(jié)果完全適用于任何類型和尺寸的鍋爐 在運(yùn)行溫度下 抽出 相應(yīng)大約35 MW發(fā)電容量的煙氣首先通過傳統(tǒng)的脈沖布袋室除去大量的顆粒物 這樣 可以避免頻繁的催化劑清潔工作 剩余的大部分煙塵在WSA 凝結(jié)器內(nèi)被去除 SNOXTM技術(shù)是將煙氣在熱交換器中加熱至405 之后 送入SCR 單元脫硝 在SCR 單元中 氨氣被噴射進(jìn)入煙氣中 在催化劑的作用下和NOx 反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?之后 煙氣進(jìn)入第二個(gè)催化反應(yīng)器 將SO 氧化為SO 最后 煙氣通過煙氣熱交換器23 降低溫度 再通 過玻璃管冷凝器被水化為硫酸 5 該項(xiàng)目取得了顯著效果 脫硫效率一般可達(dá)95 脫硝率平均能達(dá)到94 硫 酸純度超過I 級(jí)酸的美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn) 該技術(shù)除氨氣外不消耗其他化學(xué)品 故不會(huì)產(chǎn)生二 次污染 使用布袋室還能高效除灰 SO 的催化劑在NO 的下游 保證了未反應(yīng)完的2x NH 再繼續(xù)反應(yīng)完全 因此NH NO 在大于1 0 時(shí)也不會(huì)有NH 的泄漏 脫硝完成后3 3x 3 殘留在煙氣中的NH3的量 較高的NH NO 值保證了效率比傳統(tǒng)的SCR高 總之 該 技術(shù)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低 可靠性高 但是能耗大 投資費(fèi)用高 而且作為危險(xiǎn)品 濃 硫酸的儲(chǔ)運(yùn)困難 故只有在更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以及附近有硫酸副產(chǎn)品市場(chǎng)時(shí)才有 較好的市場(chǎng)前景 6 2 SNRBTM技術(shù) 該技術(shù)在美國(guó)Ohio Edison s R E Burger 電廠示范運(yùn)行 目的是為了展示SNRBTM 技術(shù)脫硫 脫硝和除塵的能力 如圖2 所示 該技術(shù)本質(zhì)上是綜合運(yùn)用于脈沖噴射式布 袋除塵室 把脫硫 脫硝和除塵三者結(jié)合為一體 高溫布袋室處于省煤器和空氣預(yù)熱 器之 間 在布袋室的上游噴入鈣基或鈉基吸附劑脫除SO 灰塵和反應(yīng)后的吸附劑用纖維過2 濾布袋除去 圓柱形整體SCR 催化劑被包裹在布袋室內(nèi)的布袋里 NH3自布袋室上游 噴入 NO 在SCR 催化劑作用下與氨反應(yīng)被脫除 5 x 在SNRBTM技術(shù)中 布袋室運(yùn)行溫度在 430 及以上 Ca S 為1 8 以上時(shí)使用商 業(yè)脫水石灰吸附劑能達(dá)到大于80 的脫硫率 而且鈣的利用率能達(dá)到40 45 大大 10 高于其他傳統(tǒng)的干式鈣基吸附劑噴射工藝 使用鈉基吸附劑 Na S 為2時(shí)能達(dá)到90 的脫硫率和85 的吸附劑使用率 在設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi) 370 480 保證氨泄漏低于3 8mg m 標(biāo)準(zhǔn) 的情況下能夠?qū)崿F(xiàn) 90 的脫硝率 由于在煙氣接觸SCR 催化劑以前 通過脫硫大大減少了SO 的量 因此通過SCR 催化劑的SO 轉(zhuǎn)化為SO 的量低于0 5 2 23 不會(huì)引起下游設(shè)備由于硫酸銨沉積導(dǎo)致結(jié)渣和腐蝕 SNRBTM對(duì)鍋爐運(yùn)行性能沒有 影響 占地面積小 使用鈉基吸附劑和足夠高的NH NO 時(shí) 能達(dá)到較高脫硫脫硝率 3x 尾部煙道結(jié)渣和腐蝕的可能性小 能夠在較低出口煙溫下運(yùn)行 進(jìn)一步加強(qiáng)了能量利 用率 提高鍋爐效率 但SNRBTM 對(duì)脫硫率要求高于 85 的機(jī)組不經(jīng)濟(jì) 當(dāng)脫硫要求 較低時(shí) SNRBTM則有較大優(yōu)勢(shì) 工藝費(fèi)用分析表明 從機(jī)組容量和燃煤含硫量的角 度來說 該技術(shù)比傳統(tǒng)的干式洗滌器 與布袋結(jié)合的SCR 系統(tǒng)的適用范圍更廣泛 7 3 干式一體化 NO SO 技術(shù)x2 如圖3 所示 干式一體化NO SO2 排放控制系統(tǒng)包括的4 項(xiàng)控制技術(shù)分別為L(zhǎng)NB x 低NOx 燃燒器 OFA 燃盡風(fēng) SNCR 選擇性非催化還原 以及DSI 干吸附劑噴射 加上煙氣增濕 NO 脫除通過前三者共同完成 脫硫則是由 DSI 鈉基或鈣基 和煙氣增x 濕活化實(shí)現(xiàn)的 脫硝發(fā)生在爐內(nèi) 脫硫則是在空氣預(yù)熱器和纖維布袋除塵器之間的管 道系統(tǒng)內(nèi)完成的 為評(píng)估各個(gè)部分的貢獻(xiàn) 先將各部分分開試驗(yàn) 再結(jié)合起來試驗(yàn) SNCR 試驗(yàn)采用噴氨氣和噴尿素兩種 DSI 試驗(yàn)則采用了鈣基和鈉基兩種吸附劑 示范過程中發(fā)現(xiàn) 鈉基DSI 和噴尿素的SNCR 聯(lián)用有最好協(xié)作效果 而且鈉基吸附劑 以噴碳酸氫鈉 NaHCO 效果最好 LNB和OFA 能夠?qū)崿F(xiàn)62 69 的脫硝率 3 SNCR 使用靜態(tài)和可伸縮噴槍在氨氣殘余為 7 6mg m 標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)能夠達(dá)到30 50 的脫硝率 這樣使總脫硝率超過80 SNCR 后面的DSI 系統(tǒng)吸附了煙氣中大部分殘余 的氨氣 解決了氨氣泄漏問題 該一體化系統(tǒng)對(duì)燃煤機(jī)組是適用的 而且比傳統(tǒng)的 FGD 脫硫加 SCR脫硝更經(jīng)濟(jì) 它能用于任何機(jī)組 但是更適合較老的中小型機(jī)組 其優(yōu) 勢(shì)在于所有排放控制發(fā)生在爐內(nèi)和煙道內(nèi) 因此不需要額外的空間 脫硫脫硝率可以 分別達(dá)到70 和80 主要市場(chǎng)是燃用低硫煤且需要同時(shí)脫硫脫硝的小機(jī)組 5 11 2 2 2 活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝的原理 在達(dá)到處理要求的前提下 我們應(yīng)當(dāng)盡量采用相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝 以減少經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān) 為此我們采用活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝 如圖1所示 給出活性炭聯(lián)合脫硫硝工藝 的全過程 它主要由吸收 解吸和硫回收三部分組成 8 進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度在 120 160 之間時(shí)具有最高的脫除效率 如圖 2 所示 SO 的脫除率可達(dá)到98 左2 右 NO 的脫除率在80 左右 9 10 吸收塔內(nèi)由上下兩段組成 煙氣由下而上流過 x 流經(jīng)吸收塔的第一段時(shí)SO 被脫除 流經(jīng)第二段時(shí) 噴入氨除去NO 2 x 2 2 3 活性炭聯(lián)合脫除 SO NO 的反應(yīng)機(jī)理2x 在活性炭的表面SO 被氧化吸收形成硫酸 其反應(yīng)式 2 2 SO O 2H O 2H SO224 吸收塔加入氨后 可脫除NO 其反應(yīng)式為 4NO O 4NH 4N 6 H O2322 與此同時(shí)在吸收塔內(nèi)還存在以下的副反應(yīng) NH H SO NH HSO3244 2 NH H SO NH 2SO 4 SO 脫除反應(yīng)一般優(yōu)先于 NO 的脫除反應(yīng) 煙氣中SO 濃度較高時(shí)活性炭?jī)?nèi)進(jìn)行的2 x 2 是SO 脫除反應(yīng) 相反煙氣中 SO 濃度較低時(shí) NO 脫除反應(yīng)占主導(dǎo)地位 如圖3 所示 2x 當(dāng)入口煙氣中SO 濃度較低時(shí) NO 脫除效率高 SO 濃度越高 消耗的氨就越多 這2x2 就是吸收塔采用兩段式的原因 此工藝流程采用兩個(gè)吸附塔間歇運(yùn)行 一個(gè)吸附塔滿吸附后停止運(yùn)行 進(jìn)入脫附 階段 另一個(gè)投入運(yùn)行 如此反復(fù) 達(dá)到連續(xù)處理的效果 2 2 4 活性炭的解吸反應(yīng)機(jī)理 活性炭吸收H SO NH HSO 和 NH SO 后 進(jìn)入再生階段 用高溫水蒸氣244424 12 進(jìn)行加熱再生 解吸過程的化學(xué)反應(yīng)如下 H SO H O SO2423 NH SO 2NH SO H O432 2SO C 2SO CO32 3SO 2NH3 3SO 3H O N 2 在此過程中 SO 從解吸塔中釋放出來 通過一定的工藝可轉(zhuǎn)換為元素硫或硫酸 2 再生過的活性炭由于含有相當(dāng)數(shù)量的水分 降低了吸附劑的性能 需要用熱空氣對(duì)吸 附層進(jìn)行干燥 流程圖如下 煙 氣 風(fēng) 機(jī)去后續(xù)裝置 吸收塔 1Claus裝 置硫硫 冷 凝器高 溫 水 蒸 氣 吸收塔 2高 溫 水 蒸 氣 圖 1 聯(lián)合除硫脫氮工藝流程 2 3 脫氟工藝的選擇 含氟廢氣是指含有 HF 和 SiF4 的氣體 該氣體產(chǎn)生于冶金工業(yè)的電解鋁和煉鋼過 程 化學(xué)工業(yè)的磷肥生產(chǎn)過程 氟塑料生產(chǎn)過程 此外 當(dāng)陶瓷 磚瓦和玻璃在高溫 下燒制時(shí)也有含氟廢氣產(chǎn)生 XFP 系列含氟廢氣處理裝置適用于以上含氟廢氣處理 對(duì)于煙氣中少量的氟化物該陶瓷廠采用 XFP 系列含氟廢氣處理裝置進(jìn)行處理 工 藝流程如下圖 13 進(jìn) 藥 進(jìn) 氣儲(chǔ) 藥 槽 噴射塔 1噴射塔 2中 和 泵耐酸腐蝕泵除 沫 裝 置去 煙 囪 圖 2 XFP 系列含氯廢氣凈化裝置 本產(chǎn)品由兩座噴射塔 采用石灰石或電石渣進(jìn)行中和多級(jí)處理 使氟離子生成氟 化鈣而沉淀 再經(jīng)過濾后排出 凈化后的廢氣通過除沫去掉水分 凈化后的煙氣由煙 囪排出 排出煙氣的凈化率可達(dá) 95 99 14 3 設(shè)計(jì)條件及排放標(biāo)準(zhǔn) 3 1 設(shè)計(jì)條件 廢氣量 Q 15000m3 hs 廢氣經(jīng)處理后達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物排放限值 DB44 27 2001 中第 二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 表 3 1 具體的參數(shù)表 主要污染物 SO 2NO x顆粒物 氟化物 原污染物濃度 mg m 3 1500 500 1000 40 排放標(biāo)準(zhǔn) mg m 3 850 120 120 9 0 15 4 設(shè)備選型和工藝計(jì)算 4 1 除塵器的選型及計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用 ZC 型反吹扁袋式除塵器 布袋濾料選用玻璃布絲 斜紋 1 處理氣體量計(jì)算 取進(jìn)入除塵器的氣體溫度為 除塵器內(nèi)氣體的溫度 C0019 tc02 當(dāng)?shù)貧鈮?壓力損失取atmp10 Pap 則環(huán)境大氣壓 KPaa 324 10234103240 處理的氣體量 通過除塵器的氣體量 hmptQacS 9273 3 Qhm 3處 理 氣 體 量 S h 3 生 產(chǎn) 過 程 產(chǎn) 生 的 氣 體 量 環(huán)境大氣壓 KPaap 2 過濾面積確定 取過濾風(fēng)速為 min 2 1v 過濾總面積 286 1 6029460mvQA 考慮到到漏風(fēng) 清灰 維修等因素需增加三項(xiàng)附加值 a 漏風(fēng)附加 本設(shè)計(jì)漏風(fēng)率為 0 故不需加漏風(fēng)附加 b 清灰附加 考慮到清灰時(shí)停止過濾的情況 應(yīng)附加清灰時(shí)間占運(yùn)行時(shí)間百分比 取運(yùn)行時(shí)間為 50 小時(shí) 清灰時(shí)間為 1 小時(shí) 則應(yīng)附加 2 c 維修附加 考慮到更換部件 檢查和維修的情況 應(yīng)附加停止過濾的濾料面積占 16 總面積的百分比 本設(shè)計(jì)附加 5 故加附加值后過濾總面積 260 31 7 01 86 2mA 3 除塵器選型 根據(jù)要處理的氣體量和過濾面積選用 144ZC300 A 型反吹扁袋式除塵器 其技術(shù) 性能參數(shù)如下 過濾面積 公稱 340 實(shí)際 3402m2 處理氣量 20400 30600 h 3 袋長(zhǎng) 3 0m 圈數(shù) 3 圈 袋數(shù) 144 條 除塵效率 99 0 99 7 入口粉塵濃度 15 3 mg 使用溫度 C01 反吹風(fēng)機(jī) 型號(hào) 風(fēng)量 3hm 風(fēng)壓 3cmkgf轉(zhuǎn)速 in r功率 kw 8 18 12No 5 1210 544 2900 7 5 4 2 吸附塔的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)利用活性炭吸附處理硫 氮化合物 故吸附裝置采用固定床吸附裝置 具有 內(nèi)襯的立式吸附器 如圖1 所示 給出活性炭聯(lián)合脫硫硝工藝的全過程 它主要由吸收 解吸和硫回收三部分組成 8 進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度在 之間時(shí)具有最高的C086 脫除效率 如圖1 所示 SO 的脫除率可達(dá)到98 左右 NO 的脫除率在80 左右 9 10 2 x 但考慮到實(shí)際過程 硫氮脫除效率可能會(huì)低一些 故取脫硫效率為85 脫氮效率為 80 17 1 計(jì)算進(jìn)入吸附塔的氣體量 為了吸附塔有最高的吸附效率 在除塵器出口設(shè)一個(gè)換熱器 冷卻氣體到 左右 則進(jìn)入吸附塔內(nèi)氣體溫度 C0075 Ctc06275 估計(jì)吸附塔的全壓降 Pap10 則塔內(nèi)環(huán)境大氣壓 KPaa 324 103240 處理氣體量 hmptQacS 18324 107 6 15273 3 處理氣體量 hm 生產(chǎn)過程氣體量 s 3 環(huán)境大氣壓 apKPa 2 塔內(nèi)活性炭質(zhì)量計(jì)算 活性炭體積 3110 528mvQV 活性炭質(zhì)量 kgWb2 6794 1 空間速度 v1 h 活性炭堆積密度 b 3 mkg 3 吸附周期的確定 每小時(shí)吸附 SO2 的量 SGkgQSO 75 12 810582 18 活性炭滿載后吸附的硫質(zhì)量 aWkg42 679 10 取活性炭硫容量為 10 則吸附周期 hGtsa3 57 12469 4 吸附器外型尺寸確定 和吸收塔一樣 根據(jù)被處理氣體流量和適當(dāng)?shù)目账俣却_定橫截面積 一般 取固定床吸附塔的空塔氣速為 0 1 0 3m s 這里取空塔氣速為 0 25m s 則吸附層截面積 213 05 36180mvQSf 取兩座吸附塔并聯(lián)運(yùn)行 則吸附層截面直徑 3 58 D 則吸附塔的外型尺寸可取為 L378012 塔內(nèi)內(nèi)稱厚度取為 100 m 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)襯式結(jié)構(gòu) 5 吸附層高度的計(jì)算 mStGXLbb 75 0413 2 057 吸附層高度 mL t 小時(shí)內(nèi)的吸附量 kgX 活性炭吸附硫的靜活度 吸附層截面積 m 2S 活性炭堆積密度 kg m 3b 由于脫除硫氧化物和氮氧化物的過程不同 需將吸附區(qū)分為上下兩段 下段 主要脫出硫 上段通入氨氣脫氮 經(jīng)考慮取下段吸附區(qū)長(zhǎng) 上段mL3 01 19 mL45 02 6 吸附塔壓降計(jì)算 吸附層的壓強(qiáng)計(jì)算公式為 pfpf dUdLp2323175 1 式中 通過吸附層的壓降 單位 pa L 吸附層高度 單位 m 氣體的動(dòng)力粘度 單位 pa S f 顆粒層空隙率 單位 氣體的密度 單位 kg m3 f U 床層進(jìn)口橫截面處氣體平均流速 單位 m s dp 吸附劑顆粒直徑 單位 m 根據(jù)活性炭的性能 堆積密度 450 kg m 3 空隙率 40 設(shè)計(jì) 140 時(shí) 約為 19 10 5pa s 1 3kg m3 u 0 25m s dp 3mm 0 003m Pap 024 703 514 75 103 2194 0 7 23532 Pap 4 3 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 3 1 試算和初選換熱器規(guī)格 1 擬用冷水為除塵器出口的煙氣進(jìn)行冷卻 以使煙氣以適合的溫度進(jìn)入吸附塔 2 計(jì)算熱負(fù)荷和水蒸氣用量 20 表 4 1 氣體性質(zhì)列表 密度 3 mkg比熱容 10 CkgJ粘度 sPa 導(dǎo)熱系數(shù) 10 CmW 氣體進(jìn) 入 1 3 1 5 19 10 5 0 017 從除塵器出來的氣體溫度由 100 1TCT0206 降 低 到 冷水溫度為 冷卻出水為 C03C5 冷卻水的定性溫度 tm0423 查 大氣污染控制工程 比熱容564p10 179 CkgJcph 進(jìn)入換熱器的氣量 hmtQVS 5 20473102733 冷卻氣體所需吸收的熱量 kWTcWph 61 5 49 12 熱 考慮到設(shè)備熱損失應(yīng)附加熱負(fù)荷的 3 5 這里附加 4 則 kQ8 4 熱 所需冷卻水量 hkgtcWp 19 305 179 46 312 熱 3 計(jì)算兩流體的平均溫度差 暫按單管殼 多管程進(jìn)行計(jì)算 逆流時(shí)平均溫度差 Cttm 012 4 95013ln ln 21 23056121 tTR 8 1tP 根據(jù) 查 常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì) 查得 所以 值 PR13P 0 t Cttm29 54 8 0 4 換熱管數(shù)量和長(zhǎng)度的確定 選定管子規(guī)格為 鋼管 5 2 則 bdmdm025 0 0 2 1 3 4022KWKW 查得碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù) 45 取管內(nèi)側(cè)污垢內(nèi)阻 WkmRd 103 21 取管外側(cè)污垢內(nèi)阻 d 232 則總傳熱系數(shù)為 121221dRdbKm 02 45 053 0 450 033 WK 15 2 8K 所以傳熱面積 230 7 869 520146mtQSm 熱 單管程所需的管子數(shù)目 22 根605 2 143 0 942 iduVn 式中 smui 管 內(nèi) 流 體 的 適 宜 流 速 di管 子 內(nèi) 徑 管長(zhǎng) mdnSl 04 625 14360578 按商品管長(zhǎng)系列 取管長(zhǎng) 6m 5 管子排列方式及管子與管板的連接方式選定 管子的排列方式 采用正三角形排列 管子與管板連接 采用焊接法 6 計(jì)算外殼內(nèi)直徑 iDbntci 2 1 由于管中心距 mdt 35 25 10 橫過管束中心線的管數(shù) 根276 nc 管束中心線上最外層管的中心到殼體內(nèi)壁的距離 038 5 15 0 dbmDi 92 7 3 取整 D 1m 因?yàn)?管長(zhǎng)徑比適合 61 DL 7 列出所設(shè)計(jì)換熱器的結(jié)構(gòu)基本尺寸 表 4 2 換熱器的結(jié)構(gòu)基本尺寸表 殼徑 mm 1000 管子尺寸 mm m5 2 公稱壓強(qiáng) at 25 管長(zhǎng) m 6 23 管程數(shù) 1 管子總數(shù) 605 殼程數(shù) 1 管子排列方法 正三角形排列 換熱面積 m 2 286 7 管中心距 mm 32 通過管板中心的管子數(shù) 根27 cn 4 3 2 核算壓強(qiáng)降 1 管程壓強(qiáng)降 pti NFp 21 據(jù)上述結(jié)果可知 管程數(shù) 對(duì)于 的換熱管 結(jié)構(gòu)校正系數(shù)為PNm5 4 1 tF 管程流通面積 222 19 065 04NndSPii 平均流速 smQuii 4 3 1369 15092 Re5 iid 設(shè)管壁粗糙度 m1 0 1 由 關(guān)系圖查得 11 e 25 Pa udLpi 258704 312 06 1 4 4 吸附劑再生及相關(guān)計(jì)算 吸附劑的吸附容量有限 在 1 40 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 之間 要增加吸附裝置的處理 能力 吸附劑一般要循環(huán)使用 即吸附劑達(dá)到飽和和接近飽和時(shí) 使其轉(zhuǎn)入脫附和再 生操作 兩者脫附后重新轉(zhuǎn)入吸附操作 12 24 4 4 1 吸附劑再生的方法 12 1 升溫吸附 根據(jù)吸附劑的吸附容量在等壓下隨溫度升高而降低的特點(diǎn) 用升高吸附劑溫度的 辦法 使吸附劑脫附 從而使吸附劑得以再生的方法稱為升溫吸附 選擇一定的脫附 溫度 能使吸附質(zhì)脫附得比較安全 達(dá)到較低的殘余濃度 但要嚴(yán)格控制床層溫度 以防止吸附劑失活或晶體結(jié)構(gòu)被破壞 脫附階段的加熱方式有熱水水蒸氣 煙道汽法 電感加熱和微波加熱等 2 降壓脫附 根據(jù)吸附劑的吸附容量在等溫下隨壓力的下降而下降的特點(diǎn) 用壓力降低或抽真 空的方法吸附質(zhì)脫附 從而吸附劑得以再生的方法稱為降壓脫附 對(duì)一定的吸附劑而 言 壓力變化的越大 吸附質(zhì)脫附的越完全 3 置換脫附 根據(jù)吸附劑對(duì)不同的物質(zhì)具有不同的吸附能力這一特點(diǎn) 在恒溫和恒壓 向飽和 吸附劑床道中通入被吸附的流體置換出原來的被吸附物質(zhì) 從而使吸附質(zhì)脫附的方法 稱為置換脫附 此法特別適用于對(duì)熱敏感性強(qiáng)的吸附質(zhì) 其脫附效率高 能使吸附劑 的殘余負(fù)荷很低 4 吹掃脫附 用不能被吸附的氣體吹掃吸附劑床層 以降低氣相中的吸附質(zhì)分壓 使吸附質(zhì)脫 附的方法稱為吹掃脫附 如吸附了大量水分的硅膠 可通入干燥的氮?dú)庖允构枘z脫出 水分而得到再生 4 4 2 吸附劑再生的計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用熱水蒸氣來對(duì)吸附劑進(jìn)行脫附再生 用水蒸汽解吸后的吸附劑層含相 當(dāng)數(shù)量的水分 降低了吸附劑的活性 需要用熱空氣對(duì)吸附劑進(jìn)行干燥 脫附后產(chǎn)生 的 進(jìn)入 Claus 裝置除去 剩下的氟化物重新進(jìn)入吸塔 氟 化 物2SO2SO 1 干燥吸附劑時(shí)空氣消耗量 WxlL 2 1 式中 干燥吸附劑時(shí)空氣的消耗量 kgL 25 空氣的單位消耗量 即干空氣 H 2Ol 分別為離開 進(jìn)入吸附劑層時(shí)空氣的含濕量 即 H2O 干空氣21x 干燥時(shí)驅(qū)走的水分 kgW 進(jìn)入吸附劑層的干空氣溫度為 90 離開吸附劑層的溫度為 45 查 大氣污C0 C0 染控制工程 第二版 563p395 1 48 21 xx 經(jīng)水蒸氣解吸后 每 kg 活性炭含水分 0 2kg 由前面計(jì)算知吸附塔中活性炭量 8325kg 干燥時(shí)驅(qū)走的水分 kgW165832 0 kgL4 2503 48 09 26 5 管道設(shè)計(jì)以及風(fēng)機(jī)選型 5 1 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 1 1 煙氣處理系統(tǒng)管道排列簡(jiǎn)圖 系 列含 氯 廢 氣凈 化 裝 置 1 鍋 爐 2袋 式 除 塵 器3換 熱 器 4吸 附 塔 5 煙 囪 5 1 2 管道系統(tǒng)各段管道壓力損失及管徑計(jì)算 對(duì)于煙氣管道 全部采用無縫鋼管 其絕對(duì)粗糙度 大部分情況下 管m2 0 道中氣流呈湍流 對(duì)應(yīng) 因此全部管道取 假6410Re 3 2 02 設(shè)系統(tǒng)管道中流速 則 smv 8 1 AB 段 AB 段為鍋爐至風(fēng)機(jī)入口 氣流量為 5 64m3 s 管徑 mvQD8 614 3602934 選用 mBA630 2 63 0 27 管內(nèi)實(shí)際流速為 smvBA 1 863 01436292 水平管全長(zhǎng)取為 3m 無其他管件 管段摩檫阻力為 PavlDpBA 4 201 8302 2 2 BC 段 BC 段為風(fēng)機(jī)到除塵器入口 氣流量為 5 64m3 s 管徑 mvQD8 614 3602934 選用 mCB630 2 56 0 管內(nèi)實(shí)際流速為 smvCB 1 83 143292 水平管全長(zhǎng)取為 4m 無其他管件 管段摩檫阻力為 PavlDpCB 26 71 83402 2 3 DE 管段 DE 管段為袋式除塵器出口到風(fēng)機(jī)入口 氣流量為 smQ 4 536093 管徑 vQD8 14 3602934 選取 mED630 2 63 0 管內(nèi)實(shí)際流速 28 smvED 1 863 01436292 其中水平管長(zhǎng) 2m 豎直管長(zhǎng) 5m 有三個(gè)彎頭 管段摩檫阻力為 PavlDpE 7 421 8370 2 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊(cè)為 90 彎頭C 0 5 DR 418 03 局部壓力損失 PavPm152 5 2 mED 7 67 4 4 EF 管段 風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口 氣流量為 sQ 53 管徑 mvD8 6314 360294 選取 mFE630 32 6 0 管內(nèi)實(shí)際流速 smvFE 1 83 143292 水平管道長(zhǎng) 4m 無其他管件 管段摩檫阻力為 PavlDpE 26 71 83402 2 5 GH 管段 GH 管段為換熱器出口至風(fēng)機(jī)入口 氣流量 29 smQ 03 5618 管徑 vD97184 3034 選取 mDHG630 2 63 0 管內(nèi)實(shí)際流速 smvHG 15 14382 水平管長(zhǎng) 2m 無其他管件 管段摩檫阻力為 PavlDpE 85 102 6310 2 6 HI1 HI 2 管段 HI1 管段為風(fēng)機(jī)出口至吸收塔進(jìn)口 氣流量 smQ 03 5618 管徑 vD97184 30234 選取 mDIH630 2 63 0 管內(nèi)實(shí)際流速 smvIH 15 14382 其中水平管長(zhǎng) 12m 豎直管長(zhǎng) 1m 彎頭 3 個(gè) 一個(gè)分流三通 管段摩檫阻力為 PavlDpIH 53 7021 60 2 30 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊(cè)為 90 彎頭 分流三通 C0 18 0 5 DR045 8 02 42 8 01 3 局部壓力損失 PavPm 7 025 64 2 mIH 3 1 3 70 7 I1J I 2J 管道 IJ 管道為吸收塔出口至 XFP 系列含氟廢氣凈化裝置入口 管道氣流量 smQ 03 5618 管徑 vD97184 3034 選取 mDJI630 2 63 0 管內(nèi)實(shí)際流速 smvJI 15 143272 其中水平管長(zhǎng) 6m 豎直管長(zhǎng) 6m 彎頭 2 個(gè) 一個(gè)合流三通 管段摩檫阻力為 PavlDpIH 1 652 310 2 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊(cè)為 90 彎頭 合流三通 C8 0 1 DR045 8 02 24 8 01 2 31 局部壓力損失 PavPm 2 1025 6314 2 mJI 3 7 8 KL 管段 KL 管段為 XFP 系列含氟廢氣凈化裝置出口至煙囪入口 由于經(jīng)過 XFP 系列含氟 氣凈化裝置處理過程中 氣體溫度大大降低 基本接近常溫 取為 30 故此時(shí)氣流C0 量約 smhQ 62 4 3 168270315 3 管徑 vD57184 36034 選取 mDLK560 56 02 管內(nèi)實(shí)際流速 smvLK 8 1 4312 其中水平管長(zhǎng) 3m 豎直管長(zhǎng) 0 5m 彎頭 1 個(gè) 管段摩檫阻力為 PavlDpLK 9 28 135 06 2 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊(cè)為 90 彎頭C 0 DR 局部壓力損失 PavPm 3 4128 31 02 mLK 70 9 注意 由于 XFP 系列含氟廢氣凈化裝置是由廠家統(tǒng)一生產(chǎn)的 并配好了風(fēng)機(jī)和泵 32 等動(dòng)力裝置 故不必計(jì)算這一裝置的壓損和管徑以確定風(fēng)機(jī)型號(hào) 5 1 3 管段計(jì)算表 表 5 1 管段計(jì)算表 流量 sm 3流速 sm 管徑 m壓力損失 Pa AB 5 64 16 93 560 20 44 BC 5 64 16 93 560 27 26 DE 5 64 18 1 630 162 7 EF 5 64 18 1 630 27 26 GH 5 03 16 15 630 10 85 HI 5 03 16 15 630 311 3 IJ 5 03 16 15 630 275 3 KL 4 62 18 8 560 70 2 袋式除塵器 1000 換熱器 2587 吸附塔 355 52 5 2 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算 5 2 1 風(fēng)機(jī)選擇總方案引風(fēng)機(jī) 本設(shè)計(jì)擬采用 3 臺(tái)風(fēng)機(jī) 分別布置于袋式除塵器進(jìn)氣管道 換熱器進(jìn)氣管道和吸 附塔進(jìn)氣管道 5 2 2 風(fēng)機(jī)的計(jì)算和選型 1 袋式除塵器進(jìn)氣管引風(fēng)機(jī)的計(jì)算 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 hmQ 4 23091 0 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 PttPHYy 7 7 2 0 33 式中 Pap管 網(wǎng) 計(jì) 算 確 定 的 風(fēng) 壓 度 和 壓 力氣 體 在 實(shí) 際 工 況 下 的 溫 Pt 度 和 壓 力氣 體 在 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 態(tài) 下 的 溫 0Y PaHY 4 15932 0271395 1046 工作溫度為 100 C0 根據(jù) 選定 Y5 48 6 3C 工序?yàn)?3 的引風(fēng)機(jī) 性能表如下 YQ 類型 型號(hào) 全壓范圍 Pa 風(fēng)量范圍 hm 3功率范圍 kW最高允許 溫度 C0 鍋爐離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 362 4523 15900 68000 15 440 200 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 21036 YeHQN 式中 kWNe電 機(jī) 功 率 hmQY 3風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 量 Pap風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 0 3 1電 動(dòng) 機(jī) 備 用 系 數(shù) 取 701通 風(fēng) 機(jī) 全 壓 效 率 取 98 2機(jī) 械 傳 動(dòng) 效 率 取 kwNe8 19 0713603452 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 J2 62 型電動(dòng)機(jī) 2 換熱器進(jìn)氣管道引風(fēng)機(jī)計(jì)算 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 hmQ 4 23091 0 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 34 PaHY 3452 102739 4 1 工作溫度為 100 C0 根據(jù) 選定 Y5 48 6 3C 工序?yàn)?3 的引風(fēng)機(jī) 性能表如下 YQ 類型 型號(hào) 全壓范圍 Pa 風(fēng)量范圍 hm 3功率范圍 kW最高允許 溫度 C0 鍋爐離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 362 4523 15900 68000 15 440 200 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 kwNe6 4098 70136354 2 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 J2 63 型電動(dòng)機(jī) 3 吸附塔進(jìn)氣管道引風(fēng)機(jī)計(jì)算 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 hmQ 247101 30 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 PaHY 935 73 82 1 工作溫度為 140 C0 根據(jù) 選定 Y5 48 6 3C 工序?yàn)?3 的引風(fēng)機(jī) 性能表如下 YQ 類型 型號(hào) 全壓范圍 Pa 風(fēng)量范圍 hm 3功率范圍 kW最高允許 溫度 C0 鍋爐離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 362 4523 15900 68000 15 440 200 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 kwNe2 189 071360324 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 J2 62 型電動(dòng)機(jī) 35 6 工程投資估算 消除陶瓷廠的煙塵污染 是目前日用陶瓷行業(yè)的重要問題 這需要我們采用各種 有效的新技術(shù) 新工藝對(duì)廢氣進(jìn)行處理 在經(jīng)濟(jì)可行的情況下使廢氣達(dá)標(biāo)排放 下面 是對(duì)本設(shè)計(jì)的工程投資的估算 表 6 1 工程投資估算 估算價(jià)格 萬元 序號(hào) 工程或費(fèi)用 名稱 數(shù)量 土建 工程 安裝 工程 設(shè)備 購置 工具 購置 其他 費(fèi)用 合計(jì) 萬元 一 第一部分工 程費(fèi)用 26 7 17 1 276 5 13 5 23 3 357 1 1 袋式除塵器 1 1 0 2 0 50 1 2 1 0 55 2 2 吸附塔 4 5 0 2 0 80 5 0 0 0 92 0 3 換熱器 1 0 3 2 0 5 0 0 0 7 3 4 離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 3 0 3 0 8 12 0 0 0 0 0 13 1 5 耐酸腐蝕風(fēng)機(jī) Fq 26 型 1 0 1 0 3 4 0 0 0 4 0 8 4 6 噴射塔 2 1 5 1 0 30 0 0 0 0 0 32 5 7 除沫裝置 1 5 0 1 0 4 5 1 5 0 0 12 0 8 煙囪 1 10 5 0 2 0 0 0 0 8 17 8 9 J2 62 型電動(dòng)機(jī) 2 1 0 1 0 40 0 3 2 10 0 55 2 10 J2 63 型電動(dòng)機(jī) 1 0 5 0 5 23 1 8 7 5 33 3 11 煙氣輸送管 2 0 1 5 26 0 8 0 30 3 二 第二工程 費(fèi)用 9 1 4 2 32 0 1 7 6 5 53 5 12 CLAUS 裝置 1 1 0 1 0 15 0 0 0 0 17 13 儲(chǔ)藥槽 1 5 0 1 0 2 0 0 7 3 5 12 2 14 水管道 3 0 2 0 10 0 0 5 0 0 15 5 15 中和泵 1 0 1 0 2 5 0 0 5 3 0 8 8 總計(jì) 35 8 21 3 308 5 15 2 29 8 410 6 36 7 設(shè)計(jì)結(jié)論 通過三個(gè)月緊張而有序的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我對(duì)陶瓷行業(yè)廢氣凈化的方法有了一定的了 解 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的中 我得到了鍛煉 大大提高了自身的能力 整個(gè)設(shè)計(jì)說明書中 首先是對(duì)工藝流程的選擇與簡(jiǎn)單介紹 接著是對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì) 和設(shè)備的選型計(jì)算 其后計(jì)算了管道的壓損和風(fēng)機(jī)選型 本設(shè)計(jì)選用的工藝流程是合 理的 凈化后的廢氣也能達(dá)標(biāo)排放 本設(shè)計(jì)對(duì)硫氮污染物采用了活性炭聯(lián)合吸附的工藝 整個(gè)吸附塔分兩段 氣體自 下至上的流動(dòng)過程中 硫氧化物和氮氧化物先后被脫除 總體來說 該工藝對(duì)硫氮的 吸收都有很好的效果 經(jīng)過一系列的資料查找 同學(xué)們的探討和老師的指導(dǎo) 使我認(rèn)識(shí)到在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的 同時(shí) 我們必須而且要堅(jiān)決地顧及環(huán)保事業(yè)的發(fā)展