燃煤锅炉烟气的除尘脱硫工艺设计

主题： 20t/h (蒸发量)燃煤锅炉烟气的除尘脱硫工艺设计类别：学位：名称：指导老师：目录前言41设计事务书1.1课程设计主题1.2设计原材料62 .设计方案的选择确定72.1除尘系统的论证选择72.1.1.2旋风分离器的结构设计与选型。 |82.1.1预除尘设备的论证选择82.1.1.1旋风分离器的动作原理、应用和特征82.1.1.2旋风分离器的结构设计与选型82.1.1.3旋风分割粒径、分级效率和总效率的计算102.1.2二级除尘设备的论证选择102.1.2.1二级除尘设备的工作原理、应用和特征152.1.2.2二次除尘的结构设计172.1.3除尘系统的效果分析172.2锅炉烟气脱硫技术论证选择172.3鼓风机和泵的选型和节能设备242.4投资估算与经济分析242.5设计结果综合评价253图1旋风分离器的结构图图2烟气净化系统图我国大气管理概况我国大气污染严重，污染排放总量处于高水平。 为了控制和整治大气污染，“九五”以来，我国在控制污染排放技术等方面开展了许多研究开发，取得了许多新成果，大气污染的防治也取得了重要进展。 在“八五”、“九五”期间，国家开展了全球变暖预测、影响和对策研究，在温室气体排放和温室效应机制、海洋对全球变暖的影响、气候变化对社会经济和自然资源的影响等方面取得了重大进展。 近年来，我国环境监测能力大幅提高，初步形成了具有中国特色的环境监测技术和管理体系，环境监测进展明显。我国国民经济的高速发展不断开拓我国的环境保护科技研究领域，我国早期环境科学单纯研究污染引起的环境问题，目前已扩展到全面研究生态系统、自然资源保护和全球环境问题，特别是污染防治，从工业“三废”治理技术到综合防治技术， 从点源的管理技术到地域性的综合防治技术，以及无废少废的清洁生产技术、废弃物资源化技术等进行了研究开发。在大气污染防治技术的研究开发中，近年来我国取得了很多成果，同时，如表1所示，大气污染的管理也取得了很大进展。表1近年来我国大气污染治理进展大气污染防治1995年1996年1997年1998年1999年2000年工业废气管理率(% )82.584.486.387.185.189.8建设城市烟尘控制区的数量(个)300223192339244623642718烟尘控制区域面积(平方公里)125321296115791137961600018000“九五”期间，全国主要污染物排放总量规划基本完成。 国内生产总值年均增长8.3%时，在大气污染防治方面，2000年全国二氧化硫、烟尘、工业粉尘等主要污染物排放总量较“八五”末期分别下降1015%。随着经济结构调整，国家采取了8.4万多家技术落后、浪费资源、质量差、污染环境、不符合安全生产条件的严重污染、无法管理的煤矿、钢铁、水泥、玻璃、精油、火力等“十五小”企业，对高硫煤实施限产，有效减少污染物排放总量全国23万多家污染工业企业中，90%以上的企业实现了主要污染物标准排放。 在46个评价的环境保护重点城市中，25个城市的大气质量通过功能区划达成，19个城市(区)被授予国家环境保护示范城市(区)。重点地区污染治理也取得了阶段性成果。 “两控区”二氧化硫排放量减少，酸雨范围和频率受到控制，稳定。 北京市环境管理初见成效。 重点区域污染治理全面开展了全国污染防治工作。大气污染防治技术为了控制和整治大气污染，“九五”以来，我国在煤清洁加工开发技术、煤清洁高效燃烧技术、煤清洁转化技术、污染排放控制技术等方面开展了许多研究开发，取得了许多新成果。 同时，我国大气污染的防治也取得了重要进展。 酸雨和二氧化硫控制区污染防治工作已取得深入进展。 “两个控制区”内的175个地方市和电力、煤炭等行业制定了二氧化硫污染防治计划。 停止小火力发电机组198台(设置容量208万千瓦)。 8个省、自治区、直辖市开始限制煤的硫含量。 目前，“两个控制区”每年减少二氧化硫排放量约80万吨，93个城市的二氧化硫浓度达到国家环境质量标准。如果中国燃煤电厂烟气达到目前发达国家规定的水平，SO2排放量将从每年680万吨减少到170万吨，NOx排放量将从100%减少到30%，CO2也将减少2500万吨。 中国对控制和整治大气污染负责。设计标准主要参考大气污染物排放限值，工艺运行设计达到国家GB13271-91锅炉大气污染物排放标准。除尘脱硫设计原则(1)脱硫率80%。 除尘效率97%； (2)技术成熟、运行费用低；(3)投资省；(4)可利用现有设施；(5)建设工期短、方便；(6)系统简单、操作管理方便；(7)主机设备的寿命8 a；(8)烟气脱硫以氧化镁为主要吸收剂，利用锅炉排渣水的脱硫容量，废弃废弃物，运行成本可用于烟气脱硫和除尘的设备很多，但运转稳定可靠，不影响生产的同时去除，满足压降小等要求，优选袋式除尘器和流板。1 .设计事务书1.1课程设计主题设计蒸发量为20t/h燃煤锅炉烟气除尘脱硫装置1.2 .设计原材料1 .煤炭工业分析如下表：9.0%18.1%2.3%1.7%3.2%65.7%20939水分灰分o.oshc.c低发热量(kJ/kg )2 .锅炉型号： FG-35/3.82-M型3 .锅炉热效率： 75%4 .空气过剩系数： 1.25 .水蒸发热： 2570.8KJ/Kg6 .烟尘排放因子： 30%7 .排烟温度： 473K8 .烟密度：1.18kg/m39 .烟粘度： 2.4X10-5 pas10 .尘粒密度： 2250kg/m311 .烟的其他性质按空气计算12 .烟气中烟尘粒子的粒径分布：平均粒径/m0.537.5152535455560粒径分布/%3201520161063713 .锅炉大气污染物排放标准(GB13217-2001 )中两类区域标准执行标准状态下烟尘浓度排出基准：200mg/m3；标准状态下的SO2排放基准：900mg/m3；2 .设计方案的选择决定2.1除尘系统的论证选择(一)锅炉烟气含尘、硫含量的计算；利用低位发热量、锅炉热效率、水蒸发热求煤量蒸发量为20t/h锅炉所需的热量煤的需要量煤为1kg时燃料成分名可燃成分的含量(222222222222222222 )可燃成分的量(； ）理论需氧量/mol废气中成分/摩尔c.chso.o水灰分65.73.21.72.39.018.154.75160.5354.7580.53-0.7554.75 CO216 H2O0.53 SO25 H2O合计62.56理论烟量： 62.56 62.560.79/0.21=297.9 (摩尔/千克)标准状态下的体积为297.922.410-3=6.67 (m3/kg )理论排气量： 62.560.79/0.2154.75160.53=311.62 mol/kg标准状态下理论排气体积： 311.6222.410-3=6.98 (m3 )标准状态下的实际排放体积：6.98 6.67(1.2-1)=8.31 (m3)SO2浓度： C=4082 mg/m3烟尘浓度： C=6534 mg/m3473T时实际排放量： Q=47951 m3/h(2)烟尘除尘效率计算可按锅炉大气污染物排放标准(GB13217-2001 )计算烟尘除尘效率2222222222222222(3) SO2的脱硫效率计算根据锅炉大气污染物排放标准(GB13217-2001 )计算SO2的脱硫效率22222222222222652(四)方案的初步设计；用二次除尘系统除尘(一次预除尘用旋风分离器、二次用袋式除尘器)后，用旋转板塔氧化镁法脱硫。注：考虑到压力损失过大对吸尘器的不良影响和对操作的要求较高，一次预除尘的除尘要求不高，确定旋风分离器型号时要求电阻在900Pa以下。3.1除尘系统论证选择3.1.1预除尘设备论证选择烟气预除尘设备一般选用重力沉降室、惯性吸尘器、旋风吸尘器、多管旋风吸尘器和淋浴清洗塔等。 这些基本性能如表2-1所示。表2-1除尘设备的基本性能吸尘器名电阻(Pa )除尘效率(2； ）初始投资驾驶费用重力沉降室501504060很少很少惯性吸尘器1005005070很少很少旋风分离器40013007092很少进去多管旋风分离器80015008095进去进去喷淋洗涤塔1003007595进去进去表2-2各种吸尘器的设备费、耗钢量及能源消耗量的指标吸尘器名占用空间体积m3/(1000m3/h)存储设备费用(比率)耗钢量kg/(m3/h)能源消耗量(Kj/m3)重力沉降室20401.0惯性吸尘器0.71.23.06.00.150.3旋风分离器约1.751.04.00.050.10.81.6多管旋风分离器3.92.55.00.070.151.64.0表2-3吸尘器名除尘作用力最佳粒径/m投资比较电阻Pa温度备注重力降尘室引力100低2001000400占地面积大，除尘效率低惯性吸尘器惯性力50低4001200400除尘效率低旋风分离器离心力520进去4002000400比较表明，旋风分离器易于管理制作，体积小，价格便宜，因此选择旋风分离器作为二次除尘系统的预除尘。2.1.1.1旋风分离器的工作原理、应用与特点旋风分离器是利用旋转气流产生的离心力将尘埃粒子从集尘气流中分离的除尘装置。 结构简单，体积小，无需特殊附属设备，成本低。 具有阻力中等、器内无运动部件、操作简单等优点。 旋风分离器一般用于收集5-15微米以上的粒子。 除尘效率可达80%以上，近年改进的特制旋风分离器可达95%以上。 旋风分离器缺点是捕集微粒的效率低于5微米旋风分离器内气流和尘粒的运动概况：旋转气流大部分沿器壁从圆到简体，螺旋状地从上向圆锥底部运动，形成下降的旋转含尘气流，强旋转过程中产生的离心力使气体尘粒远大于器壁，尘粒与器壁接触时，失去惯性力，因入口速度的运动量和自身的重力沿壁面落下进行集灰斗旋转下降气流到达圆锥体的底部后，沿吸尘器的轴心部旋转，形成上升的旋转气流，从吸尘器的排气管排出。从吸气口流向旋风分离器的顶盖，沿着排气管的外侧向下流动，到达排气管的下端后，与反转上升的中心气流一起从喷嘴排出，其中分散的灰尘也被一起带走。2.1.1.2旋风分离器的结构设计与选型1 .尺寸计算(1)排烟处理量： Q=47951 (m3/h )(初步选择XLP/B型旋风分离器，排烟量大，并列选择10个设为=5.8每烟处理量47951/10=4795.1 (m3/h )u=(2p /)0.5=(2900/(1. 1816.1 ) )0.5=16.2 m/s在此设为u=16m/sp=876，00进口面积A=Q/u=4795.1/16/3600=0.0832m2基于XLP/B型旋风分离器的尺