大气课程设计(李旭阳)

1、大气污染控制工程课程设计设计题目：18t/h燃煤锅炉烟气的脱硫工艺设计姓名：李旭阳学号：103010040138年级：10级系部：食品工程学院专业：环境工程指导教师：罗劼完成时间：- 0 -武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 目 录1 设计任务及基本资料- 1 -1.1 课程设计题目- 1 -1.2 课程设计基本资料- 1 -2 设计方案- 1 -2.1 物料衡算- 1 -2.2 工艺方案的比较和选择- 2 -3 工艺计算- 5 -3.1 吸收塔设计计算：- 5 -3.2 附属设备- 6 -4 附图- 7 -4.1 袋式除尘器- 7 -4.2 旋风除尘器- 7 -5 结论- 7 -武昌工学院

2、 大气污染控制工程课程设计1 设计任务及基本资料1.1 课程设计题目18t/h燃煤锅炉烟气的脱硫工艺设计1.2 课程设计基本资料锅炉蒸发量：18t/h煤的工业分析如下表（质量比，含N量不计）：发热量CHSO灰分水分2093965.7%3.2%1.7%2.3%18.1%9.0%2 设计方案2.1 物料衡算2.1.1 标准状态下理论空气量以1kg燃煤燃烧为基础，则：元素质量/g燃煤成分物质的量/mol理论需氧量/mol生成产物的量/molC65754.7554.75CO2：54.75H32328H2O：16S170.530.53SO2：0.53O231.44-0.72H2O905H2O：5理论需氧

3、量：理论空气量： 标准状态下理论空气量： 2.1.2 标准状态下理论烟气量空气过剩系数： 则：过剩空气量=理论烟气量： 标准状态下理论烟气量：2.1.3 标准状态下实际烟气量实际烟气量=理论烟气量+过剩烟气量标准状态下实际烟气量： 2.1.4 标准状态下烟气含SO2浓度标准状态下烟气中SO2浓度： 2.1.5 锅炉需煤量燃煤锅炉需热量： 锅炉需煤量： 2.1.6 实际状态下总烟气量已知在273K时实际烟气量： 则在473K时单位质量煤产生的烟气量： 在473K时产生总烟气量： 2.2 工艺方案的比较和选择2.2.1 SO2去除率按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）标准中二类区标

4、准执行：SO2900mg/m3则SO2去除率： 2.2.2 脱硫设备的论证目前的主要脱硫的工艺有： 石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术 喷雾干燥法烟气脱硫技术 氧化镁湿法烟气脱硫技术 海水烟气脱硫技术 湿式氨法烟气脱离路技术各种技术之间的比较：1、 石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术： 简介：石灰石/石灰法湿法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中SO2的方法。该方法开发较早，工艺成熟，吸收剂廉价易得，因而应用广泛。 反应原理：用石灰石或者石灰浆液吸收烟气中的SO2，首先生成亚硫酸钙，然后亚硫酸钙再被氧化为硫酸钙。特点：脱硫效率90%，工艺成熟，吸收剂廉价易得，脱硫副产物便于综合利用应用最广泛，但是占

5、地面积大，运行费用高，易结垢，主要适用410t/h以上锅炉的烟气脱硫。2、 喷雾干燥法烟气脱硫技术： 简介：喷雾干燥法是20世纪80年代迅速发展起来的一种半干法脱硫工艺。喷雾干燥法其设备和操作简单，可使用碳钢作为结构材料，不存在有微量金属元素污染的废水。目前，喷雾干燥法主要用于低硫煤烟气脱硫。 反应原理：含SO2烟气进入喷雾干燥塔后，立即与雾化的浆液混合，气相中SO2迅速溶解于滴状液体中并与吸收剂发生化学反应。特点：脱硫效率一般为60%-80%，技术成熟，投资较低，占地面积少，但是设备的稳定性和使用寿命不高，不适用于高硫煤，该法增加了除尘负荷。3、 氧化镁湿法烟气脱硫技术： 简介：氧化镁法具有

6、脱硫率高（可达到90%以上）、可回收硫、可避免产生固体 废物等特点，在有镁矿资源的地区，是一种有竞争性的脱硫技术。氧化镁可分为抛弃法、再生法和氧化回收法。 反应原理：用MgO的浆液吸收SO2，生成含水亚硫酸镁和少量硫酸镁，然后送流化床加热，当温度在约为1143K时释放出MgO和高浓度SO2。再生的MgO可循环利用，SO2可回收制酸。 特点：氧化镁法脱硫效率达9098，氧化镁原料取得容易，由于广泛地运用，使该技术相对于其他脱硫技术更加成熟。作为吸收剂MgO比CaCO3吸附效率高，且不易结垢，不会堵塞，无二次污染。脱硫设备简单，操作简单，成本低。4、 海水烟气脱硫技术反应原理：利用海水的天然碱度脱

7、硫，实质就是将要排到大气中的SO2以硫酸盐的形式排到大海里。 特点：脱硫效率一般可达90%以上，以海水作为吸收剂可以不添加脱硫剂，产物硫酸盐是海水的天然组分，建设运行费用较低。但是对非沿海内陆地区不适用，且由于海水碱度有限，通常适用于低硫煤（1%）脱硫。经过对比，由于地理和技术限制首先排除海水烟气脱硫技术，喷雾干燥法烟气脱硫技术脱硫效率较低，不能保证去除率达到78%，石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术主要适用于大型锅炉，且运行费用较高。故最后确定为使用氧化镁湿法烟气脱硫法。5、 湿式氨法烟气脱硫技术 简介：湿式氨法烟气脱硫技术采用一定浓度的氨水作吸收剂，最终的脱硫副产物是可作农用肥的硫酸铵，脱硫率在

8、90%99%。 反应原理：以氨溶液吸收SO2时，其化学反应迅速质量传递主要受气相阻力控制，（NH4)2SO3对SO2有很强的吸收能力。综上所述确定使用氧化镁湿法烟气脱硫技术，有较高的去除率，运行费用不是很高。2.2.3 工艺方案氧化镁湿法烟气脱硫技术主要过程为吸收、氧化和分离三部分。1) 吸收 吸收中发生如下化学反应： 吸收过程中的主要副反应为氧化反应： 由以上反应可知，吸收液中的主要成分为MgSO3和Mg（HSO3)2和MgSO4。2) 氧化 将吸收液中的亚硫酸镁通入强制氧化罐强制氧化以促使亚硫酸镁全部或大部分转变为硫酸镁： 3) 分离 通过水利分离器分离氧化镁： 3 工艺计算3.1 吸收塔

9、设计计算：3.1.1 设备计算设计主要技术指标：1 烟气流量 ，指标：42637.59m3/h，进口烟气；2 标准状态下烟气量，指标：，进口烟气；3 烟气温度，指标：200，进口烟气；4 烟气中的SO2浓度，4062.28mg/m3，进口烟气；5 系统总脱硫效率，77.8%。（1） 吸收剂用量：设吸收塔中SO2的去除率为95%，即去除SO2量为：由反应方程式： 可知吸收64kgSO2需要Mg（OH）258kg则Mg（OH）2用量为：（2） 塔径：气体体积流量 Vs =5000/1.4393=3473.9其中：锅炉烟气出口每小时排除烟气质量，kg/h;( =5t/h) 60时烟气密度，kg/m3；（）塔径60时烟气密度；常温时氢氧化镁溶液：溶液密度与水的密度比为：=0.8进塔气体质量流量进塔氢氧化镁溶液质量流量WL= 288.5kg/h查图得 p=0.008, 液泛气速=0.55m/s其中： 气体体积流量，m3/s; U 空塔气速,m/s;塔截面积为：比例因子取1.2，（3） 塔高气相流率标准状态下气体体积流量： 3/h气相流速 传质单位高度 其中Kya总传质系数，传质单位数进塔气体的摩尔流量为：G1=6858.9273(60+273)/ (22.410-3)=3.7105mol/h进塔气体中的二氧化硫的摩尔流量为： G=1307.8(1-0.7%)=