SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计

1、目录目录. 0前言 11 设计任务 11.1 设计题目 11.2 设计原始数据 1设计内容及要求 12.1 燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算 22.1.1 理论空气量计算 22.1.2 理论烟气量计算 22.1.3 实际烟气量计算 22.1.4 烟气含尘浓度计算 32.1.5 二氧化硫浓度计算 32.1.6 处理流程 32.2 除尘设备的设计与计算 32.2.1 袋式除尘器的滤料及清灰形式 32.2 过滤面积计算 . 42.3 除尘器的选择 . 42.3 脱硫设备的设计与计算 52.3.1 石灰石用量计算 52.3.2 吸收塔内流量计算 52.3.3 吸收塔径计算 52.3.4 吸收塔

2、高度计算 62.4 烟囱设计计算 72.4.1 烟气释放热计算 72.4.2 烟囱直径的计算 82.4.3 烟气抬升高度计算 92.4.4 烟囱的几何高度计算 92.4.6 烟囱高度校核 93 设计心得 . 10附录：排放标准；参考文献福建工程学院 环境 11 级 大气污染控制工程课程设计指导书刖言我国大气污染特征，除尘技术概述，脱硫技术概述 ( 至少 8千字)1 设计任务1? 1 设计题目SHF20-25 型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计1.2 设计原始数据 ( 学号尾号不同，原始数据不同 )新建一锅炉型号： SHF20-25 , 双锅筒横置式沸腾炉，蒸发量 20t/h ,出口蒸

3、汽压力 25Mpa 。设计耗煤量： 2.4t/hY Y Y Y Y Y 设计煤成分： C =62.5% ，H =4%，O =3% , N =1% , S =1.5% , A =20%Wy=8%;排烟温度：160 C ;空气过剩系数二1.2;飞灰率=35% ;烟气在锅炉 出口前阻力 800P&污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中 2类区新建排污 项目执行。设计内容及要求(1) 根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。(2) 净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的 选择与设 计；净化效率的影响因素等。(3) 除尘设备结构设计计算 (袋式除

4、尘器 )(4) 脱硫设备结构设计计算 ( 石灰石湿式除尘 )(5) 烟囱设计计算(7) 绘制系统流程图一张2.1 燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算2.1.1 理论空气量计算以1kg中硫烟煤燃烧为基础，贝U :质量/g物质的量/mol （分子）理论需氧量/molC62552.0852.08H402010O300.94N100.36S150.4707灰分200H2O804.44所以理论需氧量为Qi =52.08 100.47 -0.94 =61.61mol/kg假定干空气中氮和氧的摩尔比为3.78,则1kg中硫煤完全燃烧所需要的理论空气量为：Q2 g (3.781) = 61.61 (3.

5、781) = 294.05mol/kg2.1.2理论烟气量计算Q3 =52.08 20 0.47 4.44 61.61 3.78 二 309.88mol/kg2.1.3实际烟气量计算空气过剩系数=1.2时，实际烟气量为：Q4 二 Q3 Q2 0.2 =309.88 294.50 0.2 = 368.78mol/kg即 368.7822.4 =8.26m 3/kg1000烟气流量Q应以m3/h计，设实际耗煤量为m=2400kg，所以标况下实际烟气量：Q =Q4 m =8.26 2400 = 19824m 3/h2.1.4烟气含尘浓度计算烟气含尘浓度：V A015200 =3.63g/m 3 =

6、3630mg/m-QT8.26式 V 飞灰率中：A 灰分Q4 标准状态下实际烟气量，m3/kg2.1.5二氧化硫浓度计算64 0.4733Ci=3.65g/m3650mg/mQ42.1.6处理流程画流程图，并对流程进行说明2.2除尘设备的设计与计算2.2.1袋式除尘器的滤料及清灰形式由于烟气的温度为160 C，可以选择玻璃纤维滤袋，选用的清灰方式为逆气 流清灰，根据表1选择过滤气速Vf -1.0m/min。表1粉尘种类纤维种类清灰方式过滤气速/（ m/min）飞灰（煤）玻璃、聚四氯乙烯逆气流、脉冲喷吹、械振动机0.58 1.8飞灰（油）玻璃逆气流1.98 2.35飞灰（焚烧）玻璃逆气流0.76

7、2.2过滤面积计算160 C下的烟气流量为:PN厂J_ = 19824Pn101.325 (273 160)3“X= 31442.45m 3/h入273101.325式中：Q 标准状态下实际烟气量，m3/hPn 当地实际大气压，取一个标准大气压，即Pn = P=101.325KPaTn 排烟温度所以总过滤面积:Q 31442.4560vf 60 1.02.3除尘器的选择根据除尘器的处理烟气量和总过滤面积，可以选定除尘器型号规格，参考除尘器手册选择DFC-6-524型号的反吹袋式除尘器 。其主要性能与主要结构尺寸见下表：表2 DFC-6-524型号反吹袋式除尘器的性能参数型号材质过滤风速/(m/

8、mi n)处理风量3/(m /h)过滤面积/m2DFC-6-524滤袋尺寸/mm涤纶或玻纤 滤袋数量/条1.0除尘器阻力31440使用温度/C524室数/个:"80 6100152/KPa1.5 2.0:130 或:：4280主要结构尺寸(mm):型号hH1H2H3abDDFC-6-5248101539860604920393840127002.3脱硫设备的设计与计算2.3.1石灰石用量计算3650按照排放标准，则脱硫率至少为 遊°亠200 100% =94.5%，设系统钙硫比1.2,则需去除的 SO2 的 mol 数为：2.4 1000 1.5 % 0.945 1000

9、= 1063mol / h32天内 石灰石的消耗量为：1063 1.2 100 24 =127560 24g = 3.06144t2.3.2吸收塔内流量计算假设吸收塔内平均温度为80 C,压力为120KPa，贝帔收塔内烟气流量为273 t 101.325乂x (1 + K)273 Pa式中：Qv 吸收塔内烟气流量，m3/s ;Q 标况下烟气流量，m3/s ;K除尘前漏气系数，00.1 ;Qv蹩 27AA0(1, 0.05)3600 273120=6.31m 3/s2.3.3吸收塔径计算依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择吸收塔内烟气流速v二则吸收塔截面A为：3m/s，则塔径d为:v

10、7;21 3.14.64m第7页福建工程学院 环境 11 级 大气污染控制工程课程设计指导书第#页福建工程学院 环境 11 级 大气污染控制工程课程设计指导书取塔径D0 = 1700mm第#页福建工程学院 环境 11 级 大气污染控制工程课程设计指导书2.3.4 吸收塔高度计算吸收塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池 。（1） 吸收区高度：依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，设吸收塔喷 气液反应时间 t=3s ，则吸收塔的吸收区高度为：Hi=v t=3 3 =9m吸收区一般设置 3? 6 个喷淋层，每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，本设计 中 设置 4 个喷淋层，喷淋层间距为 2m,

11、 入口烟道到第一层喷淋层的距离为 2m， 最后 一层喷淋层到除雾器的距离 1m 。（2） 除雾区高度：除雾器用来分离烟气所携带的液滴 ，在吸收塔中 ， 由上下 两 极除雾器 （水平或菱形 ）及冲水系统 （ 包括管道、阀门和喷嘴等 ）构成。每层除 雾 器上下各设有冲洗喷嘴 8。最后一层喷淋层到除雾器的距离 1m, 除雾器的高度为 2.5m 除雾器到吸收烟道出口的距离为 0.5m 。则取除雾区高度为： H2 =4m3）浆池高度：浆池容量 V 1按液气比浆液停留时间 t1 确定:VaL Q tG式中：L液气比，一般为G15? 25L/m 3，取 15L/m3 ;Q标况下烟气量，m3/h ;t1 浆液

12、停留时间，s，一般ti为4min8min，本设计中取值为 5min ；V11551982424.78m 3100060选取浆池直径等于吸收塔D。，本设计中选取的浆池直径Di为1700mm，然后再根据 V1 计算浆池高度 :第8页福建工程学院 环境11级 大气污染控制工程课程设计指导书4ViH 32nDi式中：H3 浆池高度，m ；3V i 浆池容积，m ；4x24.78H310.92m3.14 1.7 1.7从浆池液面到烟气进口底边的高度为0.8 : 2m。本设计中取为1.5m (4)喷淋塔烟气进口高度设计:3 21喷淋塔烟气进口高度i -烟气出口高度与进口高度相同Y 20(5)吸收塔高度:H

13、 = H 1 H2 屮9 4 10.92 1.5 0.52 2 = 26.46m2.4烟囱设计计算具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量，且温度 高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度， 因此烟囱的有效高度为：H =HsAH式中：H 烟囱的有效高度，m；H s 烟囱的几何高度，m ；AH 烟囱抬升咼度，m。2.4.1烟气释放热计算ATQh = 0.35P a Qv式中：Qh 烟气热释放率，kw ；Pa 大气压力，近似取一个标准大气压101.325kPaQv 实际排烟量，m3/sTs烟囱出口处的烟气温度，433K ；T a 环境大气温

14、度取环境大气温度 Ta=293K，大气压力Pa=101.325kPaATTs -Ta =433-393 =140K环境大气压下的烟气流量Qv19824273 160101.3253600X273101.3253(10.05) =9.17m 3/sQh =0.35PaxQ vx = 0.3 适 1 0 1 3 .汉 295 1 A-AATs1° 5 1 . 4 6 k w2.4.2烟囱直径的计算烟囱平均内径可由下式计算4Q?= I 一I V IT U式中：Qv 实际烟气流量，m3/su烟气在烟囱内的流速，m/s，取 20m/s。4 9.17.3.14 20取烟囱直径为 DN800mm

15、;校核流速 a4Q2-= 18.25m/snD23.14 X0.80 2243烟气抬升高度计算由 Qh v1700kw，可得2x （ 1 V5D+0.0 1 hQlH 二式中：s 烟囱出口流速，取20m/s ;D 烟囱出口内径，m ;u 烟囱出口处平均风速，取10m/s.2 汉（1.5 疋 20 汉 0.80 + 0.01 決 1051.46）6.90m102.4.4烟囱的几何高度计算本设计的锅炉燃煤量为2.4t/h，根据表2中锅炉总容量与烟囱最低允许高度的关系，取烟囱几何高度为Hs=30m表3锅炉房总容量与烟囱最低允许高度关系锅炉房总容量（t/h）MW烟囱最低允许咼度（m）<1<0.7201? 20.12 ? 1.4252? 41.4 ? 2.8304? 102.8 ? 73510 ? 207? 144020 ? 4014 ? 2845则烟囱有效高度为H =Hs H 30 6.9 =36.9m2.4.6烟囱高度校核假设吸收塔的吸收效率为80%，可得排放烟气中二氧化硫的浓度为第13页福建工程学院 环境11级 大气污染控制工程课程设计指导书Css 二（1-80%） 3650 二 730mg/m 3二氧化硫排放的排放速率：vs ° = Cso 2 Qv - 730 9.17 10g/s6.69g / s用下式校核:2vsO2