大气污染课程设计示范

1、大气污染控制工程课 壬口 设 计设计原始资料1. 锅炉设备的主要参数表一锅炉设备的主要参数额疋烝发量主烝汽压力主烝汽温度燃煤量排烟量排烟温度(t/h )(MPa(C)(t/h )(m3/h)(C)2209.8154036.44400001401502. 烟气密度（标准状况下）：1.34 kg / m3空气含水（标准状况下）：0.01296 kk / m3烟气在锅炉出口的阻力：800Pa排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%当地大气压；97.86KPa冬季室外空气温度：-1 C空气过剩系数：a=1.43. 煤的工业分析值：C=68% H=4% S=1% N=1% W=6% A=15% V=13

2、%16768Kj/kg4. 应用基灰分：13.38% ;应用基水分：16.32% ;可燃基挥发分：41.98% ;应用基低位发热量:（由于媒质波动较大，要求除尘器适应性较好）5. 按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200嗎/ m3二氧化硫排放标准（标准状况下）：900嗎/ m3净化系统布置场地在锅炉房北侧15米以内.设计计算1. 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算标准状态下理论空气量Qa =4.761.867C5.56H0.7S-0.70Qa= 4.76 (1.867 0.685.56 0.040.7 0.01 -0.7 0

3、.05)=6.97 (m3/kg)式中C, H, S, O 分别代表煤中各元素所含得质量分数标准状态下理论烟气量Qs =1.867(C 0.375S) 11.2H1.24W 0.016Qa0.79Qa 0.8NQs =1.867(0.680.375 0.01)11.2 0.041.24 0.060.016 6.970.79 6.97 0.8 0.01=7.42( m3/kg )式中Qa标准状态下理论空气量w-煤中水分的质量分数NN 元素在煤中的质量分数(3) 标准状态下实际烟气量Qs 二Qs 1.016(a -1)Qa(m3/kg)标准状态下烟气流量 Q应以m3 / h计,因此，Q = Qs设

4、计耗煤量Q =7.421.016 (1.4 -1) 6.97 = 10.25(m3/kg)Q = Qs 设计耗煤量=10.25X 36.4 X 10003=373100(m3/h)式中a-空气过量系数Qs 标准状态下理论烟气量，m3/kgQa 标准状态下理论空气量，m3/kg(4) 烟气含尘浓度C=% A(kg/m3)QsC 0.16汉0.152 34 10 3/3)C2.34 10 -(kg/m )10.25= 2.34 10-3(mg/m3)式中dsh排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数A 煤中不可燃成分的含量3Qs-标准状态下实际烟气量，(m /kg)(5) 标准状态下烟气中二氧化硫浓度

5、的计算CS02=106(mg /m3)QsCso22 °.00392 °98 1068.6923=8.84 10 (mg/m )式中S煤中硫的质量分数Qs标准状态下燃煤产生的实际烟气量,(m3 / kg )2. 除尘器的选择(1)除尘效率=1Cs=91.45%=120032.34 10式中C标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3Cs-标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,mg/m3除尘器的选择工作状况下烟气流量q 二 QT (m3/h)T373100(273+150)Q 二273=578100(m3/h)T -工况下烟气温度,KT标准状态下温度,273K则烟气流速为9 二 578

6、100 =160(m3/s)式中q-标准状态下烟气流量，(m3/h)360036003. 确定除尘器，风机，烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的管径，长度烟囱高度 和出口内径以及系统总阻力。（1）各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置， 管道的布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积，并使安装， 操作方便。（2）管径的确定由于流量太大我设计把一个锅炉的流量分成8个管道排出，即Q /20m3/sd4 20 =1.60(m)V H x 10式中Q 工作状态下管道内的烟气流量，m3/s=烟气流速取10 m /s

7、圆整并选取风道由公式d4Q可计算出实际烟气流速:表外径钢制板风管D / mm外径允许偏差/ mm壁厚/ mm1600±1100内径=d=1600-2*100=1400( mm)4Q 4 20/ 、v 22=13.0（ m/s）兀 d3.14X.64. 烟囱的设计烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（t/ h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中（t/h）与烟囱高度的数的规定确定烟囱的高度锅炉总额定出力：220*4=880（t/h）由于所有锅炉的总的蒸发量太大无法查出我们要求的锅炉的总的蒸发量据，所以我假设选定烟囱高度为45m烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：d

8、 =0.0188Q 通过烟囱的总烟气量，m3 / h按表三选取的烟囱出口烟气流速，m / s。表三烟囱出口烟气流速通风方式运行情况全负荷时最小负荷机械通风102045自然通风682. 53选定 =4m / sd =0.0188. 578100 = 7.15(m)V 4圆整取d=7.2m烟囱底部直径dd22 i Hd, =7.152 0.02 45 = 8.95m式中d2 烟囱出口直径，mH烟囱高度，mi 烟囱锥度，取 i=0.02烟囱的抽力Sy 70342H (1273 tk1273 tp)Sy= 0.0342 45(273 -1)97.86 103273 150=196 Pa式中H烟囱高度，

9、mtk 外界空气温度，oCtp 烟囱内烟气平均温度，°CB当地大气压，Pa5.系统阻力的计算摩擦压力损失:-v2式中L管道长度，md管道直径， m3?烟气密度，kg /mv管中气流平均速率 九一一摩擦阻力系数a.对于$ 1400圆管L=9.5m273273 150273= 1.34 3 =0.86(kg/m3)423 Pl29.50.86 汉 20= 0.021.4= 23.3(Pa)b.对于砖拱形烟道D2D=1400mm故 B=1252mmA则R=AX式中,A为面积,X为周长(2)局部压力损失2p v(Pa)= 0.120.86 202= 17.2(Pa)h =0.148 tan

10、67.5 =0.36(m)式中E 异形管件的局部阻力系数可查到v与E像对应的断面平均气流速率,m/sp 烟气密度，kg/m31. 除尘器进气管的计算 渐缩管的计算a < 45C时,E =0.1取 a =45 C ,v=13.0m/s= 0.10.86 13.022= 7.3(Pa)30 C Z形弯头h = 2.985 - 2.39 二 0.595 二 0.6(m)h/D =0.6/1.4 =0.42,取 已二 0.157由手册查得ERe =0E =1.0 X 0.157=0.157=0.1570.86 13.022= 11.4(Pa)渐扩管AA20.35 13.1420.49854= 1

11、.79查大气污染控制工程附表十则 E =0.19,并取a =30 p=0.190.86 13.02 2= 13.8(Pa)2. 除尘器出气管的计算渐扩管的计算a < 45C 时，E =0.1取 a =30 C ,v=20m/s2= 0.1=7.3(Pa)0.86 13.02设两个均为90。弯头D=500,取 R=D 则 E =0.23= 0.230.86 13.022= 16.7(Pa)两个弯头 p =2 巾=2 16.7 = 33.4Pa3. T形三通管E =0.78:-v22= 0.7820.86 13.02-56.7( Pa)对于T形合流三通E =0.55:v"55应型=

12、 40.0(Pa)系统总阻力（其中锅炉出口前阻力为800Pa,除尘器阻力1400Pa）' .：h =8 4 (17.27.3 11.413.87.3 33.456.7408001000)=63587.2(Pa)三.小结:这次大气污染控制工程课程设计我们主要设计一燃煤电厂的燃煤锅炉烟气除尘系统，通过这次课程设计我们进一步消化和巩固课本中所学的内容，这次课题让我们可以综合利用所学到的大气污染控制工程的知识，分析各种除尘器的优缺点来确定除尘器的选择，熟练掌握管网设计的方法来布置管道主要是确定烟尘浓度计算，除尘器设计和管网的布置。由于我们设计的是一燃煤电厂所以产生的烟气量比较的大，计算的时候只

13、要分开计算并所有多个除尘器，尽管已经利用各种渠道搜集了一些资料，但仍然稍嫌不足，而且能够利用的资料也比较少，所以在计算和设计时可能会出现一些难以避免的错误，还望老师能够见谅。四.参考文献:大气污染控制工程郝吉明，马广大主编高等教育出版社科学出版社出版社化学工业出版社科学出版社煤炭工业出版锅炉房工艺与设备环保设备原理设计与应用环保工作者实用手册大气污染控制工程刘新旺主编郑铭主编，陈万金副主编;杨丽芬，李友琥主编王丽萍主编9990设计说明烟ifi为破烟道.导角为45S与圆管连接处采取幣封措施，所冇褂件接口处 均用法兰盘连接,.0§ 00S 00$一2 ,3 A0C61800100003IIr7003660300(3120序号名称个数規格壁号 可心 ¥备注1烟囱1H二40m，上径 O«0e,Tf5 43500H300砖烟道2人孔1500x4003导流板14烟道11000x1000砖烟逋5HW外泾0500,5?厚075钢制6V形帯57风机4Y5-47-136.5C