烟气除尘系统设计指导书

1、烟气除尘系统设计课程设计指导书（一）、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1、标准状态下理论空气量Qa=4.76×(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY) (m3/kg)式中 CY, HY, SY, OY 分别为煤中各元素所含的质量分数。2、标准状态下理论湿烟气量（设空气含湿量12.93g/m3）Qs=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Qa+0.79Qa+0.8NY (m3/kg)式中 Qa 标准状态下理论空气量，m3/kg；WY 煤中水分所占质量分数，%；NY N元素在煤中所占质量分数，。3、标准状态下实际烟气量Qs=Qs+1.0

2、16(a-1) Qa (m3/kg)式中 a 空气过量系数 Qs 标准状态下理论烟气量，m3/kg；Qa 标准状态下理论空气量，m3/kg。注意：标准状态下烟气流量Q以m3/h计，因此，Q= Qs×设计耗煤量4、标准状态下烟气含尘浓度 (kg/m3)式中 dsh 排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的质量分数，排放因子，；AY 煤中灰分（不可燃成分）的含量，；Qs 标准状态下实际烟气量，m3/kg。5、标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (mg/m3)式中 SY 煤中含可燃硫的质量分数；Qs 标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg。6、标况下烟气流量 Q = Qs×设计耗

3、煤量式中 Qs 标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg； Q 标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m³/h。7、工况下烟气流量 =（m³/h）式中 Q 标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg； 工况状态下燃煤产生的实际烟气量，m³/h。（二）、除尘脱硫装置的选择设计注：可以选择湿式脱硫除尘一体化装置，亦可采用先除尘后脱硫工艺。1、除尘脱硫装置应达到的净化效率式中：C标准状态下烟气含尘、SO2浓度，mg/m3； Cs标准状态下锅炉烟尘、SO2排放标准中规定值，mg/m3。2、除尘器的设计与选择表8-22 常用除尘器性能比较除尘器名称效率/阻力/Pa费用文丘里除尘

4、器9098400010000少电除尘器909850130大袋式除尘器959910001500中 （1）、袋式除尘器设计工作室过滤面积SP = /60Vf式中 设计工况下烟气量，m³/h； SP 过滤面积，；Vf 过滤速率：1.02.0m/min之间。每条滤袋面积S1=3.14dL式中 d 滤袋直径，在150250mm； L 滤袋长度，在2.55m。 工作室滤袋总数n=S/S1式中 S1一 条滤袋的面积m2 ；根据n确定室数，一般袋收尘的室数不小于4室。滤袋过滤总面积的确定 S=SP+SC=/V+SC （m2） 式中 SP 同时工作各室的过滤面积（m2）； SC - 清灰室的过滤面积（

5、m2）。袋收尘器的压降P P=P机+P袋 （Pa）式中 P机 般为190380Pa，与进口速度有关； P袋 新滤袋一般为130Pa，积灰滤袋一般为1150Pa。袋收尘器的压降一般控制在9951990Pa（48英寸），清灰后，阻力比清灰前降低1/22英寸（12.750.8mm水柱）就认为清灰合适。如收尘器的处理风量比正常风量大，则收尘器的压降也相应增加，关于压降变化的公式如下：P2=P1× （Pa）式中 P2 风量Q2时的压降（Pa）；P1风量Q1时的压降（Pa）；Q1 正常处理风量（m3/min）；Q1 风量变大后的风量（m3/min）。（2）、电除尘器设计一般静电除尘器电场风速一般

6、在0.71.4m/s，通常取1.0m/s； 驱进速度一般在0.040.2m/s，通常取0.15m/s； 集尘极间距设计为400mm，电晕极间距为200mm。集尘极板总面积：A=式中 We 驱进速度， m/s，Q 设计工况下烟气量，m³/h， 除尘效率。比表面积：f=（m³/hm）实际集尘极面积：考虑到处理烟气量、温度、压力、供电系统可靠性等因素的影响，取储备系数K=1.52.0，则所需集尘极面积：A=(1.52.0) K m，则实际比面积：f= Q/A（m³/hm）除尘效率校核;电场断面积：Ac=式中 V 电场风速， m/s极板高度：H=式中 V 电场风速， m/

7、s。电场断面宽度： B=集尘极排数：n=+1式中 集尘极间距，取400mm。集尘极长度：电场设计：设计4个电场，实际安装集尘极个数为4×集尘极排数。安装后集尘极总面积：A=n×L×H，m停留时间：t=工作电压：U=E，KV工作电流：取单个电流常数为i=0.005A/mI=Ai，A电除尘器阴极线的个数：N=，个式中 电晕极间距，取200mm。3、脱硫装置设计脱硫常见工艺流程有：石灰石(石灰)/石膏湿法：该工艺主要包括烟气系统、吸收系统、吸收剂制备系统、石膏脱水及储存系统、废水处理系统及公用系统。该工艺完全成熟，运行安全可靠，可用率在99%以上，能耗低。特点：吸收剂资

8、源丰富，成本低廉，其废渣可抛弃，也可用作石膏回收。对高硫煤，脱硫效率可达90%以上；对低硫煤，脱硫效率可达95%以上。循环流化床干法：该工艺主要包括石灰制备系统，脱硫反应系统和收尘引风系统三个部分组成。特点：脱硫剂反应停留时间长及对锅炉负荷变化的适应性强。综合造价低，维护工作量和费用低，电耗低，循环流化床工艺的电耗量的0.5%0.7%，水耗量低，不需要考虑防腐，工艺简单可靠不受燃煤含硫量限制，对锅炉负荷适应性强，通过调节吸收剂加入量，水量，吸收塔压降，能快速响应锅炉负荷的变化情况。两种方案的比较：石灰石石膏湿法成熟于八十年代初，技术成熟，系统较为可靠最高脱硫率在95%对吸收剂品质要求CaCO含

9、量大于等于91%，细度250目，MgO含量小于2%，设备投资大，运行费用高，钙硫比低，吸收剂用量高，电耗大，水耗大，烟气与吸收剂接触时间短，脱硫塔内烟气流速低，气固塔内接触长度短，无法脱除SO，反应器出口烟气温度低，需要对烟囱进行内衬防腐，重金属脱除率低。循环流化床法成熟于九十年代末，系统简洁，技术成熟，可靠性高，脱硫效率达90%以上，最高可达99.7%，对吸收剂的品质要求CaO大于等于80%，T小于等于4min，粒径小于等于2mm，设备投资低，运行费用低，钙硫比高，吸收剂用量低，水电耗小，烟气与吸收剂接触时间长，几乎可以100%的脱除SO，反应器出口烟气温度高，对烟囱没有特殊要求，可95%脱

10、除重金属。由于石灰石石膏湿法脱硫工艺成熟，吸收剂来源广泛，所以大多选择石灰石石膏湿法烟气脱硫技术。（1）、吸收剂消耗量计算：1）、净烟气中SO浓度：Cj= C×(1-)式中 Cj 净烟气中SO含量mg/m³；C-原烟气中SO含量mg/m³；2）、石灰石消耗量：需要脱除的SO摩尔数：n=C×Q×M= n×R×M×10/Pe，（t/h）式中 C 原烟气中SO含量，mg/m³； Q 烟气量，m³/h； SO分子量； 脱硫效率，%；R 钙硫比，取R=1.03；M 碳酸钙的分子量；Pe 石灰石纯度，Pe=

11、92%；（2）、 吸收塔计算：本设计中所选吸收塔类型为逆行喷淋空塔，烟气中SO含量为3.8×103mg/m3，由于静电除尘器至吸收塔有一定漏风率大约为10%，所以进入吸吸收塔烟气量：Vs=Q×(1-10%)，m³/h逆流喷淋空塔设计烟气流速一般为2.55m/s。吸收塔塔径：吸收塔截面积：A= Vs /V式中 Vs 进入吸收塔烟气量m³/s； V 吸收塔烟气流速m/s。吸收塔塔径：D= 吸收塔高度原烟气与吸收液中吸收塔内反应时间25s，取5s。则吸收区高度为：H=vt=3×5=15m式中 t 吸收塔内反应时间，s； V 吸收塔烟气流速，m/s。吸

12、收浆液量：液气比与脱硫效率有关，一般在825L/m³，所需的吸收浆液量为：L= Vs（L/Vs）式中 L/Vs 液气比。4、确定除尘脱硫设备、风机和烟囱的位置及管道的布置（1）、各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定了各装置的位置，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，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。（2）、管径的确定 （m）式中 Q 工况下管内烟气流量，m3/s；V 烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v1015m/s）。管径计算出以后，要进行圆整（查手册），再用圆整后的管径计

13、算出实际烟气流速。实际烟气流速要符合要求。5、烟囱的设计（1）、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（GB132712001）中的规定（见表8-23）确定烟囱的高度。表8-23 锅炉烟囱高度表锅炉房装机总容量MW<0.70.7<1.41.4<2.82.8<77<1414<28t/h<11<22<44<1010<2020<40烟囱最低允许高度m202530354045（2）、烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算 （m）式中 Q 通过烟囱的总烟气量，m3/h；U

14、按表3选取的烟囱出口烟气流速，m/s。表8-24 烟囱出口烟气流速（m/s）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6102.53烟囱底部直径： (m)式中：d2烟囱出口直径，m； H烟囱高度，m； i烟囱锥度，通常取i=0.020.03。（3）、烟囱的抽力： （Pa）式中 H 烟囱高度，m；tk 外界空气温度，；tp 烟囱内烟气平均温度，；P 当地大气压，Pa。6、系统阻力的计算（1）、摩擦压力损失对于圆管： （Pa）式中 L 管道长度，m；D 管道直径，m； 烟气密度，kg/m3；u 管中气流平均速率，m/s； 摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可以

15、查手册得到（实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌和混凝土管道值可取0.04）。（2）、局部压力损失 （Pa）式中 异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得； U 与相对应的断面平均气流速率，m/s； 烟气密度，kg/m3。7、风机和电动机选择及计算（1）、风机风量的计算 （m3/h）式中 K1 考虑系数漏风所附加的安全系数。一般管道取K=0.1；除尘管道取K=0.10.15；Q 标准状态下风机前标态下风量，m3/h；tp 风机前烟气温度，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度；P 当地大气压力，kPa。（2）、风机风压的计算（Pa）式中 K2 考虑管道计算误差及系统漏风等因素

16、所采用的安全系数。一般管道取K=0.10.15，除尘管道取K=0.10.2； h 系统总阻力，Pa；Sy 烟囱抽力，Pa；0、p0、T0 风机性能表中给出的标准状态的空气密度、压力、温度，一般说，p0=101.3kPa，对于引风机T0=200，0=0.745kg/m3；、p、T 运行工况下进入风机时的空气密度、压力、温度。计算出风机风量Qy和风机风压py后，可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择风机的型号。（3）、电动机功率的计算 （kW）式中 Qy 风机风量，m3/h；p 风机风压，Pa；1 风机在全压头时的效率（一般风机为0.6，高效风机约为0.9）；2 机械传动效率，当风机与电动机直联传动时21，用连轴器时20.950.98，用V形带传动时20.95； 电动机备用系数。对引风机，1.3。根据电动机的功率，风机的转速，传动方式选择电动机型号。(三)、绘制图纸要求1、除尘系统图一张（1号或2号图纸）。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。2、除尘系统平