大气污染控制工程课程研发设计

1、有主坎学XIANTECHNOLOGICALUNIVERSITY课程设计说明书题目：焦化厂焦炉废气的处理院、系：材料与化工学院学科专业:环境工程学生：李姣学号：100314124指导教师:郑先俊2013年12月大气污染控制工程课程设计焦化厂除尘脱硫工艺设计在炼焦过程中会产生大量的焦炉废气，主要含有二氧化硫和粉尘，二氧化硫的变化浓度大，水分含量大，如果不进行处理就直接排入大气，不仅会污染周围的环境，而且会浪费许多可以回收利用的材料，所以必须进行除尘脱硫处理。将焦炉烟气经管道汇集在一起后通过风机进入到除尘脱硫设备系统中。瞩惩润属铮瘗睐板院赖。1设计任务某焦化厂生产时间为6:00-22:00,生产工艺

2、中将产生焦炉废气。每日生产中最大排放废气量为5500m3N/h。焦炉废气中含焦炉粉尘浓度为15g/m3,粉尘粒径比较均匀，平均分布大致在18-5叩。初始废气中SO2浓度为5.2g/m3,初始废气温度为393K,烟气其余性质近似于空气。请设计该生产废气的治理方案，并提交完整的工业废气治理方案报告书。晰ij沟澹除爱僵谴净。2设计依据2.1设计原则1采用简单成熟、稳定合理的处理工艺保证处理效果，并节省投资和运行管理费用；2设备选型应兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理操作方便、维修维护工作量少、价格合适；3工艺设备的布置合理紧凑、节约用地；4系统的抗腐蚀性能良好；5严格控制二次污染的产生。

3、2.2设计范围从烟气汇集后出口开始，景装置入口至排风机出口之间，所有工艺设备、连接管道、管件、阀门、风机、电气装置、自动控制设备等。残鹫楼言争镭泌堑窜1处理后SO2气体的排放浓度见表2.31。表2.3.1SO2气体的排放标准污染物名称取值时间浓度限值(二级标准)二氧化硫SO2年平均一一30.06mg/m日平均一.一.30.15mg/m1h平均30.50mg/m2在工业企业设计卫生标准(TJ36-79)中，车间空气卫生标准SO2最高允许浓度为15mg/m3。3根据大气污染综合排放标准(GB16297-1996)得出SO2最高排放浓度及允许排放速率见表2.3.2。表2.3.2SO2最高排放浓度及允

4、许排放速率最高排放浓度3、(mg/m)最高允许排放速率(kg/h)烟尘150烟囱局度(20m)6.9SO212005.1注：SO2与烟尘最高允许排放浓度采用的是大气污染物综合排放标准中现有污染源大气污染排放限值的国家二级排放标准。配铜极额镇桧猪哉锥。4根据炼焦炉大气污染物排放标准(GB16171-2012)得出现有炼焦炉排放标准见表2.3.3。表2.3.3炼焦炉允许排放标准SO2排放标准3200mg/m烟尘排放标准3400mg/m3综合以上，得出SO2排放浓度200mg/m3，粉尘排放浓度V50mg/m33工艺设计概述3.1相关参数的计算有相关设计参数可以得出脱硫效率:.二（Ci-100%Ci

5、-吸收塔进口处SO2的含量。Co-吸收塔出口处SO2的含量。=（5200-200）5200100%=96.2%除尘效率:._（G-C0）=Ci100%Ci-除尘器进口处尘量。Co-除尘器出口处尘量。=(15000-150)15000100%=99%处理烟气量为5500m3N/h,初始废气温度为393K(120C),出口烟气温度为70-90C，脱硫塔入口处SO2浓度为5200mg/m3，出口处SO2浓度为200mg/m3,脱硫效率96.2%吸收塔入口处烟尘浓度为15000mg/m3,出口处烟尘浓度为150mg/m3，除尘效率99%强贸摄尔霁毙痍砖卤虎。3.2工艺设计范围整个设计方案包括初沉工程的

6、所有工艺、设备电气、控制，从风机出口烟道至烟气排放范围内所有工艺系统、电气控制系统。脱硫工程包括烟气系统、吸收系统、吸收液再生系统、浆液配置系统、污泥处理系统、工艺水系统、集散控制系统、*甫助系统等。养挎箧awa类蒋蔷。3.3方案的比选与确定3.3.1除尘方案的比选与确定除尘器的设计和选型是除尘工程设计中最重要的环节之一。除尘器的选型包括除尘器类型、容量大小及针对工具具体要求的选择等。选取除尘器的类型包括机械除尘器、袋式除尘器、电式除尘器、湿式除尘器、空气过滤器等。厦礴恳蹒骈除尘工程中常用的除尘器分为四大类，它们的类型与性能见表3.3.1表3.3.1常用除尘器的类型与性能形式作用设备适用范围不

7、同粒径效率干式力类型粉尘粒径(叩)粉尘浓度(g/m3)温度阻力(pa)50叩5m1jm重力重力除尘器15102010051000.0530999986惯性力、扩散力与筛分袋式除尘器振打清灰0.13-20999999脉冲清灰1009999反吹清灰1009999湿式惯性力、扩散力与凝聚嗔雾式除尘器1000.05104004001009675力文氏管除尘器1008009993静电力湿式电除尘器0.05100400989898依据上表数据和设计依据，有电除尘器、喷雾式除尘器、文氏管除尘器和袋式除尘器满足处理条件，且其中袋式除尘器应用最广，主要原因是袋式除尘器除尘效率高，能满足严格的环保要求，运行稳定，

8、适应能力强，操作简单，处理器量可达到每小时几白立方米到数十万立方米，所以在此采用袋式除尘器。茕桢广州解选块网泪。3.3.2脱硫方案的比选与确定根据国际能源机构煤炭研究所组织的调查结果显示，1992年末，全世界17个国家的燃煤电厂安装了各种烟气脱硫设备646套，其中湿式脱硫工艺占81.8%。鹅娅尽损偶惨麽茏BBo根据我国具体情况，如果不硬性规定排烟温度，就可以减少气-气换热器（费用约占脱硫设备投资的15%左右），烟气脱硫方法可分为两类：抛弃法和再生法。抛弃法即在脱硫过程中将形成的固体产物抛弃，这需要连续不断的加入新鲜的化学吸收剂。再生法即与SO2反应后吸收剂可连续不断地在一个闭环系统中再生，再生

9、后的脱硫剂和由丁损耗需补充的新鲜吸收剂再回到脱硫系统循环使用。烟气脱硫按脱硫剂是否以溶液状态进行脱硫而分为湿法和干法脱硫。湿法系统指利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液，吸收烟气中的SO2。干法系统指利用固体吸附剂和催化剂在不降低烟气温度和不增加湿度的条件下，除去烟气中的SO2。时妈尊为H债蛭练浮。烟气脱硫工艺主要分为湿法抛弃系统、湿法回收系统和干法抛弃系统、干法回收系统。主要烟气脱硫工艺见表3.3.2。顷圣好加讶骅知表3.3.2主要烟气脱硫工艺介绍方法脱硫剂活性组分操作过程主要广物湿法抛弃系统右灰右/右灰法CaCO3/CaOCa(OH)2浆液CaSO4、CaSO3双碱法Na2SO3、CaCO3或

10、NaOH、CaONa2SO3溶液脱硫，由CaCO3或CaO再生CaSO4、CaSO3加镁的右灰右/右灰法MgSO4或MgOMgSO3CaSO4、CaSO3碳酸钠法Na2CO3Na2SO3溶液Na2SO4海水法海水海水碱性物质镁盐和钙盐湿法回收系统氧化镁法MgOMg(OH)2浆液15%SO2钠碱法Na2SO3Na2SO3溶液90%SO2柠檬酸盐法柠檬酸钠、H2S柠檬酸钠脱硫、H2S回收硫硫磺氨法NH3H2O氨水硫磺碱式硫酸铝法Al2O3Al2O3溶液硫酸或液体SO2干法抛弃系统喷雾干燥法Na2SO3或Ca(OH)2Na2CO3溶液或Ca(OH)2浆液Na2SO3、Na2SO4或CaSO4、CaS

11、O3炉后喷吸附剂增湿活化CaO或Ca(OH)2右灰或熟右灰粉CaSO4、CaSO3循环硫化床法CaO或Ca(OH)2右灰或熟右灰粉CaSO4、CaSO3干法回收系统活性炭吸附法活性炭、H2S或水在400K吸附，吸附浓缩的SO2与H2S反应生成硫，或用水吸收生成硫酸硫磺或硫酸表3.3.3烟气脱硫技术综合评价烟气脱硫技术右灰右/右灰法简易湿法喷雾干燥法炉内喷钙尾部增湿法新氨法环境性能很好好好好好工艺流程简易情况右灰浆制备要求较局，流程也复杂流程较简单流程较简单流程简单流程复杂，要求电厂和化肥厂联合实现工艺技术指标脱硫率95%,钙硫比1.1,利用率90%脱硫率70%,钙硫比1.1,利用率90%脱硫率

12、80%,钙硫比1.5,利用率50%脱硫率80%,钙硫比2，利用率50%脱硫率85%-90%,利用率大于90%吸收剂获得容易容易较易较易一般脱硫副产品脱硫渣为CaSO4,及少量烟尘，可以综合利用，或送堆渣场堆放脱硫渣为CaSO4,及少量烟尘，可以综合利用，或送堆渣场堆放脱硫渣为烟尘、CaSO4、CaSO3、Ca(OH)2的混合物，目前尚不能利用脱硫渣为烟尘、CaSO4、CaSO3、CaO的混合物，目前尚不能利用副产品为磷酸俊和高浓度二氧化硫气体(体积分数7%-11%,可直接用于工业硫酸生产使用情况燃烧高、中硫燃烧高、中硫燃烧高、中、燃烧中、低硫燃烧高、中硫煤或使用前景煤锅炉当地有右灰右矿煤锅炉当

13、地有右灰右矿低硫煤锅炉都可使用煤锅锅炉，附近有联合化肥厂和液氨对锅炉及烟道的负面影响腐蚀出口烟囱腐蚀出口烟囱增加除尘器除灰量，塔壁易积灰影响锅炉和除尘器效率腐蚀烟道电耗占总发电量的比例1.5%-2%1%1%0.5%1.0%-1.5%技术成熟度商业化国内工业示范国内工业示范国内工业示范国内工业试验由丁SO2为酸性气体，几乎所有洗涤过程都采用碱性物质的水溶液或浆液。综合所有，最终选择湿法石灰石/石灰法脱硫工艺。呛俨匀谓鳖调顷。3.4工艺流程介绍根据焦化厂的实际情况，需对其排放的烟气进行二氧化硫和粉尘的处理，首先进行烟气的除尘工艺，在进一步进行烟气的二氧化硫脱硫工艺，最后采用适当的办法对产生的物质进行回收利用。E卧泻啮圣骋赃血1。3.4.1除尘系统的设计除尘系统的设计是关系到除尘效果好坏、运行费用高低、管理是否方便、排放是否合格的关键。3.4.2除尘系统的组成除尘系统由集气罩、进气管道、除尘器、排灰装置、风机、电机、消声器和排气烟囱等组成，它是利用风机产生的动力，将含尘气体经抽风管道进入除尘设备内净化，净化后的气体经排气烟囱排除，