大气污染控制工程课程设计

1、课程设计班 级 学 号 姓 名 2015年6月25日 目录1、 项目概况二、设计资料和依据.2.1设计依据： 2.2设计内容； 2.3设计要求： 2.4设计参数： 2.5 烟气性质： 2.6烟尘性质： 2.7当地的气象条件： 2.8净化工艺流程的确定： 2.9技术水平的确定：三、系统设计部分3.1净化装置的选型设计和计算（除尘器的设计）3.1.1袋式除尘器的选型 3.1.2袋式除尘器型号的确定 3.1.3滤料的选择 3.1.4 过滤面积的确定3.1.5滤袋数量的计算 3.1.6进风通道的设计 3.1.7 出风通道的设计 3.1.8 袋式除尘器清灰的设计3.1.9 排灰系统的设计3.1.10 灰

2、斗的设计计算 3.1.11除尘器的保温和防腐 3.1.12仪器仪表 3.1.13安装、调试、运行、维护和检修3.2 烟囱的设计3.2.1设计的一般规定3.2.2构造规定3.2.3烟道的设计3.3净化系统配套辅助设施设计3.3.1管道材料3.3.2管道阀门3.3.3机械排灰与除灰一 .项目概况随着经济的飞速发展，在人们物质生活日益丰富的今天，污染越来越成为一个我们无法忽视也无法回避的问题。在我国绝大多数城市中, 粉尘是第一位的污染物, 而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位,针对这一现状，我国最先应用的是静电除尘器，但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比，仍存

3、在着较大的差距。近十年来，袋式除尘器技术的发展很快，尤其是大型脉冲除尘器，新的滤料和新的脉冲阀的问世，使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证，更广泛的被用与发电行业。  袋式除尘器也称为过滤式除尘器，凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件，用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备，均可称为袋式除尘器。袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。二.设计资料和依据2.1设计依据火电厂大气污染排放标准（GB13223-2003）;锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）；火电厂烟气排放连续监测技术规范（HJ/T75-2001）;袋式除

4、尘器性能测试方法（GB12138-89）袋式除尘器用滤袋框架技术条件（JB/T 5917-2006）袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件（GB12625-2007）脉冲喷出类袋式除尘器技术条件（JB/T 8532-1997）袋式除尘器安装技术要求及验收规范（JB/T 8471-1996）2.2设计内容根据所给的课题收集相应的设计资料；进行设计参数计算及合理性分析；对设计的内容进行画图；图表要清楚整齐，每个图、表都要有名称和编号2.3设计要求标准状态下袋式除尘器烟气排放浓度50mg/m3;除尘效率>99%；漏风率2%。2.4设计参数额定蒸发量为75t/h,煤的成分见表6-13.收到基地位发203

5、50KJ/Kg。煤的组成成分 单位%CHONSAWV52.573.257.891.010.8326.817.6424.742.5烟气性质最大烟气量185900m3/h;烟气最高温度150,；烟气最大含尘量15g/m3;烟气露点温度100；烟气压力约3000Pa。2.6烟尘性质灰尘的成分、粒径分布分别见表：灰尘成分 单位%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2ONa2OP2O5TiO2SO349.7141.272.920.593.350.180.080.241.120.54粉尘粒径分布灰尘粒度/um<55-1010-2020-3030-4747-606-74>74分布/%6.4

6、13.922.915.316.46.45.313.42.7当地的气象条件年平均大气压力101.27kPa；最低温度平均值1.9；最高温度平均值36.3；冬季室外风速平均值2.4m/s;夏季室外风速平均值1.8m/s;海拔高度6.6m。2.8净化工艺流程的确定： 管道 管道处理后烟气脉冲带式除尘器锅炉 排灰系统 2.9技术水平的确定：设计的除尘器应符合我国机械行业标准要求除尘器的主要性能见下表表三：脉冲喷吹类袋式除尘器主要性能项目逆喷顺喷环隙对喷气箱长袋出口粉尘浓度mg/m3100设备阻力kpa1.21.41.21.51.51.5漏风率%34过滤风速m/min121.5312注: 对有特殊要求的

7、应用场所，产品还应满足有关排放标准的规定 表四：除尘器的钢材耗量类型逆喷顺喷环隙对喷气箱长袋耗材量4529402542302135253522表五：除尘器主要材料选用表材料名称 牌号 材料标准号规格标准号钢板、扁钢 Q235-A GB700GB704、GB912、GB3274圆钢角钢槽钢、工字钢 45 GB699Q235-A GB700Q235-A GB700GB702GB9787、GB9788GB706、GB707钢管10、20、Q235-A GB699、GB700GB8162、GB8163、GB3091、GB3092铸铁 HT150、HT200 GB9439三系统设计部分3.1净化装置的选

8、型设计和计算3.1.1袋式除尘器的选型标准状态下理论空气量 C + O2 CO2 H +1/4O2 H2O S + O2 SO2 O 1/2O2 标准状态下理论烟气量Q(N2)=3.76Q(O2)=3.98m3/kg 标准状态下实际烟气量式中 空气过剩系数； 标准状态下理论空气量； 标准状态下理论烟气量。标准状态下烟气流量 式中 M设计耗煤量； 实际烟气量。工况条件下烟气流量 即 （）= 198.97（） 烟气含尘浓度 式中 排烟中飞灰占煤中不可燃烧成分的质量分数； 煤中不可燃烧成分的含量； 标准状态下实际烟气量。 除尘效率 式中 C 标准状态下烟气含尘浓度； 标准状态下锅炉烟尘排放标准钟规定

9、值。根据工况系下的烟气量（）、烟气温度（423）及要求达到的除尘效率（99.88%） 确定除尘器的种类、型号、规格及运行参数根据以上数据，经查阅资料，选用LMC2x9170型玻纤袋式除尘器。其处理风量为183600200000/h，过滤风速为1.0。5产品性能规格见表 表3 LFEF4x230-HSY/H型波纤袋式除尘器产品性能规格型号处理风量/过滤面积/过滤风速除尘效率/%适用温度/除尘器阻力/Pa设备重量/kgLMC2x91701836002000003060<1.0>98<250<1500890003.1.2袋式除尘器型号的确定根据以上参数，确定为长袋低压脉冲袋式

10、除尘器 3.1.3滤料的选择气体温度为150时，加上粉尘的性质，查阅资料知，故选用涤纶滤袋。3.1.4.总过滤面积的确定A=q/60v式中:A为过滤面积，m2;q为处理的烟气量，m3/h;v为过滤速度，m/min,取1.6m/min。故A=185900 m3/h/（60*1.6 m/min）=1936.46m23.1.5滤袋数量的计算选择滤袋尺寸：L=6000mm,D=130mm每条滤袋面积A1=3.14*6*0.13=2.4492m2滤袋数n=A/A1=790.65取800分两室，按正方形排列横向：20个滤袋 纵向：20个滤袋相邻滤袋间隔50除尘室的尺寸：长度L=，取L=宽度，取D3.1.6

11、.进风通道的设计取进风口风速为20m/s,则进口管道直径D=m3.1.7出风通道的设计取出风口风速为8m/s,则出口管道直径D=3.1.8袋式除尘器清灰的设计清灰时间的确定：袋式除尘器的压力损失 式中 通过清洁滤袋的压力损失，取100Pa； 通过颗粒层的压力损失，Pa。参考除尘设备： =t 式中 t 清灰时间，min 含尘浓度，g/m3 过滤风速，m/min 颗粒比阻力系数，取1.2min/(g·m)设达到1000Pa时清灰一次，将已知数据代入：1000 = 100 + 1.20×1.02×15×t 解得：t = 50min 故滤袋运行50min清灰一次

12、。3.1.9排灰系统的设计排灰系统有机械和气力两种，机械排灰系统一般是先通过卸灰阀将灰斗中的灰排至水平的输送装置中，再送入竖直的输送机械，提升至一定的高度， 掉入储灰罐，待罐中装灰约4/5时，由真空吸引罐车运走，或经卸灰阀和加湿机使灰湿润后卸至运灰汽车上。水平输送机械一般使用螺旋输送机或刮板输送机，垂直输送机械则使用斗式提升机或刮板输送机。由于带式除尘器是在负压下工作的，漏风对除尘器影响很大，为了尽量减少除尘器的漏风和简化灰斗，采用螺旋输送机输灰，并安置一个星形卸灰阀。螺旋输送机具有结构简单、截面尺寸小、密封性好、可以中间多点装料和卸料、操作安全方便、制造成本低等优点。3.1.10灰斗的设计计

13、算查资料得煤灰堆积密度为790 积灰堆积速度：q =灰斗尺寸设计：进灰口和出灰口均为正方形进灰口边长，出灰口边长为 0.4设两个灰斗，取灰斗倾角为60°则灰斗高度,取1.5m灰斗体积估算：V= = =10.09m3式中：h是高，S上和S下分别是上下底面的面积 3.1.11除尘器的保温和防腐：除尘器在运行时不可避免会产生冷凝水，对除尘器有腐蚀作用，但最直接的原因是气体的温度接近露点，甚至在露点以下，使气体产生冷凝，在金属表面出现冷凝水。因此，防止布袋除尘器腐蚀最有效的措施是尽量减少主机开停和除尘器中断电、供电的次数特别是烘干机；或启动前预热除尘器，也可以在停炉前停止清灰，在滤袋上形成灰

14、尘层，以便在下次启动时保护滤袋。3.1.12仪器仪表排灰系统有机械和气力两种，机械排灰系统一般是先通过卸灰阀将灰斗中的灰排至水平的输送装置中，再送入竖直的输送机械，提升至一定的高度，掉入储灰罐，待罐中装灰约4/5时，由真空吸引罐车运走，或经卸灰阀和加湿机使灰湿润后卸至运灰汽车上。水平输送机械一般使用螺旋输送机或刮板输送机，垂直输送机械则使用斗式提升机或刮板输送机。由于带式除尘器是在负压下工作的，漏风对除尘器影响很大，为了尽量减少除尘器的漏风和简化灰斗，采用螺旋输送机输灰，并安置一个星形 卸灰阀。螺旋输送机具有结构简单、截面尺寸小、密封性好、可以中间多点装料和卸料、操作安全方便、制造成本低等优点

15、。3.1.13安装、调试、运行、维护和检修（1）安装前对除尘器各部件进行全面检查，检查零部件是否完好齐全，如发现缺少、损坏或变形要候补整齐方可安装。（2）对滤袋框架要认真逐个检查，如果发现脱焊弯曲变形或有毛刺，要进行修整之后再装滤袋。（3）滤袋要逐个检查尺寸是否合适，缝纫处是否牢固，如发现有破漏，跳丝要进行补修后再装在框架上，上口一定要绑扎可靠，不可漏气。（4）滤袋框架接口与多孔之间应使用专用胶垫，压板压紧后不得漏气。（5）喷吹管固定后，其喷吹孔应对准文氏管中心，机偏差应在2毫米之内。（6）检查排气系统的传动部分是否灵活，减速箱与轴承等处是否注入润滑剂，螺旋机内有无杂物，排灰阀内有无卡拌现象。

16、确认正常合格后，方可进行试运转。（7）除尘器的安装基础应在同一水平面上，如不平可用薄钢板垫平，以防除尘器变形。（8）除尘器的门盖和进出风口法兰均应衬垫密封材料，保证无泄漏。（9）气包、电磁脉冲阀气喷吹管的连接处应可靠密封，不可有漏气现象。（10）空气过滤器应填过滤材料、（泡沫塑料、脱脂棉花等）装有压力指示装置和安全阀。（11）脉冲控制仪和电磁脉冲阀的安装应符合该产品使用说明书的规定。（12）整个除尘器应经过全面检查确无问题，并经过试运行后，方可投入系统使用。（13）除尘器投入系统使用时，应根据清灰需要，确定喷吹宽度、间隔和周期。并检查除尘器阻力损失和排灰情况，测定除尘效率。（14）除尘器管道及

17、附属设备，应认真油漆，做好防腐蚀处理。除尘器在每次使用寿命时排尘装置的电动机、脉冲控制仪和单独供气的空气压缩机应先启动（一般应提前二、三分钟）然后再启动风机，停用时的程序相反。（15）除尘器投入运行后，应有专人管理维修，熟悉除尘器工作原理及技术性能，掌握调整与维修方法，每班应巡回检查，建立运行记录。（16）压缩空气的油水分离器、过滤器、储气罐的气包每班排污一至二次。（17）压缩空气的过滤材料每隔26全月要更换一次。（18）脉冲控制仪和电磁脉冲阀应有专人巡视，每班不应少于二次，检查其喷吹是否正常，如有故障，应立即排除。（19）电磁脉冲阀每三个月应清洗一次并更换易损件。（20）经常检查U型压力计变

18、化。如超过或低于规定范围要查明原因。一般通过脉冲控制仪调整喷吹周期。（21）排气口如有冒灰现象，应检查滤袋是否脱落、破损、框架压板是否松动，橡胶垫件是否老化，可打开上箱体判别。（22）如每次喷吹后发现排气口冒灰，属于清灰过度，应调整清灰周期。（23）机械传动部分应定期注入润滑油，更换易损件。（24）各类橡胶密封件应定期更换。（25）每隔六个月应检查滤袋完好状况。3.2. 烟囱的设计3.2.1设计的一般规定：1)烟囱结构设计应符合烟囱设计规范(GB 500512002)和钢结构设计规范(GB 500172003)的要求。2).设计烟囱时，应根据使用条件、功能要求、烟囱高度、材料供应及施工条件等因

19、素，确定采用砖烟囱、钢筋混凝土烟囱或钢烟囱。3).下列情况不宜采用砖烟囱：重要的或高度大于60 m的烟囱;地震设防裂度为9度地区的烟囱;地震设防裂度为8度时，Ill、IV类场地的烟囱。4).烟囱基础一般宜采用板式基础。板式基础可以是环形或圆形的。在条件允许时，可采用壳式基础。5).烟囱筒壁和基础的受热温度应符合下列规定： 烧结普通鄙土砖筒壁的最高受热温度不应超过400; 钢筋混凝土筒壁和基础以及素混凝土基础，受热温度不应超过150; 钢烟囱筒壁的最高受热温度应符合相关规定。6).烟囱的荷载与作用可分为下列三类： 永久性荷载与作用：结构自重、土重。土压力、拉线的拉力; 可变荷载与作用 偶然荷载：

20、罕遇地震作用、拉线断线、撞击、爆炸等。7).烟囱的高度应同时满足国家污染物排放标准及环境评价的要求。3.2.2构造规定1).烟囱在同一平面内，有两个烟道口时，宜设置隔烟墙，其高度应超过烟道孔顶，超过高度不小于1/2孔径。隔烟墙厚度应根据烟气压力进行计算确定。2).根据需要，烟囱外表面应设置爬梯或检修平台。 爬梯和平台等金属构件，应采取防腐措施。3).烟囱达到一定高度，可能影响航空器飞行安全，需按规定设置航空障碍灯和标志。4).筒壁上孔洞设置应符合下列规定：在同一平面设置两个孔洞时，宜对称设置;孔洞对应圆心角不应超过50070o，在同一水平截面内总的开孔圆心角不得超过140OC;孔洞周围应配补强

21、钢筋。5).烟囱底部应设置比烟道底部低0.51m的积灰坑。6).按设计规范设置防雷设施。3.2.3烟道的设计1)烟囱的实际高度：式中：H烟囱的有效高度，m；烟囱的几何高度，m；烟囱抬升高度，m。2)烟气的释放热计算： 式中：烟气的释放率，KW;大气压力，近似取一个标准大气压101.325kpa实际排烟量，烟囱出口处的烟气温度，423k.环境大气温度，取293K；=423-393=130k环境大气压下的烟气流量=51.63)烟囱直径的计算D=设烟气在烟囱内的流速为v=16m/s，则D=2m取烟囱直径为D=2000mm.故校核流速v得： 4）烟气抬升高度的计算 因为 所以烟气抬升高度 u表示烟囱出

22、口处风速 地表状况 农村或城市远郊区0.3320.60.4 城区及近郊区0.2920.60.45)烟囱几何高度 烟囱几何高度取70m6)烟囱的有效高度 3.3.净化系统配套辅助设施设计3.3.1管道材料与构造 输送废气的管道的常用材料有钢板、混凝土、砖、聚合物材料等。管材的选择主要根据被输送气体的物理、化学性质，并考虑技术经济条件等因素。根据最高烟气温度为150，因此选材时要考虑材料的耐高温性。而且烟气是酸性气体，所以要考虑到耐腐蚀性。管道的截面形状通常有圆形和矩形两种，在断面积相同时，圆形管道具有压力损失较小、材料较省的特点；当管道截面积较小时，圆形管道容易制作；圆形管道的强度和刚度较矩形管道要好。因此，在一般情况下多采用