10级大气污染课程设计解析

1、大气污染控制工程课程设计报告T9酣一 $丿 XIAMFW MMIVFPgITVCF TFUHMCICG*XIAMEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY大气污染控制工程课程设计报告某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计环境工程2012-2013学年第一学期13周二012年12月07日小组任务分配1设计任务书1.1设计目的1.2设计任务及内容1.3设计资料 2工艺方案的确定及说明2.1物料衡算2.2整体工艺方案说明 3主要处理单元的设计计算3.1除尘器设计3.1.1 3.1.23.23.34管网的布置脱硫设备设计 烟囱设计9.10145风机和电机的设计计算156总结（感想和心得等）17参

2、考文献.18大气污染控制工程课程设计报告10第一章设计任务书课程设计题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计课程设计目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所理论 知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定 大气污染控制系统的设计方案，进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能 力。设计原始资料、锅炉耗煤及排烟情况2、3、锅炉型号：SZL10-1.6型（共2台） 燃煤量：1550kg/h （台）蒸发量：10 t/h （台）烟气出口处离地面2.5m排烟温度：150C烟气密度（标态）：1.3kg/m3空

3、气过剩系数：1.36 飞灰占煤中不燃分分比例：煤质分析YYC =67.85%, H =4.12%,Sy=2.52%, Ay=16.12%,粉尘粒径分布18%Y YO =5.56%, N =1.22%,Y YW =10.30%, Vy=12.08%表1第四组粒径分布粒径（E）1525815583513< 1含量（%）3.64.859.227.14.21.1表2粉尘比电阻温度电阻 Q ?cm3.5 X1079.6 X072X1075.8 X074、气象资料当地气象资料显示：该地区年平均气压 98 kPa；空气中含水（标态）：0.016 kg/m3； 年平均气温18.

4、6 C；极端最高气温39.9 C；极端最低气温-1.9 C。第二章 工艺方案的比较和确定2.1物料衡算2.1.1烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1.理论空气量Qa' =4.76(1.867Cy +5.56Hy +0.7Sy -0.7Oy )(m3N/kg)式中：cy、hy、sy、oy分别为煤中各元素所含的质量百分数。Qa'=4.76 X (1.867 X 0.6785+5.56 X 0.0412+0.7 咒 0.07.02252-0.7 X 0.0556)=7.02(niN/kg )2.理论烟气量(已知空气含湿量16g/m n)QS=1.867(CY +0.375SY)+11.

5、2HY +1.24W0.02Q0.79Q0.8NY(m3N/kg)式中：Qa 理论空气量(mN/kg )W Y 煤中水分所占质量百分数；NY N元素在煤中所占质量百分数Qs'=1.867 咒(0.6785+0.375 X 0.0252) +11.0.0412+1.2 0.103+0.817.02+0.8 咒 0.0122=7.54(mMkg )3. 标准状态下实际烟气量Qs=QS +1.02(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。Qs=7.54+1.02 咒0.36 X7.02=10.1(m

6、3 / kg)标准状态下烟气流量 Q应以m3/h计，因此，Q=Q设计耗煤量Q =Qs咒设计耗煤量=10.1 幻550=15655 ( m=4.99 X 103/h)/P标况V标况T实际V 实际=-T标况P实际101325x15655 (18.6 +273)298x98000=15838( m3/h)因为有两台锅炉，所以算出来的烟气量要乘二，为31676（ m3/h）4. 标准状态下烟气含尘浓度(kg/m3N)10.1=2.8710(kg /m3)=2.87咒 103 (mg/m3)5. 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算Cso2 =空"06(mg/m3)Qs式中S 煤中含可燃硫的质量

7、分数;Qs 标准状态下燃煤产生的实际烟气量,m3 / kgCsO2竺应S0610.1(mg/m3)2.1.2除尘效率和脱硫效率的计算1.除尘效率计算n为除尘效率C为粉尘溶度Co为粉尘初始溶度n=( 1-200)X100%2870 =93%2.脱硫效率的计算CSCS竹咒100%CSO2叫02为脱硫效率Cso2为二氧化硫溶度cSo2为二氧化硫初始溶度乂CSC2SQ =(1-希沢100%得到 so2 =82%CSC2H900sQ =(1-)100%O4990根据所给资料，我们可知粉尘 90%上集中在粒径为1到10纳米，当地最高温度为39.9摄氏度，最低温度为-1.9摄氏度，因气流温度为150摄氏度，

8、故我们不能用袋 式除尘器，根据计算，除尘效率要在 92.78%以上。2.2工艺确定2.2.1确定除尘器各种除尘器参数比较除尘器名称适用的粒径范围/um/pa备费行费重力除尘器>50<5050-130少少惯性除尘器20-5050-70300-800少少旋风除尘器5-3060-70800-1500少中冲击水浴除尘器1-1080-95600-1200少中下卧式旋风水膜除尘器>595-98800-1200中中冲击式除尘器>5951000-1600中中上文丘里洗涤器0.5-190-984000-10000少多电除尘器0.5-190-9850-130多中上袋式除尘器0.5-195-

9、991000-1500中上多上表几种常见除尘器，我们选用冲击水浴除尘器，因为其相对于其他除尘器，它的优点有阻力低，设备运行费用也不高，能除去大部分粉尘，在用地紧张的情况下，水可以替换成碱性溶液实现一步除尘脱硫，并且可以冷却烟气。但是其缺点就是在极端低温 下要注意保温，防止水结冰，除尘效率不是非常高，故我们还要结合脱硫装置实现更高效率的除尘。2确定脱硫工艺更具我们所算出来二氧化硫溶度为 4.89 X103 (mg/m3)，为低溶度二氧化硫，但是气体流量很大，故我们要选用石灰石/石灰湿式脱硫，此方法好处有可以起到再次除尘的效果，而且脱硫效率高，脱硫率95%工艺成熟，适合所有煤种，运行稳定，操作 弹

10、性好，脱硫剂、起泡剂易得，脱硫费用低，系统不结垢，能连续稳定运行，产物无害 并可以回收利用；其缺点同上面一样，对于极低的温度要注意保温，下图是其简单的工 艺图。伞T挡板门脱硫后净烟气A石灰石法工艺流稈3工艺流程简述含尘烟气经过除尘器除尘冷却后，送入吸收塔，吸收塔内配制好的石灰石或石灰浆 液洗涤含二氧化硫的烟气，洗涤后的烟气排放出来。吸收塔内的吸收液流入循环槽，加 入新鲜的石灰石或者石灰浆再生，其简单流程图如下图。3.1除尘器设计根据所算出的气体流量为31676 （ m3/h ）,为8.79 m3/s ,我们可以代入公式j4Q d 十(m)式中：Q工况下管内烟气流量（m/s ）U =10 15m

11、/s)。U 烟气流速（m/s）,（可查有关手册确定）（对于锅炉烟尘dj =1.05m (v=10) cb = 0.86 m (v=15)求得通道管径d取整数为0.9m,下表几种型号的冲击水浴除尘器，根据烟气排放量, 我们选用第4组（10t/h）除尘器，其简单结构图正视图和俯视图如下，单位为毫米。大气污染控制工程课程设计报告22配套锅炉容量(t/h)24610203540处理烟气量(m3/h)490098001500023000480008100090000650013000198003300066000110000130000除尘器耗水量(t/h)0.490.981.51.93.25.46.3

12、0.651.301.982.94.47.48.7除尘器阻力(Pa)9001600900160090016009001600900160090016009001600除尘器效率(%)9096909690969096909690969096A1580186022002700346041504440除尘器外形B3180346038004300506057506040尺寸(mm)C2020318035704250612081608900H2600310035004500600072507900除尘器花岗岩体重量13.622.4931.639.392.2143.9165(T)?7仃1正视图4PFinUU

13、IfFt俯视图3.2脱硫装置设计脱硫装置各个参数比较处理2500 5000 10000150002500037500500006250087500烟气量300060003m/h120001800030000450006000075000105000设备0.8 0.8 0.8 0.80.80.80.80.80.8阻力KPa1.21.21.21.21.21.21.21.21.24 1300x4444444外形1100x1600x1900x2200x2500x2800x3000x3200x尺寸350040004750580068007300830088009000进口12 15流速m/s95%脱硫率

14、%我们选用的脱硫洗涤塔为喷淋塔，喷淋塔不易堵塞，压力降低有较好的低负荷比，虽然持液量和除尘性能不好，但是因二氧化硫溶度不高，要求二氧化硫的去除率也只有82%粉尘已经经过除尘器，故用喷淋塔是最好的选择。一直要处理的压气量为31676,我们经过查阅资料(资料如上表)，选用第6组(37500-45000)数据，可以确定塔高和上下底半径，进出口半径上面已经计算得出，为0.64m，我们设计出了底下的三视图(mm。因为脱硫效率要在82%上，经查找资料，我们的钙硫比要在1.05到1.1之间，液气比在5.3L/ m3以上。第四章烟囱的设计一.烟囱的计算1. 管径以及实际烟气流速的确定在上面计算除尘器时已经计算

15、出管径为0.9m，由公式d = J4Q(m)计算实际烟气流速。4Q4x8.79V "3.14X0.92V=13.8 (m/s)2. 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的规定（表1）确定烟囱的高度。表1锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力（t/h）<11<22<66 <10102026 <35烟囱最低高度（m）202530354045有所得资料可以知道2台锅炉的蒸发量一共为20t/h，故我们可以确定烟囱高度为40m。3. 烟囱直径的计算：（1）烟囱出口内径可按下式计算d = 0.0188 (m)式

16、中Q 通过烟囱的总烟气量，m3/h ；v按下表选取的烟囱出口烟气流速,m/s。取v=4 m/s，（见下表）（取机械通风最小值）d=0.0188J3X158388(md=2.05表2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（2）烟囱底部直径di =d2 +2 i 'H（m式中：d2烟囱出口直径（mH烟囱咼度（m）i 烟囱锥度（通常取i =0.020.03 ）。取 i = 0.02di =2.05 +0.02x2x45d1 =3.85 (m)4. 烟囱的抽力Sy =0.0342 H1兀"273+tp式中：H烟囱高度（m）

17、; tk外界空气温度C） ; tp烟囱内烟气平均温度C） ； B当地大气压（Pa）1 .Sy =0.0342x45“)98000y273 + 18.6 273 + 150Sy =160.7 Pa二.系统阻力的计算1摩擦压力损失对于圆管也Pl =式中L 管道长度,m；d管道直径,m；P烟气密度,kg/m3v 管中气流平均速率， m/s；兀一一摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。可以查手册得到（实际中对金属管道 几值可取0.02，对砖砌或混凝土管道 几值可取0.04 ） 0对于直径为640mn的圆形管道：L= a1 + a2 + a3 + a4 + a5 + a6 + a7

18、 + a8 + a?L=32.62 (m)密度换算:_273P= Pn 273+150=0.84 (kg/m p=6 选=6 咒 0.246 0.84勺3.8 2 = 118.05 Pa P 总=7.76+118.05=125.81 Pa 3全部的压力损失)32.620.84x13.8x13.8也甘0®芮.心P=58 (pa)2局部压力损失2P v P 十一(Pa)2式中 E 异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到;v与E像对应的断面平均气流速率，m/s ;P烟气密度，kg/m有上面资料可以知道，除尘器的压力损失1600 Pa,脱硫装置压力损失1200 Pa, 共。1）渐缩管a

19、<45时，匚=0.1 ,(取a =45°, v =13.6m/s)2”P v 0.84X13.6X13.6 八" P = E = 0.1 X =7.76Pa22）90°弯头弯管六个圆形90°弯头1 圆管直径d=0.9，取曲率半径r= d，查表得-=0.246 （流体力学书）2PM P总 + ip总 + (1200+1600)P=2925.81 Pa第五章管道的布局下图是管路布局图，单位是毫米。tL：IVn*|対£4S5+ +十 十十 +十 + +iT6 CO cc/-esru ,Z4、 第六章风机及电机3.6风机和电动机选择及计算1.风机

20、风量的计算Qy= 1.1q£%13273B式中1.1 风量备用系数;Q标准状态下风机前风量,m/h ；tp风机前烟气温度，C。若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度;B当地大气压力，kPQy=1.lxl5838x2x273+150 101.355X27398Qy =55836.71 (m3/h)2.风机风压的计算Hy=1歐沁4P (Pa)y式中1.2 风压备用系数;送Ah 系统总压力，Pa;Sy 烟囱抽力，Pa;tp 风机前烟气温度;ty 风机性能表中给出的试验用气体温度，取200 C;P y标准状况下烟气密度,31.3kg/m。Hy = 1.2(2937 -160.7)273+150 "1.293、” 101.355XX273 +2001.398H Y =3065Pa根据Qy和H y的值，查询数据，可采用两台 KDF-12.53型号的风机LJ111|U 1 11 II 1II II 13电动机功率计算Ne=QyHy®3600x1000 叩2(kW)式中Q y风机风量，mi/h ;Hy 风机风压，Pa;n 1风