大气课程设计

1、 本科课程设计题目锅炉房烟气达标治理系统设计学生姓名学号教学院系专业年级指导教师职称单位辅导教师职 称单位完成日期年月日Southwest Petroleum University Curriculum DesignThe Technique Design for Treating the Boiler flue gasGrade: Name: Speciality: Instructor: School of Chemistry and Chemical Engineering2015-12摘要目前，污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类

2、活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。该锅炉房的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。关键字：大气污染 ；袋式除尘器 ；烟囱 ；阻力损失AbstractAt present, the air pollution has become a global problem, basically have the greenhouse effect, the ozone depletion and acid rain. And air pollu

3、tion can say is mainly caused by human activity, air pollution on human the comfortable, healthy harm to human body including the normal life and physiological effect. At present, the atmospheric pollution has directly affect people's physical health. The Boiler Room plant the atmospheric pollut

4、ants is main pollutant particles, and emissions is bigger so must through effective measures to deal with, so as not to pollute the air, affect people's health life.Key words : air pollution; Bag filter; The chimney; Resistance losses目 录第一章：前言1第二章 设计依据82.1课程设计的目的内容82.2课程设计任务书8第三章 设计方案103.1燃煤锅炉排烟

5、量及烟尘和二氧化硫浓度的计算103.1.1标准状态下理论空气量103.1.2标准状态下理论烟气量103.1.3标准状态下实际烟气量103.1.4标准状态下烟气含尘浓度113.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算113.1.6烟气在管道中的温度降113.1.7烟气在烟囱中的温度降123.2除尘器的选择123.2.1概述123.2.2袋式除尘器的结构及特点133.2.3除尘效率153.2.4除尘器的选择153.3确定除尘器，风机，烟囱的位置及管道布置173.3.1各装置及管道布置的原则173.3.2管径的确定173.4烟囱的设计173.4.1烟囱高度的确定173.4.2烟囱直径的计算183.4

6、.3烟囱的抽力183.5系统阻力的计算193.6喷淋塔的计算203.6.1概述203.6.2喷淋塔的工作原理233.6.3喷淋塔直径的确定233.6.4喷淋塔高度的计算233.7风机和电动机的选择和计算25第四章 总结26谢辞27参考文献28锅炉房烟气达标治理系统设计第一章：前言近年来，虽然我国大气污染防治工作取得了很大的成效，但由于各种原因，我国大气环境面临的形势仍然非常严峻。大气污染物排放总量居高不下。现在，全国二氧化硫年排放量高达1857万吨159万吨，工业粉尘1175万吨，大气污染仍然十分严重。全国大多数城市的大气环境质量超过国家规定的标准。全国47个重点城市中，约70以上的城市大气环

7、境质量达不到国家规定的二级标准；参加环境统计的338个城市中，137个城市空气环境质量超过国家三级标准，占统计城市的40，属于严重污染型城市。酸雨区污染日益突出。酸雨区由80年代的西南局部地区发展到现在的西南、华南、华中和华东4个大面积的酸雨区，酸雨覆盖面积已占国土面积的30以上，我国已成为继欧洲、北美之后的世界第三大重酸雨区。常德市酸雨污染也非常严重，1996年酸雨频率达100，逢雨必酸。通过采取建立城市大气环境保护圈。关闭城郑砖瓦厂、拆除污染严重的小型锅炉等措施，大气中烟尘和二氧化硫的污染有所减轻，酸雨频率有所下降，但目前仍高达41.6。据预算，21世纪初上半叶，我国能源开发、利用和消费将

8、会有一个较大幅度的增长，而我国能源资源的特点和经济发展水平，决定了以煤为主的能源结构将长期存在。因此，控制煤烟型大气污染将长期作为我国大气污染控制领域的主要任务。大气污染是于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象。大气污染后，由于污染物质的来源、性质、浓度和持续时间的不同，污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，甚至人的年龄、健康状况的不同，对人均会产生不同的危害。大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减

9、少40%。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解，引发的“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。该燃煤锅炉房的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。酸雨或称之为酸沉降是认为和天然排放硫氧化物和氮氧化物所引起的，对人类产生着最直接、最严重的危害。形成酸雨的根本原因是燃煤过程向大气中排放大量的硫氧化物等酸性气体。

10、我国是以煤为主要能源的国家。随着国民经济的发展，能源的消耗量逐步上升，大气污染物的排放量相应增加。而就我国的经济和技术发展就我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在今后相当长时间内不会有根本性的改变。我国的大气污染仍将以煤烟型污染为主。随着工业的发展，能源的消耗量逐步上升，大气污染物的排放量相应增加。而就我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在今后相当长时间内不会有根本性的改变。大气质量是环境质量的一个重要内容。人的生存每时每刻都离不开空气，大气质量与人类生存环境息息相关，所以对大气污染的治理与控制非常重要。大气流动性强、涉及面广，而且一旦受

11、污染后，修复比较困难。虽然人们在大气环境整治方面做了大量工作，但目前的空气质量仍然不尽如人意，因此防止污染、改善空气环境成为当今迫切的环境任务。燃煤锅炉排放的二氧化硫严重地污染了我们赖以生存的环境。我国的大气污染仍将以煤烟型污染为主，其中尘和酸雨危害最大，且污染程度还在加剧。因此，控制燃煤烟气污染是我国改善大气质量、减少酸雨和SO2危害的关键问题。 与发达国家铸造业通风除尘环保技术方面的差距前不久，中国一汽铸造有限公司通风除尘考察组一行五人，就“学习和了解工业发达国家、特别是铸造通风除尘环保方面的先进技术及设备；学习和了解工业发达国家先进科学的管理方法；学习和了解工业发达国家相关环保

12、、工业安全卫生方面的法律法规及政府、企业、社会的环保方面的综合情况”，赴德国进行了专项考察。在此期间，先后参观了NEOTECHNIK公司(简称：尼欧除尘设备公司)；KGT公司；DISA公司除尘设备厂，及相应环保产品的四个用户铸造厂，并通过交流，基本实现了本次考察的预期目标。考察的基本情况参观距比勒菲尔德150km处的Kunde：Busch (布什铸造公司)，对德国NEOTECHNIK(简称：尼欧除尘设备公司)的产品应用情况进行考察。Busch(布什铸造公司)建于上世纪60年代，2001年扩建后为三个铸造厂。主要参观的铸造三厂是以生产汽车配件包括毛坯的初加工为主，年生产能力82000t，三班生产

13、。除尘设备全部由NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)提供，清一色顺流风机侧吹布袋除尘器，车间内部相对集中高架布置。车间配套有天然气加热的送风装置。浇注冷却、清理、制芯合并为一个系统，130000m3/h风量；砂处理、砂冷却一个系统，130000m3/h风量；铸件冷却、落砂一个系统，130000m3/h风量；三大系统几乎涵盖了全厂除冲天炉以外的除尘。布袋除尘器阻力显示在120mm水柱以下。该厂设有粉尘后处理中心，加湿搅拌后埋地。落砂筛、皮带运输机为全封闭。同日下午，参观了德国NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)，并就相关技术及合作方面的事宜进行较长时间的座谈。NEOTECHNIK(尼欧除

14、尘设备公司)是一个成立于1919年，现有员工60多人的较小规模专业化的通风除尘设备生产厂。产品除德国外还销往世界各地，1996年开始与中国烟草行业合作。尼欧迪克除尘设备公司的主要产品为顺流风机侧吹布袋除尘器，和顺流脉冲侧吹布袋除尘器两种。这两种除尘器也是目前欧洲最流行的除尘器。一般顺流风机侧吹布袋除尘器适宜较大系统，顺流脉冲侧吹布袋除尘器适宜中小系统。从该公司滤袋制作车间的样品滤布来看，质量、透气性明显优于国内产品。参观Tweer(特威尔铸造厂)，对德国NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)的产品应用情况进行了考察。特威尔铸造厂年生产能力80000t，人员230人。主要生产球铁、灰铁、铸钢件

15、，用于铁路交通运输车辆件毛坯。现场所见到的除尘器布置室外，一典型砂处理系统的标记参数为：通风量为1393m3/min，风机压力415mm水柱，袋式除尘器过滤面积680m3。由此可计算出除尘器过滤风速高达2m/min。该厂所见的除尘器都是顺流风机侧吹布袋除尘器。特威尔铸造厂除尘器下来的粉尘都是以袋装运输，然后集中处理。参观第二个尼欧除尘设备公司的产品用户Baumgarte(保母嘎滕铸造厂)。年生产能力21000t，人员210人。主要生产普通机械、农业机械设备用毛坯。该厂所见的除尘器也都是顺流风机侧吹布袋除尘器，除此之外在以下几个方面，留下较深的印象：11t冲天炉除尘器与冷却器联体共用一个灰斗，长

16、螺旋输送机一端卸灰的同时直接造粒处理；双翻三状态中频炉吸尘罩很有特色，收尘效果极佳；铸件冷却罩、浇注线均有除尘净化装置。在慕尼黑，对KGT旧砂再生设备的用户厂家、德国宝马汽车铸造厂进行了考察。这是世界闻名的汽车公司下属的铸造厂。由于保密制度十分的严格，安排的参观路线仅限于旧砂再生设备及相关覆膜砂生产现场。宝马汽车铸造厂应用的KGT旧砂再生设备，是一套每小时处理废砂6t的再生系统，其中包括：定量供砂装置；热法沸腾焙烧炉；冷却装置；余热换热回收装置；供风装置；引风除尘系统及自动控制系统。全过程实现无人操作。主要技术参数：砂温加热到700；排气温度675(换热器入口温度)；排气量2359m3/h；天

17、然气耗量100m3/h。系统配套的除尘设备全部放置在车间内部。在DISA公司的安排下，参观了位于德国弗赖堡附近的乔治费歇尔公司GF-Singen铸造厂。该铸造厂有三条造型线，其中一条丹麦DISA公司的2070挤压造型线，另外两条水平分型造型线。主要生产球铁保安件，年生产能力11万吨，向几大知名汽车公司供货。据介绍，这是全德国第二大球铁铸造厂。我们仅看到的一条生产线产自意大利，每小时生产能力220型。由于大多生产保安件，铸件由GF自动浇注机浇注完了冷却，然后进入“轻柔”处理过程：抓取机构将铸件去掉外部型砂，送入全封闭的冷却段至接近环境温度，取出包裹铸件表面的型芯砂，进行抛丸清理和100%X射线检

18、测。GF-Singen铸造厂所使用的除尘器，全部是由DISA公司提供的顺流风机侧吹布袋除尘器，基本布置于车间内部。几大除尘系统主要技术参数分别如下：砂处理及砂冷却系统：风量： 75000m3/h过滤面积：1943/1849m2电机功率：250kW铸件冷却系统： 风量 175000m3/h过滤面积 1943/1849m2电机功率 250kW球化处理系统： 风量 48000m3/h过滤面积 745/702m2电机功率 75kW抛丸清理系统： 风量 50000m3/h过滤面积 630/599m2电机功率 110kW此外，主要在以下几个方面留下较深的印象：铸件分两段冷却，合箱冷却段的排风直接送入开箱冷

19、却段，然后进入除尘段；砂处理及铸件由浇注至抛丸清理实现全过程密闭；砂处理除尘器下来的粉尘一般就近返回砂处理系统中去，其它粉尘以气力输送和袋装两种方式集中处理。抛丸清理机(室)设于隔音屏蔽室内。在位于德国欧芬博格市附近的DISA公司除尘设备厂本部，听取了工厂情况介绍，并进行了现场参观考察。DISA公司是一个全球性的跨国公司，1904年成立时，主要以集装箱运输为主，现在扩大到铸造设备、环保设备等很多领域。仅DISA公司除尘设备厂在全球就有三家。DISA公司对除尘技术深刻的理解，可从短暂的接触中感受得到：浇注除尘与砂处理除尘混合并入一个系统可明显地减轻布袋的堵塞现象；在比较寒冷地区，湿度较大的除尘系

20、统，比如DISA落砂清理滚筒，冬季必须有加热装置，才能保证系统的正常运行；铸件清理除尘系统完全有理由实现自循环，即经过处理的空气再送回车间，不仅可以减少车间内部的负压，同时在冬季还有节能意义；DISA公司除尘设备厂的主导产品是顺流风机侧吹布袋除尘器，他们认为传统的除尘器(目前国内大多采用的)压缩空气耗量大，布袋组件之间相互碰撞，极大地影响使用寿命。DISA公司除尘设备厂具有相当的规模，产品设计、制造都十分的讲究，这一点是国内产品无法比拟的。比如布袋端口的弹簧压紧卡环，设计得既简单又方便，而且密封性特别好。通过考察，在以下几个方面感觉到了我们存在的差距，学到了一些东西。在德国，环境保护成为社会优

21、先考虑的议题。根据宪法，16个联邦州及那些城市乡村在环境保护方面都有范围广泛的职责。在全体德国人民中，已经形成了高度成熟自觉的环保意识。这首先表现在，大约400多万名德国人是那些环境和自然保护协会的成员。我们所到过的无论老厂还是新厂，都毫不例外地达到环保标准。德国很早施行了“排污者付费原则”，它是通过市场经济原则解决污染问题的工具。基于这一原则：谁造成污染，谁就必须负责承担环境负担成本。由此调动了人们开发那些有利于环保、同时成本低廉的技术的主动性和创造性。当然，也曾经引发了人们的多种担忧。人们担忧德国经济会由于过高的成本而失去其竞争能力，担忧新的工厂不再设在德国、而是设在外国。担忧会因此导致工

22、作岗位的丧失。事实证明，这些担忧是站不住脚的，市场经济的生态取向在更大程度上创造了工作、就业和社会产品。比如根据一项调查表明：维持大气洁净、消除垃圾等的业务活动，涉及600亿马克/年(统一使用欧元前)，而且急速上升。目前德国与美国一起，在世界环境技术市场上占据着领先地位。现在，一项循环经济与固体废物法已成为基本的法律。打出了“结束用过就扔的社会，开始循环经济”的旗号。它使得任何一件商品的制造商必须为该商品的整个生命周期负责。1、康世富科技环保有限公司的康世富可再生胺脱硫技术 主营由原联合碳化物公司(现属陶氏化学公司)研发的“康世富可再生胺脱硫”技术，此外，公司还拥有世界领先的脱硫脱硝脱汞一体化

23、技术及二氧化碳捕获等专利技术。可再生胺液脱硫技术不同目前通用的石灰石-石膏脱硫法，而使用液胺选择吸收烟气中的二氧化硫，然后利用废热将二氧化硫从液胺中分离出来，副产品为高价值的液态二氧化硫或硫酸，液胺再生后又可循环再使用7至10年。这项技术具有无二次污染、脱硫率高、占地少、节水节能、副价值高的特点，目前已在美国、加拿大、欧洲得到了很好地推广，产生了可观的生态效益。 2、ABB公司(阿西布朗勃法瑞)的烟气脱硫技术 ABB集团(阿西布朗勃法瑞)于1988年由瑞典ASEA公司和瑞士BBCBrownBoveri公司合并而成，是一个业务遍及全球的电气工程集团，ABB是电力和自动化技术领域的全球领先公司，致

24、力于为工业和电力行业客户提供解决方案，以帮助客户提高业绩，同时降低对环境的不良影响。 3、丹麦Flsmiljo公司的酸性烟气净化系统 该公司主要从事环境保护方面的设备生产，在烟道气体净化设备的开发、设计和提供方面在世界上处领先地位;同时还生产全套的垃圾焚烧设备和生物能、石油发电设备。 4、德国鲁奇·能捷斯·比晓夫公司(LLB)烟气净化技术 我国福建龙净环保股份有限公司有引进LLB全套烟气净化技术。 5、日本三菱重工的烟气脱硫技术 三菱重工自1964年完成第一套石灰膏发电站锅炉烟气脱硫设备以来，于80年代初又相继研制和开发了一系列的锅炉烟气脱硫方法，并

25、取得了成功的运行经验。他们研制的脱硫设备其最主要的特点就是首先要求有较高的可靠性和稳定性，其次是工艺流程简单，易操作，效率高以及运行费用低等。因此日本三菱重工的脱硫设备在世界上享有很高的信誉，三菱重工向欧美和中国提供的烟气脱硫设备主要以石灰膏法，简易石灰膏法，氢氧化镁法，半干法以及混合法为主，我国的华能珞璜电厂一期工程2×360MW机组配套引进日本三菱重工的湿法石灰石-石膏法脱硫技术，脱硫效率达95%以上。6、日立公司的烟气脱硫技术 日立公司从1962年前后开始开发石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，迄今经过了三个发展阶段：早期多孔板吸收塔阶段，改进喷雾塔阶段，除尘、吸收和氧化三合一阶段，

26、还开发了简易型高速平流塔技术。 7、日本川崎重工的烟气脱硫技术 川崎重工业株式会社，是日本的重工业公司，并以重工业为主要业务，与JFE钢铁(原川崎制铁)及川崎汽船有历史渊源。主要制造航空宇宙、铁路车辆、建设重机、电自行车、船舶、机械设备等。川崎重工的前身在明治时代为一间造船厂，至大正时代的第一次世界大战期间已有蓬勃的造船业，经历昭和时代的二战、战后的日本经济急剧增长以至日本近代史及工业史，川崎仍为日本企业中的老字号之一。8、芬兰伊沃(IVO)能源工程公司 该公司研制出LIFHAC烟气脱硫工艺。 9、韩国汉城夏普重工业株式会社 韩国汉城夏普重工业株式会社，是韩国一家研究和生产烟气处理成套设备的高

27、新技企业，在烟气处理方面拥有八十二项专利，汉城夏普(株)的主要技术是以湿式为基础的各种FGD工艺，如氧化镁法、石灰石-石膏法、海水法、钠碱法等，汉城夏普(株)的FGD装置一体化的工艺为目前世界上技术和应用的领先者，生产的烟气处理设备的脱硫效率能达到99%以上，脱硫塔能够捕获和处理0.01um以下的微粒有害气体，设备紧凑、投资额少、运行效率高、运转费用低，是一种非常适合中国的资源结构和环保现状的FGD技术。该公司在华有合资企业中外合资上海和普环保设备科技有限公司。 10、康菲石油 康菲石油是一家全球著名的国际一体化能源公司，主要从事石油、天然气勘探、生产、加工和营销，以及化工和塑料产品的生产和销

28、售。康菲石油是全美最大的能源公司之一，财富500强最新排名第5位。康菲石油以拥有深水勘探与生产技术、油藏管理和开发、三维地震技术、高等级石油焦炭改进技术和脱硫技术闻名于世。11、德国WULFF公司的循环流化床脱硫技术 这种技术除了具有干法脱硫技术的一些优点之外，还可以在较低的钙/硫比下达到与湿法脱硫技术相近的脱硫效率。 12、德国的Lurgi公司 该公司正在进行循环流化床烟气脱硫系统新工艺的工业示范试验工作。此工艺主要是由一台直立的循环流化床燃烧器，石灰、水和烟气在其中均匀地配合，加快化学反应的传热和传质过程，对于含SO2450900mL/L的烟气，脱硫效率可达93%97%，而且缩短了脱硫设备

29、的高度和占地面积，降低了材料的耐腐蚀要求，从而大大降低了设备造价和运行维修费用。 13、日本荏原公司 该公司在成都第一热电厂完成了电子束脱硫工业示范工程。太原一热和黄岛电厂脱硫项目是日本政府绿色援助计划“赠款试验项目”，分别采用巴威-日立的简易湿法和旋转喷雾半干法脱硫工艺。 14、美国ResearchTriangleInstitute(RTI) 该公司公布，已研制成功一种脱硫新技术。该技术的应用，可使炼油厂炼制出满足EPA的二级(Tierz)低硫汽油要求的产品。15、美国NalcoFuelTech公司 它是以发电锅炉，工业锅炉以及焚烧炉废气的脱氮技术著称，科研势力雄厚，该公司成功发展拥有以废气

30、脱溜为主的并同时脱硫脱氮的SOxOUT技术。经过我们组的讨论商讨，最终决定除尘器采用4GP4型高温扁袋袋式除尘器和石灰石（石灰）-石膏湿法烟气脱硫工艺，相比于旋风除尘器，袋式除尘器具有以下优点： （1）除尘效率高，一般在99%以上（2）处理风量的范围广，小的仅1min数m3，大的可达1min数万m3,既可用于工业炉窑的烟气除尘，减少大气污染物的排放。（3）结构简单，维护操作方便。（4）在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器。（5）采用玻璃纤维、聚四氟乙烯、P84等耐高温滤料时，可在200以上的高温条件下运行。（6）对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响。而石灰石（石灰）-石膏湿法烟气

31、脱硫工艺，该工艺的特点是脱硫效率高（>95%）、吸收剂利用率高（>90%）、能适应高浓度SO2烟气条件、钙硫比低（一般<1.05） 、脱硫石膏可以综合利用等。29第二章 设计依据2.1课程设计的目的内容利用课程设计进一步巩固大气污染控制工程教材所学理论内容，通过大气污染控制系统的设计方案确定、设计计算、工程图绘制、查阅和使用技术资料、编写设计说明书等，使学生全面了解和掌握工程设计的内容、方法及步骤。培养和锻炼学生利用已学理论知识进行综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力，以及正确使使用设计手册和相关资料的能力。2.2课程设计任务书锅炉型号：SZL413型，共3台(2.8M

32、W×4）设计耗煤量：590kg/h(台)排烟温度：158烟气密度(标准状态下)：1.35kg/m3空气过剩系数：1.2排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：12烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：97.86kPa冬季室外空气温度：一2空气含水(标准状态下)按1.293kgm3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：CY68 HY4 SY1 OY5NY1 WY6 AY15 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：80mgm3二氧化硫排放标准(标准状态下)：900mgm3净化系统布置场地如图所示的锅炉房北侧30m以内设计内容和要求：1. 净化系统设计方案的分析、确定；2. 燃煤锅炉排烟量、烟

33、尘和二氧化硫浓度的计算；3. 除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数；4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置，并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径、系统总阻力；5. 风机及电机的选择设计：根据所需处理的烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算、选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。6. 编写设计说明书：设计说明书的内容包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分并装订成册。第三章 设计方案3.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度

34、的计算3.1.1标准状态下理论空气量 (m3/Kg)=4.76(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)=6.97()式中 CY，HY，SY，OY一一分别为煤中各元素所含的质量分数。3.1.2标准状态下理论烟气量(设空气含湿量12.93 g/m3) (m3/Kg)=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2× 0.04+1.24× 0.06+0.016× 6.97+0.79×6.97+0.8× 0.01=7.43 m3/Kg式中： 标

35、准状态下理论空气量，m3kg；WY煤中水分所占质量分数，NYN元素在煤中所占质量分数，3.1.3标准状态下实际烟气量 (m3/Kg)=7.43+1.016（1.2-1）× 697=8.85(m3/Kg)式中 空气过量系数； 标准状态下理论烟气量，m3kg标准状态下理沦空气量，m3kg另：标准状态下烟气流量Q以m3h计，因此，QQs×设计耗煤量=8.85 m3kg×590 kg/h(台)×3台=15664.5m3h。工作状况下烟气流量 =15664.5×(158+273)273=24730.4=6.87式中Q-标准状态下烟气流量,-工况下烟气温度

36、,K -标准状态下温度,273K每个锅炉的烟气流量是QN=/3=8243.5=2.27 m3/s3.1.4标准状态下烟气含尘浓度 （Kg/m3）=(0.12× 0.15)/8.85=0.00203（Kg/m3）式中 dsh排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数AY煤中不可燃成分的含量；QS标准状态下实际烟气量，m3kg.3.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (mg/m3)=2×0.018.85×=2259.89(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，m3kg。3.1.6烟气在管道中的温度降 ()室内=4187

37、15;F1566.45×1.354室外=5443×F15664.5×1.354式中 Q一标准状态下烟气流量，m3h； F管道散热面积，m2； Cv一标准状态下烟气平均比热容(一船为13521357KJm3·)Q 管道单位面积散热损失：室内q4l87KJ(m2h)；室外q5443KJ(m2h)3.1.7烟气在烟囱中的温度降 = 40×0.412 =4.62()式中 H烟囱高度，m; D合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/hA 温降系数，可由下表查得。烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（H小于50m）壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于

38、0.5mA20.80.40.23.2除尘器的选择3.2.1概述工业除尘所涉及的多相混合物称为气相悬浮系或气溶胶。分散于其中的细小颗粒叫做尘粒或微粒，而尘粒的堆集状态叫做粉体。在工程设计中为了正确地设计和选择除尘设备，必须掌握粉尘的主要物理和化学性质，用于描述粉尘性质的参数有：粒径与分散度、密度与堆积密度、凝聚性、湿润性、荷电与导电性、自然堆积角、爆炸性。在日常工业上用于粉尘颗粒物分离的设备主要有：重力沉降式除尘器、惯性除尘器、电除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、旋风除尘器，简述如下：(1)重力除尘器 重力除尘器是使含尘气体中的粉尘借助重力作用自然沉降来达到净化气体的装置。它的沉降速度太小，仅为

39、离心沉降速度的几十分之一。实际应用中，结构简单，阻力小、但体积大、除尘效率低、设备维修周期长。(2)惯性除尘器 这是一种利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从含尘气体中分离出来的除尘设备。这种除尘器结构简单，阻力较小，但除尘效率较低，一般应用于一级除尘。(3)电除尘器 电除尘器中的含尘气体在通过高压电场电离时，尘粒荷电并在电场力作用下，尘粒沉积于电极上，从而使尘粒与含尘气体相分离的一种除尘设备。它能有效地回收气体中的粉尘，以净化气体。各种电除尘器由于具有效率高、阻力低、能适用于高温和除去细微粉尘等优点，获得了比其他除尘器更快的发展，但投资大。关于减少电除尘器的耗电量，运用空调技术

40、使高电阻含尘气体也能获得很好效果，使除尘器操作处于最佳条件和提高除尘效率等问题正在开展研究。(4)湿式除尘器 这种除尘器是使含尘气体与水或其它液体相接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用而把尘粒从气流中分离出来。湿式除尘器以水为媒介物，因此它适用于非纤维性的、能受冷且与水不发生化学反应的含尘气体，不适用于除去黏性粉尘。湿式除尘器具有投资低，操作简单，占地面积小，能同时进行有害气体的净化、含尘气体的冷却和加湿等优点。特别适用于处理高温度高湿度和有爆炸性危险气体的净化，但由于采用了水为净化物，会带来了二次污染。(5)旋风除尘器是利用旋转的含尘气体产生的惯性离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式

41、气一固分离装置。这种除尘器主要优点：结构简单，本身无运动部件，不需要特殊的附属设备，占地面积小；操作、维护简便，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低；操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度限制，对于粉尘的物理性质无特殊要求。目前，旋风除尘器广泛应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械。轻纺等工业部门。(6)袋式除尘器主要依靠编织的或毡织的虑布作为过滤材料来达到分离含尘气体中粉尘的目的，由于粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电作用而被捕集分离。袋式除尘器适应性比较强，不受粉尘比电阻的影响，也不存在水的污染问题。在选取适当的助滤剂条件下，能同时脱除气体中的固、气两相

42、污染物。但其存在过滤速度低、压降大、占地面积大、换袋麻烦等缺点。3.2.2袋式除尘器的结构及特点袋式除尘器，又称空气过滤器，是利用多孔纤维材料制成的滤袋，将含尘气流中的粉尘捕集下来的一种高效除尘装置。由于其具有除尘效率高，尤其对微米或亚微米级粉尘颗粒具有较高的捕集效率，除尘效率可达到99.9%以上，且不受粉尘比电阻的影响；运行稳定，对气体流量及含尘浓度适用性强；处理流量大，性能可靠等优点，因此广泛使用于工业含尘废气净化工程。但目前存在的主要问题是：普通滤料不耐高温，若采用特殊滤料，则成本很高，另外不适宜净化黏性及吸湿性强的气体，否则气体温度低于露点温度时，会产生“糊袋”现象，使除尘器不能正常运

43、行。袋式除尘器的工作原理是，含尘气体从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，一般为20um50um，因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤料表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器分主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成颗粒初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤布上的积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。另外，

44、若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风效率。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰不能过分，即不应破坏颗粒初层，否则会引起除尘效率显著下降。对于粒径0.1 um 0.5 um的粒子，清灰后滤料的除尘效率在90%以下；对于1以下的效率在98%以下。当形成颗粒层后，对所有粒子效率都在95%以上；对于1 um以上的粒子，效率高于99.6%。清灰方式根据清灰方法的不同，可分为机械振动类、分室反吹类、喷咀反吹类、脉冲喷吹类、机械回转反吹类5种类型。脉冲喷吹式布袋除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节，清灰效果好，是目前世界应用最为广泛的除尘装置。常用袋式除尘

45、器有简易袋除尘器、机械振打袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器和气环式袋式除尘器。机械振打袋式除尘器是利用机械装置使滤袋产生振动而清灰的袋式除尘器。此类除尘器的特点是施加于粉尘层的动能较少而次数较多，因此要求滤料薄而光滑，质地柔软，有利于传递振动，在过滤面上生成足够的振动力。结构及工作原理：中部振打袋式除尘器，又称ZX型袋式除尘器。基本部件由滤袋、箱体、灰斗、振打清灰装置、进出风管及螺旋输送机等部分组成。含尘气体由灰斗上部进入，然后向上进入滤袋，粉尘积于滤袋内表面，净气经滤料由阀箱向外排出。箱体由隔板分成相等滤袋数目的多个仓袋底开口，并固定于底板的短管上，袋顶由帽盖封闭，并悬吊在振打机构的吊架上。箱

46、体的顶盖上装有阀箱及振打机构。特点：具有较高、稳定的除尘效率和较低的阻力，构造简单，滤袋装卸方便，维护容易,应用范围较广,适用于常温气体的过滤。3.2.3除尘效率烟气除尘效率=1-80mgm30.00203（Kg/m3）=96.1%烟气脱硫效率=1-9002959.89=60.2%式中 C标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3；CS标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mgm33.2.4除尘器的选择根据工况下的烟气量24730.4 m3/h、烟气温度158及要求的除尘效率=96.1%、脱硫率为=60.2%确定除尘器为4GP4型高温扁袋式除尘器，GP型除尘器是一种高温扁袋袋式除尘器，它采用多室多层独特

47、装配组合结构及清灰振打方式，具有占地面积小、过滤面积大、清灰效率高、耐高温、抗腐蚀等优点。它适宜于矿山、冶金、发电、耐火、水泥、动力、铸造、农药、化工等行业粉尘回收，特别是对窑炉和各种机烧锅炉高温烟气净化使用较多。GP高温扁袋式除尘器构造如下图所示，其原理，是含尘气体进入各室尘端后，经布袋过滤，净气经净端由出口排出，而粉尘附在滤袋外表面上，经冲击拍打浮装在壳体内的单体箱框架，使粉尘脱落，进入灰室，实线清灰。连续工作时，清灰分室进行。4GP4型高温扁袋袋式除尘器技术性能参数表型号过滤面积使用温度过滤风速处理风量设备阻力入口粉尘浓度除尘率相对湿度清灰周期设备质量单位m2m/minm3/hkPag/

48、m3%hkg4GP41056200-3000.3-0.619008-380160.8-1.52-5098-99.8800.5-3160003.3确定除尘器，风机，烟囱的位置及管道布置3.3.1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。3.3.2管径的确定 （m）=0.853m式中 Q 工况下管内烟气流量，m3s；v 烟气流速，ms，(可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v1015ms)实际烟气流速3.4烟囱的设计3.4.1烟囱高度的确定首先确定共

49、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(见下表)确定烟囱的高度。锅炉总额度出力（t/h）小于120122661010202535烟囱最低高度m202530354045锅炉总蒸发量：4×3=1220，所以烟囱高度为40米。3.4.2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，m3h；v 按下表选取的烟囱出口烟气流速，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流速取15 m/ s，所以=0.0188×24730.415 =0.763m烟囱底部直径d1d2+2&#

50、215;i×H (m)式中 d2 烟囱出口直径，”； H 一烟囱高度，m； I 烟囱锥度，通常取i0.02一0.03i取0.02d10.607+2×0.02×40 = 2.763m3.4.3烟囱的抽力 (Pa)式中 H烟囱高度m，； tk外界空气温度，cf tp 一烟囱内烟气平均温度，cB当地大气压，Pa。所以：=0.0342×40×（1273+（-2）-1273+158）×97860=182.66 Pa3.5系统阻力的计算（1）烟炉出口到三通管进口段（2）三通管（3）三通管到除尘器进口弯管（4）除尘器出口到脱硫塔（5）风机出口到烟囱

51、段系统总阻力式中异形管件的局部阻力系数可查到为0.1,90°度弯管为0.22v与像对应的断面平均气流速率,m/s烟气密度, Kg/m3L管道长度，md管道直径，m烟气密度，管中气流平均速率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值取0.023.6喷淋塔的计算3.6.1概述烟气脱硫（FGD）是工业行业大规模应用的、有效的脱硫方法。按照硫化物吸收剂及副产品的形态，脱硫技术可分为干法、半干法和湿法三种。干法脱硫工艺主要是利用固体吸收剂去除烟气中的SO2，一般把石灰石细粉喷入炉膛中，使其受热分解成CaO，吸收烟气中的SO2，生成CaSO3，与飞

52、灰一起在除尘器收集或经烟囱排出。湿法烟气脱硫是采用液体吸收剂在离子条件下的气液反应，进而去除烟气中的SO2，系统所用设备简单， 运行稳定可靠，脱硫效率高。干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出，减少了二次污染；缺点是脱硫效率低，设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2，所用设备比较简单，操作容易，脱硫效率高；但脱硫后烟气温度较低，设备的腐蚀较干法严重。（1）石灰石（石灰）-石膏湿法烟气脱硫工艺石灰石（石灰）湿法脱硫技术由于吸收剂价廉易得，在湿法FGD领域得到广泛的应用。以石灰石为吸收剂反应机理为：吸收：SO2（g） SO2（L）+H2O H+HSO3- H+ +SO32- 溶

53、解：CaCO3（s）+H+ Ca2+HCO3- 中和：HCO3- +H+ CO2（g）+H2O 氧化：HSO3-+1/2O2SO32-+H+ SO32- +1/2O2SO42- 结晶：Ca2+SO32- +1/2H2O CaSO3·1/2H2O（s） 该工艺的特点是脱硫效率高（>95%）、吸收剂利用率高（>90%）、能适应高浓度SO2烟气条件、钙硫比低（一般<1.05） 、脱硫石膏可以综合利用等。缺点是基建投资费用高、水消耗大、脱硫废水具有腐蚀性等。（2）海水烟气脱硫海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。

54、脱硫过程不需要添加任何化学药剂，也不产生固体废弃物，脱硫效率>92%，运行及维护费用较低。烟气经除尘器除尘后，由增压风机送入气-气换热器降温，然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内，与来自循环冷却系统的大量海水接触，烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除，海水经氧化后排放。脱除二氧化硫后的烟气经换热器升温，由烟道排放。海水烟气脱硫工艺受地域限制，仅适用于有丰富海水资源的工程，特别适用于海水作循环冷却水的火电厂，但需要妥善解决吸收塔内部、吸收塔排水管沟及其后部烟道、烟囱、曝气池和曝气装置的防腐问题。（3）喷雾干燥工艺喷雾干燥工艺（SDA）是一种半干法烟气脱硫技术，其市场占有率仅次于湿法。该法是将吸收剂浆液

55、Ca(OH)2在反应塔内喷雾，雾滴在吸收烟气中SO2的同时被热烟气蒸发，生成固体并由除尘器捕集。当钙硫比为1.31.6时，脱硫效率可达80%90%。半干法FGD技术兼干法与湿法的一般特点。其主要缺点是利用消石灰乳作为吸收剂，系统易结垢和堵塞，而且需要专门设备进行吸收剂的制备，因而投资费用偏大；脱硫效率和吸收剂利用率也不如石灰石/石膏法高。喷雾干燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上应用较多。国内于1990年1月在白马电厂建成了一套中型试验装置。后来许多机组也采用此脱硫工艺，技术已基本成熟。（4）电子束烟气脱硫工艺（EBA法）电子束辐射技术脱硫工艺是一种干法脱硫技术，是一种物理方法和化学方法相

56、结合的高新技术。该工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70）。烟气的露点通常约为50。通过冷却塔后的烟气流进反应器，注入接近化学计量比的氨气、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。脱硫率可达90%以上，脱硝率可达80%以上。此外，还可采用钠基、镁基和氨作吸收剂，一般反应所生成的硫