大气污染控制工程课程设计计算书

课程设计计算书1.烟量气、烟尘和二氧化硫浓度的计算(1)标准状态下理论空气量Q'=4.76(1.867Cy+5.56Hy+0.7Sy—0.70丫)(m3/kg)a式中CY，Hy，Sy，Oy——分别为煤中各元素所含的质量分数。Q'=4.76x(1.867x0.68+5.56x0.04+0.7x0.016—0.7x0.05)a=6.99(m3/kg)(2)标准状态下理论烟气量(设空气含湿量12.93g/m3)Q=1.867(Cy+0.375Sy)+11.2Hy+1.24Wy+0.016Q'+0.79Q'+0.8Ny(m3/kg)S a a式中Q——标准状态下理论空气量，(m3/kg)；aWy——煤中水分所占质量分数，%；Ny N元素在煤中的质量分数，％。Q'=1.867x(0.65+0.375x0.016)+11.2x0.04+1.24x0.06+0.016x6.99+0.79x6.99+0.8x0.01=7.45(m3/kg)(3)标准状态下实际烟气量Q=Q'+1.016(a—1)Q'(m3/kg)s s a式中a——空气过剩系数；Q——标准状态下理论烟气量，m3/kg；sQ——标准状态下理论空气量，m3/kg。a标准状态下烟气流量Q应以m3/h计，因此，Q=Qx设计耗煤量。Q=7.45+1.016x(1.3-1)x6.99=9.58(m3/kg)QS=Qsx设计耗煤量=9.58x650=6227.36(m3/h)(4)标准状态下烟气含尘浓度

…d•Ay,C=Th——(kg/m3)s式中d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;QAy——煤中不可燃成分的含量;Qs——标准状态下实际烟气量，m3/kg。0 0.27x0.144C=9.58=4.06x10-3(kg/m3)=4.06x103(mg/m3)(5)标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算Cso2Cso2Syx106(mg/m3)s式中S——煤中含可燃硫的质量分数;Q——标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/s式中S——煤中含可燃硫的质量分数;Q——标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg。Cso22x0.016s x1069.58=3.34x103(mg/m3)选用的是XL-4型旋流式水膜脱硫除尘器，而此除尘器的除尘效率达到90%，所以处理后的二氧化硫浓度是334毫克每立方米，符合标准。所以不予更多计算。2.除尘器的性能比较并选择(1)除尘器应达到的除尘效率式中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，mg/m3。1 200“=1— 06x103=0.9507=95.07%(2)除尘器工况烟气流量Q'=^T—(m3/h)式中Q——标准状况下的烟气流量，m3/h;T'——工况下烟气温度，K；T——标准状态下的温度，273K。八，QT' 6227.36x(160+273)Q== T 273=9877.09(m3/h)Q' 9877.09则烟气流速为:二二2.74(m3/s)3600 3600则烟气流速为:(3)除尘系统选择方案净化系统的布置要考虑到占地面积小，沿程损失少，一次投资小、维修管理方便以及系统总除尘效率高等。在净化系统处理烟气过程中不能产生二次污染，要做好系统的密封性和处理烟气的高效率。该燃煤厂锅炉排放烟量不大，但其烟气含尘浓度及含硫浓度都比较大，选择除尘器时应该考虑除尘效率、处理烟气流量、脱硫效率等。烟尘浓度排放标准规定的排放量是200mg/m3，二氧化硫排放标准规定的二氧化硫排放量要达到900mg/m3。本工艺方案是按锅炉大气污染排放标准(GB13271-2001)中的二类区标准进行设计。根据烟尘的粒径分布或种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘

效率确定除尘器的种类、型号及规格。XL-4型旋流式水膜脱硫除尘器规格参数DD2H4H3H2H1HAB14006001500370010005006700600510型号处理烟气量除尘效率/%排烟黑度设备阻力脱硫效率/%除尘后烟气温度XL-412000>98<1700-900>9050-803.各装置的位置及管道布置(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。一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定。管道布置如下图所示：(2)管径的确定式中Q——工况下管道内的烟气流量，m3/s；V——烟气流速，m/s,(可查有关手册确定，对于锅炉烟尘V=10〜15m/s)。取v=12m/sd=慰―4X9877.09 =0.54(m)丫兀v 33600X3.14X12取整外径d=550mm取管道厚度为0.75毫米；则管的内径为：d1=550—2X0.75=548.5mm由公式d(m由公式d(m)计算实际烟气流速4Q4Q兀d2=11.62m/s4x9877.093600x3.14x0.548524.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中的规定(表-3)确定烟囱的高度。表-3锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/(t/h)<11〜22〜66〜1010〜2026〜35烟囱最低高度/m202530354045锅炉总的蒸发量/(t/h)：2.8+0.7x3=12，则烟囱最低高度为40m。(2)烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：d=0.0188.2(m)式中Q——通过烟囱的总烟气量，m3/h；V——烟囱出口烟气流速，m/s。取v=4m/s3x9877.09d=0.0188x' =0.0188x86.07=1.62m\ 4则圆整取d=1.9m。烟囱底部直径：d1=d2+2•i•H(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=0.02〜0.03。取i=0.02d1=1.62+2x0.02x40=3.22m

(3)烟囱的抽力S=0.0342H(—(3)烟囱的抽力S=0.0342H(—1—

y 273+1k一1——).B(Pa)273+1p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，。。;B 当地大气压，P。S=0.0342x40x(_1_— 1 )x97.86x103y 273-1 273+160:182.98(Pa)5.除尘系统阻力的计算(1)摩擦压力损失对于圆管AP八—・2v2(Pa)ld2式中L 管道长度，m；d——管道直径，m；P 烟气密度，kg/m3；v——管中气流平均速率，m/s；九一一摩擦阻力系数，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(实际中对金属管道九值可取0.02,对砖砌或混凝土管道九值可取0.04)。1)对于圆形管道直径为550mm的管道L=1580+1645+5429+2696(mm)=11.35mP二P“•密度换算：P二P“•密度换算：=1.34273+140273 一一一x =0.886(kg/m3)41311.35 0.886x11.622AP=0.02xx摩擦压力损失： L 0.55 2=24.69(Pa)(2)局部压力损失△P=&，P；(Pa)式中白——异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到；v——与弓像对应的断面平均气流速率，m/s；p 烟气密度，kg/m3。1)进气管部分局部水头损失的计算a)渐缩管a<45。时，©=0.1，(取a=45。，v=12.3m/s)pv2 0.886x11.622AP=CL_=0.1x =5.98Pa则1^2 2b)30度Z形弯头H=2390-1500=890=1.62RC查得自=0.157pv2 0.866x11.622AP=C--=0.157x =9.39(Pa)2 2 2c)天圆地方查得自=0.170.886x11.622AP=0.17x=10.17Pa3 22）出气管部分局部水头损失的计算a）180°弯头弯管（如附图-5）阻力系数相当于两个圆形90°弯头圆管直径D=0.5m，取曲率半径R=D，查表得。=0-46pv2八.0.886x11.622AP=C__=0.46x =27.52Pa则4 。 2 2b）天圆地方C=0.17pv2 八⑺0.866x11.622则aP=C--=0.17x =10.17Pa5 2 2（3）系统总阻力计算（其中锅炉出口前阻力800Pa，除尘器阻力700Pa）ZAh=APL+A*+AP2+AP3+AP4+AP5++800+700=24.69+5.98+9.39+10.17+27.52+10.17+800+700=1587.9Pa6.风机和电动机的选择及计算（1）标准状态下风机风量的计算273+1101.355Q=1.1Q273px一b一（m3/h）式中1.1——风量备用系数；Q——标准状态下风机前风量，m3/h；t——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。273+160 101.325Q=1.1x6227.36xx

y 273 97.86=11249.50m3/h(2)风机风压的计算C )273+1101.3551.293/n、H=1.25Ah—S)pxx (Pa)y y273+1 Bp式中1.2——风压备用系数；ZAh——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，。℃；py——标准状况下烟气密度，1.34kg/m3。273+160 101.325 1.293H=1.2x(1587.9—182.98)xxx

y 273+200 97.86 1.34=1541.93Pa根据Qy和Hy的值，选定Y5-50-12.6C型号的风机，其性能规格如下表-5所示。表-5Y5-50-12.6C型引风机性能表型号转速(r/min)流量(m3/h)全压(Pa)有效功率(KW)全压效率(%)Y5-50-12.6C25001603226017.68383.8(3)电动机功率的计算Ne二——QyHy^——(kW)

3600x1000qn12式中Qy 风机风量，m3/h；Hy——风机风压，Pa；n1——风机在全压头时的效率(一般风机为0.6,高效风机为0.9)；n2——机械传动效率，当风机与电