环保相关专业毕业论文设计啤酒生产企业废气治理工程设计

啤酒生产企业废气治理工程设计目录TOC\o"1-2"\h\u87821绪论 157491.1啤酒行业的现状分析及存在的问题 1233701.2企业概况 1133441.3啤酒厂废气 2158662设计概况 4170842.1设计目的和意义 4115402.2设计依据和原则 4157182.3设计应解决的主要问题（研究内容） 5130082.4设计方案 5251202.5工艺设计要求执行的排放标准 7239282.6设计方案的确定 8265682.7工艺流程 12192663设计过程 15295093.1燃煤锅炉烟气量和污染量确定 15140433.2袋式除尘器的设计与计算 19207983.3换热器的设计与计算 2558713.4脱硫塔的设计与计算 27229503.5脱硝的设计与计算 366063.6恶臭的设计与计算 3893253.7沼气的设计与计算 39107683.8二氧化碳回收的设计与计算 40216073.9确定净化系统及管道 42275743.10风机和电机的设计 44178173.11烟囱的设计 46202084主要设备及工程概预算 47163754.1设备的总汇及预算如下表4.1 47154104.2运行管理费 48138905总结 4996586参考文献 50130附录 521绪论1.1啤酒行业的现状分析及存在的问题1.1.1啤酒行业发展现状随着我国经济的发展，消费品在人们生活中的地位越来越重要，而啤酒是其中一个例子，随着啤酒在人们日常生活中重要性的提高,啤酒市场在社会中的分量已经是不容小觑了REF_Ref32452\r\h[1]。目前的啤酒产业是被几个大型的巨头所垄断着,啤酒市场的竞争格局已经进入了极其严峻的阶段。因此,在未来的啤酒市场上只有掌握了现代化经营理念的企业才能在竞争中占据主动的地位。1.1.2存在问题但是随着啤酒行业的不断发展，各种问题也都慢慢暴露出来，如品牌困局、食品安全风险等等，而啤酒行业的环境污染问题更是引起了社会的关注。废气和废水的如不经过合理的处理、直接排放会影响严重人体的健康，具有较大危害，需要我们切实地关注起来。1.2企业概况1.2.1地理位置1.2.2气象的资料广州介乎亚热带当中沿海部分，它是海洋性亚热带季风气候，居于北回归线纬度上，气候暖和多雨、热量充分、夏天较长且炎热、冬天短且不冷。极地大陆冷气团影响下，冬季广州以北风为主，由十月以后至三月前，风频十月36%，十一月41%，一月36%，三月31%，平均风速于1.4-2.1公尺/秒范围。夏季广州风向是东南风和南风，在四月到九月的时期，六月风频45%和八月38%，平均风速在1.4-1.7公尺/秒范围。1.2.3水文和地质水文：广州市是雨水较多的地区，水源充足，具有20多条大的河流，构成独特的岭南水乡文化特色。地质：广州多丘陵，多山，地势由东北向西南倾斜。1.2.4企业生产流程生产啤酒详细的过程是制麦、糖化、发酵、包装这4个工艺。工序的简述：1造麦工序：淀料炼化成糖。贮存好的麦会制作成麦芽。大麦会经过各种的前处理，这样比较好取到干净、一致好麦芽。大麦的制麦就是吸水和发芽。最后的工序就是烘干和除根。2糖化工序：原料送去糖化，主要是前处理后就糖化分解，关键是煮沸时候要有酒花的帮助。3发酵工序：添加酵母的麦芽汁，就是酦酵工序了。酒精和少许的二氧化碳是在酵母的作用下由糖份转化的，这就是啤酒的由来。成熟的时间受到啤酒品种的影响。4包装工序：准备包装的啤酒，要经过查验和品酒师的评判，包装啤酒形式各种各样。详细看下图1.1。麦芽麦芽发酵工序包装工序加水糊化过滤、煮沸、糖化糖化工序发酵麦芽麦芽汁含糖麦芽汁嫩啤酒成品粉碎等原料处理沉淀、冷却成熟、过滤、包装造麦工序图1.1啤酒生产工序1.3啤酒厂废气1.3.1废气的来源项目废气主要来自卸料运输过程、粉碎、糖化车间产生的粉尘和无组织排放废气，生产中的二氧化碳废气以及污水处理站的恶臭气体。详细情况如下：一、有组织废气1粉尘（G1）：污染因子是颗粒物，麦芽采用敞开式湿粉碎工艺,麦芽和青稞在粉碎前加入热水后再粉碎成麦芽浆,粉碎和筛选工序会产生粉尘。2CO2废气(G2)：在发酵过程会有CO2废气产生。3污水处理沼气(G3)：污染因子是甲烷，污水处理站内的UASB反应池内发生厌氧反应将会产生沼气。沼气经收集并脱硫后用于内燃机发电，过程中可能会存在泄露。4锅炉废气中包含硫化物，煤炭的燃烧会产生大量的SO2，，形成的酸雨和酸雾危害极大，还会对环境构成腐蚀，这种破坏形成的损失是长久的，是废气治理的重要对象之一。5废气含有氮氧化物，煤炭燃烧后形成的NOx，它会刺激肺部形成呼吸系统疾病，与光化学烟雾和酸雨形成有关，也是废气治理的重要对象之一。二、无组织类别的废气原料接卸运输过程中得不到收集而漏掉的废气为无组织排放。1麦芽卸载、预处理粉尘麦芽、青稞通过汽车运输至卸料区，卸载、预处理过程中产生较多的粉尘。2污水处理站臭气污水处理过程会产生少量废气，在缺氧环境厌氧条件下经微生物作用产生异味气，形成臭气。1.3.2废气对大气的破坏和人类危害酒类生产企业排出废气成分主要为醇和水。丙醇具有麻痹中枢神经系统的作用。乙醇被称为中枢神经系统抑制剂，随后会亢奋和克制。酒类生产排出废气中包含的丙醇会排入大气环境，将对环境空气产生不良影响。酒类生产企业还会产生粉尘，粉尘是指直径很小的固体微粒，有可能是工作中产生的，生产性粉尘破坏工作环境，干扰工人的工作。此外，酒类生产企业还有可能产生恶臭气体，恶臭气体会破坏人类耐以生存的空气环境，影响呼吸，产生各种各样的问题，直接地影响到人们的生活。总体来说，啤酒厂产生的废气浓度较低，成分复杂，监测难度大，治理困难。1.3.3国内外废气治理技术现状及进展1.3.3.1废气治理技术现状粉尘废气处理技术啤酒生产的工序会产生含尘废气，废气处理简单分为:干式、湿式和干式+湿式。与湿式对比，现在干式占据较为主流的地位。市面上的工厂主要使用的是电除尘和袋式除尘器。炉窑等烟尘废气考虑除尘器时，我们应该重点关注资金和长远上。除尘器的选择直接与颗粒直径有关系，惯性除尘器在10-20Nm之间和大于其中，重力沉降室是大于50Nm，但是存在较多小于10Nm时应选用洗涤、过滤或电除尘器。氮氧化物废气处理技术NOx在我国是严重的大气污染物，是酸雨和光化学烟雾的基础。在国内NOx的控制包括NOx燃烧技术、SNCR、SCR和电子束法等，技术都是较为成熟的。1.3.3.2废气治理技术的进展技术在不断更替，啤酒厂废气处理也受到影响，人们在不断探索前进。当前治理废气大体分为三个方法：1.物理处理废气、2.化学处理废气3.生物法处理废气。随着时时间的推移，技术上由开始的初尝试，慢慢转变为成熟阶段，这是技术上的进展，也是不断发展的需求。2设计概况2.1设计目的和意义大气环境是我们生活的生态环境中的重要组成部分之一，它直接影响着我们人类本身，大气环境的污染存在多方面的原因，但主要是人类生产活动中过量地排放废气所导致的。所以从根源上解决问题-外排的废气，企业解除外排废气中的污染并且能得到部分回收利用，这是设计的目的；在保护环境的同时还发展自身，这是设计的意义。2.2设计依据和原则2.2.1设计依据（标准）（1）中华人民共和国家标准《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）[2]（2）广东省地方标准《锅炉大气污染物排放标准》（DB44/765-2019）[3]（3）中华人民共和国家标准《啤酒工业污染物排放标准》（GB19821-2005）[4]（4）《环境工程技术手册：废气处理工程技术手册》[5]（5）《除尘装置系统及设备设计选用手册》[6]（6）《环保设备设计手册—大气污染控制设备》[7]（7）《锅炉除尘技术》[8]2.2.2设计原则采用成熟、可靠的方法，做到高效和经济合理。基于啤酒企业的现状情况，并且考虑长远发展。以减轻大气环境负担为目标，明确设计路线。以人为本，保证人员安全。2.3设计应解决的主要问题（研究内容）设计主要的研究内容：依据标准和要求计算出基础废气数据；采用成熟可靠、技术先进的工艺，设计废气治理总工艺流程，分别包括锅炉除尘、二氧化碳的回收、沼气回收、脱硫脱硝、恶臭的处理；设计合理排放的烟囱；管道和管道阻力的设计，还有风机的合理选择；设备及管道运行中溢流、冲洗和洗扫过程中产生废水应收集至污水处理站；2.4设计方案2.4.1设计资料2.4.1.1锅炉资料啤酒企业采用燃煤锅炉，以下为基础数据锅炉型号：SZL10-1.6型燃煤锅炉（2台）。下表2.1所示：表2.1SZL10-1.6型燃煤锅炉参数参数型号：SZL10-1.6参数型号：SZL10-1.6额定蒸发量/（t/h）10t/h（台）主汽阀通径/mmPn：4Dn：350设计燃料煤进水阀通径/mmPn：4Dn：150燃料燃烧量1640kg/h（台）烟气出口处离地面3m排烟温度155℃给水温度/℃20锅炉热效率/%90蒸汽温度/℃190设计啤酒产量：10万吨/年设计煤量：3.28t/h烟气压力：1.2MPa空气过剩系数：1.3飞灰占煤中不燃比例：18%烟气密度（标态）：1.2kg/m3气象资料查阅广州气象局2019年度资料，得出气象的年平均值资料。大气压为100.085kPa，气温为21.8度；北部多余南部；空气中含水量（标态）：0.015kg/m3；根据《锅炉污染整治实施方案（2016-2018）》中规定，燃楳煤种不得是髙硫高灰分的原煤，燃楳煤种含硫率不得超过0.6‰、灰份保持在15%以下。本设计严格遵守广东当地标准，选取以下煤炭源如表2.2：表2.2煤质分析（质量分数）元素CHOSN水分灰分百分比663.54.20.5111.813燃煤所排放出烟尘的粒径分布REF_Ref2117\r\h[9]如下表所示：表2.3锅炉废气里面的颗粒直径分布表粒径间隔/μm0-11-55-1010-2020-3030-4040-5050-60>60质量频率/%6.412.317.915.513.612.79.96.752.4.1.2沼气资料啤酒厂的污水经过厌氧处理后会形成沼气，本次设计废水会总共形成115m3/h的沼气。沼气成分REF_Ref22097\r\h[10]如表2.4所示。表2.4沼气含量（质量分数）热值（kj/Nm3）甲烷二氧化碳硫化氢氮、氢和一氧化碳等190806628152.5工艺设计要求执行的排放标准中华人民共和国国标的新建锅炉规定的大气污染物外排限值如下[4][2]：表2.5锅炉大气污染物排放限值mg/m³污染物项目颗粒物污染物排放监控位置颗粒物50烟囱或烟道二氧化硫300氮氧化物300汞及其化合物0.05烟气黑的程度≤1烟囱排放口广东省地方标准的锅炉实行下表2.6[3]。表2.6锅炉大气污染物排放限值Mg/m³污染物项目颗粒物污染物排放监控位置颗粒物30烟囱或烟道二氧化硫200氮氧化物200一氧化碳-汞及其化合物0.05烟气黑的程度≤1烟囱排放口对国国家标准和广东省地方标准进行对比，地方标准的制定较新的，根据“在有国标和地表情况下执行地方标准”的原则，本设计执行广东省地方标准《锅炉大气污染物排放标准》[3]。表2.7.1，二类区是居住区、工业区和农村地区、商业交通居民混合区、文化区。本啤酒厂属于2类执行2级标准[12]。表2.7.1恶臭污染物的厂界标准值控制项目单位二级新扩改建臭气浓度无量纲20表2.7.2恶臭污染物的排放标准值控制项目排气筒高度，m标准值（无量纲）臭气浓度1520002.6设计方案的确定（1）通风机的确定通风机作为废气流动的动力，是整个设计不可或缺的组成。风机的类别大致分为排尘风机、中、高通风机、离心式通风机和锅炉离心通风机，其中风机各有各的特色和适用的场所[6]。详细的风机优缺点如下表2.8表2.8风机类别选择项目选择原因离心式通风机具有较高风压，满足除尘要求。排尘风机传输含尘浓度在150mg/m3以上的气体。风机具有特别的设计，能有效保持通畅，磨损好。中、高通风机考虑烟气压力为1.2MPa，选取较大风机锅炉离心通风机较大程度上使用在电站和锅炉的尾气处理综合考虑后，由于9-26型型离心通风机的工作效果高，声音对工人干扰低。故确定风机型号如下表2.9所示：表2.9风机型号机号转速/r*mi序号全风压/Pa风量/m*h轴功率/配带电动机外形尺寸(长*宽*高)/mm质量/kg型号功率/kw5A29001610942939.43Y160M-215676*887*93778（2）燃煤除尘装置的确定查阅文献中的除尘器部分。并满足广东省当地的排放标准。由于生产的需要，需设置各种除尘设备，分别为机械除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、电除尘器[5]。静电除尘技术成熟，但有些指定的煤会引起问题的出现，其效果就会相对低，有偏差[13]；布袋除尘器的去除效果好，尤其对较小粉尘治理效果较好[14]。除尘器对比如下表2.10：表2.10除尘设备对比除尘器投资成本阻力寿命处理粉尘粒径适用温度范围粒径除尘效率/1um粒径除尘效率/5um粒径除尘效率/50um静电除尘器中中100-200高＞0.05＜400＞999986布袋除尘器低高800-2000低＞0.1＜300100＞9999参考锅炉烟气中颗粒的粒径分布（表2-5）、除尘器的除尘效率和除尘更新换代的能力，袋式除尘器寿命较为低但对应投资成本也低，具有以下优点REF_Ref24242\r\h[15]：袋式除尘器对于去除含有小颗粒径粉尘的烟气的效果好，接近100%;②对于较为干燥的粉尘捕捉，是袋式除尘器的效果要好一点;袋式除尘器不会受到含尘气体的变化所带来影响;袋式除尘较为可靠，不容易出现问题，易于操作。（3）烟气脱硫方法的确定我国对能源的生产与消耗巨大，煤炭占据能源消耗7成左右。工业化生产中急剧产生的二氧化硫，会对我国的环境造成严重的问题，因此企业采取相应的脱硫措施是必要的[16]。目前钙基脱硫剂使用比较广泛，湿式石灰石-石膏法在全世界工业中的占比大于80%，日本基本采用这种脱硫剂REF_Ref25800\r\h[17]。目前工业中的脱硫工艺对比如下表2.11所示REF_Ref25940\r\h[18]。表2.11脱硫技术方法比较项目石灰石-石膏工艺喷雾干燥法炉里面加钙加上尾处湿润处理钠-钙双碱法技术成熟程度成熟成熟较成熟较成熟适用煤种不限中低硫煤中低硫煤不限脱硫剂95%以上75%-85%75%-80%85%以上吸收剂石灰石石灰石灰石石灰/钠碱/电石渣等吸收剂利用率90%以上90%约40%90%以上副产物石膏亚硫酸钙亚硫酸钙石膏副产物处置利用抛弃抛弃使用废水有无无少量占地面积大中小中考虑到石灰石-石膏工艺在工业应用上较为成熟、性能好、效果明显，资源丰富且价格低廉，脱硫的副产品石膏是可以回收利用的，所以在本设计中采用该工艺。石灰-石膏法的整个过程分为吸收和氧化REF_Ref26443\r\h[5]，反应原理如下表：表2.12石灰-石膏法原理石灰-石膏法吸收氧化过程CaO+H2O→Ca(OH)22CaSO3·½H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2OCa(OH2)+SO2→CaSO3·½H20+½H20CaCO3+SO2+½H2O→CaSO3·½H2O+CO2↑Ca(HSO3)2+½O2+H2O→CaSO4·2H2O+SO2↑CaSO3·½H2O+SO2+½H2O→Ca(HSO3)2石灰-石膏法操作的干扰因素有：1.料浆pH；2.材料粒度；3.工作温度；4.洗涤器的液体水平线；5.液气比；6.防止结垢。石灰石-石膏法脱硫有的特点：①易于操作;②工艺工作需要条件少，工作成本低;③实行电脑网上操控，能及时清晰了解任何情况的出现;④副产品广泛应用于市场，具有经济价值。（4）二氧化碳回收方式的确定在生产中会产生大量二氧化碳并且可能发生外漏，而由于工序本身也需要二氧化碳，因此需要对外购买。如果能对二氧化碳进行合理的回收利用讲对整个啤酒厂的生产带来巨大的经济效益。对于现代啤酒厂的制作中，都会对发酵中产生的二氧化碳回收。化学吸附法技术上成熟实际，和投资经济上的效益最大化REF_Ref2463\r\h[19]，决定使用化学吸附法。二氧化碳的设计不详细展开设计。化学吸附法如下表2.13所示：表2.13化学吸附法化学吸附法反应机理优点过程2RNH,2+H20+CO2(RNH3)2CO2脱除低分压CO2速度较快(RNH3)2CO2+H20+CO22(RNH3)2HCO22RNH2+CO2RNHCOONH3R效果好，回收的CO2质量好，消耗资金少{RNH2(CH2CH2OH)NH2}（5）脱硝方法的确定随着工业发展，对应的标准日益严谨，使氮氧化物的处理问题放到了大家的面前，必须马上处理REF_Ref27103\r\h[20]。对比国内主流两个硝处理方法SNCR和SCR，详情看下面REF_Ref27024\r\h[21]。选择性非催化还原法（SNCR）：870~1205度情况，让含氮药剂进入空气，使NO还原，促使水和氮气的形成，不会有崭新的污染物造成二次破坏。不好的地方是一定程度上依赖温度，硝的脱除效率大约在30%~50%。选择性催化还原法（SCR）：除去催化剂基本相同。运用多优先考虑，同时存在的缺点是占地面积广，开始投资费用较高，催化剂要经常换新，避免失效。在决定方面，SCR的硝去除效果好，不过资金要求也高;SNCR的硝去除效果一般，其设备系统简单，投资也较小。在考虑到广州当地严格的排放标准后，优先考虑环境的问题，设计使用SCR脱硝技术。换热器的确定反应的吸热和放热通过换热器进行REF_Ref27367\r\h[22]。传热器的分类和特点见表2.14REF_Ref27407\r\h[23]：表2.14传热器的分类和特点类型结构特点套管换热器由两个同心的管子所组成结构简单,可处理易结垢流体管壳式换热器单程把一束管凝固于管板上并一起封装于外壳内易于制造,生产成本低,处理量大双程工作可靠,且能适应高温高压。肋片管壳式换热器于气侧添上肋片管结构紧凑,工作可靠。板式換热器是带形状槽的若干矩形板子重复叠加造成的不耐高温高压螺旋换热器是几张板子卷制起来的设计合理、检修困难考虑到造价和效率问题，确定使用管壳式换热器，它是较为普遍的，造价低廉，所用材料广泛易找，清洗方便，适应除尘温度变化的应能强等优点，是应用较为广泛的换热器。2.7工艺流程废气处理如下：燃煤锅炉烟气燃煤锅炉烟气通风机布袋除尘器换热器脱硫塔换热器脱硝塔烟囱增压风机图2.15燃煤锅炉的工艺设计燃煤锅炉废气脱硫设计流程如下图2.16：除尘器出口烟气除尘器出口烟气烟气再热器布袋除尘器氧化空气、工业补充水石膏制备烟囱石灰石浆制备废水石膏图2.16燃煤锅炉废气的脱硫（3）燃煤锅炉废气脱硝工艺设计如下2.17脱硫后废气脱硫后废气NH3排气筒尾气透平过滤分离器预热器混合器反应器图2.17燃煤锅炉废气脱硝（4）二氧化碳回收工艺流程如下图所示：吸附罐吸附罐液态二氧化碳贮罐冷却器汽化系统二氧化碳各用气点图2.18二氧化碳（5）沼气回收利用工艺流程如下图2.19所示：厌氧中尝试产生的沼气脱硫厌氧中尝试产生的沼气脱硫增压风机沼气贮气柜脱水计量阻火器发电机组图2.19沼气回收（6）恶臭处理工艺流程如下图2.20所示：污水处理中产生的恶臭污水处理中产生的恶臭生物过滤池碱喷淋塔臭气收集装置除水器等离子体反应器催化性活性炭除臭装置气体排出装置图2.20恶臭处理3设计过程3.1燃煤锅炉烟气量和污染量确定3.1.1计算过程由表2.4煤质的分析计算煤质成分（以1kg燃煤为基础计算各组分含量）下表3.1REF_Ref28334\r\h[8]：表3.1煤质成分成分质量分数/%质量/g摩尔数/mol需氧量/molC666605555H3.53517.58.75O4.2422.625-1.313S0.550.1560.156N1100.357-水分11.81186.556-灰分13130--（1）标准状态下的理论需氧量：Q理论需氧=55+8.75－1.313+0.156=62.593mol/kg（2）标准状态下的理论空气量：理论空气量是按照干空气计算的，由于干空气N比O=3.78比1，3.78+1=4.78则Qa0=4.78×（55+8.75－1.313+0.156）×22.4÷1000=6.702m³/kg（3）空气中设计的过剩系数α=1.3，标准状态下的际空气气体量：α×Qa0=1.3×6.702=8.713m³/kg烟气中各组的摩尔数如下表所示：表3.2烟气里面每个成分的摩尔数造成烟气的元素CSH2OHN烟气量/mol550.1566.55617.50.179由表3.2得出：CO2=55molSO2=0.156molH2O=H2O+H=24.056molN2=理论需氧量×3.78=236.602mol（4）标准状况下理论烟气量：QS0=（55+0.156+24.056+236.602）×22.4÷1000=7.074m³/kg（5）标准状态下实际烟气量：QS=QS0+Qa0（a-1）QS=7.074+6.702×（1.3－1）=9.085m³/kg（6）标准状态下的烟气流量：Q=QS×耗煤量=9.085×3.28×1000=29798.8m³/h式中：Q=—标况下烟气流量使用煤量—3.24t/hQS—真实使用烟气量烟气体积和密度的校正，根据理想气体状态方程式REF_Ref29882\r\h[24]：PV=nRT,得出以下：（7）在工作状况下的烟气流量： ==3944.712m³/h式中：、、—分别为标准状况下的温度=273K、烟气流量=29798.8m³/h、烟气压力=101325Pa；、、—分别为工作状况下的温度=428K、烟气流量=、烟气压力=1.2MPa；（8）标况下烟气含尘浓度：c=（kg/m³）==2575.674mg/m³公式：—外排时飘灰在煤里面不燃部分含量，取18%；AY—煤中不燃部分的含量，取13%；—标准状态下实际烟气量，取9.085m³/kg。（9）工况下烟气含尘浓度：根据公式c=标况与工况的转换取决于，是倒数关系，理想气体状态方程式就转变成以下：==19456.934mg/m³（10）标准状态烟气中的二氧化硫浓度：==式中：SY—硫的质量分数，取0.5%；QS—标准状态的实际烟气量，取9.085m³/kg；n—二氧化硫，取0.156mol；M—二氧化硫的摩尔，取64；（11）工况排放二氧化硫浓度：根据公式c=标况与工况的转换取决于，是倒数关系，理想气体状态方程式就转变成以下：==8314.926mg/m³（12）最小除尘效率：η1=1－=（1-）×100%=98%式中：C—标况下锅炉烟气含尘浓度，取2575.674mg/m³；CS—广东地方锅炉烟尘排放标准，取30mg/m³；（13）最小脱硫效率：=1－=（1-）×100%=81%式中：C—标况下锅炉烟气中二氧化硫浓度，取1100.715mg/m³；CS—广东地方锅炉烟气中二氧化硫的浓度排放标准，取200mg/m³；理论需氧量实际烟气量理论需氧量实际烟气量理论烟气量烟气流量（标况、工况）理论空气量实际空气量烟气含尘（标况、工况）烟气含硫（标况、工况）除尘效率除硫效率图3.3总的计算思路图3.1.3计算汇总项目数据项目数据标况理论需氧量62.593mol/kg工况下烟气流量3944.712m³/h标况理论空气量6.702m³/kg标况下烟气含尘浓度2575.674mg/m³标况际空气量8.713m³/kg工况下烟气含尘浓度19456.934mg/m³标况下理论烟气量7.074m³/kg标准状态烟气中的二氧化硫浓度1100.715mg/m³标况下实际烟气量9.085m³/kg工况下烟气中的二氧化硫浓度8314.926mg/m³标况下的烟气流量29798.8m³/h除尘效率98%脱硫效率81%图3.4数据的汇总图3.2袋式除尘器的设计与计算过滤式除尘器是本次设计的重点，它主要是依靠过滤材料降尘。袋式除尘器效率高，容易操作，因此得到普遍的使用。袋式除尘器属于过滤式，惯性碰撞捕集粗粒粉尘，扩散和筛分捕集细粒尘粒，堆积滤料粉尘层与堆积程度有关，起到过滤作用。3.2.1袋式除尘器的选型计算（1）气体量--处理的气体量决定整体机器的规模大小=6802.754m³/h式中：Q—进入除尘器前含尘气体，取m³/h；QS—工况烟气流量，取3944.712m³/h；tc—除尘器内气体温度，取155°C；Pa—大气环境压，取101.325kPa；K—除尘器前漏风系数，一般控制在20%以内，设计取10%；（2）过滤风速的选择--是按照相应样本的记录数据和工业经验选择的。由下表3.5可知经验值，燃煤属于3第类，确定选取第三个中脉冲喷吹的2.0m/min表3.5过滤风速参考m/min粉尘种类清灰方式自行脱落或手动搬动机械振动反吹风脉冲喷吹碳黑、氧化硅(白碳器)铝锌的升华物以及其他在气体中由于冷凝和化学反应面形成溶胶活件碳0.25~0.40.3~0.5033~0.600.8~1.2铸造、铁及铁合金的升华物、扫水泥磨排出的水、氧化铝、碳化炉升华物、即料铁的氧化物，焦粉、煤粉、石灰、刚玉0.28~0.450.4~0.650.45~1.00.8~1.6铝土矿、水泥、滑石粉、喷砂清理尘、煤、飞灰、炭黑、刚瓷生产的粉尘、颜料、石灰石、高岭土、矿尘0.30~0.50.50~1.00.5~1.01.0~2.0过滤面积的确定有效部分--存在三项附加考虑（漏风附加、清灰附加、维修附加）本设计只考虑漏风附加。=6802.754/60×2=56m2式中：Q—在进入除尘器前的气体量，取6802.754m³/h；V—过滤速度，取2.0m/min；A—有效部分，单位是m2。以上选型计算中处理气体量=6802.754m³/h和总过滤面积=56m2确定选型是LSH-35型顺喷式脉冲袋式除尘器，详细数据看表3.6LSH-35顺喷式脉冲袋式除尘器。3.6LSH-35型顺喷式脉冲袋式除尘器型号/技术性能气体含尘浓度过滤气速处理气量喷吹压力kPa除尘效率%除尘器压力损失/pa过滤面积m2LSB-353~202~53960~9900394.8~686.599.5490~1180543.2.2袋式除尘器的设计计算滤袋的大小，影响除尘效率和压损。滤袋的长度范围在2~9m，设计选取为2m；经验值上滤袋长径比在12-60；直径在120-200mm，本设计选取120mm；滤袋间距为150mm。单条滤袋面积=3.14×0.12×2-0.05Ad求得Ad=0.71m2式中：Ad—单圆形滤袋设计大小，取单位m2；π—固定圆形计算数值，取3.14m³/h；L—滤袋长度，取2m；D—滤袋直径，取120mm；Ax—滤袋不起过滤效果的部分，占滤袋面积的5%~10%，设计取5%；（3）滤袋袋数--滤袋采取正方形的布列方式滤袋数,所以选取滤袋数为75个。滤袋的布置按照75布置，分为5个滤室，每一个滤室总共有15个。(4)压力损失--在滤袋工作过程之中会产生相应的压损问题1000Pa式中：—袋式除尘器的压损问题，取Pa；—清洁滤料的压损，经过查阅和考虑得到滤料与过滤阻力有关系数，设计上取200Pa；—粉尘层的压损，取500Pa；—除尘设备外壳结构压损，一般范围300~500pa，设计取300pa；（5）脉冲袋式除尘器消耗压缩空气量--清除灰尘所消耗压缩空气的统一计算式中：—附加影响系数，取1.2；T—喷吹周期，取2；n—脉冲阀数量，取12；q—脉冲阀喷吹耗气量，取0.035；（6）周期选择--含尘浓度、压力和烟气速度。浓度＜10、烟速＜3、压力＞5，脉冲周期选择为1~2minREF_Ref24242\r\h[15]，本设计选择2min。（7）清灰装置的计算--采用脉冲的方式，以高压的起源为动力把灰吹到灰斗里面，过程功率消耗大，受到含尘气体的颗粒分布影响。清灰周期--清灰周期受到设备压力的影响，设备压力增加，清灰工作增多维持压力，随之周期也缩短，设计选择周期为120s。除尘器设计时间间隔25s每组、时间0.5s、压力0.2MPa、清灰周期100s。设计滤袋清灰每平方需要12L的空气量，所以每个滤袋约为8.5L空气，每组大约需要127L气包气量式中：—每个脉冲和阀门的空气消耗量，取127；—开启阀门数，取12；—脉冲时间间隔，取25s；（8）喷吹管--响喷吹过程的重要部分，影响喷吹的效率，是重要的组成部件管壁厚:与管的重量和质料有关,保证喷吹管不弯曲（9）喷吹口孔劲式中：C为系数；n喷吹孔数量；d喷吹直径；（10）导流管计算喷流管直径通常为喷吹口的2倍；导流管长度:式中：是系数；是喷吹口孔径；是射流系数；（11）临界音速a--是一个临界值，与温度有关a=式中：To是气体的初始温度，为155K；（12）喷吹口喷吹速度V--影响整个除尘器的关键部位，与灰尘进入灰斗的时间有直接联系，是重要的一部分。式中：P1喷吹口进口压力；：P2喷吹口出口压力；（13）袋口气流速度式中：圆射流系数0.08；r半径；h去袋口大小；（14）管离袋口大小--采取以下的经验式子式中：滤袋直径；（15）诱导气量式中：A袋口：袋口面积；A喷吹口：喷吹口面积；下表为设计计算的脉冲喷吹袋式除尘器的详细数据的汇总表表3.7设计确定的详细脉冲喷吹袋式除尘器详细数据的汇总项目数据项目数据型号/技术性能LSB-35除尘器压力损失/pa1000气体含尘浓度mg/m325.8过滤面积m256过滤气速2滤袋数量数/条75喷吹压力kPa450滤袋规格直径×高mm120*2000除尘效率%99脉冲阀数量/个12清灰功率kw7.5脉冲控制仪表电控设备重量kg1776最大外形尺寸长×宽×高/mm2244×1730×3618图3.8袋式除尘器3.3换热器的设计与计算换热器就是把热的流体其中过度存在热量成分转移到冷流体当中，达到转移的效果，相当于一个中转站。它又称为热交换器。在一项完整的工序中，由于前端仪器的工作下，会产生部分聚集的作用，使流体在一定的状态下温度急剧改变，这样的温度变化就会有可能给后面的仪器造成破坏的作用，是由于工作环境的不适应引起的。就例如我们设计中锅炉燃烧产生的烟气会吸收了部分的热量，使其温度上升，这个时候就需要用到换热器了REF_Ref28719\r\h[25]。根据上文计算和设计得出现有数据为烟气进口温度=155度；标况烟气流量=29798.8m³/h，煤工况下烟气少标况下多，是因为不能完全燃烧产生烟气，安全预防为主采用标况。在150度左右下，烟气的密度为=1.083kg/m³REF_Ref28856\r\h[26]，可以计算出烟气的质量流量=29798.8×1.083÷3600=8.964kg/s.换热器目标为下表3.8表3.8换热器目标参数换热量1550KW烟气质量流量8.964kg/s管程进口温度155℃壳程进口温度20℃管程出口温度25℃壳程出口温度55℃管程污垢热阻0.0016壳程污垢热阻0.00013.3.1热力计算（1）稳态传热方程--高温的流量烟气经固定壁面输送到冷流体。（最后确定）式中：Q—热负荷，单位W；K—总传热系数，取；A—换热器的总传热面积，取m2；—互相转换的两流体的平均温度差，℃；平均温度差--温度变化确定℃一般情况下是存在误差的，随着换热器的不同而不同，就换热器是否保温，热流体走管内还是管外等，所以要进行MTD值的修正REF_Ref29137\r\h[27]：查的=0.45修正传热温差=32×0.45=14.4℃流量--换热器中流量确定m=29798.8×1.083÷3600=8.964kg/s冷流体采用水，水质量流量（定性温度为35℃）：传热系数K--对于外表面没有肋化和管壁两侧有污垢热阻的换热器REF_Ref29137\r\h[27]，管子的外表面积为依据的传热系数：=60.34W/(m2K）hi、ho—管内外侧表面传热系数取90、4800；Rw—壁导热热阻0.00012；Ai、Ao—管传热面积；Ri、Ro—管污垢热阻取0.0016、0.0001；按照国家标准，设计取管径和壁厚mm=19x2，所以Ao/Ai=19/15=1.27传热面积A--根据稳态传热方程根据以上经验值计算出的数据和目标参数选择的换热器数据如下表3.9表3.9固定管板式换热器（JB/T4715-92）公称直径DNmm公称压力PNMPa管程数管程报数1591.60115中心排管数管程流通面积m2计算换热面积m2换热管长度mm50.002720001.73.4脱硫塔的设计与计算由2.6设计方案的比较与选择，确定本次设计石灰石/石灰-石膏湿法脱硫。通过石灰石CaCO3)、石灰(Ca0)和碳酸钠(Na2CO3)这些当中的浆液，经过洗涤的作用来消去SO2的处在REF_Ref28334\r\h[8]，作用后的浆液就会流入最下部的浆地待处理，后面是进行搅拌、氧化、沉淀、反应出CaSO4，脱水处理就变成石膏，成功去硫的烟气升温除雾然后进入空气中REF_Ref25800\r\h[17]。工艺流程是烟气系统、吸收剂制备系统、副产品处理系统还有SO吸收系统。工艺优点是去硫效果好、设计完善、对煤种没有要求。不好的就是资金要求高，成本较为高。3.4.1物料平衡的计算3.4.1.1锅炉中二氧化硫的排放准则表2.6锅炉的大气污染物排放浓度限值（Mg/m³）污染物项目颗粒物污染物排放监控位置二氧化硫200烟囱或烟道3.4.1.2处理的风量计算处理的烟气量大小与脱硫系统具有直接联系。锅炉排除的烟气温度是155的，这对后续的仪器设备会造成破坏，所以在换热器的作用下烟气由155度转化成25度，这就改变了工况状态下烟气的温度。以下模仿3.1燃煤锅炉烟气量和污染量的确定中的计算过程算出结果。烟气体积和密度的校正计算，通过理想气体状态方程式REF_Ref29882\r\h[24]。确定烟气量为如下==2746.552m³/h3.4.1.3烟气的含硫率的计算烟气的含硫就是我们主要的设计部分。模仿3.1燃煤锅炉的设计烟气量和污染量确定。==11942.243mg/m³3.4.1.4烟气脱硫率计算设计标准要求二氧化硫浓度≤200Mg/m³（标况）REF_Ref30039\r\h[3]，由此求出脱硫效率极小值：=1－=（1-）×100%=81%式中：CS—二氧化硫限值标准，取200m³/kg；C—标况下锅炉烟气中二氧化硫，取1100.715mg/m³；所以设计脱硫效率要求大于81，本设计取96%.=1－=（1-）×100%=96%求得Cs=44mg/m³3.4.1.5石灰石消耗量计算钙硫比：在满足去硫效率的时候对应的钙基吸收剂的水平REF_Ref30218\r\h[28]。表3.10REF_Ref30411\r\h[29]规范技术指标3.10脱硫装置指标序号脱硫效率脱硫方法液气比钙硫比循环液ph值1＞90%石灰法＞5＜1.105.0~7.02氧化镁＞2＜1.055.0~7.03石灰石法＞10＜1.055.0~6.04双碱法＞2＜1.105.0~8.0经验上湿法的钙硫比一般在1.02~1.05之间。本次选用1.02.11942.243×2746.552×96%×÷64=492mol/h式中：Cso2—吸收塔的进口SO2浓度，取11942.243mg/m³；V—吸收塔的进口烟气量，取2746.552m³/h；—脱硫效率，取96%；Mso2—SO2分子量，取64g/mol。492×1.02×100÷90%×=55.76kg/h式中：M—碳酸钙使用量t/h；P—石灰石含量，取90%n—去掉的二氧化硫mol/h；M—碳酸钙分子量，取100g/mol；R—钙硫比，1.02；设计参数整合如下表3.11：表3.11设计数据整合物质标准中排放限值烟气量烟气含硫率脱硫效率极小值设计脱硫效率设计排出烟气含硫率石灰石消耗速度参数200Mg/m³2746.552m³/h11942.243mg/m³81%96%44mg/m³55.76kg/h3.4.2浆液的制备与供应设计计算系统：石灰石粉的储存仓、配制池中制取吸收剂浆液、管道的运输设备向吸收塔供给吸收剂浆液、计量给料装置和监测控制仪表等保证对应浆状液体的PH值。设计选用石灰石/石膏湿法脱硫，是湿法制浆流程，它具有投资小还结构简单特点。系统的物料流向是：石灰石-制作成粉-制作成浆-通过管道运输到浆池-吸收塔。对于石灰石存储是设置了1座石灰石粉贮仓，还有为了粉料畅顺问题为粉仓中下部设置空气流化装置。浆液经泵送入浆池。设计石灰石粉仓大小设计是供给脱硫装置允许工作5日的。3.4.2.1石灰石粉仓（原料阶段）55.76×24×5÷1500÷0.9=5m3式中：M—石灰石粉消耗速度，取55.76kg/h；T—石灰石粉存储时间，取设计5天；P—石灰石的堆积密度，一般为1.5~1.6，取1500kg/m3；—充满系数，和误差有关，一般取0.9。3.4.2.2石灰石粉仓尺寸设计石灰石仓顶部圆柱体直长是2m，计算出顶部截面积：计算出圆柱体高度，整取为2m本次设计石灰石粉储存仓标准锥斗锥角角度是60°3.4.2.3石灰石球磨机设计计算（制粉阶段）石灰石浆液的浓度通常要求是20-30%，计划采用生产出石灰石浆液含固率是25%，对于的石灰石浆液密度是1185kg/m3，石灰石本身含水率设计是1.2%.球磨机生产=泥浆=3.4.2.4石灰石对应的浆液池设计计算（制浆阶段）浆池的有效容积为=3×55.76÷25%×100÷1185=56.5m3式中：M—石灰石粉消耗速度，取55.76kg/h；C—石灰石浆液浓度，25%；P—密度，1185kg/m3。20%浆液需要的工艺水计算=22.2m3/h3.4.2.5石灰石对应的浆液旋流器设计计算磨球机处理的泥浆为220kg/h，这也就是石灰石浆液旋流器的处理量，转换为体积=所以采用水力旋流器规格为25的，处理能力是0.3-1m3/h的。结构较为简单，操作看管方便。3.4.2.6供浆泵设计计算湿法烟气脱硫系统中浆液具有特殊性REF_Ref31116\r\h[30]。流量（损耗10%）=浆液×110%=0.19×110%=0.2m3/h扬程（损耗20%）=浆液÷20%=0.19÷20%=1根据流量和扬程，选择I-1B系列的浓浆泵，选择老型I-1B1寸，以下为数据：浆液泵表3.12型号理论流量m3/h流量T扬程转速r/min配用电机k/w工作压力kg/cm2老型I-1B1寸1.81.1309602.23选取的泵具有设计容易，运行安全特点。3.4.3烟气系统的设计计算烟气在风机的作用下开始脱硫，它经过脱硫风机提升大气压在烟气换热器的吸收热量方降温引进吸收塔，经过洗涤去除硫后的烟气气温会继续减低，然后要在换热器的放热侧被加热，再通过烟囱排出大气。当在脱硫系统准备阶段和检验时候，将脱硫工艺的进出口关上，旁路烟道挡板开启，烟气就能直接排出。系统有入口烟道、旁路烟道、烟气换热器、出口烟道、事故紧急喷淋装置3.4.3.1旁路烟道设计计算烟气流速是≤15m/s，在特殊情况下最大也不能超过18m/sREF_Ref31263\r\h[31]，本次设计在考虑排烟量情况下，选用12m/s。管道形状上设计是成正方形的。则长×宽=0.4m×0.4m3.4.3.2入口和出口烟道设计计算设计进口烟道上部和两边有阻水板，有效阻碍浆液的渗入。还有防止其他物体进入烟道口，进行好保护。入口和出口截面积3.4.3.3烟气换热器设计计算烟气换热器能在烟气进入入口时，有效降低温度保护机组和配合脱硫，在烟气排出烟囱前，提高温度加大压力便于排出。设置采用气-气换热器。型号为脱硫系统的配套，兼容性好，不用另外选取。3.4.4吸收系统的设计计算系统：浆液搅拌装置、除雾器、浆液循环泵、吸收塔、氧化风机。3.4.4.1吸收塔设计计算废气里面SO2在吸收浆液洗涤作用下然后和浆液中的CaCO3产生作用。氧化风机起到空气氧化的作用于池的底部，反应变成石膏晶体，在泵的作用下输送到石膏处理系统。最后还会有除去水雾的设施。表3.13REF_Ref28334\r\h[8]表3.13代表性吸收塔比较工艺湿式石灰石-石膏法技术特征湿式石灰石-石膏法湿法鼓泡吸收技术循环的液态化滤泡吸收技术塔体结构结构特征喷淋塔鼓泡塔滤泡塔优缺点结构复杂、易结垢结垢简单、系统阻力大结垢简单、系统阻力小吸收液工作形态形态特征液滴状鼓泡状滤泡状优缺点比表面积小比表面积大比面积大吸收液组分组分特征脱硫剂脱硫剂脱硫剂、起泡剂优缺点无泡泡状持久性差泡状持久性好、吸收好脱硫率率＞95%＞95%＞98%选用逆流式喷淋吸收塔，是文丘里管高压引射雾化原理。吸收塔是圆形，下部是循环浆池，塔上组分是喷淋区和回流区两个，烟气于喷淋区从下到上经过，在洗涤脱硫后于吸收塔上端部自上而下转入回流区，从设备的中部排至除雾器。设计的喷淋塔流动速度为2m/s~5m/s，根据废气量选取2m/s.吸收塔塔径设计吸收塔截面面积，取整数是1m3吸收塔塔径，取整位2m（2）吸收塔高度H1：进口管底部会受到入口烟气温度和浆液温度的影响，还有浆液的液位波动，所以存在料管，就是烟气入口尾部到浆液面的长短为H1，设计是800~1200，设计取高H1是800mmH2：进出口流速10-18m/s，设计取10m/s烟气进出口截面积=2746.552/3600/10=0.08m3进口宽度和塔径有关：进口宽度=0.8×1=0.8m出口高度H2=0.08÷0.8=0.1mH3：最顶端的喷浆管与首段除雾器的高度差H3与雾滴和烟气升高速度有关，经验值为2m~3.5m，设计取2mH4：烟气的出口离除雾器的最上端的冲洗水管长短经验上为0.3~1.5m，采用0.1m设计出总高度为1+2+3+4+喷淋层=8m（3）吸收浆液的量吸收区的高度在经验上是废气从入口处沿水平中心位到喷淋塔中心位的长短，这个高度是会受烟气流速和逗留时间的控制。逗留时间就是废气和吸收液在反应塔内的化学反应时间，一般是2~6s，选取6s。吸收区高度液气比，一般为7~26L/M3，设计取25m3。吸收浆液：（4）氧化槽设计吸收液也会在氧化槽中停留相应的时间来进行缓冲，时间一般为4~8min，设计取6min。循环氧化区的有效大小=氧化槽的容积设计直径为2m氧化槽高（5）喷淋层设计喷淋除雾区直径设置与烟气流动速度和烟气流动的量有关：喷淋区直式中：Q—烟气流量，取2746.552m3/h；V—喷淋区烟气流量，一般为3~3.5m/s,设计取3m/s；（6）浆液循环泵设计循环泵将设计塔的反应罐里面石灰石浆液运输到喷嘴，设计需要3部循环泵，两部正常使用，剩余一部备用。每台浆液循环泵流量根据流量选型离心泵为下表3.15表3.15离心泵泵型号转速流量扬程轴功率效率必须汽蚀余量型号功率300DT-A60r/minM3/hmkw%mKw/v74287829.999.671.84.3Y355M1-8132/380（7）氧化系统的设计由记录值知道，烟气中含氧量与氧化技术有关，大于6%时候，并且吸收塔喷淋区域里氧化率范围是50%~60%时候，本设计符合条件，就设计采用较为成熟的技术-枪式氧化分布技术。脱硫塔里面设计的氧化区浆池内理论氧气量是：2SQ+Q=2SQ理论氧气式中：M—SO2摩尔数，取64；a—SO2的自然氧化率一般取0.1-0.2,设计取0.1；b—强制氧化率正常取0.3-0.4，计划取0.3；氧化空气利用率25%-30%，取30%实际氧化空气量：0.01/0.3=0.03Nm3/h依据以上选取表3.163.16氧化风机设备型号转速流量设计压力氧化风机RRG-400740r/min266.7m3/h74kpa设备型号电压等级功率额定电流转速氧化风机电机YKK500-810KV450KW33.8A740r/min3.4.5石膏处置系统设计石膏的处置系统主要是两个部分：石膏的旋流和石膏的压缩过滤设计排除的石膏浆液一般为10~25%，设计为25%，以下为石膏副产物的计算：2746.552×11942.243×96%×172÷64÷90%÷10-6=94kg/h式中：Q—烟气流量，取2746.552m3/h；C—so2初始浓度,取11942.243mg/m³；ns—脱硫率,设计取96%；W—石膏纯度一般≥90%,设计取90%；滤液水量计算：所以滤液水量=94-16=78kg/h经过冲洗降低其中的Cl-浓度，脱水后的石膏会运输到石膏库堆放：设计在库中停留6天，石膏的密度大致为2.61g/cm3石膏库体积：取整为1m33.4.6废水处理系统设计废水处理系统会处理脱硫系统排出的废水，这样能有效的做到废水的处理，不会再次进行二次的污染。污水中主要污染物为SS，pH值为5.5~6。详细废水治理将会排入污水处理系统来管制。3.4.7工艺水的设计计算系统工艺水，经过使用后会含有过多的危险化学物质。所以绝大污水是不采取再次利用，是会管道控制入废水处理系统进行治理外排。石灰石浆液用水，可以根据物料的平衡式进行计算设备总览表3.17脱硫效率96%换热器气-气换热器出口烟气含硫率44mg/m³喷淋塔逆流式喷淋吸收塔石灰石球磨机工作量220kg/h浆液循环泵300DT-A60石灰石浆液池56.5m3氧化风机RRG-400石灰石浆液旋流器0.3-1m3/h石膏库1m3供浆泵老型I-1B1寸图3.18脱硫塔3.5脱硝的设计与计算脱硝工艺就是为了去除烟气中的，它容易造成光化学烟雾和损坏臭氧层。设计数据：催化剂的体积和反应器的尺寸、还原剂的消耗量、脱硝效率、稀释风的量REF_Ref31910\r\h[32]。煤质含量中N:O=1:4.2，所以NO体积含量=N=1%。=公式中NO-干烟气中NO体积含量0.95-经验值选取NO中的NOx2.05-NO2转换系数（2）脱硝效率计算排放限值200Mg/m³。设计取95%，可计算出C2=110mg/m3公式中C1-入口NOX，2201mg/m3C2-出口NOX，200Mg/m³（3）还原剂的消耗量公式中NO1-脱硝入口NOX含量，取2201mg/m3NO2-脱硝出口NOX含量，取200Mg/m³Q1-nox去除量，取1364mg/m3Q2-烟气流量，取29798.8m3/h（4）稀释风量保证氨气和烟气有效混合在一起，经验上氨气的气体体积会稀释至5%公式中q1-标态下NH3，取mg/hp-氨气，0.771kg/m³v-稀释空气比率m3/h（5）反应器尺寸是受到烟气流动量和表面的速度控制增大30%为2×1.5=3m2L×W×H=6MA是反应器截面积V是经验速度取4H为高度最后总尺寸为6m图3.5脱硝塔3.6恶臭的设计与计算污水处置系统会造成大量恶臭。主要臭气物质：硫化氢和氨气，当中H2S是0.75～1.50mg/m3，氨气是0.50～2.83mg/m3，臭气气味值是8000左右。而厂界标准是20。硫化氢(H2S)性质上划为可燃类别无色气体，含有经典臭鸡蛋味。乙硫醇(C2H6S)是无色液体，有不愉快的气味。啤酒废水处理过程中，在众多的处理设施里面多少都会产生恶臭，为了避免气味到处飘逸，需要密闭收集处理REF_Ref32628\r\h[33]。当前的啤酒废水臭气处理是分为两个方法为主，就是生物和吸收。用啤酒废水臭气提标处理系统，有离子设备、碱喷淋塔、去水器、生物过滤池、除臭的设备、排气设备。防护保护距离设计REF_Ref32661\r\h[34]：公式中C-标准浓度限值，20L-所需卫生防护距离，m³R-等效半径，mQ-排放量kg/h臭气的强度与臭气物质浓度存在一定的计量联系，根据韦伯-费希纳公式中I-臭气强度，级C-臭气物质浓度K、a-系数，不同物质不同臭气去除效率。设计取95%，可计算出C2=110mg/m3公式中C1-排放臭气含量，取8000C2-处理后臭气排放含量，取200设计和极致的去除效率为99.7%3.7沼气的设计与计算沼气是一种高质量的清洁燃料，本设计计划用于机电组的发电REF_Ref22097\r\h[10]。沼气产量计算：公式中Qa-沼气产量So、Se-进出水有机物浓度，1.377/0.2754Q-废水流量，5000m3/d设计的表3.18热值（kj/Nm3）甲烷二氧化碳硫化氢氮、氢和一氧化碳等19080662815受烟气影响，沼气气温气压与烟气接近，根据理想气体的状态方程式沼气中发热主要为甲烷沼气热值=66%×19080=12593kj发电收益：沼气的产电机组产生电量借鉴传热效率30%的算法，年时间担保在7000h年发电量=12593×869×30%÷3600×7000=6383602kwh根据沼气网上电费为0.8元/kwh左右借鉴社会值计算，沼气发电机组工作费是0.15元/kwh，这个费用是包括运行的还有人工的。沼气发电机组年收益=6383602×（0.8-0.15）=4149341元简易的沼气发电就是：厌氧消化厌氧消化沼气储存脱水沼气脱硫沼气发电主要部分：脱水、脱硫净化、发电机组、贮气罐脱硫净化装置+贮气罐：2万元沼气发电机组：20万左右考虑设备安装土建：10万合计是32万3.8二氧化碳回收的设计与计算设计不详细展开。项目的发酵工序会有二氧化碳废气的产生，类比同行业的啤酒业对于二氧化碳大约产量的计算公式，CO2大约为45kg/t的啤酒。CO2回收利用具有较大好处。目前，较多企业采用石灰石煅烧工艺获取二氧化碳，啤酒行业的回收利用是会反馈企业本身REF_Ref415\r\h[35]。根据巴林氏的研发，酒类全部发酵成功时候，会有以下联系：浸出物、酒精、CO2、酵母。正常发酵，可发酵糖中约98%发酵产生co2。设计麦汁原浓度为16%、主酵温度为14°、罐子的气压一般为0.06-0.1Mpa设计为0.08，下酒外浓4%，外表发酵程度是80%，真正发酵程度是65%，酒精含量5%，真浓6%，CO2纯度达到99%、原浓为13 %，酒液总量为1.2，发酵液中CO2含量为5.0g/l总量G =（浓度-下酒的真浓）×98%×酒液的总量×0.9565/2.0665=（16%-6%）×98%×1.2×1000×0.9565/2.0665=54.4kg回收前溢出量=（16%-13%）×1000×1.2×98%×0.9565/2.0665=16.3（3）发酵液中溶解量=0.5%×1000=5kgCO2理论的回收量=54.4-16.3-5=33.1kg，对应每kl的麦汁，但是会受到各种条件的影响，最后得出经验回收率是在理论的0.72-0.85，设计取0.8CO2回收量=33.1×0.8=26.5kg/kl二氧化碳回收利用的地方制取碳酸水通过经验制取要CO2量=290×0.58/100=1.7kg/kl清酒罐滤酒背压清酒罐的全压大约为220kl。其中有效的容积为180kl。计算=2×220×2=880kg清酒罐滤酒背压计算=2×180×2=720kg最终设计性能参数CO2的气体回收再生产能力：190kg/hCO2的回收率≥85%CO2回收后的纯度≥99%CO2的储存温度：-20度CO2的储存压力：2.2MPACO2的使用输出压力：0.4-0.6MpaCO2的使用温度：需要看需求地根据以上设计性能参数和设计目的，选取以下液态二氧化碳贮罐表3.19液态二氧化碳贮罐产品型号储存介质可用压力使用压力CFL-30/2.4LCO22.4MPA2.2MPA设计温度主体材料封结真空度有效容积-20°C16MnDR/Q235-B≤5Pa303.9确定净化系统及管道3.9.1净化系统及管道布置管道系统设置应该在总的布置处思考，要全车间(厂)线路通通思考，整体合理，合理布置REF_Ref553\r\h[7]。表3.19净化系统和管道布置图表3.19净化系统和管道布置图L5锅炉L5锅炉通风机布袋除尘器换热器脱硫塔换热器脱硝塔烟囱增压风机沼气沼气储存恶臭L9L1L2L8L7L3L6L4L10L113.9.2管道压力设计与计算如上图3.19为整个净化系统，输送的是含尘气体，在换热器的作用下，工艺里面空气平均温度是25°，以安全为原则选取钢板的管道，废气的含尘浓度20g/m³.工况下烟气流量3945m³/h。以下表3.20除尘管道内气流速度。设置仪器是水平放置，选取气体流速是12m/s。管径的选取通过除尘风管计算表。3.20除尘管道内气流速度粉尘性质垂直管水平管煤灰1012设计计算过程：（1）编号、流量和长度；（2）环路；（3）管径和摩擦阻力以管段L1为例，Q=3945m³/h，v=12m/s，带入下列管径公式：选取D1=340mm，=0.0544表3.21圆形通风管道规格外径Dmm钢板制风管外径允许偏差mm壁厚mm250+10.75280+10.75320+10.75360+10.75管内实际流速：管内摩擦阻力局部压力损失管段1：弯头1个，a=90°，R/D=1.5，局部阻力系数表得=0.18按照以上计算过程总结出下表3.21表3.22净化系统压力总汇管道管长m温度°C管径DL（mm）管内实际流速v（m/s）摩擦阻力损失ΔPf/Pa管道局部阻力损失ΔPξ/PaL11215534012.15716L2815534012.1381000L31012032012.248200L482528012.451800L556030012.332800L646030012.332200L7410031012.23214L81010031012.24816L9142028012.48917L10142028012.48910L1172028012.445205613093净化系统总压力损失用最大阻力线路计算：kb为流体阻力附加系数经验值为1.1-1.2，设计取1.2总管道压力损失ΔP=kb（ΔPf+ΔPξ）=1.2×（561+3093）=4385pa3.10风机和电机的设计3.10.1风机选取离心风机，分为高压风机（P＞3000pa）、中压风机（1000pa＜p＜3000pa）、低压风机（p＜1000pa）。（1）风量计算风管、设施漏风，风机风量大管网计算风量式子里面Q1——风机Q2——抽风量，取3945m3/hKq——风量附加安全系数，除尘系统取1.1-1.15，取1.15；对于除尘系统的漏风另加5%~10%，取1.10（2）风压计算考虑风机的性能波动：式中里面——选择风机风压pa；K——风压附加安全系数，导管1.1~1.15，除尘设计是1.15~1.2，设计选取是1.2；——管网计算的确定风压，取4385pa选取风机考虑性能数据是标况下还是工况，依据以下理想气体状态方程式计算：式中——风机实际工况风压——风机样本风压t、p——实际工况下密度、温度、压力考虑输送气体性质；所需风量、风压；噪声低、工作效率高风机；确定下表表3.23风机参数风机型号处理风量风压呼和性粉尘除尘率电动机型号额定功率额定转速KCS-100D-Ⅰ6000m3/h6000pa大于60%YBF2-132S-45.5kw1440r/min3.10.2电机计算电机功率式中N——电机功率，取kwQ——风机总风量，取6000m3/h——风机风压，取6000paK——电动机备用系数，功率在2-5kw取1.2；大于5kw时取1.3；设计电动机大于5kw取1.3；——风机全压效率一般为0.5-0.7，设计取0.7——机械传动效率一般为0.95-1，设计取1电机结构形式满足环境条件；根据风机和电机功率选取以下电机满足要求，表3.24电机3.24电机型号额定功率/kW额定电压/V转速/（r/min）效率%功率因数Y180M-22242.22940890.89堵转转矩额定转矩倍堵转电流额定电流倍最大转矩额定转矩倍噪声1/2db振动速度mm/s重量kg2.07.02.287922.81733.11烟囱的设计满足烟囱设计规范和环境空气质量标准规定。（1）烟囱内径烟囱外排时候速度经验值上是20-30m/s，设计是22m/s，烟气量是3945m³/h，烟囱设计形状是原型（2）烟气热释放率式中Q2烟气量m3/s；T1出口温度393k；P大气压1001hpa；T2环境大气平均温度295k（3）抬升高度Q1≤1700kw时候整取为10m式中D内径0.3m；u均速2.26m/s；V出口流速22m/s；（4）烟囱出口处平均风速式中u1已知高处Z2平均风速；m稳定度参数设计取0.30；（5）有效源高烟囱的几何高度设计确定为12m，与烟气有密切关系有效源高=12+10=22m最终设计烟囱高度为22m4主要设备及工程概预算4.1设备的总汇及预算如下表4.1表4.1总汇及预算设备型号数量单价（