燃煤锅炉烟尘脱硫除尘系统设计课程设计

大气污染操纵工程课程设计燃煤锅炉烟尘脱硫除尘系统设计目录前言 3第1章设计依据 3、设计目的 3、设计原始资料 4、国家标准： 4第2章锅炉气、尘有关数据计算 5燃煤锅炉烟气量、烟尘 5烟气量的计算 5标准状态下理论空气量 5标准状态下理论烟气量 5标准状态下实际烟气量 5工况下的烟气流量 5烟尘浓度和除尘效率 6烟尘浓度 6标准状态烟气浓度： 6实际烟气浓度: 6除尘效率 6二氧化硫的相关计算 6二氧化硫的浓度 6标准状态SO2的浓度： 6脱硫效率 6第3章除硫方案的分析确信 6脱硫方案的确信 6吸收塔的相关计算 6吸收塔内流量计算 6吸收塔径的计算 7吸收塔径的高度 7第4章除尘方案的确信与选择 8除尘器的选择 8旋风除尘器的结构设计及选用 9袋式除尘器的选定 11第5章烟囱的设计及有关计算 13相关背景资料 13烟气释放热计算 13烟囱直径的计算 14烟囱的几何高度计算 14烟囱阻力计算 15第6章管道系统的设计计算 15管径的相关计算 15摩擦阻力损失计算 16系统总阻力计算 17第7章通风机、电动机的选择 17风机风量计算 17风机风压计算 17风机功率计算 17结论 18参考文献 18前言众所周知，大气污染已经变成了一个全世界性的问题，要紧有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染能够说主若是人类活动造成的，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阻碍，大气污染已经直接阻碍到人们的躯体健康。近百年来，西欧，美国，日本等工业发达国家大气污染事件日趋增多，本世纪50-60年代成为公害的泛滥时期，世界上由大气污染引发的公害事件接连发生，例如：英国伦敦烟雾事件，日本四日市哮喘事件，美国洛杉矶烟雾事件，印度博帕尔毒气泄漏事件等等，不仅严峻地危害居民健康，乃至造成数百人，数千人的死亡。初期的二氧化硫污染限于局地，近几十年来二氧化硫的过度排放因、引发的酸沉降引发了人们的高度重视。人们开始关注有二氧化硫等气态物质在大气中形成的二次微元离子，他们不仅阻碍人体健康，大气的可见度，还造成了全世界气候转变。操纵二氧化硫的排放已经成为各国针对气候转变的一项有力方法。这次的课程设计主若是脱去燃煤产生的二氧化硫，除去其产生的烟尘，通过计算得出二氧化硫及烟尘的排量，来确信最正确除尘脱硫方案，及选择最正确的脱尘除硫设备，从而使通过这一系列脱硫除尘设备的二氧化硫及烟尘的排放达到国家排放标准。进而减少大气的污染。第1章设计依据、设计目的通过课程设计的综合训练，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。培育运用理论知识进行净化系统设计的初步能力，使咱们把握《大气污染操纵工程》课程所要求的大体设计方式，具有初步的大气污染操纵工程方案及设备的独立设计能力，锻炼咱们查阅和搜集专业资料和设计手册的技术。培育咱们综合运用所学的理论知识，独立分析和解决大气污染操纵工程实际问题的实践能力。通过设计，了解工程设计的内容、方式及步骤，培育咱们确信大气污染操纵系统的设计方案，进行设计计算、利用技术资料、绘制工程图、编写设计说明书的能力。、设计原始资料1.锅炉型号：SZL4-13（共6台）；2.耗煤量(标煤)：650kg/h（台）；3.空气多余系数:α=；4.烟气密度（标态）：m3；5.排烟温度300℃；6.烟气出口离地面；7.室外空气平均温度；4℃；本地大气压98kPa：8.锅炉出口前烟气阻力：1200Pa；9.飞灰占煤中不燃分比例：%10.空气含水（标况）：m311.烟气在锅炉出口前阻力：80012.煤的工业分析值：CY=64%；HY=%；SY=%；OY=%；WY=%；AY=%；13.烟气中烟尘的粒度散布：粒径范围（）平均粒径（）质量百分数分布<535～1010～302030～604560～8070>8090、国家标准：按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2021）中标准执行烟尘浓度排放标准（标准状态下）：50二氧化硫排放标准（标准状态下）：300。第2章锅炉气、尘有关数据计算燃煤锅炉烟气量、烟尘燃煤量：650×6=3900kg/h设1kg燃煤时燃料成分名称可燃成分含量(﹪)可燃成分的量(﹪)理论需氧量/mol烟气中组分/molCHOS水灰分————————————合计烟气量的计算标准状态下理论空气量理论空气量：×=(mol/kg)标准状态下的体积为:××10-3=kg标准状态下理论烟气量理论烟气量:×++++=kg标准状态下理论烟气体积：××10-3=m3N/kg标准状态下实际烟气量在空气多余系数α=时：实际烟气量：+×（）=m3N/kg标准状态下的排烟量为Q=Vf*设计耗煤量，即3900×=35100m3N/h工况下的烟气流量每台烟气量:76150/6=12692m3/h烟尘浓度和除尘效率烟尘浓度标准状态烟气浓度：×106×%/=（mg/m3）实际烟气浓度:××98=（mg/m3）除尘效率式中：C—烟气含尘浓度，mg/m3N；Cs—锅炉烟尘排放标准中规定值，50mg/m3N。二氧化硫的相关计算二氧化硫的浓度标准状态SO2的浓度：CSO2===5760（mg/m3）脱硫效率式中：C´SO2——标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，300。SO2——标准状态下二氧化硫浓度，；第3章除硫方案的分析确信脱硫方案的确信本设计为高浓度的二氧化硫去除,通过比较全面考虑,选用石灰石/石灰烟气法，除去烟气中的SO2。吸收塔的相关计算吸收塔内流量计算假设喷淋塔内平均温度为，压力为110KPa，那么喷淋塔内烟气流量为：其中：—吸收塔内烟气流量，；Q—标况下烟气流量，m3/s；K—除尘前漏气系数，0～；=（m3/s）吸收塔径的计算依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择吸收塔内烟气流速，那么吸收塔截面A为：m2那么塔径d为：m取塔径。吸收塔径的高度吸收塔可看做由三部份组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。（1）吸收区高度：依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，设吸收塔喷气液反映时刻t=4s，那么吸收塔的吸收区高度为：吸收区一样设置3～6个喷淋层，每一个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，本设计中设置4个喷淋层，喷淋层间距为3m，入口烟道到第一层喷淋层的距离为2m，最后一层喷淋层到除雾器的距离1m。除雾区高度：除雾器设计成两段，每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴，最基层冲洗喷嘴距上层～,那么取除雾区高度为：（3）浆池高度：浆池容量按液气比浆液停留时刻确信：式中：—液气比，一样为15～25，取15；Q—标况下烟气量，；—浆液停留时刻，s，一样为，本设计中取值为；选取浆池直径等于吸收塔，本设计当选取的浆池直径为2700mm，然后再依照计算浆池高度：式中：—浆池高度，m；—浆池容积，；从浆池液面到烟气入口底边的高度为。本设计中取为。（4）吸收塔高度：第4章除尘方案的确信与选择除尘器的选择表4-1该锅炉粉尘粒径散布表本性能粒径范围（）平均粒径（）质量百分数分布<535～1010～302030～604560～8070>8090除尘器名称适用的粒径范围/μm效率/%阻力/Pa设备费运行费重力沉降室＞50＜5050～130少少旋风除尘器5～3060～70800～1500少中文丘里洗涤器～190～984000～10000少多电除尘器～190～9850～130多中上袋式除尘器～195～991000～1500中上多表4-2除尘设备的分类及大体性能·0~55~1010~2010~44＞44长椎体旋风除尘器407992100电除尘器9097100文丘里洗涤器99100100100袋式除尘器100100100100旋风除尘器的结构设计及选用烟气处置量Q==76150m3/h初步选用XLP/B型旋风除尘器，处置烟气量大，将选用10个并联，取ξ=，=900pa。每一个除尘器烟气处置量qv为76150m3/h=(2△P/ρξ)={2×900/（×）}=15m/s的计算值与旋风除尘器的要紧尺寸比例中气速与压力降数据大体一致。（3）旋风除尘器其他部件的尺寸：①入口截面积:②入口宽度:=830mm③入口高度:=1670mm④筒体直径:参考型号XLP/B品系列的旋风除尘器，将筒体直径修正为2800mm⑤排出筒直径:⑥筒体长度:⑦椎体长度:⑧灰口直径:将除尘器各部件尺寸整理如下表：表4-2除尘器各部件尺寸尺寸名称计算公式尺寸（mm）入口宽度830入口高度1670筒体直径2763参考型号XLP/的旋风除尘器，将筒体直径修正为2800mm排出筒直径1680筒体长度4760椎体长度6400灰口直径1204（4）除尘效率计算依照旋风除尘器的特点长度，得出交壤圆柱面的高度：由交壤圆柱面直径,得平均径向速度漩涡指数：气流在交壤面上的切向速度:分割直径：分级效率：各分级除尘效率计算结果如下表：表2-5分集除尘效率平均粒径/320457090质量频率/％分级效率总效率/％通过XLP/型旋风除尘器（一级处置），烟尘浓度是（）=m3二级除尘效率需要要达到：（）/==%袋式除尘器的选定袋式除尘器是利用最多的过滤式除尘器。其除尘效率高，对亚微米级粉尘也有很高的除尘效率，可不能造成二次污染，且便于直接回收干料。尤其是最近几年来，袋式除尘器在大气污染的治理方面作出了庞大奉献，在国内外及多领域应用愈来愈广，已占除尘设备的80%。现今国内，焦化、钢铁、有色行业袋式除尘系统的利用比例已达到95%左右；水泥行业通过结构调整，袋式除尘系统利用比例已达到80%左右；电力行业袋式除尘系统的应用比例已达到快要30%。通过对各类除尘器的比较分析，再结合相关的详细资料明白，袋式除尘器的初投资和后期运行治理费用都不是很高，而且具有良好的除尘性能和效率，运行治理也很方便。袋式除尘器是使含尘气体通过滤袋滤去其中离子的分离捕集装置，是过滤

式袋式除尘器中一种，其结构形式多种多样，按不同特点可分为圆筒形和扁形；上进气和下进气，内滤式和外滤式，密闭式和放开式；简易，机械振动，逆气流反吹，气环反吹，脉冲喷吹与联合清灰等不同种类,其性能比较如下表表4-1袋式除尘器种类分析除尘种类除尘效率%净化程度特点简易袋式30中净化机械振动袋式90中净化要求滤料薄而光滑，质地柔软，再过滤面上生成足够的振动力。脉冲喷吹袋式99细净化清灰方式作用强度很大，而且其强度和频率都可以调节，清灰效果好气环式袋式99细净化适用高湿度、高浓度的含尘气体，造价较低，气环箱上下移动时紧贴滤袋，使滤袋磨损加快，故障率较高袋式除尘器的总过滤面积：式中：—欲处置的烟气量(工况下总烟气量)，m3/h

—机械振动清灰：v=，选取min通过计算，除尘器的过滤面积必需大于等于

。由过滤面积及工况下的烟气量等综合考虑，选取型气箱脉冲袋式除尘器。下表为所选用的除尘器的相关性能参数。表4-3型气箱脉冲袋式除尘器参数型号处理风量（m3/h）94100滤袋风速（m3/min）过滤面积（㎡）1308滤袋数（个）1344耗气量（m3/min）阻力（pa）1470-1770含尘浓度（g/㎡）<1300其阻碍因素：过滤风速、滤料风速、滤料种类、清灰方式、入口含尘浓度、处置气体性质、净化物料种类等。第5章烟囱的设计及有关计算相关背景资料查相关资料取得，具有必然速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有必然的初始动量,且温度高于周围气温而产生必然浮力，因此能够上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度，因此烟囱的有效高度为：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。烟气释放热计算式中：—烟气热释放率，；—大气压力，98kPa；—实际排烟量，—烟囱出口处的烟气温度，573；—环境大气温度环境大气温度=(273+4)K，大气压力=98kPa环境大气压下的烟气流量：=（m3/s）烟囱直径的计算烟囱出口内径可由下式计算校核流速烟气抬升高度计算由，可得式中：—烟囱出口流速，取20；—烟囱出口内径，；—烟囱出口处平均风速，取10.烟囱的几何高度计算本设计的锅炉燃煤量为3900，依照表2中锅炉总容量与烟囱最低许诺高度的关系，取烟囱几何高度为。锅炉房总容量（）MW烟囱最低允许高度（）<1<201～2～252～4～304～10～73510～207～144020～4014～2845表5-2锅炉房总容量与烟囱最低许诺高度关系烟囱的有效高度为：烟囱阻力计算标准状况下的烟气密度为，那么可得在实际温度下的密度为：烟囱阻力可按下式计算：式中：—摩擦阻力系数，无量纲，本处取；—管内烟气平均流速，；—烟气密度，；—烟囱长度，；—烟囱直径，第6章管道系统的设计计算管径的相关计算假设管道采纳薄皮钢管，管内烟气流速取，那么管道直径式中：—300时的烟气流量，；—烟气流速，；代入相关值得：参照圆形通风管道规格，取为，那么实际烟气流速为摩擦阻力损失计算依照流体力学原理，空气在任何横截面形状不变的管道内流动时，摩擦阻力可用下式计算：式中：—摩擦阻力系数，无量纲；—管内烟气平均流速，；—烟气密度，；—管道长度，设计的是175；—管道直径，；关于薄皮钢管，查阅相关资料的钢管的。代入相关数值得：烟气管道局部阻力损失可按下式计算：式中：—设计弯头个数为6；—局部阻力系数，无量纲；—烟气密度，；—管内烟气平均流速，；在烟气管道中一样采纳的是二中节二端节型90°弯头，其局部阻力损失系数，因此感到局部阻力损失为：管道总阻力损失为：系统总阻力计算系统的总阻力包括烟气在锅炉出口前的阻力、烟囱阻力、管道总阻力与脱硫设备的阻力之和。查相关资料，脱硫设备的阻力为500Pa，一级除尘的阻力为800Pa,二级除尘的阻力位1200Pa，那么系统总压力损失为：第7章通风机、电动机的选择风机风量计算选择通风机的风量按下式计算：式中：—管道计算的总风量，；—考虑系统漏风所附加的平安系数，取。风机风压计算选择通风机的风压按下式计算：式中：—管道计算的总压力损失，；—考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采纳的平安系数，一样管道取～，本设计取；—标定状态下的空气密度，关于引风机；—运行工况下进入通风机时的气体密度。风机功率计算风机功率式中K电机平安系数，取风机效率，取75%机械效率，取=结合通风机风压及总风量，选用引风机的型号及其配套的电机。经选择，本设计采纳Y9-35型锅炉引风机。表7-1Y9-35型引风机性能参数引风机型号流量全压功率Y9-354430～473000550~4540～1050结论通过本次的课程设计，让我个人对烟气除尘脱硫的工艺流程有了加倍深刻