某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计 大气课程设计

大气课程设计学校：洛阳理工学院指导老师：刘琼姓名：徐亚楠学号：B11070204洛阳理工学院课程设计（论文）目录一、设计概况....................................................31.1设计目的............................................31.2设计资料............................................31.3设计内容及要求.....................................4二、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算..........4三、净化系统设计方案的分析确定.............................6四、除尘脱硫设备的比较和选择...............................74.1除尘器的选择和设计.................................74.2脱硫设备设计......................................9五、管网的布置及计算.........................................105.1管道布置原则......................................105.2管道管径计算......................................105.3烟囱设计..........................................115.4系统阻力计算......................................13六、风机和电机的选择设计.....................................136.1泵的选择.........................................136.2风机风量计算.....................................146.3风机风压计算.....................................146.4电机功率计算.....................................15七、总结........................................................15八、主要参考文献..............................................16洛阳理工学院课程设计（论文）摘要：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。我国随着经济的快速发展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物等有毒有害的污染物质急剧增多。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染甚至已经直接影响到人们的身体健康。通过设计合适的除尘脱硫系统对烟气进行处理，从而尽量使排放的烟气污染物浓度达标，而不至于污染环境和危害人体健康。关键词：燃煤锅炉除尘脱硫课程设计一、设计概况1.1、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。培养运用理论知识进行净化系统设计的初步能力，使我们掌握《大气污染控制工程》课程所要求的基本设计方法，具备初步的大气污染控制工程方案及设备的独立设计能力，锻炼我们查阅和收集专业资料和设计手册的技能。培养我们综合运用所学的理论知识，独立分析和解决大气污染控制工程实际问题的实践能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养我们确定大气污染控制系统的设计方案，进行设计计算、使用技术资料、绘制工程图、编写设计说明书的能力。1.2、设计原始资料1.锅炉型号：SZL10-1.6型(共3台)2.燃煤量：1550kg/h（台）3.空气过剩系数：1.364.当地大气压：98kPa5.飞灰占煤中不燃分比例：18%6.排烟温度：150℃7.烟气密度（标态）：1.3kg/m38.烟气出口处离地面2.5m9.年平均气温18.6℃；极端最高气温39.9℃，极端最低气温-1.9℃；10.空气含水（标况）：0.016kg/m311.烟气其他性质按空气计算12.煤的工业分析值：CY=67.85%,HY=4.12%,OY=5.56%,SY=2.52%,AY=16.12%,WY=3.83%13.烟气中烟尘颗粒粒径分布：14.按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：≤200mg/m3;标准状态下SO2浓度排放标准：≤900mg/m3;1.3、设计内容及要求1、编写设计计算书设计计算内容包括以下几方面：（1）燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。粒径/μm15~258~155~83~51~3≤1含量/%3.64.859.227.14.21.1洛阳理工学院课程设计（论文）（2）净化系统设计方案的分析确定。（3）除尘脱硫设备的比较和选择：确定除尘脱硫设备的类型、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及系统总阻力。（5）风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、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）需要说明的其他问题。（7）编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，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。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，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。不少于4000字。2、绘制设计图（1）工艺流程示意图。（1）平面布置图。应按比例绘制，锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但应能表明建筑外形和主要结构型式。在平面布置图中应有方位标志（指北针）。（2）锅炉烟气除尘脱硫系统图。应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。（3）主要除尘脱硫设备剖面图。只需标出设备的主要性能参数（主要尺寸），内部结构不用细画。二、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算燃煤量：1550×3=4650kg/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/mol洛阳理工学院课程设计（论文）CHOS水灰分67.854.125.562.5210.3016.1256.5420.60——0.79————56.5410.30-1.740.790.57——56.5420.60——0.790.57——合计65.89(1)标准状态下理论空气量理论空气量：65.89×4.78=314.95(mol/kg)标准状态下的体积为:314.95×22.4×10-3=7.06m3/kg(2)标准状态下理论烟气量理论烟气量：65.89×3.78+56.54+20.6+0.79+0.57=327.56mol/kg标准状态下理论烟气体积：327.56×22.4×10-3=7.34m3/kg(3)标准状态下实际烟气量在空气过剩系数α=1.36时：实际烟气量：7.34+7.06×（1.36-1）=9.88m3/kg4650kg煤的烟气量：4650×9.88=45949.44m3/h(4)工况下总烟气量)/(71196.39101.325/98423/27345949.44)/(''33hmhmTQTQ每台烟气量:71196.39/3=23732.13m3/h(5)标准状态SO2的浓度：2SOC=0.79×64×103÷9.88=5117.41mg/m3(6)标准状态烟气浓度：161.2×103×18%/9.88=2936.84mg/m3(7)实际烟气浓度:2936.84×423/273×101.325/98=4704.88mg/m3(8)除尘效率计算:.75%5988)(200/4704.-11CCs式中：C—烟气含尘浓度，mg/m3N；Cs—锅炉烟尘排放标准中规定值，200mg/m3N。(9)脱硫效率计算%42.8241.5117/900-1'122CsosoC式中：C´SO2——标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，9003/mmg。洛阳理工学院课程设计（论文）sCSO2——标准状态下二氧化硫浓度，5.117411033/mmg；三、净化系统设计方案的分析确定本组资料中，燃煤锅炉为三台。粉尘捕集后的气体进入脱硫塔，以湿式石灰石/石灰－石膏法进行脱硫处理。处理后的达标烟气通过风机的作用从烟囱排放入大气中。工艺流程图见附图。脱硫除尘工艺比较选择：脱硫除尘工艺比较表脱硫工艺湿法半干法干法石灰石石膏法钠法双碱法氧化镁法氨法海水法喷雾干燥炉内喷钙循环流化床等离子体脱硫效率/%90～9890～9890～9890～9890～9870～9070～8560～7560～90≥90可靠性高高高高一般高一般一般高高结垢易结垢不结垢不结垢不结垢不结垢不结垢易结垢易易不结垢堵塞堵塞堵塞不堵塞不堵塞不堵塞不堵塞堵塞堵塞堵塞不堵塞占地面积大小中小大中中中中中运行费用高很高一般低高低一般一般一般一般投资大小较小小大较小较小小较小大通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析:石灰石-石膏法工艺非常成熟,因此,本方案选用石灰石石膏法工艺。洛阳理工学院课程设计（论文）四、除尘脱硫设备的比较和选择4.1除尘器的选择烟气的预除尘设备一般选用重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、多管旋风除尘器和喷淋洗涤塔等。表4-1该锅炉粉尘粒径分布表本性能4-2除尘设备的分类及基本性能表4-3效率较高的除尘器对不同粒径粉尘的除尘效通过粒径、风量等各方面的比较，旋风除尘器管理、制作方便，体积小、价格便宜，因此，选用旋风除尘器的XCZ型组合旋风除尘器。4.1.1旋风除尘器的结构设计及选用1、尺寸计算（1）烟气处理量：Q=71196.39(m3/h)粒径/μm15~258~155~83~51~3≤1含量/%3.64.859.227.14.21.1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0.5～195～991000～1500中上多·0~55~1010~2010~44＞44长椎体旋风除尘器84.240799299.5100电除尘器97.09094.59799.5100文丘里洗涤器99.59999.5100100100袋式除尘器99.799.5100100100100洛阳理工学院课程设计（论文）（2）初步选用XLP/B型旋风除尘器，处理烟气量大，将选用11个并联，取ξ=5.8每个烟气处理量：71196.39/11=6472.4m3/h)u=(2△P/ρξ)0.5={2×900/（1.3×5.8）}0.5=15.45m/s在这里取u=16m/s△P=876﹤900Pa进口面积A=Q/u=6472.4/16/3600=0.1124m2根据XLP/B型旋风除尘器尺寸比例入口宽度b=(A/2)0.5=0.237m筒体直径D=3.33b=0.789m参考XLP/B型旋风除尘器产品系列①，取D=820mm,则是XLP/B-8.2-Y型号参数见表XLP/B型旋风除尘器外形尺寸(3)选型论证a×b=0.1201m2入口风速u=Q/A=14.98m/s旋风除尘器压力损失：△P=ξu2ρ/2=845.90PaXLP/B型旋风除尘器的分割粒径、分级效率和总效率的计算dc=(18×µ×vr×r0/ρp×vto2)1/2=(18×2.4×10-5×0.56×0.1715/2.1×103×22.44)1/2=2.97µm平均粒径/μm0.5246.511.520粒径分布/％1.14.227.159.24.83.6分级效