某燃煤锅炉房除尘脱硫系统设计

课程设计说明书某燃煤锅炉房除尘脱硫系统设计专业：环境工程13-1姓名：陈启帆学号：232016年6月1目录1概述...................................................................21.1设计目的..........................................................21.2设计原始资料......................................错误!未定义书签。1.3设计内容..........................................错误!未定义书签。2燃煤锅炉排烟量，烟尘浓度、二氧化硫浓度的计算...........................32.1标准状态下理论空气量..............................................42.2标准状态下理论烟气量..............................................42.3标准状态下实际烟气量..............................................42.4标准状态下烟气含尘浓度............................................52.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算................................53除尘器的选择...........................................................73.1除尘器应该达到的除尘效率..........................................73.2除尘器的选择......................................................73.3脱硫设备的设计与计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈84确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置..............................124.1各装置及管道布置的原则...........................................124.2管径的确定.......................................................125烟囱的设计.............................................................135.1烟囱高度的确定...................................................135.2烟囱直径的计算...................................................135.3烟囱的抽力.......................................................146系统阻力计算..........................................................156.1摩擦压力损失.....................................................156.2局部压力损失.....................................................167风机和电动机的选择及计算...............................................197.1标准状态下风机风量计算...........................................197.2风机风压计算.....................................................197.3电动机功率计算...................................................20参考文献................................................................2121概述1.1设计目的通过本课程设计的综合训练，使环境工程专业学生掌握《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，锻炼学生查阅和收集专业资料和设计手册的技能，培养学生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。1.2设计原始资料1、锅炉耗煤及排烟情况锅炉型号：SZL8-1.25型（共3台）燃煤量：1196kg/h（台）烟气出口处离地面2.5m排烟温度：160℃烟气密度（标态）：1.304kg/m3空气过剩系数：1.40飞灰占煤中不燃分分比例：19%2、煤质分析CY=65.5%，HY=5.5%，OY=4.5%，NY=1%，SY=1%，AY=15.5%，WY=6%，VY=1%3、粉尘粒径分布粒径（μm）15~258~155~83~51~3≤1含量（%）3.64.849.237.14.21.14、气象资料当地气象资料显示：该地区年平均气压97.86kPa；空气中含水（标态）：0.0129kg/m3；年平均气温18.6℃；极端最高气温38.5℃；极端最低气温-1℃。3出口烟气按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）中二类标准执行。烟尘浓度排放标准（标准状态下）：50mg/m3二氧化硫排放标准（标准状态下）：300mg/m31.3设计内容1、基本物料衡算：计算燃煤锅炉排烟量、烟尘浓度、二氧化硫浓度及净化效率的计算；2、净化系统工艺方案的确定；3、主要设备尺寸的计算；4、管网布置及计算：确定各装置的位置及管道的布置，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：根据净化系统处理的烟气量、烟气温度及系统总阻力等的计算，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，约1～1.5万字。7、图纸要求：（1）除尘系统图一张（推荐图幅A2）。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。（2）除尘系统平面图一张（推荐图幅A2）。42燃煤锅炉排烟量、烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1标准状态下理论空气量建立煤燃烧的假定：1.煤中固定氧可用于燃烧；2.煤中硫主要被氧化为SO2；3.不考虑NOX的生成；4.煤中的N在燃烧时转化为N2。标准状态下理论空气量：YYYYaOSHCQ7.07.056.5867.167.4m³/kg式中YC=65.5%，YH=5.5%，YS=1%，YO=4.5%——分别为煤中各元素所含的质量分数。结果为aQ=7.02m³/kg2.2标准状态下理论烟气量标准状态下理论烟气量：YaaYYYYNQQWHSCQ8.079.0016.024.12.11375.0867.1sm³/kg式中aQ——标准状态下理论空气量，kg/m3；YW——煤中水分所占质量分数，6%；YN——N元素在煤中所占质量分数，1%。结果为sQ=7.59kgm/32.3标准状态下实际烟气量标准状态下实际烟气量：assQQQ1016.1m³/kg5式中——空气过量系数；1.40sQ——标准状态下理论烟气量，kg/m3；aQ——标准状态下理论空气量，kg/m3；标准状态下烟气流量Q应以hm/3计，因此，设计耗煤量sQQ结果为sQ=10.44kgm/3hQQ/m24.12486119644.103s设计耗煤量2.4标准状态下烟气含尘浓度标准状态下烟气含尘浓度：sYshQAdCkg/m³式中shd——排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数，19%；YA——煤中不可燃成分的含量；15.5%sQ——标准状态下实际烟气量，kgm/3。结果为C=0.002823/mkg=28203/mmg2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算6s1022QSCYSOmg/m³式中YS——煤中含可燃硫的质量分数；1%sQ——标准状态下燃煤产生的实际烟气量,kgm/3。6结果为2SOC=1915.73/mgm73除尘器的选择3.1除尘器应该达到的除尘效率CCS1C——标准状态下烟气含尘浓度，3/mmg；sC——标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，3/mmg。结果为=98.2%脱硫效率计算：%3.84CC-122soso式中：2soC—标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值为3003mg/m。2soC—标准状态下二氧化硫浓度1915.73mg/m；3.2除尘器的选择工况下烟气流量：TTQQm³/h式中Q——标准状态下的烟气流量，hm/3T——工况下烟气温度，KT——标准状态下温度，273K结果为27316027312486.24'Q=19804hm/35.53600198043600'Qsm/38根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器：选择LDB-70脉冲袋式除尘器，产品性能规格见表3.1表3.1LDB-70脉冲袋式除尘器产品性能规格根据资料得滤袋规格为直径×高：120×5000mm，外形尺寸为长×宽×高：2000×2200×8000mm。（4）袋径及长径比袋径取d=0.12m，滤袋的长度取L=5m，则长径L/D=5/0.12=41.6（5）.工艺中袋式除尘器中滤料面积的计算)(mvqAFv21652601980460（6）确定滤袋尺寸：直径d=0.12m，高度l=5m，则每条滤袋面积a：288.1512.014.3πmdla滤袋条数：个8888.1165aAn过滤面积为A'=错误!未找到引用源。88×1.88=165.42m（7）核算过滤气速min/24.165601980460′υmAQF在2-5m/min的范围内，符合要求。除尘器入口烟气高度设为3m，出口烟气高度为7m3.3脱硫设备的设计与计算型号过滤面积/㎡袋数量/条滤袋规格/（φ×L）设备阻力/Pa过滤效率（%）入口含尘浓度/（g/m³）过滤风速/（m/min）LDB-7013290120×5000＜120099.50%＜151～3外形尺寸（长×宽×高）/mm设备质量/kg喷吹压力处理风量/（m³/h）脉冲数量/个脉冲控制仪2000×2200×80002700（20～40）×1048000～2370020电控91.石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的原理将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%[3]。采用石灰/石灰石浆液吸收烟气中的SO2，分为吸收和氧化两个阶段。先吸收生成的亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化成硫酸钙(即石膏)。该方法的实际反应机理是很复杂的，目前还不能完全了解清楚。这个过程发生的反应如下。吸收：22Ca(OH)OHCaOOH21OH21CaSOSOCa(OH)22322↑COOH21CaSOOH21SOCaCO223223232224)Ca(HSOOH21SOOH21CaSO由于烟气中含有2O，因此吸收过程中会有氧化副反应发生。氧化：在氧化过程中，主要是将吸收过程中所生成的OH21CaSO23氧化称为O2HCaSO24：O2H2CaSOO3HOOH212CaSO242224