电炉烟气除尘工艺设备说明书

某厂电炉烟气除尘工艺设计1.2基本资料烟气流量：30000m3/h；烟气温度：350-550℃；含尘浓度：3-5g/m3；当地大气压力：98.86kPa；按工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中三类区标准执行；场地布置无限制；烟气、烟尘性质：烟尘成分/%SiO2FeOMgOAl2O3CaOC约90约3约10.2～1.50.4～13～41.设计方案的选择确定2.1除尘器形式圆袋式袋式除尘器：除尘效率一般可达99％以上。效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。同时在结构形式、滤料、清灰方式和运行方式等方面也都到了不断地发展。2.2除尘器工作原理含尘气流从下部孔板进入滤袋内，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排气口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动、烟尘粒度/%烟气成分(理论体积分数)/%1μm1～10μm10～40μmCO2H2ON2O28857约31～275～785～182反吹风等的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。虽然它是最古老的除尘方法之一，但由于它的效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而应用广泛。2.3滤料的选择玻璃纤维的特点是耐高温（使用温度为230-280℃）吸温性及延伸性小，抗拉强度大，耐酸性好，造价低。但不耐磨不耐碱，其致命弱点是抗折性小。基于以上特点袋式除尘器滤料为中碱玻璃纤维。2.4清灰方式逆气流清灰：逆气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。过滤操作过程与机械振动清灰式相同，但在清灰是时要关闭含尘气流，开启逆气流进行反吹风。此时滤袋变形，沉积在滤袋内表面的灰层破坏、脱落。通过花板落入灰斗。安装在滤料内的支撑环可以防止滤袋完全被压扁。逆气流清灰袋式除尘器的过滤风速一般为0.3-1.2m/min，压力损失控制范围为1000-1500Pa。这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小的玻璃纤维滤袋的情况。袋式除尘器的使用情况粉尘种类纤维种类清灰种类过滤气速（m/min)粉尘比阻力系数[N.min/(g.m)]电炉玻璃纤维逆气流机械振动0.46-1.227.5-11.92.工艺结构和附属设备的计算3.1冷却器的设计计算3.1.1冷却器的类型：间接水冷列管冷却器，热流体进口温度为550℃，出口温度为240℃；冷却水进水口30℃，出口温度70℃。选用25×2.5碳钢冷却管。33.1.2确定物性数据循环水：ci=988.1kg/m-3Cp=4.174kj.kg-1.k-13.1.3平均传热温差Ctttttm6.3263024070550ln)30240()70550(ln21213.1.4热流量Q烟气量=30000m³/h标况下烟气量：hmhmV/10000/4.99512735502733000033烟气放出热量：hkJQ/1027.4)240564.29550835.30(4.2227335.10186.985502733000063.1.5传热系数近似取值为k=17.5w/(m2·K)，1w=3.6kJ/h.3.1.6计算冷却器的冷却面积：265.2076.36.3265.171027.4'mtKQSm考虑15%的面积裕度，S=1.15S'=238.7㎡3.1.7冷却水用量Wi=htCQipi/kg99.2557430-70174.41027.46）（43.1.8工艺结构尺寸3.1.8.1管径:选用25×2.5冷却管（碳钢）。管内流速u=0.50m/s。3.1.8.2管程数和传热管数依据传热管径内径和流速确定单程传热管数ns=（根）467.4550.0020.0785.036001.98899.2557442u2idV按长圆管计算，所需的传热管长度为mndSlso1.6646025.014.37.238按单程管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长为L=7m，则该冷却器管程数为Np=管程）(104.971.66lL冷却器总管数N=46×10=460（根）3.1.8.3传热管排列共460根管道，管程为10，则用4×12的排列分布。取管间距500mm.3.1.9冷凝器灰斗设计，设4个灰斗：上口外形尺寸：长：mm1300)12(5002400宽：mm1300)12(5002400下口尺寸选：200×200高：mmmmtg9706.952605.0)2001300(冷却器出口烟气量为：hmhmV/18800/2.18791)240273(2731000033冷考虑管道及冷却期漏风率为1.2，则实际烟气量为：5hmV/225602.1188003'冷3.2除尘设备设计计算3.2.1除尘器应达到的除尘效率CCs1式中C——标准状态下烟气含尘浓度，)/(3mmg；sC——标准状态下电炉烟尘排放标准中规定值，)/(3mmg。代入C=1544,sC=200,得＝1-200/1544=98.70%3.2.2过滤面积：根据含尘浓度、滤料种类及清灰方式等，即可确定过滤气速Vf并得出总过滤面积。FvVq60'min/m2.160h/2560m23㎡3.313式中：qv——预处理的烟气量，22560m³/h；Vf——过滤气速。逆气流反吹清灰：vf,=1.2m/min。3.2.3除尘器设计滤袋尺寸：选择圆筒形滤袋，300mm，高度l=3m；每条滤袋的面积：a=πdl=2.83㎡;滤袋条数：n=A/a=313.3/2.83=111条。按4×4规格分成7个室，则实际滤袋条数为4×4×7=112条。每组内相邻两滤袋以及滤袋与外壳之间的距离取60mm，同组内分室与分室之间以及滤袋与外壳6之间的距离取700mm。组与组之间取1000mm。实际过滤面积为A=a×n=316.96㎡。实际过滤气速为Vf=1.18m/min。逆气流袋式除尘器规格过滤风量（m³/h)过滤面积m2滤袋直径（mm）滤袋高度（m）滤袋个数分室数效率％外型尺寸长×宽×高(mm)过滤气速(m/min)清灰方式30000316.963003.016×7798.78100×4000×50001.18逆气流清灰3.2.4灰斗计算上口尺寸：长：mm1380)14(604300宽：mm1380)14(604300下口尺寸取：200×200高：mmmmtg10509.1021605.0)2001380(所有尘室一起工作时过滤速度为：min/19.160744330.014.322560mFVvf除满清灰时的过滤风速为：min/39.160644330.014.322560mFVvf清除清3.3管网布置及计算：3.3.1进气管：除尘系统进气速度一般为15～25m/s，本设计采用20m/s，则进气管直径：mmQD6.72836002014.33000043600v4π进查“全国通用管道计算表”圆形通风管道规格，取内径D=800mm，壁厚取2mm。则实际风速为：7smvg/6.1636008.014.330000423.3.2排气管：除尘器出口风量计算：/hm5944215.10256215.1V3除排V（除尘系统的漏风率取1.15）除尘系统排气速度一般为2～5m/s，设计采用3.5m/s，则排气管直径为：mmD19.26136005.314.3259444排选取圆型通风管内径1600mm，壁厚5mm。则实际风速为：smvg/6.336006.114.3449524223.4阻力计算：1～2段：为电炉烟气通向冷凝管的管道。管内烟气参数为：V1～2=30000m3/h，T=550℃；则此时的粘度和密度分别为：μ1～2=4.31×10-5Pa·s；ρ1～2=0.512kg/m3；管道风速有关经计算可知，取17.7m/s；则Re和相对粗糙度为：相对粗糙度：000188.080015.0d雷诺数：552-12-11058.11031.4512.06.1680.0Regd查表得：λ=0.0180PavdlPg7.1226.16512.080.00180.082222~12~12~1进2～3段：为表面冷却器。⑴表面冷却气入口管内气体参数为：V2～3=30000m3/h，T=550℃；此时烟气粘度和密度为发生变化，则Re和相对粗糙度为：85521015.341031.4512.0436004.014.33000044.0Re0004.040015.0d查表得：λ=0.0180PadlP2.60326.16512.04.0018.01902436004.014.3320004223~23~23~2冷⑵表面冷却器出口管内气体参数为：V2～3=22560m3/h，T=240℃。此时，由于温度降低，烟气的粘度和密度都随之变化，分别别为：μ2～3=2.6×10-5Pa·s；ρ2～3=0.467kg/m3，管道风速为：smv/5.12436004.014.32256042出则Re和相对粗糙度为：5521058.34106.2467.0436004.014.32256044.0Re0004.040015.0d查表得：λ=0.0175PadlP1.2422436004.014.3225604467.04.00175.01902436004.014.3225604223~23~23~2冷综上，换热器阻力在242.1Pa～603.2Pa之间，计算时取550Pa。3～4段：管内烟气参数为：V3～4=22560m3/h，T=240℃，管径为800mm；9此时烟气性质与冷却器出口基本一致，因此近似取粘度和密度为：μ3～4=2.6×10-5Pa·s；ρ3～4=0.467kg/m3，烟气速度为：smv/5.12360080.014.32256042Re和相对粗糙度为：551080.1106.2467.05.1280.0Re0002.0800015.0d查表得：λ=0.0165PaP63.225.12467.080.00165.050.324~34～5段为布袋除尘器，设计阻力位1250Pa。5～6段：管内烟气参数为：V5～6=25944m3/h，T=240℃，管径为1600mm；此时烟气性质与冷却器出口基本一致，因此近似取粘度和密度为：μ5～6=2.6×10-5Pa·s；ρ5～6=0.467kg/m3，Re和相对粗糙度为：551003.1106.2467.06.36.1Re0001.0160015.0d查表得：λ=0.0164PaP062.026.3467.06.10164.00.226~5则管路摩擦总阻力为：PaPPi992.568062.063.25503.163.5局部阻力：1～2段:管径为800mm，45°弯头1个。此段参数为:V1～2=30000m3/h,T=550℃，μ1～2=4.31×10-5Pa·s，ρ1～102=0.512kg/m3。PaP7.2426.16512.035.0222'2~12～3段:为冷却器管径为400mm，回弯头8个。PaP3.80926.162467.0512.05.18222'2~1）（3～4段:管径为800mm，45°弯头2个。此段参数为：V3～4=22560m3/h，T=240℃，μ3～4=2.6×10-5Pa·s，ρ3～4=0.467kg/m3，烟气速度为：12.5m/s。PaP5.2525