大气课程设计

大气污染控制工程

课程设计报告

30、武汉钢铁公司火力发电厂锅炉的烟气治理

*名：***

学号：**********

专业：环境工程

指导教师：***

2013年11月25日

1、设计任务

1.1 设计题目

发电厂锅炉的烟气治理系统设计

1.2 设计原数据

2台670T/h的燃煤锅炉（WCZ670/73.7-87型）排放的烟气，烟气量为Q ＝161.5×104m3/h，含尘浓度为19.62g/Nm3，SO2浓度为6.72 g/Nm3。烟尘浓度和SO2排放达到空气质量二级标准。废气最终排放温度为420℃，当地年平均气温为22.3℃。

设计要求

（1）根据已知的气象条件，计算出各方向的污染系数，求得最佳位置，以免污染到居民区。

（2）计算脱硫装置的主要设备尺寸。

（3）计算和选择风机型号及风管管径。

（4）烟囱的排放口直径3.0m，试确定烟囱高度。

1.3 设计内容及要求

（1）根据已知的气象条件，计算出各方向的污染系数，求得最佳位置，以免污染到居民区。

（2）计算脱硫装置的主要设备尺寸。

（3）计算和选择风机型号及风管管径。

（4）烟囱的排放口直径3.0m，试确定烟囱高度。

2、设计计算

2.1 计算烟气各方向的污染系数

2.1.1 污染系数计算公式

污染系数=风向频率/平均风速

2.12 污染系数计算表格

置为居民区的西北方向。

2.2 脱硫设备的设计与计算

2.2.1 石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的原理

采用石灰/石灰石浆液吸收烟气中的SO 2,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)O H CaO =+ O H 2

1O H 21CaSO SO Ca(OH)22322+•=+ ↑+•=++223223CO O H 2

1CaSO O H 21SO CaCO 232224)Ca(HSO O H 2

1SO O H 21CaSO =++• 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O H 2

1CaSO 23•氧化称为O 2H CaSO 24•： O 2H 2CaSO O 3H O O H 212CaSO 242224•=++•

由于在吸收过程中生成了部分23)Ca(H SO ，在氧化过程中，亚硫酸氢钙也被氧化，分解出少量的2SO ： 2242223SO O 2H CaSO O H O 21)Ca(HSO +•=++

设备运行过程中的可能出现问题：设备腐蚀，结垢和堵塞，除雾器的堵塞。

2.2.2 石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的工艺流程

石灰石/石灰法湿式烟气脱硫技术的工艺流程如图1所示。锅炉烟气经除尘、冷却后送入吸收塔，吸收塔内用调配好的石灰石或石灰浆液洗涤含2SO 的烟气，洗涤净化后的烟气经除雾和再热后排放。吸收塔内排出的吸收液流入循环槽，加入新鲜的石灰石或石灰浆液进行再生。

图1石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的工艺流程

2.2.3 吸收塔内流量计算

假设吸收塔内平均温度为80℃,压力为120KPa,则吸收塔内烟气流量为:

式中：—喷淋塔内烟气流量，m3/s ；

—标况下烟气流量，m3/s；

K—除尘前漏气系数，0～0.1；

代入公式得：Q=1615000/3600*(273+80)/273*101.325/120*(1+0.05)=514.3M2

2.2.4吸收塔径计算

依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择喷淋塔内烟气流速v=3m/s，则喷淋塔截面A为：A=514.3/3=171.4M2 则塔径d为：d2=4*171.4/3.14=218.34, D=14.8 取塔径D=15m

2.2.5 吸收塔高度计算

喷淋塔可看作由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。

依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=3s ，则喷（1）

(1)淋塔的吸收区高度为：

吸收区一般设置3—6 个喷淋层.每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2m ，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 。

（2）除雾区高度：除雾器用来分离烟气所携带的液滴,在吸收塔中,由上下两极除雾器(水平或菱形) 及冲水系统(包括管道、阀门和喷嘴等) 构成。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最后一层喷淋层到除雾器的距离1m,除雾器的高度为2.5m ,除雾器到吸收烟道出口的距离为0.5m 。

则取除雾区高度：H 2=4m

(3)浆池高度

浆池容量V 1按液气比浆液停留时间t 1确定：

式中： G L —液气比，一般取15~25L/m3；取15L/m3

Q —标况下烟气量，h m 3

；

t 1—浆液停留时间，s ； 一般t 1为min 8~min 4，本设计中取值为min 5，则浆池容积为：

V1=15*1615000*5/60/1000=2018.75m3

选取浆池直径等于或略大于喷淋塔D 0，本设计中选取浆池直径D1为8m ，然后再根据V 1计算浆池高度：

2

1114D V H π= 式中：h 0—浆池高度，m ；

V 1—浆池容积，3m ；

D 0—浆池直径，m ；

H1=4*2018.75/3.14/14.8/14.8=11.74m

从浆池液面到烟气进口底边的高度为0.8

2m 。本设计中取为1.5m 。