燃煤锅炉烟气除尘脱硫系统设计方案

燃煤锅炉烟气除尘脱硫系统设计方案一、设计题目燃煤锅炉烟气除尘系统设计。

二、课程设计的目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行除尘系统设计的初步能力。

通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、CAD绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。

三、设计原始资料锅炉型号：SZL4-13型，1台排烟温度： 160℃烟气密度(标准状态下)：1.34kg/m3空气过剩系数： =1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%烟气在锅炉出口前的阻力：800 Pa当地大气压力：97.86 Kpa冬季室外温度：-5℃空气中含水(排标准状态下)：10g/kg 烟气其它性质按近似空气计算 燃料的工业分析值：YC =85% YH = 4% YS = 1% YO =5% Y N = 1% Y W = 6% Y A = 15% Y V =13%烟尘和SO 2排放标准按《锅炉大气污染物排放标准(GB13271—2001)》执行：烟尘浓度排放（标准标准状态下）：200mg/m 3； 二氧化硫排放标准（标准标准状态下）：900 mg/m 3。

四、计划安排1、资料查询和方案选定1天2、设计计算2天3、说明书编制及绘图2天五、设计内容和要求1、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度计算2、净化系统设计方案的分析确定3、除尘器的选择和比较确定除尘器的类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。

4、管布置及计算：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以及系统总阻力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、系统阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类和功率。

六、成果1、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(工艺管网简图和设备外形图)等内容。

课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等内容，书写工整或打印输出，装订成册。

2、图纸A、除尘器图一张(2号图)。

系统图应按比例绘制、标出设备部件编号，并附明细表。

B、除尘系统平面布置图、剖面布置图各一张(1号或2号)，可以有局部放大图(3号)。

布置图应按比例绘制。

锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但能表明建筑的外形和主要结构形式。

在图上中应有指北针方位标志。

七、主要参考资料1、《大气污染控制工程》2、《市政环境课程设计指导与案例》3、《锅炉大气污染物排放标准》4、《三废处理工程技术手册》（废气卷）前言随着工业的发展，能源的消耗量逐步上升，大气的污染物的排放量相应增加。

燃煤锅炉排放的粉尘和二氧化硫严重地污染了我们赖以生存的环境。

我国的大气是以煤烟型污染为主，其中粉尘与酸雨危害最大。

因此，净化燃煤烟气中的粉尘和二氧化硫是我国改善大气空气质量、减少酸雨的关键问题。

粉尘的危害：粉尘的成分和理化性质是对人体危害的主要因素。

有毒的金属粉尘和非金属粉尘（铬、锰、镐、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以至死亡。

无毒性粉尘对人体亦有危害。

例如含有游离二氧化硅的粉尘吸，入人体后，在肺内沉积，能引起纤维性病变，使肺组织逐渐硬化，严重损害呼吸功能，发生“矽肺”病。

二氧化硫的危害：二氧化硫为一种无色的中等强度刺激性气体。

在低浓皮下，二氧化硫主要影响是造成呼吸道管腔缩小，最初呼吸加快，每次呼吸曼减少。

浓度较高时，喉头感觉异常，并出现咳嗽、喷嚏、咯痰、声哑、胸痛、呼吸困难、呼吸道红肿等症状，造成支气管炎、哮喘病，严重的可以引起肺气肿，甚至致人于死亡。

本设计主要是针对燃煤产生的烟尘和SO2，选用适当的除尘器、脱硫设备、风机、管道和烟囱，对烟气中的污染物进行去除。

使排入空气中的烟尘和SO 2浓度达到《锅炉大气污染物排放标准GB （13271-2001）》中的二级标准。

如表格所示：从经济与效率来看，选择电除尘器更好，所以本设计选用电除尘器。

处理流程图：全效率/％不同粒径（μm ）时的分级效率/％ 0～55～10 10～20 10～44 >44 降室58.6 7.5 22 43 80 90 除尘器65.3 12 33 57 82 91 除尘器84.2 40 79 92 99.5 100 94.5 72 96 98 100 100 97.0 90 94.5 97 99.5 100 器kPa ）99.5 99 99.5 100 100 100 99.799.5100100100100锅炉→除尘器→脱硫装置→风机→烟囱第一章烟气量、空气量的计算1.1每台锅炉燃煤量的计算由锅炉型号SZL4-13各个字母数字可知：SZ——双锅筒纵置式；L——链条炉排；4——额定蒸发量（t/h）；13——额定压力13MPa查资料可知：①1t煤=700kw=0.7MW②4t/h蒸吨量对应锅炉效率为72%③所用2类煤的热值29MJ/kg设计耗煤量=功率×时间÷热值÷效率=4×0.7×3600÷29÷72%=482.8kg/h本设计是一台锅炉，所以耗煤量为482.8kg/h1.2锅炉燃煤所需空气量及产生烟气量的计算1、标准状态下理论空气量：V0a = 8.881Wc+3.329Ws+26.457Wh-3.333Wo8.881×75%+3.329×1%+26.457×4%-3.333×5%=7.6356 m3/kg2、标准状态下理论湿烟气量：V 0f =1.866Wc+11.111 W h +1.24（V 0a ρ0+Ww ）+0.699Ws+0.79 V 0a+0.799 W N =1.866*75%+11.111*4%+1.24（7.5356*10*1.293+6%）+0.699*1%+0.79 V 0a +0.799*1% =8.079 m 3/kg 3、标准状态下实际烟气量V f = V 0f +1.0161（α-1）V 0a=8.079+1.0161（1.4-1）*7.6356=11.1824 m3/kg4、标况下烟气流量Q= V f * 设计耗煤量=11.1824*482.8=5398.8627 m 3/h 工况下烟气流量Q 1=QT T '=5398.8627*5273160273-+=8563 m 3/h=2.38 m 3/s第二章 除尘器的设计计算2.1效率的计算CC S-=1η式中：C ——标准状态下烟气含尘浓度，3/m mg ；S C ——标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，3/m mg 。

2.1.1除尘效率烟尘排放量Q ’=燃料用量（t ）*灰分*dfh （取=20%） =482.8*15%*20%=14.484kg/h烟尘浓度：C 烟尘=烟气量烟尘量=14.484/5398.8627=2682.8mg/m 3除去烟尘效率为：η烟尘=（1－8.2682200）×100%=92.5%2.1.2除硫效率（煤中仅80%的S 转化为SO 2） SO 2浓度：C SO2=Q S M 8.0*2** =8627.53938.0*2*%1*)1*8.482(=1431mg/kg除去SO 2效率为：ηSO2=（1-1431900）×100%=37.1% 2.2电除尘器的设计一般静电除尘器电场风速在0.7 ~1.4m/s,通常取1.0m/s ；趋进速度一般在0.08~0.2 m/s ；集尘极间距设计为200~300mm,放电极与集尘极间距为400mm,电晕极间距取200mm 。

2.3.1集尘极板总面积A=() We -1ln Q -1η=()=⨯⨯36000.15%5.92-1ln 8563 -41.1㎡ 式中：Q 1——工况下的烟气量，m 3/h ；η——除尘效率；We ——趋进速度，取0.15m/s 。

比表面积：f=A Q 1=1.418563=208.3 [m 3/(h •㎡)] 实际集尘极面积：应考虑到处理烟气量、温度、压力、供电系统可靠性等因素的影响，取储备系数K=1.5~2.0，则所需集尘极面积：A`=(1.5~2.0) ×86.25㎡=61.7~82.2㎡，取实际集尘总面积82㎡，则实际比表面积：f`=`1A Q =828563=104.2[m 3/(h •㎡)]。

2.3.2电场断面积 A c =V Q 1=136008563⨯=2.38㎡(电厂风速V 取1.0m/s) 2.3.4极板高度 H=c A =1.54m2.3.5电场断面宽度B=H A c =1.54m2.3.6集尘极集尘极排数：n=1+∆B B =140054.1+mmm =4.85排，取5排。

式中：ΔB ——集尘极间距，取400mm ； B ——电场断面宽度。

集尘极长度：L=()H n A ⨯1-2=()54.11-521.41⨯⨯=3.3m,取4m 。

2.3.7电场的设计设计3个电场，实际安装集尘极个数为3×5=15个，安装后集尘极总面积：A=n ×L ×H=15×4×1.54=92.4㎡停留时间：t=V L =14=4s 工作电压：U=E ΔB=250×300=75KV工作电流：取单个电流密度为i=0.005A/㎡,则I=Ai=41.1×0.005=0.206A第三章 脱硫装置设计计算3.1脱硫装置设计本设计的要求，无论是投资，技术稳定性还是建设的可行性，石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术都有较为明显的优势，具体如下：①脱硫效率高；②引进早，技术成熟，可靠性高；③对煤种变化的适应性强；④吸收剂资源丰富，价格便宜；⑤脱硫副产品便于综合利用。

由于石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术在本设计中体现了较为明显的优势，比其他脱硫工艺更加适合设计的具体情况，所以选择石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。

3.2吸收剂消耗量计算3.2.1净烟气中2SO 浓度在设计煤种情况下，烟气流量为8563 m 3/h ,烟气中2SO 含量为1431mg/m 3,按脱硫效率98%计算，净烟气中2SO 含量：C =2SO C ×﹙1－η﹚=1431×(1-98%)=28.6 mg/m 3式中：2SO C ——标准状态下烟气中二氧化硫的浓度，3/m mg ；η——脱硫效率。

3.2.2石灰石消耗量需要脱除的2SO 物质的量：2SO n =h mol M Q C SO so SO /6.118100064%989.53981431222=⨯⨯⨯=⨯⨯ηh t Pe M R n M SO CaCO /013.0%921010003.16.118/106623=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=--式中：R ——钙硫比，取R=1.03；M ——碳酸钙的分子量；2Q ——工况下的烟气流量，h m /3；Pe ——石灰石纯度；Pe =92%。