大气污染控制工程课件设计2014

大气污染控制工程课程设计任务书一、设计题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘脱硫系统设计。

二、设计任务燃煤锅炉燃烧过程排放的烟气中含有大量的烟尘和二氧化硫，如不采取有效的治理措施，将会对周围大气环境及居民健康造成严重影响与危害。

因此，本设计结合燃煤锅炉烟气排放特点，根据所提供的原始参数及资料，拟设计一套燃煤采暖炉房烟气除尘系统。

要求设计的净化系统效果好、操作方便、投资省，且出口烟气浓度达到锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准，即：烟尘排放浓度≤200mg/Nm3、SO2排放浓度≤900mg/Nm3。

三、原始资料锅炉型号：SZL4-13型，额定蒸发量2.8MW/h设计耗煤量：见附表。

排烟温度：180℃烟气密度（标准状态下）：1.50kg/m3空气过剩系数：α＝1.3排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的比例，见附表。

烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：970hPa冬季室外空气温度：2℃空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3烟气其它性质按空气计算。

燃煤煤质如下表所示。

表燃煤煤质（按质量百分含量计，%）组别C Y H Y S Y O Y N Y W Y A Y V Y(1) 68 4 1 5 1 6 15 13(2) 68 4 1.2 5 1 6 14.8 13(3) 68 4 1.4 5 1 6 14.6 13(4) 68 4 1.6 5 1 6 14.4 13(5) 68 4 1.8 5 1 6 14.2 13(6) 68 4 2 5 1 6 14 13净化系统布置场地如下图所示的锅炉房北侧20m以内。

四、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。

（2）净化系统设计方案的分析确定。

（3）除尘或脱硫设备的比较和选择：确定除尘或脱硫设备的类型、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。

2、绘制设计图（提供其中一份图纸）（1）工艺流程示意图。

（2）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）。

（3）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。

（4）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。

五、提交成果（1）完成设计说明书1份。

（2）附图CAD图纸（只需提供其中一份图纸）：工艺流程图1张、平面布置图1张、除尘或脱硫系统图1张、主要除尘或脱硫设备剖面图1张。

注意，图纸的标注与设计说明书相匹配。

六、提交截止时间和途径（1）截止到2014年4月20日24：00（2）通过网路平台提交：，登录后选择：课程设计（二）《大气污染控制工程》课程设计基本参数姓名锅炉台数（台）设计耗煤量kg/(h·台）烟尘的排放因子（％）煤质组别查文红 2 650 30（1）柴明星 3 650 29（2）陈梦娜 2 650 28（3）陈天扬 3 650 27（4）陈威 2 650 26（5）陈友墙 3 650 25（6）高赛 2 650 24（1）葛泽彬 3 650 23（2）韩宏阳 2 650 22（3）何佳敏 3 650 21 （4）黄竹君 2 650 20 （5）林成烽 3 650 30（6）林元该 2 650 29（1）凌城霄 3 650 28（2）刘美萍 2 650 27（3）刘石宏 3 650 26（4）马杭卿 2 650 25（5）茅春辉 3 650 24（6）戚盼盼 2 650 23（1）沈郴晨 3 650 22（2）沈莉 2 650 21 （3）沈奕昕 3 650 20 （4）舒娟 2 650 30（5）宋丹娜 2 50030（2）陶威靖 3 50029（3）王栋 2 50028（4）王毅 3 50027（5）吴纯杰 2 50026（6）谢军 3 50025（1）徐觉增 2 50024（2）徐林丽 3 50023（3）许淑林 2 50022（4）杨建邦 3 50021 （5）杨凯薇 2 50020 （6）余翔 3 50030（1）俞主强 2 50029（2）詹玲君 3 50028（3）张爱蓉 2 50027（4）张福亿 3 50026（5）张敏捷 2 50025（6）张权 3 50024（1）郑娴 2 50023（2）周虹燕 3 50022（3）周明峰 2 50021 （4）周舟 3 50020 （5）设计计算参考：（一）烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1.标准状态下的理论空气量Ｑａˊ＝4.76（1.867ＣY＋5.56H Y＋0.7ＳY－0.7ＯY）（ｍ3／㎏）式中ＣY，ＣY，ＳY，ＯY――分别为煤中各元素所含的质量分数。

2.标准状态下的理论烟气量Ｑｓˊ＝1.867（ＣY＋0.375S Y）＋11.2ＨY＋1.24ＷY＋0.016Ｑａˊ＋0.79Ｑａˊ+0.8N Y （ｍ3／㎏）式中Ｑａˊ--标准状态下的理论空气量，ｍ3／㎏ＷY—煤中水分所占质量分数，%N Y –N元素在煤中所占质量分数，%3.标准状态下实际烟气量Ｑｓ =Ｑｓˊ+ 1.016(α－1) Ｑａˊ（ｍ3／㎏）式中α—空气过量系数注意：标准状态下烟气流量Q以ｍ3／h计，因此，Q =Ｑｓ×设计耗煤量。

4.标准状态下烟气含尘浓度C =( d sh×A Y )/Ｑｓ (㎏/ｍ3)式中 d sh–-排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数；A Y --煤中不可燃成分的含量5.标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算Cso2 =(2S Y)/ Ｑｓ×106 (mg/ｍ3)S Y --煤中可燃硫的质量分数（二）系统中烟气温度的变化当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。

除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。

1.烟气在管道中的温度降Δt1 = (q×F)/(Q×C V) ( ˚C )式中Q—标准状态下烟气流量Q, ｍ3／hF—管道散热面积，ｍ2C V --标准状态下烟气比热容（一般为1.352～1.357kJ/m3.˚C）q—管道单位面积散热损失室内q = 4187 kJ/（ｍ2·h）室外q = 5443 kJ/（ｍ2·h）2. 烟气在烟囱中的温度降Δt2 = (H×A)/(D1/2) ( ˚C )式中D—合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和, t／hH—烟囱高度，ｍA -–温降系数，可由表1-1 查得。

表1-1烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱H<50m壁厚< 0.5m砖烟囱壁厚> 0.5mA 2 0.8 0.4 0.2（三）除尘器的选择1. 除尘器应达到的除尘效率η= 1－Cs/C式中Cs---标准状态下烟气含尘浓度，(mg/ｍ3)C-- 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，(mg/ｍ3)2.除尘器的选择根据烟尘的粒径分布和种类、工况下的烟气量、烟气温度计要求达到的除尘效率定除尘器的种类、型号及规格。

确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。

（四）确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置1.各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。

一旦确定了各装置的具体位置，管道的布置也就基本可以确定了。

对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。

2.管径的确定d = (4Q/πv)1/2式中Q—工况下管内烟气流量，m3/sv—烟气流速，m/s ，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v = 10～15 m/s）。

管径计算出以后，要进行圆整（查手册），再用圆整后的管径计算出实际烟气流速。

实际烟气流速要符合要求。

（五）烟囱的设计1. 烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定（表1-2）确定烟囱的高度。

表1-2 锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力（t/h） <1 1～2 2～6 6～10 10～20 26～35烟囱最低高度（m）20 25 30 35 40 452. 烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算d = 0.0188 ( Q/v)1/2 (m)式中 Q----通过烟囱的总烟气量，m 3/hv----按表1-3选取的烟囱出口烟气流速，m/s 表1—3 烟囱出口烟气流速 通风方式 运 行 情 况全负荷时 最小负荷 机械通风 10～20 4 ～ 5 自然通风6 ～102. 5 ～ 3烟囱底部直径d 1 = d 2 + 2·i ·H ( m ) 式中d 2--- 烟囱出口直径，mH--- 烟囱高度，mi --- 烟囱锥度，通常取 i = 0.02 ～ 0.03 3. 烟囱的抽力 Sy = 0.0342 H （K t +2731—Pt +2731）·B (Pa)式中 H---- 烟囱高度，mt K ---- 外界空气温度，˚Ct P ---- 烟囱内烟气平均温度，˚C B---- 当地大气压，Pa（六） 系统阻力的计算1．摩擦压力损失Δp L = λ·L/d ·ρv 2/2 (Pa) 式中 L---管道长度，m ;d---管道直径，m ;ρ---烟气密度，㎏/m3 ;v ---管中平均气流速率， m/s ;λ--- 摩擦阻力系数 ，可以查手册得到（实际中对金属管道λ值可取0.02，对砖砌或混凝土管道λ值可取0.04） 2. 局部压力损失Δp m = ξ·（ρv 2/2 ） （Pa ）式中 ξ---异型管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过试验获得。

（七） 风机和电动机选择计算1.风机风量的计算Qy =1.1 Q ×273273P t + ×B325.101 ( m 3/h) 式中1.1--- 风量备用系数；Q---- 标准状态下风机前表态下风量，m 3/h ；Tp--- 风机前烟气温度，˚C ，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度； B --- 当地大气压力，kPa 2. 风机风压的计算 Hy = 1.2 (∑Δh －Sy ) (Pa) ×Y P t t ++273273×B 325.101×Yρ293.1 （Pa ）式中 1.2 --- 风压备用系数；Δh --- 系统总阻力，PaSy --- 烟囱抽力，Patp --- 风机前烟气温度，˚Cty --- 风机性能表中给出的试验用气体温度，˚Cρy --- 标准状况下烟气密度，1.34 ㎏/m3计算出风机风量Qy和风机风压Hy后，可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需的风机型号。