大气污染脱硫除尘课程设计

目录

第一章绪论 (1)

第二章设计概述 (2)

2.1 设计任务 (2)

2.2 相关排放标准 (2)

2.3设计依据 (3)

第三章工艺设计概述 (4)

3.1 方案比选与确定 (4)

3.1.1 除尘方案的比选与确定 (4)

3.1.2脱硫方案比选和确定 (5)

3.2 工艺流程介绍 (10)

第四章工艺系统说明 (11)

4.1 袋式除尘系统 (11)

4.1.1 袋式除尘器的种类 (11)

4.1.2 滤料的选择 (11)

4.2 脱硫系统 (11)

4.2.1 石灰石-石膏法 (11)

4.2.2石灰石、石灰浆液制备系统 (12)

4.2.3 脱硫液循环系统 (12)

4.2.4 固液分离系统 (12)

第五章主要设备设计 (13)

5.1 袋式除尘器设计计算 (13)

5.1.1 过滤气速的选择 (13)

5.1.2 过滤面积A (13)

5.1.3 滤袋袋数确定n (13)

5.1.4 除尘室的尺寸 (13)

5.1.5 灰斗的计算 (13)

5.1.6 滤袋清灰时间的计算 (14)

5.2 脱硫设计计算 (14)

5.2.1浆液制备系统主要设备 (14)

5.2.2脱硫塔设计 (15)

5.2.3浆液制备中所需石灰的量 (15)

5.2.3浆液制备中所需水的量 (15)

5.2.4浆液制备所需乙二酸的量 (16)

5.2.5脱硫液循环槽（浆液槽）体积计算 (16)

5.2.6石灰贮仓体积计算 (16)

第一章绪论

随着经济和社会的发展，燃煤锅炉排放的二氧化硫严重的污染了我们赖以生存的环境。由于中国燃料以煤为主的特点，致使中国目前大气污染仍以煤烟型为主，其中尘和酸雨危害最大。随着环保要求的提高，焦化厂脱硫工艺急需完善。焦化厂焦炉煤气中SO2及其粉尘对大气环境的污染问题日趋严重，甚至影响到我国焦化行业的可持续发展。因此，对焦炉煤气进行脱硫除尘的净化处理势在必行。

炼焦技术是将煤配合好装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一段时间后形成焦炭。由此可以看出，在炼焦过程中将产生大量含有二氧化硫和粉尘的烟气，该废气若不经过处理直接排入大气中，不仅会对周围环境产生极大影响，而且导致了原物料的浪费，同时有损企业的形象，所以必须进行脱硫除尘处理。因此将从炼焦炉出来的烟气经过管道收集，通过风机将其引入到脱硫除尘系统中去。

焦化厂生产工艺中产生焦炉废气，焦炉废气中主要含有二氧化硫和粉尘。焦化厂烟气具有二氧化硫浓度变化大，温度变化大，水分含量大的特征，从而使焦炉烟气处理难度加大。

第二章 设计概述

2.1 设计任务

某焦化厂生产时间为6:00~22:00，生产工艺中将产生焦炉废气。每日生产中最大排放废气量为10000m 3N /h 。焦炉废气中含有焦炉粉尘浓度为15g/m 3，粉尘粒径比较均匀，平均分布大致为18-5μm 。初始废气中SO2浓度为7g/m 3，初始废气温度为393K ，烟气其余性质近似空气。请设计该生产废气的治理方案，并提交完整的工业废气治理方案报告书。

2.2 相关排放标准

根据《大气污染物综合排放标准》GB 16297-1996表中的标准得出表2.1的数据。

注：以上采用大气污染物综合排放标准中的二级标准

根据《 炼焦炉大气污染物排放标准》GB 16171-2012，二氧化硫与烟气的排放限值见表2.2

综上，粉尘排放浓度为150mg/m 3；二氧化硫排放浓度为200mg/m 3。 总除尘效率计算：

%1001

2

1⨯-=G G G η

式中 G 1，G 2：分别为除尘器入口和出口的粉尘浓度，mg/m 3。 带入G 1=15000mg/m 3；G 2=150mg/m 3计算：

%0.99%10015000

150

15000=⨯-=

η

总脱硫效率计算：

%1001

2

1⨯-=

C C C ϕ

式中 C 1，C 2：分别为吸收塔进口和出口处的二氧化硫浓度，mg/m 3。 带入C 1=7000mg/m 3；C 2=200mg/m 3计算：

%1.97%1007000

200

7000=⨯-=

ϕ

2.3设计依据

二氧化硫排放浓度≤200mg/m 3，脱硫效率≥97.1%； 烟尘排放浓度≤150mg/m 3，除尘效率≥99.0%； 处理烟气量≥1000010000m 3N /h ； 工厂主要设备应能连续工作16h 。

第三章工艺设计概述

3.1 方案比选与确定

3.1.1 除尘方案的比选与确定

除尘器可分为两大类：干式和湿式。干式包括重力沉降室、惯性除尘室、电除尘器、袋式除尘器、旋风除尘器；湿式除尘器包括喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器。

目前，常见的是机械除尘器、旋风除尘器、多管除尘器、水膜除尘器、袋式除尘器、电除尘器。

近几年国内外几种烟气除尘技术主要性能参数比较见表3.1

表3.1 几种烟气除尘技术的主要相关性能参数

根据上表和设计任务可以得出，在效率上只有袋式除尘器和电除尘器能够达到，而电除尘器电消耗大，成本高，大多是发电厂除尘采用，袋式除尘器去除效率高，市场拥有率大，运行稳定，适应能力强，被广泛使用于各种工矿企业的除尘净化设备。故本设计采用袋式除尘器。

3.1.2脱硫方案比选和确定

（1）石灰石—石膏法烟气脱硫工艺

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% 。

（2）旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺

喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。

（3）磷铵肥法烟气脱硫工艺

磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程