课程设计初稿

2011年春季学期

环境工程XXXX级大气污染控制工程

课题：燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计

姓名：

学号：

指导教师：

XXXX年X月X日

目录

1前言

2设计原始数据

3 除尘工艺系统设计与计算

3.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算

3.1.1标准状态下理论空气量

3.1.2标准状态下理论烟气量

3.1.3标准状态下实际烟气量

3.1.4标准状态下烟气含尘浓度

3.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算

3.2净化系统设计方案的分析确定

3.2.1除尘器应达到的除尘效率

3.2.2除尘脱硫设备选择

3.3温降的计算

3.3.1烟气在管道中的温度降

3.3.2烟囱高度的确定

3.3.3烟气在烟囱中的温度降

3.4确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置

3.4.1各装置及管道布置的原则

3.4.2管径的确定

3.5烟囱的设计

3.5.1烟囱直径的计算

3.5.2烟囱底部直径的计算

3.5.3烟囱的抽力

3.6系统阻力的计算

3.6.1摩擦压力损失

3.6.2局部压力损失

3.7风机和电动机选择及计算

3.7.1风机风量的计算

3.7.2风机风压的计算

3.7.3电动机功率的计算

4．小结

5参考文献

1 前言

在城市大气环境污染中，工业锅炉是最大的污染源之一。煤经过燃烧产生的灰尘和二氧化硫，很大部分随烟气从锅炉中排出。近几年我国SO2 年排放量连年超过2000万吨，列世界第一位。中小型工业燃煤锅炉是我国SO2 排放的主要来源之一，其排硫量已占总量的1/3。我国工业锅炉数量有50 万台之多，且分布广，污染治理较难。虽然我国新建工业锅炉大都配备烟尘治理装置，但一般都是简单的旋风除尘装置，没有脱硫功能。目前，我国锅炉比较常用的烟气治理技术主要有旋风除尘、袋式除尘、湿式除尘等。目前国内外关于锅炉烟气脱硫除尘的方法很多，其中脱硫除尘一体化装置效果较好。这类装置可分为湿式、干湿结合和干式3 类。

本设计是某燃煤锅炉房烟气脱硫除尘系统设计，主要目的就是除尘与烟气脱硫，以达到污染物排放标准，其中主要包括除尘器的选择、烟气管网的布置及风机及电机的选择设计。

2设计原始资料

锅炉型号：SZL4—13型，共4台（2.8MW×4）

设计耗煤量：570kg/h(台)

排烟温度：155℃

烟气密度（标准状态下）：1.35kg/m3

空气过剩系数：1.3

排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例：16%

烟气在锅炉出口前阻力：800Pa

当地大气压力：97.86kPa

冬季室外空气温度：-2℃

空气含水（标准状态下）按0.01293kg/ m3计

烟气其他性质按空气计算

煤的工业分析值：

C Y=68% H Y=4% S y=1% O Y=5%

N Y=1% W Y=6% A Y=15% V Y=13%

按锅炉大气污染物排放标准（GB13271—2001）中二类区标准执行：

烟尘浓度排放标准（标准状态下）：100mg/m3

二氧化硫排放标准（标准状态下）：600 mg/m3

净化系统布置场地如下图所示的锅炉房北侧20m以内。

3 除尘工艺系统设计与计算

3．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算

3．1. 1标准状态下理论空气量

(

)kg

m

O

S

H

C

Q Y

Y

Y

Y

a /7.07.056.5867.178.43

'

-++=

式中 C Y , H Y , S y , O Y — 分别为媒中各元素所含的质量分数。 已知煤中各种成分的质量分数为：煤的工业分析值： C Y =68% H Y =4% S y =1% O Y =5% N Y =1% W Y =6% A Y =15% V Y

=13% 各数值带入上式可得理论空气量：

Q 'a

＝4.78×(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)＝6.9977 m 3

/kg

3．1. 2标准状态下理论烟气量

Qs ’=1.867（CY+0.375 Sy ）+11.2H Y

+1.24W

Y

+0.16Q

'a

+0.79Q

'a

+0.8N Y

(m 3

/kg)

式中 Q 'a

：标准状态理论空气量， W Y ： 煤中水分子所占质量分数， N Y ： N 元素在媒中所占质量分数.

设空气含湿量12.93g/m 3,将上面数值代入公式

同理可求得标准状态下理论烟气量

Qs ’=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2×0.04＋1.24×0.06+(0.16+0.79)×6.9977+0.8×0.01=8.455 m 3

/kg 3．1. 3标准状态下实际烟气量

())/(1016.13kg m Q Q Q a

s s '-+'

=α

已知空气过剩系数为1.3, 可求出标准状态下实际烟气量

Q S ＝8.455＋1.106×(1.3-1)×6.9977=10.78m 3/kg 注意：标准状态下烟气流量Q 以m 3/h 计，因此：

设计耗煤量

⨯=s Q Q

已知设计耗煤量：570kg/h(台)

则标准状态下每台锅炉的烟气流量Q=10.78×570=6145m 3

/h 则标准状态下烟气流量Q=10.78×570×4=24580m 3/h 3．1. 4标准状态下烟气含尘浓度

)

/(3

m kg Q A d C s

Y

sh ⨯=

式中 d sh —排烟中飞灰占媒中不可燃成分的质量分数; A Y

—煤中不可燃成份的含量； Q s —标准状态下实际烟气量，m 3/kg 。

已知: d sh =16% Q Y =15% Q s =10.78m 3/kg 代入上式求得标准状态下烟气含尘浓度 C=0.16*0.15/10.78=0.002226（kg/m 3） 3．1. 5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算

)

m /mg (102C 3

6so 2⨯=

s

Y

Q S

式中S y

—煤的含可燃硫的质量分数；

Qs —标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m 3

/kg

已知: S y =1% , Qs=10.78 m 3/kg 代入上式可得C SO2 =1.86×103mg/m 3