喷淋塔课程设计

大气污染控制工程

课

程

设

计

2012年6月

目录

一课程设计任务书 (3)

1设计任务与目的 (3)

2设计内容和步骤 (3)

二石灰石/石膏施法烟气脱硫的主要影响因素 (5)

1吸收机理 (5)

2传质速率方程和吸收系数 (5)

三湿法钙基烟气脱硫工艺介绍 (7)

1 工艺原理 (7)

2 主要化学反应 (7)

3 工艺特点 (8)

4 工艺系统构成 (8)

（1）石灰石浆液制备系统 (8)

（2）烟气系统 (9)

（3）吸收系统 (9)

（4）石膏脱水系统 (9)

（5）公用系统 (9)

（6）浆液排放系统 (10)

四工艺设计计算 (11)

1 主要标准和规范 (11)

2 物料计算 (11)

3 吸收塔设计计算 (12)

（1）喷淋塔内径设计 (13)

（2）喷淋塔塔高设计 (14)

（3）除雾器区设计 (15)

（4）再循环系统设计 (16)

4配套设施设计计算 (17)

（1）增压风机的选型 (17)

（2）烟气换热器的选型 (17)

（3）浆液循环泵的选型 (17)

（3）氧化风机的选型 (18)

（5）氧化吸收池搅拌机的选型 (18)

（6）石灰石浆液制备系统 (19)

五脱硫产物的处置和综合利用 (21)

1脱硫产物的化学成分 (21)

2脱硫产物的填埋处理 (21)

3脱硫石膏的综合利用 (21)

六平面图设计 (23)

1 一般规定 (23)

2 总平面布置 (23)

3 交通运输 (24)

4 管线布置 (24)

七课程设计心得体会 (25)

八致谢 (26)

九参考文献 (26)

一课程设计任务书

1设计任务与目的

任务：完成某电厂湿法钙基烟气脱硫工艺流程中吸收塔设计。

目的：通过该设计，使学生能够综合运用课堂上学过的理论知识和专业知识。以巩固和深化课程内容；熟悉使用规范、设计手册和查阅参考资料，培养学生分析问题、解决问题和独立工作的能力；进一步提高学生计算、绘图和编写说明书的基本技能。

2设计内容和步骤

某电厂地处东南季风区，四季分明，温暖湿润，春季温暖雨连绵，夏季炎热雨量大，秋季凉爽干燥，冬季低温，少雨雪。

根据当地气象台多年气象资料统计，其特征值如下：

累年平均气压：1011.0hPa

累年最高气压：1038.9hPa

累年最低气压：986.6hPa

累年平均气温：17.6℃

极端最高气温：40.9℃

极端最低气温：-9.9℃

厂址处全年北(N)风出现频率为20.0%，西北(NW)风出现频率为14.7%，西(W)风出现频率13.1%，南(S)风出现频率6.0%，东北(WE)风出现频率9.6%，东(E)风出现频率8.3%，东南(SE)风出现频率8.0%，西南(SW)风出现频率7.2%，静风出现频率为13.1%。

电厂有4台60MW的发电机组，占地面积25000m2。电厂所用煤的组成成分：C 70.7%；灰分12.1%；S 2.7%；H 3.2%；水分9.0%；O 2.3%，每小时煤的用量90t，采用石灰石——石膏脱硫工艺流程，脱硫率要求为85-90%。

1. 1. 根据上述资料，确定烟气量(锅炉燃烧的过剩空气系数取a=1.05-1.2,锅炉每小时用煤90t)、烟气中SO2浓度和每天石灰石（其纯度为90%）的消耗量(设系统钙硫比为1.1-1.2时，脱硫率达到85-90%)；(过剩空气系数系数、钙硫比和脱硫率在给的范围内自定，希望不要雷同)。

（1）吸收塔

①确定吸收塔的类型和大小，塔内气流速度以及停留时间；

②根据烟气量确定循环浆液喷淋层数，除雾器层数（不超过4层）；

③绘制1：50－1：200的吸收塔草图，标上各部分尺寸；

④要有详细的技术和说明

（2）总平面图设计

根据前述条件，绘制湿法烟气脱硫电厂的平面布置图(1：200—1：2000)：包括处理构筑物的平面布置及输配水管线的布置。生产性辅助建筑物（鼓风机房、浆液泵房、配电间、锅炉房、机修间、化验室、仓库等）（脱硫设备、污水处理厂及灰场等）、以及生活福利建筑（办公室、车库、宿舍、食堂、传达室等）的布置。具体要求：

①平面布置应尽量紧凑，在规定的范围内结合远期发展布置，并应考虑施工上的方便。

②平面布置中应考虑事故排除和超越管。

③厂内应有道路通向各构筑物，以便运输；合理布置上、下水管、空气管、蒸气管、电缆等管线。

④厂内应充分绿化，以改善卫生条件和美化环境。

⑤4台发电机组以及与其配套的实施在图中均要绘出。

二石灰石/石膏施法烟气脱硫的主要影响因素

1吸收机理

SO2吸收是其从气相传递到液相的相间传质过程，对于吸收机理以双膜理论模型的应用最广，双模理论模型如图1所示。途中p表示SO2在气相主体中的分压，pi表示在界面上的分压，C及Ci则分别表示SO2组分爱液相主体及界面上的浓度。把吸收过程简化为通过气膜的分子扩散，则通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。在气液相界面上气液平衡，并遵循亨利定律。这个简化的模型为求取吸收速率提供了基础。

图1 双膜理论模型

2传质速率方程和吸收系数

根据双模理论，各种形式的传质速率方程及吸收系数间的换算关系列于表1。

表1 传质速率方程及吸收系数