环境工程大气课程设计

目录

1设计任务 (1)

1.1设计题目 (1)

1.2设计原始数据 (1)

1.3设计内容及要求 (1)

2设计计算 (2)

2.1燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算 (2)

2.1.1理论空气量 (2)

2.1.2理论烟气量 (3)

2.1.3实际烟气量 (3)

2.1.4烟气含尘浓度 (3)

2.1.5二氧化硫浓度 (3)

2.2除尘设备的设计与计算 (4)

2.2.1袋式除尘器的概念 (4)

2.2.2袋式除尘器的工作原理 (4)

2.2.3袋式除尘器的滤料 (5)

2.2.4袋式除尘器的清灰方式 (6)

2.2.5袋式除尘器的选择和计算 (7)

2.3脱硫设备的设计与计算 (8)

2.3.1石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的原理 (9)

2.3.2石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的工艺流程 (10)

2.3.3吸收塔内流量计算 (11)

2.3.4吸收塔径计算 (11)

2.3.5吸收塔高度计算 (11)

2.4烟囱设计计算 (13)

2.4.1烟气释放热计算 (13)

2.4.2烟囱直径的计算 (14)

2.4.3烟气抬升高度计算 (14)

2.4.4烟囱的几何高度计算 (15)

2.4.5烟囱阻力计算 (15)

2.4.6烟囱高度校核 (16)

2.5管道系统设计计算 (17)

2.5.1管径的计算 (17)

2.5.2摩擦阻力损失计算 (17)

2.5.4系统总阻力计算 (18)

2.6通风机、电动机的选择 (19)

3结束语 (20)

4参考文献 (21)

5附图 (21)

1设计任务

1.1设计题目

SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计

1.2设计原始数据

锅炉型号：SHF20-25 即，双锅筒横置式沸腾炉，蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25MPa

设计耗煤量：2.4t/h

设计煤成分：C Y=62.5% ，H Y=4% ，O Y=3% ，N Y=1% ，S Y=1.5% ，A Y=20% W Y=8%；

Y

V＝15％；属于中硫烟煤

排烟温度：160C

空气过剩系数＝1.2

飞灰率＝35％

烟气在锅炉出口前阻力800Pa

污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。

连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度150m，90°弯头30个。

1.3设计内容及要求

（1）根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。

（2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响因素等。

（3）除尘设备结构设计计算

（4）脱硫设备结构设计计算

（5）烟囱设计计算

（6）管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择

（7）根据计算结果绘制设计图，系统图要标出设备、管件编号、并附明细表；除尘系统、脱硫设备平面、剖面布置图若干张，以解释清楚为宜，最少4张A4图，并包括系统流程图一张。

2设计计算

2.1燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算

2.1.1理论空气量

以1kg中硫烟煤燃烧为基础，则：

质量/g 物质的量/mol(分子）理论需氧量

/mol

C 625 52.08 52.08

H 40 20 10

O 30 0.94 —

N 10 0.36 —

S 15 0.47 0.47

灰分200 ——

80 4.44 —

O

H

2

所以理论需氧量为：

m ol/kg 61.6194.047.01008.52Q 1=-++=

假定干空气中氮和氧的摩尔比为3.78，则1kg 中硫煤完全燃烧所需要的理论空气量为：

m ol/kg 05.294)178.3(61.61)178.3(Q Q 12=+⨯=+⨯=

2.1.2理论烟气量

m ol/kg 88.30978.361.6144.447.02008.52Q 3=⨯++++=

2.1.3实际烟气量

空气过剩系数2.1=α时，实际烟气量为：

m ol/kg 78.3682.050.29488.3092.0Q Q Q 234=⨯+=⨯+= 即/kg m 26.81000

4.2278.3683=⨯ 烟气流量Q 应以/h m 3计，设实际耗煤量为m=2400kg ，所以标况下实际烟气量：

/h m 198********.8m Q Q 34=⨯=⨯=

2.1.4烟气含尘浓度

烟气含尘浓度： 334mg/m 3630g/m 63.326

.820015.0Q A V ==⨯=⨯=C 式中： V —飞灰率

A —灰分

4Q —标准状态下实际烟气量，m 3/kg 。

2.1.5二氧化硫浓度

334

1mg/m 3650g/m 65.3Q 47.064==⨯=C 2.2除尘设备的设计与计算

2.2.1袋式除尘器的概念

过滤式除尘器，又称为空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。袋式除尘器是采用纤维织物做滤料的过滤式除尘器，在工业尾气的除尘方面应用较广[1]。

袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。虽然它是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。同时，在结构形式、滤料、清灰方式和运行方式等方面也都得到了不断的发展。滤袋形状传统上为圆形，后来又出现了扁形，扁袋在相同过滤面积下体积更小，具有较好的应用价值[1]。

2.2.2袋式除尘器的工作原理

含尘气流从下部孔板进入圆筒形滤袋内，在通过了滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中，常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，孔径一般为20~50μm ，表面起绒的滤料为5~10μm ，因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。另外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘器阻力达到一定的数值之后，要及时清灰。清灰不能过分，即不应破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率显著降低。对于粒径0.1~0.5μm 的粒子清灰后滤料的除尘