大气污染控制课程设计

目录

设计名称 (1)

设计目的 (1)

原始资料 (1)

详细设计 (3)

1、燃煤锅炉排烟量和烟尘浓度的计算 (3)

1.1标准状态下理论烟气量的计算 (3)

1.2标准状态下实际烟气量 (3)

1.3工况下实际烟气量 (4)

1.4标准状态烟尘浓度的计算 (4)

2、除尘器的比较和选择 (4)

2.1除尘效率 (4)

2.2旋风除尘器的选型 (4)

3、管道设计 (6)

4、烟囱设计 (9)

4.1烟囱高度的确定 (9)

4.2烟囱出口截面积的计算 (9)

4.3烟囱底部内径 (10)

4.4烟囱抽力的计算 (10)

5、风机与电机的选择 (11)

5.1风机风量计算 (11)

5.2风机风压计算 (11)

5.3风机的选型 (12)

参考文献 (12)

设计名称

某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计

设计目的

通过课程设计进一步消化和巩固《大气污染控制工程》课程所学内容，并使所学的知识系统化，初步培养运用所学理论知识进行净化系统设计的能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定除尘系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。

原始资料

锅炉型号：SZL4—13型，共4台

设计耗煤量：600 kg/h（台）

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%

空气过剩系数： =1.4

空气含水（标准状态下）按0.01293 kg/m3

排烟温度：130℃

烟气密度（标准状态下）：1.34 kg/m3

排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%

烟气在锅炉出口前阻力：800Pa

烟气其他性质按空气计算

烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200 mg/m3（情形一）

20 mg/m3（情形二）

当地大气压力：97.86kPa

冬季室外空气温度：－1℃

锅炉平面和立面布置图见图1和图2，净化系统布置场地为锅炉房北侧15m 以内。

图1 平面布置图

图2剖面布置图

详细设计

1、燃煤锅炉排烟量和烟尘浓度的计算1.1标准状态下理论烟气量的计算

以每100g煤为例，计算每小时产生烟气量：

每100g煤燃烧所需标准理论空气量

Q a=4.78(C+1

4

H+S−

1

2

O)=31.27mol

空气所带的水分

Qℎ=

Q a

22.4

×0.01293×

1000

18

=1.003mol

理论产生烟气摩尔数

Q0=CO2+[H2O(1)+H2O(2)]+Qℎ+[N2+3.78(C+1

4

H+S−

1

2

O)]+SO2

=33.80mol

标准状态下理论烟气体积：

V01=Q0×22.4×10−3=33.80×22.4×10−3=0.757m3

1.2标准状态下实际烟气量

标准状态下实际烟气摩尔数：空气过剩系数α=1.4

Q02=Q0+(α−1)(Q a+Qℎ)=33.80+(1.4−1)(31.27+1.003)=46.71mol

标准状态下实际烟气体积：

V02=Q0×22.4×10−3=46.71×22.4×10−3=1.046m3锅炉型号：SZL4—13型，共4台,设计耗煤量：600 kg/h（台）

故每台锅炉每小时产生烟气量为：

V2=V02×6×1000=6276m3/h

1.3工况下实际烟气量

V=V2(130+273.15)

273.15

×

101.325

97.86

=9590.9m3/h

1.4标准状态烟尘浓度的计算

m a=16%×15%×m=0.16×0.15×600=14.4kg/h 标准状态下烟尘浓度：

C=m a

V

=

14.4

6276

=2.294g/m3

2、除尘器的比较和选择

2.1除尘效率

入口处烟尘浓度C=2.294g/m3，要求出口处烟尘浓度C

2

降为200mg/m3

η=c−c2

=91.3%

2.2旋风除尘器的选型

2.2.1 选型原则

（1）旋风除尘器的净化气体量应与实际需要处理含尘气体相一致，选择除尘器直径应尽量小些。在必要时选用多管除尘器。

（2）旋风除尘器入口风速要保持在18~23m/s。低于18m/s时，其除尘效率

下降，高于23m/s时，除尘效率提高不明显，但阻力损失增加，耗电量也增多。

（3）选择除尘器时，要根据工况考虑阻力损失及结构形式，尽可能使之动力消耗减少，且便于制造维护。

（4）旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或小于被处理气体的粉尘粒度。

（5）当含尘气体温度很高时，要注意保温，避免水分在除尘器内凝结。根据不同情况，除尘器内的最低温度要高于露点30℃~50℃。

（6）旋风除尘器结构的密闭要好，确保不漏风。尤其是负压操作，更应注意卸料锁风装置的可靠性。

（7）易燃易爆粉尘（如煤粉），应设有防爆装置。防爆装置的通常做法是在入口管道上加上一个安全防爆阀门。

（8）当粉尘粘性较小时，最大允许含尘质量浓度与旋风筒直径有关，即直径越大其允许含尘质量浓度也越大。

2.2.2选型

经过比较与筛选， XLP/A,B型旋风除尘器，φ300~3000，风量700~104980 m3/h，阻力为1000Pa

XLP型包括XLP/A与XLP/B两种型号干式旋风除尘器，XLP原为CLP型，由于旁路的利用，利于含尘气体中较细粉尘的分离，属于高效旋风除尘器之一。结构特征：具有螺旋线形的粉尘旁路分离室，排出管较浅，螺旋蜗壳形的窄长入口及细长的外形。 XLP/A标定的阻力系数为8.0，XLP/B为5.8；选用除尘器时，XLP/A入口气流速度一般取12~16米/秒。根据处理气体量的不同，XLP/A、XLP/B 各分为七种规格，根据安装在风机前后位置不同，又各分为X型（吸出式）和Y 型（压入式）。其中X型号在除尘器本体上增加了出口蜗壳。对于除尘器，根据入口蜗壳旋转方向不同又分为N型（左回旋）和S型（右回旋）。

选用XLP/A—9.4，

进口风速为17m/s，处理风量为10650m3/h，位于吸入端出口带蜗壳，阻力损失为142.0Pa。