环境工程系大气污染控制工程课程设计

第一章概述

第一节设计任务题目、目的和要求

1.1设计题目

某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计（振动炉排式链条炉+强制送风+600kg/h）。

1.2设计目的

通过课程设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、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。

1.3 设计内容和要求

1．燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。

净化系统布置区域(距锅炉房15m以内)

2．净化系统设计方案的分析确定。

3．除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。

4．管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。5．风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。

第二节设计依据

2.1大气质量标准

当地大气质量执行《大气环境质量标准》“GB13271-2001”中的二级标准。

2.2 烟尘排放浓度

执行《大气环境质量标准》“GB13271-2001”中的二级标准。本标准按锅炉建成使用年限分为两个阶段，执行不同的大气污染物排放

标准：

Ⅰ时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉。

Ⅱ时段：2001年1月1日起建成使用的锅炉（含在Ⅰ时段立项未建成或未运行使用的锅炉、建成使用锅炉中需要扩建、改建的

锅炉）见表1。

表1 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值

2.3锅炉烟囱高度应根据锅炉房总设计确定

新建锅炉烟囱周围半径200m的距离内有建筑物时，烟囱高度应高出最高建筑物3m以上，达不到此要求时，锅炉烟尘排放浓度限值及黑度按“GB13271-2001”中的二类区域的浓度标准执行。烟囱的高度由锅炉蒸发量确定见表2。

表2 锅炉房烟尘最低允许高度

注：燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）

2.4燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值

根据锅炉锅炉销售出厂时间按表3的时间段规定执行。

表3 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值

（≤2.8MW（4t/h））Aar≥25% 2000 1800 1

其他锅炉

（＞2.8MW(4t/h)）Aar≤25% 2000 1800

1 Aar≥25% 2200 2000

第三节设计原始资料

3.1设计参数

锅炉：共4台

排烟温度：1600C

烟气密度(标准状态下)：1.34kg/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

当地大气压力：97.86kPa

冬季室外空气温度：一1℃

空气含水(标准状态下)按0.01293kg/m。

烟气其他性质按空气计算

煤的工业分析值：

按锅炉大气污染物排放标准(GB 13271—2001)中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准(标准状态下)：200mg/m3。

二氧化硫排放标准(标准状态下)：900mg/m3。

净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧15m以内。

图1锅炉房平面布置图

图 2 I－I剖面图3.2 煤质表

表4 煤质资料

煤种

低位发热量

（KJ/㎏）

挥

发

分% 灰分

%

水分

%

干燥无灰基分析（%） C

H

O

N

S 无烟煤

26377

9.0

26.

5.0 91.7 3.8 2.2 1.3 1

.

3.3烟气中烟尘颗粒粒径分布表

表5

第二章 除尘器的选型及计算

根据现在环保要求，采用电除尘设备。

第一节 燃烧的计算

1.1 燃煤量： 600kg/h 1.2 燃煤的计算：

煤成分：

粒径间隔

µm 0-1 1-5 5-10

10-20

20-30

30-40

40-50

50-6

>

6

质量频

率％

3

20

15

20

16

10

6

3

7

元素 质量（g ） mol 需氧数mol C 680 56.67 56.67 H 40 20 10 O 50 _ -1.57 S 10 0.31 0.31 N 10 0.71 -

理论氧气量： 56.67+10-1.57+0.31=65.41（mol/kg) 理论空气量： ()kg m ol 65.31278.3141.65=+⨯

kg m 003.710004.2265.3123=⨯ （标态） 理论烟气量：

kg m ol 90.29178.367.5671.031.02067.56=⨯++++ kg m 538.610004.2290.2913=⨯（标态）

1.3 确定过剩系数α

链条炉（强制送风） 1.5 烟管 0.15 省煤管 0.1

除尘器 0.1 炉膛 0.1 过滤器 0.05 空气预热器 0.1 无烟煤 0.12

锅炉出口排烟过剩系数（α）=炉膛出口处过量空气系数+对流烟道内部分的漏风系数之和

总过剩系数（α）=链条炉（1.5）+省煤管（0.1）+炉膛（0.1） +烟管（0.15）=1.85