大气污染控制工程烟气除尘脱硫系统设计

目录

一、课程设计的目的

二、设计原始资料

三、课程设计计算与说明

1、燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算

2、除尘脱硫装置的选择设计

3、确定除尘脱硫设备、风机和烟囱的位置及管道的布置

4、烟囱的设计

5、系统阻力的计算

6、风机和电动机选择及计算

四、小结

五、课程设计教材及主要参考资料

一、课程设计的目的

通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，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。

二、设计原始资料

锅炉型号：SZL4-13型，额定蒸发量2.8MW/h

设计耗煤量：见附表。

排烟温度：160℃

烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3

空气过剩系数：α＝1.4

排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的比例，见附表。

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：－1℃

空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3

烟气其它性质按空气计算。

燃煤煤质(按质量百分含量计，%)

按锅炉大气污染排放标准（GB13271—2001）中二类区标准执行

烟气浓度排放标准（标准状况下）：200mg/m3

二氧化硫排放标准（标准状况下）：900mg/m3

净化系统布置场地在锅炉房北侧20米以内

三、课程设计计算与说明

1、燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算

（1）标准状态下理论空气量

Q a’=4.76×(1.867C Y+5.56H Y+0.7S Y-0.7O Y)

=4.76×( 1.867*68%+5.56*4%+0.7*1%-0.7*5%)

=6.9684 (m3/kg)

式中：C Y, H Y, S Y, O Y－分别为煤中各元素所含的质量分数。

（2）标准状态下理论湿烟气量（设空气含湿量12.93g/m3）

Q’s=1.867(C Y+0.375S Y)+11.2H Y+1.24W Y+0.016Q’a+0.79Q’a+0.8N Y

=1.867(68%+0.375*1%)+11.2*4%+1.24*6%+0.016*6.9684+0.79*6.9684

+0.8*1%= 7.4235 (m3/kg)

式中：Q’a－标准状态下理论空气量，m3/kg；

W Y－煤中水分所占质量分数，%；

N Y－N元素在煤中所占质量分数，％。

（3）标准状态下实际烟气量

Q s=Q’s+1.016(a-1)Q’a

=7.4235+1.016*（1.4-1）*6.9684

=10.2555（m3/kg）

式中：a－空气过量系数

Q’s－标准状态下理论烟气量，m3/kg；

Q’a－标准状态下理论空气量，m3/kg。

注意：标准状态下烟气流量Q应以/h

m3计，因此，

设计耗煤量

⨯

=

s

Q Q

=10.2555*650=6666.08(m3/h)

（4）标准状态下烟气含尘浓度

s Y

sh Q A

d C •

=

=28% * 15% / 10.2555 =4095 (mg/m3 )

式中：d sh －排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的质量分数，排放因子，％；

A Y －煤中灰分（不可燃成分）的含量，％；

Q s －标准状态下实际烟气量，m 3/kg 。

（5）标准状态下烟气中二氧化硫浓度

6108.022

⨯⨯=

s

Y

SO Q S C

=2×0.8×0.01/10.2555×1000000

=1560.1(mg/m 3)

式中：S Y －煤中含可燃硫的质量分数；

Q s －标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m 3/kg 。

2、除尘脱硫装置的选择设计（注：采用先除尘后脱硫工艺） （1）除尘脱硫装置应达到的净化效率：

C

C s

-

=1η=1-200/4095=95.12% (2) 除尘器的脱硫效率：

2

so η%31.421560.1

900

112

=-=-

=so s C C 式中：C －标准状态下烟气含尘、SO 2浓度，mg/m 3； C s －标准状态下锅炉烟尘、SO 2排放标准中规定值，mg/m 3。 （3）工况下烟气总流量：

Q /=''

TP QPT (m 3/h)=61

.2189486.97273)160273(325.10126666.08=⨯+⨯⨯⨯ (m 3/h) （4）除尘器的选择

根据烟尘的粒径分布和种类、工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、型号及规格。确定除尘器的运行参数，如气流速度、压力损失等。

通过比较最终决定选用袋式除尘器，根据处理烟气性质及不同型式的袋式除尘器的优缺点，最终决定选用JH —I 型系列逆喷脉冲袋式除尘器。

脉冲袋式除尘器是一种周期性的向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋上积尘的袋式除尘器，它具有处理风量大，除尘效率高的优点，而且清灰机构设有运动部件，滤袋不受机械力作用，损伤较小，滤袋使用周期长的特点。

用《环境工程设计手册》中选取JH系列逆喷脉冲袋式除尘。

结构特点：由上、中、下三个箱体与反吹清灰机构四部分组成。为圆筒形外壳，梯形扁袋，由反吹风机供给反吹风，经回转臂上的反吹口。从滤袋上部吹入袋内进行反吹灰。

主要性能与主要结构尺寸见下表4-5:

表4 主要性能

表5 主要结构尺寸