第一篇：SHF20-25型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告

目錄

目錄..................................................................................................................................................0

前言...........................................................................................................................................1 1設(shè)計(jì)任務(wù)........................................................................................................................................1

1.1設(shè)計(jì)題目.............................................................................................................................1 1.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù).....................................................................................................................1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求.......................................................................................................................1 2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵及二氧化硫的濃度計(jì)算.............................................................2

2.1.1理論空氣量計(jì)算......................................................................................................2 2.1.2理論煙氣量計(jì)算......................................................................................................2 2.1.3實(shí)際煙氣量計(jì)算......................................................................................................2 2.1.4煙氣含塵濃度計(jì)算..................................................................................................3 2.1.5二氧化硫濃度計(jì)算..................................................................................................3 2.1.6 處理流程.................................................................................................................3 2.2除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算.....................................................................................................3

2.2.1袋式除塵器的濾料及清灰形式..............................................................................3 2.2過濾面積計(jì)算.............................................................................................................4 2.3除塵器的選擇.............................................................................................................4 2.3脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算.....................................................................................................5

2.3.1石灰石用量計(jì)算......................................................................................................5 2.3.2吸收塔內(nèi)流量計(jì)算..................................................................................................5 2.3.3吸收塔徑計(jì)算..........................................................................................................5 2.3.4吸收塔高度計(jì)算......................................................................................................6 2.4煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................................................................................................7

2.4.1煙氣釋放熱計(jì)算......................................................................................................7 2.4.2煙囪直徑的計(jì)算......................................................................................................8 2.4.3煙氣抬升高度計(jì)算..................................................................................................9 2.4.4煙囪的幾何高度計(jì)算..............................................................................................9 2.4.6煙囪高度校核..........................................................................................................9 3 設(shè)計(jì)心得.............................................................................................................................10 附錄：排放標(biāo)準(zhǔn)；參考文獻(xiàn)

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前言

我國(guó)大氣污染特征，除塵技術(shù)概述，脫硫技術(shù)概述（至少8千字）

1設(shè)計(jì)任務(wù)

1.1設(shè)計(jì)題目

SHF20-25型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)(學(xué)號(hào)尾號(hào)不同，原始數(shù)據(jù)不同)新建一鍋爐型號(hào)：SHF20-25，雙鍋筒橫置式沸騰爐，蒸發(fā)量20t/h，出口蒸汽壓力25Mpa。設(shè)計(jì)耗煤量：2.4t/h 設(shè)計(jì)煤成分：CY=62.5%，HY=4%，OY=3%，NY=1%，SY=1.5%，AY=20% WY=8%；排煙溫度：160?C；空氣過剩系數(shù)＝1.2；飛灰率＝35％；煙氣在鍋爐出口前阻力800Pa。污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行。

設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

（1）根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度。（2）凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素等。（3）除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（袋式除塵器）（4）脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（石灰石濕式除塵）（5）煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算（7）繪制系統(tǒng)流程圖一張

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2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵及二氧化硫的濃度計(jì)算

2.1.1理論空氣量計(jì)算

以1kg中硫煙煤燃燒為基礎(chǔ)，則：

C H O N S 灰分 H2O 質(zhì)量/g 625 40 30 10 15 200 80

物質(zhì)的量/mol(分子）

52.08 20 0.94 0.36 0.47 — 4.44

理論需氧量/mol

52.08 10 — — 0.47 — —

所以理論需氧量為：

Q1?52.08?10?0.47?0.94?61.61mol/kg

假定干空氣中氮和氧的摩爾比為3.78，則1kg中硫煤完全燃燒所需要的理論空氣量為：

Q2?Q1?(3.78?1)?61.61?(3.78?1)?294.05mol/kg

2.1.2理論煙氣量計(jì)算

Q3?52.08?20?0.47?4.44?61.61?3.78?309.88mol/kg 2.1.3實(shí)際煙氣量計(jì)算

空氣過剩系數(shù)??1.2時(shí)，實(shí)際煙氣量為：

Q4?Q3?Q2?0.2?309.88?294.50?0.2?368.78mol/kg 即368.78?22.4?8.26m3/kg 1000煙氣流量Q應(yīng)以m3/h計(jì)，設(shè)實(shí)際耗煤量為m=2400kg，所以標(biāo)況下實(shí)際煙氣量：

Q?Q4?m?8.26?2400?19824m3/h

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2.1.4煙氣含塵濃度計(jì)算

煙氣含塵濃度： C?V?A0.15?200??3.63g/m3?3630mg/m3 Q48.26式中： V —飛灰率

A —灰分

Q4—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。2.1.5二氧化硫濃度計(jì)算

C1?64?0.47?3.65g/m3?3650mg/m3

Q42.1.6 處理流程

畫流程圖，并對(duì)流程進(jìn)行說(shuō)明

2.2除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算

2.2.1袋式除塵器的濾料及清灰形式

由于煙氣的溫度為160?C，可以選擇玻璃纖維濾袋，選用的清灰方式為逆氣流清灰，根據(jù)表1選擇過濾氣速vF?1.0m/min。

表1 粉塵種類 飛灰（煤）

纖維種類 玻璃、聚四氯乙

烯

玻璃 玻璃

清灰方式

逆氣流、脈沖噴吹、機(jī)械振動(dòng)

逆氣流 逆氣流

過濾氣速/(m/min)

0.58~1.8 飛灰（油）飛灰（焚燒）

1.98~2.35 0.76

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2.2過濾面積計(jì)算

160?C下的煙氣流量為：

Q??Q?PTN101.325(273?160)??19824???31442.45m3/h PNT101.325273式中：Q—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/h

PN—當(dāng)?shù)貙?shí)際大氣壓，取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即PN=P=101.325KPa

TN—排煙溫度 所以總過濾面積：

A?Q?31442.452 ??524.04m60vF60?1.02.3除塵器的選擇

根據(jù)除塵器的處理煙氣量和總過濾面積，可以選定除塵器型號(hào)規(guī)格，參考《除塵器手冊(cè)》選擇DFC-6-524型號(hào)的反吹袋式除塵器[3]。其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表：

表2 DFC-6-524型號(hào)反吹袋式除塵器的性能參數(shù)

型號(hào) DFC-6-524 濾袋尺寸/mm ?180?6100

材質(zhì) 滌綸或玻纖 濾袋數(shù)量/條

152

過濾風(fēng)速/

處理風(fēng)量過濾面積/m2(m/min)/(m3/h)1.0 31440 524 除塵器阻力使用溫度/?C 室數(shù)/個(gè) /KPa 1.5~2.0 4 ?130或?280

主要結(jié)構(gòu)尺寸（mm）： 型號(hào)

DFC-6-524 h 810

H1

H2

15398 6060

H3 4920

a 3938

b 4012

D 700

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2.3脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算

2.3.1石灰石用量計(jì)算

3650?200?100%?94.5%，設(shè)系統(tǒng)鈣硫比1.2，36502.4?1000?1.5%則需去除的SO2的mol數(shù)為：?0.945?1000?1063mol/h

32按照排放標(biāo)準(zhǔn)，則脫硫率至少為一天內(nèi)石灰石的消耗量為：1063?1.2?100?24?127560?24g?3.06144t 2.3.2吸收塔內(nèi)流量計(jì)算

假設(shè)吸收塔內(nèi)平均溫度為80?C，壓力為120KPa，則吸收塔內(nèi)煙氣流量為：

QV?Q?273?t101.325??(1?K)273Pa

式中：QV—吸收塔內(nèi)煙氣流量，m3/s；

Q—標(biāo)況下煙氣流量，m3/s；

K—除塵前漏氣系數(shù)，0~0.1；

Qv?2.3.3吸收塔徑計(jì)算

19824273?80101.325???(1?0.05)?6.31m3/s 3600273120依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇吸收塔內(nèi)煙氣流速v?3m/s，則吸收塔截面A為：

Qv6.31??2.102m v A?則塔徑d為：

d?4A?π4?2.10?1.64 m3.14取塔徑D0?1700mm。

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2.3.4吸收塔高度計(jì)算

吸收塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池[6]。

（1）吸收區(qū)高度：依據(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得，設(shè)吸收塔噴氣液反應(yīng)時(shí)間t=3s，則吸收塔的吸收區(qū)高度為：

H1?v?t?3?3?9m

吸收區(qū)一般設(shè)置3～6 個(gè)噴淋層，每個(gè)噴淋層都裝有多個(gè)霧化噴嘴，本設(shè)計(jì)中設(shè)置4 個(gè)噴淋層，噴淋層間距為2m，入口煙道到第一層噴淋層的距離為2m，最后一層噴淋層到除霧器的距離1m。

（2）除霧區(qū)高度：除霧器用來(lái)分離煙氣所攜帶的液滴,在吸收塔中,由上下兩極除霧器(水平或菱形)及沖水系統(tǒng)(包括管道、閥門和噴嘴等)構(gòu)成。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴[8]。最后一層噴淋層到除霧器的距離1m,除霧器的高度為2.5m ,除霧器到吸收煙道出口的距離為0.5m。

則取除霧區(qū)高度為：H2?4m

（3）漿池高度：漿池容量V1按液氣比漿液停留時(shí)間t1確定：

V1?式中：

L?Q?t GL—液氣比，一般為15～25L/m3，取15L/m3； G

Q—標(biāo)況下煙氣量，m3/h；

t1—漿液停留時(shí)間，s，一般t1為4min~8min，本設(shè)計(jì)中取值為5min；

V1?155?19824??24.78m3 100060選取漿池直徑等于吸收塔D0，本設(shè)計(jì)中選取的漿池直徑D1為1700mm，然后再根據(jù)V1計(jì)算漿池高度：

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H3?4V1πD12

式中：H3—漿池高度，m；

V1—漿池容積，m3；

H3?4?24.78?10.92m

3.14?1.7?1.7從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.82m。本設(shè)計(jì)中取為1.5m。

（4）噴淋塔煙氣進(jìn)口高度設(shè)計(jì)：

3.21?0.52m，煙氣出口高度與進(jìn)口高度相同 20

噴淋塔煙氣進(jìn)口高度h4?

（5）吸收塔高度：

H?H1?H2?H3?9?4?10.92?1.5?0.52?2?26.46m

2.4煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算

具有一定速度的熱煙氣從煙囪出口排除后由于具有一定的初始動(dòng)量,且溫度高于周圍氣溫而產(chǎn)生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。這相對(duì)增加了煙囪的幾何高度，因此煙囪的有效高度為：

H?HS?ΔH 式中：H—煙囪的有效高度，m；

HS—煙囪的幾何高度，m；

ΔH—煙囪抬升高度，m。2.4.1煙氣釋放熱計(jì)算

QH?0.35Pa?Qv?ΔT Ts

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式中：QH—煙氣熱釋放率，kw；

Pa—大氣壓力，近似取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.325kPa；

Qv—實(shí)際排煙量，m3/s

Ts—煙囪出口處的煙氣溫度，433K；

Ta—環(huán)境大氣溫度

取環(huán)境大氣溫度Ta=293K，大氣壓力Pa=101.325kPa

ΔT?Ts?Ta?433?393?140K 環(huán)境大氣壓下的煙氣流量：

Qv?19824273?160101.325???(1?0.05)?9.17m3/s 3600273101.325

QH?0.35Pa?Qv?ΔT140 kw?0.3?51013.?295.1?7?1051.46Ts4332.4.2煙囪直徑的計(jì)算

煙囪平均內(nèi)徑可由下式計(jì)算

4Qv

πυ

D?式中：Qv—實(shí)際煙氣流量，m3/s；

υ—煙氣在煙囪內(nèi)的流速，m/s，取20m/s。

4?9.17?0.76 m

3.14?20

D?取煙囪直徑為DN800mm；

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校核流速v?4Qv4?9.17??18.25m/s。πD23.14?0.8022.4.3煙氣抬升高度計(jì)算

由QH＜1700kw，可得

?H?2?(1.v5)sD?0.01HQu?

式中：?s—煙囪出口流速，取20m/s；

D—煙囪出口內(nèi)徑，m；

u—煙囪出口處平均風(fēng)速，取10m/s.ΔH?2.4.4煙囪的幾何高度計(jì)算

本設(shè)計(jì)的鍋爐燃煤量為2.4t/h，根據(jù)表2中鍋爐總?cè)萘颗c煙囪最低允許高度的關(guān)系，取煙囪幾何高度為HS?30m。

表3 鍋爐房總?cè)萘颗c煙囪最低允許高度關(guān)系 ?2?(1.5?20?0.80?0.01?1051.46)?6.90m

10鍋爐房總?cè)萘浚╰/h）

<1 1～2 2～4 4～10 10～20 20～40

則煙囪有效高度為：

MW <0.7 0.12～1.4 1.4～2.8 2.8～7 7～14 14～28

煙囪最低允許高度（m）25 30 35 40 45

H?HS?ΔH?30?6.9?36.9 m2.4.6煙囪高度校核

假設(shè)吸收塔的吸收效率為80%，可得排放煙氣中二氧化硫的濃度為：

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CSO2?(1?80%)?3650?730mg/m

二氧化硫排放的排放速率：

vso2?CSO2?Qv?730?9.17?10?3g/s?6.69g/s

用下式校核 ：

ρmax?ρyρz2vso2ρyπuHeρz2

式中：—為一個(gè)常數(shù)，一般取0.5~1，此處取0.8；

2?6.69?10003?0.8?0.098mg /m23.14?10?35.7?e

ρmax?3查得國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)平均SO2的濃度為0.5mg/m,所以設(shè)計(jì)符合要求。設(shè)計(jì)心得

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