1、課程名稱：大氣污染控制工程班 級：1360050108姓 名：丁婷婷指導(dǎo)教師：王丹丹能源與水利學(xué)院大氣污染課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程教學(xué)目的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是大氣污染控制工程課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。通過本課程學(xué)習(xí)，掌握 大氣污染控制工程課程各基本原理和基本設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。結(jié)合前續(xù)課程大氣污染控制工程的內(nèi)容，本課程內(nèi)容為，運(yùn)用各種污染物的不同控制、轉(zhuǎn)化、凈化原理和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設(shè)計(jì)，使學(xué)生在大氣污染控制工程方面得到工程

2、訓(xùn)練。（ 1）通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用大氣污染控制設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識來分析和解決大氣污染控制設(shè)計(jì)問題的能力。（ 2）學(xué)習(xí)大氣污染控制設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，掌握大氣污染控制設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。（ 3）進(jìn)行大氣污染控制設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練：例如計(jì)算、繪圖、查閱資料和手冊、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。二、設(shè)計(jì)題目1.DLP2-13 型鍋爐中硫煙煤煙氣旋風(fēng)除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 .設(shè)計(jì)原始資料鍋爐型號：DLP2-13 即，單鍋筒縱置式拋煤機(jī)爐，蒸發(fā)量2t/h ，出口蒸汽壓力 13MPa設(shè)計(jì)耗煤量：350kg/h設(shè) 計(jì) 煤 成 分 ： CY=60.5% HY=3% OY=

3、4% NY=1% SY=1.5% AY=18%YWY=12%；VY 15；屬于中硫煙煤排煙溫度：160空氣過剩系數(shù)1.4飛灰率 21 煙氣在鍋爐出口前阻力650Pa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。連接鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長度50m， 90°彎頭10個(gè)。3 .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（ 4）脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（ 5）煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算（ 6）管道

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇（ 7）根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件編號、并附明細(xì)表；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面、剖面布置圖若干張，以解釋清楚為宜，最少 張 A4 圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張。摘要根據(jù)資料對DLP2-13 型鍋爐中硫煙煤煙氣旋風(fēng)除塵濕式脫硫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)首先計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度，以確保能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)其次對凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，討論與其他除塵器比較旋風(fēng)除塵器的優(yōu)點(diǎn)， 討論濕式脫硫方法的工作原理及特點(diǎn)，還有運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)，凈化效率的影響因素等。然后分別進(jìn)行除塵設(shè)備，脫硫設(shè)備，煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算，接著對管道系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

5、，還有阻力的計(jì)算和風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖，并進(jìn)行簡要說明目錄前言 31 燃燒技術(shù)41.1 實(shí)際耗空氣量的計(jì)算 41.2 產(chǎn)生煙氣量的計(jì)算 51.3 灰分濃度及二氧化硫濃度的計(jì)算52 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 62.1 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)方案分析及參數(shù)選擇62.1.1 除塵器的選擇62.1.2 旋風(fēng)除塵器的工作原理62.1.3 運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)32.1.4 除塵器凈化效率的影響因素32.2 濕式石灰法脫硫42.2.1 濕式石灰法脫硫的原理42.2.2 設(shè)備運(yùn)行過程中的問題及出現(xiàn)這種問題的原因52.2.3 操作影響因素63 除塵結(jié)構(gòu)設(shè)備設(shè)計(jì)和計(jì)算83.1 進(jìn)氣口設(shè)計(jì)計(jì)算83.2 旋

6、風(fēng)除塵器高度計(jì)算93.3 旋風(fēng)除塵器排氣管的設(shè)計(jì)計(jì)算103.4 排灰管的設(shè)計(jì)計(jì)算及卸灰裝置的選擇103.5 流體阻力計(jì)算114 脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)計(jì)算1.24.1 噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算1.24.2 噴淋塔經(jīng)計(jì)算1.24.3 噴淋塔高計(jì)算2.15 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算1.45.1 煙氣釋放熱計(jì)算1.4 5.2 煙氣抬升高度 155.3 煙囪直徑計(jì)算 155.4 煙囪阻力計(jì)算 165.5 煙囪高度校核 166 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 176.1 管徑的計(jì)算1.76.2 摩擦阻力損失計(jì)算176.3 局部阻力損失計(jì)算186.4 風(fēng)機(jī)、電機(jī)的選擇1.87 總結(jié) 208 參考資料211.1 實(shí)際耗空氣量的計(jì)算前言我國大氣污染程度

7、越發(fā)嚴(yán)重，而由于我國環(huán)境治理中，僅水污染與固體廢棄物治理的市場化程度較高，其余如大氣污染治理由于易受天氣影響并且會在不同地域間轉(zhuǎn)移，因此一直以來，政府對大氣污染治理的積極性較低，這部分市場也較為薄弱。但隨著華北地區(qū)出現(xiàn)的大量霧霾天氣，這一現(xiàn)象引發(fā)了社會對大氣污染的關(guān)注。事實(shí)上，我國早在幾年前，對大氣污染防治工作已經(jīng)陸續(xù)展開，自2002年以來， 我國出臺了各項(xiàng)政策，加大了節(jié)能減排的力度，如 2002年 1月 30日發(fā)布的燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策，政策從能源合理利用、煤炭生產(chǎn)加工和供應(yīng)、 煤炭燃燒、煙氣脫硫、二次污染防治等方面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。2012年 8月，我國發(fā)布了節(jié)能減排“十二五”

8、規(guī)劃 ，政策中對電力與非電力行業(yè)脫硫脫硝效率提出了具體的發(fā)展目標(biāo)。以上各項(xiàng)節(jié)能減排政策對我國大氣污染防治起到了一定的推動作用。分析認(rèn)為，目前我國大氣污染的主要來自于工業(yè)端排放，最新數(shù)據(jù)顯示，2011年，我國工業(yè)二氧化硫廢氣排放中，電力行業(yè)所占比例高達(dá)47.52%，而鋼鐵、水泥建材、有色冶金行業(yè)的二氧化硫排放量分別達(dá)10.64%、 13.26%、 6.04%。從我國大氣污染排放量來看，2000-2011 年，中國工業(yè)廢氣排放量年均增速為 19.06%，由2000年的138145億標(biāo)立方米增長至2011 年的 674509億標(biāo)立方米，11年間增長了2.39倍。因此開發(fā)新型除塵設(shè)備技術(shù)日益緊迫，本文

9、主要研究了旋風(fēng)除塵器濕式脫硫技術(shù)的設(shè)計(jì)與選型1 燃燒計(jì)算表 1-1 1kg 應(yīng)用煤的相關(guān)計(jì)算質(zhì)量摩爾數(shù)燃燒耗氧量生成氣體量生成氣體體積成分(g)(mol)(mol)(mol)(L)C60550.4150.4150.411129.184H30157.515336O401.25-1.2528N100.360.368.064S150.470.470.4710.528水分1206.67149.408灰分1801Kg 該煤完全燃燒時(shí)所需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣的體積Vo為：22.43V0 (50.41 7.5 0.47 1.25).1.28m3 kg010001Kg 煤完全燃燒時(shí)所需要的理論空氣量體積Vk為：

10、Vk 1.28 4.78 6.12 m3 kg實(shí)際消耗空氣量體積Vk 為：Vk' 1.4 6.12 8.568m3 kg1.2 產(chǎn)生煙氣量的計(jì)算理論煙氣量：V VCO2 VH2O VSO2 VN2 V水分50.41 15 0.47 0.36 6.67 72.91 1.63m3 kg1.63 6.12-1.28 6.47 m3 kg實(shí)際煙氣量：Vy 6.47 6.12 0.4 8.918m3 kg則，在 160時(shí)的實(shí)際煙氣體積為Vy 為：Vy' (160 273.15) 8.918/273.15 14.14m3 kg該鍋爐一小時(shí)產(chǎn)生的煙氣流量Q 為：Q Vy' 350kg

11、 h 14.14 350 1.37m3/s1.3 灰分濃度及二氧化硫濃度的計(jì)算煙氣中灰分的濃度CA為：33CA 160 21%/14.14 2.37 103mg/m3煙氣中SO2的濃度CSO2為：33CSO2 0.47 64/14.14 2.13 10 mg/ m2 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析2.1 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)方案分析及參數(shù)選擇2.1.1 除塵器的選擇旋風(fēng)除塵器一般有帶有一錐形的外圓筒，進(jìn)氣管， 排氣管， 圓錐觀和貯灰箱的排氣閥組成。當(dāng)含塵氣流以一定的速度（一般在14 25m/s 之間，最大不超過35m/s）由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后，氣流由直線運(yùn)動變?yōu)閳A周運(yùn)動。由于受到外圓筒上蓋及圓筒壁的限流

12、，迫使氣流作自上而下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的離心力，塵粒在離心力的作用下，被甩向外筒壁，失去慣性后在重力的作用下，落入貯灰箱中，與氣體分離。而旋轉(zhuǎn)下降的氣流到達(dá)錐體時(shí)，因錐體收縮的影響，而向除塵器中心匯集，根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變理論， 其切向速度不斷升高，氣流下降到一定程度時(shí)，開始方向上升，經(jīng)排氣管排出。研究表明，在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，外旋氣流逐漸向下旋轉(zhuǎn)，內(nèi)旋氣流逐漸向上旋轉(zhuǎn)， 向上和向下旋轉(zhuǎn)氣流分界面上各點(diǎn)的軸向速度為零，分界面以外的氣流切向速度隨與軸心距離的減小而增大，越接近軸心切線速度越大，分界面以內(nèi)的氣流切向速度隨其與軸心的距離的減小而降低。值得注意的是，旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流徑向速度方向與

13、塵粒的徑向速度方向相反，塵粒由內(nèi)向外運(yùn)動，氣體則由外向軸心運(yùn)動。由于氣流旋轉(zhuǎn)的原因，旋風(fēng)除塵器內(nèi)壓強(qiáng)越接近軸心處越低，因此，在排灰管至貯灰箱之間有任何漏風(fēng)，都會使得旋風(fēng)除塵器的除塵效率明顯降低。2.1.2 旋風(fēng)除塵器的工作原理現(xiàn)在的旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛、種類繁多等特點(diǎn)；具有分離效率高可以有效地清除微粒；處理氣體量大且阻力低；適用于高溫和腐蝕性氣體；運(yùn)行費(fèi)用低；應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。但由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流和粒子流動狀態(tài)復(fù)雜，準(zhǔn)確測定較困難，至今在理論研究方面仍不夠完善，許多關(guān)鍵問題尚需實(shí)驗(yàn)確定。2.1.3 運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)資料及實(shí)際運(yùn)行情況，本設(shè)計(jì)中煙氣的入口速度取為v0 20

14、m/ s 。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)確灰分風(fēng)的最高允許排放濃度為200mg/ m3。 則本設(shè)中要求達(dá)到的除塵效率為：(2370 200) /2370 100% 91.56%2.1.4 除塵器凈化效率的影響因素影響旋風(fēng)除塵器效率的因素有：二次效應(yīng)、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)和操作變量。二次效應(yīng)即捕集粒子重新進(jìn)入氣流，在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率；在較大粒徑區(qū)間，實(shí)際效率低于理論效率。通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效控制二次效應(yīng)。高效旋風(fēng)除塵器的各個(gè)部件都有一定的比例尺寸，這些比例是基于廣泛調(diào)查研究結(jié)果，某個(gè)比例關(guān)

15、系的變動，能影響旋風(fēng)除塵器的效率和壓力損失，氣體的密度和粘度、塵粒的大小和相對密度、煙氣含塵濃度等都影響旋風(fēng)除塵器的除塵效率。操作條件應(yīng)控制在一個(gè)較適宜的范圍內(nèi)，過大會降低設(shè)備效率，過小會增加阻力損失，兩種情況均不利于設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。2.2 濕式石灰法脫硫?qū)?石灰 石粉 加水 制 成 漿液 作為吸 收 劑泵 入 吸收 塔與煙氣充分 接 觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加

16、熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95% 。2.2.1 濕式石灰法脫硫方法的原理采用石灰/石灰石漿液吸收煙氣中的SO2，分為吸收和氧化兩個(gè)階段。先吸收生成的亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣(即石膏)。該方法的實(shí)際反應(yīng)機(jī)理是很復(fù)雜的，目前還不能完全了解清楚。這個(gè)過程發(fā)生的反應(yīng)如下。a 吸收： CaO H 2O Ca(OH )211Ca OH 2 SO2 CaSO3g H 2OH 2O22211CaCO3 SO2H 2O CaSO3 g H 2O CO22211CaSO4g H2O SO2H2O Ca(HS

17、O3)2由于煙氣中含有O2，因此吸收過程中會有氧化副反應(yīng)發(fā)生。1b 氧化：在氧化過程中，主要是將吸收過程中所生成的CaSO3g1 H2O氧化稱為CaSO4g2H2O：12CaSO4g H2O O2 3H2O 2CaSO4g2H2O2由于在吸收過程中生成了部分Ca(HSO4)2，在氧化過程中，亞硫酸氫鈣也被氧化，分解出少量的SO2：1 Ca(HSO3)2O2 H2O CaSO4g2H2O SO222.2.2 設(shè)備運(yùn)行過程中的問題及出現(xiàn)這種問題的原因( 1) 設(shè)備腐蝕：化石燃料燃燒的排煙中含多種微量的化學(xué)成分。在酸性條件下，對金屬的腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)，包括吸收塔、言其后續(xù)設(shè)備。( 2) 結(jié)垢和堵塞：固體

18、沉積主要以三種方式出現(xiàn)：濕干結(jié)垢，即因溶液水分蒸發(fā)而使固體沉積；Ca(OH )2或 CaCO3沉積或結(jié)晶析出；CaSO3或 CaSO4從溶液中結(jié)晶析出。其后是導(dǎo)致脫硫塔內(nèi)發(fā)生結(jié)構(gòu)的主要原因。( 3) 除霧器的堵塞：液體中的小液滴，顆粒物進(jìn)入除霧器，引起堵塞。解決方法：定期（每小時(shí)數(shù)次）用高速噴嘴噴清水進(jìn)行沖洗。其主要原因?yàn)椋涸谳^高 Ph 值會發(fā)生相關(guān)反應(yīng)生成軟垢；石灰系統(tǒng)中，較高 Ph 值下煙氣中二氧化碳的再碳酸化生成沉淀物；在塔壁和部件表面形成很難處理的硬垢。2.2.3 操作影響因素為了使吸收系統(tǒng)具有較高的SO2吸收率，以及減少設(shè)備的結(jié)垢與堵塞，應(yīng)注意以下諸因素的影響。（ 1）料漿的Ph 值

19、料漿的 Ph 值對SO2的吸收影響很大，一般新配制的漿液Ph 值約在 8 : 9之間。隨著SO2吸收反應(yīng)的進(jìn)行，Ph 值迅速下降，當(dāng)Ph 值低于 6 時(shí)，這種下降變得很緩慢，而當(dāng)PH 值小于 4 時(shí)，則幾乎不能吸收SO2。Ph 值的變化除對SO2的吸收有影響外，還可影響到結(jié)垢、腐蝕和石灰石粒子的表面鈍化。用含有石灰石粒子的料漿吸收SO2 ，生成CaSO4和 CaSO3， Ph值的變化對CaSO4和 CaSO3的溶解度有重要影響，表 2.1 中數(shù)據(jù)可以看出，隨 Ph值的上升，CaSO3溶解度明顯下降，而 CaSO4溶解度則變化不大。隨 SO2的吸收，Ph值降低，溶液中溶有較多CaSO4， 并在石

20、灰石粒子表面形成一層液膜，而 CaSO3得溶解又使液膜的Ph 值上升，溶解度變小使液膜中CaSO3析出并沉淀在石灰石粒子的表面，形成一層外殼，使粒子表面鈍化，鈍化的外殼阻止了CaSO3的繼續(xù)溶解，抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行，因此漿液的Ph 值應(yīng)控制適當(dāng)。采用消石灰漿液時(shí)， Ph 值控制在5 到 6 之間，而采用石灰石漿液，Ph 控制為 6 : 7。（ 2）石灰石的粒度石灰石粒度的大小，直接影響到有效面積的大小。一般來說，粒度越小，脫硫率及石灰利用率越高。石灰石粒度一般控制在200 : 300 目。（ 3）吸收溫度吸收溫度低，有利于吸收，但溫度過低會使H2SO4與 CaCO3或 Ca（OH ）2間的反

21、應(yīng)速率降低，因此吸收溫度不是一個(gè)獨(dú)立可變的因素。（ 4）洗滌器的持液量洗滌器的持液量對H2SO4與 CaCO3的反應(yīng)時(shí)重要的，因?yàn)樗绊懙絊O2所接觸的石灰石表面積的數(shù)量。只是在洗滌器中與SO2和 H2O接觸，才能大量溶解，因此洗滌器的持液量大對吸收反應(yīng)有利。( 5)氣液比氣液比除對吸收推動力存在影響外，對吸收設(shè)備的持液量也有影響。增大液氣比對吸收有利，當(dāng)Ph 值為 7 時(shí)，氣液比(L/V)值為15 時(shí)，脫硫率接近100%。( 6)防止結(jié)垢石灰石灰石濕式洗滌法的主要缺點(diǎn)是裝置容易結(jié)垢堵塞。造成固體沉淀主要以三種方式出現(xiàn)：濕干結(jié)垢，即因溶液水分蒸發(fā)而使固體沉淀；Ca(OH )2或CaCO3沉淀或

22、結(jié)垢析出：CaSO3或 CaSO4從溶液中結(jié)晶析出。為防止固體結(jié)垢，特別是防止CaSO4的結(jié)垢，除使吸收器應(yīng)滿足持液量大，氣液相間相對速度高，有較大的氣液接觸表面積，內(nèi)部構(gòu)件少，壓力降低等條件，還可采用控制吸收液飽和和添加劑等方法?？刂莆找哼^飽和的最好方法是在吸收液中加入二水硫酸鈣晶體或亞硫酸該晶體， 提供足夠的沉積表面，使溶解鹽優(yōu)先沉淀在上面，減小固體物向設(shè)備表面沉積和增長。向吸收液中加入添加劑也是防止設(shè)備結(jié)垢的有效方法。目前使用的添加劑有鎂離子、氯化鈣、乙二酸等。對現(xiàn)已運(yùn)行的石灰/石灰石流程，應(yīng)用乙二酸時(shí)，不需要作任何改動。事實(shí)上， 它可以在漿液循環(huán)回路的任何位置加入。以乙二酸的加入，大

23、大提高了石灰石利用率。在相同的SO2 去除率下，無乙二酸系統(tǒng)的石灰石利用率僅為54%: 70%， 加入乙二酸后，利用率提高到80%以上。因而減少了固體廢物量。克服石灰石結(jié)垢和SO2 去除率低的另外一個(gè)方法是添加鎂離子以改進(jìn)溶液化學(xué)性質(zhì)，使以可溶性鹽形式被吸收，而不是以亞硫酸鈣或硫酸鈣形式吸收。加入鎂離子增加了吸收SO2的容量，并且消除了洗滌塔內(nèi)的結(jié)垢3 除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 進(jìn)氣口設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)行已確定本設(shè)計(jì)中煙氣的入口速度為：v0 20m/ s ?？紤]設(shè)備漏風(fēng)及安全運(yùn)行等因素，假定實(shí)際進(jìn)入設(shè)備的煙氣量為1.2Q。則進(jìn)氣口部分的截面積A為：2A 1.2Q/v0 1.2 1

24、.37/20 0.0822m2現(xiàn)有旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口有三類：直入切向進(jìn)入式，蝸殼切向進(jìn)入式，軸向進(jìn)入反轉(zhuǎn)式(見圖3-1 ) 。直入切向進(jìn)入式蝸殼切向進(jìn)入式軸向進(jìn)入反轉(zhuǎn)式圖 3-1 現(xiàn)有的幾類進(jìn)氣管本設(shè)計(jì)中采用蝸殼切向進(jìn)入式，它可減少進(jìn)口系統(tǒng)對筒體內(nèi)氣流的撞擊和干擾，其處理量大，壓力損失小。其尺寸一般為高(a)寬 (b)之比 a/b在 2 3 之間。本設(shè)計(jì)中取a/b 2。則進(jìn)口的寬度b為：b 670mm；進(jìn)口高 h 0.0822 0.67 0.1227m一般旋風(fēng)除塵器，其進(jìn)口高a，寬 b分別為旋風(fēng)除塵器外筒直徑D0 的 0.40.75 倍和 0.2 0.25 倍。本設(shè)計(jì)中假定寬為外筒直徑的0.25

25、倍，則高應(yīng)為0.428倍，則旋風(fēng)除塵器的外筒直徑D0為：D0 0.67 0.25 2.68m旋風(fēng)除塵器的直徑越小，旋轉(zhuǎn)半徑越小，除塵效率就越高，相應(yīng)的流體阻力也越大，工程常用的旋風(fēng)除塵器的直徑在200mm 以上，同時(shí)，為保證除塵效率不至降低太大，筒徑一般不大于1000mm。如果處理氣量大，則考慮采用并聯(lián)組合形式的旋風(fēng)除塵器。所以假設(shè)取值筒徑D0 900mm，則b 0.9 0.25 0.225m，結(jié)合實(shí)際，取b 0.23mh0.23 2.5 0.575m，結(jié)合實(shí)際，取b 0.58m則實(shí)際的高寬比：h/b 0.58/0.23 2.52（在 2-3 之間）所以 A bh 0.1334m2則每個(gè)筒的煙

26、氣量QAv0/1.2 2.22m3/s所以，應(yīng)該并聯(lián)七個(gè)完全相同的旋風(fēng)除塵器。3.2 旋風(fēng)除塵器高度的設(shè)計(jì)計(jì)算性能較好的旋風(fēng)除塵器，其直筒部分高度一般為其外筒直徑的1 2 倍，錐體部分高度為外筒直徑的1 3 倍，錐部底角在20 ° 40°之間。本設(shè)計(jì)中直筒部分高度H1 ,錐體部分高度H2， 分別取為旋風(fēng)除塵器外筒直徑的1.7 倍及 2 倍。 則：H1 1.7 0.9 1.53mH22 0.9 1.8m旋風(fēng)除塵器的總高度H 為：H H1 H23.33m3.3 旋風(fēng)除塵器排氣管的設(shè)計(jì)計(jì)算現(xiàn)有的排氣管有兩類：底部收縮式和直管式（見圖3-2 ） 。3-2排氣管的類型無論哪一類排氣管

27、，其管徑一般取為旋風(fēng)除塵器外筒直徑的0.3 0.5 倍。 本設(shè)計(jì)采用直管式，其管徑D1取為，則排氣管管徑：D10.5D00.5 0.9 0.45m3.4 排灰管的設(shè)計(jì)計(jì)算及卸灰裝置的選擇旋風(fēng)除塵器的排灰管直徑D2一般取為外筒直徑的0.25 倍，即D20.25D00.225m底部錐角為：2arctan 900 225 21.24o （在 20o 40o之間 ）2 1000卸灰裝置兼有卸灰和密封兩種功能，是影響除塵器的關(guān)鍵部件之一。若有漏風(fēng)現(xiàn)象， 不但影響正常排灰，而且嚴(yán)重影響除塵器效率。現(xiàn)有的卸灰裝置有兩類：二級翻板式和回轉(zhuǎn)式（見圖3-3 ） 。本設(shè)計(jì)采用二級翻板式。3.5 流體阻力計(jì)算旋風(fēng)除塵

28、器內(nèi)的壓力損失一般可按下式計(jì)算：3-3 現(xiàn)有的兩類卸灰裝置p22 ui式中：ui0.748Kg / m3；m/s；其中16Ade2式中： A 旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面積，d e 排氣管直徑，m2 m；帶入相關(guān)值，得：2 p2ui20210.540.748 1576.8Pa （在 500 2000Pa之間 ）4 脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)計(jì)算再熱煙氣溫度大于750C ，煙氣流速在1 5m/s，漿液 Ph 大于9，石灰/石灰石漿質(zhì)量濃度在10%15%之間，液氣比在825 Lm3 ，氣液反應(yīng)時(shí)間35s，氣流速度為3.0m/s，噴嘴出口流速10m/s，噴淋效率覆蓋率200% 300%，脫硫石膏含水率為40% 60%，一

29、般噴淋層為3 6 層，煙氣中SO2 體積分?jǐn)?shù)為4000/ 10 6，脫硫系統(tǒng)阻力在2500 3000Pa.4.1 噴淋塔內(nèi)流量計(jì)算101.324 (1 K)Pam3 h ；m3 h ；假設(shè)噴淋塔內(nèi)平均溫度為80C0，壓力為120KPa，則噴淋塔內(nèi)煙氣流量為：273 tQv Qs v s 273式中：Qv噴淋塔內(nèi)煙氣流量，Qs標(biāo)況下煙氣流量，K除塵前漏氣系數(shù)，00.1；Qv 1.37 27237380101.3243(1 0.05) 1.57m /s1204.2 噴淋塔徑計(jì)算依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，可選擇噴淋塔內(nèi)煙氣流速v 4m s，則噴淋塔截面A 為：2A Q/v 1.57/4 0.

30、3925m2則塔徑d 為：d 4A/4 0.3925/3.14 0.707m取塔徑D0 1000mm 。4.3 噴淋塔高度計(jì)算噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。(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，選擇噴淋塔噴氣液反應(yīng)時(shí)間t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為：H 1 vt 4 4 16m(2) 除霧區(qū)高度除霧器設(shè)計(jì)成兩段。每層除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層(3.4 3.5)m。則取除霧區(qū)高度為：H 2 3.5m(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 L G Q t1式中：L G 液氣比，取18 L m3；Q標(biāo)況下煙

31、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6min ，則漿池容積為：33V1 18 10 3 54900 6/ 60 98.82m3選取漿池直徑等于或略大于噴淋塔D0 ，本設(shè)計(jì)中選取的漿池直徑D1 為3.5m，然后再根據(jù)V1計(jì)算漿池高度：式中：h0 漿池高度，m；V1 漿池容積，m3；D1 漿池直徑，m。4 98 82h0. 210.28m3.14 3.52從漿池液面到煙氣進(jìn)口底邊的高度為0.8 : 2m。本設(shè)計(jì)中取為2m。(4) 噴淋塔高度噴淋塔高度為：Ht H1 H2 h016 3.5 10.28 29.78m5 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算具有一定速度的熱

32、煙氣從煙囪出口排除后由于具有一定的初始動量,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。這相對增加了煙囪的幾何高度，因此煙囪的有效高度為：H Hs H式中： H煙囪的有效高度，m；H s 煙囪的幾何高度，m ；H 煙囪抬升高度，m 。參照國家標(biāo)準(zhǔn)，確定煙囪高度為H s 60m5.1 煙氣釋放熱計(jì)算QH 0.35Pa QvTTs式中：QH 煙氣熱釋放率，kw；Pa大氣壓力，取鄰近氣象站年平均值；Qv實(shí)際排煙量，m3 sTs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Qv 1。 37K；Pa =978.4kPaT Ts Ta 433

33、 293 140K273 160 101.3242731203(1 0.05) 1.93m3 / sQH 0.35Pa QvT/TS 0.35 978.4 1.93 140/433 213.69Kw5.2 煙氣抬升高度計(jì)算由 2100kw QH21000kw， Ta Ts 35K ，可得Hn0QHn1Hsn2u 1式中：n0,n1,n2系數(shù)，n1 取 0.6， n2取 0.4， n0取0.292，則：H 0.292 213.690.6 600.4 1/4 9.39m則煙囪有效高度：H H S H 60 9.39 69.39m S5.3 煙囪直徑的計(jì)算設(shè)煙氣在煙囪內(nèi)的流速為v 20m/s，則煙囪

34、平均截面積為：A 1.93 0.0965m220則煙囪的平均直徑d 為：4Ad0.350m取煙囪直徑為DN1200mm ，校核流速v得：2v 4Qv/ d 20.07m/s5.4 煙囪阻力計(jì)算煙囪亦采用鋼管，其阻力可按下式計(jì)算：l v2 pmd2vSO2C SO2 Qv85.2 1.93 0.164g/s式中：摩擦阻力系數(shù)，無量綱；m/s；煙氣密度，l 管道長度，Kg /m3；m；d 管道直徑，0.0269.39 0.748 20.072597.34Pa0.35 25.5 煙囪高度校核假設(shè)吸收塔的吸收效率為：CSO2(196%，可得排放煙氣中二氧化硫的濃度為：33 96%) 2.13 103

35、85.2mg/m3式中：要求2vSO2 ? y max2 ?uH e zy 為一個(gè)常數(shù)，一般取0.5: 1，此處取0.7；zmax 2 0.1640.7 0.0038mg/ m3 0.15mg /m3max 3.14 4 69.392SO2的濃度為0.15mg/m3,所以設(shè)計(jì)符合6 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 管徑的計(jì)算管道采用薄皮鋼管，管內(nèi)煙氣流速為vo 15m/s，則管道直徑d 為：d43610.02v0Q式中： Q 煙氣流量， m3/h；v0 煙氣流速，m/s；1.2修正系數(shù)代入相關(guān)值得：d4 1.2 549003600 3.14 151247mm2 1.25結(jié)合實(shí)際情況，取為1250mm，

36、則實(shí)際煙氣流速v0 為v014.92m/s4 1.2 549003600 3.14 1.2526.2 摩擦阻力損失計(jì)算根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在任何橫截面形狀不變的管道內(nèi)流動時(shí)，摩擦阻力pm可用下式計(jì)算：l v2pm5-3 )式中： 摩擦阻力系數(shù)，無量綱；v管內(nèi)煙氣平均流速， m/s；煙氣密度，Kg / m3；l 管道長度，m ；d 管道直徑，m ；對于薄皮鋼管，查閱相關(guān)資料的鋼管的0.02。代入相關(guān)數(shù)值得：pm2 0.02 200 14.922 0.748266.4Pa6.3 局部阻力損失計(jì)算煙氣管道局部阻力損失可按下式計(jì)算：2vpm n2（ 5-4 ）式中： n 彎頭個(gè)數(shù)；局部阻力系數(shù)，無量綱；煙氣密度， Kg / m ；v管內(nèi)煙氣平均流速， m/s；在煙氣管道中一般采用的是二中節(jié)二端節(jié)型90°彎頭，其局部阻力損失系數(shù)0.25，所以感到局部阻力損失為：'14.922pm 40 0.25 0.748832.55Pa2管道總