可修改歡迎下載精品可修改歡迎下載精品Word可修改歡迎下載精品可修改歡迎下載精品Word天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠廢氣處理工藝設計PROCESSDESIGNOFWASTEGAS

TREATMENTOFTIANJINTEDA

ENVIRONMENTALPROTECTION

GARBAGEINCINERATION專業(yè)：環(huán)境工程姓名：XXX指導教師姓名：申請學位級別：學士論文提交日期：2015年6月10日學位授予單位：天津科技大學

垃圾焚燒廢氣是一種排放量較大、種類很多、排放較集中的廢氣，垃圾焚燒廢氣中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬及其二惡英。垃圾焚燒廢氣的特點為具有腐蝕性，能見度低，氣味難聞，致癌。這種廢氣如果不及時治理，會對人體健康和生存環(huán)境造成很大的危害。本設計采用3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床工藝綜合治理廢氣。采用3T+E焚燒工藝，能使CO的排放量達到排放標準，而且排放的二惡英以及氮氧化物排放量降低。利用活性炭噴射+布袋除塵器，可以有效的處理廢氣中的二惡英，重金屬及顆粒物。利用干式脫酸+濕式脫酸，高效脫酸。活性炭吸附床吸附未處理干凈的二惡英，氮氧化物以及硫化物等，導致綜合的處理效率更高。本設計采用的廢氣處理工藝為：首先采用3T+E焚燒工藝，然后向焚燒爐噴尿素脫硝，接著進入余熱鍋爐進行余熱回收，再進入降溫塔，使溫度降低到150°C左右，防止二惡英的再生成及使下列反應更高效，再接著向煙道內噴入消石灰粉和活性炭粉末，此時煙氣到達了布袋除塵器，除顆粒物、重金屬及消石灰和活性炭粉末，后面就是濕式反應塔進行二次除酸，最后到達了活性炭吸附床進行最后的尾氣處理。此刻，氣體排放的濃度達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)。處理后，降低對空氣的污染，對國家經濟的發(fā)展與改善天津當?shù)氐目諝猸h(huán)境都是很重要的。關鍵詞：垃圾焚燒廢氣；脫酸；二惡英；廢氣處理；活性炭吸附ABSTRACTWasteincinerationfluegasisplentiful,various,concentrated.Wasteincinerationfluegascontainsheavymetals,dioxins,particulatematter,acidgasesandotherpollutants.Wastegasischaracterizedbycorrosive,lowvisibility,smelly,carcinogenic.Ifthiswasteisnottimelytreated,itwilldoharmtohumanhealthandthelivingenvironment.Thisdesignuses3T+E+SNCRdenitration+drydeacidification+activatedcarboninjection+bagfilter+wetdeacidification+activatedcarbonadsorptionbedprocesscomprehensivecontrolemissions.Using3T+Eincinerationprocess,itmakesCOemissionstomeetemissionstandardsandtoreduceemissionsofdioxinsandnitrogenoxides.Theuseofactivatedcarboninjection+bagfiltercaneffectivelydealwithemissionsofdioxins,heavymetalsandparticulatematters.Activatedcarbonbedofadsorptioncanremoveuntreateddioxins,sulfide,nitrogenoxides,etc.Sotheoverallprocessismoreefficient.Theexhaustgastreatmentprocessisasfollows.Firstly,3T+Eincinerationprocess,thenspraytheureatothedenitrationincinerator,thenenterthewasteheatboiler,thetemperatureisloweredtoabout150°C,topreventthere-creationofdioxinandpromotesthefollowingreaction,followedbyinjectinglimeintothefluedustandactivatedcharcoalpowder,thenthesmokereachesthebagfilter,inadditiontoparticulatematters,heavymetals,limeandactivatedcarbonpowder,afterthatthetwowetreactortowerromovetheacidonceagain,andfinallytotheactivatedcarbonadsorptionbedforthefinalexhaustgastreatment.Atthistimeexhaustgasconcentrationreaches"garbageburningpollutioncontrolstandards"(GB18485-2014).Afterprocessing,reducethepollutiontotheair,andthedevelopmentofnationaleconomyandimprovetheairenvironmentoftianjinlocalareveryimportant.Keywords:Wasteincineration；Acid；Dioxins；Fluegastreatment；Activatedcarbonadsorption第一章緒論0第二章設計說明書2第一節(jié)工程概述2第二節(jié)垃圾焚燒廢氣處理概況4第三節(jié)本設計工藝流程確定8第三章設計計算書第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第八節(jié)第七節(jié)14焚燒爐余熱鍋爐.....旋風除塵器干法噴射.....袋式除塵器濕式洗滌塔煙囪15222230313437第八節(jié)設備選型第四章平面布置....第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)處理單元構筑物的平面布置管道的平面布置廠區(qū)道路和圍墻設計輔助建筑物第五章成本估算第一節(jié)投資估算第二節(jié)廢氣處理成本計算第六章環(huán)境經濟損益分析.....參考文獻致謝附錄38404040414142424344464748第一章緒論一、垃圾焚燒廢氣簡介大氣是人類生存的保障，它同土地、能源以及水等重要要素一起構成了人類生存及經濟、社會發(fā)展重要的基本條件。生活垃圾焚燒廢氣是一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。其中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬以及二惡英等物。焚燒的垃圾中包含發(fā)熱量較低、含水率較高的廢舊的電池、日光燈、電子設備、涂料以及溫度計等?？偠灾?，生活垃圾焚燒廢氣污染，是工業(yè)治理廢氣的中的一個重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在，我國不斷的城市化，導致城市的生活垃圾量不斷的急速增長，而垃圾焚燒廠大大的解決了這些問題。而目前我國城市一年的生活垃圾清運量約為1.55億噸，而且平均每年以約3%的速度增加，且只經過簡單處理的生活垃圾，2003年以來，我國的生活垃圾量不斷地連續(xù)增長，再加上沒有清運的垃圾，導致中國的城市生活垃圾堆存量還在快速的增加，目前，歷年城鎮(zhèn)的生活垃圾的存量已高達到了60多億噸，導致大量土地資源被占據。因為垃圾填埋場用地的消耗正在殆盡，大部分城市轉向生活垃圾焚燒發(fā)電，開始修建了“變廢為寶”的生活垃圾焚燒廠。所以，隨著生活垃圾焚燒廠等相關行業(yè)的發(fā)展，處理生活垃圾焚燒廢氣逐漸的成為了處理工業(yè)廢氣中的一個必不可少的元素。在2014年7月1日起，我國開始實施了《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)⑴，自從開始實施，我國的生活垃圾焚燒廠廢氣污染物的排放不再以《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)為標準。二、天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠簡介天津泰達環(huán)保有限公司是一家規(guī)模龐大的的垃圾燃燒廠公司，所以解決天津泰達環(huán)保有限公司的廢氣處理問題也是改善我國整體廢氣處理現(xiàn)狀的體現(xiàn)。在生活垃圾焚燒工藝的焚燒過程中，一定會有大量的廢氣產生，如何使這些廢氣處理后達到國家的排放標準，降低對環(huán)境的污染成為了目前首先要研究解決的問題。垃圾焚燒廠廢氣處理是工業(yè)廢氣排放中的一個突出的環(huán)境問題，處理垃圾焚燒廢氣，是改善環(huán)境質量，適合人類生存的重要途徑，同樣是現(xiàn)在經濟建設需要面臨的問題。技術先進為了達到公司可持續(xù)發(fā)展的目標，為了提供公司強有力的持續(xù)發(fā)展，自從

2004年底，天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠設立了研究中心，把從國外引進的先進科研技術進行消化、吸收及創(chuàng)新，自主開發(fā)研究具有知識產權的先進的技術和裝備，熟練的掌握生活垃圾焚燒及生活垃圾處理核心的技術，為拓展公司項目形成了強大的支撐，推進了公司產業(yè)化的發(fā)展進程。從2006年，科研中心開始走向獨立化的運作，注冊了天津泰達環(huán)保有限公司。積極的搭建了自己技術科研平臺，組建了天津市工業(yè)節(jié)能減排工程技術中心，與中科院大連化物所、天津大學以及中科院熱物理所等單位展開了多方面的合作，申請且被批準建設了博士后科研工作站。（二）循環(huán)經濟的優(yōu)勢天津泰達環(huán)保垃圾焚燒廠進行的運作完全依照循環(huán)經濟的思路，把垃圾焚燒進行發(fā)電，把焚燒后的廢渣進行制磚，把煙氣中產生的余熱進行取暖，最后就剩下了水蒸汽向大氣中排放，形成了一個完整的循環(huán)經濟產業(yè)鏈。據了解，日前，該焚燒廠燃燒后的剩下的廢渣用來制磚的工藝已經通過了國家有關部門的鑒定，在年內即將有專門的生產線，來進行批量的生產，生產后，每天可生產建筑用磚500多噸［2］。第二章設計說明書第一節(jié)工程概述一、設計依據及原則設計依據該廠的進出氣濃度資料；《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)；《生活垃圾焚燒爐》(CJ/T118-2000)；《道式余熱鍋爐設計導則》(JB/T7603-1994)；《袋式除塵器性能測試方法》(GB12138-89)；《袋式除塵器用濾料框架技術條件》(JB/T5917-2006)；《袋式除塵器濾料及濾袋技術條件》(GB12625-2007)；《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》(GB50264-97)；《濕法煙氣脫硫裝置專用設備吸收塔漿液噴嘴》(JB/T10964-2010)；《活性碳吸附罐技術條件》(JB/T10193-2010)；《煙囪設計規(guī)范》(GB50051-2013)；)；其它有關的廢氣處理設計規(guī)范與國家及地方標準等；有關的土建及工程施工、安裝定額等。設計原則嚴格達到國家對氣體排放標準的各項規(guī)定，廢氣處理后必須使各項排氣濃度指標達到城市廢氣排放要求。本設計的前提是不影響處理效果，能充分的利用本有的構筑物及設施，節(jié)省工程所用的費用，降低占地面積及運行費用?？紤]到本工程的具體要求及特點，選用最成熟、可靠的處理設備及工藝，盡可能的選用新材料、先進性兼管、新技術以及實用性強，并以實用可靠性為主。本設計的處理工藝流程要求耐腐蝕，有可靠的運行穩(wěn)定性。降低環(huán)境污染，不影響周圍居民的正常生活。本處理系統(tǒng)運行應該有較大的大的靈活性與調節(jié)余地，來適應進氣流量的變化。

二、設計氣體質量及其排放的標準(一)設計流量4000m3/h(二)進氣質量垃圾焚燒廠的進氣濃度表2-1進氣質量顆粒物氮氧化物二氧化硫氯化氫一氧化汞及其化合(mg/m(mg/m3(mg/m3(mg/m3碳物3))))(mg/m3)(mg/m3)處理前4500300600100050二惡英類鉈、鎘以及其的化合銅、鉛、銻、錳、鉻、鉆、鎳(ngTEQ/m3)物(mg/m3)及砷等及其的化合物(mg/m3)處理前510出氣濃度處理程度執(zhí)依照《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014),具體排放如表2-2所示。表2-2出氣濃度顆粒物氮氧化物二氧化硫氯化氫一氧化汞及其化合(mg/m(mg/m3(mg/m3(mg/m3碳物3))))(mg/m3)(mg/m3)處理后20250805050二惡英類鉈、鎘以及其的化合銅、鉛、銻、錳、鉻、鉆、鎳(ngTEQ/m3)物(mg/m3)及砷等及其的化合物(mg/m3)處理前510

第二節(jié)生活垃圾焚燒廢氣處理概況生活垃圾焚燒廢氣是在垃圾焚燒中產生的廢氣，一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。其中含有多種污染物，其中包含酸性氣體、顆粒物，重金屬以及二惡英等物。焚燒的垃圾中包含發(fā)熱量較低、含水率較高的廢舊的電池、日光燈、電子設備、涂料以及溫度計等。垃圾含燃燒后在廢氣中會包含鎘、鉛、鉻、汞及其化合物等重金屬。而含水率高，發(fā)熱量低，導致燃燒補充分，或垃圾本身中就含有二惡英物質的，所以燃燒的廢氣中會包含有二惡英污染物。重金屬氣體與二惡英氣體對人體健康危害最嚴重，長期接觸過量的這些氣體，會降低人類的免疫功能，會導致生殖以及遺傳功能的改變、致癌和中毒。而廢氣中包含的二氧化硫、氨、氫、氯化氫、氮氧化物以及粉塵不僅對人體的健康產生了威脅，還會對環(huán)境產生威脅。氫、氨會使空氣中散發(fā)著惡臭，影響著空氣質量。二氧化硫、氮氧化物、氯化氫、粉塵能降低大氣的能見度，會出現(xiàn)酸雨，會損壞植物、建筑物，對環(huán)境有著較大的破壞。因此，采取必要措施來減少垃圾焚燒廢氣對人類與環(huán)境的影響是迫在眉睫的。針對生活垃圾焚燒產生的煙氣污染物中的重金屬、二惡英、酸性氣體及顆粒物等多種污染物，主要用下列方法去除［3］。一、煙氣脫酸工藝的選擇煙氣中的酸性氣體凈化工藝按照有無廢水的產生分為干法、半干法及濕法三種處理工藝，每一種工藝都包含有各自的組合形式，也都包含有各自的優(yōu)點及缺點⑷。(一)干法脫酸干法脫酸就是在干性藥劑在反應塔內或在進入除塵器之前的煙道內與酸性氣體反應⑸。干法脫酸大多選用的是消石灰(Ca(OH)2)藥劑，讓酸性氣體與Ca(OH)2微粒表面直接的接觸，會發(fā)生中和化學反應，產生了無害的中性鹽顆粒，之后會經過除塵器，會把煙氣中的粉塵、沒有參加化學反應的藥劑以及鹽顆粒一起捕集下來，從而達到脫酸的目的。干法脫酸的特點：1、工藝流程簡單，不需要再配置其它復雜的石灰漿的制備與分配系統(tǒng)，設備的出故障率較低，維護方便。2、藥劑的使用量較大，運行的費用較高。3、脫酸效率相對濕法和半干法低些。

半干法脫酸半干法脫酸時一般采用氫氧化鈣(Ca(OH)2)或氧化鈣(CaO)為藥劑，制備成Ca(OH)2漿液，在廢氣凈化的流程工藝中一般放在除塵設備的前面，因為注入的石灰漿會在反應塔里形成大量的顆粒物，必須用除塵器來去除。由噴嘴或旋轉噴霧器將Ca(OH)2漿液噴到反應器中，形成的粒徑非常小的液滴。又由于水分揮發(fā)后會使廢氣的溫度降低并提高廢氣的濕度，使酸性氣體與石灰漿中和反應為鹽顆粒，掉落到底部［4］。在半干法中沒有反應完全的石灰，會隨著煙氣進入下一階段的除塵器，假若這個除塵設備是袋式除塵器，那么，沒有反應的部分石灰會附在濾袋上，并會與通過濾袋的酸性氣體發(fā)生進一步的反應，會提高脫酸效率，也會提高石灰漿的利用率。半干法脫酸的特點：1、半干法反應塔的脫酸效率較高，HCI去除率可以超過90%，此外，對一般的有機污染物與重金屬的去除率也很好，若在后面的除塵器是袋式除塵器，那么重金屬的去除效率可以到達99%以上。2、沒有廢水的排放，耗水量比濕式洗滌塔的少。3、工藝簡單，投資和運行的費用相對比較低。4、石灰漿的制備系統(tǒng)比較復雜。濕法脫酸濕法脫酸選用的是與洗滌塔類似的形式，當廢氣進入洗滌塔后，會通過酸性氣體與堿性漿液的充分接觸，從而會得到很好的脫酸效果。洗滌塔應放在除塵器的后方，為了防止噴嘴被顆粒污染物堵塞而影響到正常的操作。與此同時，濕式洗滌塔一定不能放在袋式除塵器的前方，因為濕度比較高的煙氣會導致顆粒物堵塞到濾布，氣體最終不能通過濾布。而濕式洗滌塔產生的廢水經過濃縮，污泥到達除塵器的前面時，會進入干燥塔來進行干燥，最終會以干態(tài)形式排出來。濕式洗滌塔一般使用NaOH堿漿，很少使用石灰(Ca(OH)2)漿液，為了避免結垢⑸。濕法脫酸的特點：1、工藝復雜，配套的設備比較多。2、凈化效率比較高，對HC1的脫除效率可以超過95%，對SO2的脫除也可超過80%。3、產生包含有高濃度的無機氯鹽和重金屬的廢水，需要經處理后才可以排放。4、處理完的廢氣因為溫度降低到露點以下，所有需要再加熱，為了防止煙

囪在出口處形成白煙的現(xiàn)象，造成不良的景觀。二、脫硝工藝的選擇（一）SNCR工藝經過實驗我們可發(fā)現(xiàn)，選擇非催化還原法（SNCR）來去除氮氧化物的技術是在沒有催化劑的前提下，把包含有NHx基的還原劑（如尿素、氨水或氨氣等）噴入溫度在800°C?1100°C區(qū)域內的爐膛，此時，還原劑會迅速地熱分解為NH3及其它的副產物，緊接著，nh3會與煙氣中的氮氧化物發(fā)生反應，從而而生成氮氣和水。這個工藝的占地小，反應溫度高，催化劑價格適中，反應后的N2排如空氣，沒有第二次污染，脫硝的效率達到40?80%左右。目前為止，我國數(shù)量不多的生活垃圾焚燒廠均采用SNCR技術來脫除煙氣中的氮氧化物［6］。（二）SNR工藝選擇性催化還原法脫硝技術是在催化劑作用下，煙氣中噴入氨，將NOX還原成N2和H2O。煙氣脫硝效率±80%,出口氨氣排放量V3ppm，完全達到國家標準，SO2轉化為SO3的轉化率＜1%,建設費用相對較高。三、顆粒的去除袋式除塵器可去除二惡英、重金屬及粒狀等污染物的顆粒物。袋式除塵器一般包含幾組密閉的集塵單元，其中包含幾個經籠骨來支撐的濾袋。煙氣經過袋式除塵器的下半部分進入，再由下往上開始流動，當包含塵的煙氣經過濾袋時，顆粒狀的污染物會被濾布來過濾，并且濾布上附著。袋式除塵的除塵效率很高，一般情況下在99%之上，除塵器的出口氣體的含塵濃度一般在數(shù)十mg/m3之內，對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率。袋式除塵的處理風量范圍廣，小的僅是1min數(shù)萬m3,大的可以達到1min數(shù)萬m3,可以用在工業(yè)爐窯上的煙氣除塵，大氣污染物排放會降低。維護操作比較方便，結構也很簡單。在除塵效率相同的前提下，袋式除塵器的造價比電除塵器低。當采用P84、聚四氟乙烯及玻璃纖維等耐高溫的濾料時，可以高溫在200C以上的情況下運行。對粉塵不敏感，不會受粉塵及其電阻的影響。GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》中明確規(guī)定出生活垃圾焚燒廠除塵設備必須采用的是布袋除塵器［7］。四、重金屬凈化生活垃圾焚燒產生的廢氣中具有揮發(fā)狀態(tài)的重金屬污染物，一部分會在溫度降低時可以凝結成顆粒狀、在飛灰的表面被吸附或凝結，就可以接著被布袋除塵器捕集去除。所以，生活垃圾焚燒廠的煙氣凈化工藝的溫度越低，則重金屬的去除效率越高。一些沒有辦法被吸附及其凝結的重金屬氯化物，可以利用它易溶于水的特性，可以經過濕式洗氣塔漿液把廢氣中的重金屬吸收下來。

五、二惡英去除及控制（一）二惡英的去除同時脫硫、脫硝、除二惡英。對于煙氣中二惡英的脫除，大部分會選用活性炭噴射+布袋除塵器的辦法。該種方法又分為了兩種方式，一是活性炭噴射+布袋除塵，另一種則是布袋除塵器+活性炭濾布的吸附法。聯(lián)合使用時，當活性炭的噴入量是100mg/m3時,布袋的出口溫度越低，則袋式除塵器的進口煙氣中包含的二惡英的濃度越低，當袋式除塵器的出口溫度是160°C時，則二惡英的濃度是0.5ng-TEQ/m3。根據研究可以指出，當活性炭的噴入量是50?100mg/m3時，那么二惡英的去除效率就可以高達99%以上。在現(xiàn)實的運用中，在袋式除塵器的前方噴入石灰石與活性炭等吸附劑⑻，會發(fā)現(xiàn)袋式除塵器的進口溫度較高時，二惡英在噴入活性炭后的去除效率達到90%左右。在煙道里噴入活性炭可以有效地去除燒結的煙氣中的二惡英，這個方法所使用的吸附劑是95um的褐煤活性焦，可以使煙氣中的二惡英濃度下降到0.3?0.4ngI-TEQ/m3。這個方法的系統(tǒng)簡單而高效，但是吸附過后的活性炭是不能進行回收再生的，只能當做固體廢棄物或危險廢物進行固化處理或填埋。為了控制二惡英的二次生成，進入除塵器入口的溫度應該低于200Co對于二惡英、氮氧化物、一氧化碳等物質，能在垃圾焚燒中，有效地控制生成的量。所以我們需要對二惡英、氮氧化物、一氧化碳的生成進行有效地控制，來降低之后的凈化廢氣設備的使用。（二）二惡英的控制二惡英有兩種形成方式：一是在焚燒的過程中，由于局部的供氧不足容易產生二惡英，二是在焚燒以后，有金屬催化劑及一定的溫度（300-500C）條件下，煙氣中可再次形成二噁英，煙氣中二噁英的最大產生濃度一般為1—4ng/Nm3。針對垃圾焚燒過程中二惡英類物質的產生原理，首先采取控制焚燒技術避免二惡英的產生，垃圾焚燒爐的燃燒技術要符合“三T"（Time，TurbulenceandTemperature）的原則，就是在垃圾焚燒的過程中，對垃圾要進行充分的混合和翻滾，確保燃燒均勻與完全；焚燒爐爐溫控制在850C-950C之內（PCDD/PCDF會在800C以上就能完全的分解）;在爐膛的出口，氧氣量要控制在6-8%，煙氣在爐內停留時間2s以上，保證二噁英的充分分解；同時也要通過分級配風，來改善爐體內的流動結構，減少垃圾焚燒而產生的二惡英；采用余熱鍋爐將煙氣由850C迅速降至300C以下，時間要控制在2s之內，盡可能的縮短煙氣在溫度區(qū)為300-500C的停留時間，來降低二惡英類的物質再生成［9］。

六、氮氧化物及一氧化碳的控制（一）氮氧化物的控制控制氮氧化物的方法，就是要遵循3T+E燃燒控制的基本原則，運用低氮的燃燒法，包括合理的設計焚燒爐的幾何尺寸、有效控制供給一次空氣和優(yōu)化二次的空氣、煙氣的停留時間要保證、要保持煙氣中低氧的含量及煙氣要充分的混合等，通過這些辦法，在降低NOx生成的同時，也可減少CO的生成并破壞二惡英x類等有機污染物的合成。通過這些方法，氮氧化物的生成濃度基本可以控制在300mg/Nm3之內。（二）一氧化碳的控制一氧化碳是因為燃料不完全燃燒而產生，它的產生量與一次空氣量、二次燃燒的空氣份額、二次燃燒的空氣噴入爐內方式與爐體內操作的溫度等相關。目前，對一氧化碳的脫除主要由控制燃燒的方式來控制，不再需要一氧化碳的去除設備?？刂埔谎趸寂欧诺闹饕胧┯校涸鰪姺贌隣t內的燃燒，保證焚燒爐內有一定的氧氣量，使它出現(xiàn)了還原性的氣氛，同時運用二次風段的燃燒方式與二次風的對沖方式，保證焚燒爐內與空氣充分的混合，改善了爐內的燃燒狀況，同時，經過控制爐內的溫度來減少一氧化碳的排放溫度。第三節(jié)本設計工藝流程的確定一、概述生活垃圾焚燒廢氣治理的基本原則是：優(yōu)先考慮凈化率高和技術優(yōu)化的工藝，推廣排出清潔煙氣的工藝，不會造成周圍環(huán)境污染，盡量減少各處理工序的排廢能力，在同等的處理能力時，選擇投資及運行費用低的，符合我國經濟、技術條件［io］。二、工藝流程的確定垃圾焚燒廠廢氣是一種排放量大、種類多、排放比較集中的廢氣。生活垃圾焚燒煙氣中含有顆粒物、酸性氣體、重金屬、二惡英等多種污染物。本設計的廢氣處理方法可分為3T+E焚燒工藝，SNCR脫硝，旋風除塵器，干法噴射，布袋除塵器，濕式脫酸，活性炭吸附床，其主要特點如下［in：1、3T+E焚燒工藝可以有效的減少氮氧化物，二惡英及一氧化碳的合成，致使一氧化碳的量生成時就已經達到國家標準，使去除氮氧化物及二惡英的工藝也簡單了很多。

2、SNCR法脫硝，直接向焚燒爐內噴射尿素，不需要催化劑，而且不需要重新加熱，因此，工程上用SNCR脫硝比SCR脫硝應用的多一些。3、干法脫酸+布袋除塵器+濕法脫酸不僅能提高脫酸效率，而且還能脫除干法噴射的顆粒物。4、活性炭吸附床能吸附未完全處理的廢氣，運行費用主要是活性炭的價格高，如果前面除去的干凈，運行費用會大大降低，此活性炭吸附床起到的是保險作用。三、工藝流程說明根據以上生活垃圾焚燒廢氣的特點，結合國內外的先進生活垃圾焚燒廢氣處理技術，選用3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床工藝處理生活垃圾焚燒廢氣。（一）工藝流程圖根據以上的分析與方案的比選，選定該項目的廢氣處理工藝為3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床，圖2-1是通過細化的本設計的流程圖。3T+E焚燒工藝熱水或蒸汽排灰排灰水線■圖2-1生活垃圾焚燒的廢氣處理流程排灰排灰水線■圖2-1生活垃圾焚燒的廢氣處理流程五、工藝流程特點

本設計的工藝流程選用的是“3T+E焚燒工藝+SNCR脫硝+干式脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+濕式脫酸+活性炭吸附床”的工藝處理生活垃圾焚燒廢氣，有以下的特點：（1）本工藝處理路線成熟，效果穩(wěn)定而可靠。（2）對酸性高，二惡英高的廢氣有特效。（3）運行費用適當，且處理效率較好，廢氣經過處理后，除塵效率三99.8%,,脫氟效率±90%，脫氯效率±95%，脫硫效率±85%，重金屬Hg、Cd、Pb去除效率均±90%。（4）抗腐蝕能力強，運行較穩(wěn)定。六、主要構筑物介紹（一）焚燒爐19世紀末的時候，開始出現(xiàn)了焚燒爐，并運用在了垃圾焚燒的處理方面。通過一個世紀多的實踐與研究，垃圾的焚燒技術開始有很大進步。垃圾是否在爐排爐上的垃圾充分燃燒的核心保證是要保證3T+E的原則（Temperature爐膛內的燃燒溫度，Time廢氣在爐膛停留時間，Turbulence燃燒煙氣的湍流程度,Ex-cessoxygen——空氣的過熱量）。根據本市的垃圾特點及垃圾量，本設計的焚燒爐是日本的TAKUMA城市的SN型垃圾焚燒爐，配置的是SN型連續(xù)運轉式的機械爐排。焚燒爐的主要特性：1、多個風室提供空氣，根據垃圾的流向分成了7個部分，可以結合燃燒需要進行配風。2、爐條具有很高的通風能力，爐條內配有噴嘴，可以不受垃圾層厚度影響，均勻的提供氧氣。3、爐條與爐條之間的間隙很小，爐條間連接與爐條墊塊形成了無空隙結構。4、耐久性非常的高。鰭片配置在爐條的內側，導致冷卻率（冷卻的面積/受熱的面積）比較高，可以預防爐條燒損。爐條的材料使用特殊耐熱的鑄鋼。5、具有很好的攪拌性能。爐排片最大的行程是250mm，垃圾的翻起、攪拌以及運送是爐排片來回的運動導致的。爐條的高度有150mm，爐條間的重疊導致落差增大，能有效的燃燒垃圾可燃燒的部分。

6、爐條的拆裝方便。爐條拆裝構造使用了嵌入式，墊塊和爐排可以單獨的拆卸。7、干燥段、燃燒段與燃盡段是爐排按燃燒過程分的幾個階段，調節(jié)速度和行程使用了四個驅動裝置。余熱鍋爐在生活垃圾焚燒中，焚燒的過程產生了大量的熱量，為了節(jié)省能源，充分的利用生產過程產生的余熱，余熱鍋爐是不可缺少的設備。利用在工業(yè)中生產的煙氣或余熱來產生蒸汽或熱水的裝置叫做余熱鍋爐。余熱鍋爐分為管殼式以及煙道式兩種。本工藝設計選用的是煙道式的余熱鍋爐［12］。煙道式余熱鍋爐是一種受熱面的裝置，它主要布置成煙道形式的水管型，其構架和爐墻是單獨的，所以，它為一種較大型余熱鍋爐的裝置。它的高溫部分(第一煙道)是一種比較大輻射冷卻室，它的后部是對流受熱區(qū)的煙道。煙道式余熱鍋爐有直通式及多煙道式兩種裝置。前者是從前到后做水平直通的運動，而后者是做上下轉彎的流動。大型的煙道式余熱鍋爐主要有兩種形式，分別是非強制循環(huán)和強制循環(huán)。除此之外，較低壓余熱鍋爐通常會設置成上、下兩個汽包，中等壓強的余熱鍋爐會設置有上、下兩個汽包或只有一個上汽包，而高壓的余熱鍋爐通常只會設置一個上汽包。袋式除塵器過濾型除塵器的主要型式是袋式除塵器，袋式除塵器中的含塵氣體是經過過濾材料的阻隔與粘附作用從而達到固氣分離的效果，是高效的除塵器中用途最廣的，脫除效率可以超過99.9%。1、袋式除塵器的分類按照濾袋的形狀分類，包含有圓袋式的除塵器，扁袋式的除塵器，還有其他袋式的除塵器。按照過濾的方式進行分類，包含有外濾式得袋式除塵器與內濾式的袋式除塵器。按照進風的方式進行分類，包含有上進氣式除塵器與下進氣式除塵方器。按照風機位置進行分類，包含有吸入式的除塵器與壓入式的除塵器。按照除塵器清灰的方式進行分類，包含有機械振動類的清灰除塵器與脈沖清灰的袋式除塵器。2、濾料的分類

濾料的材質已經趨向使用的溫度高、耐腐蝕與吸濕率低這些方面發(fā)展了，濾料的織物從二維結構發(fā)展為三維交錯隨機性的排列針刺。濾料一般為天然的濾料、合成的纖維以及無機的纖維［13］。3、袋式除塵器選型的原則（1）必須要滿足排放標準的要求。（2）考慮到粉塵顆粒物理性質對除塵設備的影響。（3）氣體的含塵濃度大小。（4）煙氣的溫度以及煙氣的其他物理化學性質對除塵設備的影響與要求。（5）對粉塵收集的問題。（6）設置除塵器的位置及可利用的空間等因素。4、確定除塵器形式本設計的除塵器為逆噴式（分室）脈沖除塵器，它的主要優(yōu)點是處理量很大，除塵效率很高。本設計的濾料采用的是厚的針刺氈。除塵效率可高達99.9%。（四）旋風除塵器旋風除塵器一種除塵裝置。含塵氣流的旋轉運動是除沉機理，把降塵顆粒利用離心力從氣流中分離，并且在器壁上收集，然后利用重力把降塵顆粒掉落在灰斗內。1885年，旋風除塵器開始投入使用，到現(xiàn)在已經發(fā)展到多種型號。依照流入方式，分為軸向進入式和切向進入式兩類。當壓力損失相同時，前者的處理量大約是后者的3倍，并且氣流分布是均勻的［14］。1、旋風除塵器的特點（1）旋風除塵器的內部沒有運動的部件，維護很方便；（2）制作的管理非常方便；（3）在處理相同風量的情況下，體積較小、結構簡單，價格又便宜；（4）當作為預處理器使用的時候?？刹捎昧⑹桨惭b，使用很方便；（5）當處理很大的風量時，可以多臺并聯(lián)的使用，效率與阻力不受影響；（6）可以耐400攝氏度的高溫，如果采用的是特殊耐高溫的材料，也能耐更高的溫度；（7）除塵器的內部設有耐磨的內襯后，可以凈化含有高磨蝕性的粉塵的煙氣。（8）可以采用干法清灰，可以回收有利用價值的粉塵。2、旋風除塵器的選型原則［15］

當選擇除塵器時，要考慮工況阻力損失情況與結構的形式，盡可能的使其減少動力消耗并且方便制造維護。旋風除塵器能夠捕集到最小塵粒應該等于或者稍微小于被處理的氣體粉塵密度。旋風除塵器的密封性要好，保證不漏風。特別是負壓的操作，更應注意到卸料的鎖風裝置。易燃易爆的粉塵(如煤粉等)應該裝有防爆的裝置。防爆的裝置通常會在入口管道加上一個安全的防爆閥門。第三章設計計算書第一節(jié)焚燒爐、待處理生活垃圾的主要組成成分（一）待處理的生活垃圾性質1、待處理生活垃圾的主要組成見下列表格表3-1待處理生活垃圾性質生活垃圾含水率（%）〈含灰率（%）｛可燃物（%）密度（t/m3）LHV低位熱值（kJ/kg）設計值5800適用范圍30-604186-6700表3-2處理前生活垃圾可燃燒物的元素分析（應用基）%項目CHONSCl合計含量表3-3規(guī)定設計的主要參數(shù)項目處理垃圾垃圾存放時一年正常工煙氣停留的在燃燒室出的量（t/d）的間（d）作的時間（h）時間（S）口的溫度（°C）參數(shù)15005-78000>2850-10002、根據垃圾元素成分計算垃圾低位熱值：LHV=81C+246H+26S-26O-6W(Kcal/Kg)=81x20.6+246x0.9+26x0.12-26x0.12-6x47.4=1388(Kcal/Kg)x4.18=5800(KJ/Kg)3、根據垃圾元素成分計算垃圾高位熱值：HHV=4LHV+600x(W+9H)}x4.18={1388+600(0.474+9x0.009)}x4.18=7193.78(KJ/Kg)。(二)處理垃圾的能力及其規(guī)模共3臺焚燒爐：每臺焚燒爐每天處理的垃圾量為400t；處理垃圾量：1200t十24h=50(t/h);

爐系數(shù)：(8760-8000)十8000=0.095;實際每小時的處理生產能力：50x(1+0.095)=54.75(t/h)；全年的處理量：54.75x8000=43.8x104t;故：一臺焚燒爐一小時處理的垃圾量為：400十24x1.05=17.5(t/h)。設計的參數(shù)計算：1、垃圾倉的設計與布置設本設計的焚燒爐的長度L=75.5m，寬D=18.5m，本設計取垃圾倉內壁與鍋爐長度對齊，T二5d3，求垃圾的容積，VV=axT(3-1)式中：V——垃圾倉的容積,m3；a——容量系數(shù)，一般取1.2?1.5，本設計為1.2；T——存放的時間，d；x5x1000/0.35=17142.86(m3)。故：本設計垃圾倉的容積取18000(m3)。垃圾倉深度為Hm，H=LxD/V=18000/75.5x18.5=12.88(m)。(3-2)m故，垃圾池是全封閉的結構，長75.5m，寬18.5m，總深度以6m的卸料平臺為基準負13米。二、焚燒爐選擇和計算1、焚燒爐加料漏斗料斗的容積V(3-3)(3-3)V=(G十24)x(K十p)DxL式中：VD——料斗的容積(m3)G——每臺焚燒爐日處理的垃圾量，(t/h)可靠系數(shù)，考慮到吊車在運垃圾的速度及其他因素，通常取1.5；p垃圾的容量，一般為0.3-0.6(t/m3)，本設計計算取0.4L(t/m3)；V=(400一24)x(1.5一0.4)=62.5m3D2、燃燒空氣量及一次、二次助燃空氣量的計算以單位重量燃燒所需空氣量以容積計算理論空氣量由公式:

L=(8.89C+26.7H+3.33S-3.330)x10-2(Nm3/kg);(3-4)0把表2未處理的垃圾各元素含量值代入上式中：L=8.89x20.6+26.7x0.9+3.33x0.12-3.33x8.53)x10-2=1.8(Nm3/kg)。0實際空氣需要量：L=NxL(3-5)n0式中：N――空氣的過剩系數(shù)，確保燃燒垃圾是有足夠的空氣，通常燃燒過程空氣的過剩系數(shù)范圍為1.5-1.9，本設計計算取1.7；L=1.7x1.8=3.06Nm3/kg)on以單位重量燃燒所需空氣量以重量計算理論空氣量由公式：L=(11.6C+34.78H+4.35S-4.35O)xl0-6kg/kg);(3-6)0把表2未處理的垃圾各元素含量值代入上式中：L=(11.6x20.6+34.78x0.9+4.35x0.12-4.35x8.53)xl0-2=2.34(kg/kg)。0實際空氣需要量：L=NxL(3-7)n0式中：N——空氣的過剩系數(shù)，確保焚燒垃圾有足夠的空氣，通常燃燒過程空氣的過剩系數(shù)范圍為1.5-1.9，本設計計算取1.7；L=1.7x2.34=3.98(kg/kg)。nC、所設計的焚燒爐每小時燃燒垃圾所需空氣總重量G=3.98x17.5x103=69650(kg/h)。(3-8)w③本設計計算的焚燒爐一小時燃燒垃圾所需空氣量是L=GxL(Nm3/h);(3-9)n式中：G——每臺爐的日處理垃圾量，(t/h)；L——實際空氣所需量，(Nm3/kg);nL=17.5x103x3.06=53550(Nm3/h)故：本設計計算的焚燒爐一小時燃燒垃圾所需空氣量是53550(Nm3/kg)。本設計計算的二次風流量占整個助燃空氣量的22%左右，本設計取24%,求得二次風助燃空氣量為L=Lx24%(Nm3/h);(3-10)空2L=Lx24%=53550x24%=12852(Nm3/h);空2L=53550-12852=40698(Nm3/h)。(3-11)空1故：設計一次風助燃空氣量為40698(Nm3/h)，二次風助燃空氣量為12853(Nm3/h)。

3、燃燒產物煙氣量以單位重量燃燒產生的總煙氣量以容積計算垃圾焚燒爐產物的成分和生成量由燃燒反應物質的平衡計算，求1kg的生活垃圾徹底燃燒后產生的煙氣量LvL=(m-0.21)L+1.867C+0.7S+0.8N+11.2H+1.24W+0.62Cl(Nm3/kg);(3-12)v0=(1.6-0.21)x1.8+1.867x0.206+0.7x0.0012+0.8x0.001+11.2x0.009+1.24x0.474+0.62x0.0068(Nm3/kg);二3.581(Nm3/kg);=實際空氣量x空氣中水分含量，將空氣中的水分含量為0.015，L=3.06(Nm3/kg)代入式子，nL=3.06x0.015=0.0459(Nm3/kg);(3-13)vb.燃燒干煙氣量=總煙氣量-空氣中含水量-垃圾中含水量-氫燃燒產生水量=3.581-0.0459-0.474-9x0.009=2.98(Nm3/kg)。(3-14)以單位重量燃燒產生的總煙氣量以重量計算L二(m-0.2)L+3.667C+2S+N+9H+W+1.03C1(kg/kg)(3-15)w0=(1.6-0.2)x2.34+3.667x0.206+2x0.0012+0.001+9x0.009+0.474+1.03x0.0068二4.60(kg/kg)4、生活垃圾焚燒每小時的排渣量及飛灰量排渣量是未燃可燃物量與生活垃圾的灰渣量的和，灰渣熱灼減率是5%,則一小時的排渣量ahza=GrxA/(100%-5%)t/h;(3-16)hz垃圾式中：Gr——每小時焚燒的垃圾量，17.5t/h；垃圾A——垃圾中渣的含量，取20.5%；a=17.5x20.5%/95%=3.8(t/h)0hz故：設計出渣量的能力為3.8t/h。爐渣貯坑：一般渣庫貯坑按3天的容量設計，V=3.8x24x3x3=820.8(t/3d)。(3-17)zk故:設計渣貯坑容量為3天貯渣830噸。飛灰含量a為處理垃圾量的0.5?5%,按5%的量取，fha=Grx5%=0.875(t/h)。fh垃圾故：設計每臺爐飛灰的含量為0.88t/h。

每小時燃燒產物的煙氣量為：m煙m=（G+G）-（a+a）=17.5+69.65-3.8-0.875=82.475（t/h）（3-18）煙垃圾空hzth故：一小時燃燒產物生成的煙氣量是82.475t/h（標準狀態(tài)下）。5、垃圾焚燒爐的能量平衡根據垃圾焚燒爐系統(tǒng)平衡條件與力學的第一定律，能量守恒定律得：Q+Q+Q+Q=Q+Q+Q+Q+Q（3-19）1入2入3入4入1出2出3出4出5出式中：Q生活垃圾的顯熱量，Kcal/kg；1入Q——預熱空氣帶入的熱量，Kcal/kg；2入Q——外部熱源輸入的熱量，Kcal/kg；3入Q——單位垃圾完全焚燒時所放出的熱量，Kcal/kg；4入Q——煙道氣熱損失，KJ/h；1出Q噴入爐內水蒸氣所造成熱損失，Kcal/kg；2岀6Q——不完全燃燒氣體所造成熱損失，Kcal/kg；3岀Q——焚燒爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頁p失，Kcal/kg；4岀Q輻射的熱損失，Kcal/kg；5岀Q——不完全燃燒熱損失，Kcal/kg；5出①輸入熱量計算1）進入焚燒爐內的垃圾完全焚燒時所輸入的熱量進入焚燒爐焚燒的垃圾總熱量是顯熱量及完全燃燒熱量的和；Q=（單位垃圾量）X（垃圾比熱值）x（垃圾進料溫度）（Kcal/kg）1入=1x0.732X25=18.3（Kcal/kg）;（3-20）2）預熱空氣帶入的熱量Q=（實際所需空氣量）x（垃圾比熱值）x（垃圾進料溫度）（Kcal/kg）2入=3.06x0.314x220=211.38（Kcal/kg）;（3-21）3）無外部熱源輸入的熱量Q=03入4）單位垃圾完全焚燒時所放出的熱量Q=1388（Kcal/Kg）;4入鍋爐輸入總熱量Q=Q+Q+Q+Q=18.3+211.38+0+1388=1617.68（Kcal/Kg）。IN1入2入3入4入

故：輸入熱量Q=1617.68（Kcal/Kg）。入②輸出熱量計算1）煙道的氣熱損失煙道氣熱損失=燃燒干煙氣量X煙氣平均比熱X（爐排煙氣出口溫度-基準溫度）（Kcal/Kg）；Q=2.98x0.355x（220-25）=206.29（Kcal/Kg）。（3-22）1出故：排煙道氣熱損失Q=206.29（Kcal/Kg）b1出2）噴入爐內水蒸氣所造成熱損失無噴入爐內水蒸氣Q=0；2出3）不完全燃燒氣體所造成熱損失Q3出=（1-燃燒效率）X（垃圾含碳量-爐灰含碳量）X（碳不完全燃燒的損失）（Kcal/Kg）；=（1-0.99）x（0.206-0.05）x5700=8.89（Kcal/Kg）;（3-23）4）焚燒爐渣及飛灰?guī)ё叩奈锢頁p失爐灰殘留熱量=灰分含量X灰分比熱X（灰分溫度-基準溫度）（Kcal/Kg）；Q=0.206x0.25x（600-25）=29.61（Kcal/Kg）;（3-24）4出5）輻射的熱損失一般設計生活垃圾焚燒爐中一般按供入熱量的2%考慮；Q=1617.68x0.02=32.35（Kcal/Kg）;（3-25）5出6）不完全燃燒熱損失垃圾內碳完全燃燒發(fā)熱量X爐灰含碳量X垃圾含碳量（Kcal/Kg）；Q=7700x0.05x0.206=79.31（Kcal/Kg）;（3-26）6出合計：Q=Q++Q+Q+Q+Q出1出Q2出3出4出5出6出=206.29+0+8.89+29.61+32.35+79.31=356.45（Kcal/Kg）。故：總損失熱能量為356.45（Kcal/Kg）。Q（總熱量的凈值）=Q（鍋爐輸入的總熱量）-Q（總損失的熱能量）IN岀（Kcal/Kg）；=1617.68-365.45=1252.23（Kcal/Kg）。6、鍋爐熱效率：n=1-Q/（LHV+Q+Q）］X100%（3-27）有效出1入2入=［1-356.45/（1388+18.3+211.38）］x100%=78.0%〉65%（符合要求）。7、蒸汽產氣量計算

已知：過熱器的出口壓力為4Mpa，溫度為420°C,焓值h為420789.6Kcal/Kg,集汽聯(lián)箱入口的給水溫度為150C，焓值h為150Kcal/Kg,；—150小時的垃圾焚燒量是17500Kg/h，垃圾在單位重量的能量凈值為1252.23cal/Kg,求一小時的蒸汽產汽量S(Kg/h)。S=(垃圾單位的重量能量凈值x一小時垃圾的焚燒量)/(焓的降差值h-420h)150=(1252.23x17500)/(789.6-150)=34262.1(Kg/h)(3-28)故：鍋爐額定連續(xù)蒸汽蒸發(fā)量按35t/h設計。8、爐排機械負荷爐排機械負荷指的是單位的爐排面積垃圾燃燒的速度指標，就是單位的爐排面積，單位的時間內焚燒的垃圾量，kg/(m2.h)Gf=G/(t-A)(3-29)式中：Gf——爐排機械負荷，kg/(m2.h)；G——垃圾燃燒量kg/d；t運行時間，h/d；A——爐排面積，皿2。已知：焚燒爐處理能力為G=17.5(t/h)，運行的時間t=24小時，一臺焚燒爐機械負荷=150-350kg/(m2.h)，本設計取300kg/(m2.h)，求：一臺焚燒爐排的面積:AA=G/(t-G)=17.5x103/350=50(謚)。f故：焚燒爐爐排的面積依照50平方米設計的，那么爐排總寬度取5米，爐排總長度是10米。9、燃燒室熱負荷qv燃燒室熱負荷是用來權衡單位的時間，單位容積要承受的熱量指標，燃燒的容積是一、二次燃燒室的和。連續(xù)運行焚燒爐熱負荷值一般在3.36x105?6.3x105KJ/(m3.h))范圍，取q=4.5x105KJ/(m3.h)。vq=m[Q+CL(t-t)]/V(3-30)vdpkna0式中：m——單位時間的垃圾燃燒量，kg/d；Q——垃圾的平均低位熱值，KJ/kg；dC——空氣平均定壓比熱容，KJ/(m3.°C)KJ/(m3.°C)；Pk

Lnt-at-0(標態(tài))；=3.16m3/kgLnt-at-0(標態(tài))；=3.16m3/kg,環(huán)境溫度，°C；V——燃燒容量積，m3；1.75x104kg/h,Q=5800KJ/kg,t=25C,ta=220C,LTOC\o"1-5"\h\zd0aCKJ/(m3.°c),q=4.5x105KJ/(m3.h)，求燃燒室容積:VpkvV=m[Q+CL(t-t)]/qdpkna0v=1.75x104[5800+1.3x2.98(220-25)]/4.5x105=254.9m3。故：焚燒爐燃燒容積按255立方米設計。第二節(jié)余熱鍋爐一、煙氣量和焓的計算煙氣量(3-31)1、進入余熱鍋爐的煙氣量(3-31)V'y二B(100-q)/100-Vy(m/h)4式中：V'y——進入余熱鍋爐的煙氣量，kg/h；B——燃燒消耗量，kg/h；V——實際煙氣量，Nm3/kg；已知：B=1500kg/h，q=Nm3/kg。4V'y二1500(100-0)/100x3.06=4590(m3/h)(3-32)2、總煙氣量(3-32)Vy二V'y+AQV'y+V+V(m3/h)chby式中：VyA6VchVby總煙氣量，(m3/h)余熱鍋爐漏風的系數(shù)，按JB/T7603標準，可以知道A6=0；吹灰介質容積，(m式中：VyA6VchVbych輔助燃燒煙氣量，(m3/h)，無輔助燃燒，V=0；byVy=4590+0+0+0=4590(m3/h)。取整數(shù)5000m3/h

因為本設計有三套焚燒爐，所以總煙氣流量為3x5000二15000m3/h根據本設計的流量大小，本設計選用型號的余熱鍋爐，余熱鍋爐外形尺寸是3100x2300x3250。第三節(jié)旋風除塵器一、旋風除塵器各部分尺寸的確定（一）形式的選擇依據國家規(guī)定的經濟合理性、制造條件、粉塵性質、允許阻力及粉塵排放標等，本設計選擇了通用型的旋風除塵器。（二）確定進口風速根據推薦取v二18m/s（三）確定旋風除塵器的尺寸取a二2b，則a=0.35m,b=0.18m1、進氣口面積Aj的確定進氣口的截面通常是長方形，大小是a與b,依據處理的氣量Q和進氣的速度\可知A=ab=（3-33）j3600v=150003600x18m2取a=2b，則a=0.68m,b=0.34m2、筒體尺寸的確定通常情況下，筒體的直徑不應該小于50?75mm。旋風除塵器的筒體直徑D通常情況下取整數(shù)。取b=0.2D,那么D=1700mm，現(xiàn)在取D=1800mm。筒體的長度h=1.5D=1.5x0.8=2.7m（3-34）3、旋風除塵器高度的確定旋風除塵器的自然長度l就是從排氣管的下端到旋風除塵器的自然旋轉頂端距離。

l=2.3dl=2.3de(3-35)=2.3x0.24x'1.82嚴、0.68x0.34丿-2)D取h=1.5D(3-36)X1800=2700mm旋風除塵器圓錐體的高度與半椎體角a及下端的排灰口直徑D2相關。一般情況規(guī)定aW30°，或下雨時90。去掉粉塵內摩擦角，設計計算時一般取a=13°-15°所以本設計取a=13°旋風除塵器氣流中的自由旋流軸線是偏的，偏心度約是de/4，那么，為了預防錐壁和核心旋流接觸時，把分離出來的粉塵再一次卷到核心的旋流，導致再次夾帶，規(guī)定排灰口的直徑D不能小于d/4。圓錐的高度(H-h)=(2-2.5)D2eDX0.4(3-37)2圓錐高度H-h=2D(3-38)=2X1800=3600mm二、旋風除塵器強度的校核(一)筒體和錐體壁厚s和氣壓試驗強度校核1、材料的選擇由旋風除塵器的工作壓力和工作溫度選用Q235-B2、確定參數(shù)P=1000P，D=1800mm，cai由《化工設備機械基礎》查表得[a]t=113MP。a由于采用單面焊的對接接頭，局部無損探傷，所以，焊接接頭系數(shù)?3、計算厚度,SPDS=c一i(3-39)2[a]?—Pc式中：P——計算壓力，MP；ca=240可修改歡迎下載精品=240可修改歡迎下載精品Word可修改歡迎下載精品可修改歡迎下載精品WordD圓筒內徑，mm；1S圓筒的計算厚度，mm；S圓通的設計厚度，mm;dS——圓筒的名義厚度，mm；n[a]t――圓筒在設計溫度下的許用應力，MP;a0――焊接接頭系數(shù)；C——腐蝕裕量，mm；2C鋼板厚度負偏差，mm；1C——厚度附加量，mm，C=C+C。12S_10-3x1800_2x113x0.8-1S_S+Cd2=0.0005+1(3-40)根據S_1.0005mm《化工設備機械基礎》得C_0.25=S+C1(3-41)圓整后取厚度為3mm復驗SX15%=3X15%n所以最終取C]=0.25mm，這個筒體與錐體可以用厚為3mm的碳素鋼板進行制作。4、校核氣壓試驗強度S=S-Cen(3-42)根據《化工設備機械基礎》式4-7得at_pc(Di+S)侗0

2S(3-43)10-3x(800+1.75)bt=—2x1.75=0.229MPa(3-44)b}?二113x(3-44)=90.4MPa可見btW[b}?，所以，強度符合要求。(二)排氣管尺寸的確定1、排氣管直徑的確定在規(guī)定的范圍內時，當排氣管直徑越小，除塵效率則越高，但是壓力損失反而越大，反之，除塵效率則越低，壓力損失反而小。D/d-3時，除塵的效率達e到了最高點，再增加D/d,那么除塵器的效率增加的會很緩慢，壓力損失反而e急劇的增加。一般取d-0.5)Ded=0.3D(3-45)eX1800=540mm2、排氣管插入深度的確定一般排氣管插入的深度hehX680e=544mm排氣管插入深度會影響除塵器性能，插入深度最好超過進口管下邊緣，但是不要靠近錐體上邊緣，所以，本設計計算取h=550mm。e3、排氣管厚度的確定及強度校核對于D/S>20的圓筒e假設S=3mmnS=S-C=3-2=1mmen(3-46)550240=2.29550240=2.29(3-47)d_240—e=S1e

10-3MP，系數(shù)B10-3MP，系數(shù)B為115MP。aa則可用公式[p]=—^，來計算需用外壓力D/S0e[p]=-=-11^MP=0.48MPD/S240/1aa0e(3-48)可見，LIpc，所以，出氣管可以用3mm的碳素鋼制作。支座的選擇計算筒體的壁厚比較小，所以選用不包含墊板AN型的耳式支座。依據《化工設備機械基礎》，本設計選用的是AN型的吊耳式支座1,根據《化工設備機械基礎》耳式的支座實際可以承受的載荷可以依照以下的式子近似計算出X10-3(3-49)mg+G4(p.hX10-3(3-49)0&+ee—

knnD式中Q——支座實際承受的載荷，KN；D支座安裝尺寸，mm；g重力加速度，取g=9.8m/s；G——偏心載荷，N；eh水平力作用點至底板高度，mm;k——不均勻的系數(shù)，當安裝3個支座時，則取k=1；當安裝3個以上支座時，則取k=0.83；m設備的總質量(包含殼體與它的附件，保溫層與內部介質的質0量)，kg；n支座數(shù)量；P——水平力，取P和P的最大值，N。we容器的高徑比沒有大于5時，并且總高度H。沒有大于10m時，P與P可以0we按照以下的式子進行計算，當超出這個范圍，本設計不建議選用耳式的支座。水平地震力：P=0.5amg(N)(3-50)ee0式中：a——地震的系數(shù)，對7、8、9級地震分別是0.23、0.45、0.90。e水平風載荷：P=0.95fqDHx10-6(N)(3-51)wi000式中：D――容器外徑，mm，有保溫層時取保溫層外徑；0可修改歡迎下載精品可修改歡迎下載精品Word可修改歡迎下載精品可修改歡迎下載精品Wordf——風壓高度變化系數(shù)，按設備質心所處高的取;H容器總高度，mm；0q——10m高度處的基本風壓，N/m2；0S偏心距，mm。eD二D+2S+2(1-S)021=1800+2X3+2X(80-30)=1906mmG二(ab)1PTOC\o"1-5"\h\ze000XX0.678)XXX103取k=0.83；n=4;h=300P二0.5amg(N)ee0XX1000X=1127NP二0.95fqDHx10-6(N)wi000=XX250X1800X4900X103因為P〉P，所以取P=P二1127NeweS=200mme_rmg+G4(p.h+G.S)]Q二一0e+e_—X10-3knnD「1000x9.8+64(1127x300+6x200)_“二+X10-30.83x44x536可見，Q<[Q]，AN型耳式支座1符合要求。支腿的設計計算及校核初選材料為Q235-B，d=40mm,l=2.5m。由靜力平衡方程求出支反力F=1127Nb剪力和彎矩方程為(3-52)(3-53)(3-54)(3-55(3-52)(3-53)(3-54)(3-55)M(x)=2817.5-1127x(0<x^2.5)最大彎矩M二2817.5N.Mmax支腿的抗彎截面系數(shù)為w=竺3=兀X(°.04)3=17.94MP3232a根據《材料力學》（式6-7）Cmax二＜Q]于是有Cmaxmax于是有Cmaxmax2817.51.57x10-4(3-56)=17.94MP<\o]=113MPaa根據式（6-13）t二42得max(3-57)(3-57)t=X

max3(0.04)2MP<It]=98MP

aa所以選擇的支腿符合強度要求。（五）旋風除塵器壓力損失及除塵效率1、計算壓力損失旋風除塵器的進出口全壓差一般表示壓力損失，在實際的計算中通常引入一個阻力的系數(shù)Z(3-58)Z=K(3-58)d2e因為，本設計的旋風除塵器的切向進口是沒有葉片標準的，依照《現(xiàn)代機械設備設計手冊》，則取K=7.57.5x7.5x0.35x0.180.242v2參照《現(xiàn)代機械設備設計手冊》壓力損失公式Ap=zKP得AX182X1AX182X1(3-59)（二）除塵效率的計算1、分級除塵效率

由《除塵器》查得旋風除塵器分級除塵效率公式為n=100(1-e-0.117xi.20)x式中X—取平均粒徑。所以，各分級粒徑的除塵效率為：n=100x(1-e-o.117^61-20)=636以下n=100X(1-e-0.117x7.251-20)6~8.5n=100X(1-e-0.117x10.751-20)8.5~12n=100x(1-e-0.117X141.20)=9412~16n=100x(1-e-0.117X19.51.20)=9816~23n=100x(1-e-0.117x231.20)=9923以上(2)總除塵效率根據除塵效率公式n=fnAx得jX6um以下n=15x(%/6um)x63(%)x6(um)=9.5(%)i6~umn=9x(%/2.5um)x71.4(%)x2.5(um)=6.4(%)28.5~12umn=11x(%/3?5um)x86.6(%)x3.5(um)=9.5(%)312~16umn=12x(%/4um)x94(%)x4(um)=11.3(%)416~23umn=13x(%/7um)x98(%)x7(um)=12.7(%)523um以上n=40x98(%)=39.6(%)6所以，總除塵效率為n=工fn△x總jX=9.5(%)+6.4(%)+9.5(%)+11.3(%)+12.7(%)=89(%)除塵后顆粒物濃度p=4500x(1-89%)=495(mg/m3)(3-60)((3-60)(3-61)+39.6(%)(3-62)（一）消石灰儲存?zhèn)}g/cm3則消石灰儲的體積V，為

=0.4125m3=0.4125m3(3-63)V―—―p2.24x1032故，儲存?zhèn)}的內徑D,為\n'4x0.2753.14\n'4x0.2753.14=0.59m取D=0.6m(3-64)故，每一天投加消石灰一次，投加量為930kg。(二)活性炭儲存?zhèn)}根據二惡英等污染物含量，每天消耗活性炭123.75噸，則消耗的活性炭量為設活性炭的儲存?zhèn)}與消石灰的儲存?zhèn)}儲存相同，則活性炭儲存?zhèn)}的內徑為0.6m。第五節(jié)袋式除塵器一、設計參數(shù)1、確定煙氣溫度為150°C，進氣流量15000m3/h，含塵濃度5g/m3。2、參考《大氣污染控制工程》，逆氣流反吹清灰的過濾氣速v=0.5-f2.0m/min，本設計取v=1.0m/min。f3、參考《大氣污染控制工程》，袋式除塵器的壓力損失是Ap+Ap，通過清fP潔濾袋的壓力損失APf通常是100-130Pa,壓力損失Ap靠近1000Pa，則通常要對濾袋清灰。選取的Ap是120Pa。4、參考《除塵設備》，鍋爐煙氣顆粒的比阻系數(shù)R=1.50min/(g?m)p5、參考《環(huán)境工程設計手冊》，石灰的堆積密度p=4695Kg/m3，含塵氣流達到p國家標準排放的排放濃度p=20mg/m3濾料。標6、依照《袋式除塵器的設計與應用》，相鄰的兩個濾袋之間，安裝的中心距離是210-250mm，花板邊界和濾袋的是200mm,單元的間隔應大于相鄰倆濾袋之間的間隔。7、根據物理學理論，將物體放在傾斜角大于45°的傾斜版上，物體會向下滑，所以當灰斗的傾斜角大于45°時，灰?？梢宰孕谢?。

8、含塵氣體進氣流速v為30m/s，凈氣出口流速v為10-15m/s。i09、濾料的選擇，針刺氈濾料。二、過濾面積、濾袋數(shù)目的確定1、袋式除塵器的過濾面積，AA亠

60vA亠

60vf1500060xl.O=250m2(3-65)2、過濾袋數(shù),(3-66)A

n=—

(3-66)式中：n過濾袋數(shù)，個；l單個濾袋長度，m，本設計取4m；d單個濾袋直徑，m，本設計取0.2m；2503.142503.14x4x0.2二99.5為了布置方便取n=100，采用10X10排列。3、濾袋的排列和間距排列濾袋的方式是按照長方形排列，11X6排列，濾袋之間的間距本設計選取50mm,邊排濾袋和殼體距離也留有800mm寬的人行道。為保證氣體均勻地分配各個濾袋，氣體分配室應該有足夠的空間，凈空高不應小于1000-1200mm。本設計取1100mm。三、除塵室的尺寸(3-67)(3-68)長度：L二10x0.2+llx0.05二2.6m寬度：D二10x0.2+llx(3-67)(3-68)四、灰斗的計算1、積灰堆積速度，q2、QpnP2、QpnPP灰斗尺寸設計15000x5x10-3x99%4695二0.016m3/h(3-69)(1)灰斗高度，hh=tan60式中:h=tan60式中:a——出灰口邊長，m；0b進灰口邊長，m；0

已知，進灰口的邊長近似是3m,出灰口的邊長是0.5m，出灰口與灰斗壁面的水平夾角是60。，那么3一0.5h=tan60。一——=2.16沁2.2m2(2)積灰體積，V￥1a-h一一xax—0tan60。0￥1a-h一一xax—0tan60。0302“1LhV二一2x0—31tan60。丿h0積灰高度，m,本設計取1.5m；“1L1.5￥V二_2x31(3)排灰時間，t排2V2x1.46

tj===182.5h排q0.016故可知沒182.5小時排灰斗排灰一次。五、濾袋清灰時間的確定1、袋式除塵器的壓力損失，ApAp二Ap+Apfp(3-71)式中:tan60°丿x1.5一1x0.52x05tan60。二1.46m332(3-72)(3-73)式中:根據式中:APf――通過清潔濾袋的壓力損失，Pa；Ap――通過顆粒層的壓力損失，Pa；P《除塵設備》：Ap二RvptPpf顆粒比阻力系數(shù)，min/(g-m)；過濾風速，m/min；含塵濃度，g/m3；清灰時間，min；(3-74)Rpv-fP已知，Ap=120Pa，R=1.50min/(g-m)，Ap達到1000Pa清灰一次，將已知fp代入(3-73)式子，得1000二120+1.50x1.02x5xt解得：t=117min=1.95h清灰一次。六、輔助結構計算為了使灰斗和進氣管連接方便，本設計計算選取方形的斷面管，斷面的邊長，L1

TIQI15000TIQI15000L二二’13600vi當凈氣的出流速度v為10m/s時，本設計計算的出口管道選取正方形的截面0管道，則截面的邊長L,得1TJQ\15000L二二13600v、3600x30(3-75)3600xl0—0.65m(3-76)第六節(jié)濕式洗滌塔一、吸收塔設計計算洗滌塔吸收塔的內部裝置構件少，不容易結垢和堵塞和壓力損失較小塔內等優(yōu)點，是濕式脫酸的主流塔型，因此本設計選擇噴淋式脫酸技術。1、洗滌塔的內徑設計吸收塔直徑，D(3-77)(3-77)D=—兀—式中：V——煙氣體積流量，m3/s；U——煙氣流速，m/s；D——吸收塔直徑，m；已知，V=15000m3/s，合適的流速范圍為3?4.5m/s，本設計取u=3m/s，將已知代入上式得4x15000D==1.33m,取1.43.14x3x36002、洗滌塔高度設計(1)吸收區(qū)設計吸收區(qū)的高度范圍是5-15m,煙氣的接觸反應時間范圍是2-5s。為了保證脫硫效率較高，本設計選取的反應時間是2s,那么吸收區(qū)的高度，h是：h=ut=3x2=6m(3-78)吸收塔的噴淋層的噴嘴通常有旋轉、切向與軸向3類型式，本設計計算選取的是軸向式的噴嘴，主要原因是因為這類噴嘴能噴出的液滴粒度較小，而且還有比較高的性價比。吸收區(qū)通常要有3-6個的噴淋層，每個噴淋層都要裝霧化噴嘴多個，交叉的分布在噴淋層，其覆蓋率高達200%-300%。本設計計算中的脫酸效率要超過85-

-2m,為了方便檢修與維護，層間距取1.2m。入口煙道與第一噴淋層之間的距離一般取2-3.5m，本設計是：h2=6-1.2x（4-1）=2.4m符合要求。（3-79）表3-4吸收塔高度參考表項目范圍吸收塔的入口直徑和寬度之比（％）60-90入口煙道到到第一層噴淋層的距離（m）噴淋層間距（m）除霧器與最頂端噴淋層的距離（m）除霧器高度（m）吸收塔出口到除霧器的距離（m）吸收塔的出口直徑和寬度的比（％）60-1003、除霧器區(qū)設計除霧器一般安裝在吸收塔頂部，也可以安裝在吸收塔的后煙道上。它的作用是捕集脫酸后干凈煙氣中的水分，盡可能地保護它后面的管路及設備不受到腐蝕與沾污。一般要求脫酸后，煙氣中的殘留水分不能超過100mg/m3。吸收塔，是由沖水系統(tǒng)與上、下兩級除霧器構成的。濕法煙氣脫酸塔主要采用折流板與旋流板兩種除霧器。為了即能適應塔內很高煙氣流速，又能達到很好的除霧效果，本設計計算選取了折流板式除霧器中的屋頂式除霧器。下圖是折流板式除霧器的工作原理:圖3-1折流板除霧器原理示意圖fiftfififtfi

fiftfififtfi參考表3-4,取除霧器和最后一層噴淋層之間距離是1.2m，吸收塔出口到除霧器的距離是0.6m。除霧器高度是2.4m，選取了2層除霧，那么除霧區(qū)總高度是1.2+2.4x2+0.6二6.6m。（3-80）4、漿液池的設計漿池容量V］的計算表達式：二（L/G）-V-1（3-81）1N1式中：L/G——液氣比,L/m3,依照經驗，Ca（OH）2洗滌塔中液氣比通常是

15-25L/m3。本工藝選取16L/m3。VN——煙氣在標準狀態(tài)下的濕態(tài)容積，m33/s；t1漿液停留時間，4-8min，取t］=6min=360s。則：二16x4.17x360二24.02m31采用漿液池內徑略大于吸收區(qū)內徑，內徑D2=1.0m。根據V］計算漿液池的高度，h3h=4V/（^D2）=4x24.02/（3.14x12）=30.60m（3-82）312煙氣進口底部至漿液面的距離一般0.8?1.2m，取1.0m。5、煙氣進、出口的設計通常希望在塔內的氣體能夠均勻的分布，并且煙道呈現(xiàn)出正方形，所以選取的高度比較小，但是不適合過大的寬度，不然會影響其穩(wěn)定性。參照表3-4,選取的入口寬度與直徑的比是0.7，出口的寬度與直徑的比是0.8，那么入口的寬度：L=1.4x0.7=0.98m；（3-83）入出口的寬度：L=1.4x0.8=1.12m。（3-84）出在設計下，溫度由150°C經過升壓后進入了煙氣換熱器（GGH），把原煙氣的溫度冷卻到100C左右，本設計計算煙氣在吸收塔入口的溫度在100C，煙氣在吸收塔出口的溫度在50C，那么，在這個條件下，入口出的煙氣（濕）流量是：=4.17x373.15/293.15=5.31m3/s。（3-85）入=4.17x323.15/293.15=4.60m3/s。（3-86）岀進出口煙氣的流速通常為12-18m/s,本設計計算都為12m/s，已知入口的煙氣流量為1.41m3/sm3/s。由V=uxhxL，得入口高度：h入=5.31/（12X0.98）=0.45m；（3-87）

出口高度：h出=4.60/(12X1.12)=0.34m。(3-88)6、噴淋塔總高度故噴淋塔的總高度，H：H=6+6.6+30.60+0.45+0.34+1.0=44.99m。(3-89)第七節(jié)煙囪、煙囪內徑和出口流速_4q(3-90)=(3-90)nA式中:出口速度，m/s；式中:排煙排煙量，m3/s；煙囪的出口內徑，m；已知：本設計q=15000m3/hm3/s，D取1.0m，把已知代入公式得：vV二4X4.17二5.31m/ss3.14x1二、煙囪管壁厚度選取了煙囪的內徑后查閱相關的文獻可以確定煙囪筒壁厚度，筒壁厚度應該符合表3-5的要求。表3-5筒壁的最小厚度筒壁頂口處內徑（m）最小的厚度（mm）DW41404vDW61606vDW8180D>8180+(D-8)x10本次設計取管壁厚度為140mm。三、煙囪高度的計算1、煙囪的幾何高度煙囪的幾何高度Hs=80m。

2、煙氣抬升的高度本設計計算依照公霍蘭德(Holland)的公式用來計算煙氣抬升的高度式中:VDT-式中:VDT-TAH=-^-(1.5+2.7s葉D)VTs煙氣抬升的高度，m；AH(3-91)V——煙氣的出口處流速，m/s；sD——煙囪出口處的內徑，m；V——煙氣出口處的風速，m/s；T——煙氣出口處煙流的溫度，K；sT環(huán)境大氣的溫度，K；a已