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文檔簡介

引言目前我國仍然是一個人口眾多,資源環(huán)境需求量較大的發(fā)達國家,煤炭資源是目前我國的主要煤炭資源,改革創(chuàng)新開放以來,隨著國民經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展,燃煤鍋爐火力發(fā)電站已經(jīng)成了目前我國大型電力的使用主力,然而一些火電站燃煤鍋爐內(nèi)所排放的燃煤廢氣中仍然含有大量的有機氮氧化物和有機硫氧化物,也由此導致了大氣二氧化硫的過度不合理排放,嚴重影響了我們周圍的生態(tài)環(huán)境。例如根據(jù)《2008年中國環(huán)境狀況公報》中數(shù)據(jù)顯示,2008年中國二氧化硫的廢氣排放總量為2214.4萬噸。[2]按照目前的我國經(jīng)濟社會發(fā)展運行速度,以及大氣污染控制實施方式和治理力度,到如今2020年,全國僅一個火力發(fā)電廠工業(yè)排放的二氧化硫就已經(jīng)高達2100萬噸以上,而目前消除寒風酸雨天氣污染所需要允許的最大排放二氧化硫廢氣的排放量僅大約為1200萬至1400萬噸。目前,我國的電力資源需求量越來越大,火電廠長期排放的大量二氧化硫日益程度增大,造成了嚴重的城市大氣污染。如今采用鍋爐室內(nèi)煙氣凈化脫硫技術是有效減少鍋爐二氧化硫廢氣排放的重要技術手段?;痣姀S進行煙氣凈化脫硫中遇到的問題主要是雖然SO2的濃度低但由于煙氣總的體積大,從而導致SO2的煙氣總量大,由于它本身是一種酸性有機氣體,因此其中消耗的其他堿性氣體物質也相對的比較多。煙氣中SO2的平均濃度主要是由使用燃煤煙氣中的硫和含硫量等所決定的。目前已在我國廣泛引用的方法技術主要是以石灰石/石膏的方法技術為主。在FGD技術方案中,強制脫硫氧化采用濕式空氣脫硫方式氧化是目前國內(nèi)使用最廣泛的一種脫硫氧化技術,它一般是以石灰石或者采用石灰作為主要吸收氧化劑。處理廢氣火電廠燃燒廢氣的各種方法和處理設備都很多,本次的設計將始終站在安全、可靠的設計角度上選擇合適簡潔的工藝來處理這些火電廠排放的廢氣,使其能安全地達標排放。本設計擬定之后最初顆粒物的去除率99%以上、硫的去除率99%以上,廢氣才真正能夠達標,才真正能夠排放出來到大氣中。本設計選擇的技術為FGD中的石灰石/石膏法。

第一章設計概述1.1工程總體概況某發(fā)電廠廠區(qū)位于平原地區(qū),項目距離廠區(qū)邊界界外500米范圍內(nèi)無任何環(huán)境敏感點。電廠部分廠區(qū)主要范圍包括主體及廠房部分區(qū)域、辦公室的區(qū)域、預留地的區(qū)域。該火力發(fā)電廠主要以大型燃煤鍋爐作為主要能量提供,煤炭鍋爐在燃燒工作過程中會排放大量廢氣,排放的廢氣中含有較高濃度的SO2。該廢氣若不經(jīng)處理直接釋放排入大氣中,不僅可能會嚴重污染周圍的生態(tài)環(huán)境,而且還會導致了極大的企業(yè)原物料消耗,同時對整個企業(yè)的品牌形象也可能會隨之造成一定的不良影響。工業(yè)生產(chǎn)廢氣煙塵處理,主要工作目的就是為了有效去除工業(yè)生產(chǎn)排放出的廢氣及其中的各種有毒有害物質及工業(yè)煙塵,使其經(jīng)過處理后達標排放,減少工業(yè)大氣污染。根據(jù)現(xiàn)場情況調查和課題研究成果分析,就工業(yè)廢氣中的SO2和粉塵治理和回收工藝制定相關可行性研究方案,以便提供相關企業(yè)和環(huán)保監(jiān)督管理局等部門工作參考為今后該項工程的正式投入實施工作提供充分準備。1.2設計依據(jù)1.廢氣中所含污染物種類、濃度及溫度污染物種類:SO2、粉塵污染物排放量:初始SO2濃度為7%,初始含塵濃度為7g/m3,廢氣排放量為50000m3N/h初始煙氣溫度:390K初始煙氣其余氣體性質近似于自然空氣。2.設計適用規(guī)模廢氣最大處理量:50000m3N/h3.處理后污染氣體排放濃度廢氣排放標準應執(zhí)行GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》中的二級標準,具體見表1。表1GB16297-1996中SO2與粉塵的二級排放標準序號污染物最高允許排放濃度,mg/m3最高允許排放速率,kg/h排氣筒高度,m二級標準1SO21200153.0205.130172粉塵22150.60201.0304.04.設計參考資料以及法規(guī)的相關標準《通風除塵技術》《環(huán)保設備材料手冊》《除塵裝置系統(tǒng)及設備設計選用手冊》《火電廠大氣污染物排放標準》(DB37/664—2019)[13]

第二章脫硫工藝流程的確定2.1脫硫工藝的比較分析到目前為止,煙氣氣體脫硫技術的工藝種類已經(jīng)累計達到了幾十種,按照脫硫產(chǎn)物的氣體干濕和脫硫處理過程中是否加水,可以把煙氣脫硫分為濕法、半干法和完全干法三大類。三種脫硫方法中濕脫硫法的氧化脫硫工作技術較為成熟,脫硫工作效率高且脫硫操作簡單。2.1.1濕法煙氣脫硫工藝技術優(yōu)點:濕法煙氣脫硫工藝是一種新型氣液脫硫反應,其反應速度快,脫硫處理效率均高于90%,此技術成熟,適用范圍廣。濕法脫硫技術較成熟,生產(chǎn)設備運行可靠,此脫硫技術在眾多濕法脫硫技術中始終保持占據(jù)主導地位,且占脫硫總設備裝機容量的80%以上。缺點:有機反應過程中的有機生產(chǎn)物較難處理,對設備的腐蝕較為嚴重,在此技術中洗滌后的煙氣需要再次進行加熱,導致能量消耗較大,占地面積廣,投資和運行費用較高。系統(tǒng)較復雜、設備龐大、耗水和流量大、一次性維修投資高,適用于一些大型的電廠。1.石灰石-石膏法工作原理:該法是一種利用天然石灰石或石灰漿液直接吸收廢氣中的SO2,從而分離生成亞硫酸鈣,分離出來的亞硫酸鈣可以拋棄,也可以氧化為硫酸鈣,以石膏形式回收。這技術是目前世界上最成熟,脫硫處理效率高達90%以上,脫硫處理狀況最穩(wěn)定的一種脫硫處理工藝。它主要是一種采用硫酸鈣基脫硫劑作用來快速吸收大量二氧化硫并使其分解生成亞硫酸鈣和硫酸鈣,但是這兩種脫硫物質的氣體溶解度較小,很容易在脫硫的塔和管道內(nèi)堆積造成結垢和堵塞。相對于傳統(tǒng)石灰石脫硫處理工藝來說,雙堿脫硫法煙氣脫硫工藝則克服了易結垢的缺點。2.間接石灰石-石膏脫硫法工作原理:此法主要是通過利用一些鈉堿、稀硫酸或者一些堿性氧化鋁來直接吸收廢氣中的二氧化硫,此方法雖然操作簡單,無大量二次脫硫污染物,也不存在額結垢和堵塞的現(xiàn)象且脫硫效率高,只是其中生成的白色石膏脫硫質量還是比較差。3.檸檬吸收脫硫法工作原理:該吸收方法目的是充分利用水中檸檬酸的增強緩沖吸收能力,當煙氣通過檸檬酸鹽水溶液時,煙氣中的SO2和水中的H等反應就會生成H2SO3的絡合物,此法對廢氣中的SO2的吸收率高達99%以上。此法目前應用領域范圍比較窄,因為它只適用于低濃度。4.海水脫硫法原理:因為海水為堿性,堿度在1.2到2.5mmol/l,所以可用于吸收SO2來達到脫硫的效果。經(jīng)脫硫凈化的鍋爐廢氣通過氣-氣加熱器快速升溫后,通過煙囪出口排出。此法的主要優(yōu)點很多,由于所有的吸收劑是來自海水,所以不用費心設計一套吸收劑制備處理系統(tǒng),且吸收系統(tǒng)不會長期出現(xiàn)灰塵結垢和管道堵塞的不良現(xiàn)象,吸收后也基本沒有出現(xiàn)殘渣而需要及時處理,脫硫吸收效率可高達90%,投資項目整體運營的費用較低。所以,沿海的發(fā)達國家及特大城市地區(qū)使用本次的方法脫硫效果良好,我國深圳西部電廠就是應用此法脫硫。5.雙堿脫硫法它主要是由1958年美國通用汽車公司自主開發(fā)設計出來的一種脫硫方法,是美國汽車煙氣處理脫硫的一種主要脫硫方法。原理:它是利用氯化鈉鹽酸堿石灰吸收處理SO2的。其操作過程主要有物質吸收、再生和固體物質分離三個主要階段。優(yōu)點:由于生成各種固體的脫硫反應不是在吸收塔內(nèi)完成,因此有效避免了塔的管道堵塞和塔體磨損,運行時的可靠性大大提高,操作上的費用大大減低,同時脫硫效率也大大提高了。6.氨法脫硫技術氨法脫硫是用于將氨作為煙氣吸收氧化劑用來除去廢氣中SO2的一種工藝,該脫硫的操作過程有三步:廢氣中硫的吸收、中間副產(chǎn)物的處理、副產(chǎn)物的制造;根據(jù)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品不同,操作也不同。2.1.2干法煙氣脫硫工藝的優(yōu)點:相對于上面的幾種方法來說,設備比較簡單,用地面積少,投資及運行的費用低,操作簡單,耗能低,生成的化學產(chǎn)物易于處理,沒有用于污水處理的排污系統(tǒng)等。缺點:由于脫硫率低,就算是使用是先進的脫硫技術也只能高達60-80%,且脫硫反應速度相對較慢。但是如今這種方法脫硫率較低,吸收氧化劑的綜合利用率低,結垢和材料磨損等的現(xiàn)象變得比較嚴重,對于設備維護方面操作難度大,設備正常運行的安全可靠性和運行穩(wěn)定性不高,且使用壽命很短1.活性炭吸附脫硫技術工作原理:用活性炭直接SO2將其作為催化劑被氧化成SO3,然后和水反應直接生成H2SO4,當活性炭飽和后它就可以直接通過再生加熱或者是水洗,使其反應變成高濃度的SO2或稀硫酸。最終它們可以加熱得到硫酸,液態(tài)二氧化硫和單質硫,這種技術不僅可以回收硫資源還可以有效地處理含硫煙氣。運用:目前西安交通大學對這個吸附技術已經(jīng)做了一些改進,對活性炭技術做進一步應用研究,開發(fā)了使用成本低、吸附廢氣性能更強的ZL30、ZLA0,讓這個吸附工藝完善了許多,使得汽車廢氣中SO2經(jīng)熱處理后,吸附率已經(jīng)達到了95.8%,可以直接達到國家尾氣排放量的標準。2.高能電子束輻射技術工作原理:就是讓工業(yè)廢氣經(jīng)過高能電子束的直接照射,使其產(chǎn)生大量的活性物質,把廢氣中大量二氧化硫和氮氧化物氧化成三氧化硫和二氧化氮,與水反應進一步分解生成大量的硫酸和硝酸,同時用石灰石或氨等吸收劑進行吸收。3.荷電干式吸收劑噴射脫硫技術工作原理:在荷電噴射脫硫單元會產(chǎn)生比較高壓力的靜電流使得電暈進入充電噴射區(qū),吸收劑高速通過此充電區(qū)域時就會帶上大量靜電荷,此時噴射吸收劑如若被靜電噴射后吸入煙氣流,由于只能待遇同種類的電荷而產(chǎn)生靜電排斥,表面被充分暴露噴射出來,從而使得脫硫的效率大大提高。優(yōu)點:此脫硫技術無任何廢水也沒有廢渣,設備本身不會被廢水污染或產(chǎn)生結垢,副產(chǎn)品可直接用作農(nóng)業(yè)肥料,設備簡單且整體脫硫率超過90%,適用性較廣?,F(xiàn)狀:在四川成都一座大型熱電廠成功設計建成了一套電子脫硫處理裝置,廢氣經(jīng)處理后使其煙氣中SO2達到了現(xiàn)行國家的控制排放標準。2.1.3半干法煙氣脫硫技術1.半干半濕法這種技術是一種介于兩種脫硫方法之間新技術,它的煙氣脫硫處理效率及煙氣脫硫劑的綜合利用率也是直接介于濕法與干法間的,此法只廣泛適用于中小型工業(yè)鍋爐經(jīng)常排放的工業(yè)煙氣脫硫處理。工業(yè)脫硫中的半干半濕的脫硫系統(tǒng)較濕法脫硫系統(tǒng)來說,它沒有制漿系統(tǒng),而與其他干法脫硫系統(tǒng)進行比較時,它則充分克服了爐內(nèi)噴鈣氧化鈣和二氧化硫混合反應時間長、效率低的特點,從而大大提高了工業(yè)脫硫劑的綜合利用率。2.煙道噴射脫硫法此法主要是把煙氣管道作為煙氣反應器,不需要外加煙道吸收器,這使得占地少、投資少,操作簡單,適合應用。其操作方法就是向煙氣管道內(nèi)快速噴射煙氣吸收的溶劑,由于煙氣管道內(nèi)的煙氣噴射溫度較高,所以煙氣吸收后溶劑中的漿液在煙氣管道內(nèi)邊加速反應邊快速蒸發(fā),最后干燥成為已經(jīng)干燥的粉末后再排出煙道。3.噴霧干燥脫硫此法主要是將煙氣吸收脫硫劑噴霧分散后制成細小的白色霧狀液滴,增大與其他煙氣反應的氣液接觸面,一般來說,它的去氧脫硫吸收率一般在65%-85%。優(yōu)點:處理設備簡單,其固體生成物容易處理,不會造成管道堵塞或腐蝕。缺點:吸收效率低,用量難以準確控制。2.2工藝流程的總體設計根據(jù)上述各種脫硫工藝的不同特點,應用最為廣泛且安全運行可靠,技術較為成熟的就是石灰石/石膏法,其工藝的脫硫率高,可以保證在95%以上,脫硫后的副產(chǎn)物不僅便于資源綜合利用,經(jīng)濟實惠,而且對各種燃煤品種和負荷變化適應性強,適用于高硫煤。[1]其脫硫劑的資源豐富,價格便宜,可以在一定程度上降低成本,同時它還可以起到進一步除塵的效果。由于該發(fā)電廠是由燃煤發(fā)電,需要對煤種變化適應性好且脫硫率高的方法,所以本設計選擇用石灰石/石膏脫硫法來對火電廠的廢氣進行處理。2.2.1工藝流程簡圖圖12.3除塵工藝的選擇1.工藝選擇的依據(jù)本處理系統(tǒng)是為了嚴格執(zhí)行國家對環(huán)境保護的各項法律法規(guī),處理后的煙氣各項指標均要達到大氣污染物的排放標準。因此需要除塵設備的來去除煙氣中的顆粒物。采用可靠性強、管理簡單的工藝,這樣可以減少投資以及運行費用。在布置和設計時,要合理節(jié)省占地。2.除塵設備的比較及確定除塵器的選型根據(jù)其性能選擇,除塵器分為袋式除塵器,電除塵以及文丘里除塵器等,它們的比較如表2。表2除塵器性能比較除塵器的類型日常運行除塵效率投資費用袋式除塵器穩(wěn)定、結構簡單、安全性好95%—99%一般電除塵器自動控制較為復雜,高壓設備安全防護嚴格90%—99.9%高文丘里除塵器占地少、結構簡單、操作維護方便90%—98%少根據(jù)上面各除塵器的比較,袋式除塵器在保證除塵效率的同時,投資較少且維護方便,所以我們選擇它作為我們系統(tǒng)的除塵設備,濾料我們采用化學纖維濾料,它表面光滑且壓損小,同時耐腐蝕、效率高。清灰的方式我們選擇脈沖清灰,因為其清灰效率高。3.袋式濾料除塵器的功能概述簡介袋式濾料除塵器主要是用與將化學纖維在濾袋內(nèi)用來快速捕集廢氣粉塵的一種設備,一般的濾料含塵物和含塵氣體以m/min的流動速度緩慢通過濾袋,粉塵在纖維濾袋內(nèi)與濾料的表層間隙中的高速運行持續(xù)時間僅s。袋式清灰除塵器可以再細分為幾類,但是除塵清灰效率高的袋式清灰方式是脈沖除塵清灰。[3]4.濾料的選擇本設計是處理火電廠的廢氣,需要耐化學腐蝕性高,所以本設計需要選擇一種聚四氟乙烯濾料作為主要濾料,PTFE均具有優(yōu)異的耐化學藥物腐蝕的過濾性能,不會受到煙氣腐蝕,這樣可以使濾料的壽命延長,同時它能夠耐全部pH下的酸堿腐蝕。PTFE這種基布的濕度自潤性極好,不容易吸潮,能持久承受較強紫外線照射。用非織造或者針織穿刺的方法制作的聚四氟乙烯纖維防水濾袋,可以使其達到極好的除塵殺菌的效果,它其實是一種抗化學水解和其他抗化學腐蝕性極好的一種化學專用纖維。5.低壓長袋系列脈沖除塵器的結構特點長袋低壓系列脈沖除塵器箱體構造特點是采用箱體支架結構,主要部件有支架、灰斗、中部箱體、上部箱體、噴吹裝置、梯子及通風平臺、進出口風管、PLC控制系統(tǒng)組成。[4]其粉塵過濾的工作原理主要是將含塵量大的廢氣從風機進風口直接進入,經(jīng)過通風灰斗,于是,廢氣中大部分的粉塵以及顆粒物就會由于慣性作用分離出來,直接落入灰斗。含塵鍋爐廢氣經(jīng)過凈化灰斗后快速進入濾袋內(nèi)的過濾處理區(qū),廢氣以及穿過濾袋而攜帶的粉塵會被截留在濾袋表面落入灰斗存在于箱體內(nèi),凈化后的廢氣經(jīng)濾袋口進入上箱體后,從出風口排出。[3]低壓長袋的脈沖除塵器:(1)低壓長袋的脈沖除塵器成本低。(2)自動化管理。采用PCL控制系統(tǒng),它的抗干擾能力極強,在環(huán)境溫度較高或較低、供電電壓被動及粉塵干擾的情況下均能穩(wěn)定運行。[5](3)噴吹壓力低。(4)清灰除塵能力強,去除了濾袋傳統(tǒng)的空氣引射器,用全新噴嘴或原來的噴嘴來代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴孔,采用天然空氣或其他氮氣氣體作為濾袋清灰的主要氣源,清灰是空氣流量大能夠有效作用于10m長的清灰濾袋,對于長袋式低壓脈沖除塵器而言,濾袋長徑比選擇(20:1)-(30:1)。(5)濾袋更換便捷,除塵工作效率高。采用非織造或者針織穿刺的方法制作的聚四氟乙烯纖維防水濾袋,并且濾袋的出口小孔通過具有彈性的脹圈直接嵌入花板的袋口小孔中,這樣就使得濾袋安裝牢固、可靠、嚴密,故而防水工作除塵效率高,出口濃度可達10g/m3,這種安裝方式所形成的效果是綁扎和壓緊無法達到的。

第三章設計計算說明書3.1處理系統(tǒng)的設計計算3.1.1煙氣處理系統(tǒng)設計的初始條件(1)處理的煙氣量:50000m3N/h(2)SO2的初始濃度7%,換算得200000mg/m3(3)進氣口的溫度:390k(4)初含塵濃度7g/m33.2除塵器的設計計算1.除塵效率2.過濾設備風速的選擇確定袋式設備過濾風速是影響整個袋式過濾除塵器使用性能的一個重要因素,過濾設備風速:式中:風速處理器的風速處理輸出風量,m3/h過濾設備的過濾面積,m2選用較高的袋式過濾設備風速,可以有效減小整個濾袋的過濾面積,使過濾設備更加小型化,但是這也會同時使得空氣阻力明顯增大,除塵效率大大的下降,影響到過濾袋的使用壽命。設計中的可行性數(shù)據(jù)可參考下表確定[6]。表3袋式除塵器過濾風速粉塵種類自行脫落或手動振動機械振動反吹風脈沖噴吹炭黑、氧化硅(白炭黑)、鋁、鋅的升華物以及其他在氣體中由于冷凝和化學反應而形成氣溶膠。活性炭,由水泥窯排出的水泥鐵及鐵合金的升華物、鑄造塵、氧化鋁、由水泥磨排出的水泥、碳化爐升華物、石灰、剛玉、塑料、鈦的氧化物、焦粉、煤粉滑石粉、煤、噴砂清理塵、飛灰、陶瓷生產(chǎn)的粉塵、炭黑(二次加工)、顏料、高嶺土、石灰石、礦塵、鋁土礦、水泥(來自冷卻器)據(jù)表3描述,由經(jīng)驗可選取,脈沖除塵器處理火電廠廢氣的過濾風速為1m/min,具體風速等過濾面積確定后修改。3.濾袋具體規(guī)格的選擇確定濾袋的具體規(guī)格以及尺寸:濾袋有分為外濾式和內(nèi)濾式的兩種濾袋,外濾式圓形濾袋適用于脈沖袋式除塵器,它的濾袋直徑為,長的大小為,常規(guī)的濾袋直徑大小為,長度大小為。表4圓形濾袋的規(guī)格/mm類型直徑長度主要適用外濾式脈沖袋式除塵器本設計選取濾袋直徑D為130mm,為了減少占地面積,取長L為6m。有過濾風速的公式得出:根據(jù)公式,計算出所需濾袋數(shù):取N=340,則實際過濾風速:實際的過濾面積是F=814m25.脈沖閥的確定本設計中除塵器使用的是淹沒式低壓脈沖噴吹,噴吹的脈沖壓力為0.1-0.4MPa,選擇逆噴式,噴吹的氣體和脈沖閥凈化的濾袋中氣體的壓力與其運動方向正好相反,淹沒式脈沖閥相對于其他閥體結構的脈沖閥,淹沒式脈沖閥極大減少了脈沖流道的阻力,降低了濾袋和噴吹管中氣體的脈沖壓力,而其還可以極大地降低能源消耗和延長脈沖膜片的使用壽命。脈沖濾袋一次噴吹的周期為1min,每次脈沖噴吹0.1s。本設計為一根脈沖噴吹管一次噴吹10條脈沖濾袋,故可以使用34個脈沖閥,即氣體一次噴吹通過一根噴吹管到每一排濾袋,則可以選擇每個脈沖閥的風量和型號。其中每排濾袋在0.1s通過風量為77L噴吹管氣體量是濾袋通風量的倍,選取了脈沖閥型號SYKL-J76表5SYKL-J76的淹沒式脈沖閥安裝尺寸/mm型號公稱直徑123456123質量mminSYKL-J76652.573f875.51401601767813517.51248-M82.106.花板的濾袋排列花板設計中最主要的是則占地面積增大,會使得投資成本增高。所以排布應該合理安排。據(jù)經(jīng)驗說明,濾袋之間的距離不應小于濾袋半徑,濾袋采取20×17的布置,即每排有17個濾袋,共有20排,濾袋的間距為濾袋半徑65mm。然后把濾袋固定在花板上。布置三個檢查門,門的規(guī)格1615×1000mm2,左側安裝脈沖閥。7.除塵器外箱體設計計算脈沖袋式除塵器有多種進氣方式,在本設計火電廠廢氣處理系統(tǒng)中我選擇了從下進氣的方式,除塵器外形設計成長方體,其長度為共有20排,每排間距為,兩邊的最邊上濾袋距離殼體430mm,則長度為:,取長度為4280mm。寬度為,一排17條濾袋,濾袋間距195mm,最左邊距箱體780mm,最邊上濾袋距兩邊120mm,則有,取寬度為4140mm。高度設計為:上部分梯子欄桿的高度1200mm,出風口高度700mm,濾袋空間高度6100mm,卸灰系統(tǒng)高度4000mm,離地面高300mm,則除塵器高度為:箱體尺寸為:。8.進出風口的確定進口濃度較高,風速過低會沉積,風速選取要高,經(jīng)過處理后的廢氣含塵濃度較低,則風速選取可小值。進口風速可選取m/s[7]。進風口位置確定,進風管口為正方形,長寬為1200mm,管道厚度50mm。兩個風管中心線距離5488mm,出口管管道為長為1500mm寬為600mm,壁厚50mm。除塵阻力。在設計中,擋板距離箱體左邊的距離是780mm,這樣可有效提高凈化效率,保護濾袋,同時延長濾袋的使用壽命。3.2.1除塵設備小結經(jīng)過上面的計算,得出以下結論,除塵設備的技能參數(shù)如下:3.3脫硫系統(tǒng)的設計計算3.3.1處理風量的計算處理鍋爐的風量在特定的標準狀態(tài)下和工況狀態(tài)下的計算:式中-標準狀態(tài)下的煙氣流量,m3/h-工況下的煙氣溫度,K-標準狀態(tài)下的溫度,273K則工況下煙氣流量為:(m3/s)3.3.2各參數(shù)的確定液氣比及鈣硫比依據(jù)《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規(guī)范》HJ462-2009,選取液氣比為20L/m3,鈣硫比1.03,循環(huán)液PH在5.5-6。[14]3.脫硫效率:由SO2的初始濃度7%,mg/m3達標排放的標準,脫硫效率:,設計計算的脫硫效率為99.5%,這時SO2的出塔濃度:mg/m33.3.3石灰石的消耗量計算式中:吸收劑碳酸鈣的消耗量,t/h需要脫除的二氧化硫摩爾數(shù),mol鈣硫比,選取1.03碳酸鈣分子量,g/mol石灰石純度,選取92%式中:吸收塔入口二氧化硫濃度,mg/Nm3處理的煙氣量二氧化硫分子量mol/h則有石灰石粉設計消耗量連續(xù)運行五天,則石灰石粉貯量應為3.3.4煙道設計計算煙道設計根據(jù)《火力發(fā)電廠煙風煤粉管道設計技術規(guī)規(guī)程》DLT511-2019對煙道強度和穩(wěn)定性進行計算,在BMCR工況下,煙道內(nèi)任意位置的煙氣流速小于15m/s。[15]本設計中煙道流速15m/s,旁路煙道橫截面積:選取吸收塔進出口煙道的直徑為1086mm。3.4吸收系統(tǒng)設計計算吸收系統(tǒng)我們選取的是噴淋塔,由于其結構簡單,操作和維護比較方便。3.4.1吸收塔的計算1.吸收塔塔徑確定吸收塔截面積本設計選取5m2,吸收塔的塔徑為:m,本設計中選取3m。2.吸收漿液的計算所需吸收漿液為:3.氧化槽氧化槽容積:設計氧化槽直徑為5m,則高度為:2m3.4.2噴淋層噴淋層選擇螺旋噴嘴,噴嘴流量一般為30-80m3/h,設計選取40m3/h,循環(huán)漿液量為1000m3/h,則需要噴嘴:設計選取28個噴嘴。噴淋層設計兩層,噴淋層之間的高度一般0.8-2m,本設計選取1.5m,則高度為:m3.4.3氧化系統(tǒng)計算氧化空氣量:式中:進入脫硫系統(tǒng)入口二氧化硫濃度,mg/m3進入脫硫塔的煙氣量,m3N/h脫硫效率氧氣的密度吸收1Kg二氧化硫生成石膏,理論需氧量0.25kg,則實際理論需空氣量為:實際氧化空氣的利用率25%-30%,則所需氧化空氣量3.5附屬設備的確定1.除霧器該設計脫硫塔中所選取的是旋流板式除霧器,它的特點主要是結構簡單,同時旋流葉輪、外殼及擋環(huán)都可以自制。除霧器高度為300mm。1.循環(huán)漿液泵的選型它是將反應塔內(nèi)的石灰漿液送到噴嘴的設備,一臺對應一層噴淋層,則需要3臺泵(2用1備),選擇臥式的離心泵,吸收塔循環(huán)漿液量1000m3/h,則一臺泵的流量為200m3/h。選擇型號:FWPF800-933臥式離心泵,流量:10653m3/h,揚程為31.5m,輸送的是濃度為30%的石灰漿液。2.吸收塔排出泵的選型選擇兩臺石膏漿液泵,一備一用,吸收塔排放的漿液量:石膏的漿液流量:排出泵型號為Y22555-4離心泵,流量為315m3/h,功率為37kw,轉速是1480r/min,揚程23m。3.氧化風機根據(jù)石膏的產(chǎn)量選取氧化風機,其技術參數(shù)規(guī)格為:3.6吸收塔高度的確定設計脫硫塔噴淋層上層直達出口處高度為1.5m,噴淋層高度為3m,儲存液體槽高度為1.85m。則得到吸收塔的總高度m。3.7吸收塔附屬部件的確定塔體安裝三個檢修門,600×450mm。便于檢修時能迅速排出塔頂?shù)臒煔獗WC安全。3.8漿液制備系統(tǒng)的設計計算1石灰石粉倉的體積計算本設計采用直接購買石灰粉進行配置,吸收塔系統(tǒng)消耗的石灰石量17405.74kg,設計該石灰石儲存?zhèn)}能夠儲存6天的石灰石消耗量,則石灰石塊倉的體積:(已知石灰石的堆積密度為2700kg/m3)m32石灰石粉倉的尺寸計算設計石灰石粉倉上部圓柱體直徑為18m,則上部圓柱體的截面積為:m2則上部圓柱體的高度:m,設計選取4m。粉倉的下部為圓錐體,設計圓錐體的直徑分別為19m,錐角設為60°,高度3m,石灰石粉倉采用鋼筋混凝土混合結構,下部椎體采用16Mn鋼板制作。3.石灰石漿液儲存罐設計使?jié){液儲存罐可存儲工況條件下10小時漿液用量,則漿液池的體積為:m2設計漿液儲存罐內(nèi)直徑為14m,則漿液池高度:m,設計漿液上部存在0.5米余量,則設計選取漿液罐高為4m。石灰石漿液箱設有一臺攪機,目的是防止?jié){液沉淀。4.石灰石濕式球磨機的選型根據(jù)處理流量選取FXJ-250的水力旋流器,其技術參數(shù)如下:mmm3/h3.9其他設備的選型1.增壓風機選取適宜的風機,其技術參數(shù)為:2.石膏脫水系統(tǒng)的計算吸收塔排出的石膏漿液量:脫水后石膏產(chǎn)量:式中172為二水合硫酸鈣的摩爾質量。濾液的水量:設計兩級脫水,一級是水力旋流器,二級是真空皮帶壓縮機。設石膏的停留時間為5天,石膏的密度為2.61g/cm3,則儲倉的體積為:,取體積為1366m3設計儲倉的高度為6m,則,設計正方形的儲倉,則確定儲倉尺寸為:3.事故漿液罐的計算設計事故漿液池的高度為20m,則事故漿液罐的直徑為:4.工藝水箱的計算(1)由物料的平衡式可以知道,石灰石漿液用水量是石膏產(chǎn)量的兩倍,則冷卻水的計算煙氣放熱量為:水的單位重量吸收熱:式中:吸收塔的冷卻水量:則總的用水量為:則流量為:設計兩座工藝水箱,容積為64m3,尺寸為3.10脫硫設備及附屬設備小結吸收塔尺寸:R=3m,H=6.85m循環(huán)漿液泵:3臺(2用1備),型號:FWPF800-933離心泵石膏漿液排出泵:2臺(1用1備),型號:Y22555-4離心泵氧化風機:3臺(2用1備),型號:T6D250C羅茨風機石灰石粉倉:φ=19m,H=4m石灰石漿液儲存罐:φ=14m,H=4m石灰石漿液旋流器型號:FXJ-250水力旋流器增壓風機型號:ASN-3000/2OO石膏儲存?zhèn)}:15.5×15.5×6事故漿液罐:R=6m,H=20m工藝水箱:4×4×4兩座

總結本方案中火電廠的處理煙氣量都是按最大值進行設計的,在本次設計的過程中我認真查閱了很多關于火電廠除塵脫硫設計的書籍,花費的時間和精力雖然很多,但是學到的需要的東西也不少,通過本次的設計過程讓我接觸到了很多除塵器,以及它們各自的性能優(yōu)缺點。雖然煙氣除塵脫硫的工藝和方法也是在逐漸的改進,但是我使用

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