1、.1 緒論噴霧干燥法脫硫技術(shù)是 20 世紀(jì) 80 年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種半干法脫硫工藝。噴霧干燥法是目前市場(chǎng)份額僅次于濕鈣法的煙氣脫硫技術(shù)， 其設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，可使用碳鋼作為結(jié)構(gòu)材料，不存在有微量金屬元素污染的廢水。目前，噴霧干燥法主要用于低硫煤煙氣脫硫，用于高硫煤的系統(tǒng)只進(jìn)行了示范研究，尚未工業(yè)化。1.2 工藝流程及設(shè)備噴霧干燥法的工藝過(guò)程主要包括吸收劑制備、吸收和干燥、固體廢物捕集以及固體廢物處置四個(gè)主要過(guò)程。1.3 煙氣脫硫與干燥原理當(dāng) so2 煙氣進(jìn)入噴霧干燥塔后，立即與霧化漿液混合，氣相中so2 迅速溶解于滴狀液體中，并與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。so2 吸收的總反應(yīng)為：caco3so22

2、h 2ocaso3 2h 2o co2caoso22h 2 ocaso3 2h 2 o以上反應(yīng)使氣相中so2 不斷溶解從而達(dá)到脫硫目的，在此過(guò)程中堿性物質(zhì)被不斷消耗，需由固體吸收劑繼續(xù)溶解補(bǔ)充。在石灰干燥吸收中，煙氣中co2 被吸收，并與漿液反應(yīng)生成碳酸鈣， 從而減少了鈣離子可用性， 這個(gè)反應(yīng)的重要性并未得到充分研究。小試研究表明，與co2 反應(yīng)損失的吸收劑有可能由固體循環(huán)得到回收。1.4 特點(diǎn)干燥速度快。料液經(jīng)離心噴霧后，表面積大大增加，在高溫氣流中，瞬間噴霧干燥制粒機(jī)就可蒸發(fā)95%-98%的水份，完成干燥時(shí)間僅需數(shù)秒鐘。采用并流型噴霧干燥形式能使液滴與熱風(fēng)同方向流動(dòng)，雖然熱風(fēng)的溫度較高，

3、但由于熱風(fēng)進(jìn)入干燥室內(nèi)立即與噴霧液滴接觸， 室內(nèi)溫度急降，而物料的濕球溫度基本不變，因此也適宜于熱敏性物料干燥.1.5 凈化效率的影響 ：影響 so2 去除率的工藝參數(shù)包括吸收塔煙氣出口溫度接近絕熱飽和溫度的程度、吸收劑鈣硫比，以及so2 入口濃度。2 煤燃燒計(jì)算2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣體積、二氧化硫及粉塵濃度以 1kg 煤完全燃燒計(jì)算，則：重量（ g）摩爾數(shù)（ mol） 需氧氣數(shù)（ mol） 生成物 ( mol)c60563.3363.33co :63.332h804010h2o:20s150.93750.9375so2:0.9375o301.25-0.625n100.71n2:0.355w8

4、02.22a180由上表可得燃煤1kg 的理論需氧量為：n o263.33100.6250.937573.643mol / kg煤(2.1)假設(shè)干空氣中氮和氧的摩爾比為3.78 ，則 1kg 煤的完全燃燒所需要的理論空氣量：va73.643 3.781352.01mol / kg煤7.885m3 / kg煤(2.2)實(shí)際空氣量vva352.011.1378.211mol / kg煤(2.3).則煙氣的組成：co2:63.33molh2 o:20+2.22=22.22molso:0.94moln2 :73.6433.78+0.355=278.73mol2理論煙氣量：v fg063.3322.22

5、0.94278.7322.48.18m3 / kg煤(2.4)1000實(shí)際煙氣量：v fgv fg01 8.187.885 1.11 8.9685m3 / kg煤(2.5)2.2 排煙溫度下煙氣體積、二氧化硫及粉塵濃度因排煙溫度為 160，即 ts433k 。實(shí)際煙氣體積：由 pvspvnts4333(2.6)tstn得： vsvn tn8.1827314.22 m/ kg煤煙氣中 so2的質(zhì)量：m so20.937564 60g60000 mg(2.7)煙氣中 so的濃度：2c so2m ( so2 )600004218.015mg / m3(2.8)vs14.22已知飛灰率為 28%，則粉

6、塵濃度：c粉塵100 0.281000 28000 1968.41mg / m3(2.9)v14.22已知火電廠鍋爐設(shè)計(jì)耗煤量為14t/h ，即 14000kg/h ，則每小時(shí)產(chǎn)煙量：q 14000vs 14000 14.22199080m3 / h 55.3m3 / s(2.10)3 除塵器的選擇3.1 除塵效率1c s110094.92%c1.97 10 33.2 除塵器的選擇.工況下煙氣流量：qqt19.908 10 4273 160315756.9231m3 h 87.71 m3 st273所以采用脈沖袋式清灰除塵器。3.3 除塵器的設(shè)計(jì)3.3.1過(guò)濾面積aq3.151051754m3

7、60v6033.3.2濾袋的尺寸單個(gè)濾袋直徑： d200 300mm，取 d250mm單個(gè)濾袋長(zhǎng)度： l2 12m ，取 l8.2m濾布長(zhǎng)徑比一般為 5 40 ，l8.2d32.80.253.3.3每條濾袋面積adl3.140.258.26.44m33.3.4 濾袋條數(shù)a1754n272.4 272條a6.443.3.5 濾袋布置按矩形布置： a. 濾袋分 16 組;b. 每組 17 條；c. 組與組之間的距離： 250mm（b）組內(nèi)相鄰濾袋的間距：70mm（c）濾袋與外殼的間距： 210mm4 吸收塔設(shè)計(jì)一般 空 塔 流 速為1-5m/s ， 此 處以3m/s設(shè)計(jì) ， 因qav, 得吸收塔直

8、徑為：d4q則 v4q455.33m / s4.85m,d 24.144.85 23.14v計(jì)算脫硫塔高 hv t.式中， v- 煙氣流速。此處取3m/st 吸收反應(yīng)時(shí)間，一般石灰系統(tǒng)的煙氣脫硫時(shí)間為35s，此處取 5s進(jìn)行設(shè)計(jì)，則可得其有效高度為：h3515m 其余設(shè)備按需要選相應(yīng)型號(hào)5 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?chē)鷼鉁囟a(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：式中： h煙囪的有效高度， m；hs煙囪的幾何高度，m；h 煙囪抬升高度， m。5.1 煙囪的幾何高度的計(jì)算查相關(guān)資料

9、可得燃燒鍋爐房煙囪最低允許高度設(shè)為hs 為 60m5.1.1煙氣釋放熱計(jì)算.式中： q h 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， k；取環(huán)境大氣溫度 ta =293k，大氣壓力 pa =978.4kpaqv 87 .7127380 101 . 3241 0 .06101 . 507 m 3 s273120.qh 0.35 978.4 101.50714011238.82kw4335.1.2 煙氣抬升高度計(jì)算由 2100 kwqh21000kw,tats35k ，可得式中： n0 , n

10、1, n2 系數(shù)， n1 取 0.6 ， n2 取 0.4 ， n0 取 0.292 ，則：h0.29211238.82 0.6600.44 139.305m則煙囪有效高度5.1.3煙囪直徑的計(jì)算設(shè)煙氣在煙囪內(nèi)的流速為v20 m s ，則煙囪平均截面積為：.a 101.507 5.08m220則煙囪的平均直徑d 為：d4a45.082.54m3.14取煙囪直徑為 dn1200mm，校核流速 v 得：vqv101.507 420 m s3.142.5421d245.2煙囪阻力損失計(jì)算煙囪亦采用鋼管，其阻力可按下式計(jì)算：（ 4-5 ）式中：摩擦阻力系數(shù)，無(wú)量綱；v 管內(nèi)煙氣平均流速，m s ；煙氣

11、密度， kg m3 ；l 管道長(zhǎng)度， m；d 管道直徑， m；已知鋼管的摩擦系數(shù)為0.02 ，所以煙囪的阻力損失為：pm2002020.7480.022.54235.59 pa2.6 管道設(shè)計(jì)1、管道采用薄皮鋼管，管內(nèi)煙氣流速為vo18 m s ，則管道直徑 d 為：d4qv式中q 鍋爐出口的煙氣流量m 3 h ；v 煙氣流速 m s ，煤粉、焦炭粉粒等管道煙氣最低流速為18 m s455.3d1.978m3.1418管壁厚度 b 取 1.2mm 查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得取管徑為 2000mm , 管壁厚度為 1.2mm 的鋼板制風(fēng)管，7. 系統(tǒng)阻力的計(jì)算7.1 摩擦壓力損失取 l200m，對(duì)于圓

12、管lv2pld2工作狀態(tài)下的煙氣密度：n2731.342730.84kg / m3273160273160pl0.022000.841821.9782275.19 pa7.2 局部壓力損失pv2290 彎頭，0.230.84182p 0.23231.30 pa.40 個(gè)彎頭p40p 4031.301252 pa出口前阻力為 850pa，除塵器阻力選1400pa，脫硫設(shè)備阻力選 100pap 960 1400100235.59275.191252 4222.78 pa8. 風(fēng)機(jī)的選擇8.1風(fēng)量的計(jì)算qy1.1q 273 tp 101.32510 31.1199080273 160101.3251

13、033.47 105m3 h273b273101.3251038.2風(fēng)壓的計(jì)算h y1.2psy273t p101.32510 3 1.293273t yby1.24222.78171.53273160101.3251031.2933883.74 pa273250101.3251031.34結(jié)合風(fēng)機(jī)全壓及送風(fēng)量，選用y5476c 型離心引風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)見(jiàn)表3。表 3y5476c 型離心引風(fēng)機(jī)性能參數(shù)機(jī)號(hào)功率轉(zhuǎn)速流量全壓k wr / minm3 / hpa6c18.5285080201512933642452電機(jī)的效率.式中； ne電機(jī)功率， kw；3q風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量， m/h ；1 - 通風(fēng)機(jī)

14、全壓效率，一般取0.5 0.7 ；2 - 機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)于直聯(lián)傳動(dòng)為0.95 ；電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3 ；代入數(shù)據(jù)得：6.1410 43883.741.3ne10000.6159.47kw36000.99 達(dá)標(biāo)分析9.1 從從排放濃度核算在排煙溫度 160下，so2的排放濃度 so23.45 103 mg / m3 ，轉(zhuǎn)換為煙囪出口溫度 25：t11t2 2pp12so22731603.45 103273 1605012.9 mg / m3則so227325298.設(shè)脫硫效率為 95.88，脫硫后：so2 1 96% so2 1 95.88% 5012.9 206.53mg m3

15、700 mg m3依據(jù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2 類(lèi)區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行， 煙塵最高排放標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)3700mg/m，所以本設(shè)計(jì)符合排放要求。9.2 從排放速率核算（ 1） 二氧化硫的排放速率設(shè)硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的效率為94.92 %，則二氧化硫的排放速率為：103=1.7kg / h200kg / h0.9492 64140000.25 0.8%其為 gb16297-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值中二級(jí)排放區(qū)中二氧化硫最高允許排放速率，所以符合要求，設(shè)計(jì)合理。（2）煙氣的排放速率可得出口濃度為： 7.22103（）331-99.9%= 7.22mg/m 150 mg/m檢驗(yàn)煙氣排放速率 =總煙氣量煙

16、氣出口濃度= 3.521043.010 .56 10 4 mg h0.10 kg h100 kg h( 100kg / h 國(guó)標(biāo)中二級(jí)排放區(qū)最高允許排放速率) ，所以可得煙氣排放速率也達(dá)標(biāo)，所以設(shè)計(jì)合理。9.3 從落地濃度核算地面最大濃度為： max21.680.7 0.0070 mg m33.14499.322.72本設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(guī)定， 污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二類(lèi)區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行。由鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（摘自gb 13271 2001）可查出3煙 塵最 高允 許 排放 濃度 為200mg/m，二 氧化 硫 的 最高允 許排 放濃 度為900mg / m3 。gb16297

17、-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限值中二級(jí)排放區(qū)中二氧化硫最高允許排放速率， 比較得出排放濃度都不超標(biāo)， 因而設(shè)計(jì)合理，符合標(biāo)準(zhǔn)，所以該氣體經(jīng)處理后可以在國(guó)家2 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下排放。9.4 總排放濃度核算.煙塵的總排放濃度（按每年300 天計(jì)算）：7.22103199.9%3002166mg / h2.166g / h國(guó)家規(guī)定的煙塵總排放濃度為2.5g / h ，因?yàn)?2.1662.5 ，所以符合排放標(biāo)準(zhǔn)。so2 的總排放濃度（按每年300 天計(jì)算）：4218.01510.95883005.2110 4 mg h52.1 g h國(guó)家規(guī)定二氧化硫的總排放濃度為42 g / h ，因?yàn)?52.142

18、所以不符合排放標(biāo)準(zhǔn)。此方法不適于高硫煤。10 心得體會(huì)做學(xué)術(shù)并不辛苦， 我覺(jué)得，做課程設(shè)計(jì)是一件很開(kāi)心的事情。 在完成每一個(gè)小題目的過(guò)程中， 我收獲的不僅僅是對(duì)一個(gè)課程難題進(jìn)行了求解， 更重要的是， 從提出問(wèn)題、撰寫(xiě)緒論摘要，到查閱相關(guān)文獻(xiàn)，到提出自己的方法，最終撰寫(xiě)論文，這一系列工作的親身體驗(yàn)不同于任何來(lái)自于他人的經(jīng)驗(yàn)， 畢竟，只有真正經(jīng)歷過(guò)，才知道自主學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是什么； 自己適合怎樣的研究領(lǐng)域； 自己的興趣在哪個(gè)方向；學(xué)習(xí)中的困難與瓶頸在哪里，而樂(lè)趣又在哪里，等等。對(duì)于一個(gè)剛剛起步做課程設(shè)計(jì)的學(xué)生這些體驗(yàn)都是一筆寶貴財(cái)富。我也在完成這些課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，更加堅(jiān)定了自己以后主動(dòng)學(xué)習(xí)的信念。11 參考文獻(xiàn)1. 郝吉