大氣脫硫除塵完整課程設計書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 總論2</b></p><p><b>　　1.1 前言2</b></p><p>　　1.2 設計任務書2</p><p>　　1.2.1 設計題目2</p><

2、;p>　　1.2.2 設計目的3</p><p>　　1.2.3 設計原始資料3</p><p>　　1.2.4 設計內容和要求4</p><p>　　1.3 設計依據(jù)和原則4</p><p>　　第二章 除塵器系統(tǒng)5</p><p>　　2.1 方案確定與認證5</p>&l

3、t;p>　　2.2 工藝流程描述5</p><p>　　第三章 主要及輔助設備設計與選型5</p><p>　　3.1 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算5</p><p>　　3.1.1 標準狀態(tài)下理論空氣量5</p><p>　　3.1.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量6</p><p>　　3.1.3 標

4、準狀態(tài)下實際煙氣量6</p><p>　　3.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度7</p><p>　　3.1.5 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算7</p><p>　　3.2 除塵器的選擇7</p><p>　　3.3 除塵器、風機、煙囪的位置及管道布置9</p><p>　　3.3.1 各裝置及管道布置的

5、原則9</p><p>　　3.3.2 管徑的確定10</p><p>　　3.4 煙囪的設計10</p><p>　　3.4.1 煙囪高度的確定10</p><p>　　3.4.2 煙囪的抽力11</p><p>　　3.5 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化12</p><p>　　3.5.1

6、 煙氣在管道中的溫度降12</p><p>　　3.5.2 煙氣在煙囪中的溫度降12</p><p>　　3.6 系統(tǒng)阻力的計算13</p><p>　　3.6.1 混合氣體產物的量，混合氣體的密度13</p><p>　　3.6.2 摩擦壓力損失13</p><p>　　3.6.3 局部壓力損失14<

7、;/p><p>　　3.7 風機和電動機的計算17</p><p>　　3.7.1 風機風量的計算17</p><p>　　3.7.1 風機風壓的計算18</p><p>　　3.7.2 電動機功率的計算18</p><p>　　第四章 附圖19</p><p>　　4.1 脫硫除塵工

8、藝流程圖19</p><p>　　4.2 XL旋流式水膜除塵器工藝設備圖19</p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　致謝21</b></p><p><b>　　第一章 總論</b></p><p>&l

9、t;b>　　1.1 前言</b></p><p>　　目前，越來越多的環(huán)境問題出現(xiàn)在了人們的生活中，其中包括水污染、環(huán)境污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物污染等等，這些污染在有形和無形中對人們的生活和健康產生了影響。其中危害性最大、范圍最廣就是大氣污染，他是潛移默化的，在人們不知不覺中使人們的健康受到影響，大氣污染對人體的的危害是多方面的，主要表現(xiàn)在呼吸道疾病與生理機能障礙，以及眼鼻等粘膜組

10、織受到刺激而患病。對于植物而言，大氣污染物尤其是二氧化硫等對植物的危害是十分嚴重的。當污染物濃度高時，會對植物產生急性危害，使植物葉表面產生傷斑，或則直接使葉脫落枯萎；當污染物濃度不高時，會對植物產生慢性危害，使植物葉片退綠，或則表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機能受到影響，造成植物產量下降，品質變壞。</p><p>　　除塵脫硫一體化是將高溫煤氣中的粉塵顆粒和氣態(tài)so2在一個單獨的捕集單元中脫硫。除塵脫

11、硫一體化裝置可概括為干法和濕法兩中目前國內外已開發(fā)了大量脫硫除塵一體化裝置，主要有水膜除塵器、文丘里旋風水膜除塵器、臥式旋風水膜除塵器、噴淋塔除塵脫硫裝置、沖擊式水浴除塵器、自激式除塵器、旋流板塔脫硫除塵一體化裝置以及高壓靜電濾槽復合型臥式除塵器等濕式處理裝置。由于除塵脫硫一體化工藝具有投資少、運轉費用低、脫硫率適中、操作管理簡便、結構緊湊、占地面積小等優(yōu)點，近年來已被廣泛應用。</p><p>　　1.2 設

12、計任務書</p><p>　　1.2.1 設計題目 </p><p>　　某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設計</p><p>　　1.2.2 設計目的</p><p>　　進一步消化和鞏固大氣污染控制工程所學內容，并使所學知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學知識進行工程設計的初步能力。通過設計，了解工程設計的內容、方法、以及步驟，培養(yǎng)學生確定大氣污染控制

13、系統(tǒng)的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。</p><p>　　1.2.3 設計原始資料</p><p>　　鍋爐型號：SZL4－13型，4臺</p><p>　　設計耗煤量：600kg/h（1臺）</p><p><b>　　排煙溫度：170℃</b></p><

14、;p>　　標準狀態(tài)下煙氣密度：1.56kg / m3；</p><p>　　空氣過剩系數(shù)：α＝1.4</p><p>　　飛灰占煤中不可燃成分比例：17％</p><p>　　當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa</p><p>　　煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa</p><p>　　空氣含水0.01293kg /

15、m3；</p><p>　　煤的工業(yè)及元素分析值：H＝4％、O＝4％、S=1%、C=72%、N=1%、A=13%，其中飛灰占不可燃成分的17%。</p><p>　　按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行。</p><p>　　煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：200mg/m3</p><p>　　二氧化硫排放標準

16、（標準狀態(tài)下）：900mg/m3</p><p>　　凈化系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側15m以內。</p><p>　　1.2.4 設計內容和要求</p><p>　　燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化碳濃度的計算。</p><p>　　凈化系統(tǒng)設計方案的分析確定。</p><p>　　除塵器的比較和選擇：確定除塵器類

17、型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。</p><p>　　管網布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。并計算各管道的管徑、長度、煙囪高度和出口內徑以及系統(tǒng)總阻力。</p><p>　　風機及電機的選擇設計：根據(jù)凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。</p><p>　　編寫設計說明書：設計說明書按設計程序編寫

18、、包括方案的確定，設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖等類容。課程設計說明書應有封面、目錄、前言、正文、小結及參考文獻等部分、文字應簡明、通順，內容正確完整，裝訂成冊。</p><p><b>　　7. 圖紙要求</b></p><p><b>　　除塵系統(tǒng)圖一張。</b></p><p>　　除塵系統(tǒng)平面、剖面布置圖2至3

19、張（1號、2號或3號），如圖1和圖2。圖中設備管件應標注編號，編號應與系統(tǒng)對應。布置圖應按比例繪制。鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡化，但應能表明建筑外形和主要結構型式。在平面布置圖中應有方位標志（指北針）。</p><p>　　1.3 設計依據(jù)和原則 </p><p>　　鍋爐設備是燃料的化學能轉化為熱能，又將熱能傳遞給水，從而產生一定溫度和壓力的蒸汽和熱水的設備。鍋爐型號：SZL4—13型，

20、SZ——雙鍋筒縱置式，L——鏈條爐排，4——蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為若干t/h 或熱水鍋爐額定供熱量為若干104kcal/h新單位制應為MW。</p><p>　　燃料燃燒就是供給足夠的氧氣，也就是想爐膛內供給足夠的空氣。</p><p>　　冬季室外溫度：-1℃，設備安裝在室外，考慮在冬天設備的防凍措施，以及冬季排氣冷凝形成的水霧、煙霧等。</p><p>　　按鍋爐

21、大氣污染物排放標準（GB 13271—2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行，故建地應在二類區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農村地區(qū)。</p><p>　　在設計過程中要考慮各除塵器的除塵效率，設備用費等各項技術經濟條件。通過計算，根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及達到的除塵效率選擇除塵器。我選擇的是XL型旋流式水膜脫硫除塵器技術工藝，具有結構簡單、壓力損失小、操作穩(wěn)定、脫硫除塵效率高等優(yōu)點。

22、</p><p><b>　　第二章 除塵器系統(tǒng)</b></p><p>　　2.1 除塵器系統(tǒng)概述</p><p>　　XLD型旋風除塵器，具有阻力小、效率高、處理風量大、金屬耗用少、結構簡單、維修方便、占地面積小投資少、消耗能源費用低簡裝易行收效快、沒有易損件等特點，對比重較大顆粒較粗粉塵，有較高的捕集能力，該種除塵設備不受入口含塵濃度限制

23、，根據(jù)粉塵濃度，粉塵顆粒分別可以用作一級除塵或單級除塵。對腐蝕性含塵氣體和高溫含塵氣體，同樣可以捕集回收。 該種除塵設備廣泛應用于各種工礦企業(yè)、車間、施工現(xiàn)場，用來以碎破噴沙坑道作業(yè)，濾料水泥建材，耐火材料的粉塵捕集，效果良好，排放濃度不低于國家標準。它是工業(yè)鍋爐煙氣除塵和其他粉塵治理的理想設備。</p><p>　　2.2 工藝流程描述</p><p>　　鍋爐煙氣由引風機抽出

24、，首先含塵氣體進入除塵器氣體步室入口，通過導向器在旋風子內部旋轉，氣體在離心力的作用下，粉塵被分離。降落在集塵箱內，經鎖氣器排出。凈化了的氣體，形成上升的旋流。經排氣管匯于匯風室，后經除塵由出口經引風機排人煙囪排入大氣中。本除塵器適用于各種型號各種燃燒方式鍋爐的煙塵治理。</p><p>　　第三章 主要及輔助設備設計與選型</p><p>　　3.1 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算&l

25、t;/p><p>　　3.1.1 標準狀態(tài)下理論空氣量</p><p>　　式中C,H,S,O—分別為煤中各元素所含的質量分數(shù)。</p><p><b>　　計算： </b></p><p>　　3.1.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量</p><p>　　式中--標準狀態(tài)下理論空氣量，</p&g

26、t;<p>　　--煤中水分所占質量分數(shù)，</p><p>　　--N元素在煤中所占質量分數(shù)，</p><p><b>　　計算： </b></p><p><b>　　=7.80</b></p><p>　　3.1.3 標準狀態(tài)下實際煙氣量</p><p>&

27、lt;b>　　式中空氣過量系數(shù)；</b></p><p>　　標準狀態(tài)下理論煙氣量，</p><p>　　標準狀態(tài)下理論空氣量，</p><p>　　計算： </p><p><b>　　=10.79</b></p><p>　　注意：標準狀態(tài)下

28、煙氣流量Q以m3/h計，因此：</p><p>　　鍋爐型號：SZL4－13型，4臺</p><p>　　設計耗煤量：600kg/h（1臺）則</p><p>　　則標準狀態(tài)下煙氣流量:</p><p><b>　　=6474</b></p><p>　　3.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度<

29、/p><p>　　式中排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數(shù)；</p><p>　　煤中不可燃成分的含量；</p><p>　　標準狀態(tài)下實際煙氣量，。</p><p>　　計算： </p><p>　　3.1.5 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算</p><p>　　式中

30、煤中可燃硫的質量分數(shù)</p><p>　　標準狀態(tài)下燃煤產生的實際煙氣量，</p><p>　　計算： </p><p>　　3.2 除塵器的選擇</p><p>　　1.除塵器應達到的除塵效率</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　

31、式中標準狀態(tài)下煙氣的含塵濃度，</p><p>　　標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，</p><p>　　計算： </p><p>　　2、除塵器應達到的脫硫效率</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 --標準狀態(tài)下鍋爐二氧化硫排放標準中

32、規(guī)定值，</p><p>　　--標準狀態(tài)下煙氣的含二氧化硫濃度，</p><p><b>　　計算： </b></p><p><b>　　3.除塵器的選擇</b></p><p><b>　　工況下煙氣流量</b></p><p>　　式中 標

33、況下煙氣量，</p><p><b>　　工況下煙氣溫度，K</b></p><p>　　標況下溫度，273K</p><p>　　計算: </p><p>　　根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器：選擇XLD-4型多管式旋風除塵器，產品性能規(guī)格見表3.1表3

34、.1除塵器產品性能規(guī)格</p><p>　　表3.2 除塵器外型結構尺寸（見圖3.1）</p><p>　　圖3.1 除塵器外型結構尺寸</p><p>　　3.3 除塵器、風機、煙囪的位置及管道布置</p><p>　　3.3.1 各裝置及管道布置的原則</p><p>　　根據(jù)鍋爐運行的情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況

35、確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。</p><p>　　3.3.2 管徑的確定</p><p>　　式中工況下管內煙氣流量，</p><p><b>　　煙氣流速，。</b></p><p>　　（可

36、查有關手冊確定，對于鍋爐煙塵～15）</p><p>　　計算: 取得 ，取0.56m</p><p>　　表3-1 風管直徑規(guī)格表</p><p>　　圓整并選取風道： </p><p><b>　　取鋼制板風管壁厚：</b></p><p><b>　　內徑</b&

37、gt;</p><p><b>　　實際煙氣流速</b></p><p><b>　　3.4 煙囪的設計</b></p><p>　　3.4.1 煙囪高度的確定</p><p>　　首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（表3-2）確定煙囪的高度。&l

38、t;/p><p><b>　　鍋爐煙囪的高度</b></p><p>　　表3-2 鍋爐煙囪的高度表</p><p>　　因為鍋爐的總額定出力為，由表4-1可知煙囪最低高度取40m，另外，此系統(tǒng)選擇機械通風方式，由表3-3選取v=4 m/s，所以</p><p>　?。?） 煙囪出口內徑可按下式計算：</p>

39、<p>　　表3-3 煙囪出口煙氣流速（）</p><p>　　式中Q----通過煙囪的總煙氣量,m3/h，</p><p>　　v---按表3-5選取的煙囪出口煙氣量,m/s。</p><p>　?。?）煙囪底部直徑，煙囪錐度在0.02~0.03范圍內，本系統(tǒng)取0.02</p><p>　　式中 d2---煙囪出口直徑，m<

40、;/p><p>　　H---煙囪高度,m</p><p>　　i---煙囪錐度，通常取i=0.02～0.03。</p><p>　　3.4.2 煙囪的抽力</p><p>　　式中 煙囪高度，</p><p>　　冬季外界空氣溫度，，取-1℃</p><p>　　煙囪內煙氣平均溫度，，若管道不太

41、長，可以近似取鍋爐排煙溫度。</p><p><b>　　當?shù)卮髿鈮海?lt;/b></p><p><b>　　計算： </b></p><p>　　3.5 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化</p><p>　　3.5.1 煙氣在管道中的溫度降</p><p><b>　　式

42、中</b></p><p>　　——標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/h</p><p>　　——管道散熱面積，m2</p><p>　　——標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.352—1.357KJ/(）</p><p>　　——管道單位面積散熱損失 KJ/(m3·h)</p><p><b>

43、;　　查相關數(shù)據(jù)可知</b></p><p>　　室內1=4187 KJ/(m3·h)</p><p>　　室外2=5443 KJ/(m3·h)</p><p><b>　　室內管道長：</b></p><p><b>　　室外管道長：</b></p>

44、<p>　　取=1.353KJ/(）</p><p>　　3.5.2 煙氣在煙囪中的溫度降</p><p><b>　　式中煙囪高度，m</b></p><p>　　合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，</p><p>　　溫度降系數(shù)，可由表3-4查得。</p><p>　　表3-4

45、煙囪溫降系數(shù)</p><p>　　因煙囪高度為40m<50m，故A取0.4</p><p>　　計算： </p><p>　　3.6 系統(tǒng)阻力的計算</p><p>　　3.6.1 混合氣體產物的量，混合氣體的密度</p><p>　　3.6.2 摩擦壓力損失</p><

46、p>　　對于圓管 </p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　——管道長度,m</b></p><p>　　——煙氣密度，kg/m3</p><p>　　——管中氣流平均速率, m/s</p><p><b&

47、gt;　　——管道直徑,m</b></p><p>　　——摩擦阻力系數(shù)是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)，可以查手冊得到（實際中對金屬管道值可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04）。 </p><p><b>　　計算： </b></p><p>　　對于直徑560mm的圓管： </p><p

48、><b>　　對于金屬管 則</b></p><p>　?。?）對于磚砌拱形煙道（見圖6.1）</p><p><b>　　D=560 mm</b></p><p><b>　　式中 S為面積，</b></p><p><b>　　結果為：</b>

49、</p><p>　　B=594.62 mm</p><p>　　圖6.1 磚砌拱形煙道</p><p>　　3.6.3 局部壓力損失</p><p><b>　　23.28</b></p><p>　　式中 異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關手冊中查到，或通過實驗獲得；</p>

50、<p>　　與相對應的斷面平均氣流速率，</p><p><b>　　煙氣密度，</b></p><p>　　圖6.2中一為漸縮管。</p><p>　　圖6.2 除塵器入口前管道示意圖</p><p>　　≦45度時，=0.1，</p><p>　　取=45度，=11.95m/s&

51、lt;/p><p><b>　　結果為：</b></p><p><b>　　6.86（pa）</b></p><p>　　L1=0.05×tan67.5=0.12（m）</p><p>　　圖6.2中二為30度Z形彎頭</p><p>　　H=2.985-2.39=0

52、.595=0.6（m）</p><p>　　H/D=0.6/0.5=0.12</p><p><b>　　取=0.157</b></p><p>　　==1.57 （=1.0）</p><p><b>　　結果為：</b></p><p>　　圖6.2中三為漸闊管<

53、/p><p>　　圖6.3中a為漸擴管</p><p>　　圖6.3 除塵器出口至風機入口段管道示意圖</p><p>　　≦45度時，=0.1，</p><p><b>　　取=30度，</b></p><p><b>　　=11.95m/s</b></p>&

54、lt;p><b>　　結果為：</b></p><p><b>　　6.86（Pa）</b></p><p><b>　　L=0.93(m)</b></p><p>　　圖6.3中b、c均為90度彎頭</p><p>　　D=560，取R=D</p><

55、;p><b>　　則=0.23</b></p><p><b>　　結果為：</b></p><p><b>　　兩個彎頭</b></p><p>　　對于如圖6.4中所示T形三通管</p><p><b>　　=0.78</b></p>

56、<p>　　對于T形合流三通=0.55</p><p><b>　　結果為：</b></p><p>　　23.28+6.86+10.77+6.86+31.56+53.52+37.74</p><p>　　系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa哪來的！?。。?</p><p>

57、　　3.7 風機和電動機的計算</p><p>　　3.7.1 風機風量的計算</p><p>　　式中 風量備用系數(shù)；</p><p>　　標準狀態(tài)下風機前標態(tài)下風量，m3/h；</p><p>　　風機前煙氣溫度，℃，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度； </p><p><b>　　當?shù)卮髿鈮毫Γ?/p>

58、</b></p><p>　　計算： </p><p>　　3.7.1 風機風壓的計算</p><p>　　式中 風壓備用系數(shù)；</p><p><b>　　系統(tǒng)總阻力，Pa；</b></p><p><b>　　煙囪抽力，Pa；</b></

59、p><p><b>　　風機前煙氣溫度；</b></p><p>　　風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，℃；</p><p>　　標準狀況下煙氣密度，</p><p><b>　　當?shù)卮髿鈮海?lt;/b></p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇？？？？風機</p><

60、;p>　　3.7.2 電動機功率的計算</p><p>　　式中 風機風量，；</p><p><b>　　風機風壓，Pa；</b></p><p>　　η1——風機在全壓頭時的效率(一般風機為0.6，高效風機約為0.9)；</p><p>　　η2——機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時η2＝1，用聯(lián)軸器連接時

61、η2=0.95~0.98，用V形帶傳動時η2＝0.95；</p><p>　　β——電動機備用系數(shù)，對引風機， </p><p>　　根據(jù)發(fā)動機的功率，風機的轉速，傳動方式選擇？？？電動機</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 郝吉明，馬廣大主編.第二版《大氣污染控制工程》.化學工業(yè)

62、出版社，2008.</p><p>　　[2] 劉天齊，黃小林，邢連壁等.三廢處理工程技術手冊廢氣卷，北京:化學工業(yè)出版社，1999.</p><p>　　[3] 柴曉麗 馮倉 黨小慶等編 .環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計指南. 第1版第1次. 北京：化學工業(yè)出版社，2008.5。</p><p>　　[4] 唐敬麟 張祿虎 編《除塵裝置系統(tǒng)及設備設計選用手冊》化學工業(yè)出版

63、社2003</p><p>　　[5] 《暖通風設計手冊》陸耀慶主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.</p><p>　　[6] 陳杰瑢主編，環(huán)境工程技術手冊。北京:科學出版社，2008</p><p>　　[7] 《業(yè)鍋爐旋風除塵器指南》1984.</p><p>　　[8] 金國淼主編，《塵設備設計》上?？茖W技術出版社，1985.