大氣污染控制課程設(shè)計(jì)-采用電除塵器和濕式脫硫技術(shù)來處理高硫無煙煤

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)背景1</b></p><p>　　1.2脫硫除塵技術(shù)簡介1</p><p>　　1.2.1除塵技術(shù)1</p><p&g

2、t;　　1.2.2電除塵器工作原理及特點(diǎn)2</p><p>　　1.2.3脫硫技術(shù)3</p><p>　　1.2.4濕式石灰法工作原理及特點(diǎn)3</p><p>　　2電除塵器與濕式石灰法的運(yùn)行條件及參數(shù)5</p><p>　　2.1影響電除塵器效率的因素5</p><p>　　2.2電除塵器運(yùn)行參數(shù)5<

3、;/p><p>　　2.3電除塵器的結(jié)構(gòu)工藝6</p><p>　　2.4影響脫硫效率的因素6</p><p>　　2.5濕式石灰法的運(yùn)行參數(shù)7</p><p>　　2.6濕式石灰法的工藝流程圖9</p><p>　　3火電廠高硫無煙煤煙氣電除塵器濕式脫硫計(jì)算9</p><p><b

4、>　　3.1原始數(shù)據(jù)9</b></p><p>　　3.2基礎(chǔ)燃燒計(jì)算10</p><p>　　3.2.1基礎(chǔ)需氧量及煙氣量的計(jì)算10</p><p>　　3.2.2煙氣中各組分的濃度計(jì)算11</p><p>　　3.3電除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算13</p><p>　　3.3.1電除塵器的結(jié)構(gòu)計(jì)

5、算13</p><p>　　3.3.2電除塵器總體計(jì)算15</p><p>　　3.4濕式石灰法脫硫工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算16</p><p>　　3.4.1 由物料平衡得反應(yīng)參數(shù)16</p><p>　　3.4.2吸收塔的設(shè)計(jì)計(jì)算17</p><p>　　3.4.3噴淋層的設(shè)計(jì)17</p><

6、p>　　3.4.4除霧器的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.4.5儲液槽的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　3.4.5吸收塔總高計(jì)算18</p><p>　　3.5煙囪的計(jì)算19</p><p>　　3.5.1煙囪高度計(jì)算19</p><p>　　3.5.2煙囪的進(jìn)出口內(nèi)徑計(jì)算21</p>

7、<p>　　3.5.3煙囪阻力計(jì)算22</p><p>　　3.6管道及風(fēng)機(jī)計(jì)算23</p><p>　　3.6.1管道直徑計(jì)算23</p><p>　　3.6.2管道系統(tǒng)阻力的計(jì)算23</p><p>　　3.6.3風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算24</p><p>　　3.6.4系統(tǒng)總阻力的計(jì)算25<

8、;/p><p><b>　　4達(dá)標(biāo)分析26</b></p><p>　　4.1排放濃度角度26</p><p>　　4.2排放速率角度27</p><p>　　4.3從排放總量角度27</p><p><b>　　5設(shè)計(jì)感受27</b></p><p

9、><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　2011年兩會的一個熱點(diǎn)話就是大氣污染問題。“十一五”經(jīng)過全國的共同努力，化學(xué)需氧量和二氧化硫減排量都超額完成了任務(wù)?！笆濉眹覜Q定繼

10、續(xù)把化學(xué)需氧量、二氧化硫排放量作為約束性指標(biāo)，同時根據(jù)環(huán)境保護(hù)的需要、根據(jù)改善環(huán)境質(zhì)量的需要，又把氮氧化物和氨氮列入了約束性指標(biāo)。指標(biāo)的減排幅度是8%-10%。由此可見大氣污染已經(jīng)引起了各國的格外重視。</p><p>　　大氣污染主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。而就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當(dāng)長時間內(nèi)不會有根本性的改變。我國的大氣污染仍將以煤

11、煙型污染為主，主要污染物是二氧化硫和煙塵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年全國煤炭消耗量10.52億噸，到1995年煤炭消耗量增至12.8億噸，二氧化硫排放量達(dá)2232萬噸。超過歐洲和美國，居世界首位。因此，控制燃煤煙氣污染是我國改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2危害的關(guān)鍵問題。</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)主要采用電除塵器和濕式脫硫技術(shù)來處理高硫無煙煤，使其達(dá)到鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污項(xiàng)目的排放標(biāo)準(zhǔn)。</

12、p><p>　　1.2脫硫除塵技術(shù)簡介</p><p><b>　　1.2.1除塵技術(shù)</b></p><p>　　從氣體中去除和捕集固態(tài)或液態(tài)顆粒的設(shè)備稱為除塵設(shè)備，根據(jù)除塵機(jī)理，目前常用的除塵設(shè)備可分為：機(jī)械除塵器、電除塵器、袋式除塵器和濕式除塵器等。機(jī)械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）作用使顆粒物與氣流分離的裝置，包括重力沉降

13、室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場進(jìn)行電離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下使荷電塵粒沉積在集塵板上，使之從含塵氣體中分離出來的除塵裝置。袋式除塵器是使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層做濾料的空氣過濾器，主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化[1]。本次課程設(shè)計(jì)主要介紹電除塵器。</p><p>　　1.2.2電除塵器工作原理及特點(diǎn)</p&

14、gt;<p>　　電除塵器以其除塵效率高、阻力低、煙氣處理量大、耐熱溫度高等優(yōu)點(diǎn)而成為粉塵捕集回收和氣體凈化的主要設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于有色金屬、冶金、電力、建材、石油、化工等行業(yè)。目前，電除塵器主要采用常規(guī)直流供電，該供電方式對高溫微細(xì)等高比電阻粉塵易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，除塵效率低，且除塵效率隨比電阻的增加而下降。</p><p>　　電除塵器的工作原理[2]如下：</p><p>

15、;　　(1)電暈放電和空間電荷的形成</p><p>　　在電暈極與積塵極之間施加直流高電壓，使放電極發(fā)生電暈放電，，氣體電離，生成大量自由電子和正離子。正離子被電暈極吸收而失去電荷。自由電子和氣流中負(fù)電性氣體分子俘獲自由電子后形成的氣體負(fù)離子，在電場力的作用下向集塵極移動便形成了空間電荷。</p><p><b>　　(2)粒子荷電</b></p>&

16、lt;p>　　通過電廠空間的氣溶膠粒子與自由電子、氣體負(fù)離子碰撞附著，便實(shí)現(xiàn)了粒子荷電。</p><p><b>　　(3)粒子沉降</b></p><p>　　在電場力的作用下，荷電粒子被驅(qū)往集塵極，少數(shù)的塵粒相遇，使其荷正電，它們也將沉集在截面很小的電暈極上。</p><p><b>　　(4) 粒子清除</b>

17、</p><p><b>　　電除塵器的特點(diǎn)：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：①壓力損失小，一般為200-500Pa；②處理煙氣量大，可達(dá)10-10m/h；③能耗大，大約0.2-0.4kwh/1000m；④對細(xì)粉塵有很高的補(bǔ)集效率，可高于99%；⑤可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作[1]。</p><p>　　缺點(diǎn)：主要是設(shè)備龐大，耗鋼多，需高壓

18、變電和整流設(shè)備，故投資高；要求制造、安裝和管理的技術(shù)水平高；除塵效率受粉塵比電阻影響較大，一般對比電阻小于10-10·cm或大于10-10·cm的粉塵，若不采用一定的措施，除塵效率將受一定的影響；此外，初始濃度大于30g/m的含塵氣體需設(shè)置預(yù)處理裝置。</p><p><b>　　1.2.3脫硫技術(shù)</b></p><p>　　煙氣脫硫方法可分為兩

19、類即拋棄法和再生法，拋棄法即在脫硫過程中將形成的固體產(chǎn)物廢棄，這需要連續(xù)不斷加入新鮮的化學(xué)吸收劑，而再生法是指反應(yīng)過的吸收劑可連續(xù)的在一個封閉系統(tǒng)中再生，再生后的脫硫劑和補(bǔ)充的新鮮吸收劑再回到脫硫系統(tǒng)循環(huán)使用。按照脫硫劑是否以溶液狀態(tài)進(jìn)行脫硫可分為濕法和干法脫硫[1]。而現(xiàn)在使用最廣泛的是濕式脫硫技術(shù)，燃用中高硫煤（含硫>2%）機(jī)組、或大容量機(jī)組(≥200M W )的電站鍋爐建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施時，一般應(yīng)優(yōu)先采用濕式石灰石一石膏法工藝

20、，脫硫率應(yīng)保證在90 % 以上[1]。本次課程設(shè)計(jì)就是就是高硫煤故用的是濕式石灰法。</p><p>　　1.2.4濕式石灰法工作原理及特點(diǎn)</p><p>　　煙氣脫硫中目前使用最廣泛的濕法煙氣脫硫技術(shù)，主要是石灰石/石灰洗滌法，占整個濕法煙氣脫硫技術(shù)的36.7%。它是采用石灰或石灰石的漿液在洗滌塔內(nèi)吸收煙氣中的SO2并副產(chǎn)石膏的一種方法[3]。濕式鈣法通常有拋棄法、回收法和雙循環(huán)濕式鈣

21、法等，拋棄法和回收法區(qū)別在脫硫產(chǎn)物是否再利用。其中回收法的脫硫產(chǎn)物為二水石膏(CaSO·2H2O)，此法以日本應(yīng)用最多。石膏的主要用途是作為建筑材料，高質(zhì)量石膏作為石膏板材的原料。我國重慶珞磺電廠引進(jìn)日本三菱公司的技術(shù)就是這種方法。</p><p>　　濕式石灰/石灰石法脫硫最早由英國皇家化學(xué)工業(yè)公司在20世紀(jì)30年代提出，目前是應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)。它的脫硫過程是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速率快，脫硫效率高

22、，鈣利用率高，在鈣硫比等于1時，可達(dá)到90%以上的脫硫效率，適合于大型燃煤電站鍋爐的煙氣脫硫。</p><p>　　濕式石灰/石灰石反應(yīng)原理為：濕式石灰法是用石灰漿液吸收煙氣中的二氧化硫，首先生成亞硫酸鈣生成石膏，因此就整個方法的過程來言，主要分為吸收和氧化兩個步驟，整個過程發(fā)生的主要反應(yīng)如下：</p><p><b>　　吸收過程：</b></p>&

23、lt;p>　　在吸收塔內(nèi)主要反應(yīng)如下：</p><p>　　由于煙氣中含有氧，有如下副反應(yīng)發(fā)生：</p><p><b>　　氧化過程：</b></p><p>　　在氧化塔內(nèi)，主要反應(yīng)有：</p><p>　　濕式石灰/石灰石法的優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高技術(shù)成熟；運(yùn)行可靠性好；對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)；占地面積大，一次性建設(shè)

24、投資相對較大；吸收劑資源豐富，價格便宜；脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用；技術(shù)進(jìn)步快等特點(diǎn)。</p><p>　　缺點(diǎn)：易發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞或磨損設(shè)備。投資費(fèi)用高；占地面積大，耗水量相對較大，有少量污水排放。</p><p>　　2 電除塵器與濕式石灰法的運(yùn)行條件及參數(shù)</p><p>　　2.1影響電除塵器效率的因素</p><p>　　電除塵器主要

25、通過點(diǎn)暈放電和空間電荷形成、粒子荷電、粒子沉降和粒子清除四個過程，故影響除塵效率的主要因素有塵粒的特性、除塵結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)。</p><p>　　1、塵粒粒徑顆粒粒徑不同，在電場中的荷電機(jī)制不同，驅(qū)進(jìn)速度顯著不同。大于1um的塵粒，隨著、粒徑的減小，除塵效率降低。粒徑0.1~1um的塵粒，除塵效率幾乎不受顆粒粒徑的影響。另外塵粒比電阻也是一個影響因素，塵粒比電阻表示塵粒的導(dǎo)電性。定義為厚1cm，覆蓋1cm2收塵面

26、積的粉塵層電阻，塵粒比電阻越低越容易荷電，除塵效率提高。</p><p>　　2、除塵器結(jié)構(gòu)除塵器結(jié)構(gòu)影響因素有三方面，①比收塵面積對除塵效率有明顯影響，比收塵面積增大，顆粒被捕集的機(jī)會增加，除塵效率提高。②收塵極與電暈極之間的距離對除塵效率也有較大影響。氣體流速一定的情況下，驅(qū)進(jìn)速度一定，極間距越小，顆粒到達(dá)收塵極板的時間越短，顆粒越容易被捕集，但間距過小一造成二次飛揚(yáng)。③收塵板有效高度與高度之比直接影響振打清

27、灰時二次揚(yáng)塵的多少。與收塵板高度相比，如收塵板不夠長，部分下落灰塵在到達(dá)灰斗之前可能被煙氣帶出除塵器，從而降低了除塵效率。</p><p>　　3、操作參數(shù)供電裝置的容量，輸出電壓的高低，電壓波形和穩(wěn)定性以及供電分組都會影響電除塵器的除塵效率[4]。</p><p>　　2.2電除塵器運(yùn)行參數(shù)</p><p>　　具體的運(yùn)行參數(shù)如表2-1[1]：</p>

28、<p>　　表2-1電除塵器運(yùn)行參數(shù)</p><p>　　另外取大氣壓P，Pa，除塵效率為98%，寬裕系數(shù)m=1.5~2.0；通道寬B=0.3m。</p><p>　　2.3電除塵器的結(jié)構(gòu)工藝</p><p>　　圖2-3電除塵器結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.4影響脫硫效率的因素</p><p>　　(1

29、) 液氣比 吸收液與吸收氣體的體積比即液氣比（VL/VG）的大小是影響SO2去除的重要參數(shù)，增大VL/VG的作用是增大液氣傳質(zhì)速率從而提高脫硫效率；</p><p>　　(2) 吸收液pH值 吸收液的pH值是煙氣脫硫重點(diǎn)控制的化學(xué)參數(shù)之一，吸收液的pH值越高，越有利于SO2的吸收，有利于提高脫硫效率。但高pH值容易造成系統(tǒng)結(jié)垢和堵塞，需增加沖洗的次數(shù)和能耗，因此需控制在適當(dāng)水平；</p><

30、;p>　　(3) 入口SO2濃度 脫硫效率與煙氣入口SO2濃度近似成反比，當(dāng)進(jìn)口SO2濃度增大，脫硫效率呈直線下降；</p><p>　　(4) 鈣硫比 采用不同的鈣硫質(zhì)量比mCa/mS（0.6～1.6）來測試其對脫硫效率的影響。結(jié)果表明：隨mCa/mS的增大，脫硫率增大。當(dāng)mCa/mS<1時，提供的吸收劑不能滿足吸收煙氣中SO2的需要，這時脫硫率完全由吸收劑量所決定。當(dāng)mCa/mS﹥1時，即加入

31、的吸收劑過量時，脫硫率的增加速率降低，石灰利用率也下降。因此，為了提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及所需要的脫硫率，需控制mCa/mS在合理范圍內(nèi)（一般在1.05～1.1）；</p><p>　　(5) 空塔流速（V） 空塔流速的提高造成脫硫效率的下降。因?yàn)槊摿蚱鞑捎媚媪鞑僮鳎账馑俚奶岣呤沟靡旱蔚耐Ａ魰r間延長，但是塔內(nèi)反應(yīng)為快速化學(xué)反應(yīng)，停留時間越長，液滴內(nèi)脫硫劑的濃度越低，造成液滴內(nèi)的SO2質(zhì)量流速的減小，從而造成單

32、個液滴脫硫效率的下降。同時空塔流速增大，煙氣在反應(yīng)器中的停留時間縮短，減少了氣、液間的接觸時間，致使整個塔體的脫硫效率降低；</p><p>　　(6)煙氣溫度（T） 隨著煙氣溫度的增加，脫硫效率逐漸降低。這是由于隨著溫度的增大，氣體分子之間的相對運(yùn)動加快，使部分吸收質(zhì)分子解析速度加大，從而導(dǎo)致脫硫效率的降低?？梢娫诿摿蚬に囘^程中，適當(dāng)?shù)慕档蜔煔鉁囟扔兄谔岣呙摿蛐省?lt;/p><p>

33、　　2.5濕式石灰法的運(yùn)行參數(shù)</p><p>　　1. 吸收反應(yīng)時間t ，一般石灰系統(tǒng)的煙氣脫硫時間為3～5s,取t=4s</p><p>　　2.鈣/硫?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)一般：1.05～1.1，取為1.1；</p><p>　　3. 液氣比一般為：4.7～13.6L/m3，取10 L/m3；</p><p>　　4. 漿液的質(zhì)量濃度為10%～15

34、%，取15%；</p><p>　　5. 空塔流速一般空塔流速為1～5m/s, 取4m/s；</p><p>　　6. 煙囪出口煙氣流速參數(shù)如圖2-2所示：</p><p>　　表 2-2 煙囪出口煙氣流速/（m/s）</p><p>　　7. 煙囪椎角i通常取i= 0.02～0.03，取i=0.02；</p><p&g

35、t;　　8. 摩擦阻力系數(shù)，可查手冊得到實(shí)際中對金屬管道值取0.02；</p><p>　　9. 管道內(nèi)煙氣流速v對于鍋爐內(nèi)煙塵v=10～25m/s，此處設(shè)計(jì)取v=20m/s；</p><p>　　10. 管道的局部阻力系數(shù)取，取=0.29。</p><p>　　2.6濕式石灰法的工藝流程圖</p><p>　　圖2-5濕式石灰法的流程圖&l

36、t;/p><p>　　3火電廠高硫無煙煤煙氣電除塵器濕式脫硫計(jì)算</p><p><b>　　3.1原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　鍋爐型號：SG-400/140 即，上海鍋爐廠制造，蒸發(fā)量400t/h，出口蒸汽壓力140MPa燃燒方式是室燃爐（煤粉爐），所配發(fā)電機(jī)組功率125MW；</p><p>　　設(shè)計(jì)耗煤量：4

37、1t/h；</p><p>　　設(shè)計(jì)煤成分：CY=67% HY=2.3% OY=13% NY=1.5% SY=3.5% AY=11% WY=4.5% ；VY＝9％屬于高硫無煙煤；排煙溫度：160℃；空氣過剩系數(shù)＝1.35；飛灰率＝29％+28×0.1%=31.8%</p><p>　　煙氣在鍋爐出口前阻力1060Pa</p><p>　　污染物

38、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。</p><p>　　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550m，90°彎頭75個。</p><p><b>　　3.2基礎(chǔ)燃燒計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1基礎(chǔ)需氧量及煙氣量的計(jì)算</p><p>　　以1kg該高硫無煙煤燃燒

39、為基礎(chǔ)得：</p><p><b>　　故理論需氧量為：</b></p><p>　　假定干空氣中氮與氧的摩爾比為3.78，則1kg該煤完全燃燒所需理論需氣量為：</p><p><b>　　實(shí)際所需空氣量為：</b></p><p>　　燃用1kg該煤產(chǎn)生的煙氣摩爾組成為：</p>

40、<p>　　CO2 55.83; H2O 11.5+2.5; N2 58.611×3.678+0.535; SO2 1.09375</p><p><b>　　故理論煙氣量為：</b></p><p>　　空氣過剩系數(shù)，實(shí)際煙氣量為</p><p>　　3.2.2煙氣中各組分的濃度計(jì)算</p>&

41、lt;p>　　標(biāo)況下煙氣中的濃度為：</p><p>　　標(biāo)況下煙氣中粉塵的濃度為：</p><p>　　耗煤量為41t/h，故總煙氣量為：</p><p>　　T=160℃，則，得：</p><p>　　在排煙溫度為160℃，煙氣的的濃度為：</p><p>　　煙氣中粉塵的濃度為：</p>&l

42、t;p>　　在該溫度下所得的總煙氣量為：</p><p>　　3.3電除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　本次設(shè)計(jì)工業(yè)燃燒量較大的高硫煤，故采用板式電除塵器；電暈電極為圓形電極，固定方式為重錘懸吊式,集塵極選用平板型。</p><p>　　3.3.1電除塵器的結(jié)構(gòu)計(jì)算</p><p><b>　　除塵效率</b>

43、;</p><p>　　式中：C1——除塵器入口含塵濃度，mg/m3，一般應(yīng)小于30mg/m3否則應(yīng)加設(shè)預(yù)凈化設(shè)備。</p><p>　　C2——除塵器出口允許排放濃度，mg/m3，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2014）中新建排污項(xiàng)目執(zhí)行，C2=50mg/m3</p><p><b>　　集塵極比集塵面積f</b>&l

44、t;/p><p>　　式中：——有效驅(qū)進(jìn)速度，cm/s，一般取在=0.05~0.15 m/s間。</p><p><b>　　3.集塵極總面積A</b></p><p>　　考慮因處理氣量、溫度、壓力的波動和供電系統(tǒng)的可靠性等因素影響，參照實(shí)際生產(chǎn)情況，取富裕系數(shù)m=1.5~2.0。因此，其需要的集塵極面積A'：</p>&l

45、t;p>　　A'=(1.5~2.0) A=(9661.45～12881.93)</p><p>　　則A'可取實(shí)際集塵極面積為10000m2</p><p>　　實(shí)際集塵極的比集塵面積f''：</p><p>　　4.電除塵器有效截面積F：</p><p>　　式中：v——?dú)怏w流速，m/s，一般取1.0～

46、2.0。此處取v=1.5m/s</p><p>　　5.集塵極極板高度h</p><p>　　由于F=140.74m2＞80m2</p><p><b>　　所以，</b></p><p><b>　　取h=8.5m</b></p><p>　　因?yàn)殡姵龎m器的寬高比為(0.5

47、～1.5)，此處取1.0。</p><p>　　則集塵極極板寬度B1=8.5m</p><p><b>　　6.氣體的通道數(shù)n</b></p><p><b>　　≈53</b></p><p>　　式中：B——集塵極間距，m，目前一般集塵極的間距一般采用200~300mm，此處取300mm。<

48、;/p><p><b>　　7.集塵極總長l</b></p><p><b>　　≈11m</b></p><p>　　取電暈極間距為20cm，則每個通道上的電暈線條數(shù)為40</p><p><b>　　8.灰斗</b></p><p>　　共設(shè)4個灰斗，傾

49、斜角為60o灰斗高度為：</p><p>　　3.3.2電除塵器總體計(jì)算</p><p><b>　　除塵器高度</b></p><p>　　式中：Δh——集塵板以上超高部分，m，取Δh=0.5m。</p><p><b>　　除塵器總長L</b></p><p>　　式中：

50、——集塵板左右到進(jìn)氣口距離，m，取△l=1m。</p><p><b>　　除塵器總寬B'</b></p><p>　　式中：Δb——外惻集塵板到集塵器壁的距離，m，取Δb=0.5m。</p><p><b>　　支架高度P</b></p><p>　　取灰管長度1m，灰管到地面高度為2m，

51、則</p><p>　　3.4濕式石灰法脫硫工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.4.1 由物料平衡得反應(yīng)參數(shù)</p><p>　　56 64 172</p><p><b>　　60×100000</b></p><p>　　取鈣硫比為1.0

52、5，得1h消耗CaO的量為：</p><p>　　取質(zhì)量濃度為15%，故所需的新鮮漿液為：</p><p>　　取液氣比為12L/m3，同時石灰漿液的質(zhì)量濃度為15%，故1h消耗CaO的量為：</p><p>　　需水量為： </p><p>　　所以1h生成的量為：</p><p>　　3.4.2吸收塔的

53、設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.吸收塔的有效高度:</p><p>　　式中：v —煙氣流速。 此處取v=3m/s </p><p>　　t —吸收反應(yīng)時間，一般石灰系統(tǒng)的煙氣脫硫時間為3～5s,此處取t=5s</p><p><b>　　代入數(shù)值得：</b></p><p><b>

54、　　h=3×5=15m</b></p><p><b>　　2.吸收塔直徑：</b></p><p>　　式中：v——空塔流速，一般為1～5m/s,此處以3m/s進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.4.3噴淋層的設(shè)計(jì)</p><p>　　取噴淋塔的噴嘴布置分4層，層間距為1.8m，進(jìn)氣管直徑640m

55、m，噴淋層與除霧器間距為3m，儲液槽液面與進(jìn)氣管下端的距離為0.8~2m，取1.5m，除霧氣與塔頂?shù)木嚯x為2m。</p><p>　　3.4.4除霧器的設(shè)計(jì)</p><p>　　除霧設(shè)備采用采用折板除霧器，除霧板由的角鋼組成，板間橫間距為25mm。除霧板阻力為50～100Pa，能除去最小霧滴直徑為，取除霧器高度為3.5m。</p><p>　　3.4.5儲液槽的設(shè)計(jì)

56、計(jì)算</p><p><b>　　循環(huán)量： </b></p><p>　　式中：—排煙溫度下的實(shí)際煙氣量，m3/s；</p><p>　　L/G—液氣比，取12L/m3</p><p><b>　　代入如數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　則循環(huán)時間為1min的循環(huán)量為

57、,儲液槽的體積應(yīng)大于循環(huán)量，取200m3。由此確定儲液槽的高度h： </p><p>　　式中，V——儲液槽的容積，m3；</p><p>　　D1——儲液槽的直徑，取10.8m；</p><p>　　h——儲液槽高度,m。</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)可得：</b></p><p>　　

58、3.4.5吸收塔總高計(jì)算</p><p><b>　　吸收塔總高為：</b></p><p>　　h=15+1.5+4×1.8+3.0+2=28.7m</p><p><b>　　3.5煙囪的計(jì)算</b></p><p>　　3.5.1煙囪高度計(jì)算</p><p>

59、　　由原始數(shù)據(jù)的蒸發(fā)量為1000t/h鍋爐煙囪最低允許的高度表，設(shè)煙囪的絕對幾何高度Hs為60m。</p><p><b>　　煙氣抬升高度：</b></p><p>　　式中：——煙氣的熱釋放率，；</p><p><b>　　——大氣壓力，；</b></p><p><b>　　——實(shí)

60、際排煙量，；</b></p><p>　　——煙囪出口處的煙氣溫度， ；</p><p>　　——環(huán)境大氣溫度，，取。</p><p>　　式中：——系數(shù)，可查表4-1； </p><p>　　u——煙囪出口處的平均風(fēng)速，取為4m/s。</p><p>　　由表3-5-1查得，當(dāng)時：</p>

61、<p><b>　　， ，</b></p><p><b>　　所以， </b></p><p>　　表3-5-1 系數(shù)n1n2n3的值</p><p>　　故最終煙囪的有效高度H為：</p><p><b>　　取216m。</b></p>

62、;<p>　　式中 ——煙囪抬升高度，；</p><p>　　——煙囪幾何高度，。</p><p>　　由污染物的地面最大濃度得：</p><p>　　式中：——污染物在y,z方向上的標(biāo)準(zhǔn)差，；</p><p>　　——煙氣出口處的平均風(fēng)速，，取4；</p><p><b>　　——源強(qiáng)，；&

63、lt;/b></p><p>　　——地面最大濃度，。 </p><p>　　假設(shè)脫硫效率為95%，，</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　其中：——限制濃度，0.15；</p><p><b>　　——本底濃度，。</b></p

64、><p>　　依據(jù)二類地區(qū)鍋爐二氧化硫和氮氧化物最高允許排放濃度參考標(biāo)準(zhǔn)，SO2的地面最大允許排放濃度為，故煙囪選取高度合適。</p><p>　　3.5.2煙囪的進(jìn)出口內(nèi)徑計(jì)算</p><p><b>　　1.出口內(nèi)徑：</b></p><p><b>　?。╩）</b></p><

65、;p>　　式中： Q—通過煙囪的總煙氣量，； </p><p>　　—煙囪出口煙氣流速，取15m/s</p><p><b>　　代入數(shù)值得：</b></p><p><b>　　2.進(jìn)口直徑：</b></p><p>　　式中： H—煙囪高度，m.</p><p

66、>　　i—煙囪椎角（通常取i= 0.02—0.03），此處設(shè)計(jì)取i=0.02,</p><p>　　可得 </p><p>　　所以煙囪的平均直徑為：</p><p><b>　　d===9.1m</b></p><p>　　3.5.3煙囪阻力計(jì)算</p><p>　　式

67、中 ，L—管道長度m； </p><p>　　d—管道直徑，取均值m；</p><p>　　—煙氣密度，設(shè)標(biāo)況下煙氣的密度為：則可得在實(shí)際溫度下的密度為:</p><p><b>　　; </b></p><p>　　—管中氣流平均流速， m/s，此處取12m/s； </p><p>

68、　　—摩擦阻力系數(shù)，使氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度的函數(shù)。可查手冊得到（實(shí)際中對金屬管道值取0.02，對磚砌或混凝土管道值可取0.04）。</p><p><b>　　所以煙囪阻力為：</b></p><p>　　3.6管道及風(fēng)機(jī)計(jì)算</p><p>　　3.6.1管道直徑計(jì)算</p><p>　　式中：Q—工況下管道

69、的煙氣流量，；</p><p>　　v—管道內(nèi)煙氣流速，m/s（對于鍋爐內(nèi)煙塵v=10-25m/s）。此處設(shè)計(jì)取v=12 m/s,則:</p><p>　　3.6.2管道系統(tǒng)阻力的計(jì)算</p><p><b>　　1.摩擦阻力損失</b></p><p><b>　　對于圓管有： </b><

70、/p><p>　　式中： L—管道長度m； </p><p><b>　　d—管道直徑m；</b></p><p>　　—煙氣密度，0.9Kg/m3； </p><p>　　v—管中氣流平均流速，12m/s；</p><p>　　—摩擦阻力系數(shù)，取金屬管道值取0.02 </p

71、><p>　　所以帶入數(shù)據(jù)可得： </p><p><b>　　2.局部阻力損失：</b></p><p>　　式中：—異形管道的局部阻力系數(shù)；</p><p>　　v—與相對應(yīng)的斷面平均氣流流速,12 m/s；</p><p>　　—煙氣密度Kg/m3；</p><

72、;p>　　已知連結(jié)鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)總需90度彎頭60個，查表可得=0.25。所以：</p><p>　　60個彎頭總壓力損失為：</p><p>　　3.6.3風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　1.風(fēng)機(jī)風(fēng)量：</b></p><p>　　式中： 1.1—風(fēng)量備用系數(shù)； </

73、p><p>　　— 通過風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量；</p><p><b>　　所以，。</b></p><p><b>　　2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算：</b></p><p>　　式中： 1.2—風(fēng)壓備用系數(shù)； </p><p>　　—系統(tǒng)總阻力，Pa.</p>&l

74、t;p><b>　　所以，</b></p><p>　　根據(jù)和選定Y-73-31鍋爐通風(fēng)機(jī)，選兩臺，并聯(lián)。</p><p><b>　　電機(jī)功率核算：</b></p><p>　　Ne===3585.66kw</p><p>　　式中：Ne—電機(jī)功率，kw；</p><p&

75、gt;　　Kd—電動機(jī)備用系數(shù)，對于通風(fēng)機(jī)為2-5Kw時取1.2，大于5Kw時取1.3，對于引風(fēng)機(jī)取1.3；</p><p>　　—風(fēng)機(jī)全壓效率，一般取0.5-0.7，此處取0.6；</p><p>　　—機(jī)械傳動效率，對于直聯(lián)傳動=0.98，三角皮帶傳動=0.95。</p><p>　　此風(fēng)機(jī)性能：機(jī)號F，轉(zhuǎn)速730r/min，流量574200m/h,全壓7710

76、Pa，功率2000Kw。</p><p>　　3.6.4系統(tǒng)總阻力的計(jì)算</p><p>　　系統(tǒng)總阻力包括：鍋爐出口前阻力，已知為1220Pa，設(shè)備阻力，為1200Pa，管道阻力為(341.87+972)Pa,引風(fēng)機(jī)阻力，為146Pa，煙囪阻力，為17.22Pa，電除塵器阻力，為700Pa。故總阻力為：</p><p>　　=1220+1200+(341.87+9

77、72)+146+17.22+700=4597Pa</p><p><b>　　4達(dá)標(biāo)分析</b></p><p><b>　　4.1排放濃度角度</b></p><p>　　由第三部分的基礎(chǔ)燃燒計(jì)算得到在在排煙溫度160℃下，二氧化硫的排放濃度mg/m3，粉塵的排放濃度為=4231.94 mg/m3。鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

78、中2類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行，SO2、粉塵的最高排放標(biāo)準(zhǔn)分別為700mg/m3 和150 mg/m3。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況：</b></p><p><b>　　故有：</b></p><p><b>　　mg/m3</b></p><p>　　==2863

79、.65 mg/m3，</p><p>　　SO2最大落地濃度為：</p><p>　　=<0.075mg/m3</p><p><b>　　經(jīng)過靜電除塵器后：</b></p><p>　　mg/m3<150 mg/m3</p><p><b>　　經(jīng)過濕式脫硫后：</b

80、></p><p>　　mg/m3<700mg/m3</p><p>　　從結(jié)果中看出SO2和粉塵的濃度均符合鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中2類區(qū)新建排污項(xiàng)目中最高排放標(biāo)準(zhǔn)，符合排放要求.</p><p><b>　　4.2排放速率角度</b></p><p>　　GB16297-1996現(xiàn)有污染源大氣污染物排放限

81、值中二級排放區(qū)中SO2、粉塵濃度最高允許排放速率分別為：200kg/h 、100kg/h。</p><p><b>　　排放速率為：</b></p><p><b>　　V=</b></p><p><b>　　SO2排放速率：</b></p><p>　　V SO2=206.

82、5×760000=157000000mg/h=157kg/h<200kg/h；</p><p><b>　　粉塵排放速率：</b></p><p>　　v=25.2×760000=19152000 mg/h=19.152 kg/h<100kg/h。</p><p>　　由結(jié)果可得排放速率都符合規(guī)定的最高允許排放速

83、率。</p><p>　　4.3從排放總量角度</p><p>　　取每天工作時間為16小時，一年的工作時間是300天</p><p>　　一年排放的SO2總量：</p><p>　　157×16×300=753600Kg=753.6t</p><p>　　一年排放的粉塵總量：</p>

84、<p>　　19.152×16×300=91.93t</p><p>　　由結(jié)果可知排放總量也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。</p><p>　　[1] 郝吉明,馬廣大.大氣污染控制工程[M].第二版.北京:高等教育出版社,2002.</p><p>　　[2] 童志權(quán).大氣污染控制工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.9:291～293.&l