課程設(shè)計(jì)---shf20-25型鍋爐高硫無煙煤煙氣濕式石灰法除塵脫硫一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　1.1前言</b></p><p>　　針對(duì)發(fā)展中國家投入到煙氣脫硫的資金不多，特別是面廣量大的中小型鍋爐用戶，對(duì)排煙脫硫費(fèi)用承受能力有限又不便于集中統(tǒng)一管理的實(shí)際情況，而開發(fā)一些投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，便于維護(hù)的，適合我國國情的除塵脫硫裝置，即一臺(tái)設(shè)備同時(shí)除塵又脫硫，從而

2、減低系統(tǒng)的投資費(fèi)用和占地面積。對(duì)此原則是：首先要求主體設(shè)備“地租高效”，在不增加動(dòng)力的前提下，對(duì)細(xì)微塵粒有較高的補(bǔ)集率和較強(qiáng)的脫硫功能；其次是源于價(jià)格低廉的脫硫劑：包括可利用的堿性廢渣，廢水等，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)主要介紹濕式石灰脫硫功能及對(duì)除塵的處理，目前世界各地用于煙氣脫硫的方法，主要有石灰石/石灰洗滌法，雙堿法，韋爾曼洛德法，氧化法及氨法等。這些方法大致可分為兩類：一類為干法，

3、即采用粉狀或粒狀吸收劑，吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的二氧化硫；另一類為濕法，即采用液體吸收劑洗滌煙氣，以及吸收煙氣中的二氧化硫。</p><p><b>　　1.2反應(yīng)原理</b></p><p><b>　　1.2.1吸收原理</b></p><p>　　吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷

4、面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。</p><p>　　為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時(shí)吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機(jī)、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭?dòng)，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。</p><p><b&g

5、t;　　1.2.2化學(xué)過程</b></p><p>　　強(qiáng)制氧化系統(tǒng)的化學(xué)過程描述如下：</p><p><b>　　（1）吸收反應(yīng)</b></p><p>　　煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)有效接觸,循環(huán)漿液吸收大部分SO2，反應(yīng)如下：</p><p>　　SO2＋H2O→H2SO3（溶解）</p

6、><p>　　H2SO3?H＋＋HSO3－（電離）</p><p><b>　　吸收反應(yīng)的機(jī)理：</b></p><p>　　吸收反應(yīng)是傳質(zhì)和吸收的的過程，水吸收SO2屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制，</p><p>　　吸收速率＝吸收推動(dòng)力/吸收系數(shù)（傳質(zhì)阻力為吸收

7、系數(shù)的倒數(shù)）</p><p>　　強(qiáng)化吸收反應(yīng)的措施：</p><p>　　a)提高SO2在氣相中的分壓力（濃度），提高氣相傳質(zhì)動(dòng)力。</p><p>　　b)采用逆流傳質(zhì)，增加吸收區(qū)平均傳質(zhì)動(dòng)力。</p><p>　　c)增加氣相與液相的流速，高的Re數(shù)改變了氣膜和液膜的界面，從而引起強(qiáng)烈的傳質(zhì)。</p><p>　

8、　d)強(qiáng)化氧化，加快已溶解SO2的電離和氧化，當(dāng)亞硫酸被氧化以后,它的濃度就會(huì)降低,會(huì)促進(jìn)了SO2的吸收。</p><p>　　e)提高PH值，減少電離的逆向過程，增加液相吸收推動(dòng)力。</p><p>　　f)在總的吸收系數(shù)一定的情況下，增加氣液接觸面積，延長接觸時(shí)間，如：增大液氣比，減小液滴粒徑，調(diào)整噴淋層間距等。</p><p>　　g)保持均勻的流場分布和噴淋

9、密度，提高氣液接觸的有效性。</p><p><b>　?。?）氧化反應(yīng)</b></p><p>　　一部分HSO3－在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3－在反應(yīng)池中被氧化空氣完全氧化，反應(yīng)如下：</p><p>　　HSO3－＋1/2O2→HSO4－</p><p>　　HSO4－?H＋＋SO42－<

10、/p><p><b>　　氧化反應(yīng)的機(jī)理：</b></p><p>　　氧化反應(yīng)的機(jī)理基本同吸收反應(yīng)，不同的是氧化反應(yīng)是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。</p><p>　　強(qiáng)化氧化反應(yīng)的措施：</p><p>　　a)降低PH值，增加氧氣的溶解度<

11、;/p><p>　　b)增加氧化空氣的過量系數(shù)，增加氧濃度</p><p>　　c)改善氧氣的分布均勻性，減小氣泡平均粒徑，增加氣液接觸面積。</p><p><b>　　（3）中和反應(yīng)</b></p><p>　　吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反應(yīng)如下：&l

12、t;/p><p>　　Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑</p><p>　　2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑</p><p><b>　　中和反應(yīng)的機(jī)理：</b></p><p>　　中和反應(yīng)伴隨著石灰石的溶解和中和反應(yīng)及結(jié)晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關(guān)鍵

13、是，如何增加石灰石的溶解度，反應(yīng)生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過飽和度。中和反應(yīng)本身并不困難。</p><p>　　強(qiáng)化中和反應(yīng)的措施：</p><p>　　a)提高石灰石的活性，選用純度高的石灰石，減少雜質(zhì)。</p><p>　　b)細(xì)化石灰石粒徑，提高溶解速率。</p><p>　　c)降低PH值，增加石灰石溶解度，提高石灰石的利用率

14、。</p><p>　　d)增加石灰石在漿池中的停留時(shí)間。</p><p>　　e)增加石膏漿液的固體濃度，增加結(jié)晶附著面，控制石膏的相對(duì)飽和度。</p><p>　　f)提高氧氣在漿液中的溶解度，排擠溶解在液相中的CO2，強(qiáng)化中和反應(yīng)。</p><p><b>　?。?）其他副反應(yīng)</b></p><

15、;p>　　煙氣中的其他污染物如SO3、Cl、F和塵都被循環(huán)漿液吸收和捕集。SO3、HCl和HF與懸浮液中的石灰石按以下反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)：</p><p>　　SO3＋H2O→2H＋＋SO42－</p><p>　　CaCO3 +2 HCl<==>CaCl2 +CO2 +H2O</p><p>　　CaCO3 +2 HF <==>CaF2

16、+CO2 +H2O</p><p>　　副反應(yīng)對(duì)脫硫反應(yīng)的影響及注意事項(xiàng)：</p><p>　　脫硫反應(yīng)是一個(gè)比較復(fù)雜的反應(yīng)過程，其中一些副反應(yīng)，有些有利于反應(yīng)的進(jìn)程，有些會(huì)阻礙反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中予以重視如Mg的反應(yīng)：</p><p>　　漿池中的Mg元素，主要來自于石灰石中的雜質(zhì)，當(dāng)石灰石中可溶性Mg含量較高時(shí)（以MgCO3形式存在），由于MgCO3活性高于

17、CaCO3會(huì)優(yōu)先參與反應(yīng)，對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行是有利.</p><p>　　但過多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致漿液中生成大量的可溶性的MgSO3，它過多的存在，使的溶液里SO32-濃度增加,導(dǎo)致SO2吸收化學(xué)反應(yīng)推動(dòng)力的減小，而導(dǎo)致SO2吸收的惡化。</p><p>　　另一方面，吸收塔漿液中Mg＋濃度增加，會(huì)導(dǎo)致漿液中的MgSO4(L)的含量增加，既漿液中的SO42-增加，會(huì)對(duì)導(dǎo)致吸收塔中的懸浮液的氧化困難，從而

18、需要大幅度增加氧化空氣量，氧化反應(yīng)原理如下：</p><p>　　HSO3－＋1/2O2→HSO4－ （1）</p><p>　　HSO4－?H＋＋SO42－ （2）</p><p>　　因?yàn)椋?）式的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的角度來看，如果SO42-的濃度太高的話，不利于反應(yīng)向右進(jìn)行。因此噴淋塔一般會(huì)控制Mg＋離子的濃度，當(dāng)高于500

19、0ppm時(shí)，需要通過排出更多的廢水，此時(shí)控制準(zhǔn)則不再是CL－小于20000ppm</p><p>　　1.3 脫硫方法及優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　干法脫硫的優(yōu)點(diǎn)是流程短，無污水，污酸的排出，且凈化后煙氣溫度降低很少，利用煙囪排氣擴(kuò)散。但干法脫硫效率低，設(shè)備龐大，操作技術(shù)要求高，發(fā)展較慢。濕法脫硫具有設(shè)備較小，操作較容易，且脫硫效率較高的優(yōu)點(diǎn)，但脫硫后，但煙氣溫度降低，不利于煙囪排氣的擴(kuò)散

20、，這一缺點(diǎn)可通過煙氣再加熱的方法來解決，因此國外對(duì)濕式脫硫工藝研究較多，使用也廣泛。根據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)煤炭研究組織調(diào)查統(tǒng)計(jì)，濕式脫硫占世界安裝煙氣脫硫機(jī)組總?cè)萘康?5%，其中石灰石法占36.7%，其他濕法脫硫占48.7%</p><p>　　1.4濕法石灰法煙氣脫硫工藝流程</p><p>　　將配好的石灰漿液由泵送入吸收塔頂部，與從塔頂送入的含二氧化硫煙氣逆流流動(dòng)經(jīng)洗滌凈化后的煙氣從塔頂排

21、空。石灰漿液吸收二氧化硫后成為三、硫酸鈣及亞硫酸鈣的混合液，將此混合液在母液槽中用硫酸調(diào)整PH值到4左右，用泵送入氧化塔并向塔內(nèi)送入490千帕的壓縮空氣驚醒氧化。生成的石膏經(jīng)稠厚器使其沉積，上清液返回吸收系統(tǒng)循環(huán)，石膏漿經(jīng)離心泵分離的成品石膏，氧化塔排出的尾氣因含有微量二氧化硫可送回吸收塔內(nèi)。</p><p>　　吸收設(shè)備由于采用石灰石或石灰漿液作為吸收劑，易在設(shè)備內(nèi)造成結(jié)垢和堵塞，因此在選擇和使用吸收設(shè)備時(shí)，應(yīng)

22、充分考慮這個(gè)問題。一般應(yīng)選用氣液間相對(duì)氣速高，塔持液量大，內(nèi)部構(gòu)件少，阻力降小的設(shè)備，常用的吸收塔可選用篩板塔，噴霧塔及文丘里洗滌塔等，國內(nèi)曾用過大孔徑傳流塔和湍球塔。本設(shè)計(jì)應(yīng)用填料塔。工藝流程一般為如下設(shè)計(jì)：</p><p>　　圖1-1 石灰石/石灰－石膏濕法煙氣脫硫工藝流程</p><p>　　1.5濕法石灰煙氣脫硫工藝系統(tǒng)設(shè)施簡述</p><p>　　1.5

23、.1石灰石制備系統(tǒng)</p><p>　　將石灰石粉由罐車運(yùn)到料倉存儲(chǔ)，然后通過給料機(jī)、輸粉機(jī)將石灰石粉輸入漿池，加水制備成固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-15%的漿液。</p><p>　　1.5.2吸收與氧化系統(tǒng)</p><p>　?、盼账?。吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求氣液接觸面積大，氣體的吸收反應(yīng)良好，壓力損失小，并且適用于大容量煙氣處理。吸收塔主要有四種類型—

24、噴淋塔、填料塔、雙回路塔和噴射鼓泡法。</p><p>　　a．噴淋塔。它是濕法工藝的主流塔型，多采用逆流方式布置，煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)入吸收塔，與均勻噴出的吸收漿液逆流接觸。煙氣流速為3m/s左右，液氣比與煤含硫量和脫硫率關(guān)系較大，一般在8-25。噴淋塔優(yōu)點(diǎn)是塔內(nèi)部件少，故結(jié)垢可能性小，壓力損失小。逆流運(yùn)行有利于煙氣與吸收液充分接觸，但阻力損失比順流大。</p><p>　　b．填料塔。采

25、用塑料格柵作填料，相對(duì)延長了氣液兩相的接觸時(shí)間，從而保證了較高的脫硫率。格柵填料塔為順流和逆流，順流時(shí)氣速約為4-5m/s,與逆流相比結(jié)構(gòu)較緊湊。壓降因格柵填充高度而異。</p><p>　　c．雙回路塔。這類吸收塔被一個(gè)集液斗分成倆個(gè)回路：下段作為預(yù)冷卻區(qū)，并進(jìn)行一級(jí)脫硫，控制較低的PH，有利于氧化和石灰石的溶解，防止結(jié)垢和提高吸收劑的利用率；上段為吸收區(qū)，其排水經(jīng)集液斗引入塔外另設(shè)的加料槽，在此加入新鮮的石灰

26、石漿液，維持較高的PH值，以獲得較高的脫硫率。</p><p>　　d．噴射鼓泡塔。工藝采用鼓泡反應(yīng)器，煙氣通過噴射分配器以一定的壓力進(jìn)入吸收液中，形成一定的高度的噴射氣泡層，可省去再循環(huán)泵和噴淋裝置。凈化后煙氣經(jīng)上升管進(jìn)入混合室，除霧后排放。此塔型的特點(diǎn)是系統(tǒng)可在低PH值下運(yùn)行，生成的石膏顆粒大，易于脫水；脫硫率的高低與系統(tǒng)的壓降有關(guān)，可通過增大噴射管的浸沒深度來提高壓降，提高脫硫率。脫硫率為95%時(shí)，系統(tǒng)壓降

27、在3000帕左右。</p><p>　?、疲F器。凈煙氣出口設(shè)除霧器，通常為二級(jí)除霧器，裝在塔的圓筒頂部或塔出口彎道后的平直煙道上。后者允許煙氣流速高于前者，并設(shè)沖洗水，間歇沖洗除霧器。冷煙氣中殘余水分一般不能超過100，更不允許超過200，否則會(huì)玷污熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)等。</p><p>　　⑶．氧化槽。其功能是接收和儲(chǔ)存脫硫劑，溶解石灰石，鼓風(fēng)氧化亞硫酸鈣，潔凈生成石膏。早期的濕式

28、石灰/石灰石法幾乎都是在脫硫塔外另設(shè)氧化塔，即由脫硫塔排出的亞硫酸鈣的漿液再被引入專門的壓力氧化槽中，并添加硫酸，在PH為3-4的條件下鼓風(fēng)氧化。這種結(jié)構(gòu)易發(fā)生結(jié)垢和堵塞問題。</p><p>　　隨著工藝的發(fā)展，將氧化系統(tǒng)組合在塔底的漿池中，利用大容積漿池完成石膏的結(jié)晶過程，即就地強(qiáng)制氧化。循環(huán)的吸收劑在氧化槽內(nèi)設(shè)計(jì)的停留時(shí)間為4-8分鐘，與石灰石反應(yīng)性能無關(guān)。石灰石反應(yīng)性越差，為使之完全溶解，則要求他在池內(nèi)滯

29、留時(shí)間越長。氧化空氣采用羅茨風(fēng)機(jī)或離心機(jī)鼓入，壓力約為帕。</p><p>　　1.5.3其他裝置系統(tǒng)</p><p>　　經(jīng)過洗滌的煙氣溫度已經(jīng)低于露點(diǎn)，是否需進(jìn)一步再熱，取決于各國的環(huán)保要求。常規(guī)做法是煙氣再加熱器對(duì)洗滌后的煙氣進(jìn)行再加熱，達(dá)到一定的溫度后通過煙囪排放。德國把凈化煙氣引入自然通風(fēng)冷卻塔排放，借助煙氣動(dòng)量的攜帶熱量的提高，使煙氣擴(kuò)散的更好。美國一般不采用煙氣再加熱系統(tǒng)，而

30、采用對(duì)煙囪的防腐措施。</p><p>　　裝設(shè)煙氣脫硫裝置后，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的煙氣阻力約為2940帕，單靠原有鍋爐引風(fēng)機(jī)不足以克服這些阻力，需設(shè)助催風(fēng)機(jī)，或稱脫硫風(fēng)機(jī)。</p><p>　　濕式石灰石洗滌工藝管道、設(shè)備需要使用防腐材料或涂層。在煙氣通道中，應(yīng)采用下表：</p><p>　　表1-1 防腐材料選擇表</p><p><b&

31、gt;　　2總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)總原則</b></p><p>　　2.1.1 吸收設(shè)備的選擇原則</p><p>　　為了強(qiáng)化吸收過程，降低設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，要求吸收設(shè)備應(yīng)滿足以下選擇原則：</p><p>　　⑴．氣液之間應(yīng)有較大的接觸面積和一定的接觸時(shí)間，擾動(dòng)強(qiáng)烈，

32、吸收阻力低，凈化效率高；</p><p>　?、疲Y(jié)構(gòu)簡單，操作維修方便，造價(jià)低，操作費(fèi)用低，能量消耗低；</p><p>　?、牵畱?yīng)具有相應(yīng)的抗腐蝕和防堵塞能力；</p><p>　?、龋畾饬魍ㄟ^時(shí)壓力損失小，操作穩(wěn)定；</p><p>　　⑸．氣液比可在較大幅度內(nèi)調(diào)節(jié)，壓力損失小；</p><p>　　⑹．考慮污染

33、物物化性能、污染物濃度和氣體組成及含塵濃度等。</p><p>　　2.1.2脫硫裝置工藝參數(shù)的確定</p><p>　　脫硫工藝的選擇應(yīng)根據(jù)鍋爐容量和調(diào)峰要求、燃料品質(zhì)、二氧化硫控制規(guī)劃和環(huán)評(píng)要求的脫硫效率、脫硫劑的供應(yīng)條件、水源情況、脫硫副產(chǎn)物和飛灰的綜合利用條件、脫硫廢水、廢渣排放條件、廠址場地布置條件等因素，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。</p><p>　　脫

34、硫工藝的選擇一般可按照以下原則：</p><p>　　⑴燃用含硫量Sar≥2%煤的機(jī)組、或大容量機(jī)組（200MW及以上）的電廠鍋爐建設(shè)煙氣脫硫裝置時(shí)，宜優(yōu)先采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，脫硫率應(yīng)保證在90%以上。</p><p>　?、迫加煤蛄縎ar＜2%煤的中小電廠鍋爐（200MW以下），或是剩余壽命低于10年的老機(jī)組建設(shè)煙氣脫硫裝置時(shí)，在保證達(dá)標(biāo)排放，并滿足SO2排放總量控制要求，且

35、吸收劑來源和副產(chǎn)物處置條件充分落實(shí)的情況下，宜優(yōu)先采用半干法、干法或其他費(fèi)用較低的成熟技術(shù)，脫硫率應(yīng)保證在75%以上。</p><p>　?、侨加煤蛄縎ar＜1%煤的海濱電廠，在海域環(huán)境影響評(píng)價(jià)取得國家有關(guān)部門審查通過，并經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理后，可以采用海水法脫硫工藝；脫硫率宜保證在90%以上。</p><p>　?、入娮邮ê桶彼礈旆摿蚬に噾?yīng)在液氨的來源以及副產(chǎn)物硫銨的銷售途徑充

36、分落實(shí)的前提下，經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理時(shí)，并經(jīng)國家有關(guān)部門技術(shù)鑒定后，可以采用電子束法或氨水洗滌法脫硫工藝。脫硫率宜保證在90%以上。</p><p>　　⑸脫硫裝置的可用率應(yīng)保證在95%以上。</p><p>　　2.1.3石灰/石灰石法各種洗滌器的比較</p><p>　　表2-1 洗滌器的比較</p><p>　　2.1.4填料對(duì)

37、比與選擇</p><p><b>　　表2-2填料選擇</b></p><p>　　2.1.5煙囪設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題</p><p>　　⑴．關(guān)于設(shè)計(jì)中氣象參數(shù)的取值有兩種方法，一種是去多年的平均值，另一種是取某一保證頻率的值而后一種更為經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　之值一般在0.5-1.0之間變化，Hs>100m

38、時(shí)，取0.5。Hs〈100時(shí)，取0.6-1.0。</p><p>　　⑵．有上部逆溫時(shí)，設(shè)計(jì)的高煙囪Hs〈200，必須考慮上部逆溫層的影響。觀測證明，當(dāng)有效源高H等于混合層高度D時(shí)，即H=D時(shí)最不利，此時(shí)地面濃度約為一般情況下的2-2.5倍，如按此條件設(shè)計(jì)，煙囪高度將大大增加。因此應(yīng)對(duì)混合層高度出現(xiàn)頻率作調(diào)查，避開煙囪有效高度H與出現(xiàn)頻率最高或較多的混合層高度口相等的情況。 </p><p&g

39、t;　　逆溫層較低時(shí)，煙囪的有效高度H 〉D為好。</p><p>　?、牵疅煔馓降倪x擇是煙囪設(shè)計(jì)中重要一環(huán)，必須注意煙氣抬升公式適用的條件，進(jìn)行慎重的選擇。</p><p>　　⑷．煙囪高度不得低于周建筑物的2倍，這樣可以避免煙流受建筑物背風(fēng)面渦流區(qū)的影響，對(duì)于排放生產(chǎn)性粉塵的煙囪，其高度從地面算起不得低于15m，排氣口高度應(yīng)比主廠房最高點(diǎn)高出3m以上。煙氣出口流速應(yīng)為20-30米

40、每秒，排煙溫度不宜過低。</p><p>　?、桑黾优艢饬浚譄煔馓叨裙街?，即使同樣的噴出速度與煙氣溫度，如果增加排氣量，對(duì)動(dòng)量抬升和浮力抬升均有利。因此分散的煙囪不利于產(chǎn)生較高的抬升高度。若需要在周圍設(shè)幾個(gè)煙囪時(shí)，應(yīng)盡量采用多管集合煙囪，但在集合溫度相差較大的煙囪排煙時(shí)，要認(rèn)真考慮。</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p>&

41、lt;p>　　3.1高硫無煙煤燃燒計(jì)算</p><p>　?、?標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)態(tài)下的理論空氣量</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中： —— 分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。</p><p>　　⑵.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量（設(shè)空氣含濕量12.93）</p><p>

42、<b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中： —— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，m³/kg；</p><p>　　—— 煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；</p><p>　　—— N元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。</p><p>　　⑶.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量</p><p><b>　　

43、（1-3）</b></p><p>　　式中： ——空氣過剩系數(shù)，取1.2;</p><p>　　——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量，；</p><p>　　——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論空氣量，。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量Q應(yīng)以m³/h計(jì)，因此， </p><p>　　⑷.煙氣含塵濃度計(jì)

44、算</p><p><b>　　（1-4）</b></p><p>　　式中： ——排灰中飛灰占煤中不可燃成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；</p><p>　　——煤中不可燃成份的含量；</p><p>　　——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際的煙氣量，m³/kg</p><p>　?、?標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中的二氧化硫濃度的

45、計(jì)算（1-5）</p><p>　　式中: ——煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；</p><p><b>　　3.2煙氣體積計(jì)算</b></p><p><b>　?、?處理煙氣量：</b></p><p><b>　　（2-1） </b></p><p>　　

46、式中： ——為各元素氧化物的含量，。</p><p>　　設(shè)助燃空氣溫度為20，查表得</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p><b>　?、?時(shí)實(shí)際煙氣量：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p&g

47、t;　　式中： Q0——處理爐氣氣量，本設(shè)計(jì)</p><p>　　T——爐氣允許工作溫度℃，本設(shè)計(jì)取℃</p><p>　　P0——當(dāng)?shù)卮髿鈮?，本設(shè)計(jì)取</p><p>　　P——工作壓力，本設(shè)計(jì)為</p><p>　　C0——漏風(fēng)率，取C0=10%</p><p><b>　　℃時(shí)二氧化硫的濃度</

48、b></p><p>　　設(shè)計(jì)耗煤量： 2400kg/h</p><p>　　在排煙溫度下,每小時(shí)實(shí)際煙氣量</p><p><b>　?、?煙氣密度計(jì)算:</b></p><p><b>　　有上述式子： </b></p><p>　　根據(jù)：

49、 （2-4）</p><p><b>　?、?除塵效率計(jì)算：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中: ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度， </p><p>　　——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，。</p><p&

50、gt;　　⑸.工況下煙氣的流量計(jì)算： </p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中: ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的流量，</p><p>　　——工況下煙氣溫度，；</p><p>　　——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，。</p><p><b>　　則煙氣流速為<

51、/b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　3.3填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　⑴.塔徑的計(jì)算:</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中： ——?dú)怏w的體積流

52、量，；</p><p><b>　　——空塔速度，；</b></p><p><b>　　——塔徑，。</b></p><p>　　填料選塑料齒形柵條的齒形柵條，選空塔速度為</p><p>　　取整為D=4，塔徑確定后，應(yīng)對(duì)填料尺寸進(jìn)行校核，由于為齒形柵條，塔徑應(yīng)，而實(shí)際校核合格。</p&g

53、t;<p>　?、?填料層高度計(jì)算: </p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中： ——?dú)庀鄠髻|(zhì)單元高度，可取1.5-1.8；</p><p>　　——?dú)庀鄠髻|(zhì)單元數(shù)，查表取2.4；</p><p><b>　　——填料層高度，。</b></p&

54、gt;<p>　　考慮到適應(yīng)操作條件波動(dòng)留有調(diào)節(jié)控制的余地，因此應(yīng)該進(jìn)行修正。</p><p><b>　　⑶.噴淋密度:</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中： —— 塔頂噴淋劑量；</p><p><b>　　——截面積。&l

55、t;/b></p><p>　　設(shè)塔頂噴淋劑量為20，</p><p>　　其，滿足最小噴淋密度的要求</p><p>　?、?填料層阻力（應(yīng)用阻力系數(shù)法）:</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中： ——填料層壓降，；</p><p

56、>　　——阻力系數(shù)，取10；</p><p><b>　　——填料層高度，；</b></p><p><b>　　——空塔氣速，；</b></p><p><b>　　——?dú)怏w密度，</b></p><p><b>　?、?填料塔總高：</b><

57、;/p><p>　　首先由標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值規(guī)定吸收液質(zhì)量濃度一般為10%-15%，本設(shè)計(jì)取13%。液氣比通常為，本設(shè)計(jì)取15，反應(yīng)時(shí)間通常為，考慮到反應(yīng)的穩(wěn)定性取3，填料塔內(nèi)流速通常為，本設(shè)計(jì)取5</p><p><b>　　由反應(yīng)時(shí)間可知：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p&

58、gt;　　式中： ——填料塔總高，；</p><p>　　——塔內(nèi)流速，取5；</p><p><b>　　——取3。</b></p><p>　　蓋頂考慮排氣部分定為，出口液體部分取，則實(shí)際填料塔高高度為：</p><p><b>　　⑹．物料衡算：</b></p><p&g

59、t;　　由液氣比為15，則供應(yīng)吸收液量為：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中： ——液氣比；</p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)值鈣硫比在之間取，本設(shè)計(jì)取</p><p>　　則新鮮吸收液供應(yīng)量為：</p><p><b>　　（3-7）<

60、/b></p><p>　　式中： ——耗煤量；</p><p>　　——石灰漿分子量，取74；</p><p><b>　　——鈣硫比，?。?lt;/b></p><p>　　——每千克煤所含二氧化硫量。</p><p><b>　　需水量：</b></p>

61、<p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中： ——濃度，為8%~15%，取=10%。</p><p><b>　　3.4管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　⑴.管道的管徑計(jì)算:</p><p>　　粉塵性質(zhì)屬于煤灰，一般其垂直管最低氣流速度為，水平管最低氣

62、流速度為，見表2-3。</p><p>　　表2-3 除塵管道內(nèi)最低氣流速度</p><p>　　本設(shè)計(jì)取管道內(nèi)氣流速度為；</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　取整得 <

63、/b></p><p><b>　　⑵.管道的阻力計(jì)算</b></p><p>　　管道系統(tǒng)總壓力損失：</p><p>　　沿程壓力損失： </p><p><b>　　（4-2）</b></p><p>　　式中： ——摩擦阻力系數(shù)，金屬一般取0.

64、02</p><p><b>　　氣體的密度為：；</b></p><p>　　管道長度為：L=150</p><p><b>　　局部阻力損失：</b></p><p>　　°,30個(gè)壓頭壓力損失為：</p><p><b>　?。?-3）</b&

65、gt;</p><p>　　式中： ——局部阻力系數(shù)，取0.25。</p><p>　　管道系統(tǒng)總阻力損失：</p><p><b>　　（4-4）</b></p><p><b>　　3.5煙囪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鍋爐的蒸發(fā)量為，污染物排放按照鍋爐大氣污染物排

66、放標(biāo)準(zhǔn)中Ⅱ類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行，可以假定煙囪的高度為50。</p><p><b>　?、? 煙囪截面積：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中： S——煙囪截面積，m2；</p><p>　　QV——煙氣流量，m3/s；</p><

67、p>　　v ——煙氣出口流速，取12m/s。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　?、? 煙囪直徑：</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中： D ——煙囪直徑，m；</p>

68、<p>　　S——煙囪截面積，m2。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　?、牵疅煔鉄後尫怕剩?lt;/b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中： QH——煙氣熱釋放率，kW；</p&g

69、t;<p>　　QV——煙氣流量，m3/s；</p><p>　　Pa——大氣壓力，取本地900，Pa；</p><p>　　TS——煙囪出口處的煙氣溫度，K；</p><p>　　Ta——環(huán)境大氣溫度，K。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><

70、b>　?、龋疅煔馓叨龋?lt;/b></p><p><b>　　（5-4） </b></p><p>　　式中：△H——煙氣抬升高度，m；</p><p>　　QH——煙氣熱釋放率，Kw；</p><p>　　D ——煙囪直徑，m；</p><p>　　v ——煙氣出口流速，m

71、/s；</p><p>　　——煙囪出口處平均風(fēng)速，m/s。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　　⑸．煙囪高度：</b></p><p><b>　?。?-5） </b></p><p>　　式中： H ——煙

72、囪的有效高度，m，設(shè)為50 m；</p><p>　　△H——煙氣抬升高度，m；</p><p>　　HS——煙氣幾何高度，kW；</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　　⑹．煙囪阻力：</b></p><p><b>　?。?

73、-6）</b></p><p>　　式中： P——煙囪阻力，Pa；</p><p>　　D——煙囪直徑，m；</p><p>　　λ——摩擦阻力系數(shù)；</p><p>　　u——煙囪內(nèi)流體平均流速，m/s；</p><p>　　l——煙囪高度，m。</p><p><b>

74、;　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　?、耍：说孛孀畲鬂舛龋?lt;/p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中： ——取值； </p><p>　　根據(jù)國家地面最大允許濃度為，實(shí)際計(jì)算濃度大于國家允許濃度，校核有誤，因此更正幾何高度為=，得出。</p>&l

75、t;p><b>　　校核合格。</b></p><p>　　3.6風(fēng)機(jī)與電機(jī)的選擇與計(jì)算</p><p>　　正確選擇風(fēng)機(jī)，是保證通風(fēng)系統(tǒng)正常、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要條件。所謂正確選擇風(fēng)機(jī)，主要是指根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)和用途選擇不同用途的風(fēng)機(jī)；選擇的風(fēng)機(jī)要滿足系統(tǒng)所需要的風(fēng)量，同時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓要能克服系統(tǒng)的阻力，而且在效率最高或經(jīng)濟(jì)使用范圍內(nèi)工作。具體選擇方法和步驟如

76、下：</p><p>　?、牛鶕?jù)被輸送氣體的性質(zhì)，選用不同用途的風(fēng)機(jī)。例如，輸送清潔空氣，或含塵氣體流經(jīng)風(fēng)機(jī)時(shí)已經(jīng)過凈化，含塵濃度不超過150mg／m3時(shí)，可選擇一般通風(fēng)換氣用的風(fēng)機(jī)；輸送腐蝕性氣體，要選用防腐風(fēng)機(jī)；輸送易燃、易爆氣體或含塵氣體時(shí)，要選用防爆風(fēng)機(jī)或排塵風(fēng)機(jī)。但在選擇具體的風(fēng)機(jī)型號(hào)和規(guī)格時(shí)，還必須根據(jù)某種類型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上的性能表或特性曲線圖才能確定。</p><p>　　

77、⑵．考慮到管道系統(tǒng)可能漏風(fēng)，有些阻力計(jì)算不大準(zhǔn)確，為了使風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠，選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)除塵系統(tǒng)的計(jì)算風(fēng)量和風(fēng)壓。</p><p>　　⑶．根據(jù)選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)壓，在風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本上選定風(fēng)機(jī)的類型，確定風(fēng)機(jī)的機(jī)號(hào)、轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)功率。為了便于接管和安裝，還要選擇合適的風(fēng)機(jī)出口位置和傳動(dòng)方式。所選擇風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)應(yīng)在經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)，最好處于最高效率點(diǎn)的右側(cè)。</p><p>　　⑷．除非

78、選擇任何一臺(tái)風(fēng)機(jī)都不能滿足要求，或在使用時(shí)要求風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量有大幅度變動(dòng)，否則應(yīng)盡量避免把兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)使用。因兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)所起的作用都要比其單獨(dú)使用時(shí)差。</p><p>　?、桑陙碛捎谖覈鴮?duì)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，使風(fēng)機(jī)的效率不斷提高，噪聲不斷降低，一些新型風(fēng)機(jī)正在逐步取代一些老風(fēng)機(jī)。為了節(jié)約能源和減小噪聲危害，在滿足所需風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下，應(yīng)盡可能選用效率高、噪聲低的新型風(fēng)

79、機(jī)。</p><p><b>　　通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計(jì)算：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中： ——漏風(fēng)率，取0.1-0.15；</p><p><b>　　通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算：</b></p><p><

80、;b>　　（6-2）</b></p><p>　　式中： ——通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，；</p><p>　　——管道系統(tǒng)的總阻力損失，；</p><p>　　——安全系數(shù)，取0.15-0.2 ； </p><p>　　——通風(fēng)機(jī)性能表中給出空氣密度，1.2</p><p>　　——運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)

81、機(jī)時(shí)的氣體密度，1.34。</p><p>　　根據(jù)查表得到風(fēng)機(jī)為：Y 250M--4 ，電機(jī)為：JO91-4。</p><p><b>　　結(jié)束語：</b></p><p>　　通過對(duì)濕式石灰法脫硫除塵的設(shè)計(jì)計(jì)算，從中我了解濕式石灰法脫硫是采用石灰石粉（CaCO3）或石灰粉（CaO）制成漿液作為脫硫吸收劑，與進(jìn)入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中的

82、二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的強(qiáng)制氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最后生成石膏，從而達(dá)到脫除二氧化硫的目的。脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴，加熱器加熱后，由增壓風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排放。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中我還要注意到雖然濕式除塵具有良好的除塵效果，但不能消除黑煙。濕式除塵對(duì)細(xì)微塵粒的撲集是十分有效的，從對(duì)有代表性的燃煤鍋爐排放煙塵進(jìn)行采樣分析得出的結(jié)果：一般多管和單筒旋風(fēng)除塵器捕集煙塵的中位徑dc50在5～10微

83、米之間，燃料在高溫缺氧的條件下燃燒時(shí)，可產(chǎn)生黑煙，嚴(yán)格地說黑煙并非就是純粹的炭元素，而是一種炭、氫分子的復(fù)雜集合體，其粒徑又大多集中在0.01～0.1微米之間比重比飛灰的比重小得多，又是疏水性的，所以用目前各地開發(fā)的濕式技術(shù)是難以捕集的。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，

84、從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，經(jīng)過進(jìn)一步學(xué)習(xí)后，才得到了加深?。?duì)我?guī)椭艽螅。∨c此同時(shí)還有老師和同學(xué)的幫助，我才能夠更順利的完成此次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　其次，此次設(shè)計(jì)我還學(xué)會(huì)如何繪圖和如何正確的使用工具書來查找有關(guān)資料，圖書館

85、的書籍很全，我節(jié)省了很多時(shí)間，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)查詢，當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)的東西也很新，在論述前沿是非常有效的。對(duì)我?guī)椭艽蟆５€是要感謝老師的指導(dǎo)，沒有老師的指導(dǎo)，我不會(huì)那么快學(xué)會(huì)這么多的東西，真心的感謝?。?！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].郝吉明、馬廣大主編.大氣污染控制工程.第二版.北京：高等教育出版社，2002[2].黃學(xué)敏、張承中主

86、編.大氣污染控制工程實(shí)踐教程.北京：高等教育出版社，2003[3].劉天齊主編.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)·廢氣卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[4].張殿印主編.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[5].童志權(quán)主編.工業(yè)廢氣凈化與利用. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[6].