課程設(shè)計(jì)--dzl2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　大氣污染控制工程</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)方案的選取3</p><p>　　1.1 確定工藝3</p><p>　　1.

2、2 工藝流程簡圖3</p><p>　　1.3 與其他工藝的比較3</p><p>　　2 基本參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　2.1 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算5</p><p>　　2.1.1 煙氣流量的確定5</p><p>　　2.1.2 煙氣濃度的計(jì)算6</p><p&g

3、t;　　2.1.3 二氧化硫濃度的計(jì)算6</p><p>　　2.2 除塵及脫硫效率的計(jì)算6</p><p>　　2.2.1二氧化硫及煙塵排放量的確定6</p><p>　　2.2.2 效率的計(jì)算7</p><p>　　3袋式除塵器的選型與計(jì)算7</p><p>　　3.1 袋式除塵器的選型7</p&

4、gt;<p>　　3.1.1 清灰方法的選擇與比較7</p><p>　　3.1.2 濾料的選取9</p><p>　　3.1.3 濾袋形狀及進(jìn)氣方式的選擇9</p><p>　　3.1.4 清灰方式的選擇10</p><p>　　3.2 袋式除塵器的相關(guān)計(jì)算10</p><p>　　3.2.1

5、 處理氣量的確定10</p><p>　　3.2.2 過濾風(fēng)速的選取11</p><p>　　3.2.3 過濾面積的計(jì)算11</p><p>　　3.2.4 單條濾袋的面積11</p><p>　　3.2.5 濾袋的數(shù)量12</p><p>　　3.3 根據(jù)計(jì)算選擇袋式除塵器12</p>&l

6、t;p>　　4 填料塔的計(jì)算13</p><p>　　4.1 基本參數(shù)13</p><p>　　4.2物料衡算14</p><p>　　4.3 填料塔工藝尺寸的計(jì)算15</p><p>　　4.3.1 塔徑的計(jì)算15</p><p>　　4.3.2 填料層高度的計(jì)算16</p><

7、;p>　　4.4 填料層壓降的計(jì)算17</p><p>　　4.5 附屬裝置的選擇19</p><p>　　4.5.1 液體分布器選取19</p><p>　　4.5.2 除霧器的選擇19</p><p>　　4.5.3 液體再分布器的選取20</p><p>　　5 管徑的確定20</p

8、><p>　　6 系統(tǒng)阻力的計(jì)算20</p><p>　　6.1 摩擦壓力損失21</p><p>　　6.2 雷諾數(shù)的計(jì)算21</p><p>　　6.3 摩擦壓力損失的計(jì)算22</p><p>　　6.4 彎頭的阻力損失22</p><p>　　6.5 管道上漸擴(kuò)管的阻力損失23&l

9、t;/p><p>　　6.6 系統(tǒng)總阻力的計(jì)算26</p><p>　　7 風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇與計(jì)算26</p><p>　　7.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算26</p><p>　　7.2風(fēng)機(jī)的選擇26</p><p>　　8 煙囪的設(shè)計(jì)27</p><p>　　8.1 煙囪直徑的計(jì)

10、算27</p><p>　　8.2 煙囪底部直徑28</p><p>　　8.3 煙囪的抽力28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)方案的選取</b></p><p>　　1.1 確定工藝 </p>

11、<p>　　由于方案設(shè)計(jì)要求為DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以除塵方式為袋式除塵器，主要確定濕式脫硫工藝。經(jīng)過多方面資料的查詢確定我們的選用雙堿法脫硫工藝。</p><p>　　1.2 工藝流程簡圖</p><p><b>　　圖1 工藝流程圖</b></p><p>　　1 鍋爐 2 袋式除塵

12、器 3 灰斗 4 煙囪 5 氣氣熱交換器 6 除霧器 7 填料塔 8 緩沖箱 9 配藥箱 10 石灰倉 11 中間倉 12 熟化室 13 石灰反應(yīng)器 14 濃縮池 15 過濾池</p><p>　　1.3 與其他工藝的比較</p><p>　　濕法煙氣脫硫，特點(diǎn)是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點(diǎn)，所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由

13、于是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快、效率高、脫硫劑利用率高，如用石灰做脫硫劑時，當(dāng)Ca／S=1時，即可達(dá)到90%的脫 硫率，適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是，濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題，初投資大， 運(yùn)行費(fèi)用也較高。</p><p>　　以下是各種濕法脫硫工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析對比： </p><p>　　石灰石/石膏法的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用的煤種范圍廣、脫硫效率高（有的裝置Ca/S=1時，脫硫效率

14、大于90%）、吸收劑利用率高（可大于90%）、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高（可達(dá)90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的煙氣脫硫工藝）、脫硫劑—石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石/石膏法的缺點(diǎn)也是比較明顯的：初期投資費(fèi)用太高、運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重、副產(chǎn)物—石膏很難處理（由于銷路問題只能 堆放）、廢水較難處理</p><p>　　氧化鎂法，一些金屬氧化物如MgO、MnO2和ZnO等都有吸收

15、SO2的能力，可利用其漿液或水溶液作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫。我國氧化鎂資源豐富，可考慮此法要求必須對煙氣進(jìn)行預(yù)先的除塵和除氯，而且該過程中會有8%的MgO流 失，造成二次污染。</p><p>　　氨法脫硫工藝副產(chǎn)品硫酸銨的銷路和價格是氨法工藝應(yīng)用的先決條件，這是由于氨法所采用的吸收劑氨水價格遠(yuǎn)比石灰石高，其吸收劑費(fèi)用很高，如果副產(chǎn)品無銷路或銷售價格低，不能抵消大部分吸收劑費(fèi)用，則不能 應(yīng)用氨法工藝，此外氨水來源也

16、是選擇此工藝的必要條件，由于以上缺點(diǎn)在這里我們不選用該處理方法。</p><p>　　海水脫硫法，工藝簡單，無需脫硫劑的制備，系統(tǒng)可靠可用率高，根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，可用率保持在100% 脫硫效率高，可達(dá)90％以上；不需要添加脫硫劑，也無廢水廢料，易于管理；與其他濕法工藝相比，投資低，運(yùn)行費(fèi)用也低，但只能用于海邊電廠，且只能適用于燃煤含硫量小于1.5％的中低硫煤。</p><p>　　雙

17、減法脫硫工藝：克服了石灰石-----石膏法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)，并進(jìn)一步提高脫硫效率而發(fā)展起來的。要先用堿金屬鹽類如鈉鹽的水溶液吸收SO2，然后在另一個石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石吸收SO2的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用。而SO2還是以亞硫酸鈣和是高的形式沉淀出來。由于其固體的產(chǎn)生過程不是發(fā)生在吸收塔中的，所以避免了石灰石-----石灰法的結(jié)垢問題。 </p><p>　　雙堿法比傳統(tǒng)的濕法脫硫有以下優(yōu)點(diǎn)：&

18、lt;/p><p>　?。?）以鈉堿作為吸收劑，系統(tǒng)一般不會產(chǎn)生沉淀物；</p><p>　?。?）吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在脫硫塔以外，避免了塔德堵塞和磨損 提高了運(yùn)行可靠性，降低了操作費(fèi)用</p><p>　?。?）鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達(dá)到較高的脫硫率。</p><p>&

19、lt;b>　　缺點(diǎn)是：</b></p><p>　　NaSO3氧化副反應(yīng)產(chǎn)物Na2SO4較難再生，需不斷的補(bǔ)充NaOH或Na2CO3而增加堿的消耗量。另外，Na2SO4的存在也將降低石膏的質(zhì)量。</p><p>　　總之，雙堿法脫硫技術(shù)是國內(nèi)外運(yùn)用的成熟技術(shù)，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術(shù)，具有廣泛的市場前景。</p><p>　　經(jīng)過多方面

20、的比較我們選用雙堿法作為最終的脫硫工藝。</p><p><b>　　2 基本參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　2.1 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算</p><p>　　2.1.1 煙氣流量的確定</p><p>　　以1kg煤燃燒為基礎(chǔ)</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論需氧量為:54.

21、167+10-0.719+1.063=64.511 mol/kg</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論N2量:因?yàn)榭諝庵蠳2:O2≈3.76:1所以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)理論N2量為：64.511×3.76=242.5614 mol/kg</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論產(chǎn)物量:54.167+20+1.063+5.556=80.786 mol/kg</p><p>　　

22、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量=理論N2量為+產(chǎn)物量=242.5614+80.786=323.3474 mol/kg</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量:64.511×4.76=307.0724 mol/kg</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際空氣量=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量×a (空氣過剩系數(shù)=1.2)</p><p>　　=307.0724×

23、;1.2=368.487 mol/kg</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際干煙氣量=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量+標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下過剩空氣量</p><p>　　=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量+(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際空氣量-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量)</p><p>　　=323.3474+368.487-307.0724=384.76 mol/kg=384.76×=8.6 m3/kg

24、</p><p>　　水分含量=12.966×8.9375×22.4÷18÷1000=0.14 m3/kg</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際濕煙氣量Qy=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際干煙氣量+水分含量</p><p>　　=8.6+0.14= 8.74m3/kg</p><p>　　2.1.2 煙氣濃度的計(jì)算<

25、;/p><p><b>　　mg/h</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度</p><p><b>　?。īK/m3）</b></p><p>　　式中: Qy —— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量, m3/kg；</p><p>　　A —— 煤中不可燃成分的含量(此

26、處1kg煤中含A 150g)</p><p>　　dSh—— 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。</p><p>　　C==2.56×103 mg/m3</p><p>　　2.1.3 二氧化硫濃度的計(jì)算</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算</p><p><b>　

27、?。╩g/）</b></p><p>　　式中: QY —— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量, m3/kg；</p><p>　　S —— 煤中可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。</p><p>　　CSO2= = 7.78×103 mg/m3</p><p>　　2.2 除塵及脫硫效率的計(jì)算</p><

28、p>　　2.2.1二氧化硫及煙塵排放量的確定</p><p>　　首先確定煙囪高度通過煙囪高度確定污染物排放量。</p><p>　　確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定（表2）確定煙囪的高度。</p><p>　　表2 鍋爐煙囪高度表</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中鍋爐的的總定

29、額出力為2t，所以煙囪的高度為為30m，本方案設(shè)計(jì)中選煙囪的高度為30m，</p><p>　　若煙囪高度達(dá)不到GB13271—2001表4鍋爐房煙囪最低允許高度（4t鍋</p><p>　　爐煙囪高度最低35m，6t鍋爐煙囪高度最低40m）的要求，其排放標(biāo)準(zhǔn)值按50%執(zhí)行.</p><p>　　本設(shè)計(jì)中煙囪高的未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)則按排放標(biāo)準(zhǔn)的50%執(zhí)行，且鍋爐大氣污染排放

30、標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為：</p><p>　　煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：200㎎/</p><p>　　二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：900㎎/</p><p>　　則，設(shè)計(jì)中煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：100㎎/ 二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：450㎎/</p><p>　　2.2.2 效率的計(jì)算&

31、lt;/p><p>　　煙塵去除效率為：η=</p><p>　　脫硫效率：η= ×100% =94.22％</p><p>　　3袋式除塵器的選型與計(jì)算</p><p>　　3.1 袋式除塵器的選型</p><p>　　3.1.1 清灰方法的選擇與比較</p><p>　　袋式除塵器清灰

32、方法有手工清灰、機(jī)械清灰和脈沖噴吹清灰等幾種。</p><p>　　手工清灰方式適用于煙氣量比較小的除塵設(shè)備的青灰，并且清灰的周期不易確定，并確人為清灰存在一定的安全隱患，所以在這里我們不選用該清灰方式。</p><p>　　振動清灰方，利用機(jī)械裝置陣打或搖動懸吊濾袋的框架,使濾袋產(chǎn)生振動而清落灰塵,圓袋多在頂部施加振動,使之產(chǎn)生垂直的或水平的振動,或者垂直或水平的兩個方向同時振動,施加振

33、動的位置也有在濾袋中間的位置的.由于清灰時粉塵要揚(yáng)起,所以振動清灰時常采用分室工作制,即將整個除塵器分隔成若干個袋室,順次地逐室進(jìn)行清灰,可保持除塵器的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn).進(jìn)行清灰的袋室,利用閥門自動地將風(fēng)流切斷,不讓含塵空氣進(jìn)入.以頂部為主的振動清灰,每分鐘振動可達(dá)數(shù)百次,使粉塵脫落入灰斗中。振動清灰方式的機(jī)械構(gòu)造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，但清灰作用較弱，適用于紡織布濾袋。</p><p>　　脈沖噴吹清灰方式，即固定濾袋用的多

34、孔板（花板）設(shè)在箱體的上部，在每排濾袋的上方有一噴吹管，噴吹管上對著每一濾袋的中心開一壓氣噴射孔（嘴），噴吹管的另一端與脈沖閥、控制閥等組成的脈沖控制系統(tǒng)及壓縮空氣儲氣罐相連接，根據(jù)規(guī)定的時間或阻力值，按自動控制程序進(jìn)行脈沖噴吹清灰。濾袋多采用外濾式，內(nèi)側(cè)設(shè)支撐骨架，粉塵被捕集而沉降在濾袋的外側(cè)的表面。清灰時的一瞬間，當(dāng)高速噴射氣流通過濾袋頂端時，能誘導(dǎo)幾倍于噴射氣量的空氣，一起吹向?yàn)V袋內(nèi)部，形成空氣波，使濾袋由上向下產(chǎn)生急劇的膨脹和

35、沖擊振動，產(chǎn)生很強(qiáng)的清落粉塵的作用。脈沖周期可以調(diào)整，一般為1分鐘到幾分鐘。根據(jù)脈沖噴吹氣流與凈化氣流的流動方向，有順噴式、逆噴式和對噴式三種方式。順噴式為兩種氣流方向一致，凈化后清潔空氣由濾袋底部排出：對噴式實(shí)際是把濾袋分為兩部分，一半對噴，另一半順噴。在噴吹時，被清灰的濾袋不起捕塵作用，因噴吹時間很短，且濾袋是一排一排第一次進(jìn)行噴吹清灰，幾乎可以把捕塵作業(yè)看作是連續(xù)進(jìn)行的，因此可以采取分室結(jié)構(gòu)進(jìn)行離線清灰，也可以不分室進(jìn)行在線清灰。

36、脈沖清灰作用較強(qiáng)，清灰效果較好，可提高過濾風(fēng)速。其強(qiáng)度和頻率都是可以調(diào)節(jié)的，清灰作用于</p><p>　　所以在本方案設(shè)計(jì)中選用脈沖噴吹式帶式除塵器。</p><p>　　3.1.2 濾料的選取</p><p>　　由于鍋爐出口處煙氣溫度為160℃,要求填料有較高的耐高溫性能和耐氧化性能，綜合各方面因素和比較我們篩選出兩種濾料可以滿足本方案設(shè)計(jì)的要求，</p

37、><p>　　它們的詳細(xì)資料如下：</p><p>　　表3 濾袋性質(zhì) </p><p>　　通過參考各種相關(guān)資料和綜合分析，由于聚四氟乙烯價格較貴，雖然它和玻璃纖維一樣能滿足本方案要求，但為了節(jié)省資金我們最終選用玻璃纖維作為袋式除塵器的濾料。</p><p>　　3.1.3 濾袋形狀及進(jìn)氣方式的選擇</p><p&

38、gt;　　3.1.3.1 濾袋形狀的選擇</p><p>　　濾袋按形狀可以分為圓袋式除塵器和扁袋式除塵器兩種。</p><p>　　圓袋式除塵器：直徑一般為120~300mm，高度一般為2~3m。長徑比一般為10~25，最大可以達(dá)到40，濾袋長徑比和過濾風(fēng)俗有關(guān)，可以按下表選用</p><p>　　表4 過濾風(fēng)速選取表</p><p>　

39、　優(yōu)點(diǎn)：圓袋的支撐骨架及連接簡單，清灰容易，維護(hù)管理也比較方便，所以應(yīng)用非常廣泛。</p><p>　　扁袋式除塵器：濾袋為扁平型，厚度及履帶間隙為25~50mm，高度為0.6~1.2m,深度為300~500mm；最大優(yōu)點(diǎn)是：單位容積的過濾面積大，但是清灰、檢修、換袋很復(fù)雜，因此應(yīng)用范圍受限。</p><p>　　3.1.3.2 進(jìn)氣方式與過濾方式的選擇</p><p&

40、gt;　　進(jìn)氣方式有上進(jìn)氣和下進(jìn)氣兩種方式。采用上進(jìn)氣時，粉塵的沉降速度與氣流速度相重疊，能在濾袋上形成較均勻的粉塵層，過濾性能好，但配氣室設(shè)在上部，是除塵器高度增加，并有積灰現(xiàn)象。采用下近期方式時，粗塵?？芍苯映两涤诨叶分校档土藶V袋的負(fù)荷與磨損。但由于氣流方向與灰塵下落方向相反，清灰后的細(xì)塵會重新沉積與濾袋表面，降低了清灰效果。</p><p>　　過濾方式有外慮和內(nèi)慮兩種方式，如圖1所示。內(nèi)慮式是使含沉氣流

41、進(jìn)入濾袋內(nèi)部，粉塵被阻留于濾袋內(nèi)表面，凈化氣穿過濾袋逸至袋外，袋外干凈，便于換袋與檢修，且袋內(nèi)無骨架，減少了濾袋的磨損，但濾袋扭曲較大，僅適用于機(jī)械振打與逆氣流清灰方式；外慮氣流方向則相反，濾袋內(nèi)必設(shè)骨架，適于脈沖噴吹、高壓氣流噴吹清灰方式，但濾袋與骨架磨損較大。</p><p>　　由以上分析，本設(shè)計(jì)方案選用下進(jìn)氣上排氣外慮式進(jìn)氣方式和過濾方式！</p><p>　　3.1.4 清灰方式

42、的選擇</p><p>　　清灰方式有人工清灰、機(jī)械清灰；逆氣流、氣環(huán)清灰；脈沖噴吹；反吹風(fēng)與振動結(jié)合等幾種。一般反吹與振動為間歇式，即清灰時切斷氣流。氣流和脈沖為連續(xù)式，即清灰時不切斷氣流，但氣環(huán)反吹對濾袋磨損很快，氣環(huán)相與傳動構(gòu)件易發(fā)生故障，目前使用較少。</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案選用脈沖噴吹方式進(jìn)行清灰。</p><p>　　3.2 袋式除塵器的相關(guān)計(jì)算

43、</p><p>　　3.2.1 處理氣量的確定</p><p>　　從鍋爐流出的煙氣在進(jìn)入除塵器時，由于除塵器的密封不嚴(yán)等原因使進(jìn)入除塵器的煙氣流量變大，即除塵器本身存在漏風(fēng)率，除塵器的漏風(fēng)附加率一般為10%~15%，本方案中取漏風(fēng)率為13%，</p><p><b>　　工況下煙氣流量</b></p><p>　　Q

44、/=(m3/h)==5016(m3/h)</p><p><b>　　則煙氣的流量為</b></p><p><b>　　由前面計(jì)算可知： </b></p><p><b>　　所以： </b></p><p>　　3.2.2 過濾風(fēng)速的選取</p><p&

45、gt;　　風(fēng)速的大小與含塵氣體的性質(zhì)、織物的類別及粉塵的性質(zhì)有關(guān)。一般脈沖袋式除塵器的過濾風(fēng)速在2~4m/min，經(jīng)過參考相關(guān)袋式除塵器的設(shè)計(jì)實(shí)例，本設(shè)計(jì)采用的過濾風(fēng)速為3m/min</p><p>　　3.2.3 過濾面積的計(jì)算</p><p>　　總過濾面積的計(jì)算公式為：</p><p>　　S——總過濾面積，；</p><p>　　S1

46、——濾袋工作部分的過濾面積，</p><p>　　S2——濾袋清灰部分的過濾面積，</p><p>　　Q——通過除塵器的總氣體量，</p><p><b>　　——過濾速度，</b></p><p>　　濾袋清灰部分的過濾面積是指濾袋沒用來過濾的面積，一般占濾帶面積的5%~10%，本方案計(jì)算中取8%；</p>

47、;<p><b>　　所以：</b></p><p>　　3.2.4 單條濾袋的面積</p><p>　　Sd——單條圓形濾袋的公稱面積，m2</p><p><b>　　D——濾袋直徑，m</b></p><p><b>　　L——濾袋長度，m</b></

48、p><p>　　由前面描述可知：濾袋120mm~300mm，在此選D=150mm</p><p>　　濾袋長度（即高度）L一般為2~3m,在此選L=2.5m</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　3.2.5 濾袋的數(shù)量</p><p>　　由前面計(jì)算出的總過濾面積和單條濾袋的

49、面積既可以求出履帶條數(shù)</p><p>　　3.3 根據(jù)計(jì)算選擇袋式除塵器</p><p>　　由前面的計(jì)算，參閱《除塵設(shè)計(jì)工程手冊》，本方案設(shè)計(jì)中我們選用了LSB48-I、I/A型脈沖袋式除塵器，其基本參數(shù)如下： </p><p>　　表5 LSB48-I、1/A型脈沖袋式除塵器技術(shù)性能</p><p>　　表6 LSB48-I、1

50、/A型脈沖袋式除塵器的外型尺寸（mm）</p><p><b>　　4 填料塔的計(jì)算</b></p><p>　　由前面的計(jì)算的體積分?jǐn)?shù)為0.0023，可知用純水吸收氨的方式在此不再適用，所以需用化學(xué)吸收的方法來處理廢氣中的，常用的化學(xué)吸收方法有雙堿法、石灰石吸收法、氫氧化鎂洗手法等</p><p>　　在綜合考慮各種因素的前提下，本方案選用雙

51、堿法處理廢氣中的</p><p>　　又本方案進(jìn)入填料塔時溫度范圍為60℃～80℃，計(jì)算時全部按70℃時溶液的相應(yīng)參數(shù)來算</p><p>　　對低濃度吸收過程，選用5%的NaOH作為吸收劑?；旌蠚怏w的黏度可近似取為煙氣空氣的黏度。</p><p>　　綜合考慮實(shí)驗(yàn)條件的要求，本方案采用金屬鮑爾環(huán)（亂堆）做填料，其基本性能參數(shù)如下：</p><p

52、><b>　　表7 填料性質(zhì)</b></p><p><b>　　4.1 基本參數(shù)</b></p><p>　　煙氣和5%的NaOH溶液在70℃的物性常數(shù)如下：</p><p><b>　　煙氣：</b></p><p><b>　　NaOH溶液：</b&

53、gt;</p><p>　　在堿液中的擴(kuò)散系數(shù)為:</p><p>　　煙氣的流量為,本方案要求煙氣中的去除效率為93%,計(jì)算時按去除效率為95%算</p><p>　　混合氣體的黏度近似取70℃時的空氣密度</p><p>　　查手冊空氣中的擴(kuò)散系數(shù)</p><p>　　由手冊查得，常溫下70℃時：</p>

54、;<p>　　70下在堿液中的亨利系數(shù)E=Kpa </p><p><b>　　相平衡常數(shù)</b></p><p><b>　　4.2物料衡算</b></p><p>　　衡算式：V（Y1-Y2）=L（X1-X2）</p><p>　　y1==0.00272 &l

55、t;/p><p>　　y2=y1(1-95%)=0.00272× (1-95%)=0.000136</p><p>　　對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為 X2=0</p><p>　　惰性氣體流量V=×（1-0.00272）=147.135kmol/h</p><p>　　Y1=y1/(1-y1)=0.00272/(1

56、-0.00272)=0.00273 Y2=y2/(1-y2)=0.000136/(1-0.000136)=0.000136</p><p>　　查得總壓101.3K P a,溫度293K條件下SO2在水中</p><p>　　亨利系數(shù)E=3.55×103KPa</p><p><b>　　相平衡常數(shù) </b&

57、gt;</p><p>　　溶解度系數(shù)H=0.0156kmol/m3·KPa</p><p><b>　　最小液氣比：</b></p><p><b>　　===33.29</b></p><p>　　取操作液氣比=49.94</p><p>　　由V（Y1-Y2）

58、=L（X1-X2）知</p><p>　　X1=X2+(Y1-Y2)=0+=0.000055</p><p>　　進(jìn)塔惰性氣體的氣體流量為：</p><p>　　4.3 填料塔工藝尺寸的計(jì)算</p><p>　　4.3.1 塔徑的計(jì)算</p><p><b>　　lg</b></p>

59、<p>　　由前面填料的選取可知A=0.1,K=1.75</p><p>　　氣相質(zhì)量流量：UV =5568×1.076=5991.17kg/h</p><p>　　液相質(zhì)量流量：UL =L×MV=9996.38×18=179934.84kg/h</p><p><b>　　lg</b></p&g

60、t;<p><b>　　得：</b></p><p>　　空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%~85%</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　由</b></p><p>　　塔徑圓整：得D=0.7m</p><p>&l

61、t;b>　　泛點(diǎn)率校核</b></p><p>　　所以： （0.50-0.80） 在允許范圍內(nèi)</p><p>　　填料規(guī)格校核 符合要求</p><p><b>　　液體噴淋密度校核</b></p><p>　　因?yàn)樘盍系闹睆綖?8mm<75mm 所以取最小潤濕速率為</p&

62、gt;<p>　　根據(jù)填料參數(shù)知填料比表面積 ；</p><p>　　實(shí)際噴淋密度為 符合要求</p><p>　　經(jīng)以上校核可知：填料塔直徑D=700mm合理。</p><p>　　4.3.2 填料層高度的計(jì)算</p><p>　　4.3.2.1 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算</p><p><

63、;b>　　脫吸因數(shù)為</b></p><p>　　氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為：</p><p>　　4.3.2.2 氣相總傳質(zhì)單元高度的計(jì)算</p><p>　　氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田關(guān)聯(lián)式計(jì)算：</p><p><b>　　查表得：</b></p><p><b>

64、　　液體質(zhì)量通量為：</b></p><p>　　氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：</p><p><b>　　氣體質(zhì)量通量為：</b></p><p>　　液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：</p><p>　　查資料知 且鮑爾環(huán)的形狀系數(shù)為</p><p>　　因?yàn)?所以：kGa 及

65、kGa 需校核 ，校核公式如下：</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　則： </b></p><p>　　4.3.2.3 填料層的高度計(jì)算</p><p>　　取安全系數(shù) Z=1.5 則填料層高度為 </p><p>　　取實(shí)際填料層高度

66、為 Z=4m</p><p>　　對于鮑爾環(huán)填料層高與塔徑之比 ，且hmax6</p><p>　　若取,則 每層填料高度為 h=5×0.7=3.5m<4m 且填料層高4m<hmax</p><p>　　所以填料塔不需要分層。</p><p>　　4.4 填料層壓降的計(jì)算</p><p>　　采

67、用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降 </p><p>　　圖1 填料泛點(diǎn)氣速通用關(guān)聯(lián)圖 </p><p>　　煙氣、吸收劑的質(zhì)量流速計(jì)算：</p><p>　　=5518×=5518×1.076=5937.368Kg/h</p><p>　　=L×18=11431.27×18=205762.86Kg/h&

68、lt;/p><p><b>　　ρL=1050</b></p><p><b>　　關(guān)聯(lián)圖橫坐標(biāo)：</b></p><p><b>　　縱坐標(biāo)為：</b></p><p>　　由橫縱坐標(biāo)查得壓降在15--20 mmHg 之間，用內(nèi)插法求得壓降為17 mmHg </p>

69、<p><b>　　即 </b></p><p><b>　　填料層壓降為</b></p><p>　　4.5 附屬裝置的選擇</p><p>　　4.5.1 液體分布器選取</p><p>　　為了有效地分布液體，需在塔頂安裝噴淋裝置，安裝高度一般高于填料層150～300mm以上,

70、以提供足夠的自由空間,使上升氣流不受約束的穿過液體在分布器。液體在分布器的一般要求是：液體分布均勻，自由截面大，操作彈性好（即使用的流量范圍廣），不宜堵塞，拆裝方便等。</p><p>　　液體再分布裝置可以分為管式噴淋器、盤式噴淋器、蓮蓬頭式噴淋器和沖擊式噴淋器等幾種。</p><p>　　盤式噴淋器和蓮蓬頭式噴淋器雖然結(jié)構(gòu)簡單，液體通過時阻力較小分布較均勻，但其分布盤適用填料塔的公稱直

71、徑都不能大于1000mm所以在此我們不選用此兩種噴淋器。</p><p>　　沖擊式噴淋器的最大優(yōu)點(diǎn)是噴灑半徑大（最大可達(dá)3m),液體流量大,約為50～200m3／ｈ，結(jié)構(gòu)簡單.不會堵塞.但缺點(diǎn)是改變液體流量或壓頭時會影響噴灑半徑,因此鑒于煙氣流量隨鍋爐中燃料的添加不同而不同(即操作條件不穩(wěn)定),在這里我們也不選用它。</p><p>　　管式噴淋裝置由其結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝方便，并且環(huán)式

72、噴淋塔可用于直徑在1200mm以下的塔.由于環(huán)式噴灑塔呈環(huán)狀,液流比直觀式的各種噴灑器要均勻,所以在本方案設(shè)計(jì)中選用環(huán)式噴灑器。</p><p>　　4.5.2 除霧器的選擇</p><p>　　除霧器主要是由絲網(wǎng)、絲網(wǎng)格柵組成絲網(wǎng)塊和固定絲網(wǎng)塊的支承裝置構(gòu)成，絲網(wǎng)為各種材質(zhì)的氣液過濾網(wǎng)，氣液過濾網(wǎng)是由金屬絲或非金屬絲組成。</p><p>　　除霧器用于分離塔中

73、氣體夾帶的液滴，以保證有傳質(zhì)效率，降低有價值的物料損失和改善塔后壓縮機(jī)的操作，一般多在塔頂設(shè)置除霧器?？捎行コ?--5um的霧滴，塔盤間若設(shè)置除沫器，不僅可保證塔盤的傳質(zhì)效率，還可以減小板間距。所以除霧器主要用于氣液分離。亦可為空氣過濾器用于氣體分離。此外，絲網(wǎng)還可作為儀表工業(yè)中各類儀表的緩沖器，以防止電波干擾的電子屏蔽器等。 　</p><p>　　濕法脫硫，吸收塔在運(yùn)行過程中，易產(chǎn)生粒徑為10--60微米的

74、“霧”，“霧” 不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO2等。如不妥善解決，任何進(jìn)入煙囪的“霧”，都會對煙囪造成損壞。所以在填料塔上方安置除霧器。</p><p>　　選用絲網(wǎng)除霧器，采用頂層安裝方式。</p><p>　　4.5.3 液體再分布器的選取 </p><p>　　由于填料層高超出了所選填料鮑爾環(huán)的單層填料高度，所以將其分為兩層，這樣中間就要放置液體再

75、分布器，以保證液體在填料塔內(nèi)分布均勻。選用錐形再分布器，其結(jié)構(gòu)簡單而且能達(dá)到使液體均勻分布的目的。</p><p><b>　　5 管徑的確定</b></p><p><b>　　d= (m)</b></p><p>　　式中： Q ——工況下管道下的煙氣流量m3/s</p><p>　　v

76、——煙氣流速m/s(對于鍋爐煙塵v=10~15m/s</p><p>　　取v=12m/s， 則d==0.403m</p><p><b>　　圓整并選取風(fēng)道</b></p><p>　　表9 鋼制板風(fēng)管</p><p>　　內(nèi)徑 d1=410—2×1.5=407mm</p><p&g

77、t;　　由公式d=計(jì)算出實(shí)際煙氣流速v===11.88m/s</p><p>　　所以經(jīng)校核后所選410mm內(nèi)徑的管道可用,所以管道的直徑是410mm</p><p><b>　　6 系統(tǒng)阻力的計(jì)算</b></p><p>　　6.1 摩擦壓力損失</p><p>　　根據(jù)流體力學(xué)原理，氣體在管道內(nèi)均勻流動時，圓形管道單

78、位長度的摩擦壓力損失按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（Pa）</b></p><p>　　式中： L——管道長度，m；</p><p>　　d——管道直徑，m；</p><p>　　v——管道內(nèi)氣流的平均流速，m／s；</p><p>　　ρ——煙氣的密度，kg／m3；</p&

79、gt;<p>　　λ——摩擦阻力系數(shù)；</p><p>　　由題目要求可知,管道總長為50m,管道材料選用新的無縫鋼管,其,所以直觀阻力損失計(jì)算過程如下:</p><p>　　由于系統(tǒng)摩擦阻力系數(shù)不知道,要求λ,須先求出雷諾數(shù)</p><p>　　6.2 雷諾數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　d——管道直徑，m&l

80、t;/b></p><p>　　U——煙氣流速，m/s</p><p>　　ρ——液體的密度；kg／m3</p><p><b>　　---液體的粘度</b></p><p>　　又管徑為410mm,在此取其為0.15mm</p><p><b>　　所以:</b>&l

81、t;/p><p><b>　　查以下莫狄圖</b></p><p><b>　　圖2 莫狄圖</b></p><p>　　由莫狄圖可得液體的摩擦阻力系數(shù)為</p><p>　　6.3 摩擦壓力損失的計(jì)算</p><p>　　所以直管的阻力損失為281.43Pa</p>

82、;<p>　　6.4 彎頭的阻力損失</p><p><b>　　=(Pa)</b></p><p>　　式中 ——異性管件的局部阻力系數(shù)可在有關(guān)手冊中查到或通過實(shí)驗(yàn)獲得。</p><p>　　V----液體在管道內(nèi)的平均流速；m/s</p><p>　　由題目要求知道，管道上共有10個彎頭</

83、p><p>　　所以：彎頭上總的阻力損失為</p><p>　　6.5 管道上漸擴(kuò)管的阻力損失</p><p>　　漸擴(kuò)管共有兩個:分別設(shè)在袋式除塵器進(jìn)口和出口處</p><p>　　其阻力計(jì)算方法和彎頭的計(jì)算方法一樣;</p><p><b>　　所以:漸擴(kuò)管</b></p><

84、p><b>　　,查表可得:</b></p><p><b>　　1、摩擦阻力損失</b></p><p>　　L—管道長度，m d—管道直徑，m </p><p>　　ρ—煙氣密度，Kg/ m3 v—管中煙氣流

85、速，m/s </p><p>　　λ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù) 和管道相對粗糙度 的函數(shù)，可以查手冊得到。（實(shí)際中金屬管取0.02，磚砌或混凝土管道取0.04。）</p><p>　　對于Ф400圓，L=50m </p><p>&l

86、t;b>　　ρ=</b></p><p>　　ΔPL==147.3Pa</p><p><b>　　2、局部壓力損失</b></p><p><b>　　==8.436Pa</b></p><p>　　ε—異形管件的局部阻力系數(shù)，可以在有關(guān)手冊中查到或通過實(shí)驗(yàn)求得。</p&g

87、t;<p>　　v—與ε相對應(yīng)的斷面平均氣流速度，m/s</p><p>　　ρ—煙氣密度，Kg/ m3</p><p>　　L1=0.05xtan67.5o=0.12m</p><p>　　a、除塵器進(jìn)氣管的阻力損失計(jì)算</p><p>　　如圖所示，進(jìn)氣管管道計(jì)算如下：</p><p>　　漸縮管的計(jì)

88、算 </p><p>　　α≤45o 時ε=0.1 </p><p>　　取α=45o v=12.05m/s</p><p><b>　　=5.887 Pa</b></p><p>　　設(shè)兩個均為90o彎頭</p><p>　　D=400 m m 取R=1.5D

89、 則ε=0.175</p><p><b>　　= 20.92Pa</b></p><p><b>　　漸擴(kuò)管的計(jì)算</b></p><p><b>　　=0.50</b></p><p>　　查《化工原理》附表 則ε=0.25</p><p>&

90、lt;b>　　=32.87 Pa</b></p><p>　　L3==0.12 m</p><p>　　b、除塵器出氣管的阻力損失的計(jì)算</p><p>　　如圖所示，出氣管管道計(jì)算如下：</p><p><b>　　漸擴(kuò)管的計(jì)算 </b></p><p>　　α≤45o

91、 時ε=0.1 </p><p>　　取α=30o v=12.05m/s</p><p><b>　　=5.887 Pa</b></p><p>　　L4==0.12 m</p><p><b>　　兩個90o彎頭</b></p><p>　　D=400 m

92、 m，　　取Ｒ＝１.５Ｄ　　　則ε=0.175　</p><p><b>　　=20.92 Pa</b></p><p>　　C、對于T型三通 </p><p><b>　　ε=0.55</b></p><p><b>　　=32.87 Pa</b></p>&

93、lt;p>　　則系統(tǒng)總阻力[其中鍋爐出口前阻力550Pa，除塵器阻力1300Pa（一般為1200~1500Pa）]</p><p>　　∑h=147.3+8.436+20.92+18+8.436+20.92+8.436+550+1300+32.87</p><p>　　=2115.318 Pa6</p><p>　　6.6 系統(tǒng)總阻力的計(jì)算</p>

94、<p><b>　　由前面計(jì)算可知：</b></p><p>　　脈沖式袋式除塵器的阻力損失范圍為:0.6---1.2KPa；在這里取其大小為0.8KPa</p><p>　　填料塔總的阻力損失為666.4Pa</p><p>　　所以:系統(tǒng)總的阻力損失為:</p><p>　　7 風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇與計(jì)算

95、</p><p>　　7.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算</p><p><b>　?。?h）</b></p><p>　　式中： 1.1——風(fēng)量備用系數(shù)；</p><p>　　Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表態(tài)下風(fēng)量，/h；</p><p>　　tP——風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，oC，若管道不長，可以近似

96、取鍋爐排煙溫度；</p><p>　　B——當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a。</p><p><b>　　由前面計(jì)算知道;;</b></p><p>　　B=101.325KPa</p><p><b>　　7.2風(fēng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　有風(fēng)機(jī)的流量和系統(tǒng)總的壓力損失;通過

97、參看相關(guān)大氣污染控制手冊；本方案選擇了離心式通風(fēng)機(jī)，其型號是：4-47-4.5；其結(jié)構(gòu)性能如表10：</p><p><b>　　表10 風(fēng)機(jī)性能</b></p><p>　　由于全過程中壓力損失為6775.62Pa,風(fēng)量大小及壓力損失都不能滿足計(jì)算出的4203.04m3/h的要求,所以共選該型號風(fēng)機(jī)為3臺。</p><p><b>

98、　　8 煙囪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　8.1 煙囪直徑的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)鍋爐的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定表確定煙囪高度</p><p><b>　　鍋爐煙囪高度</b></p><p>　　由于給定鍋爐型號DZL2—13蒸發(fā)量為2t/h，故選定煙囪高度為

99、30m</p><p><b>　　煙囪抬升高度：</b></p><p>　　Qh=CpVo(Ts-Ta)</p><p>　　=1.38×0.918×(160-20)</p><p><b>　　=177.36KW</b></p><p>　　Qh—煙

100、囪的熱排放率</p><p>　　Cp—標(biāo)況下的煙氣平均比定壓熱容，取Cp=1.38kg/m3K</p><p>　　Vo—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量 m3/s</p><p><b>　　Ts—煙氣出口溫度</b></p><p>　　Ta—當(dāng)?shù)刈罱?年平均氣溫值 K=273+20=293K</p><

101、p>　　由于177.36KW<2100KW，則</p><p>　　Vs—煙率出口速度 m/s</p><p>　　D—煙囪出口內(nèi)徑 m</p><p>　　Qh—煙囪的熱排放率</p><p>　　u—煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速 m/s，取2.5m/s</p><p>　　煙囪總高度H為：H=Hs+Δh=33

102、.27m</p><p>　　煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算</p><p><b>　?。╩）</b></p><p>　　式中: Q——通過煙囪的總煙氣流量，/h；</p><p>　　——按表3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。</p><p>　　表11 煙囪出口煙氣流速/（m/s）&l

103、t;/p><p>　　8.2 煙囪底部直徑</p><p><b>　　（m）</b></p><p>　　式中 ——煙囪出口直徑，m；</p><p>　　H——煙囪高度，m；</p><p>　　——煙囪錐度，通常取=0.02-03。</p><p><b>

104、;　　8.3 煙囪的抽力</b></p><p><b>　?。≒a）</b></p><p>　　式中： H——煙囪高度，m；</p><p>　　——外界空氣溫度，oC；</p><p>　　——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，oC；</p><p>　　B——當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a。</

105、p><p><b>　　煙囪的阻力損失計(jì)算</b></p><p>　　采用磚砌煙囪,阻力可按下式計(jì)算</p><p>　　-摩擦阻力系數(shù),0.04</p><p><b>　　-管道長度,m</b></p><p>　　-管道直徑,0.9m</p><p&g

106、t;　　-煙氣密度Kg/m3</p><p><b>　　-管內(nèi)煙氣平均流速</b></p><p><b>　　則最大地面濃度</b></p><p>　　可見地面最大濃度小于國家規(guī)定,煙囪高度設(shè)計(jì)合理</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&l

107、t;p>　　1 王懷宇 主編 大氣污染控制技術(shù) 中國勞動社會保障出版社 2009</p><p>　　2 張殿印 王純 主編 除塵工程設(shè)計(jì)手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 2003</p><p>　　3 馬廣大 主編 大氣污染控制技術(shù) 中國環(huán)境科學(xué)出版社 2003</p><p>　　4 魏先勛 主編 環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊 湖南科學(xué)出版社

108、 2002</p><p>　　5 李明俊 孫鴻燕 主編 環(huán)保機(jī)械與設(shè)備 中國環(huán)境科學(xué)出版社 2005</p><p>　　6 張殿印 張學(xué)義 主編 除塵技術(shù)手冊 冶金工業(yè)出版社 2002</p><p>　　7 賈紹義 柴誠敬 主編 化工原理課程設(shè)計(jì) 天津大學(xué)出版社 2003</p><p>　　8 郝吉明，馬

109、廣大編著， 大氣污染控制工程..北京：高等教育出版社，20029 姚玉英主編. 化工原理（上、下冊）.天津：天津大學(xué)出版社，2000. 10 郝吉明，陸永琪，王書肖編著. 燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200111 大氣污染源控制手冊編寫組. 電力工業(yè)大氣污染源控制手冊. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，199912 劉天齊主編. 三廢處理工程技術(shù)手冊：廢氣卷. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998</p>