畢業(yè)設計--某燃煤鍋爐房煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、引言1</b></p><p>　　1.1 煙氣除塵脫硫的意義1</p><p>　　1.2 設計目的1</p><p>　　1.3 設計任務及內容1</p><p>　　1.4 設計資料

2、2</p><p>　　二、工藝方案的確定及說明3</p><p>　　2.1 工藝流程圖3</p><p>　　2.2 基礎資料的物料衡算3</p><p>　　2.3 工藝方案的初步選擇與確定5</p><p>　　2.4 整體工藝方案說明5</p><p>　　三、主要處理單元的

3、設計計算6</p><p>　　3.1 除塵器的選擇和設計6</p><p>　　3.1.1 除塵器的選擇6</p><p>　　3.1.2 袋式除塵器濾料的選擇7</p><p>　　3.1.3 選擇清灰方式9</p><p>　　3.1.4 袋式除塵器型號的選擇10</p><p&

4、gt;　　3.2 脫硫設備設計11</p><p>　　3.2.1常見的煙氣脫硫工藝11</p><p>　　3.2.2 比對脫硫技術12</p><p>　　3.2.3 脫硫技術的選擇14</p><p>　　3.3 濕法脫硫簡介和設計14</p><p>　　3.3.1 基本脫硫原理14</p&g

5、t;<p>　　3.3.2 脫硫工藝流程15</p><p>　　3.3.3 脫硫影響因素15</p><p>　　3.4 脫硫中噴淋塔的計算16</p><p>　　3.4.1 塔內流量計算16</p><p>　　3.4.2 噴淋塔徑計算16</p><p>　　3.4.3 噴淋塔高計算1

6、7</p><p>　　3.4.4 氧化鈣的用量18</p><p>　　3.5 煙囪設計 19</p><p>　　3.5.1 煙囪高度計算19</p><p>　　3.5.2 煙囪直徑計算19</p><p>　　3.5.3 煙囪內溫度降20</p><p>　　3.5.4 煙囪抽

7、力計算20</p><p>　　四、官網(wǎng)的設置21</p><p>　　4.1 管道布置原則21</p><p>　　4.2 管道管徑計算21</p><p>　　4.3 系統(tǒng)阻力計算22</p><p>　　五、風機和電動機的計算23</p><p>　　5.1 風機風量計算23

8、</p><p>　　5.2風機風壓計算23</p><p>　　5.3 電機功率計算25</p><p><b>　　六、總結26</b></p><p>　　七、主要參考文獻27</p><p><b>　　引言</b></p><p>　

9、　1.1煙氣除塵脫硫的意義</p><p>　　目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說主要是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。我國隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，因燃煤排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質急劇增多。由于我國部分地區(qū)燃用高硫煤，燃煤設備未能采取脫硫措施，致使二氧化硫排放量不斷增加，造成嚴重的環(huán)境污染甚至已

10、經(jīng)直接影響到人們的身體健康。因而已經(jīng)到了我們不得不面對的時候，這里我們將用科學的態(tài)度去面對去防治。</p><p>　　該燃煤鍋爐煙氣的污染物主要是顆粒污染物和二氧化硫，且排放量比較大，所以必須通過有效的措施來進行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。通過設計合適的除塵脫硫系統(tǒng)對煙氣進行處理，從而盡量使排放的煙氣污染物濃度達標，而不至于污染環(huán)境和危害人體健康。</p><p><b

11、>　　1.2設計目的</b></p><p>　　通過本課程設計的綜合訓練，使環(huán)境工程專業(yè)學生掌握《大氣污染控制工程》課程所要求的基本設計方法，具備初步的大氣污染控制工程方案及設備的獨立設計能力，鍛煉學生查閱和收集專業(yè)資料和設計手冊的技能，培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識獨立分析和解決大氣污染控制工程實際問題的實踐能力。</p><p>　　1.3 設計任務及內容</

12、p><p><b>　　設計題目</b></p><p>　　某燃煤鍋爐房煙氣除塵脫硫系統(tǒng)設計</p><p><b>　　設計任務及要求 </b></p><p>　　基本物料衡算：計算燃煤鍋爐排煙量、煙塵濃度、二氧化硫濃度及凈化效率的計算；</p><p>　　凈化系統(tǒng)工藝方

13、案的確定；</p><p>　　主要設備尺寸的計算；</p><p>　　官網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道的布置，并計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內徑及系統(tǒng)總阻力。</p><p>　　風機及電機的選擇設計：根據(jù)凈化系統(tǒng)處理的煙氣量、煙氣溫度及系統(tǒng)總阻力等的計算，選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。</p><p>　

14、　編寫設計說明書，用CAD完成設計圖紙2份（A3），需做一份系統(tǒng)立面圖和一份主要設備尺寸圖。</p><p><b>　　1.4 設計資料</b></p><p><b>　　第3組資料：</b></p><p>　　1、鍋爐耗煤及排煙情況</p><p>　　鍋爐型號：SZL10-1.6型（共3

15、臺）</p><p>　　燃煤量：1540 kg/h（臺）</p><p>　　蒸發(fā)量：10 t/h（臺）</p><p>　　煙氣出口處離地面2.5m</p><p>　　排煙溫度：150 ℃</p><p>　　煙氣密度（標態(tài)）：1.3 kg/m3</p><p>　　空氣過剩系數(shù)：1.36

16、</p><p>　　飛灰占煤中不燃分分比例：18%</p><p><b>　　2、煤質分析</b></p><p>　　CY=68%，HY=4%，OY=5%，NY=1%，</p><p>　　SY=1%，AY=15%，WY=6%</p><p><b>　　3、粉塵粒徑分布</

17、b></p><p>　　表1-1 第三組粒徑分布</p><p>　　表1-2 粉塵比電阻</p><p><b>　　4、氣象資料</b></p><p>　　當?shù)貧庀筚Y料顯示：該地區(qū)年平均氣壓98 kPa；空氣中含水（標態(tài)）：0.016 kg/m3；年平均氣溫18.6 ℃；極端最高氣溫39.9 ℃；極端最低氣

18、溫-1.9 ℃。</p><p>　　二、工藝方案的確定及說明</p><p><b>　　2.1 工藝流程圖</b></p><p>　　圖2-1 煙氣處理工藝流程圖</p><p>　　2.2 基礎資料的物料衡算</p><p><b>　　1. 理論空氣量</b>&l

19、t;/p><p><b>　　（2-1）</b></p><p><b>　　=6.9684</b></p><p>　　2. 理論煙氣量（設空氣含濕量0.016 kg/m3）</p><p><b>　?。╩3N/kg）</b></p><p>　　=7.

20、4234（m3N/kg） （2-2）</p><p>　　式中：—理論空氣量（m3N/kg）</p><p><b>　　3. 實際煙氣量</b></p><p>　?。╩3N/kg） （2-3）

21、</p><p>　　= 10.1138（m3N/kg）</p><p>　　式中： —1.38。</p><p>　　—理論煙氣量（m3N/kg）</p><p>　　—理論空氣量（m3N/kg）</p><p><b>　　4. 煙氣流量</b></p><p>　　設

22、計耗煤量 （2-4）</p><p>　　29164.335（m3N/h）</p><p>　　8.1012（m3N/s）</p><p>　　式中：—m3N/h計</p><p>　　—實際煙氣量（m3N/kg）</p><p>　　設計耗煤

23、量—950 3kg/h</p><p>　　5. 工況下總煙氣量</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　式中： ——標準狀況下的煙氣流量，；</p><p>　　——工況下煙氣溫度，K；</p><p>　　——標準狀態(tài)下的溫度，273K。</p>&l

24、t;p><b>　　6 煙氣含塵濃度：</b></p><p>　　（2-6） </p><p><b>　　式中：—18%；</b></p><p><b>　　—15.18%；</b></p><p>　　—29164

25、.335（mg/m3N）。</p><p>　　7. 煙氣中二氧化硫濃度的計算：</p><p>　　3.9480103（mg/m3N） （2-7） </p><p>　　式中： — 2.02%。</p><p>　　—燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量（m3N/kg）</p>

26、<p>　　8. 除塵效率計算: </p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　式中：C—煙氣含塵濃度，mg/m3N；</p><p>　　Cs—鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值，200mg/m3N。</p><p><b>　　9. 脫硫效率計算

27、</b></p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　式中：C´SO2——標準狀態(tài)下鍋爐二氧化硫排放標準中規(guī)定值，900。</p><p>　　SO2——標準狀態(tài)下二氧化硫濃度，3.9480103；</p><p>　　表2-1 計算所得數(shù)據(jù)表</p><

28、p>　　2.3 工藝方案的初步選擇與確定</p><p>　　根據(jù)所查資料，初步選定袋式除塵器作為除塵裝置，選定石灰石/石灰-石膏法進行煙氣的脫硫。如圖1.所示，對于鍋爐排出的煙氣，首先結果袋式除塵器組進行粉塵的捕集，接著進行脫硫，通過引風機作用，使達標煙氣通過煙囪排放入大氣中。</p><p>　　2.4整體工藝方案說明</p><p>　　圖2-1 工藝

29、方案簡圖</p><p>　　圖2-2 煙氣處理系統(tǒng)流</p><p>　　本組資料中，燃煤鍋爐為三臺。設置除塵器A1、A2、A3、A4為第一除塵器組，B1B2B3B4為第二除塵器組，鍋爐煙氣通過管道以及引風機作用下，進入第一除塵器組，此時第二除塵器組處于待命狀態(tài)；當?shù)谝唤M需要除塵時，關閉一組進行機械振動清灰，開啟二組進行煙塵捕集。通過這樣的捕集與清灰方式，可以使整個除塵系統(tǒng)保持連續(xù)運作

30、，并且每組除塵器組的過濾面積都為440m2，完全滿足鍋爐的煙氣所需的過濾面積386m2，且每組除塵器組都具有冗余作用。粉塵捕集后的氣體進入脫硫塔，以濕式石灰石/石灰－石膏法進行脫硫處理。處理后的達標煙氣通過風機的作用從煙囪排放入大氣中。</p><p>　　三、主要處理單元的設計計算</p><p>　　3.1 除塵器的選擇和設計</p><p>　　3.1.1除塵

31、器的選擇</p><p>　　表3-1 該鍋爐粉塵粒徑分布</p><p>　　表3-2 除塵設備的分類及基本性能</p><p>　　表3-3 效率較高的除塵器對不同粒徑粉塵的除塵效率</p><p>　　首先根據(jù)除塵效率(92.51%)以及粒徑范圍（1~25μm），滿足要求的的除塵器有：文丘里洗滌器、電除塵器以及袋式除塵器。對于文丘

32、里洗滌器，由于工況下煙氣流量為，氣流量較大，阻力大，易形成堵塞，且產(chǎn)生酸性廢氣，不考慮使用。</p><p>　　電除塵器的優(yōu)缺、點:</p><p>　　除塵效率符合該鍋爐，且使用壽命長，運行費低于袋式除塵器。</p><p>　　電除塵的電場風速基本控制在≤0.8m/s~≤1.2m/s之間，過低設備體積相應增大，過高排放濃度不達標。</p><

33、;p>　　由于工況下煙氣流量達到29164.335（m3N/h）,阻礙了電除塵的設計與使用。</p><p>　　并且電除塵器初投入成本也較高，雖然壽命長，但出現(xiàn)破損和故障，并不便于設備維護，</p><p>　　袋式除塵器優(yōu)、缺點：</p><p>　　除塵效率高，可捕集粒徑大于0.3微米的細小粉塵，除塵效率可達99%以上。</p><p

34、>　　使用靈活，處理風量可由每小時數(shù)百立方米到每小時數(shù)十萬立方米，可以直接設于室內，作為機床附近的小型機組，也可作成大型的除塵室，即“袋房”。</p><p>　　結構比較簡單，運行比較穩(wěn)定，初投資較電除塵器少,維護方便</p><p>　　布袋除塵器相比于電除塵器在運行阻力上的優(yōu)勢，但設備造價較高。</p><p>　　綜上，選取袋式除塵器作為該燃煤鍋爐的粉

35、塵處理器。</p><p>　　3.1.2 袋式除塵器濾料的選擇</p><p>　　濾料是組成袋式除塵器的核心部分，其性能對袋式除塵器操作有很大影響。選擇濾料是必須考慮含塵氣體的特征，如顆粒和氣體性質（溫度、濕度、粒度和含塵濃度等）。性能良好的濾料應容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命長，同時具備耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度高等優(yōu)點。</p><p>　　

36、當?shù)貧庀筚Y料：該地區(qū)年平均氣壓98 kPa；空氣中含水（標態(tài)）：0.015 kg/m3；年平均氣溫18.6 ℃；極端最高氣溫39.9 ℃；極端最低氣溫-1.9 ℃。</p><p>　　據(jù)以上表格以及氣象資料，聚四氟乙烯纖維材料的耐磨性能、耐酸、堿性能以及使用溫度，符合該燃煤鍋爐的使用條件，所以選用聚四氟乙烯纖維材料作為布袋濾料。</p><p>　　3.1.3選擇清灰方式</p&g

37、t;<p>　　清灰是袋式除塵器能否長期持續(xù)工作的決定因素，它的基本要求是從濾袋上迅速而均勻地剝落沉積的粉塵，同時又能保持一定的一次粉塵層，不損失濾袋。</p><p>　　表3-5 袋式除塵器的使用比對表</p><p>　　濾料特性除與纖維本身的性質有關外，還與濾料表面結構有很大關系。表面光滑的濾料容塵量小、清灰方便，適用于含塵濃度低，黏性大的粉塵，采用的過濾速度不宜過

38、高。表面起毛的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內部，可以采用較高的過濾速度，但必須及時清灰。</p><p>　　對于袋式除塵器對袋式除塵器效果影響較大的清灰方式：</p><p>　　機械振動：一般采用電動自動進行。對其布袋可以使之垂直方向振動，也可以在水平方向振動。振動的部位可以在上部、下部、中部，選取在哪個部位取決于除塵器的結構。機械振動結構非常簡單，只裝上附著式振動器便可，是最經(jīng)濟的一

39、種清灰方式。</p><p>　　脈沖噴吹：使用范圍有限，只能應用于外濾式除塵器。</p><p>　　逆向氣流反吹或反洗清灰：</p><p>　　參照資料，綜合考慮了含塵氣體的溫度、濕度、酸堿性，粉塵粒徑，黏性、彈落灰塵的難易程度以及經(jīng)濟性。采用的清灰方式為：機械振動。這種清灰方式的除塵器結構簡單，清灰效果好，經(jīng)濟投入小。</p><p>

40、;　　3.1.4 袋式除塵器型號的選擇</p><p>　　表3-6 DS/A型袋式除塵器參數(shù)</p><p>　　工藝中袋式除塵器中濾料面積的計算</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　—欲處理的煙氣量(工況下總煙氣量)，</p><p>　　—機械振動清灰：，選

41、取. 通過計算，除塵器的過濾面積必須等于對于386m2 。根據(jù)表3-6，選取八臺DS/A-11×10型號的袋式除塵器，其中四臺串聯(lián)作為第一除塵器組（A1A2A3A4），總除塵面積可達440m2 ；與第二除塵器組（B1B2B3B4）并聯(lián)成另外一組，可用于除塵和清灰交替使用，且兩組都有足夠的過濾面積起冗余作用。</p><p>　　表3-7 DS/A-11×10型袋式除塵器</p&

42、gt;<p>　　根據(jù)以上參考材料，可得出DS/A-10×9型袋式除塵器的相關參數(shù)如下表，</p><p>　　表3-8 DS/A-10×9型袋式除塵器參數(shù)</p><p>　　3.2 脫硫設備設計</p><p>　　3.2.1常見的煙氣脫硫工藝</p><p>　　脫硫技術是將煤中的硫元素用鈣基等方法固

43、定成為固體防止燃燒時生成SO2。</p><p>　　燃燒后的煙氣脫硫工藝常見的有以下幾種：</p><p>　　石膏脫硫法    石膏脫硫法的工作原理是：將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、

44、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。）由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。 </p><p>　　2.氨水洗滌法脫硫工藝    該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產(chǎn)硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)換熱器冷卻至90~100℃，進入預洗滌器經(jīng)洗

45、滌后除去HCI和HF，洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的SO2被洗滌吸收除去，經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧滴，進入脫硫洗滌器。再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。</p><p>　　3.煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝 　　煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫

46、灰再循環(huán)、除塵 石灰 石膏法脫硫工藝流程器及控制系統(tǒng)等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，或者其它對二氧化硫有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。  　　由鍋爐排出的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進入。（吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經(jīng)文丘里管后速度加快，并在此與很細的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床，）。在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的二氧

47、化硫反應生成CaSO３ 和CaSO４。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進入再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復循環(huán)達百次之多，故吸收劑利用率較高。  　　此工藝所產(chǎn)生的副產(chǎn)物呈干粉狀，主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應完的吸收劑Ca(OH)2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎等。     典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當燃煤含硫

48、量為2%左右，鈣硫比不大于1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應用在10~20萬千瓦等級</p><p>　　3.2.2比對脫硫技術</p><p>　　SO2的控制技術可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃炔的脫硫（亦稱為煙氣脫硫）三種。由于煙氣中的硫以SO2形態(tài)存在，脫除較易，煙氣脫硫（FGD)是目前應用最廣泛、效率最高的脫硫技術，也是控制SO2排放的主要手段。

49、</p><p>　　本課程設計中含硫煙氣為低濃度SO2煙氣，由于其煙氣量大，直接選擇采用煙氣脫硫工藝進行凈化。</p><p>　　根據(jù)脫硫過程是否加入液體和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)可將煙氣脫硫方法分為濕法、半干法、干法。濕法脫硫里應用溶液或漿液吸收SO2，其直接產(chǎn)物也是溶液或漿液，具有工藝成熟，脫硫效率高、操作簡單等優(yōu)點，但脫硫液處理較麻煩，容易造成二次污染，且脫硫后煙氣的溫度較低，不利于擴

50、散。干法煙氣脫硫過程無液體介入，完全在干燥狀態(tài)下進行，且脫硫產(chǎn)物也為干粉狀，因而工藝簡單投資較低，凈化后溫度降低很少，利于擴散，且無廢水排出，但凈化效率一般不高。半干法里用霧化的脫硫劑或漿液脫硫。但在脫硫過程中，霧滴被蒸發(fā)干燥，直接產(chǎn)物是干態(tài)粉末，具有干法和濕法脫硫優(yōu)點。</p><p>　　表3-9 一些煙氣脫硫方法介紹</p><p>　　3.2.3脫硫技術的選擇</p>

51、<p>　　我國由于地域遼闊，各地經(jīng)濟條件，燃煤煤質、脫硫劑來源、環(huán)保要求等不盡相同，結合相關材料，該鍋爐脫硫技術的選用應考慮以下主要原則：</p><p>　　技術成熟、運行可靠，至少在國外已有商業(yè)化先例，并有較多的應用業(yè)績。</p><p>　　脫硫后煙氣中的SO2達到(GB13271-2001)中二類標準。</p><p>　　脫硫設施的投資和運

52、行費用適中，一般應低于電廠主體工程總投資的15%以下，煙氣脫硫后發(fā)電成本增加不超過0.03元/（KW?h）</p><p>　　脫硫劑供應有保障，占地面積小，脫硫產(chǎn)物可回收利用或衛(wèi)生處理處置。</p><p>　　通過之前對基礎資料的物料衡算，該燃煤鍋爐的脫硫效率應達到77.20%。</p><p>　　綜合以上的分析和要求，我們組最終決定選用石灰石/石灰－石膏法作

53、為該鍋爐的脫硫工藝。采用該工藝的優(yōu)勢如下：</p><p>　　首先石灰石/石灰－石膏法開發(fā)較早，工藝成熟，Ca/S比較低，且在國外應用廣泛。（美國脫硫工藝80%是石灰石/石膏法，德國有90%，日本也有75%以上）</p><p>　　從表3-9中看出，燃煤發(fā)電機組大多數(shù)選用濕法石灰石/石膏FGD技術。而且吸收塔中，以噴淋空塔為主。</p><p>　　該工藝在我國

54、有先例：上海閘北電廠曾進行過工業(yè)試驗，重慶珞璜電廠中FGD占電廠總投資11.5%。</p><p>　　3.3 濕法脫硫簡介和設計</p><p>　　3.3.1 基本脫硫原理</p><p>　　石灰石/石灰石膏法是采用石灰石或石灰漿液脫出煙氣中SO2并副產(chǎn)石膏的脫硫方法。該法開發(fā)較早，工藝成熟，Ca/S比較低，操作簡便，吸附劑價廉易得，所得石膏副產(chǎn)品可做為輕質建

55、筑材料。因此，這種工藝應用廣泛。上海閘北電廠曾進行過工業(yè)實驗，重慶珞璜電廠從日本三菱重工公司引進了配套2×360MW機組的石灰石-石膏法脫硫裝置。</p><p>　　該脫硫過程以石灰石或石灰漿液為吸收劑吸收煙氣中SO2，主要分為吸收和氧化兩個步驟。首先生成亞硫酸鈣，然后亞硫酸鈣再被氧化為硫酸鈣，整個過程發(fā)生的主要反應如下：</p><p><b>　　①吸收</

56、b></p><p>　　CaO+H2O→Ca(OH)2</p><p>　　Ca(OH)2+SO2→CaSO3?1/2H2O+1/2H2O</p><p>　　CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3?1/2H2O+CO2↑</p><p>　　CaSO3?1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2</p>

57、<p><b>　?、谘趸?lt;/b></p><p>　　2CaSO3?1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4?2H2O</p><p>　　Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O→CaSO4?2H2O+SO2↑</p><p>　　吸收塔內由于氧化副反應生成溶解度很低的石膏，很容易在吸收塔內沉積下來造成結垢和堵塞。溶液pH值愈

58、低，氧化副反應愈容易進行。</p><p>　　3.3.2 脫硫工藝流程</p><p>　　并流式石灰石/石灰-石膏法工藝流程。鍋爐煙氣經(jīng)除塵、冷卻后送入吸收塔，吸收塔內用配置好的石灰石或石灰漿液洗滌含SO2煙氣，經(jīng)洗滌凈化的煙氣經(jīng)除霧和再熱后排放。石灰漿液在吸收SO2后，成為含有亞硫酸和亞硫酸氫鈣的混合液，在母液槽中用硫酸將其混合液的pH值調整為4～4.5，用泵送入氧化塔，在氧化塔內6

59、0～80。C下被4.9×105Pa的壓縮空氣氧化。生成的石膏經(jīng)增稠器使其沉積，上清液返回吸收循環(huán)系統(tǒng)，石膏漿經(jīng)離心機分立得到石膏。</p><p>　　該工藝的主要設備為吸收塔和氧化塔；</p><p>　?、傥账?吸收塔是整個工藝的核心設備，其性能對SO2的去除率有很大影響，從技術和經(jīng)濟兩方面進行權衡，選擇噴淋塔為吸收塔；</p><p>　　②氧化

60、塔 為了加快氧化速度，做為氧化用的空氣進入塔內必須分散成微細的氣泡，以增大氣液的接觸面積。</p><p>　　3.3.3 脫硫影響因素</p><p>　　①漿液的PH值 吸收塔洗滌漿液中pH值的高低直接影響SO2 的吸收率及設備的結垢、腐蝕程度等, 而且脫硫過程的pH值是在一定范圍內變化的。長期的研究和工程實踐表明,濕法煙氣脫硫的工藝系統(tǒng)采用的石灰石漿液的PH值控制在5.8～6.2，

61、石灰石漿液PH一般控制在7左右；</p><p>　　②液氣比 液氣比對吸收推動力、吸收設備的持液量有影響。增大液氣比對吸收起促進作用，但大氣液比對設備要求高且費用高，實際中要視情況而定。本系統(tǒng)采用15L/m3；</p><p>　?、凼沂牧６?一般來說，粒度減小，脫硫率及石灰石利用率高。為了保證脫硫石膏的綜合利用及減少廢水的排放量，用于脫硫的石灰石中CaCO3的含量宜高于90%；&l

62、t;/p><p>　　④吸收溫度 低洗滌溫度有利于SO2 的吸收。所以要求整個漿液洗滌過程中的煙氣溫度都在100℃以下。100℃左右的原煙氣進入吸收塔后, 經(jīng)過多級噴淋層的洗滌降溫, 到吸收塔出口時溫度一般為(45～70)℃；</p><p>　　⑤煙氣流速選用3.5m/s；</p><p>　　⑥結垢，這是該石灰石/石灰-石膏法脫硫工藝的組要缺點。除吸收塔滿足高持液量

63、、有較大的氣液接觸面積等外，可在吸收液中添加鎂離子、氯化鈣、己二酸等。</p><p>　　3.4 脫硫中噴淋塔的計算</p><p>　　3.4.1 塔內流量計算</p><p>　　假設噴淋塔內平均溫度為，壓力為120KPa，則噴淋塔內煙氣流量為：</p><p><b>　?。?-2）</b></p>

64、<p>　　式中：——噴淋塔內煙氣流量，；</p><p>　　——標況下煙氣流量，；</p><p>　　——除塵前漏氣系數(shù)，0～0.1。</p><p><b>　　代入公式得：</b></p><p>　　3.4.2 噴淋塔徑計算</p><p>　　依據(jù)石灰石煙氣脫硫的操作條

65、件參數(shù)，可選擇噴淋塔內煙氣流速，則噴淋塔截面A為：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　則塔徑d為：</b></p><p><b>　　（3-4）</b></p><p><b>　　取塔徑</b></p&g

66、t;<p>　　3.4.3 噴淋塔高計算</p><p>　　噴淋塔可看做由三部分組成，分成為吸收區(qū)、除霧區(qū)和漿池。</p><p><b>　　(1)吸收區(qū)高度</b></p><p>　　依據(jù)石灰石法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)得，選擇噴淋塔噴氣液反應時間t=4s，則噴淋塔的吸收區(qū)高度為：</p><p>&

67、lt;b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　(2)除霧區(qū)高度</b></p><p>　　除霧器設計成兩段。每層除霧器上下各設有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層(3.4～3.5)m。</p><p>　　則取除霧區(qū)高度為： （3-6）</p>&l

68、t;p><b>　　(3)漿池高度</b></p><p>　　漿池容量V1按液氣比漿液停留時間t1確定：</p><p><b>　　（3-7）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—液氣比，取；</b>

69、</p><p><b>　　—工況下煙氣量，；</b></p><p><b>　　—漿液停留時間，；</b></p><p>　　一般t1為，本設計中取值為，則漿池容積為：</p><p>　　選取漿池直徑等于或大于噴淋塔，本設計中選取的漿料池直徑為，然后再根據(jù)計算漿池高度：</p>

70、<p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　式中：—漿池高度，；</p><p><b>　　—漿池容積，；</b></p><p><b>　　—漿池直徑，。</b></p><p>　　從漿池液面到煙氣進口底邊的高度為。本設計中取為。</

71、p><p><b>　　(4)噴淋塔高度</b></p><p><b>　　噴淋塔高度為：</b></p><p><b>　　（3-9）</b></p><p>　　3.4.4 氧化鈣的用量</p><p>　　因為根據(jù)經(jīng)驗一般鈣/硫為：，此處設計取為1

72、.05則由平衡計算可得1h需消耗CaO的量為：</p><p>　　根據(jù)之前的計算脫硫過濾速度，二氧化硫濃度為3.9480,吸收截面積。則吸收的速率為</p><p><b>　　（3-10）</b></p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　3.5 煙囪設計&l

73、t;/b></p><p>　　3.5.1煙囪高度計算</p><p>　　首先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準中的規(guī)定確定煙囪的高度。</p><p>　　表3-10 鍋爐煙囪高度表</p><p>　　根據(jù)設計資料，鍋爐型號：SZL6-1.6型（共3臺）。代表額定蒸發(fā)量6t/h。<

74、;/p><p><b>　　鍋爐總額定出力：，</b></p><p>　　故選定煙囪高度為40m。（根據(jù)表3-10 ）</p><p>　　3.5.2煙囪直徑計算</p><p>　　表3-11 煙囪出口煙氣流速</p><p>　　煙囪出口內徑可按下式計算：</p><p&g

75、t;<b>　?。?-11）</b></p><p>　　——通過煙囪的工況總煙氣量，</p><p>　　——按表三選取的煙囪出口煙氣流速，。根據(jù)表3-11取20</p><p><b>　　求得</b></p><p><b>　　取整</b></p><

76、;p><b>　　B）煙囪底部直徑：</b></p><p><b>　　（3-12）</b></p><p>　　式中 ——煙囪出口直徑，；</p><p><b>　　——煙囪高度，；</b></p><p>　　——煙囪錐度，通常取 i=0.02～0.03 。&

77、lt;/p><p>　　取 i =0.025</p><p>　　3.5.3煙囪內溫度降</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中：H-煙囪高度，m；</p><p>　　D-合用統(tǒng)一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；</p><p>　　

78、A-溫降系數(shù)?？捎上卤聿榈模x取A=0.4</p><p>　　D,H參看后面分別取3×6t/h,40m。</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　表3-12 煙囪降溫系數(shù)</p><p>　　3.5.4煙囪抽力計算</p><p><b>　　（3-15

79、）</b></p><p>　　式中 H——煙囪高度，m；</p><p>　　——外界空氣溫度，；</p><p>　　——煙囪內煙氣平均溫度，；</p><p>　　B——當?shù)卮髿鈮海?lt;/p><p><b>　　四、管網(wǎng)布置 </b></p><p>

80、　　4.1 各裝置及管道布置的原則</p><p>　　根據(jù)鍋爐運行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。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><b>　　4.2管道管徑計算</b></p><p><b>　　

81、（4-1）</b></p><p>　　式中——工況下管道內的煙氣流量，； </p><p>　　——煙氣流速，m/s，（可查有關手冊確定，對于鍋爐煙塵=10～15m/s）。 </p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　取整</b></p>&l

82、t;p>　　表4-1 焊接鋼管壁厚</p><p><b>　　內徑：</b></p><p>　　由公式可計算出實際煙氣流速：</p><p>　　4.3 系統(tǒng)阻力計算</p><p><b>　　摩擦壓力損失</b></p><p><b>　?。?-2）

83、</b></p><p>　　式中： ——管道長度，；</p><p><b>　　——管道直徑，；</b></p><p><b>　　——煙氣密度，；</b></p><p>　　——管中氣流平均速率,m/s；</p><p>　　——摩擦阻力系數(shù),是氣體雷諾

84、數(shù)Re和管道相對粗糙度K/d的函數(shù)。查手冊得：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>　　A）對于φ1200mm圓管</p><p>　　計算后管道約為65m(包括接出管總長)，經(jīng)風機加速后煙氣流速達到，鍋爐出口煙氣流速經(jīng)計算接近（粗略計算，忽略除塵器、脫硫裝置的減速）。 </p>&l

85、t;p><b>　?。ê雎詼囟鹊淖兓?lt;/b></p><p><b>　　B）局部壓力損失</b></p><p>　　(Pa) （4-3）</p><p>　　在所設計的管路中有12段彎道區(qū)，可求得局部的壓力損失：</p><p>　　式中：ξ——異形管件的局部阻力系

86、數(shù)可查到，取</p><p>　　v——與ξ像對應的斷面平均氣流速率,m/s</p><p><b>　　ρ——煙氣密度, </b></p><p>　　C）系統(tǒng)總阻力（除塵器的壓力損失在1000～1500Pa之間，取1250Pa，不考慮及出口氣管及三通管阻力損失）</p><p>　　系統(tǒng)總阻力=1250+80.561

87、3+233.28+800=2363.8413Pa</p><p>　　五、風機和電動機的計算</p><p><b>　　5.1風機風量計算</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中: 風量備用系數(shù)；</p><p>　　工狀態(tài)下風機前

88、標態(tài)下風量，</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，根據(jù)溫度降； </p><p><b>　　當?shù)卮髿鈮毫Γ?lt;/b></p><p>　　5.2 風機風壓計算</p><p>　　對于除塵器后裝的風機風壓計算：</p><p><b>　?。?-

89、2）</b></p><p>　　式中：風壓備用系數(shù)；</p><p><b>　　系統(tǒng)總阻力，；</b></p><p><b>　　煙囪抽力，； </b></p><p><b>　　風機前煙氣溫度； </b></p><p>　　風機性

90、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>　　計算出風機風量和風機風壓后，按風機產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需風機的型號。</p><p>　　表5-1 常用風機性能及適用范圍</p><p>　　來源：童華主編，環(huán)境工程設計，P175，表7-6</p><p>　

91、　根據(jù)以上計算，對照常用風機性能表，選擇了型號為Y4-73-12鍋爐引風機。</p><p>　　5.3 電機功率計算</p><p><b>　　（5-3）</b></p><p><b>　　式中 風機風量，；</b></p><p><b>　　風機風壓，</b><

92、/p><p>　　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，取0.8）； </p><p>　　機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時，用聯(lián)軸器連接時，用V形帶傳動時；</p><p>　　電動機備有系數(shù)，對引風機，</p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　

93、　[1]郝吉明、馬廣大主編 ，《大氣污染控制工程》第三版，高等教育出版社 第六章.</p><p>　　[2]周敬宣主編，《環(huán)保設備及課程設計》，北京：化學工業(yè)出版社 P117.</p><p>　　[3]柴曉利、馮滄、黨小慶等編著，《環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設計指南》，北京：化學工業(yè)出版社 P185，表6-14、表6-15.</p><p>　　[4]鵬鶴環(huán)保公司網(wǎng)站產(chǎn)品

94、展示－TFC、GFC、DFC、型反吹風布袋除塵器，網(wǎng)址：http://www.btpenghe.com/star/dfc.htm 訪問時間2012.02.15.</p><p>　　[5] 馬廣大 主編，《大氣污染控制技術手冊》，北京：化學工業(yè)出版社 2010年第一版 P372-384.</p><p>　　[6]童華主編，環(huán)境工程設計，北京：化學工業(yè)出版社 P175，表7-6.</