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1、 目 录第一章 概述51.1 烟气整体情况及脱硫的目的51.1.1 烟气整体情况51.1.2 脱硫的目的51.1.3 设计方案的确定51.1.4 脱硫技术的选择71.1.5 氨法脱硫技术原理和工艺过程81.2 氨法脱硫技术解决的技术难点101.2.1 反应条件101.2.2 降低氨损101.2.3 亚铵氧化11第二章 设计说明书122.1 设计氨法脱硫操作系统方案简介122.2 脱硫塔概况122.2.1 脱硫塔基本结构122.2.2 流向选择132.2.3 吸收剂的选择132.2.4 氨法脱硫喷淋塔设计须知132.3 副产品后处理过程15第三章 塔结构的设计173.1塔体的设计173.2 塔的
2、设计计算173.2.1 喷淋塔吸收区内径计算173.2.1.1 物料衡算173.2.1.2 二氧化硫产生量173.2.1.3 脱硫量183.2.1.4 喷淋塔的硫平衡183.2.1.5 烟气流速183.2.1.6 喷淋塔的塔径的计算183.2.2 塔高计算203.2.2.1 喷淋塔吸收区的高度（h1）的确定203.2.2.2 喷淋塔浆液池高度设计（h2）计算233.2.2.3 喷淋塔除雾区（h3）计算243.2.2.4 喷淋塔烟气进出口高度设计（设高度为h4、h5）253.3 吸收塔壁厚的计算(包括计算壁厚和最小壁厚)253.3.1 吸收塔壁厚的计算253.3.2 吸收塔最小壁厚的计算273.
3、4 封头的设计273.5 液体进料管设计283.6 喷淋装置设计293.7 法兰的设计293.8 手孔、人孔的设计293.8.1 手孔的设计293.8.2 人孔的设计303.9 脱硫塔支座的设计303.10 气体进料管设计323.11 保温层的设计计算333.11.1 保温层的介绍333.11.2 保温层的选择333.12 操作平台和梯子的设计343.12.1 操作平台的设计343.12.2 梯子的设计35第四章 附加设备的设计计算374.1 烟囱设计计算374.1.1 烟囱高度的计算374.1.2 烟气释放热计算374.1.3 烟气抬升高度计算384.1.5 烟囱阻力计384.2 管道管径的
4、计算394.3 增压风机设计计算404.3.1 增压风机的简介404.3.2 增压风机选择的计算原则与条件404.3.3 增压风机的选择计算414.4 氧化风机的设计计算424.5 氨水输送泵的设计计算434.5.1 液氨用量434.5.2 配氨用水量434.5.3 输送泵的选型444.6 布袋除尘器的设计计算454.7 旋流器的选型454.8 离心机的选型464.9 抽出泵的选择474.10 阀门的选择484.10.1 输液管道阀门484.10.2 烟气管道阀门484.12 主要设备49第五章 成本结算与利润空间评估515.1 成本结算515.1.1 设备投入费用515.1.2.2 水费的计
5、算535.1.2.3 脱硫剂费用的计算535.1.2.4 人工费用535.1.2.5 税费535.1.3 设备检修及折旧费535.2 主要收益545.2.1 减轻大气污染545.2.2 副产物收入545.3 经济分析图55第六章 安全防护566.1 脱硫过程中氨泄漏的预防和应急措施566.2 避雷措施56第七章 副产品的处理587.1 生产硫酸铵的结晶原理587.2 硫酸铵颗粒小的危害587.3 副产物的市场分析58第八章 湿式氨法脱硫优点及应用608.1 氨法脱硫技术的比较608.2 氨吸收法脱硫的经济性分析608.3 氨法脱硫技术的应用效果618.4 氨法烟气脱硫技术在国内的可行性分析61
6、第九章 主要设计依据及规范639.1 环境保护标准639.2 设备标准639.3 税收标准639.4 平面区域布置63前言中国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家,随着经济与社会的发展需求，工业迅猛发展，煤炭燃烧生成的SO2已成为主要大气污染物，环境污染问题变得日益严重，控制二氧化硫的排放刻不容缓。据权威部门统计：1995 年, 中国SO2年排放量 2 370万t, 大大超出了环境自净能力, 排放总量超过了美国和欧洲跃居世界首位，并连续多年二氧化硫的排放总量均位于世界第一。因此，控制二氧化硫的排放量，对于治理大气污染和保护生态环境有着十分重要的意义。据相关资料显示，含硫燃料燃烧所产生的烟气中的二
7、氧化硫是环境治理的重要对象。目前，国内烟气脱硫较多采用的是石灰石-石膏法。随着该工艺的大规模应用，其运行成本高、副产物脱硫石膏处置难度大、增加了二氧化碳排放量等问题日益突出，产生了较明显的环境及资源问题。针对以上情况，国家鼓励新脱硫技术的开发应用，特别支持资源回收型的绿色环保脱硫技术的推广应用。因此，其他烟气脱硫方法也逐渐被认识、被使用, 包括海水法、氨法、镁法、双碱法等，其中氨法烟气脱硫技术属国际先进的新型清洁技术，更是得到了大规模推广。氨法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、无二次污染、可资源化回收二氧化硫能满足循环经济要求等明显优势。此外，氨法烟气脱硫原料来源于化肥，副产品仍是优质化肥，不仅不影
8、响总氮肥供给还增加了硫元素的供给，更适合中国农业大国的国情。我国拥有发展氨法烟气脱硫的优越条件，尤其是在氮肥行业适合发展湿法氨水烟气脱硫技术。一是国内市场合成氨供应充足，为氨法脱硫提供了强有力的原料保障；二是合成氨供应方便且有能利用生产过程中的废氨水，节省了投资运输操作费用；三是氨法脱硫产品是具有巨大市场空间的硫铵化肥，国内每年有100万吨的缺口。总之，在氨法脱硫的过程中，氨作为原料来自化肥工业，又以一种高效的载体回到化肥工业，不消耗任何额外的资源，也不产生任何生态污染。因此，近年来氨法烟气脱硫技术在中国得到飞速的发展。 当然，由于氨法起步晚、业绩少等，氨法脱硫技术还存在着气溶胶、氨损、副产品
9、稳定性的问题，这些都是制约氨法在烟囱脱硫上推广的因素。但是，氨法脱硫是在各种商业脱硫发中的新兴方法，是一种可实现循环经济的绿色脱硫工艺，更符合循环经济和节能要求，对缓解我国目前烟气脱硫行业的困扰具有重要意义。自从，1995年国家计委和科技部将氨法脱硫技术作为国家重点科技攻关项目并列入“十五”863项目。氨法脱硫技术受到各个行业脱硫技术研发的重视，我们更应该立足现状 ,学习世界先进国家的成功经验 ,结合国内的成功实例 ,探索出一条适合我国国情的脱硫之路。66课程设计任务书一、课程设计的题目：氨法脱硫工艺流程设计二、课程设计总说明：课程设计的目的和任务是让学生通过此次实践，能够综合应用学过的化工原
10、理工艺流程主要设备设计的基本知识和方法，进一步熟悉专业技术基础和主要专业课程，培养学生运用所学的化工原理领域的基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力以及调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件等的基本能力。三、设计初始条件：烟气量：130万m3/h含硫量：1800 mg/m3脱硫效率：98%要求采用的脱硫工艺方法：湿式氨法脱硫工艺塔体钢板材料要求：温度范围为-30摄氏度到40摄氏度，做好保温防冻工作，达到抗震8级以上，符合要求即可。四、课程设计要求：本课程设计的选题紧紧围绕脱硫工艺实施方案的主题。学生必须根据教学要求、设计工作量以及实际
11、条件，进行恰当选题。能按照设计任务书，顺利完成设计任务，培养运用本学科的基础理论和专业知识解决本专业实际问题的能力，提高设计计算、工程制图和使用资料的能力。五、设计内容与要求：1. 根据原始的烟气量、含硫量计算脱硫工艺所需要的氨水量。2 氨法脱硫喷淋塔设计方案的分析，包括喷淋塔的工作原理及特点；塔高、塔径的计算；塔内反应情况；除雾区、浆池区的计算；运行参数的选择与设计；材料的选择等。3 脱硫设备结构设计计算。4 烟囱设计计算。5 管道系统设计，阻力计算，风机和泵的选择。6. 设计任务完成后，学生要根据设计的全过程完成专业课程设计说明书，按照一定格式写出设计计算书。课程设计说明书主要内容有：（1
12、）设计题目；（2）设计的依据及规范、主要指标和要求；（3）脱硫技术的选择以及原理；（4）脱硫塔的设计；（5）装置的型号、价格及耗电量等；（6）设备选择依据和工艺流程介绍；（7）经济分析以及设计计算依据、计算结果；8 根据计算结果绘制设计图，系统图要标出设备、管件编号、并附明细表；除尘系统、脱硫设备平面、剖面布置图若干张，以解释清楚为宜，并包括系统流程图一张。此外，还要求文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。第一章 概述1.1 烟气整体情况及脱硫的目的1.1.1 烟气整体情况本设计处理的含硫气体是来源于电厂的锅炉烟气，由于电厂高负荷工作，所排出的烟气温度一般较高，平均达150，烟气
13、排放量130万m3/h;含硫量为1800mg/m3。其中，烟气成分复杂，除含有硫化物以外，还含有大量的电尘、HCl、HF等其他杂质。1.1.2 脱硫的目的为了进一步响应国家“十二五规划”的政策，积极投身于致力于改变我国环境现状活动中，保证人类的身体健康，进一步提升我国环境的整体质量，尤其是空气质量，大幅度降低烟气中的有毒有害物质的含量，甚至除净烟气中的有毒有害物质，从而达到空气净化的目的。1.1.3 设计方案的确定确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理、生产可行的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。为此，必须具体考虑如下几
14、点：（1）方案的可行性 设计方案应充分考虑符合国情和因地制宜原则，流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和机械加工能力。 满足工艺和操作的要求。即所设计出来的流程和设备，首先，必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施；其次，所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整（在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线），计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动；再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。（2）方案的经济性 应对市场情况作适当的综合分析，估计产品目前和将来的市场需求。 设计应符合能量充分有效合理利用和节能原则，符合经常生产费用和设备投资费用的综合核算最经济原则，符合有用物料高回收率、低损耗率原则，也即近代所提出的“优构低耗高效”原则。具体来说，就是设备费用与操作费用应尽量低。设备费用主要包括塔体、附属设备、管材费用与加工、基建费用等，也是初投资的一次性费用。操作费用主要为电能的消耗，以及各种物料、材料的消耗。降低生产成本是各部门的经常性任务，因此在设计时，每种设备型号的选定、零部件的
