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1、燃煤锅炉房烟气除尘系统设计目录 前言 1第1章 除尘器的选择来源2第2章 工艺流程的参数设计72.1设计原始资料：72.2设计计算72.2.1燃煤锅炉排烟量及烟尘量和二氧化硫浓度的计算82.2.2除尘器的选择92.2.3确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。112.2.4烟囱的设计122.2.5系统阻力的计算142.2.6风机和电动机的参数计算182.2.7系统中的烟气温度的变化19第3章 结 论20前言在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体
2、的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。随着我国经济的高速发展，我国的二氧化硫污染越来越严重，必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。一、 题目：某燃煤采暖锅炉房烟气脱硫、除尘系统设计二、 目的：通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、查阅有关设计手册、编写设计说明书的能力。第1章 除尘器选择理由 一：各种除尘技术性能比
3、较除尘技术就是利用两相流动的气固或液固分离原理(包括重力分离、惯性力分离、离心力分离、库仑力分离、水膜除尘和过滤) 捕集气体中的固态或液态颗粒物。常用的除尘装置有机械式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器、过滤式除尘器和袋式除尘器。机械式除尘器机械式除尘器是利用重力、惯性力和离心力作用使粉尘与气流分离沉降的装置,包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。重力沉降室和惯性除尘器属于低效除尘器,旋风除尘器属于中等效率除尘器。(1)重力沉降室重力沉降室可分为层流式沉降室和湍流式流沉降室。重力沉降室结构简单、造价低,便于维护管理、压力损失小,可处理高温烟气;其主要缺点是沉降小颗粒的效果低,且体积大，一般只能
4、除去50m 以上的颗粒,占地面积大。重力沉降室只能用作高效除尘装置的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。(2)惯性分离器惯性除尘器是使含尘气流冲击在挡板上,气流急剧地改变方向,借助粉尘粒子的惯性作用使其与气流分离并被捕集的一种装置。含尘气流冲击或方向转变前的速度越高,方向转变的曲率半径越小,除尘效率越高(阻力也随之增大) 。若在挡板上淋水形成水膜,就成为湿式惯性除尘器。冲击式惯性除尘器有单级、多级型。反转式惯性除尘器有弯管、百叶窗和多层隔板塔型。弯管型和百叶窗型除尘器主要用于烟道分离,多层隔板型的塔式除尘装置主要用于烟雾的分离，能捕集几微米粒径的雾滴，但其净化效率不高，故一般只用于多级除尘中的第
5、一级除尘，捕集10-20微米以上的粗尘粒。(3)旋风除尘器旋风除尘器是使含尘气流作旋转运动,利用离心力将颗粒从气流中分离并捕集下来的装置。切向入口的旋风分离器,颗粒沿圆筒壁旋转下降,通过排尘口进入下部的卸尘装置,净化的气体通过排气管排出。切向进入式分为直入型和蜗壳型,前者入口管外壁与筒体相切,后者入口管内壁与筒体相切,入口管外壁采用渐开线型式， 渐开角为180 、270 、360 等。轴向进入式利用固定的导流叶轮使气流旋转,导流叶轮有花瓣式、螺旋式等型式。与切向进入式相比,相同压力损失下,能处理约3 倍的气体量且气流分配均匀。轴向进入式又分为逆转型和正交型。旋风除尘器结构简单、占地面积小、投资
6、低、操作维修方便、压力损失中等、动力消耗不大、可用各种材料制造、能用于高温、高压及有腐蚀性气体,并可直接回收干颗粒物等优点。旋风除尘器一般用来捕集515 m 以上的颗粒物,除尘效率可达80 % ,其主要缺点是对捕集 5m 颗粒的效率不高。旋风除尘器要受二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量的影响。湿式除尘器湿式除尘器是利用液滴或液膜洗涤含尘气流使粉尘与气流分离沉降的装置。湿式除尘器有水膜除尘器、喷淋塔、文丘里洗涤器冲击式除尘器和旋流板塔等。其原理为利用水形成液网、液膜或液滴与尘粒发生惯性碰撞、扩散效应、黏附、扩散漂移与热漂移、凝聚等作用,达到捕集、分离尘粒,并兼备吸收气态污染物的目的;湿
7、式除尘器可以有效地将直径为0.120微米的液态或固态粒子从气流中除去，同时也能脱出部分气态污染物，可以处理高温废气、黏性颗粒和液滴,除尘效率较高。 湿式除尘器总体上可分为低能和高能两类。低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa,包括喷雾塔和旋风洗涤器等，在一般运行条件下的耗水量（液气比）为0.53.0L/m3,对10m以上的颗粒的净化效率可达9095，高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0 kPa，净化效率可达99.5以上，如文丘里洗涤器。(1) 喷雾塔洗涤器也叫喷淋式除尘器，是湿式除尘器中最简单的一种。 喷雾塔洗涤器的丁作原理：含尘气流向上运动，液滴由喷嘴喷出向下运动，粉尘颗粒与液滴之间
8、通过惯性碰撞、接触阻留、粉尘因加湿而凝聚等作用机较大的尘粒被液滴捕集。当气体流速较小时，夹带了颗粒的液滴因重力作用而沉于塔底，净化后的气体通过脱水器去除夹带的细小液滴由顶部排出；雾塔洗涤器的基本构造，根据喷雾塔洗涤器内截面的形状，可分为圆形和方形两种；按其内的气液流动方向份为顺流、逆流和错流三种型式；喷雾塔洗涤器的特点与使用场合 喷塔洗涤器的主要特点是结构简单、压力损失小，一般为250500Pa，操作方便，运行稳定。 喷雾塔洗涤器适用于捕集粒径较大的颗粒，当气体需要除尘、降温或除尘兼有去除其他有害气体时，往往与高效除少器（如文丘里除尘器）串联使用。(2) 旋风洗涤器旋风洗涤器的工作原理：旋风洗
9、涤器又叫湿式离心力除尘器。在干式旋风除尘器内部设置各种型式的喷嘴，喷出水雾或在器壁上形成液膜便构成了各种湿式旋风洗涤器。其主要除尘机理是离心分离、惯性碰撞。截留等 ；立式旋风水膜除尘器，立式旋风水膜除尘器装置基本结构与工作原理是：沿筒壁切向。里面形成一层很薄的不断向下流的水膜。含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，靠离心力甩向壁面。然后粉尘颗粒被水膜黏附，沿壁面流下排走。它能有效地防止粉尘在器壁上的反弹、冲刷引起的二次扬尘，从而提高了除尘效率。一般除尘效率9095。旋风洗涤器适合于处理烟气量大和含尘浓度高的场合。它可以单独使用，也可以安装在文丘里洗涤器之后作为脱水器(3)文丘里洗涤器 研究表明，减
10、少雾化液滴的直径，提高液滴与尘粒间的相对速度，可进一步提高对微小尘粒的捕集效率，文丘里除尘器就是根据这一原理设计的一种高效的的湿式洗涤器，其主要由文氏管供水装置和气水分离器组成。袋式除尘器袋式除尘器是利用多孔过滤介质分离捕集气体中固体或液体粒子的净化装置,分为内部过滤式和外部过滤式。其除尘机理是依靠过滤介质运行一段时间后形成的粉尘初层为主要过滤层,本身滤料层起到粉尘初层的骨架作用。袋式除尘器对于粒径为0. 5 m 的尘粒捕集效率可高达98 %99 %,是一种高效过滤式除尘器,对微米或亚微米级的粉尘粒子可达99 %或更高99. 9 %以上。其应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能影响。普通滤料最高使
11、用温度为80 130 ,经硅油、石墨和聚四氟乙烯处理的滤料可耐温250 300 。气体温度应在其露点温度之上。综合比较，湿式除尘器具有结构简单，操作和运行管理简便，造价低廉，维护方便，耐高温高压，设备使用寿命长，占地面积小，适应粉尘符合变化性能好，除尘效率高，运转维护费用低等诸多优点，能够处理高温高湿的气流，将着火爆炸的可能减至最低。故本设计选择使用湿式除尘器。二 湿式除尘器的优点与其他除尘器相比，湿式除尘器具有以下优点：由于气体和液体接触过程中同时发生传质和传热的过程，因此这类除尘器既具有除尘作用，又具有烟气降温和吸收有害气体的作用。适用于处理高温。高湿、易燃易爆和有害气体；运行正常时，净化
12、效率高。有效地捕集0.110m的粉尘颗粒；湿式除尘器结构简单、占地面积小。投资低；运行安全、操作及维修方便。 常用的湿式除尘器：喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器和文丘里洗涤器。第2章 工艺流程的参数设计2.1设计原始资料：锅炉型号：SZL413A型，2台设计耗煤量：500kg/h（1台）排烟温度：150标准状态下烟气密度：1.34kg / m3；空气过剩系数：1.4飞灰占煤中不可燃成分比例：15当地大气压力：98kPa烟气在锅炉出口前阻力：799Pa冬季室外空气温度：1空气含水0.013kg / m3；煤的工业及元素分析值：H4、O4、S=2%、C=75%、N=1%、A=14%，其中飞灰占不可燃成分的
13、15%。按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200 kg/m3 二氧化硫排放浓度（标准状态下）：900 kg/m3 2.2设计计算2.2.1燃煤锅炉排烟量及烟尘量和二氧化硫浓度的计算 建立煤燃烧的假定：1. 煤中固定氧可用于燃烧；2. 煤中硫主要被氧化为 SO2；3. 不考虑NOX的生成；4.煤中的N在燃烧时转化为N2（1） 标准状态下理论空气量Qa =4.76(1.867 CY +5.56 HY +0.7 Sy -0.7 Oy)(m3/kg)式中，CY ， HY ，Sy， Oy 分别是煤中各元素所含的质量分数。Qa =4.76
14、x(1.867 x 0.75 +5.56 x 0.04 +0.7 x 0.02 -0.7 x 0.04)=7.657(m3/kg)(2)标准状况下理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3）Qs=1.867(CY +0.375 Sy)+11.2HY +1.24Wy +0.016Qa +0.79 Qa +0.8 Ny = 1.867(0.75 +0.375 x 0.02)+11.2 x 0.04 +1.24 x 0.00 + 0.016 x 7.657 + 0.79 x 7.657 +0.8 x 0.01 = 8.042(m3/kg)式中，Qa 标准状况下理论烟气量，m3/kg； Wy煤中水分的
15、质量分数； NyN元素在煤中的质量分数。（3）标准状况下实际烟气量 QS = Qs +1.106（-1）Qa =8.042 + 1.106 x (1.4 - 1 ) x 7.657 =11.4295m3/kg 标准状态下烟气流量Q应以m3/h计，因此，Q总= QS x 设计耗煤量 Q总=11.4295x 500 x 2 =11429.5m3/h一台锅炉的标况下的烟气量 QN=5714.7m3/h工况下总的烟气量Q=QT/T=11429.5 x 423 /273 =17709.4m3/h =4.92m3/s每个锅炉的烟气流量是 4.92/2=2.46m3/s(4)标况下烟气含尘浓度 C= dsh . Ay /QS=0.15 x 0.14/11.4295= 0.001837kg/m3 式中： dsh 排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的
