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1、 鞍山钢铁厂的除尘脱硫工艺设计学 校： 吉 首 大 学 院 系：生物资源与环境科学学院专 业： 环 境 工 程 班 级： 09 级（二）班 指导老师： 史 凯 姓 名：刘任飞（2009102014） 杨燕舞（2009102009） 张伊格（2009102004） 黄 丹（2009102022） 李伟强（2009102011） 彭 曙（2009102024） 完成时间： 2011 年 12月 20日 目 录1.概述42设计依据42.1废气中所含污染物种类、浓度及温度42.2设计规模42.3设计范围52.4处理后气体排放浓度52.5设计指标52.6控制系统63工艺设计63.1设计原则63.2焦炉废
2、气处理方法选择63.21除尘63.22脱硫工艺选择73.3系统工艺流程93.3.1 概述93.3.2工艺流程图93.3.3工艺流程104.工艺系统说明114.1 概述114.1.1 FE型电袋复合式除尘系统114.1.2主要工艺设备功能简述114.1.3相关设计参数计算154.2脱硫工艺184.2.1 SO2吸收系统184.2.2.1工艺简介184.2.2.2工艺流程194.2.2.3反应原理194.2.2.4系统方案的比较204.3脱硫塔224.4脱硫塔主要设计参数224.5自动控制系统254.6烟气系统255.劳动定员266.投资预算267效益评估277.1环境效益277.2经济效益277
3、.3 综合效益28参考文献及相关法规标准.28附 图.28附图一鞍山钢铁厂厂区平面布置图28附图二鞍山钢铁厂的烟气除尘脱硫工艺流程图28第一章 概述1.1 工程背景中国煤源丰富，焦化行业在国民经济中占有重要的位置，但焦化生产又易产生污染，特别是推焦过程极易产生可吸入颗粒物的污染，可吸入颗粒物不但对能见度和气候有巨大的作用，而且影响人体健康和生活质量，而且还吸附致癌的多环芳烃。因此必须控制焦化厂产生的污染。1.2 产生的问题焦炉是焦化厂的主要生产设备，也是焦化厂生产过程中最大的污染源之一，吉首焦化厂煤焦炉的主要污染源包括装煤和推焦过程所释放的烟尘、产生的二氧化硫等有害气体。硫对环境的污染主要是指
4、硫氧化物和硫化氢对大气的污染以及硫酸盐、硫化氢对水体的污染。硫化物是主要的大气污染物。 硫对环境的污染主要是指硫氧化物和硫化氢对大气的污染以及硫酸盐、硫化氢对水体的污染。硫在大气中存在的形式主要有硫氧化物、硫酸盐、硫化氢和硫醇等。主要是二氧化硫 (SO2)和三氧化硫(SO3)的污染。SO2是重要的大气污染物,主要来自矿物燃料燃烧、含硫矿石冶炼和硫酸、磷肥生产等。SO2 的排放源,90以上集中在北半球的城市和工业区，造成这些地区大气污染问题。SO2 在大气中一般只存留几天,除被降水冲洗和地面物体吸收一部分外，都被氧化为硫酸雾和硫酸盐气溶胶。硫酸盐在大气中可存留一个星期以上，飘移至1000公里以外
5、,造成远离污染源处的污染或广域污染。SO2氧化为硫酸盐气溶胶的机制是很复杂的,大体可归纳为3种：光化学氧化。液相氧化。颗粒物表面反应。SO2是无色气体,具有刺激性气味。大气中SO2浓度达15ppm时，会刺激呼吸道,可使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增大。SO2和飘尘具有协同效应，二者对人体健康的影响往往是不可分的（见二氧化硫污染对健康的影响）。慢性支气管炎患者在飘尘和 SO2 的浓度超过500微克米3条件下生活 24小时,病情会恶化。成年人长期生活在飘尘浓度为100200微克米3和SO2浓度为150200微克米3 条件下,可观察到呼吸系统疾病的症状。儿童比成年人更为敏感。高浓度SO2能使敏感
6、的针叶树脱叶甚至枯死。树木长期接触SO2,生长会减慢。地衣长期接触60微克/米3以下低浓底SO2,品种组成和分布会发生变化,从而导致生态系统的变化。SO2 转变成的硫酸盐气溶胶散射阳光，使能见度降低。硫酸雾和酸性硫酸盐腐蚀金属、建筑材料和其他物品，并且造成酸雨。 而粉尘的主要危害为粉尘（dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。国际标准化组织规定，粒径小于75m的固体悬浮物定义为粉尘。在大气中粉尘的存在是保持地球温度的主要原因之一，大气中过多或过少的粉尘将对环境产生灾难性的影响。粉尘几乎到处可见。土壤和岩石风化后分裂成许多细小的颗粒，它们伴随着花粉，孢子以及其他有机颗粒在空中随风飘荡。除此之外，许
7、多粉尘乃是工业和交通运输发展的副产品；烟囱和内燃机排放的废气中也含有大量的粉尘，面粉，采石场等的作业引起的，火山爆发的火山灰。 粉尘其过之一是污染大气，危害人类的健康。飘逸在大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于5m的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。沉积在肺部的污染物一旦被溶解，就会直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被细胞所吸收，导致细胞结构的破坏。此外，粉尘还会沾污建筑物，使有价值的古代建筑遭受腐蚀。降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作用，抑制其生长。粉尘其过之二是爆炸危害。相传，早在风车水磨时代，就曾发
8、生过一系列磨坊粮食粉尘爆炸事故。到了20世纪，随着工业的发展，粉尘爆炸事故更是屡见不鲜，爆炸粉尘的种类也越来越多。据统计，19131973年间美国仅工农业方面就发生过72次比较严重的粉尘爆炸事故。1919年俄亥俄州一家淀粉厂发生粉尘爆炸，厂房几乎全部被毁，有43人丧生。日本19521975年共发生重大粉尘爆炸事故177次，累计死亡75人，受伤410人。 1977年美国路易斯安那州一座现代化粮库发生爆炸，造成一半以上粮食简仓被毁，连办公大楼也未幸免，36人死亡，直接经济损失达3000万美元。英国和加拿大在化工和造纸等行业中也发生过多起粉尘爆炸事故，仅英国就243次，死伤204人。第二章 设计依据
9、2.1 废气中所含污染物种类、浓度及温度 污染物种类：SO 2 , 粉尘.污染物排放量：废气排放量为20000 m3 N/h，其中SO 2 初始浓度为10.1 g/m3 ，焦炉粉尘浓度为6g/ m3。初始废气温度：393K（即120）。2.2 设计规模废气处理量：20000 m3 N/h二氧化硫排放量：10.1 g/m3备注：本方案按最大值计算。2.3 设计范围设计范围是从从车间排气管汇合后出口开始，经装置入口至排风机出口之间，所有工艺设备、连接管道、管件及控制设备等。2.4 设计参考资料以及法规标准废气排放标准应该严格执行GB16297-1996大气污染物综合排放标准中的二级标准。具体标准为
10、：污染物最高允许排放浓度（mg/m3）二氧化硫1200 颗粒物150 按上表之，执行标准应为：烟尘150mg/m3，二氧化硫1200mg/m3。由此可以计算出相关的除尘效率和脱硫效率：总除尘效率计算：按照总除尘效率公式：=（Gc/Gi)100% = (Gi-Go)/Gi100%其中： Gi、Go、Gc：分别为除尘器进口、出口和落入灰斗的尘量。（mg/m3）解得：=（6000-150）/6000100%=97.5%总脱硫效率计算：=(Ci-Co)/Ci100%其中： Ci、Co 、Cc：分别为吸收塔进口和出口处二氧化硫的含量。（mg/ m3）解得：=(10100-1200)/10100100%=
11、88.12%2.5 控制系统本脱硫工艺采用PLC控制系统，脱硫装置实现自动控制、显示、记录整个工艺过程，运行人员在脱硫控制室内通过操作监控界面完成对脱硫装置的起停操作，脱硫装置的控制均能够自动运行。从而达到了操作最优化，运行费用较低，增加了设备的可行性的目的。第三章 工艺设计3.1 设计原则1. 严格执行国家环境保护有关法规，按规定的排放标准，使处理后的废气各项指标达到且优于标准指标。2. 采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。3. 工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，确保达标排放。4. 在运行过程中，便于操作管理、便于维
12、修、节省动力消耗和运行费用。3.2 处理方法选择3.2.1 除尘工艺根据除尘效率的要求，可以在该焦化厂使用的除尘方法有重力除尘器、旋风除尘器、惯性除尘器、湿式除尘、过滤出尘、电除尘和袋式除尘等。根据常用除尘器综合性能表：除尘器名称适用的粒径范围/效率/%阻力/pa设备费运行费重力沉降室50595988001200中中冲击式除尘59510001600中中上文丘里洗涤器0.519098400010000少多电除尘器0.51909850130多中上袋式除尘器0.51959910001500中上多我们得知：重力沉降室的主要优点是：结构简单，投资少，压力损失小（一般为50130pa），维修管理容易。但它
13、的体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。惯性除尘器用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘时，具有较高除尘效率。对粘结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。旋风除尘器使用的粒径范围较小，效率较高，但阻力较大。电除尘器以其处理烟气量大，除尘效率高，除尘器本体压力损失小（通常300Pa），运行维护简单、费用低等特点得到广泛应用，但电除尘器的使用也有其局限性，除尘效率易受烟气及粉尘的理化特性等诸多因素（如烟气温度、烟气湿度，烟气流速、粉尘粒径分布、粉尘粘度、含硫量等）的影响，尤其是在处理高比电阻粉尘及微细粉尘（电除尘器对微细粉尘捕集能力有限，因为微细粉尘难以荷电、电极振打产生二次扬尘，使捕集的粒子随气流逸出）的应用场合，电除尘器显示出其不适应性。 布袋除尘器能做到复杂工况下一般除尘器达不到的除尘效果。它不受粉尘粒径、粉尘成份、粉尘比电阻及烟尘温度（只要不烧袋）等因素的影响，并且一次性投资费用较低，所以布袋除尘成为当代比较经济有效的除尘方式。但布袋除尘也有其不利之处，如压力降较大（一
