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1、 市某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计师大学化学与材料科学学院环境工程专业20102011学年度第二学期期末大气污染控制工程课程设计：超学号：2008080707日期：2011年八月二十日第一篇 设计说明书目录第一章项目概述21.1项目名称、厂址21.1.1项目名称2市城区某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计21.1.2厂址21.2设计标准及规21.3 设计要求31.4设计原则31.5 设计参数31.6项目所在外环境关系（附图1）4第二章工艺设计42.1 除尘脱硫工艺选择42.2工艺原理52.3工艺流程设计52.3.1脱硫剂配制系统62.3.2脱硫除尘工艺设备设计62.3.3废水处理系统设计62.4
2、烟气排放分析72.5系统安全性、可靠性设计82.5.1厂区管道、管架、管沟82.5.2维护检修与起吊设施82.5.3防腐82.5.4材料8第一章 项目概述1.1 项目名称、厂址1.1.1项目名称市城区某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计1.1.2厂址市顺庆区西河路90号。1.2 设计标准及规1中华人民国大气污染防治法；2中华人民国环境保护法（1989年）； 3中华人民国大气污染防治法（2000年4月修订）； 4中华人民国固体废弃物污染防治法（1995年）； 5中华人民国水污染防治法（1996年）； 6建设项目环境保护管理条例国务院令第 253 号（1998年）； 7工业企业厂界噪声标准(GB123
3、48)8锅炉大气污染物排放标准、GB13271-20019建筑结构荷载规(GB50009)10建筑抗震设计规(GB50011)11构筑物抗震设计规(GB50191)12建筑设计防火规GHJ16 (GB50016-2006)1.3 设计要求本项目为某锅炉房的烟气除尘脱硫系统。要求设计的净化系统效果好、操作方便、投资省，且出口烟气浓度达到锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准，即：烟尘排放浓度200mg/Nm3、SO2排放浓度900mg/Nm3。其他还应要符合下列要求： 一、应能有效地燃烧所采用的燃料； 二、应有较高的热效率，并使锅炉的出力、台数和其他性能适应热负荷变化的需
4、要； 三、应有利于环境保护； 四、应使基建投资和运行管理费用较低； 五、宜选用容量和燃烧设备相同的锅炉，当选用不同容量和不同类型的锅炉时，其容量和类型不宜超过两种。1.4设计原则一项目的建设，严格遵守国家有关的法律、法规，严格执行国家保护环境、节约土地、劳动保护、安全卫生等有关方面的规定。二贯彻建设安全可靠、经济实用、符合国情、节能降耗的指导方针，精心设计，使建造方案经济合理、可用率高。三坚持专业化协作和社会化服务的原则，合理确定配套工程项目，提高运营管理水平，降低运营成本。1.5 设计参数锅炉型号：XL-4型，共1台锅炉设备的主要参数额定蒸发量主蒸汽压力主蒸汽温度燃煤量排烟量排烟温度（t/h
5、）（MPa）（）（t/h）（m3/h）（）2209.8154036.4440000140150设计耗煤量：650kg/h(台)排烟温度：160标准状态下烟气密度：1.3kg/m空气过剩系数：=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃烧成分的比例：14%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压：97.86kPa冬季室外空气温度：0标准状态下空气含水按0.01293kg/m烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值： CY=68% HY=4% SY =1% OY=5% NY=1% WY=6% AY=15% VY=13% 按锅炉大气污染物排放标准（GB 13271-2001）中二类区标准执行。 标准状态下烟尘浓度排
6、放标准：200mg/m 标准状态下二氧化硫排放标准：900mg/m 净化系统布置场地为锅炉房北侧15m以。标准状态下实际烟气量Q=1350 (m3/h) （学号7）1.6项目所在地城市概况乃“天府之国”，物华天宝，人文风流，生活环境宜人，古老嘉陵江畔的明珠，闻名遐迩的丝绸之乡，久负盛名的水果之州。是已有建城2200年悠久历史的文化名城，省八大中心城市之一，享有川北心脏之称。交通方便，达成铁路横贯东西，民用机场天天通航，两条国家级光缆和微波干线穿境而过。是川东北重要的物资商品集散地和陆的交通、通讯枢纽。是长江三峡经济区的重要组成部分，国家对外开放的重要口岸。市位于典型的中亚热带湿润季风气候区，具
7、有盆地底部共同的气候特征：四季分明，冬暖、春早、夏热、秋雨、多云雾。但若和盆底南部长江河谷地带相比，又有气温偏低、暴雨较多的差异。若和川西平原相比，又有气温偏高，春雨比重大的区别。夏季多吹偏南风，气候炎热，降水集中。全市各地平均气温差别不大，年均温15.8-17.8，一月均温5-6.9，七月均温26-28。全市年降水量在980-1150毫米之间，大致由西南向东北递减。降水季节分配不均，夏季约占全年的45%，秋季约占25%，冬季约占5%，春季约占25%，降水变率较大。市地形以浅丘为主，全市地势可分为北部低山区和南部丘陵区两貌单元。地貌由北向南缓倾，海拔高度256889米。地貌类型以丘陵为主，浅丘
8、带坝、中丘中谷、高丘低山类型地貌各占三分之一。1.7项目所在外环境关系（附图1）第二章 工艺设计2.1 除尘脱硫工艺选择目前, 世界上烟气脱硫工艺有上百种, 但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3 种。湿法脱硫工艺利用广泛, 占世界总量的85.0%, 其中石灰石膏法技巧成熟, 尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说, 具有投资较少, 运行用度低等长处, 非常合适我国的国情。脱硫除尘工艺比较选择如表1所示：表1脱硫工艺湿法半干法干法石灰石石膏法钠法双碱法氧化镁法氨法海水法喷雾干燥炉喷钙循环流化床等离子体脱硫效率/%909890989098909890
9、98709070856075609090可靠性高高高高一般高一般一般高高结垢易结垢不结垢不结垢不结垢不结垢不结垢易结垢易易不结垢堵塞堵塞堵塞不堵塞不堵塞不堵塞不堵塞堵塞堵塞堵塞不堵塞占地面积大小中小大中中中中中运行费用高很高一般低高低一般一般一般一般投资大小较小小大较小较小小较小大通过对脱硫除尘工艺湿法、半干法、干法的对比分析: 一来，石灰石膏法的脱硫效率普遍可以达到70%以上；二来，石灰石膏法脱硫设备的投资及运行成本费用较低，与氨法脱硫相比可以节约相当一部分资金；三来，脱硫副产品石膏，可综合利用。2.2工艺原理在水中，气相SO2被吸收并经下列反应离解：SO2(气)+H2OSO2(液) +H2
10、O SO2(液)+H2OH+HSO3-2H+SO32- 由于H+被OH-中生成H2O使得这一平衡向右进行，OH-离子是由水中溶解的石灰石形成的，且鼓入得气体可将生成的CO2带走。 CaCO3Ca2+CO32- CO32-+H2OOH-+HCO3-2OH-+CO2(液) CO2(液) +H2OCO2(气) +H2O 鼓入的空气也可用来氧化HSO3-和SO32-离子，最后生成石膏沉淀物。 HSO3-+1/2O2SO42-+H+ , SO32-+1/2O2SO42-+Ca2+CaSO42.3工艺流程设计烟气脱硫除尘工艺可分为脱硫剂配制系统、烟气脱硫除尘系统和循环水系统三大部分。每台锅炉配备1台旋流板
11、塔,锅炉烟气从烟道切向进入文丘里而后高速进入主塔底部,在塔螺旋上升中与沿塔下流的脱硫液接触,进行脱硫除尘,经脱水板除雾后,由引风机抽出排空。脱硫液从旋流板塔上部进入,在旋流板上被气流吹散,进行气液两相的接触,完成脱硫除尘器后从塔底流出,通过明渠流到综合循环池。2.3.1脱硫剂配制系统脱硫剂石灰液的制备系统主要由石灰石，灰斗、螺旋给料机、乳液贮槽、搅拌机、乳液泵等组成。2.3.2脱硫除尘工艺设备设计来自锅炉的含尘烟气首先进入文丘里管,进行初级喷雾降尘脱硫处理,而后以1522m/s的流速切向进入旋流板塔筒体,首先通过离心力的作用,烟气中的大颗粒被甩向塔壁,并被自上而下流动的吸收液捕集。当烟气高速通
12、过旋流塔板时,叶片上的吸收液被吹成很小的雾滴,尘粒、吸收液和雾滴相互之间在碰撞、拦截、布朗运动等机理的作用下,粒子间发生碰撞,粒径不断增大。同时高温烟气向液体传热时,尘粒被降温,使水汽凝结在粒子表面,粒子质量也随之增大,在旋流塔板的导向作用下,旋转运动加剧,产生强大的离心力,粉尘很容易从烟气中脱离出来被甩向塔壁,在重力作用下流向塔底,实现气固分离。对于烟气中那些微细尘粒,在通过一级塔板后不可能全部被捕集,还有一定数量的尘粒逸出,当其通过多层塔板后,微细尘粒凝并,质量不断增大后被捕集、分离,从而达到最佳除尘效果。1)文丘里管:文丘里管由满缩管、吼管和扩管三部分组成。2)旋流板塔:脱硫除尘塔(旋流
13、板塔)塔体采用麻石砌筑,主塔平台、支架、梯子等为碳钢,塔件包括喷头、旋流板、脱水器、检修孔、支架、接管,这些物件均采用316L不锈钢材质,以确保整套装置的使用寿命。设备外径为2540 mm (塔壁厚220mm) ,高度为17000mm。3)副塔:塔体采用麻石砌筑,主塔平台、支架、梯子等为碳钢,塔包括一层脱水器,增加脱水效果。设备外径为2000mm (塔壁厚200mm) ,高度为17000mm。4）石灰乳泵：脱硫石灰乳泵采用无堵塞离心泵，把脱硫碱液送给各层喷淋层喷嘴。 每台脱硫泵入口安装滤网，材质满足防腐要求。泵体及过流界面材质均耐腐耐磨，采用专用脱硫泵（最好选用变频泵）2.3.3废水处理系统设
14、计脱硫废水产生量较小,约0.5t/h, pH在67之间,主要含SO3, MgSO4和固体悬浮物等,建议将其汇入工厂原有沉淀池污水处理系统一并处理。2.4烟气排放分析经湿法脱硫洗涤净化后的冷烟气经脱水器脱水后,温度降至露点以下,通常为5060,所含水蒸气已近饱和,极易结露,对后续烟道腐蚀性较大,采用蒸汽再热器提高烟气扩散温度(80)后经烟囱排放。通过对锅炉烟气污染物净化,最终排放烟气中污染物浓度预计为:烟尘140mg/m3, SO2450mg/m3。工艺流程如图所示：工艺流程示意图2.5系统安全性、可靠性设计2.5.1厂区管道、管架、管沟 各系统的工艺管道均通过管架布置，在通过道路的地方设置桁架。吸收塔区域设管沟，把吸收混合液管道的冲洗、排放等混合液收集至
