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1、大气污染控制工程课程设计1.袋式除尘器1.1 袋式除尘器的简介袋 式 除 尘 器 是 一 种 干 式 滤 尘 装 置 。 它 适 用 于 捕 集 细 小 、 干 燥 、 非 纤 维 性粉 尘 。 滤 袋 采 用 纺 织 的 滤 布 或 非 纺 织 的 毡 制 成 ， 利 用 纤 维 织 物 的 过 滤 作 用 对含 尘 气 体 进 行 过 滤 ， 当 含 尘 气 体 进 入 袋 式 除 尘 器 地 ， 颗 粒 大 、 比 重 大 的 粉 尘 ，由 于 重 力 的 作 用 沉 降 下 来 ， 落 入 灰 斗 ， 含 有 较 细 小 粉 尘 的 气 体 在 通 过 滤 料 时 ，粉 尘 被 阻 留
2、 ， 使 气 体 得 到 净 化 。 一 般 新 滤 料 的 除 尘 效 率 是 不 够 高 的 。 滤 料 使用 一 段 时 间 后 ， 由 于 筛 滤 、 碰 撞 、 滞 留 、 扩 散 、 静 电 等 效 应 ， 滤 袋 表 面 积 聚了 一 层 粉 尘 ， 这 层 粉 尘 称 为 初 层 ， 在 此 以 后 的 运 动 过 程 中 ， 初 层 成 了 滤 料 的主 要 过 滤 层 ， 依 靠 初 层 的 作 用 ， 网 孔 较 大 的 滤 料 也 能 获 得 较 高 的 过 滤 效 率 。随 着 粉 尘 在 滤 料 表 面 的 积 聚 ， 除 尘 器 的 效 率 和 阻 力 都 相 应
3、 的 增 加 ， 当 滤 料 两侧 的 压 力 差 很 大 时 ， 会 把 有 些 已 附 着 在 滤 料 上 的 细 小 尘 粒 挤 压 过 去 ， 使 除 尘器 效 率 下 降 。 另 外 ， 除 尘 器 的 阻 力 过 高 会 使 除 尘 系 统 的 风 量 显 著 下 降 。 因 此 ，除 尘 器 的 阻 力 达 到 一 定 数 值 后 ， 要 及 时 清 灰 。 清 灰 时 不 能 破 坏 初 层 ， 以 免 效率 下 降 。大气污染控制工程课程设计袋式除尘器的结构图1.2 袋式除尘器的清灰方式主要有 (1)气体清灰：气体清灰是借助于高压气体或外部大气反吹滤袋，以清除滤袋上的积灰。气
4、体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反吸风清灰。 (2 )机械振打清灰：分顶部振打清灰和中部振打清灰（均对滤袋而言） ，是借助于机械振打装置周期性的轮流振打各排滤袋，以清除滤袋上的积灰。 (3 )人工敲打：是用人工拍打每个滤袋，以清除滤袋上的积灰。1.3 袋式除尘器的分类(1 )按滤袋的形状分为：扁形袋（梯形及平板形）和圆形袋（圆筒形） 。 (2 )按进出风方式分为：下进风上出风及上进风下出风和直流式（只限于板状扁袋） 。 (3 )按袋的过滤方式分为：外滤式及内滤式。 滤料用纤维，有棉纤维、毛纤维、合成纤维以及玻璃纤维等，不同纤维织成的滤料具有不同性能。常用的滤料有 208 或 901 涤轮绒
5、布，使用温度一般不超过 120，经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤袋，使用温度一般不超过 250，棉毛织物一般适用于没有腐蚀性；温度在 80-90以下含尘气体。1.4 袋式除尘器的优点(1 )除尘效率高，可捕集粒径大于 0.3 微米的细小粉尘，除尘效率可达 99%以上。 (2 )使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以作为直接设于室内，机床附近的小型机组，也可作成大型的除尘室，即“袋房” 。 (3 )结构比较简单，运行比较稳定，初投资较少（与电除尘器比较而言）,维护方便。 所以，袋式除尘器广泛应用于消除粉尘污染，改善环境，回收物料等。2.湿式石灰脱硫技 术 是 用 含 有 吸
6、 收 剂 的 溶 液 或 浆 液 在 湿 状 态 下 脱 硫 和 处 理 脱 硫 产 物 ， 该法 具 有 脱 硫 反 应 速 度 快 、 设 备 简 单 、 脱 硫 效 率 高 等 优 点 ， 但 普 遍 存 在 腐 蚀 严大气污染控制工程课程设计重 、 运 行 维 护 费 用 高 及 易 造 成 二 次 污 染 等 问 题 。 石 灰 石 石 膏 法 脱 硫 工艺 是 世 界 上 应 用 最 广 泛 的 一 种 脱 硫 技 术 ， 日 本 、 德 国 、 美 国 的 火 力 发 电 厂 采用 的 烟 气 脱 硫 装 置 约 90%采 用 此 工 艺 。2.1 石 灰 石 石 膏 法 脱 硫
7、 工 艺 原 理 及 流 程石 灰 石 石 膏 法 脱 硫 工 艺 采 用 廉 价 易 得 的 石 灰 石 或 石 灰 作 脱 硫 吸 收 剂 ，石 灰 石 经 破 碎 磨 细 成 粉 状 与 水 混 合 搅 拌 成 吸 收 浆 液 ， 当 采 用 石 灰 为 吸 收 剂 时石 灰 粉 经 消 化 处 理 后 加 水 制 成 吸 收 剂 浆 液 。 在 吸 收 塔 内 ， 吸 收 浆 液 与 烟 气 接触 混 合 ， 烟 气 中 的 二 氧 化 硫 与 浆 液 中 的 碳 酸 钙 以 及 鼓 入 的 氧 化 空 气 进 行 化 学反 应 从 而 被 脱 硫 ， 最 终 反 应 产 物 为 石
8、膏 。 吸 收 塔 内 的 反 应 、 传 递 也 极 为 复 杂 ，总 的 反 应 为 ： 脱硫后的烟气经除22423 COHaSOSCa雾器除去携带的细小液滴，经烟囱排入大气，脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收利用。剩余浆液与新加入的石灰石浆液一起循环，这样就可以使加入的吸收剂充分被利用，并确保石膏晶体的增长。石膏晶体的正常增长是最终产品处理比较简单的先决条件。新鲜的吸收剂石灰石浆液根据 pH 值和分离 SO2量按一定比例直接加入吸收塔。2.2 脱硫效率的主要影响因素湿式烟气脱硫工艺中，吸收塔循环浆液的 pH 值、液气比、烟气速度、烟气温度等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。2.1.1
9、 吸收塔洗涤浆液的 PH吸收塔洗涤浆液中 pH 值的高低直接影响 SO2 的吸收率及设备的结垢、腐蚀程度等 , 而且脱硫过程的 pH 值是在一定范围内变化的。长期的研究和工程实践表明, 湿法烟气脱硫的工艺系统一般要求洗涤浆液的 P H 值控制在 4.5 5.5之间。2.1.2 液气比石灰石法喷淋塔的液气比一般在(1525)L/m 3。取 L/G18L/m 3，则：液体用量 hLQL5410.652.318大气污染控制工程课程设计2.1.3 烟气流速和烟气温度目前, 将吸收塔内烟气流速控制在(2.63.5)m/s 较合理,典型值为3m/s。则吸收塔的截面积为： 240.3617.mVQA低洗涤温
10、度有利于 SO2 的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在 100以下。100左右的原烟气进入吸收塔后, 经过多级喷淋层的洗涤降温, 到吸收塔出口时温度一般为(4570)。3.设计条件： 锅炉型号：SHS35-39 即双锅筒横置式燃烧炉，蒸发量 35t/h，出口蒸汽压力39MP设计耗煤量：4.2t/h排烟温度： 160空气过剩系数： 5.2飞灰率=29%烟气在锅炉出口前阻力：850Pa设计煤成分： %2.63YC3YH%6YO1YN80S14A12W8V污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中 2 类区新建排污项目执行连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度 200m， 弯头 4
11、0 个。904.设计计算4.1 计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度4.1.1 烟气量的计算质量/g 摩尔数（原子）/mol需氧量（分子）/mol生成物（分子）/molC 632 632/12=52.67 52.67 52.7H 30 30/1=30 15/2=7.5 15大气污染控制工程课程设计O 60 60/16=3.75S 8 8/32=0.25 0.25 0.25A 140理论需要量： kgmol2.4605.7.652理论空气量： 3.10.4.实际烟气量： kgmQS 37.810425.24.679.125.0752 标态下烟气流量： hS 34.10.38设 计 耗
12、煤 量4.1.2 烟气含尘浓度 35.8437.8920mgQACSY飞 灰 率4.1.3 SO2的浓度 3109.16452SO4.2 除尘器的选择4.2.1 除尘效率 %8.95108.4213CS4.2.2 除尘器的选择工况下烟气流量： smhTQ3344 .51058.2731605. 所以采用脉冲袋式清灰除尘器。4.3 除尘器的设计4.3.1 过滤面积大气污染控制工程课程设计 34901658.0mvQA4.3.2 滤袋的尺寸单个滤袋直径： ，取D2D25单个滤袋长度： ，取L1L.8滤布长径比一般为 ，4053.4.3.3 每条滤袋面积 34.628.13mDLa4.3.4 滤袋条
13、数 条1.4.690An4.3.5 滤袋布置 按矩形布置：（A）a.滤袋分 4 组;b.每组 36 条；c.组与组之间的距离：250mm（B）组内相邻滤袋的间距：70mm（C）滤袋与外壳的间距：210mm4.4 喷淋塔4.4.1 喷淋塔内流量计算假设喷淋塔内平均温度为 ，压力为 120KPa，则喷淋塔内烟气流量为：C80o式中： 喷淋塔内烟气流量， ；标况下烟气流量， ；K除尘前漏气系数，00.1；代入公式得： smQV 394.1706.20134.27835.1 大气污染控制工程课程设计4.4.2 喷淋塔径计算依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择喷淋塔内烟气流速 ，smv4则喷淋塔截面
14、 A 为： 285.4.917mvQA则塔径 d 为： d39.214.取塔径 mD240o4.4.3 喷淋塔高度计算喷淋塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。(1) 吸收区高度依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s，则喷淋塔的吸收区高度为：mvtH401(2) 除雾区高度除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(3.43.5)m。则取除雾区高度为： mH5.32(3) 浆池高度浆池容量 V1按液气比浆液停留时间 t1确定：1/tQGLV式中：液气比，取 ；GL318mQ标况下烟气量， ；h大气污染控制工程课程设计t1浆
15、液停留时间，s；一般 t1为 ，本设计中取值为 ，则浆池容积为：min8i4min53431 8.26019.20V选取浆池直径等于或略大于喷淋塔 D0，本设计中选取的浆料直径为m，然后再根据 V1计算浆池高度：D30014h式中：h 0浆池高度，m；V1浆池容积， ；3D0浆池直径，m。 mh65.431.82o从浆池液面到烟气进口底边的高度为 0.8 2m。本设计中取为 2m。(4) 喷淋塔高度喷淋塔高度为： mhHt 15.486.534021 o4.4 新鲜浆料的确定 slgs OHCaSSOCa23221mo4.l 1mol因为根据经验一般钙/硫为：1.05：1.1，此处设计取为 1.05 则由平衡计算可得 1h 需消耗 CaO 的量为：31.0541075molh76.kg5.烟囱设计计算大气污染控制工程课程设计具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度，因此烟囱的有效高度为：HS式中：H烟囱的有效高度，m；Hs烟囱的几何高度，m；烟囱抬升高度，m。5.1 烟囱的几何高度的计算查相关资料可得燃烧锅炉房烟囱最低允许高度设为 Hs为 60m5.1.1 烟气释放热计算SVHTQPa35.0式中： 烟气热释放率，kw；HQ大气压力，取邻
