《大气课程设计---啤酒厂的燃煤锅炉烟气进行除尘处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大气课程设计---啤酒厂的燃煤锅炉烟气进行除尘处理（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、前言前言近年来，虽然我国大气污染防治工作取得了很大的成效，但由于各种原因，我国大气环境面临的形势仍然非常严峻，大气污染物排放总量居高不下。现在，全国二氧化硫年排放量高达 1857 万吨，烟尘 1159 万吨，工业粉尘 1175 万吨，大气污染仍然十分严重。全国大多数城市的大气环境质量超过国家规定的标准。酸雨区污染日益突出，酸雨区由 80 年代的西南局部地区发展到现在的西南、华南、华中和华东四个大面积的酸雨区，酸雨覆盖面积已占国土面积的 30%以上，我国已成为继欧洲、北美之后的世界第三大重酸雨区。据预算，21 世纪上半叶，我国能源开发、利用和消费将会有一个较大幅度的增长，而我国能源资源的特点和经
2、济发展水平，决定了一煤为主的能源结构将长期存在。因此控制煤烟型大气污染将长期作为我国大气污染控制领域的主要任务。本次课程设计是针对啤酒厂的燃煤锅炉烟气进行除尘处理，烟气中的二氧化硫、粉尘等大气污染物都是我们要处理的重点对象。希望通过本次设计，我们对除尘设备、除尘系统以及各种除尘器的工作原理有更深的理解，对工程设计中的概预算、设备选型问题能熟练选择和计算。设计说明书设计说明书1、设计任务设计任务某啤酒厂蒸发量为 5t/h 的燃煤锅炉除尘设计。 （考虑脱硫）设计资料燃煤质的组成比如下：C 为 66.27%；灰分为 12.2%；S 为 1.12%；H 为4.02%；H2O 为 3.4%；O 为 11
3、.98%；N 为 1.01%锅炉热效率为 80%，空气过剩系数 1.2，煤的低位发热量为25246kJ/kg，水的蒸发热为 2570.89kJ/kg，烟尘排放因子为 70%设计参数：烟气正常工作温度 1502、当地气象条件当地气象条件年平均气愤 17，极端最高最低气温为 40.7 和-11.0气温最高 7 月份，平均气温 29.2；气温最低 1 月份，平均气温 3.9全年主导风向 E，年平均风速为 2.2m/s,年最大风速为 17.0 m/s年平均气压 101.2Kpa,大气稳定度为中性 D 类当地环境空气质量标准：二级3、燃煤锅炉烟气的组成燃煤锅炉烟气的组成煤的可燃成分主要是由碳、氢及少量氧
4、、氮和硫等一起构成的有机聚合物。煤中的硫主要是以黄铁矿硫、硫酸盐硫、有机硫和元素硫四种形态存在。燃煤锅炉烟气是气体和烟尘的混合物，烟气的成分很复杂，主要是 CO2、SO2、N2 和水蒸气；烟尘主要有粉尘、飞灰、黑烟等。锅炉烟气中含的污染物成分复杂，有的污染物有毒性，甚至排除后可能会形成二次污染物，二次污染物的危害更大。燃煤形成烟气的过程受温度、空燃比、空气过剩量等因素的影响，其产生的烟气成分也不同。4、烟气排放指标根据我国 GB 90781996工业炉窑大气污染物排放标准中的二级标准可查得：标况下，烟尘排放浓度应100mg/mN，SO2排放浓度应850mg/mN。5、课程设计的依据大气污染物综
5、合排放标准 GB16297-1996工业企业设计卫生标准 GBZ1-20026、设计范围本次课程设计主要包括烟气管道、除尘设备、系统烟囱的尺寸等，附图包括平面布置图、立面图、工艺流程图、主要设备构筑图各一张。 7 7、设计原则设计原则本次课程设计应遵循以下原则：1、本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，处理后各项均达到城市大气污染物排放要求。2、针对本工程的具体情况和特点，在技术上满足工艺生产及环境保护对含尘气体的治理要求，在经济上是最合算的。3、选用的方案尽量做到消耗资源少，并且对环境影响最小。4、管理、运行、维修方便，尽量考虑操作方便，减少劳动强度。5、在不影响处理效果的前提下，尽
6、量减少占地面积和运行成本。6、在具体选型设计时要结合生产实际状况、参考国内外类似工作的实际经验和先进技术全面考虑，处理好三个技术性能指标的关系。8 8、烟气中二氧化硫的控制烟气中二氧化硫的控制二氧化硫是主要的致酸因子之一，由于二氧化硫的过量排放而带来的大气污染是我们的主要控制目标之一。每年由于酸沉降而引起植被死亡、土壤酸化、鱼虾减少正严重地威胁着我们的生态环境，威胁着人类的生存。因此，我们必须对烟气中的二氧化硫加以监控和处理，以减少环境负荷。近年来，脱硫技术有了较快地发展，有很多工艺已投入生产应用。当前应用的烟气脱硫方法大致有三类：干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫。三类方法的比较如下: 干法半干
7、法湿法环境性能一般一般好工艺流程简易情况简单较简单吸收剂制备要求较高，流程较复杂工艺技术指标脱硫率可达 90%以上，并可除一部分氮脱硫率 80%，钙硫比 1.5，利用率50%脱硫率 95%，钙硫比 1.1，利用率 90%吸收剂获得一般较易容易脱硫副产品副产品为硫氨和硝氨混合物，含氮量20%以上，可用做氮肥或复合肥料脱硫渣为烟尘、CaSO 、CaSO 、C43a(OH) 的混合物，2目前尚不能利用脱硫渣为 CaSO及少量烟尘，4可综合利用或送堆渣场堆放技术成熟度国内已工业示范商业化商业化对锅炉、除尘器及的影响脱硫工艺在除尘器之前，对除尘器的运行有较大的影响脱硫工艺在除尘器之前，对除尘器的运行有较
8、大的影响脱硫工艺在除尘器后面，对锅炉燃烧和除尘系统基本没有影响FGD 占电厂总投资的比例1015%812%1319%脱硫成本（元/吨）14001600900120010001400占地面积小中大经上述比较可知，湿法脱硫较好。湿法脱硫中的石灰石/石灰湿法脱硫较经济、高效、管理较方便，可达到排放要求，因而本次脱硫可采用此法。九、烟气除尘九、烟气除尘1、除尘器的类型按作用于除尘器的外力或作用机理不同，除尘器可分为四大类：机械除尘器；湿式除尘器；电除尘器；袋式除尘器。用于一级预处理的的除尘设施：重力沉降室、旋风除尘器、惯性除尘器等。可用于二级高效除尘的除尘器：电除尘器、喷雾塔洗涤器、文丘里洗涤器、袋
9、式除尘器等。2、除尘器的性能指标(1)处理气体的流量。（2）除尘器的压力损失。(3)除尘效率。(4)设备基建投资与运转管理费用。(5)使用寿命。(6)占地面积或占用空间体积。其中：为技术性能指标；经济性能指标。3、除尘器的选择要求选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等，其中最主要的是除尘效率。选择除尘器时以下问题要特别引起注意：（1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放要求；（2）粉尘颗粒的物理性质对除尘器性能具有较大影响；（3）气体的含尘浓度；（4）烟气温度和其他性质是选择除尘设备时必须考虑的因素；（5）选择除尘器时，需考虑收集粉尘的处理问题；（6）选
10、择除尘器需要考虑的其他因素。4、除尘器的选用考虑到除尘后粉尘的处理，选用干式除尘器较方便。干式除尘器中的电除尘器和袋式除尘器是应用最广的，且可以达到除尘要求。下面对电除尘器和袋式除尘器加以比较。 （1）袋式除尘器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，使气体得到净化。袋式除尘器结构主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体（灰斗） 、清灰系统和排灰机构等部分组成。袋式除
11、尘器性能的好坏，除了正确选择滤袋材料外，清灰系统对袋式除尘器起着决定性的作用。为此，清灰方法是区分袋式除尘器的特性之一，也是袋式除尘器运行中重要的一环。A、袋式除尘器的分类 按滤袋的形状分为：扁形袋（梯形及平板形）和圆形袋（圆筒形） 。 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） 。 按袋的过滤方式分为：外滤式及内滤式。 B、袋式除尘器的清灰方式 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。气体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反吸风清灰。 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
12、打各排滤袋，以清除滤袋上的积灰。 人工敲打：是用人工拍打每个滤袋，以清除滤袋上的积灰。C、袋式除尘器的优点a除尘效率高，一般在 99以上，除尘器出口气体含尘浓度在数十 mg/m3 之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。 b 处理风量的范围广，小的仅 1min 数 m3，大的可达 1min 数万 m3,既可用于工业炉窑的烟气除尘，减少大气污染物的排放。 c 结构简单，维护操作方便。 d 在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器。 e 采用玻璃纤维、聚四氟乙烯、P84 等耐高温滤料时，可在 200以上的高温条件下运行。f 对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响。D、袋式除尘器的缺点袋式
13、除尘器的应用主要受滤料的耐高温和耐腐蚀性的影响，特别是在耐高温方面，目前常用的滤料如涤纶，适用于 120-130，而玻璃纤维等可耐250左右，烟气温度更高时，或者要采用造价高的特殊滤料或者采用烟气降温措施。其结果会导致除尘系统复杂化，造价也高。处理高温含尘烟气时，需要采取降温措施，会导致除尘系统复杂化和造价的提高；如果使用特殊滤料，将会增大投资费用。不适用于粘结性强及吸湿性强的粉尘，特别是烟气温度不能低于露点温度，否则会产生结露，致使滤袋堵塞。净化烟气量小于 17000m /h 时，投资费用比电除尘器少；烟气量大于317000m /h 时，投资费用比电除尘器大。3袋式除尘器不同程度上存在着占地
14、面积大、滤带易损坏、换袋困难、劳动条件差等问题。（2）电除尘器电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在积尘板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。它与其他除尘过程的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子能耗小、气流阻力也小的特点。由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以即使对亚微米级的粒子也能有效地补集。A、电除尘器的分类电除尘器分为单区和双区：双区点出扯起主要用于他通风空气的净化和某些轻工业部门；单区电除尘器分为管式和板式，板式电除尘器为工业上应用的主要型式，管式电除尘器用于气体流量小、
15、含雾滴气体或需要用水洗刷电极的场合。B、电除尘器的组成主要组成部件：点晕电极、集尘板、高压供电设备、气流分布板。C、电除尘器的优点 净化效率高，如设计合理，安装施工质量高，电除尘器可达到任何除尘效率的要求。可以处理品的烟气量大。一般单台电除尘器处理烟气量从几万每小时到几十万立方米，在工业上能净化 10 10 m /h 烟气的电除尘器已得到普遍使563用。能捕集细小颗粒，除尘效率高可达 99%。对于粒径为 1m 以下的粉尘仍有很高的效率。能净化温度较高的气体，耐温性能好，一般情况下，电除尘器可在 350C400C 之间工作。电除尘器结构简单，气流速度低，压力损失小一般不超过 200300Pa，并
16、且能耗比其它类型除尘器要低，如净化 1000m /h 的烟气时，电除尘器的能耗3约为 0.20.8KW.h。操作控制的自动化程度高。远距离操作，减少维护工作量，运行费用低。D、电除尘器的缺点建造电除尘器一次投资费用高，钢材消耗量大。据估算，平均 1m 收尘2面积所需我钢材大约为 3.54t。电除尘器的除法效率受粉尘的物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出。净化小于 104或大于 1011的粉尘粒子，除尘效率是很cm低的。电除尘器不适于净化高含尘浓度的气体。若要使用，需要设置一级预除尘装置。设备庞大，占地面积多；对设备制造、安装质量和维修管理技术要求很高。高压操作，需特别注意人身安全；负电极在电晕放电时会导致臭氧的产生。通过以上比较，本次设计采用袋式除尘器较为合适。袋式除尘器的除尘效率一般可达 99%以上，具有效率高、性能稳定可靠、操作简单、能耗相对较低、较经济
