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1、工业通风与除尘课程设计任务书工业通风与除尘课程设计任务书1.1.题目名称题目名称： DZL2-13 型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计2.2.设计依据及参数、设计内容及要求设计依据及参数、设计内容及要求1.设计原始资料 锅炉型号：DZL2-13 即，单锅筒纵置式链条炉，蒸发量 2t/h，出口蒸汽压力 13MPa 设计耗煤量：390kg/h 设计煤成分：CY=64.5% HY=4% OY=3% NY=1% SY=1.5% AY=18% WY=8%； VY15；属于中硫烟煤 排烟温度：160 空气过剩系数1.3 飞灰率16 烟气在锅炉出口前阻力 550Pa 污染物排放按照锅炉大气污染物排放
2、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 50m，90弯头 10 个。 3.设计内容及要求 （1）根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。 （2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净 化效率的影响因素等。 （3）除尘设备结构设计计算 （4）脱硫设备结构设计计算 （5）烟囱设计计算 （6）管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择 （7）根据计算结果绘制课程设计图3.设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、等：课程设计计算说明书一份，并按照规定格式打印装订；课程设计所
3、需图纸，要求作图规范，A1 纸打印。摘 要本次课程设计根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。对净化系统设计方案进行分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响分析等。除尘设备结构设计计算、脱硫设备结构设计计算、烟囱设计计算及管道系统设计、阻力计算、风机电机的选择，最后确定设备选型。使排放的烟气达到锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区执行标准。关键词：锅炉烟气；湿法脱硫；袋式除尘器目 录1.引言引言.- 1 -2.燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 .- 2 -2.1 所以由
4、上表可得燃煤所以由上表可得燃煤 1kg 的理论需氧量为：的理论需氧量为：- 2 -2.4 燃烧燃烧 1kg 该煤产生的理论烟气量为：该煤产生的理论烟气量为：.- 3 -2.5 二氧化硫质量为：二氧化硫质量为：.- 3 -2.6 烟气中飞灰质量为：烟气中飞灰质量为：.- 3 -2.7160时烟气量为：时烟气量为：- 3 -2.8 二氧化硫浓度为：二氧化硫浓度为：.- 3 -2.9 灰尘浓度为：灰尘浓度为： - 3 -2.10 锅炉烟气流量为：锅炉烟气流量为：.- 3 -3.袋式除尘器的设计袋式除尘器的设计 - 4 -3.1 袋式除尘器的除尘机理袋式除尘器的除尘机理 .- 4 -3.2 袋式除尘器
5、的主要特点袋式除尘器的主要特点.- 4 -3.3 除尘效率的影响因素除尘效率的影响因素 - 5 -3.4 运行参数的选择运行参数的选择- 5 -4.袋式除尘器设计袋式除尘器设计- 7 -5.填料塔的设计及计算填料塔的设计及计算.- 9 -5.1 吸收吸收 SO2 的吸收塔的选择的吸收塔的选择.- 9 -5.2 脱硫方法的选择脱硫方法的选择.- 10 -5.3 填料的选择填料的选择 - 12 -5.4 湿式石灰法脱硫运行参数的选择和设计湿式石灰法脱硫运行参数的选择和设计-12 -6.烟囱设计计算烟囱设计计算- 15 -6.1 烟囱出口直径的计算烟囱出口直径的计算: - 15 -6.2 烟气的热释
6、放率烟气的热释放率:.- 15 -6.3 烟囱几何高度烟囱几何高度:.- 15 -6.4 烟气抬升高度烟气抬升高度:- 16 -6.5 烟囱高度：烟囱高度： - 16 -6.6 烟囱底部直径烟囱底部直径:- 16 -6.7 烟囱抽力：烟囱抽力： - 16 -6.8 烟囱排放核算烟囱排放核算.- 17 -7.阻力计算阻力计算 .- 18 -7.1 管道阻力计算管道阻力计算- 18 -7.2 除尘器压力损失除尘器压力损失.- 19 -7.3 烟囱阻力计算烟囱阻力计算- 20 -7.4 系统总阻力的计算系统总阻力的计算.- 20 -8.引风机和电动机计算和选择引风机和电动机计算和选择 .- 21 -
7、8.1 风机风量的计算风机风量的计算- 21 -8.2 风机风压的计算风机风压的计算- 21 -8.3 电动机功率核算电动机功率核算- 21 -9.结论结论.- 23 -参考文献参考文献 - 24 -致谢致谢- 25 -附图附图1.引 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。随着国民经济的发展，能源的消耗量逐步上升，大气污染物的排放量相应增加。而就我国的经济和技术发展就我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在今后相当长时间内不会有根本性的改变。我国的大气污染仍将以煤烟型污染为主。因此，控制燃煤烟气污染是我国改善大气质量、减少酸雨
8、和 SO2危害的关键问题。我国是煤炭资源十分丰富的国家，一次能源构成中燃煤占 75左右。随着经济建设的持续性快速发展，以煤炭为主要构成的能源消耗也在持续增长。就我国煤碳消耗量从 1990 年的 9.8 亿吨增加到 1995 年的 12.8 亿吨；二氧化硫排放总量随着煤碳消费量的增长而急剧增加到 1995 年全国二氧化硫排放总量达到 2370 万吨；工业燃烧煤排放的烟尘总量 1478 万吨；工业粉尘排放量约为 639 万吨；全国汽车拥有量已超 1050 万辆比 1990 年增加 3420 万辆，汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化物排放总量逐年上升，在世界各国的排放量中位于前列，这已经成为制约我
9、国经济和社会发展的重要环境因素。2000 年，我国二氧化硫排放量为 1995 万吨，居世界第一位。据专家测算，要满足全国天气的环境容量要求，二氧化硫排放量要在基础上，至少消减 40%左右。此外，2000 年，我国烟尘排放量为 1165 万吨；工业粉尘的排放量为 1092 万吨，大气污染是我国目前第一大环境问题。因而已经到了我们不得不面对的时候，我们这里我们将用科学的态度去面对去防治。2.燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算已知： 设计耗煤量：390kg/h；设计煤成分：CY=64.5% HY=4% OY=3% NY=1% SY=1.5% AY=18% WY=8% VY15；属于中硫烟煤；排
10、烟温度：160；空气过剩系数1.3；飞灰率16假设燃烧 1Kg 该燃煤，计算可得下表：表表 2-1 KgKg 煤燃烧计算表煤燃烧计算表质量（g）摩尔质量（g/mol）物质的量（mol）耗氧量（mol）C645 1253.7553.75H4022010O3032-0.94-0.94N10280.36 0S15320.470.47W80184.440A180/02.1 所以由上表可得燃煤 1kg 的理论需氧量为：mol/Kg 煤63.2894. 047. 01075.53 2OnV=63.28 22.4=1417.472L/Kg 煤 2O2.2 干空气中氮和氧物质的量之比为 3.78， 则 1kg
11、 该煤完全燃烧理论需空气量为： V =1417.472 (1+3.78)=6775.5L6.8m0 a32.3 实际所需空气量为： V = 6.8 1.3=8.84m /Kg 煤a32.4 燃烧 1kg 该煤产生的理论烟气量为：V=V+V+V+V0 fg2COOH22SO2N=（53.75+10+4.44+0.47+0.36+63.28 3.78）10004 .22=6.9m3实际烟气量为： V=6.9+8.84-6.8=8.94mfg32.5 二氧化硫质量为：m=0.47 64=30.08g=30080mg 2SO2.6 烟气中飞灰质量为：m =180 0.16=28.8g=28800mgA
12、2.7 160时烟气量为：V=14.2m00 TTV 273)160273(94. 832.8 二氧化硫浓度为：=mg/m 2SO3 .21182 .143008032.9 灰尘浓度为： =2028.2mg/mA2 .142880032.10 锅炉烟气流量为：Q=V 390=14.2 390=5538m /h=1.54m3/s33.袋式除尘器的设计3.1 袋式除尘器的除尘机理含尘气体通过袋式除尘器时，其过滤过程分两个阶段进行。首先，含尘气体通1过清洁滤料(新的或清洗过的植料)，粉尘被捕集，此时滤料纤维起过滤作用，过滤效率为 50 一 80。随着过滤过程的进行，被阻留的粉尘不断增加一部分灰尘嵌入
13、滤料内部，另一部分则覆盖在滤料表面形成一层粉尘层，此时含尘气体主要通过粉尘层进行过滤这是袋式除尘器的主要滤尘阶段。袋式除尘器的除尘效率之所以很高，主要依靠滤料表面形成的这层粉尘层。袋式除尘器的捕尘机理包括筛滤、惯性碰撞、拦截、扩散、重力沉降23.2 袋式除尘器的主要特点(1) 除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的除尘效率，一般可达 99。如果在设计和维护管理时给予充分注意，除尘效率不难达到 99.9以上。(2) 适应性强，可以捕集不同性质的粉尘。例如，对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器比电除尘器优越。此外，入口含尘浓度在一相当大的范围内变化时，对除尘效率和阻力的影响都不大。(3) 使用灵活，处
14、理风量可由每小时数百立方米到数十万立方米。可以做成直接安装于室内、机器附近的小型机组，也可以做成大型的除尘器室。(4) 结构简单，可以因地制宜采用直接套袋的简易袋式除尘器，也可采用效率更高的脉冲清灰袋式除尘器。(5) 工作稳定，便于回收干料，没有污泥处理、腐蚀等问题，维护简单。(6) 应用范围受到滤料耐温、耐腐蚀性能的限制，特别是在耐高温性能方面，目前涤纶滤料适用于 120130，而玻璃纤维滤料可耐 250左右，若含尘气体温度更高时，或者采用造价高的特殊滤料，或者采取降温措施。这会使系统复杂化，造价也高。(7) 不适宜联结性强及吸湿性强的粉尘，特别是含尘气体温度低于露点时会产生结露，致使滤袋堵
15、塞。(8) 处理风量大时，占地面积大，造价高。(9) 滤料是袋式防尘器中的主要部件，其造价一般占设各费用的 10一 15左右，滤料需定期更换，从而增加了设备的运行维护费用，劳动条件也差。 3.3 除尘效率的影响因素除尘效率是衡量除尘器性能最基本的参数，它表示除尘器处理气流中粉尘的能力，它与滤料运行状态有关，并受粉尘性质、滤料种类、阻力、粉尘层厚度，过滤风速及清灰方式等诸多因素影响。3.4 运行参数的选择此次用袋式除尘器所除烟气系含硫煤燃烧生成，其温度高，其中颗粒物摩擦强，又有一定浓度的二氧化硫和水蒸气，腐蚀性强，通过对各种滤料和清灰方式的研读，决定采用聚四氟乙烯滤料，反吹风方式清灰。选用长 4
16、 米，直径 100 毫米的圆筒形滤布。160时，烟气密度大约为 0.817，烟囱出口处大约为 0.756。国标3/mKg3/mKg中二类地区排放烟气最大浓度为 200。3/mmg设计的除尘器的除尘效率为：%14.902 .2028200110CCt袋式除尘器的除尘效率一般都在 99以上，完全符合此次设计的要求。表表 3.1 各种滤料性能各种滤料性能4耐温/K滤料名称直径/m长期最高吸水率/%耐酸性 耐碱性 强度棉织物10-20348-3583688很差稍好1蚕丝18353-36337316-22羊毛5-15353-36337310-15稍好很差0.4尼龙348-3583684.0-4.5稍好好2.5奥纶398-4084236好差1.6涤纶4134336.5好差1.6玻璃纤维5-85234.0好差1芳香族聚酰胺4935334.5-5.0差好2.5聚四氟乙烯493-5230很好很好2.
