内蒙古科技大学大学课程设计-大气污染控制工程

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1、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,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

2、的积聚,除尘器的效率和阻力都相应的增加,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。卸灰阀2、支架3灰斗4. 箱体5. 滤袋二电磁脉冲阀K,储V徐9, 喷件10. 清精窒】顶孟12.环隙引射器口.净化气休出II14,律樂气体人II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

3、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涤轮绒布,使用温度一般不超过 120C,经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤袋,使用温度一般

4、不超过 250C,棉毛 织物一般适用于没有腐蚀性;温度在 80-90 C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

5、效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、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石灰石一一石膏法脱硫工艺原理及流程石灰石一一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,最终反应产物为石膏。吸收塔内的反应、传 递也极为复杂,总的反应为:CaCO3 SO

6、, 2H2O CaSQ 2H2O CO2脱硫后的烟气经除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SO 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。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SQ的吸收率及设备的结垢、腐蚀 程度等,而

7、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4.55.5之间。液气比33石灰石法喷淋塔的液气比一般在(1525)L/m。取L/G= 18L/ m,贝液体用量 L =18Q =18 3.52 106.34 105 L h 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:A = Q= 3.67 103.40m2V 3 汉 3600低洗涤温度有利于SO的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在100C以下。100C左右的原烟气进入吸收塔后,经过多级喷淋

8、层的洗涤降温 到吸收塔出口时温度一般为(4570) C3. 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:=1.25飞灰率=29%YY0=6%N=1%丫丫W = 12%VY= 18%2类区新建排污项目执行烟气在锅炉出口前阻力:850Pa设计煤成分:C = 63.2%H Y =3%SY =0.8%AY =14%污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度200m 90弯头40个4. 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烟气量的

9、计算质量/g摩尔数(原子)/mol需氧量(分子)/mol生成物(分子)/molC632632/12=52.6752.6752.7H3030/仁 3015/2=7.51506060/16=3.75S88/32=0.250.250.25A140理论需要量:52.67 7.5 0.25 =60.42mol kg理论空气量:60.42 22.41001000x21二 6.44 m3 kg实际烟气量:Q 527025 152246.44791000标态下烟气流量:1006.44 1.25 1 120= 8.37 m3 kg18 1000Q=Qs 设计耗煤量=8.37 4.2 1000 = 3.52 10

10、4 m3 h烟气含尘浓度8.37飞灰率 AYO.29 140 1000 -A 13mg,m32的浓度Cso20.25 64 10008.37= 1.91 103 mg m34.2除尘器的选择除尘效率=1 -C200 3 二 95.88%4.85 103除尘器的选择工况下烟气流量:q=Q3.52 104273 160 rm 104m315.5m3 s273所以采用脉冲袋式清灰除尘器4.3除尘器的设计过滤面积4-930m3A Q5.58 10A =60v60 1432滤袋的尺寸单个滤袋直径:D = 200 300mm,取 D = 250mm单个滤袋长度:L =2 12m,取 L =8.2mL 8

11、2滤布长径比一般为5 40 ,328D 0.25每条滤袋面积3a 二二DL=3.14 0.25 8.2 = 6.44m9306.44= 144.4 :- 144条滤袋条数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喷淋塔喷淋塔内流量计算假设喷淋塔内平均温度为80 C,压力为120KPa则喷淋塔内烟气流量为:273+/ 101.324XX273 Pa式中:一喷淋塔内烟气流量,标况下烟气流量,;K除尘前漏气系数,00.1 ;代入公式得:Qv 二 15.5273 8010

12、1.3241 0.06 二 17.94m3 s4.4.2 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V = 4m. s ,则喷淋塔截面A为:17.944=4.485m则塔径d为:4A _ 4 4.485一二 一 3.14=2.39m取塔径D = 2400mm 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: = 4x4=16/(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(3.4 3.5)m

13、o则取除雾区高度为:H3.5m(3) 浆池高度浆池容量Vi按液气比浆液停留时间ti确定:% J/GxQq式中:lg 液气比,取18L m3 ;Q 标况下烟气量,m3h ;t 1浆液停留时间,s;一般11为4min 8min,本设计中取值为5min,则浆池容积为:3453Vi =18 10-5.58 1083.7m60选取浆池直径等于或略大于喷淋塔 D,本设计中选取的浆料直径为 Db5m 然后再根据Vi计算浆池高度:式中:h。一浆池高度,mV 1浆池容积,m3 ;D o浆池直径,m。4 83.73.14 52二 4.26m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

14、淋塔高度喷淋塔高度为:Ht = H1 H2 h =16 3.5 4.26 二 23.76m4.4.4新鲜浆料的确疋CaO s SO2 g 2H2O i = CaSQ 2H2O s1mol 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:1.05 0.5 14 103 = 7350 mol. h7350 561000=411.6 kg ., h5. 烟囱设计计算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:式中:卜烟囱的有效高度,mh s烟囱的几何高度,m汨一烟囱抬升高度,m5.1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60m烟气释放热计算Q沪Q3圮忍冥式中:Qh 烟气热释放率,kw;Pa 大气压力,取邻近气象站年平均

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