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1、课程设计说明书项目类别 大气污染控制工程题 目燃煤锅炉房烟气脱硫除尘姓 名学号系、部 环境工程与科学系专业班级指导教师目录1总 论11.1概述11. 2烟气脱硫方法分析11. 2. 1 石灰TT / 石灰法21.2.2钠碱法31. 2. 3双碱法31.2.4 氧化镁法31.2.5 氨法3L 3烟气除尘方法分析41. 4设计依据和原则52除尘脱硫系统62. 1方案的确定及其论证62. 2工艺流程描述72. 2. 1烟气脱硫除尘工艺流程73. 2. 2烟气脱硫除尘基本原理82.2.3湿式除尘脱硫的废水处理83工艺计算103. 1排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算103. 1. 1标准状态下理论空气量
2、103. 1. 2标准状态下理论烟气量103. 1. 3标准状态下的实际烟气量io4. 1. 4标准状态下烟气含尘浓度103.1.4标准状态下烟气中含二氧化硫浓度113. 2除尘效率123. 2. 1除尘效率123.2.2除尘器的选择123.3管网阻力及压损的计算143. 3. 1管径的确定143.3.2摩擦压力损失143. 3. 3局部压力损失153.3烟囱的设计163.3 . 1烟囱高度的确定163.4 .2烟囱直径的确定164主要附属设备的选型及设计184. 1标准状态下风机风量的计算184.2风机风压的计算184. 3电动机功率的计算194. 4清水池及沉淀池的面积计算201. 4.
3、1液气比的确定204. 4. 2清水池和沉定池面积计算204.5设计图纸205设计体会21参考文献2131.1 概述随着经济和社会的发展，燃煤锅炉排放的二氧化硫严重地污染了我们赖以生 存的环境。由于中国燃料结构以煤为主的特点，致使中国目前大气污染仍以煤烟 型污染为主，其中尘和酸雨危害最大，且污染程度还在加剧。因此，控制燃煤烟 尘的S02对改善大气污染状况至关重要。高温气体净化主要包括脱硫和除尘两部分，此外还须脱除HCI、HF和碱金属 蒸汽等有害杂质。在常规工艺中，脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的 装置中完成。而在脱硫除尘一体化工艺过程中，将脱硫和除尘两个单元操作结合 起来，即在一个操作
4、单元中既达到除尘的目的乂满足脱硫的要求。脱硫除尘一体 化操作可以简化工艺流程，节约设备投资。因而，研究开发适合于我国燃煤锅炉 烟气脱硫除尘一体化设备具有重要的使用价值。目前烟气脱硫除尘一体化装置主要是通过工艺改造和设备优化组合来实现 脱硫除尘的目的，很少有人来通过改良脱硫除尘剂的配方来实现这一目的。假如 能够在现有的成熟的高效率脱硫工艺的基础上，在投资成本和运营成本都不高的 情况下，通过一些工艺的改良和脱硫药剂的改善来提高其除尘效率，使得该脱硫 除尘一体化装置既有良好的脱硫效果，乂能获得较高的除尘效率。这种技术的研 制和开发一定会有很好的推广价值，产生良好的社会效益和经济效。1.2 烟气脱硫方
5、法分析在国际上，工业发达国家对二氧化硫的排放有严格的标准，燃煤厂普遍安装 了烟气脱硫装置。其中绝大部分脱硫采用的是石灰石/石灰法。日本和德国是世 界上脱硫石膏的主要生产国和利用国，美国、英国、奥地利、荷兰等国，也均取 得了较好的经济和社会效益。烟气脱硫治理分干法和湿法2种。目前使用范围最广的脱硫方法是湿法脱 硫，约占脱硫总量的80%以上。常用的湿法脱硫方法，根据其所选用的吸收剂 不同，又可分为石灰石/石灰法、钠碱法、双碱法、氧化镁法、氨法等。1.2.1 石灰石/石灰法烟气脱硫工艺中的石灰石法，主要采用细度200-300目的石灰石粉与水混合 后制成石灰石浆液，然后输送至吸收塔内，再通过喷淋雾化装
6、置使其与烟气接触, 并吸收烟气，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎与化浆系统。由于 石灰石活性较低，脱硫过程需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，以保证达 到足够的脱硫效率，因此，采用该方法脱硫的运行费用较高。石灰法是用石灰粉 代替石灰石，石灰粉活性大大高于石灰石，可提高脱硫效率。石灰法存在的主要 问题是塔内容易结垢，引起气液接触器（喷头或塔板）的堵塞。流程见图1-2-111 1-2-1岗加集尘器IDF开五风机C911CX)空气石沙分离界（匕使分南设）A石1.2.2钠碱法钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的SO：,并可副产高浓 度S02气体或N%S03,它具有吸收剂不挥发、
7、溶解度大、活性高、吸收系统不堵 塞等优点，适合于烟气SO2浓度较高的废气S02吸收处理。但同时也存在副产品 回收困难、运行费用高等缺点。1.1.3 双碱法双碱法Na,CCVCaSH”是在石灰法基础上结合钠碱法，利用钠盐易溶于水, 在吸收塔内部采用钠碱吸收S0：o吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进 行再生，从而使钠离子能循环吸收利用。该工艺是在综合石灰法与钠碱法的特点 基础上通过改进的结果。主要解决了石灰法在塔内易结垢的问题，乂具备钠碱法 吸收效率高的优点。脱硫副产物主要为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后）。与氧化镁法相比，钙盐不具 污染性，因此不产生废渣的二次污染。1.1.4 氧化镁法氧化镁法采
8、用氧化镁与SO：反应得到亚硫酸镁与硫酸镁，它们通过煨烧可重 新分解出氧化镁，同时回收较纯净的SO,气体，脱硫剂可循环使用。由于氧化镁 活性比石灰水高，脱硫效率也较石灰法高。它的缺点是氧化镁回收过程需煨烧， 工艺较复杂，但若直接采用抛弃法，镁盐会导致二次污染，总体运行费用也较高。1.1.5 氨法氨法采用氨水作为SO2的吸收剂，SO:与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢 氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨一 酸法、氨一亚硫酸氨法和氨一硫酸氨法。氨法主要优点是脱硫效率高（与钠碱法相似），副产物可作为 农业肥料。由于氨易挥发，使吸收剂消耗量增加，脱硫剂利用率不高；脱硫
9、对氨水的浓 度有一定的要求，若氨水浓度太低，不仅影响脱硫效率，而且水循环系统庞大， 使运行费用增大：浓度增大，势必导致蒸发量的增大，对工作环境产生影响。而 且氨易与净化后烟气中的SO二反应，形成气溶胶，使得烟气无法达标排放。3氨法的回收过程也是较为困难的，投资费用较高，需配备制酸系统或结晶回 收装置，如中和器、结晶器、脱水机、干燥机等，系统复杂，设备繁多，管理、 维护。1.3 烟气除尘方法分析通过烟气除尘，对空气中的粉尘颗粒物质进行处理，达到治理和防范粉尘污 染的作用，从而改善空气质量，改善人类的生存和发展的环境，对人们生活质量 的提高起到了积极的作用。烟气除尘是指利用各种除尘对空气中的粉尘颗
10、粒污染 物进行处理的技术。下面主要的工业锅炉烟气除尘方法分类名称基本原理优缺点适用锅炉种类湿式除尘麻石水膜除尘器通过麻石砌筑，烟气由底部 切向进入，同时水流通过顶 部水槽沿内壁流下，与烟气 充分混合，将烟尘带走除尘效率：98-99%,运行稳定，效 率最高，投资较大，耐腐蚀，耐磨， 适用寿命长，管理简单，无堵塞现 象占地面积小适合所有锅炉文丘里除尘器利用文丘里结构，烟气进入 的同时，喷水膜，与烟气充 分混合达到除尘效果除尘效率98%运行稳定，造价中 等，耐腐蚀，耐磨，适用寿命长， 管理简单，无堵塞现象占地而积小适合所有锅炉干式除尘旋风除尘器利用旋转气流产生的离心 力将尘粒从含尘气流中分 离出来的
11、除尘装置除尘效率可达80%以上，投资少， 结构简单体积较小除尘效率高，负 荷适应性强，操作管理简单适合中小容量锅炉静电除尘利用高压电场使烟气发生 发生电离气流中的粉尘荷 电与电场作用下与气流分 离除尘效率高，处理烟气量大，阻 力低，除尘受粉尘静电性能影响较 大，外形庞大，投资昂贵，运行维 护要求较高工业锅炉极少 使用多用于水 泥生产的除尘袋式除尘器含尘烟气通过过滤材料，尘 粒会被过滤下来，过浓材料 捕集粗尘粒主要靠惯性碰 撞作用，捕集细粉尘靠扩散 和筛分作用除尘效率高，负荷适应强，袋式材 料使用寿命短，设备结构复杂，体 积庞大，投资大工业锅炉极少 使用多用于水 泥生产的除尘1.4 设计依据和原
12、则锅炉设备是燃料的化学能转化为热能，乂将热能传递给水，从而产生一定温 度和压力的蒸汽和热水的设备。锅炉型号：SZL61.6型，SZ双锅筒纵置式, L链条炉排，6蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定供热量 为若干10kcal/h新单位制应为Wo(1)燃料燃烧就是供给足够的氧气，也就是想炉膛内供给足够的空气。(2)冬季室外温度：TC,设备安装在室外，考虑在冬天设备的防冻措施， 以及冬季排气冷凝形成的水雾、烟雾等。(3)按锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001)中二类区标准执行，故 建地应在二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一 般工业区和农村地区。(4)
13、在设计过程中要考虑各除尘器的除尘效率，设备用费等各项技术经济条 件。通过计算，根据工况下的烟气量、烟气温度及达到的除尘效率选择除尘器。 我选择的是XL型旋流式水膜脱硫除尘技术工艺，这是一种非常典型的湿法烟气 脱硫除尘工艺，具有结构简单、压力损失小、操作稳定、脱硫除尘效率高等优点。(5)根据气液相对运动的不同，喷雾除尘脱硫装置可以分为逆流型和错流型。 逆流型是烟气向上运动，雾滴由喷嘴喷出向下运动，使气液得以充分混合，完成 除尘脱硫过程;错流型是雾滴由喷嘴向下喷出，而烟气水平流动。此外，在一些 喷雾脱硫塔中，还有采用顺流型的，即烟气向上运动，雾滴由喷嘴向上喷出，与 烟气同向流动，来增加气液接触时间
14、，提高传质效果，同时与逆流布置相比可以 减小压力损失，但在应用中还是以逆流型更为常32除尘脱硫系统2.1方案的确定及其论证脱硫装置按其结构不同分喷淋塔式、水浴式、文丘里式及水膜式等。但基本 上都由喷射装置、罐(塔)体、旋流板、灰水池、清水池、循环泵及管路系统等部 分组成。脱硫装置的折算阻力一般300 Pa以下，根据国家标准规定,除尘器的折算 阻力必须小于1 200 Pa,因此在多管除尘器后加装脱硫装置时，首先应对多管除 尘器的阻力进行测试，如多管除尘器的阻力小于900 Pa,则可直接串联脱硫装置; 如果多管除尘的阻力大于900 Pa,串联脱硫装置后，整个除尘、脱硫系统的总阻 力就有可能大于1
15、200 Pa,原锅炉配套引风机就不能满足正常运行要求,使锅炉 易产生正压燃烧,这时只需在原有型号的基础上将引风机的电机功率加大一号， 即可满足锅炉运行要求。其次,在脱硫改造时，可根据锅炉除尘室的实际情况，灵活布置脱硫装置，该装 置既可安装在多管除尘器与引风机之间(负压段)，也可安装在引风机之后(正压 段)。安装在负压段的优点是:因脱硫装置进一步去除了烟气中的粉尘，可减轻粉 尘对引风机叶轮的磨擦,延长风机使用寿命。安装在正压段的优点为:可避免因脱 硫装置脱水不良，引起的风机及烟道腐蚀。两者均有利弊。由于组合式除尘脱硫 系统先由多管除尘器去除了大部分粉尘，脱硫装置所需的灰水沉淀池，比其他湿 式除尘器的灰水沉淀池小得多，耗水量也比其他湿式除尘器小。因此这种除尘脱 硫系统既适合于场地窄小的锅炉房的脱硫改造。也适合新建锅炉房的除尘脱硫。文丘里喷淋装置和XL型旋流式水膜脱硫除尘器的特点：造价低，安装方便， 重量轻，
