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1、目录第一章 总论. 21.1 前言 21.2 设计任务书 . 21.2.1 设计题目 . 21.2.2 设计目的 . 31.2.3 设计原始资料. 31.2.4 设计内容和要求 . 41.3 设计依据和原则 . 4第二章 除尘器系统 . 52.1 方案确定与认证 . 52.2 工艺流程描述 . 5第三章 主要及辅助设备设计与选型 . 53.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 . 53.1.1 标准状态下理论空气量 . 53.1.2 标准状态下理论烟气量 . 63.1.3 标准状态下实际烟气量 . 63.1.4 标准状态下烟气含尘浓度. 73.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 73.
2、2 除尘器的选择 . 73.3 除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 . 93.3.1 各装置及管道布置的原则. 93.3.2 管径的确定. 错误！未定义书签。3.4 烟囱的设计 . 103.4.1 烟囱高度的确定 . 103.4.2 烟囱的抽力. 错误！未定义书签。3.5 系统中烟气温度的变化 . 123.5.1 烟气在管道中的温度降 . 123.5.2 烟气在烟囱中的温度降 . 123.6 系统阻力的计算 . 133.6.1 混合气体产物的量，混合气体的密度 133.6.2 摩擦压力损失 . 133.6.3 局部压力损失 . 143.7 风机和电动机的计算 . 错误！未定义书签。3.7.1
3、风机风量的计算. 错误！未定义书签。3.7.1 风机风压的计算. 错误！未定义书签。3.7.2 电动机功率的计算 . 错误！未定义书签。第四章附图 . 错误！未定义书签。4.1 脱硫除尘工艺流程图 . 错误！未定义书签。4.2 XL 旋流式水膜除尘器工艺设备图 19参考文献 错误！未定义书签。致谢 错误！未定义书签。第一章总论1.1前言在目前，随着工业的发展，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。越来越多的环境问题出现在了人们的生活中， 其 中包括水污染、环境污染、大气污染、噪声污染、固
4、体废弃物污染等等，这些污 染在有形和无形中对人们的生活和健康产生了影响。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、 减少酸雨和so危害的关键问题。除尘脱硫一体化是将高温煤气中的粉尘颗粒和气态 S02在一个单独的捕集单 元中脱硫。除尘脱硫一体化装置可概括为干法和湿法两中目前国内外已开发了大 量脱硫除尘一体化装置，主要有水膜除尘器、文丘里旋风水膜除尘器、喷淋塔除 尘脱硫装置、自激式除尘器、旋流板塔脱硫除尘一体化装置以及高压静电滤槽复
5、 合型卧式除尘器等湿式处理装置。 由于除尘脱硫一体化工艺具有投资少、 运转费 用低、脱硫率适中、操作管理简便、结构紧凑、占地面积小等优点，近年来已被 广泛应用。我国大气污染的特点是以煤烟型污染为主，主要污染物为粉尘、二氧化硫等， 而这些污染物的来源主要是锅炉烟气。 因此，对燃煤工业锅炉和电站锅炉进行除 尘脱硫成为国内外科研和管理部门关注的一个热点， 但一般是注重某一类型锅炉 的除尘脱硫研究。本课题拟从中小型燃煤工业锅炉的除尘脱硫技术着手，主要根据国家大气污染物排放标准和锅炉房大气污染物排放标准，研究开发适合中国国情的湿法除尘脱硫技术。期望能对我国燃煤锅炉烟气除尘脱硫技术与装置的研究 开发有一疋
6、参考意义。1.2 设计任务书1.2.1 设计题目某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计设计目的通过课程设计进一步消化和巩固大气污染控制工程所学内容， 并使学生的知 识系统化，培养运用所学理论知识进行系统设计的初步能力。 通过设计，了解工 程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、 进行 设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力123设计原始资料锅炉型号：SZL4 13-AM型，4 台（2.8MW 4）设计耗煤量：600kg/h排烟温度：130C（台）标准状态下烟气密度：31.25kg / m ；空气过剩系数：a= 1.2飞灰占煤中不可燃成分比例：16%当地大气压
7、力：97.86kPa烟气在锅炉出口前阻力：800Pa空气含水（标准状态下）0.01293kg / m 3;煤的工业及元素分析值：C=68%5%、Sy=2%5%、Ny=1% W=4% A=15%按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001中二类区标准执行。烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m二氧化硫排放标准（标准状态下）：900mg/m净化系统布置场地如图所示的锅炉房北侧15m以内J I图1锅炉房平面布置图I6.502.39图2 I - I剖面图1.2.4 设计内容和要求1. 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算。2. 净化系统设计方案的分析确定。3. 除尘器的比较和选择：确
8、定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行 参数。4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管道的管径、 长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。5. 风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总 阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。6. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定，设计计 算、设备选择和有关设计的简图等内容。 课程设计说明书应有封面、目录、前言、 正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺，内容正确完整，书写工整、 装订成册。7. 图纸要求1）除尘系统图一张（2号图）。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编
9、号, 并附明细表。2）除尘系统平面布置图或系统剖面布置图 1张（2号图）。图中设备管件应标注编号，编号应与系统图对应，应按比例绘制。锅炉房及锅炉的绘制可以简化， 但应能表明建筑外形和主要结构型式。在平面布置图中应有方位标志（指北针）。 1.3设计依据和原则锅炉设备是燃料的化学能转化为热能， 又将热能传递给水，从而产生一定温 度和压力的蒸汽和热水的设备。锅炉型号： SZL4-13型，SZ双锅筒纵置式，L链条炉排，4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 104kcal/h 新单位制应为 MW。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。冬季室外温度：-C，设备
10、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。按锅炉大气污染物排放标准(GB132712001)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。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器技术工艺，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。第二章 除尘器系统2.1 方案确定与认证2.1.1 除尘器系统概述旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力从气流中分
11、离， 用来分离粒径大于 515以上的颗粒物。工业上已有100多年的历史。特点：结构简单、 占地面积小， 投资低， 操作维修乖、 方便，压力损失中等， 动力消耗不大，可用各种材料只、制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体并可回 收干颗粒物，效率可达 80%左右。2.1.2 脱硫装置概述脱硫装置按其结构不同主要有水膜除尘器、文丘里旋风水膜除尘器、卧式旋 风水膜除尘器、喷淋塔除尘脱硫装置、冲击式水浴除尘器、自激式除尘器、旋流 板塔脱硫除尘一体化装置以及高压静电滤槽复合型卧式除尘器等湿式处理装置。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
12、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 1 200 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
13、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。另外 , 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。2.2 工艺流程描述锅炉烟气由引风机抽出，首先进入文丘里喉
14、管，与雾化的循环脱硫液接触进 行降温以吸收长雾滴， 从脱硫吸收塔下部切线方向进入旋流塔内， 再与水膜接触 降温吸收，烟气与脱硫液再次接的是烟气通过旋流板上一定角度的缝隙时所产生 的旋流来切割连续的碱性水， 使水分散成雾滴与烟气充分接触， 液滴中的碱性物 质与烟气中的二氧化硫起化学反应， 把二氧化硫的生成物由气入液相， 完成除尘 脱硫过程， 含有大量烟气的脱硫液流入塔底液封池， 自流出塔进入沉淀池， 经过沉降池沉降，清液由循环池被送到旋流塔内循环吸收，经旋流板除尘脱硫之后烟气继续上升进入板，分离下雾滴，再进入除雾塔，经引风机排人烟囱。第三章主要及辅助设备设计与选型3.1 燃煤锅炉烟量及粉尘和二氧
15、化硫计算3.1.1 烟气量计算1. 标准状态下理论空气量Qa =4.76 (1.867Cy 5.56H y 0.7Sy - 0.7Oy) (m3/kg)式中 Cy,Hy,Sy,Oy 分别为煤中各元素所含的质量分数。3Qa、4.76 (1.867 68%5.56 5%0.7 2%-0.7 5%) =7.266(m /kg)2. 标准状态下理论烟气量(设空气含湿量12.39 g/m3)Qs =1.867 (Cy 0.375Sy) 11.2H y 1.24Wy 0.016Qa 0.79Qa 0.8N y (m3/kg)式中 Qa标准状态下理论空气量，m3 / kg ；Wy 煤中水分所占质量分数，% ；N y N元素在煤中所占质量分数，%。Qs =1.867 (68% 0.375 2%) 11.2 5% 1.24 4% 0.016 7.266 0.79 7.266 0.8 1% = 7.76(m
