2022年DG—型火电厂锅炉高硫无烟煤烟气喷雾干燥法脱硫和袋式除尘系统设计.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1 绪论喷雾干燥法脱硫技术是20 世纪 80 岁月快速进展起来的一种半干法脱硫工艺；喷雾干燥法是目前市场份额仅次于湿钙法的烟气脱硫技术,其设备和操作简洁, 可使用碳钢作为结构材料, 不存在有微量金属元素污染的废水；目前,喷雾干燥法主要用于低硫煤烟气脱硫,用于高硫煤的系统只进行了示范讨论,尚未工业化；1.2 工艺流程及设备喷雾干燥法的工艺过程主要包括吸取剂制备、体废物处置四个主要过程；1.3 烟气脱硫与干燥原理吸取和干燥、 固体废物捕集以及固当so 烟气进入喷雾干燥塔后,立刻与雾化浆液混合,气相中so 快速溶解

2、于滴状液体中,并与吸取剂发生化学反应；so 吸取的总反应为：下述几个步骤说明白大致反应机理：气相 so 溶解碱性介质中的解离反应：石灰固体颗粒的溶解：亚硫酸盐化及氧化反应：酸碱中和反应：以上反应使气相中 so 不断溶解从而达到脱硫目的,在此过程中碱性物质被不断消耗,需由固体吸取剂连续溶解补充；在石灰干燥吸取中,烟气中 钙离子可用性：co 被吸取,并与浆液反应生成碳酸钙,从而削减了这个反应的重要性并未得到充分讨论；小试讨论说明,与 co 反应缺失的吸取剂有可能由固体循环得到回收；1.4 特点干燥速度快；料液经离心喷雾后,表面积大大增加,在高温气流中,瞬时喷雾干燥制粒机就可蒸发 95%-98%的水

3、份,完成干燥时间仅需数秒钟；采纳并流型喷雾干燥形第 1页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -式能使液滴与热风同方向流淌, 虽然热风的温度较高, 但由于热风进入干燥室内立刻与喷雾液滴接触, 室内温度急降, 而物料的湿球温度基本不变,因此也相宜于热敏性物料干燥1.5 净化效率的影响 ：影响so 去除率的工艺参数包括吸取塔烟气出口温度接近绝热饱和温度的程度、吸取剂钙硫比,以及 so 入口浓度；2 煤燃烧

4、运算2.1 标准状态下烟气体积、二氧化硫及粉尘浓度以 1kg 煤完全燃烧运算,就：C 重量（ g）摩尔数（mol） 需氧气数（ mol） 生成物 mol 760 63.33 63.33 CO2:63.33 H 40 40 10 H2O:20 S 30 0.9375 0.9375 SO2:0.9375 O 20 1.25 -0.625 N 10 0.71 N2:0.355 W 40 2.22 A 100 由上表可得燃煤 1kg 的理论需氧量为：nO263. 33100. 6250 . 937573.643 mol/kg 煤2.1 假设干空气中氮和氧的摩尔比为 量：3.78 ,就 1kg 煤的完全

5、燃烧所需要的理论空气Va73.6433. 781352.01 mol/kg 煤7.885m3/kg煤2.2 实际空气量第 2页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -VV a352. 011 .1378. 211 mol/kg 煤2.3就烟气的组成：CO2:63.33mol H 2O:20+2.22=22.22mol SO2:0.94mol N 2:73.643 3.78+0.355=278.73mo

6、l 理论烟气量：0 V fg63 . 3322 . 220 . 94278 . 7322 . 48 . 18 m 3/kg 煤2.4 1000实际烟气量：VfgV018 . 187 . 885.111.8 9685 m 3/kg 煤2.5 fg2.2 排烟温度下烟气体积、二氧化硫及粉尘浓度因排烟温度为 160,即TS433K；实际烟气体积：由PVsPVn得：VsV nTs8. 1843314. 22m3/kg 煤2.6 TsTnTn273烟气中 SO2的质量：MSO 20. 93756460g60000mg2.7 烟气中 SO2的浓度：CSO 2MSO 2600004218.015mg/m32

7、.8Vs14.22已知飞灰率为 28%,就粉尘浓度：C粉尘100.0 281000280001968 .41 mg/3 m2.9 V14 . 22已知火电厂锅炉设计耗煤量为14t/h ,即 14000kg/h ,就每小时产烟量：Q14000 Vs1400014. 22199080m3/h55.3 m3/s2.10 3 除尘器的挑选3.1 除尘效率1C S11100394.92%C. 9710第 3页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - -

8、- - - - - - - - - -3.2 除尘器的挑选工况下烟气流量：QQT19. 908104273160315756.9231m3h87.71m3sT273所以采纳脉冲袋式清灰除尘器；3.3 除尘器的设计3.3.1 过滤面积AQv3 .151051754m3606033.3.2 滤袋的尺寸单个滤袋直径：D 200 300 mm,取 D 250 mm单个滤袋长度：L 2 12 m,取 L .8 2 m滤布长径比一般为 5 40,D L0 8. .25 23 2.83.3.3 每条滤袋面积aDL3.140 .2582.6.44m33.3.4 滤袋条数nA1754272.4272条a6 .4

9、43.3.5 滤袋布置按矩形布置： a. 滤袋分 16 组; b. 每组 17 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： 210mm 4 吸取塔设计一般,空塔流速为1-5m/s,此处以3m/s设计,/因QAv得吸取塔直径为：D4Q4. 85m ,就v4 Q455.33 ms3 .14vD24. 144.852第 4页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - -

10、- - - - -运算脱硫塔高hvt式中, v- 烟气流速；此处取 3m/s t 吸取反应时间,一般石灰系统的烟气脱硫时间为35s,此处取 5s 进行设计,就可得其有效高度为：h3515 m其余设备按需要选相应型号5 烟囱设计运算具有肯定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有肯定的初始动量 , 且温度高于四周气温而产生肯定浮力, 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： H烟囱的有效高度, m； H s烟囱的几何高度, m；H 烟囱抬上升度, m；5.1 烟囱的几何高度的运算查相关资料可得燃烧锅炉房烟囱最低答应高度设为 Hs为 60m 5.1.1 烟气

11、释放热运算式中：Q 烟气热释放率, kw；p 大气压力,取邻近气象站年平均值；a3Q 实际排烟量,m sT 烟囱出口处的烟气温度,433K；T 环境大气温度, K；取环境大气温度T =293K,大气压力p =978.4kPa 第 5页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -QV87. 7127380101.32410. 06101.507m3s273120QH0 . 359784.101.507140

12、11238.82kw4335.1.2 烟气抬上升度运算由2100kwQ H21000kw,T aT s35K,可得式中：n0,n 1,n 2系数,n 取 0.6 ,n 取 0.4 ,n 取 0.292 ,就：mH0. 29211238.82.06600.44139.305就烟囱有效高度5.1.3 烟囱直径的运算设烟气在烟囱内的流速为 v 20 m s,就烟囱平均截面积为：101 . 507 2A 5 . 08 m20就烟囱的平均直径 d 为：d 4 A 4 5 . 08 2 . 54 m3 . 14取烟囱直径为 DN1200mm,校核流速 v 得：Q v 101 . 507 4v 1 d 2

13、.3 14 2 . 54 2 20 m s45.2 烟囱阻力缺失运算烟囱亦采纳钢管,其阻力可按下式运算：第 6页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（4-5 ）式中：摩擦阻力系数,无量纲；v 管内烟气平均流速,ms烟气密度,kg3 m；l 管道长度, m；d 管道直径, m；已知钢管的摩擦系数为0.02 ,所以烟囱的阻力缺失为：P m0.022002020 .748235. 59pa2. 5426

14、 管道设计1、管道采纳薄皮钢管,管内烟气流速为 vo 18 m s,就管道直径 D为：4 QDv式中 Q 锅炉出口的烟气流量 m 3 h；v 烟气流速 m s,煤粉、焦炭粉粒等管道烟气最低流速为18 m s4 55 . 3D 1 . 978 m3 . 14 18管壁厚度 B 取 1 2. mm 查环境工程设计手册得取管径为 2000 mm , 管壁厚度为 1 . 2 mm 的钢板制风管,7. 系统阻力的运算7.1 摩擦压力缺失取L200 m,对于圆管PLlv2d2第 7页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 11 页 - - -

15、 - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -工作状态下的烟气密度：pn2731.340 .2730. 84kg/3 m273160273160L0.0220084182275.19pa1.97827.2 局部压力缺失90 弯头,0. 23p0 . 23P0.84v2231. 30pa218240 个弯头p 40 p 40 31 . 30 1252 p a出口前阻力为 850Pa,除尘器阻力选 1400Pa,脱硫设备阻力选 100Pa p 960 1400 100 235 . 59 275 . 19 1252 4222 . 78

16、 p a8. 风机的挑选8.1 风量的运算Q y1. 1 Q273tp101 .3251031. 1199080273160101. 3251033. 47105m3h273B273101. 3251038.2 风压的运算Hy1.2pSy273tp101.3251031 .293a3；273tyBy1 .24222.78171.53273160101. 3251031.2933883. 74p273250101. 3251031.34结合风机全压及送风量,选用Y5476 C型离心引风机,其性能参数见表表 3 Y5476 C型离心引风机性能参数机号功率转速流量全压KWr/min3 m /hPa6

17、C 18.5 2850 802015129 33642452 第 8页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -电机的效率式中； Ne电机功率, kW；Q风机的总风量, m 3/h ；1- 通风机全压效率,一般取 0.5 0.7 ；2 - 机械传动效率,对于直联传动为 0.95 ；电动机备用系数,对引风机,=1.3 ；代入数据得：Ne6. 141043883.74013.159.47kw36001000

18、06.99 达标分析9.1 从从排放浓度核算在排烟温度 160下,SO2的排放浓度so 23 . 453 10mg/3 m,转换为烟囱出口温度 25：就so 2so 2252731603. 45T 11T 225012.9mg/m3P 1P 2160103273273298设脱硫效率为 95.88,脱硫后：so2196 %so2195 .8 8 %5012 9.206 . 53mg3 m700mgm3依据大气污染物排放标准中2 类区新建排污项目执行, 烟尘最高排放标标准700mg/m 3,所以本设计符合排放要求；第 9页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - -

19、 - - - 第 9 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -9.2 从排放速率核算（1） 二氧化硫的排放速率设硫转化为二氧化硫的效率为94.92 %,就二氧化硫的排放速率为：0.9492 64140000.25 0.8%103=1.7kg /h200kg /h其为 GB16297-1996现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化 硫最高答应排放速率,所以符合要求,设计合理；（2）烟气的排放速率可得出口浓度为： 7.2210 （1-99.9%）= 7.22mg/m 3 3150 mg/m

20、 3 100检验烟气排放速率 =总烟气量烟气出口浓度=3. 521043 .010.56104mgh0 .10kgh100kghkg /h国标中二级排放区最高答应排放速率 ,所以可得烟气排放速率也达标,所以设计合理；9.3 从落地浓度核算地面最大浓度为：max3. 1421 .682.720.70.0070mgm3.32499本设计任务书中规定, 污染物排放根据锅炉大气污染物排放标准中二类区新建排污项目执行；由锅炉大气污染物排放标准（摘自GB 132712001）可查出烟 尘 最 高 允 许 排 放 浓 度 为 200mg/m 3 , 二 氧 化 硫 的 最 高 允 许 排 放 浓 度 为39

21、00 mg / m；GB16297-1996现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化硫最高答应排放速率, 比较得出排放浓度都不超标, 因而设计合理, 符合标准,所以该气体经处理后可以在国家 2 级标准下排放；9.4 总排放浓度核算烟尘的总排放浓度（按每年300 天运算）：/h2.166g/h7 .22103199.9%3002166mg国家规定的烟尘总排放浓度为2 .5g /h,由于.21662 5.,所以符合排放标准；SO 的总排放浓度（按每年300 天运算）：第10页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 11 页

22、- - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4218.01510 .95883005. 21104mgh52.1gh国家规定二氧化硫的总排放浓度为42g /h,由于52 .142所以不符合排放标准；此方法不适于高硫煤；10 心得体会做学术并不辛苦, 我觉得, 做课程设计是一件很高兴的事情；在完成每一个小题目的过程中, 我收成的不仅仅是对一个课程难题进行了求解,更重要的是, 从提出问题、撰写绪论摘要,到查阅相关文献,到提出自己的方法,最终撰写论文,这一系列工作的亲身体验不同于任何来自于他人的体会,究竟,只有真正经受过,

23、才知道自主学习的实质是什么； 自己适合怎样的讨论领域； 自己的爱好在哪个方 向；学习中的困难与瓶颈在哪里,而乐趣又在哪里,等等；对于一个刚刚起步做 课程设计的同学这些体验都是一笔珍贵财宝；我也在完成这些课程设计的过程 中,更加坚决了自己以后主动学习的信念；11 参考文献1. 郝吉明,马广大 . 大气污染掌握工程 . 其次版 . 北京：高等训练出版社,2002 2. 黄学敏,张承中 . 大气污染掌握工程实践教程. 北京：高等训练出版社, 2003 3. 刘天齐 . 三废处理工程技术手册 .废气卷 . 北京：化学工业出版社, 1999 4. 张殿印 . 除尘工程设计手册 . 北京：化学工业出版社, 2003 5. 童志权 . 工业废气净化与利用 . 北京：化学工业出版社, 2003 6. 周兴求,叶代启 . 环保设备设计手册大气污染掌握设备,北京：化学工业出 版社, 2003 7. 罗辉. 环保设备设计与应用 . 北京：高等训练出版社, 2003 第11页细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 11 页 - - - - - - - - -