10级大气污染课程设计解析

《大气污染控制工程》课程设计报告题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计系部环境工程专业班级组员指导教师设计时间2012-2013学年第一学期13周二○12年12月07日大气污染控制工程课程设计报告小组任务分配大气污染控制工程课程设计报告目录1设计任务书..............................................................11.1设计目的..........................................................11.2设计任务及内容...................................................11.3设计资料..........................................................12工艺方案的确定及说明....................................................22.1物料衡算..........................................................22.2整体工艺方案说明..................................................43主要处理单元的设计计算..................................................73.1除尘器设计........................................................73.1.1.............................................................73.1.2.............................................................83.2脱硫设备设计......................................................93.3烟囱设计…………………………………………………………………………..104管网的布置.............................................................145风机和电机的设计计算...................................................156总结（感想和心得等）...................................................17参考文献…………………………………………………………………………………….18大气污染控制工程课程设计报告1第一章设计任务书一、课程设计题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计二、课程设计目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所理论知识进行净化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。三、设计原始资料1、锅炉耗煤及排烟情况锅炉型号：SZL10-1.6型（共2台）燃煤量：1550kg/h（台）蒸发量：10t/h（台）烟气出口处离地面2.5m排烟温度：150℃烟气密度（标态）：1.3kg/m3空气过剩系数：1.36飞灰占煤中不燃分分比例：18%2、煤质分析CY=67.85%，HY=4.12%，OY=5.56%，NY=1.22%，SY=2.52%，AY=16.12%，WY=10.30%，VY=12.08%3、粉尘粒径分布表1第四组粒径分布粒径（μm）15~258~155~83~51~3≤1含量（%）3.64.859.227.14.21.1表2粉尘比电阻温度℃15150260320比电阻Ω•cm3.5×1079.6×1072×1075.8×1074、气象资料大气污染控制工程课程设计报告2当地气象资料显示：该地区年平均气压98kPa；空气中含水（标态）：0.016kg/m3；年平均气温18.6℃；极端最高气温39.9℃；极端最低气温-1.9℃。第二章工艺方案的比较和确定2.1物料衡算2.1.1烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算1.理论空气量YYYYaOSHCQ7.07.056.5867.176.4/kg)(mN3式中：YC、YH、YS、YO分别为煤中各元素所含的质量百分数。aQ=4.76(1.8670.6785+5.560.0412+0.70.07.02252-0.70.0556)=7.02（m3N/kg）2.理论烟气量（已知空气含湿量16g/m3N）1.867(0.375)11.21.240.020.790.8YYYYYsaaQCSHWQQN（m3N/kg）式中：aQ—理论空气量（m3N/kg）YW—煤中水分所占质量百分数；YN—N元素在煤中所占质量百分数sQ=1.867（0.6785+0.3750.0252）+11.20.0412+1.240.103+0.817.02+0.80.0122=7.54（m3N/kg）3.标准状态下实际烟气量3sQ1.02(1)(/)saQaQmkg式中a——空气过量系数；sQ——标准状态下理论烟气量，kgm/3；aQ——标准状态下理论空气量，kgm/3。sQ=7.54+1.020.367.02=10.1（3/mkg）标准状态下烟气流量Q应以hm/3计，因此，设计耗煤量sQQ大气污染控制工程课程设计报告3sQQ设计耗煤量=10.11550=15655（hm/3）PVTVTP标况标况实际实际标况实际=1013251565518.627329898000（）=15838（hm/3）因为有两台锅炉，所以算出来的烟气量要乘二，为31676（hm/3）4.标准状态下烟气含尘浓度YshsdACQ（kg/m3N）0.180.161210.1C=2.873103(kg/m)=2.873103(g/m)m5.标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算263210(/)YsosSCmgmQ式中S——煤中含可燃硫的质量分数；sQ——标准状态下燃煤产生的实际烟气量，kgm/32soC=620.02521010.1=4.993103(/)mgm2.1.2除尘效率和脱硫效率的计算1.除尘效率计算01CC为除尘效率大气污染控制工程课程设计报告4C为粉尘溶度0C为粉尘初始溶度=（20012870）100%=93%2.脱硫效率的计算2220(1)100%SOSOSOCC2SO为脱硫效率2SOC为二氧化硫溶度20SOC为二氧化硫初始溶度22220(1)100%900(1)100%4990SOSOSOSOCC得到2SO=82%根据所给资料，我们可知粉尘90%以上集中在粒径为1到10纳米，当地最高温度为39.9摄氏度，最低温度为-1.9摄氏度，因气流温度为150摄氏度，故我们不能用袋式除尘器，根据计算，除尘效率要在92.78%以上。2.2工艺确定2.2.1确定除尘器各种除尘器参数比较除尘器名称适用的粒径范围/um效率%阻力/pa设备费运行费大气污染控制工程课程设计报告5重力除尘器505050-130少少惯性除尘器20-5050-70300-800少少旋风除尘器5-3060-70800-1500少中冲击水浴除尘器1-1080-95600-1200少中下卧式旋风水膜除尘器595-98800-1200中中冲击式除尘器5951000-1600中中上文丘里洗涤器0.5-190-984000-10000少多电除尘器0.5-190-9850-130多中上袋式除尘器0.5-195-991000-1500中上多上表几种常见除尘器，我们选用冲击水浴除尘器，因为其相对于其他除尘器，它的优点有阻力低，设备运行费用也不高，能除去大部分粉尘，在用地紧张的情况下，水可以替换成碱性溶液实现一步除尘脱硫，并且可以冷却烟气。但是其缺点就是在极端低温下要注意保温，防止水结冰，除尘效率不是非常高，故我们还要结合脱硫装置实现更高效率的除尘。2确定脱硫工艺更具我们所算出来二氧化硫溶度为4.893103(/)mgm，为低溶度二氧化硫，但是气体流量很大，故我们要选用石灰石/石灰湿式脱硫，此方法好处有可以起到再次除尘大气污染控制工程课程设计报告6的效果，而且脱硫效率高，脱硫率≥95%，工艺成熟，适合所有煤种，运行稳定，操作弹性好，脱硫剂、起泡剂易得，脱硫费用低，系统不结垢，能连续稳定运行，产物无害并可以回收利用；其缺点同上面一样，对于极低的温度要注意保温，下图是其简单的工艺图。3工艺流程简述含尘烟气经过除尘器除尘冷却后，送入吸收塔，吸收塔内配制好的石灰石或石灰浆液洗涤含二氧化硫的烟气，洗涤后的烟气排放出来。吸收塔内的吸收液流入循环槽，加入新鲜的石灰石或者石灰浆再生，其简单流程图如下图。大气污染控制工程课程设计报告7第三章工艺计算3.1除尘器设计根据所算出的气体流量为31676（hm/3），为8.793/ms，我们可以代入公式Qd4（m）式中：Q—工况下管内烟气流量（m3/s）υ—烟气流速（m/s），（可查有关手册确定）（对于锅炉烟尘υ=10—15m/s）。11.05dm(v=10)20.86dm(v=15)求得通道管径d取整数为0.9m，下表几种型号的冲击水浴除尘器，根据烟气排放量，我们选用第4组(10t/h)除尘器，其简单结构图正视图和俯视图如下，单位为毫米。大气污染控制工程课程设计报告8配套锅炉容量(t/h)24610203540处理烟气量(m3/h)4900~65009800~1300015000~1980023000~3300048000~6600081000~11000090000~130000除尘器耗水量(t/h)0.49~0.650.98~1.301.5~1.981.9~2.93.2~4.45.4~7.46.3~8.7除尘器阻力(Pa)900~1600900~1600900~1600900~1600900~1600900~1600900~1600除尘器效率(%)90~9690~9690~9690~9690~9690~9690~96除尘器外形尺寸(mm)A1580186022002700346041504440B3180346038004300506057506040C2020318035704250612081608900H2600310035004500600072507900除尘器花岗岩体重量(T)13.622.4931.639.392.2143.9165正视图俯视图大气污染控制工程课程设计报告93.2脱硫装置设计脱硫装置各个参数比较处理烟气量m3/h2500～30005000～600010000～1200015000～1800025000～3000037500～4500050000～6000062500～7500087500～105000设备阻力KPa0.8～1.20.8～1.20.8～1.20.8～1.20.8～1.20.8～1.20.8～1.20.8～1.20.8～1.2外形尺寸φ1100x3500φ1300x4000φ1600x4750φ1900x5800φ2200x6800φ2500x7300φ2800x8300φ3000x8800φ3200x9000进口流速m/s12～15脱硫率%95%我们选用的脱硫洗涤塔为喷淋塔，喷淋塔不易堵塞，压力降低有较好的低负荷比，虽然持液量和除尘性能不好，但是因二氧化硫溶度不高，要求二氧化硫的去除率也只有82%，粉尘已经经过除尘器，故用喷淋塔是最好的选择。一直要处理的压气量为31676，大气污染控制工程课程设计报告10我们经过查阅资料（资料如上表），选用第6组