20大气污染控制工程课程设计

火电厂烟气净化系统设计系别：环境工程专业：环境工程班级：环本1315姓名：刘超学号：1382091502指导老师：郝艳红设计日期2016年12月26日至2016年12月31日目录前言.................................................................1课程设计任务书..........................................................3第一章原始设计资料计算.............................................81.锅炉排烟量的计算................................................12.烟尘，NOx和SO2浓度及去除效率..................................13.烟气净化系统的总体设置方案.....................................2第二章脱硝系统1.脱销工艺说明.....................................................32.SNCR...............................................................33.SCR................................................................5第三章除尘系统.......................................................61.除尘工艺.........................................................62.烟气量计算......................................................113.电除尘器计算....................................................144.布袋除尘部分....................................................16第四章脱硫系统.....................................................191.脱硫系统工艺流程说明............................................192.脱硫剂耗量......................................................193.相应工艺水耗量及氧化空气量......................................204.吸收塔本体尺寸计算..............................................205.浆液池计算......................................................206.喷淋系统设计....................................................207.吸收区高度......................................................208.除雾区高度......................................................209.石膏脱水系统....................................................2010.风机选型.......................................................2011.泵的选型.......................................................20第五章烟囱的计算....................................................2第六章阻力计算....................................................26第七章小结.........................................................27主要参考文献................................................27前言按照国际标准化组织(1SO)作出的定义，“空气污染：通常系指由于人类活动和自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。”大气污染物的种类非常多，根据其存在状态，可将其概括为两大类：气镕胶状态污染物和气体状态污染物。气体状态污染物种类极多，主要有五个方面：以二氧化硫为主的含硫化合物、以氧化氮和二氧化氮为主的台氮化合物、碳的氧化物、碳氢化合物及卤素化合物等。关于大气污染物的危害，在这里主要介绍粉尘和二氧化硫的危害。粉尘的危害：粉尘的危害，不仅取决于它的暴露浓度，还在很大程度上取决于它的组成成分、，理化性质、粒径和生物活性等。粉尘的成分和理化性质是对人体危害的主要因素。有毒的金属粉尘和非金属粉尘（铬、锰、镐、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以至死亡。无毒性粉尘对人体亦有危害。例如含有游离二氧化硅的粉尘吸，入人体后，在肺内沉积，能引起纤维性病变，使肺组织际渐硬化，严重损害呼吸功能，发生“矽肺”病。二氧化硫的危害：二氧化硫为一种无色的中等强度刺激性气体。在低浓皮下，二氧化硫主要影响是造成呼吸道管腔缩小，最初呼吸加快，每次呼吸曼减少。浓度较高时，喉头感觉异常，并出现咳嗽、喷嚏、咯痰、声哑、胸痛、呼吸困难、呼吸道红肿等症状，造成支气管炎、哮喘病，严重的可以引起肺气肿，甚至致人于死亡。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SO2对改善大气污染状况至关重要。《大气污染控制工程》课程设计任务书一、题目火电厂烟气净化系统设计二、目的通过课程设计进一步消化和巩固《大气污染控制工程》课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行火电厂烟气净化系统设计的初步能力。通过课程设计，初步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、进行简单的设计计算、绘制系统流程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。三、设计内容和要求该课程设计的内容以火电厂烟气净化的系统设计为核心，依据火电厂烟气污染物特点，进行总体烟气净化方案设计；以物料守恒、能量守恒为依据，对烟气净化系统核心设备的物料参数、总体尺寸及阻力损失进行具体计算；绘制系统流程图，并编写设计说明书。1、根据原始设计资料计算（1）锅炉排烟量、烟尘、NOx和SO2的浓度。（2）以满足超低排放为要求，计算除尘、脱硝和脱硫的效率。烟气净化系统的总体设置方案（1）脱硝：SNCR（炉内）+SCR（炉后）（2）除尘：电袋除尘或袋式除尘器（一级）+湿式静电除尘器（二级）（3）脱硫：石灰石——石膏湿法脱硫2、对各个净化装置进行设计计算及相关说明。（1）脱硝SNCR：确定SNCR系统的安装位置还原剂的选择还原剂耗量及相应稀释物料耗量的计算SCR：SCR安装位置及反应器数量催化剂类型的选择及填装情况还原剂的选择还原剂耗量及相应稀释物料耗量的计算吹灰器的选择及数量的确定（2）除尘对整个除尘系统的工艺流程进行描述烟气量的计算（考虑SCR\SNCR以及漏风率对烟气量的影响）电除尘：除尘器的安装位置的说明总集尘面积的计算、入口和出口截面积的计算电场数和通道数的选择清灰方式及灰斗相关描述袋式除尘器：除尘器的安装位置的说明总集尘面积的计算、入口和出口截面积的计算布袋尺寸的选择及布袋条数的计算清灰方式及灰斗相关描述（3）脱硫对整个脱硫系统的工艺流程进行说明烟气量的校核（烟气温度降低后烟气体积流量的变化）脱硫剂耗量及相应工艺水耗量（t/h，t/d，t/a）氧化空气量及风机选型脱硫产物生成量的计算（t/h，t/d，t/a）及石膏脱水系统的描述脱硫塔主要构件（喷淋装置、除雾器、搅拌器）的数量、型式的选择循环浆液泵数量及选型3、烟囱的设计计算计算烟囱高度及出入口截面积，分别按照地面最大浓度、地面绝对最大浓度方法和P值法进行烟囱高度的设计计算。4、阻力计算对各净化系统的阻力进行计算。5、编写设计说明书：设计说明书按设计步骤编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和说明等内容。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、顺畅、内容正确完整，书写工整、装订成一册。6、绘制一张烟气净化系统流程图（2号图）：以锅炉为起点，烟囱为终点。其中锅炉及尾部烟道的受热面不要求详细标出，示意即可。流程图中应标出设备名称，设备尺寸不要求完全按照尺寸比例画出，合理即可。设计资料51、锅炉设备简介600MW（HG-2000/25.4—YM12型）锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、∏型布置，紧身封闭。30只低N0x轴向旋流燃烧器采用前后墙布置、对冲燃烧，6台HP1003/Dyn中速磨煤机配正压直吹制粉系统。最大连续蒸发量(BMCR)2000t/h，额定蒸发量(BRL)1863.6t/h。锅炉排烟温度132℃，设计煤种的投煤量为276.81吨/小时。2、气象资料项目单位统计值备注30年一遇10min平均最大风速m/s25.710米高度多年平均风速m/s2.3多年平均气温℃9.5多年平均相对湿度%53多年平均气压hPa902.63、煤质及灰质成分分析煤质特性表名称符号单位设计煤种收到基碳Car%50.49收到基氢Har%3.02收到基氧Oar%4.03收到基氮Nar%0.68收到基硫（全硫）St,ar%1.5收到基灰分Aar%30.96收到基水分(全水分)Mt,ar%6.00收到基总成分%100.00空气干燥基水分Mad%10.00干燥无灰基挥发分Vdaf%24.17收到基低位发热量Qnet.arkJ/kg20130kcal/kg19289哈氏可磨指数HGI75.00飞灰成分分析（重量百分比）项目二氧化硅符号SiO2单位%设计煤种53.92三氧化二铝Al2O3%36.21三氧化二铁Fe2O3%4.04氧化钙CaO%1.66氧化镁MgO%0.39氧化钠Na2O%0.02氧化钾K2O%0.57三氧化硫SO3%1.62二氧化钛TiO2%0.11五氧化二磷P2O5%0.544、石灰石成分分析石灰石成份分析表编号项目单位数据1CaO％（wt）50.42MgO％（wt）1.53Fe2O3％（wt）0.334Al2O3％（wt）0.225SiO2％（wt）2.226SO3％（wt）0.0457烧失量％（wt）41.328石灰石粉活性第一章原始设计资料计算1.锅炉排烟量的计算理论需氧量：42.075+7.55+0.469-1.26=48.834mol理论空气量：48.834×4.78=233.43mol理论空气体积：233.43×22.4×10-³=5.23m³空气过剩系数：根据资料查得α取值范围为1.02－1.05，本设计取α=1.03实际干空气量：233.43×1.03=240.4329mol实际干空气体积：240.4329×22.4×10-³=5.39m³查《大气污染控制工程》附录一得t=9.5℃时饱和水汽压力Pv=1182.5Pa，相对湿度φ=53％。空气含湿量：d0=0.804Pw／Pd=0.804φPv／﹙P-φPv）=0.804×0.53×1