大气污染控制工程课程设计[1][1]

1大气污染控制工程课程设计前言大气污染发展至今已超越国界，其危害遍及全球。对全球大气的影响明显表现为三个方面：一是臭氧层破坏，二是酸雨腐蚀，三是全球气候变暖。大气污染不仅破坏大气资源，而且对大气、水、生物等所有重要的环境要素造成损害，各种大气污染物是通过多种途径进入人体的，对人体的影响又是多方面的。而且，其危害也是极为严重的。大气污染还通过酸雨形式杀死土壤微生物，使土壤酸化，降低土壤肥力，危害了农作物和森林。大气污染主要由人的活动造成,大气污染源主要有:工厂排放、汽车尾气、农垦烧荒、森林失火、炊烟(包括路边烧烤)、尘土（包括建筑工地）等。因此废气的治理工程是环境保护的重要组成部分，是控制大气污染保护资源保护人群健康保证积极持续快速发展的关键环节。本次课程设计所针对的燃煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。本次的课程设计重点在于除尘器与风机的选取。采用了XDP-W-0.5型旋风除尘器和XDP-W-0.5型旋风除尘器，达到了除尘效率高，处理风量大，便于集中处理，设备造价低的目的，使除尘效果更佳。关键字：大气污染XDP-W-0.5型旋风除尘器风机2目录前言…………………………………………………………………………………1一、设计原始资料…………………………………………………………………31.1锅炉设备的主要参数………………………………………………………31.2烟气密度……………………………………………………………………31.3煤的工业分析值……………………………………………………………31.4应用基灰分…………………………………………………………………31.5锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）二类区标准…………………3二、设计计算………………………………………………………………………42.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算…………………………42.2除尘器的选择………………………………………………………………52.3管径的选择…………………………………………………………………62.4烟囱的设计…………………………………………………………………72.5系统阻力的计算……………………………………………………………82.6风机的选择………………………………………………………………13小结…………………………………………………………………………………16致谢…………………………………………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………………18附录…………………………………………………………………………………193一.设计原始资料1.1锅炉设备的主要参数（见表1）表1锅炉设备的主要参数额定蒸发量（t/h）主蒸汽压力（MPa）主蒸汽温度（℃）燃煤量（t/h）排烟量（m3/h）排烟温度（℃）2209.815400.6440000140～1501.2烟气密度（标准状况下）：1.34㎏/3m空气含水（标准状况下）：0.01296㎏/3m烟气在锅炉出口的阻力：800Pa排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16%当地大气压；97.86KPa冬季室外空气温度：-1℃空气过剩系数：a=1.41.3煤的工业分析值：C=68%；H=4%；S=0.5%；N=1%；O=5%；A=14%；V=12%；水分=6%1.4应用基灰分：13.38%；应用基水分：16.32%；可燃基挥发分：41.98%；应用基低位发热量：6000cal/kg（由于媒质波动较大，要求除尘器适应性较好）1.5按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200㎎/3m二氧化硫排放标准（标准状况下）：900㎎/3m净化系统布置场地在锅炉房北侧15米以内4二.设计计算2.1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算1.标准状态下理论空气量OSHCQa7.07.056.5867.176.44.76(1.8670.685.560.040.70.0050.70.05)aQ=6.95)/(3kgm式中C，H，S，O——分别代表煤中各元素所含得质量分数2.标准状态下理论烟气量NQQWHSCQaaS8.079.0016.024.12.11)375.0(867.1sQ1.8670.680.3750.00511.20.040.0166.95（）0.796.950.80.01=7.41(kgm/3)式中aQ——标准状态下理论空气量，3/mkgW-----煤中水分的质量分数，%N-----N元素在煤中的质量分数，%3.标准状态下实际烟气量)/()1(016.1Q3skgmQaQas设计耗煤量=800100036524=91.32/kgh（）标准状态下烟气流量Q应以hm/3计,因此,设计耗煤量sQQ37.411.016(1.41)6.9510.23/Qmkg（）设计耗煤量sQQ=10.23×91.32=934(hm/3)式中a-----空气过量系数（如表2所示）sQ------标准状态下理论烟气量,kgm/3aQ------标准状态下理论空气量,kgm/34.烟气含尘浓度)m/kg(QAdC3ssh5330.160.15C2.2010(/)10.23kgm332.2010(/)mgm式中shd-------排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数,%A-------煤中不可燃成分的含量,%sQ------标准状态下实际烟气量,kgm/35.标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算)/(102362mmgQSCsso26so20.005C1010.23339.7810(/)mgm式中S------煤中硫的质量分数sQ------标准状态下燃煤产生的实际烟气量,(kgm/3)2.2除尘器的选择1.除尘效率1100%sCCη（）32001)100%90.9%2.2010η（式中C------标准状态下烟气含尘浓度,3/mmgsC------标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,3/mmg2.除尘器的选择工作状况下烟气流量)h/m(TTQQ33934(273150)Q1447.50/273mh（）式中Q-----标准状态下烟气流量,3m/hT-----工况下烟气温度,KT------标准状态下温度,273K则烟气流速为31447.500.402(/)36003600Qms所选的除尘器的烟气量应大于3Q1447.50/mh选择XDP-W-0.5型旋风除尘器。6表2XDP-W-0.5型旋风除尘器产品性能规格型号处理烟气量（m3/h）设备阻力（Pa）除尘效率（%）捕集尘径（μm）XDP-W-0.5710～180010～300805表3XDP-W-0.5型旋风除尘器外型结构尺寸（见图1）Hh1h2h3LL1abe135568960660980900192420100CEABG280280150704554240图1XDP-W-0.5型旋风除尘器外型结构尺寸图2.3确定除尘器，风机，烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的管径，长度，烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。1.各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积，并使安装，操作方便。2.管径的确定'4Qdv式中Q——工作状态下管道内的烟气流量，s/m3v——烟气流速,12～13sm/,取12sm/圆整并选取风道外径D=210mm，壁厚=1.5mm内径2101.52207mmdD40.4020.208()3.1412dm7由公式'4Qdv可计算出实际烟气流速：'22440.40212.10m/s3.140.207Qvd合管后，设烟气流速v取19.2/ms由2QQ支合得，'2'2244vdvd，即2'2212.100.20712.5d'288dmm，圆整'290dmm取圆整并选取风道外径'D=300mm，壁厚=1.5mm内径'3001.52297mmd由公式'''4Qvd可校核出合管后实际烟气流速：''22440.402211.8m/s3.140.297Qvd（）2.4烟囱的设计1.烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量(/)th，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度.锅炉总额定出力:2202440(/)th生活用、采暖用、生产用锅炉烟囱高度规定见表5表4锅炉烟囱高度锅炉总额定出力（t/h）11～22～66～1010～2020～35烟囱最低高度（m）202530354042由于所有锅炉的总的蒸发量太大无法查出我们要求的锅炉的总的蒸发量(/)th与烟囱高度的数据,所以我假设选定烟囱高度为45m2.烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：Qd0188.0式中Q——通过烟囱的总烟气量，hm/3——按表6选取的烟囱出口烟气流速，sm/。8表5烟囱出口烟气流速通风方式运行情况全负荷时最小负荷机械通风10～204～5自然通风6～82．5～3对于强制通风，选定=4sm/21447.5020.01880.509()4dm圆整取0.5dm烟囱底部直径Hidd221式中2d——烟囱出口直径，mH——烟囱高度，mi——烟囱锥度，取i=0.0210.50920.02452.31dm圆整取2.5dm3.烟囱的抽力BttHSpky)27312731(0342.03110.034245()97.8610196a2731273150ySP式中H——烟囱高度，mkt——外界空气温度，Copt——烟囱内烟气平均温度，CoB——当地大气压，aP4.砖拱烟道的设计计算222)2(242BBDAππ，2223.143.142297()422BB得D=297mm故B=315.4mm则R=XA=2D=148.5mm式中A——为面积,mm2X——周长，mm2.5系统阻力的计算91.摩擦压力损失LmPRL式中L——管道长度，mmR——单位摩擦阻力,aP/m当φ250圆管，12.10/vms，8.62/mRPam，包括：1-2段122100Lmm，2-3段231000Lmm，3-4段34100022000Lmm，4-5段453000Lmm，6-7段671950Lmm，因未选风机，设7-8段长为783000Lmm，设9-10段9101000Lmm，两个9-10段合管前须连接三通，因而水平距离为03300Lmm当φ300圆管，11.8/vms，5.35/mRPam，包括：10-11段，设为10111000Lmm则，总摩擦阻力1223344567789100101133()(21001000200030001950300010003300)108.621000105.35154.9LmmPLLLLLLLLRLRPa2.局部压力损失22vpρΔξ(Pa)式中ξ——异形管件的局部阻力系数，可查到v——与ξ像对应的断面平均气流速率,m/sρ——烟气密度,3m/kga．3-4段两端的60弯头（两个）。如图3所示，取RD，则10.1810图260弯头b．除尘器的入口处局部阻力的计算。取α=30,v=10m/s，如图3所示122040.1920.422.0143.140.214FLWFD,10FF2.25，0.33；102FF，0.26由内差法2.2522.01420.330.260.26