课程设计
课程：环保设备原理与设计
题目：某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计
学院：能源与水利学院
班级：106051 姓名：张成伟
学号： 30 指导教师：付尧
日期：2013年7月4日
某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计
摘要：该设计主要为某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计，设计耗煤量为203.8kg/h,
分析锅炉烟气特点，排烟温度560℃,烟气密度：1.32kg/m3及排放要求后初步选择了文丘里除尘器，在燃烧锅炉中将产生大量含有二氧化碳和粉尘的烟气，该废气若不经处理直接排入大气，不仅会污染周围环境，而且导致了极大地原物料消耗，为此必须进行处理，故将从锅炉出来的烟气经过管道将其汇集通过风机的作用送入烟囱排入大气中。工艺流程包括换热器、管道、文丘里除尘器、风机电机等。
关键词：烟气特点、锅炉、文丘里除尘器
abstract:This design is mainly designed for a small coal fired boiler flue gas dust removal system,Design in coal consumption is 203.8 kg/h, analyzing the characteristics of the boiler flue gas, exhaust smoke temperature is 560 ℃, smoke density: 1.32 kg/m3 and emissions requirements after preliminary chose the venturi dust collector, levels of carbon dioxide in the combustion boiler flue gas and dust, the flue gas if not treated directly discharged into the atmosphere, not only may pollute the surrounding environment, but also led to the original material consumption greatly, therefore must be treated, it will come out from boiler flue gas through pipelines will be collected by the fan into the chimney discharged into the atmosphere. Process including heat exchangers, piping, venturi dust collector and fan motor, etc.
Key words: The flue gas characteristics、The boiler、Venturi dust catcher
目录
一设计题目 (1)
二设计资料 (1)
三设计目的 (1)
四设计要求 (1)
五设计内容 (2)
5.1 引言 (2)
5.2 方案的选择及说明 (2)
5.2.1 除尘器性能指标 (2)
5.2.2 除尘器的选择 (3)
5.3 设计依据和原则 (4)
5.3.1 依据 (4)
5.3.2 原则 (4)
5.4 基本数据 (4)
5.4.2烟气排放量以及组成 (4)
5.5 换热器的选型 (5)
5.6文丘里洗涤器几何尺寸和压损计算 (5)
5.7 管道设计计算 (10)
5.7.1 管道计算 (10)
5.7.2 管道压力损失的计算 (11)
5.8烟囱的高度计算 (13)
5.9 总压力损失 (15)
5.10 风机的选型 (15)
5.11 设计结果列表 (16)
六．总结 (18)
参考文献 (19)
一设计题目
某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计。
二设计资料
设计耗煤量：203.8kg/h。
排烟温度：560℃
空气过剩系数：α=1.25
烟气密度（标态）：1.32kg/m3
室外空气平均温度；24℃；
锅炉出口前烟气阻力：1025Pa；
现场气象资料:
①海拔高度：22.5m
②当地平均大气压：943.6mbar
③年平均气温：12.3℃
④最大风载：32kg/㎡
⑤最大雪载：24kg/㎡
⑥地震烈度：7度
三设计目的
要求设计烟尘浓度排放≤200mg/m3。
本设计的目的在于进一步巩固和加深理解课程理论，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力，包括工程设计的基本方法和步骤，技术资料的查找与应用以及绘图能力的训练，综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题。
四设计要求
（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：
1)引言
2)方案选择和说明（附流程简图）
3)除尘（净化）设备设计计算
4)附属设备的选型和计算（集气罩、管道、风机、电机）
5)设计结果列表
6)设计结果讨论和说明
7)注明参考文献和设计资料
（二）绘制除尘（净化）系统平面布置图、立面布置图、轴测图
（三）绘制除尘（净化）主体设备图
五设计内容
5.1 引言
我国是以煤为主要能源的国家。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。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SO2危害的关键问题。湿式除尘器是借含尘气体与液滴或液膜的接触、撞击等作用，使尘粒从气流中分离出来的设备。湿式除尘器按结构与净化机理可分为水膜式除尘器（麻石水膜除尘器）、喷射式除尘器（文丘里除尘器）、板式除尘器（旋流板式除尘器）、冲击式除尘器（冲击水浴式除尘器）、填充式除尘器。根据除尘设备的阻力与耗能可分为低耗能和高耗能除尘器。湿式除尘器的特点是构造简单、净化效率高、本身无运动部件、故障少、适合高温高湿气体除尘，但除尘后有水的处理问题和设备的腐蚀问题。
湿式除尘器要得到较高的除尘效率，必须造成较高的气液相对运动速度和非常细小的液滴，文氏管就是为了适应这个要求而发展起来的。文氏管是在意大利物理学家文丘里首次研究了收缩管道对流体流动的效率的影响后命名的。文丘里管是在1886年美国科姆斯·霍舍尔为了增加流体的速度从而引起压力的减小而发明的。
文氏管除尘器于1946年开始在工业中应用。文氏管是一种高能耗高效率的湿式除尘器。含尘气体以高速通过喉口，水在喉口处被湍流运动的气流雾化，尘粒与水滴之间相互碰撞使尘粒沉降，这种除尘器结构简单，对0.5-5微米的尘粒除尘效率可达99%以上，但其费用较高。该除尘器常用于高温烟气降温和除尘，也可用于吸收气体污染物。
5.2 方案的选择及说明
5.2.1 除尘器性能指标
除尘器性能指标包括技术性能指标和经济性能指标，其中，前者包括含尘气
体处理量、除尘效率、阻力损失，后者包括总费用（含投资费用和运转费用）、
占地面积、使用寿命。上述各项指标是除尘设备选用及研发的依据。各种除尘设备的基本性（表5-1）
5.2.2 除尘器的选择
在选择除尘器过程中，应全面考虑一下因素：
（1）除尘器的除尘效率（各种除尘器对不同粒径粉尘的除尘效率见表 1）； （2）选用的除尘器是否满足排放标准规定的排放浓度；
（3）注意粉尘的物理特性（例如黏性、比电阻、润湿性等）对除尘器性能有较大的影响另外，不同粒径粉尘的除尘器除尘效率有很大的不同；
（4）气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的出净化设备，去除粗大粉尘，以使设备更好地发挥作用；
（5）气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素； （6）所捕集粉尘的处理问题；
（7）设备位置，可利用的空间、环境条件等因素；
（8）设备的一次性投资（设备、安装和施工等）以及操作和维修费用等经济因素。综合考虑对除尘效率的要求、水泥的性质及经济成本等宜选用文丘里除尘器。
除尘器名称 适用的粒径
范围 （μm ）
效率 （%） 阻力 （Pa ） 设备费 运行费 重力沉降室 >50 <50 50 少 少 惯性除尘器 20-50 50-70 300 少 少 旋风除尘器 5-15 60-90 800 少 中 水浴除尘器 1-10 80-95 600 少 中下 卧式旋风水膜除尘器 ≥5 95-98 800 中 中 冲激式除尘器 ≥5 95 1000 中 中上 电除尘器
0.5-1 90-98 50 多 中上 袋式除尘器 0.5-1 95-99 1000 中上 大 文丘里除尘器
0.5-1
90-98
4000
少
大
5.3 设计依据和原则
5.3.1 依据
（1）同类粉尘治理技术和经验
（2）《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）
（3）《大气污染防治技术及工程应用》
（4）《除尘技术手册》（张殿印张学艺编著）
5.3.2 原则
本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：
（1）基础数据可靠，总体布局合理。
（2）避免二次污染，降低能耗，近期远期结合、满足安全要求。
（3）采用成熟、合理、先进的处理工艺，处理能力符合处理要求；
（4）投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余，并确保处理后的尾气可以达标排放；
（5）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命；
（6）废气处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施；
（7）工程设计及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准。
5.4 基本数据
锅炉型号：FG-35/3.82-M型（35t蒸气/h）；设计耗煤量：203.8 kg/h；排烟温度：560℃；空气过剩系数：α=1.25；烟气密度（标态）：1.32kg/m3
室外空气平均温度；24℃；锅炉出口前烟气阻力：1025Pa；烟气其他性质按空气计算；排灰系数35%，按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：200mg/m3。
煤的工业分析（无烟煤）：C：75.2%、H：4.1%、S：0。62%、O：6.6%、N：0.85%、水分：9.92%、灰分：2.71%。
5.4.2烟气排放量以及组成
表5-2 烟气排放量及组成
以1kg煤为基准
CO 2H 2O SO 2N2C 72562.6762.6762.67000.00H 4141.0010.25020.500.00O 66 4.13-2.0625
0000.00N 8.50.6100000.30S 6,。2#VALUE!#VALUE!
00#VALUE!
0.00H2O 99.2 5.51
5.51
0.00
灰分
27.10
产生烟气量（mol）
各组分质量mol 需O2量（mol）上表以1kg 煤为基准计算
故产生烟气量：CO2=62.67；N2=0.305;H2O=26.1；SO2=0.194； 理论需氧量：(62.67+10.25+0.194-2.063)×68.32×0.001=4.85mol 理论空气量：4.85×（3.76+1）=23.09mol 实际空气量：23.09×1.25=28.86mol 过剩空气量: 28.86－23.09=5.77mol
理论干烟气量：（62.67+0.194+0.305）×68.32×0.001+4.85×3.76=22.56 mol 理论烟气量：22.56+26.1×68.32×0.001=24.34mol
则总烟气量=烟气+过剩空气=24.31+（1.25-1）×23.09=30.08m 3
乘以用煤量：30.08×203.8=6130.3m 3
/h=1.708m 3
/s 1kg 烟气中灰分：27.1×35％=9.485g
9.485×203.8=193.043g/h=0.54g/s 烟气含尘浓度：0.54/1.708=0.32g/m 3
5.5 换热器的选型
本设计采用的是管壳式换热器，冷热两种流体在其中换热时，一种流体流过管内，其行程称为管程，另一种流体在管外流动，其行程称为壳程，选用管径为Φ25×2.5的无缝钢管，型号为BEM700-2.51.6-200-9
25
-4I 的换热器，其主要参数为管外径为25mm,管长9m ，换热面
积为200m 2
。因为换热器的压损相对除尘系统管道和除尘器的压损较小，在这里将其压损忽略不参与后面的有关计算和选型。
5.6文丘里洗涤器几何尺寸和压损计算
文丘里洗涤除尘器是一种高效除尘效率的湿式除尘器。它即可用于高温烟气降温，也
可净化含有微米和亚微米粉尘粒子及易于被洗涤液吸收的有毒有害气体。实际应用的文丘里
洗涤除尘器由文丘里洗涤器、除雾器、沉淀池和加压循环水泵等多种装置组成，其装置系统如下图所示，文丘里洗涤器在该装置系统中起到捕集粉尘粒子的作用。净化气体与沉降粉尘粒子的雾滴捕尘体的分离都是在除雾器中完成的，本设计中除雾器即脱水器选用旋风水膜除尘器，文丘里洗涤器则由收缩管、喉管和扩张管以及在喉管处注入高压洗涤水的喷雾器组成。
（1）管径 υ
Q
D 8
.18=
式中 D —管径，m ；
Q —进口气体流量，1.708×3600=6148.8m 3
/h 一般取进口流速υ1=16～22m/s 出口流速υ2=18～22m/s 喉管流速υr =50～180m/s
取进口流速υ1=20m/s ，则进口管径118.8330mm 0.33m D ===
出口流速υ2=20m/s ，则出口管径218.8330mm 0.33m D ===
喉管流速υr =80m/s ，则喉管管径18.8165mm 0.165m r D === （2）管长
渐缩管的中心角α1取25°，渐扩管的中心角α2取6°，当选定两个角之后，计算 收缩管长1110.330.16525
cot cot 0.73m 2222
r D D L α--=
?=?=
扩散管长2220.330.1656
cot cot 3.13m 2222
r D D L α--=
?=?= 喉管长度L r 对文丘里管的凝聚效率和阻力皆有影响。实验证明，L r =(0.8～1.5) D r ，取
L r =1.5 D r =1.5×0.165=0.25m
文丘里管示意图
（3）压力损失
根据有些学者提出的模式认为气流的全部能量损失仅用在喉部将液滴加速到气流速度，由此导出压力损失的近似表达式为 L V P r .1003.126??=?-
式中 △p —文丘里洗涤器的气体压力损失，cmH 2O r V —喉部气体速度，cm/s
L —液气体积比，一般为0.5～1L/m 3
，取L =0.5
故622
21.0310(8010)0.532.963230P cmH O Pa -?=????==
（4）除尘效率的计算
根据国家规定的烟尘排放浓度标准, C ≤100mg/m 3
,故除尘器应该达到的除尘效率为： ηT =1－(100/620)×100% =84% （5）脱水器的选择
脱水器串联在文丘里洗涤器后，作为凝聚水滴和吸收某些气态污染物的作用。
根据进入文丘里除尘器的风量Q=3168m 3
/h,选择CLS/A-5型号的脱水器。
CLS/A 型带有挡水圈，以减少除尘器的带水现象，在筒体内壁表面始终保持一层连续不断地均匀往下流动的水膜。含尘气体由筒体下部切向进入除尘器并以旋转气流上升，气流中的粉尘粒子被离心力甩向器壁，并为下降流动的水膜捕尘体所捕获，粉尘粒子随沉渣水由除尘器底部排渣口排出，净化后的气体由筒体上部排出。
主要参数如下表：
表5-5
风量/m 3/h 压损/Pa 筒体高度H/mm
筒体直径D/mm 出口直径/mm
3500 570 3545 500
114
（6）喷嘴选型
喷嘴是湿式除尘设备的附属构件之一，对烟气冷却、净化设备性能影响很大，根据喷嘴的结构形式不同，一般可分为喷洒型喷头、喷溅型喷嘴和螺旋型喷嘴等，本设计采用螺旋型喷嘴的碗型喷嘴，其计算过程如下：
①设计参数：喷水量3.7m 3
/h ，喷射角75°，出水口轴向流速为8m/s ，则出水口面积为：
6
21 3.710128mm 36008
A ?==?，出水口直径为D N =12.77mm
②取蜗室入口流速为4m/s ，则蜗室切向入口纵断面积为
6
23.710257mm 36004
f A ?==?
③水口内径D C 的截面积A 2的计算
12
=f
A K A A ，K 取0.785，则22
2222
1257917mm 0.75128f
A A K A ===? D C =34mm
④取V R =0.5m/s,则该处圆环面积为
6
23.7102056mm 36000.5
R A ?==?
⑤喷嘴外壳的内半径R 1为
()()22
222111205620.785242 3.1413854R d R R π????=
-=-=-?
?
?
?
,R 1=33mm
如下图：
选喷口口径为14mm 的，其主要参数如下：
5.7 管道设计计算 5.7.1 管道计算
（1）除尘系统工艺流程图
（2）管道直径的确定 管段（1-2） 312833.15
1.708 5.21273.15
Q m -=?
=
查设计手册取管道中气速v=18m/s ，可得 d 1-2=
v Q π40.6m = 根据实际管道情况，管道内为气体如果速度小于12m,则有粉尘堵塞管道，为保证速度不小于18，取d 1-2 =0.6m 实际流速 22
44 5.21
18.4/3.140.6Q V m s d π?=
==?实 管段（3-4） 标况下温度为150℃，即T=423.15 K 334423.15
1.708
2.6527
3.15
Q m -=?
=
取气体流速18m/s ，d 3-4=
v Q π40.44m = 管道取一致， 取d 5-6 =0.45m 实际流速 22
44 2.6517.7/3.140.45Q V m s d π?=
==?实 管段（5-6） 标况下温度为80℃，即T=353.15 K 356353.15
1.708
2.2127
3.15
Q m -=?
=
取气体流速12m/s ，d 5-6=
v Q π40.4m = 管道取一致， 取d 5-6 =0.4m
实际流速 22
44 2.21
17.6/3.140.4Q V m s d π?===?实
管段（7-8） 标况下温度为80℃，即T=353.15 K 378353.15
1.708
2.2127
3.15
Q m -=?
=
取气体流速12m/s ，d 5-6=
v Q π4
0.4m = 管道取一致， 取d 7-8 =0.28m 实际流速 22
44 2.2117.6/3.140.4Q V m s d π?=
==?实 列表为（表5-3）：
管段温度气体流速计算管径(m)标况下
实际中℃（K）K （m/s）（取管道规
格）1—2 5.71560833.15180.6
2—3 2.65150423.15180.453—4 1.7880353.15180.44—5
1.78
80
353.15
18
0.4
管段气体体积m3/s
5.7.2 管道压力损失的计算
5.7.2.1 摩擦阻力损失
流体力学原理，气体流经断面性状不变的直管时，圆形管道的摩擦阻力可按下式计算 2
2
ρυλ?=?d L
P L
式中△P L —一定长度管道的摩擦阻力，Pa L —直管道的长度，m λ—摩擦阻力系数，无量纲 d —圆形管道内直径，m ρ—管内气体的密度，kg/m 3
υ—管内气体的平均风度，m/s
烟气密度2
1
1V V g ρρ=
根据已知的数据：煤气在标况下的密度3
/32.1m kg =ρ
560℃时，烟气密度3
/43.0m kg =ρ
150℃时，烟气密度3
0.85/kg m ρ= 80℃时，烟气密度3
1.06/kg m ρ= 80℃时，烟气密度31.06/kg m ρ= 管段1～2，在操作条件下
3/k 43.0m g g =ρ，10,0.6,18.4/,0.012L m d m v m s λ====（镀锌管）
2
212
100.4318.40.01214.5620.62
g v L p Pa d ρλ-??==??=
管段3～4在操作条件下
30.85k /g g m ρ=，20,0.45,16.7/,0.012L m d m v m s λ====（镀锌管）
2234
200.8517.70.01263.2220.452
g v L p Pa d ρλ-??==??=
管段5～6，在操作条件下
31.06k /g g m ρ= 10,0.4,17.6/,0.012L m d m v m s λ====（镀锌管）
2256
10 1.0617.60.012=49.2520.42
g v L p Pa d ρλ-??==??
管段7～8 在操作条件下
31.06k /g g m ρ=5,0.4,17.6/,0.012L m d m v m s λ====（镀锌管）
2
256
5 1.0617.60.012=24.6320.42
g v L p Pa d ρλ-??==??
整理数据表格如下（表5-4）：
管段
标况下
管道中 摩擦阻力系数 管道长度 气体流速 摩擦阻力损失 体积
密度
体积 密度 1-2
1.708
1.32
5.21
0.43
0.012 10 18.4 14.56 3-4
2.65
0.85
0.012
20
17.7
63.22
5-6 2.21 1.06 0.012 10 17.6 49.25 7-8
2.21
1.06
0.012
5
17.6
24.63
总摩擦压力损失为：
14.5663.2249.2524.63151.66P P ?=∑?=+++=Pa
5.7.2.2局部压力损失
局部压力损失在管件形状和流动状态不变时，可按下式计算 2
2
υρξ
g P =? 式中△P—气体的管道局部压力损失，Pa ξ—局部阻力系数
管道1～2，弯头2个ξ1=ξ2=0.18则
2
0.4318.4(0.180.18)26.2Pa 2
w P ??=+?
= 管道3～4，弯头2个ξ1=ξ2=0.18则
2
0.8517.7(0.180.18)47.93Pa 2
w P ??=+?
= 管道5～6，弯头3个ξ1=ξ2=0.18则
2
1.0617.6(30.18)88.7Pa 2
w P ??=??
= 管道7～8，无弯头，故无局部阻力损失
5.7.2.3系统的压力损失
摩擦阻力损失14.5663.2249.2524.63151.66P P ?=∑?=+++= Pa 局部阻力损失 △P w 总=26.2+47.93+88.7=162.83Pa 除尘器压损 △P c =3230Pa
总压力损失△P =△P L 总+△P w 总+△P c =151.66+162.83+3230=3544.5Pa
5.8烟囱的高度计算
（1）烟囱出口内径可按下式计算：
i
v Q
D π4=
式中 Q —通过烟囱的总烟气量， s m /3
i v —按表选取的烟囱出口烟气流速，选定i v =4 s m /
0.74m D =
=
表5-7 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 10～20 4～5 自然通风
6～8
2.5～3
（2）烟囱高度的确定
一个烟囱的所有锅炉的总蒸发量为Q=1.24t/h ，表5-8 燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油
除外）锅炉房烟囱最低允许高度
表5-8
锅炉房装机总
容量
M W <0.7 0.7～<1.4
1.4～<
2.8 2.8～<7 7～<14 14～<28
t/h
<1 1～<2 2～<4
4～<10 10～<20
20～≤40 烟囱最低高度 m 20 25 30 35 40
45
查上表可得：25m H =烟囱
烟囱底部直径
()12d D i H m =+??
式中D ——烟囱出口直径，m ；
H ——烟囱高度，m ；
i ——烟囱锥度，通常取i ＝0.02~0.03。 选定i=0.025
()120.7420.025252d D i H m =+??=+??=
(3)烟囱的抽力
烟囱的抽力取决于烟温、空气温度及烟囱高度，烟温越高，周围空气温度越低，烟囱的抽力越大；烟囱高度越高，其抽力也越大。
B t t H P f
)2731
2731(
0345.00+-+=?
式中H —产生抽力的管道高度，m
t 0—外界空气温度 ℃
t f —计算管段中烟气的平均温度 ℃ t f =(560+160+80+80)/4=220℃
B —当地大气压 Pa
11
0.034525()101325130Pa 27324273220
P ?=??-?=++
（4）烟气自生通风力
P ?r=25×（1.32-0.85）×9.61=115.3Pa
5.9 总压力损失
总压损=125.2+3230+132.8+130+1025-115.3=4528.78Pa
5.10 风机的选型
（1）风量 根据总风量和总压力损失选择合适的风机。在选择风机时按下式计算。 Q 0=K 1K 2Q
式中 Q —管道系统的总风量，m 3
/h
K 1—考虑系统漏风所附加的安全系数。一般通风系统取1.1，除尘系统取1.15，
本设计中取K 1=1.15
K 2—除尘器或净化设备的漏风所附加的安全系数，取0.1 故Q 0=1.15×0.1×3132=360.18m 3/h （2）风压 P f =（K 3 △P 1+△P 2）K 4 式中 P f —风机的风压，Pa
△P 1—管道系统的总压力损失，Pa △P 2—总的压力损失，Pa
K 3—管道系统总压力损失的附加安全系数，一般通风系统取1.1～1.15，除尘
系统取1.15～1.20，取K 3=1.15
K 4—由于风机产品的技术条件和质量标准允许风机的实际性能比产品样本低
而附加的系数，K 4=1.08
P f =[1.15×125.18+4528.78] ×1.08=5046.6Pa
（3）电机功率 K P Q N f
2
1010003600ηη???=
式中 N —风机配用电动机的功率，kW Q 0—风机的风量，m 3
/h P f —风机的风压，Pa
η1—风机运行时的效率，一般为0.5～0.7，电机直联传动取0.5
η2—机械传动效率，取1.00
K —电动机轴功率安全系数，离心通风机取1.40
360.185046.6
1.40 1.02kW 360010000.5 1.00
N ?=
?=???
风机根据风压、风量、功率选择C6-48型的锅炉风机。
表5-6 除尘风机性能表
风机类型 型号 全压/Pa 风量/(m 3/h ) 功率/kW 备注
锅炉风机 Y8-39
2136～5762
2500～26000
3～37
用于锅炉，也常用于大
中型除尘系统
5.11 设计结果列表
本设计的燃煤电站锅炉烟气除尘系统及附属设备主要有：文丘里除尘器、脱水器、换热器、风机、电机、除尘系统管道、烟囱等。除尘净化系统设备的选型见下表5-9。
| 文丘里水膜除尘器设计指导书 （一） 计算书部分 1、 熟悉资料 （1） 设备原理：文丘里水膜除尘器是一种高效湿式除尘器，常用于高温烟气降温和 除尘上，其结构包括文丘里洗涤器和旋风水膜除尘器。了解其原理有助于画图前分析计算。 （2） 土建资料：根据建筑平、立、剖面图，了解除尘设备结构特点为管道合理布局 提供参考条件。 （3） 设计依据：依据建筑条件图和设计规范、设计手册、技术措施、标准图集设计。 2、 设计过程 文丘里除尘器的设计主要包括三个主要内容：净化气体量、文丘里管和捕集器的主要尺寸的确定。 （1） ! （2） 净化气体量Q 的确定 净化气体量可以根据生产工艺物料平衡和燃烧装置的燃烧计算来求，也可以采用直接测量的烟气量数据。对于烟气量的设计与计算，都以文丘里管前的烟气性质和状态参数为准。为了简化设计计算，计算时可以不考虑其漏风系数、烟气温度的降低、烟气中水蒸气对烟气体积的影响。 （3） 文丘里管几何尺寸的确定 1） 喉管 ①喉管截面积 通常按式（1-1）计算。 03600u Q t A = （1-1） 式中 A 0— 喉管的截面积，m 2 Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3 /h ~ u 0— 通过喉管的气体流速，m/s ②确定高宽比求得高、宽 2） 收缩管 ① 收缩管进气端截面积 通常按与之相连的进气管道形状计算，计算公式为： 1 13600u Q t A = （1-2） 式中 A 1—收缩管进气端的截面积， Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3 /h ； u 1— 收缩管进气端气体的速度，m/s ② 计算截面收缩管进气端的高度和宽度
文丘里水膜除尘器设计指导书 （一） 计算书部分 1、 熟悉资料 （1） 设备原理：文丘里水膜除尘器是一种高效湿式除尘器，常用于高温烟气降温和除尘上，其结构包括文丘里洗涤器和旋风水膜除尘器。了解其原理有助于画图前分析计算。 （2） 土建资料：根据建筑平、立、剖面图，了解除尘设备结构特点为管道合理布局提供参考条件。 （3） 设计依据：依据建筑条件图和设计规范、设计手册、技术措施、标准图集设计。 2、 设计过程 文丘里除尘器的设计主要包括三个主要内容：净化气体量、文丘里管和捕集器的主要尺寸的确定。 （1） 净化气体量Q 的确定 净化气体量可以根据生产工艺物料平衡和燃烧装置的燃烧计算来求，也可以采用直接测量的烟气量数据。对于烟气量的设计与计算，都以文丘里管前的烟气性质和状态参数为准。为了简化设计计算，计算时可以不考虑其漏风系数、烟气温度的降低、烟气中水蒸气对烟气体积的影响。 （2） 文丘里管几何尺寸的确定 1） 喉管 ①喉管截面积 通常按式（1-1）计算。 03600u Q t A = （1-1） 式中 A 0— 喉管的截面积，m 2 Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3/h u 0— 通过喉管的气体流速，m/s ②确定高宽比求得高、宽 2） 收缩管 ① 收缩管进气端截面积 通常按与之相连的进气管道形状计算，计算公式为： 1 13600u Q t A = （1-2） 式中 A 1—收缩管进气端的截面积， Q t —温度为t 时气体口的气体流量，m 3/h u 1— 收缩管进气端气体的速度，m/s ② 计算截面收缩管进气端的高度和宽度 ③ 确定收缩角1θ ④ 矩形文丘里管的收缩管长度 矩形收缩管长度L 1可以按式（1-3）和式（1－4） 计算，取两式最大值作为收缩管的长度。
简介 文丘里洗涤器又称文丘里管除尘器。由文丘里管凝聚器和除雾器组成。除尘过程可分为雾化、凝聚和除雾等三个阶段，前二阶段在文丘里管内进行，后一阶段在除雾器内完成。文氏管是一种投资省、效率高的湿法净化设备。根据文氏管喉管供液方式的不同，可分为外喷文氏管和内喷文氏管。第一级文氏管的收缩管材质通常采用铸铁，喉管为铸铁或钢内衬石墨，扩张管为硬铅，也可以用硬PVC或钢内衬橡胶。第二级文氏管材质通常全部采用硬PVC。 工作原理 文丘里管包括收缩段、喉管和扩散段。含尘气体进入收缩段后，流速增大，进入喉管是达到最大值。洗涤液从收缩段或喉管加入，气液两相间相对流速很大，液滴在高速气流下雾化 文丘里洗涤器 ，气体湿度达到饱和，尘粒被水湿润。尘粒与液滴或尘粒之间发生激烈碰撞和凝聚。在扩散段，气液速度减小，压力回升，以尘粒为凝结核的凝聚作用加快，凝聚成直径较大的含尘液滴，进而在除雾器内被捕集。文丘里管构造有多种型式。按断面形状分为圆形和方形两种；按喉管直径的可调节性分为可调的和固定的两类；按液体雾化方式可分为预雾化型和非雾化型；按供水方式可分为径向内喷、径向外喷、轴向喷水和溢流供水等四类。适用于去除粒径0.1-100μm的尘粒，除尘效率为80-99%，压力损失范围为1.0-9.0kPa，液气比取值范围为0.3-1.5L/m3。对高温气体的降温效果良好，广泛用于高温烟气的除尘、降温，也能用作气体吸收器。 工艺参数 文氏管的主要工艺参数是炉气在喉管中的流速、液气比和压力降。其中最关键的参数是喉管气速，只要压力降允许，喉管气速以大于等于60m/s为宜。对于以捕集粒径较粗的尘为主 文丘里洗涤器 要目的的文氏管，宜采用较低的气速和压力降；对于捕集粒径较小的酸雾和As2O3为主要目的，则宜采用较高的气速和较高的压力降。
原理 花岗岩水膜脱硫除尘器又称：麻石除尘器。主要由文丘里、主筒体、上部注水槽、下部溢水孔、清理孔、副筒体和连接烟道（钢混结构）等组成，脱硫除尘器的工作原理是：含尘气流通过进口烟道进入文丘里，在喉部的入口被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被其溶化成细小的水雾，湿润了烟气中的灰料。在这个过程烟气中的灰料被湿润，使它的重量加大而有利于被离心分离，在高速呈絮流状态中，由于水滴与尘粒差别较大，它们的速度差也较大。这样，灰粒与水滴就发生了碰撞凝聚，尤其是粒径细小的灰尘料可以被水雾水溶，这些都为灰料的分离做好充分的准备，此后进入主筒。花岗岩水膜脱硫除尘器主筒体是一个圆形筒体，水从除尘器上部注水槽进入主筒，使整个圆筒内壁形成一层水膜从上而下流动，烟气由筒体下部切向进入，在筒体内旋转上升，含尘气体在离心力作用下始终与筒体内壁面的水膜发生摩擦，这样含尘气体被水膜湿润，尘粒随水流到除尘器底部，从溢水孔排走，在筒体底部封底并设有水封槽以防止烟气从底部漏出，有清理孔便于进行筒体底部清理。除尘后废水由底部溢流孔排出进入沉淀池，沉淀中和，循环使用。净化后的气体，通过主筒体上部锥体部分进行脱水处理进入副筒后再进行沉降、分离脱水后，净化后的烟气通过副筒体下部排入引风机，完成除尘设备的整个工作过程。 一、脱硫除尘器除尘效率的计算方法 对于脱硫除尘器的除尘效率是指含尘气流在通过布袋式除尘器时新捕集下来的粉尘量占进入除尘设备的粉尘量的百分数，用公式表示为：C＝Gc÷Gj×100％式中C——除尘效率，％，Gc——被捕集的粉尘量，kg；Gj——进入除尘器的粉尘量，kg。 脱硫除尘器的除尘效率是衡量脱硫除尘器性能最基本的参数，它表示除尘脱硫设备处理气流中粉尘的能力，它与滤料运行状态有关，并受粉尘性质、滤料种类、阻力、粉尘层厚度，过滤风速及清灰方式等诸多因素影响。脱硫除尘器的除尘效率与粉尘料径有着直接的关系，常用分级效率表示某一粒径(或粒径范围)下的除尘效率，它也是评价除尘器、静电除尘器性能的指标之一。脱硫除尘器中除尘效果的叛断脱硫除尘器性能的优劣通常用除尘效率、压力损失、过滤风速及滤料寿命来表示，对袋式除尘器进行研究和技术改良，有着重大的意义。 脱硫除尘器除尘效果的叛断
麻石水膜除尘器 麻石水膜除尘器 麻石水膜除尘器由花岗岩石料砌筑而成，经久耐用。脱硫除尘原理：含尘烟气切向进入除尘器，沿内壁螺旋上升，与从水槽流下的水膜碰撞，凝聚。灰尘没入水中。干净的烟气脱水后排入烟囱。由于除尘器的水呈碱性，烟气中的二氧化硫与碱发生反应，生成盐类。该除尘器适用于2-75吨燃煤锅 一、结构与原理 麻石水膜除尘器主要由文丘里、主筒体、上部注水槽、下部溢水孔、清理孔、副筒体和连接烟道（钢混结构）等组成，其工作原理是：含尘气流通过进口烟道进入文丘里，在喉部的入口被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被其溶化成细小的水雾，湿润了烟气中的灰料。在这个过程烟气中的灰料被湿润，使它的重量加大而有利于被离心分离，在高速呈絮流状态中，由于水滴与尘粒差别较大，它们的速度差也较大。这样，灰粒与水滴就发生了碰撞凝聚，尤其是粒径细小的灰尘料可以被水雾水溶，这些都为灰料的分离做好充分的准备，此后进入主筒。主筒体是一个圆形筒体，水从除尘器上部注水槽进入主筒，使整个圆筒内壁形成一层水膜从上而下流动，烟气由筒体下部切向进入，在筒体内旋转上升，含尘气体在离心力作用下始终与筒体内壁面的水膜发生摩擦，这样含尘气体被水膜湿润，尘粒随水流到除尘器底部，从溢水孔排走，在筒体底部封底并设有水封槽以防止烟气从底部漏出，有清理孔便于进行筒体底部清理。除尘后废水由底
部溢流孔排出进入沉淀池，沉淀中和，循环使用。净化后的气体，通过主筒体上部锥体部分进行脱水处理进入副筒后再进行沉降、分离脱水后，净化后的烟气通过副筒体下部排入引风机，完成整个工作过程。 二、特点 麻石水膜除尘器的特点，造价低，安装方便，抗腐蚀、耐磨、经久耐用，且性能稳定除尘率高，除尘效率一般可达95~97%，双筒除尘器除尘效率可达97%以上，适应性强，可用于多种工业锅炉和含尘场所的除尘、脱硫，运行稳定，维护简单。是用户理想的锅炉配套产品。 1、采用天然花岗岩，经机械加工成圆形弯板，整体结构光滑平整。有耐腐蚀，耐磨损，耐高温的特性。 2、内部平整光滑，使耗水量降低至原来的2/3，降低了运行成本。 3、安装时用耐酸胶涂在缝口连接，确保连接处不漏水。 4、进出口均配法兰并提供法兰尺寸，安装时法兰对接处用石棉绳填缝，严防漏风，影响除尘效果。 5、筒体底部是封闭的，这比传统不封闭的筒体提高了效率，降低了风能的消耗，减少了外部污染。 三、主要技术性能和参数 除尘效率：≥98% 脱硫效率：≥80% 进口烟速：18~22m/s 出口烟速：16~20m/s 捕滴器筒体上升烟速：3.5~5.5m/s
BJ5048V7BD5-1、BJ5048V7DD5-1厢式运输车大气污染控制工程课程设计 学院：工学院 系别：环境工程 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 2013 年 11 月 29 日
BJ5048V7BD5-1、BJ5048V7DD5-1厢式运输车 目录 摘要：该设计主要为某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计，设计耗煤量为5748.3kg/h,分析锅炉烟气特点，排烟温度550℃,烟气密度：1.37kg/m3及排放要求后初步选择了文丘里除尘器，通过课程计进一步巩固课程所学习的核心内容，掌握设计的内容以及相关参数的选择与计算，并使所学知识系统化，培养学生运用所学习知识进行烟气处理工艺的设计。本次设计，是让学生针对给定的处理工艺，选择相应参数的计算，绘制工艺图，使学生具有初步的烟气处理单元的设计能力。 (7) 关键字：烟气特点，锅炉，文丘里除尘器 (7) A small coal-fired boiler flue gas dust removal system design (7) Abstract：The design for a small coal-fired boiler flue gas dust removal system design,the design of coal consumption for the 5748.3kg/h, analysis of boiler flue gas, flue gas temperature is 550 ℃, smoke density:1.37kg/m3 and emission requirements after the preliminary selection of Venturi filter, through the course of the core content to further consolidate the course of study, master these lection and calculation of design the content and the related parameters, and makes the knowledge system, training the students to use the knowledge to design process of flue gas treatment. This design, is to let the students for a given treatment, select the appropriate parameters calculation, drawing, enable the student to have the design capability of flue gas treatment unit preliminary. (7) Key words：Characteristics of smoke, boiler dust collector, Venturi (7) 除尘设计任务书 (8) 一设计题目 (8) 二设计资料 (8) 三设计目的 (8) 四设计要求 (8) 锅炉烟气除尘系统设计书 (9) 一.前言 (9) 二.方案的选择及说明 (9) 2.1 除尘器性能指标 (9) 3.1 依据 (10) 3.2 原则 (11)
新型文丘里洗涤器 文丘里洗涤器的应用十分广泛———除尘、除沫、气体净化。传统的文丘里洗涤器由收缩管、喉管、扩散管组成。高压液体通过喷嘴形成大液滴喷入气流中，在喉管处较高的气速和剪切力的作用下雾化成细小的液滴，与气体中的尘粒接触使其分离。但是，最近国外设计的新型文丘里洗涤器却采用了与传统文丘里洗涤器大相径庭的结构形式。 新型文丘里洗涤器采用管缝隙作为气—液接 触区，其最大特点是，液体的雾化不是由高速气流产生的，而是由液体喷嘴形成的，喉部只是提供气—液间的密切接触。因此高除尘（雾）效率不是以高气体压降为代价的。最初的管—隙式文丘里洗 〓$/〓硫酸工业％00;年第$期 涤器见图!。 图!最初的管—隙式文丘里洗涤器 在一根垂直管内，上部装有两个高压液体喷 嘴，中部由两根水平细管构成一道狭窄的缝隙，水平细管下面装有一个柱形调节器，与之形成两道缝隙。洗涤液通过高压喷嘴雾化，在狭缝处与气体相接触，操作时，由一个传动装置上下移动调节器以改变缝隙宽度即喉部截面积大小，以在气体流量波动的情况下达到稳定的分离效果。设备的下游采 用离心式除沫器（旋风分离器）除去气流中夹带的雾沫。在管—隙式文丘里洗涤器的基础上又开发了复式喷嘴"#$％&'"％()*％&文丘里洗涤器，其结 构见图+。
图+"#$％&'"％()*％&文丘里洗涤器 "#$％&'"％()*％&文丘里洗涤器采用若干个 平行缝隙作为喉部，运行时无需调节缝隙宽度，从而进一步简化了结构。更重要的是，这种洗涤器采用了近年来国外开发的脉冲复式喷嘴，运行时以单式（只用洗涤液）和复式（同时采用压缩空气和洗涤液）的方式交互雾化。它在喷嘴的喷头中装有两个共振盒，自动产生共振。这种雾化技术的最大优点是，加速和减速交替出现，以诱发更剧烈地湍动，从而极大地提高分离效率。此外，脉冲可阻止尘粒在喉部沉降。缝隙和喷嘴的数量取决于流量的大小。由于在管缝隙处几乎没有气—液间的能量交换，所以这种洗涤器可以达到极高的分离效率，而气体压降却趋于零。 德国拜耳公司技术部曾于!,,,-./0中试装 置上测定了"#$％&'"％()*％&文丘里洗涤器的分 离效果。结果表明，对于,1!2!,!-直径的尘粒， 分离效率达到3+42!,,4，并且能耗低于其它文 丘里洗涤器。 与此同时，还进行了用氢氧化钠溶液吸收二氧 化硫的试验。试验气体流量为!,,,-./0、!（56 +） 分别为!,,和7,,-8/-.，采用9*值为!!17的氢 氧化钠溶液进行吸收。结果表明，复式喷嘴文丘里洗涤器的二氧化硫吸收率明显高于压力喷嘴文丘 里洗涤器，而两者压降相当，见图.。此外，零压降时复式喷嘴文丘里洗涤器所需的传质单元数为压 力喷嘴文丘里洗涤器的一半。 图.56 +吸收试验结果 !、.压力喷嘴，进气!（56 +）分别为7,,、!,,-8/-. +、:复式喷嘴，进气!（56 +）分别为7,,、!,,-8/-. 综上所述，复式喷嘴"#$&％'"％()*％&文丘 里洗涤器具有结构简单，分离效率高、能耗低、 可同时除尘和分离气体、操作弹性大、可靠性高、结构紧凑等优点，非常适合于现有装置的改造。（瑾）
南京工程学院 课程设计说明书设计题目：文丘里湿式除尘器工艺设计 课程名称：除尘与输灰系统及设备 院（系、部）：环境工程学院 专业：电力环保 班级： 姓名： 学号： 起止日期：2014.12.22~2014.12.26
指导老师：张雯娣 一．绪论............................................................................. - 1 - 二、前言............................................................................. - 1 - 三、设计任务...................................................................... - 2 - （一）主要技术参数 ....................................................... - 3 - （二）烟气量的计算 ....................................................... - 3 - 四、设计原则...................................................................... - 5 - 五、设计计算...................................................................... - 6 - （一）、步骤 .................................................................. - 6 - （二）、计算 .................................................................. - 6 - 六、参考文献.................................................................... - 11 - 七、设计图纸.................................................................... - 11 - 八、设计结论.................................................................... - 11 -
上海江科实验设备有限公司 文丘里可调式洗涤式除尘器 设备型号：CJK08 一、实验目的和意义 湿式除尘器是使含尘浓度气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的关心国家大事碰撞及他作用捕集粉尘或使粒径增大的装置。文丘里洗涤器是湿式除尘器的一种，属高效除尘器， 常用于高温烟气降温和除尘。影响文丘里洗涤器性能的因素较多，为了使其在合理的操作条件下达到高除尘效率，需要通过实验研究各因素影响其性能的规律。 通过本实验：1、要进一步提高本科学生对文丘里洗涤器结构形式和除尘机理的认识； 2、学习湿式除尘器动力消耗的测定方法； 3、了解湿法除尘与干法除尘在除尘性能测定中的不同实验方法； 4、管道中各点流速和气体流量的测定 5、文丘里除尘器的压力损失和阻力系数的测定 6、文丘里除尘器的除尘效率测定 7、并通过实验方案设计和实验结果分析，加强学生综合应用和创新能力的培养。 设备特点 1、可测定文丘里除尘器除尘效率。 2、可测定研究处理风量、待处理气体含尘浓度对除尘效率及压力损失的影响。 3、配有微电脑粉尘浓度检测系统（能在线监测进口处与出口处含尘浓度的变化、并具有数据采集与直接打印输出功能、）。 4、装置配有微电脑风量、风压检测系统（能在线监测各段的风压、风速、风量，并具有数据采集与直接打印输出功能）。 5、数据采集直接打印输出功能、设备上已经安装微型打印机1台、 注意：（不需要另配计算机和打印机）。 6、设备带有机械自动发尘装置、发尘量可精确控制调节。 7、设备配有气尘混合系统，使风管内的粉尘分布均匀、取样检测更精确。 8、处理风量、进尘浓度等可自行调节。 9、该装置可在线数据采集、也可备用数据采集接口、设备系统还在净化设备前后配有人工采样口。 10、各传感器都经防震处理，数据都经标准仪器标定。数据可靠稳定。 11、除雾段采用旋风分离器，所以设备还可进行旋风除尘实验，一机两用。 二、实验原理和方法 文丘里洗涤器性能（处理气体流量、压力损失、除尘效率、及喉口速度、液气比、动力消耗等）与其结构形式和运行条件密切相关。本实验是在除尘器结构相识和运行条件已定的前提下，完成除尘器性能的测定。 1、 处理气体量及喉口速度的测定和计算 （1）处理气体量的测定和计算 测定文丘里洗涤器处理气体量，应同时测出除尘器进、出口的气体流量（Q G1、Q G2）取其平均值作为除尘器的处理气体量（Q G ）。这类测定Q G 的方法称为动压法，其计算式如下。 Q G = 2 1 (Q G1+Q G2)(m 3/s) （式1）
文丘里洗涤器除尘 文丘里洗涤器的几何形状如图 1 所示,主要由收缩段、喉管和扩散段 3 部分组成。除尘过程分为雾化、凝聚和除雾 3 个阶段。前两过程在文氏管内进行,后一过程在雾沫分离器内完成。 在文丘里洗涤器中,捕尘体均为液滴和液膜,气液两相接触表面是液滴和液膜表面。用液滴捕集含尘气体中的粉尘粒子,实际上涉及到惯性碰撞、拦截、扩散力、离心力和重力等沉降捕尘机理,但对于粒径大于015μm的粉尘粒子,在没有强电场力作用下,主要捕尘机理是惯性碰撞。液体在收缩段和喉管中雾化为细小的液滴,气体完全被液体所饱和,尘粒表面附着的气膜被冲破,使尘粒被液体润湿,因此在尘粒与液滴或尘粒之间发生剧烈的碰撞、凝聚。在扩散段气体速度逐渐降低和压力逐渐回升,液滴由于惯性影响其速度可能高于气速,使这种以尘粒为凝结核的凝聚作用发生得更快。在文丘里管后必须设置雾沫分离器,比如旋风分离器、百叶窗除雾器等,从气流中除去含尘液滴。 一般湿法洗涤器，其气液混合过程都是以惯性碰撞为主，只有文丘里管洗涤器才能做到以引射扩散为主，并达到比常规的湿法洗涤器具有更佳的气液之间的混合效果。 当处理气量增大，文丘里管直径需要扩大时，为了达到相同的运动效果，在喉管内的气流速度也必须作相应扩大。为此设计了多个小直径文丘里管并联组合的多管文丘里洗涤器如图。它能够采用较低的喉管气流速度，获得以较高的气流速度所能达到的运行效果。 将多管文丘里洗涤器用于锅炉烟气脱硫除尘，系统的工艺流程如下图所示。
锅炉烟气流经进气口，均匀进入由多个小文丘里管并联组合而成的雾化器，在小文丘里管喉部，烟气以高速引射由周围小孔中射出的碱液，使液体雾化。气液两相在喉部及以后的渐扩管段中充分接触。二氧化硫被碱液吸收，尘粒表面被液滴润湿，在尘粒的相互碰撞中加速了尘粒之间的凝聚。然后再进入旋风分离器，把尘粒、液滴和气体分离，以达到脱硫除尘的目的。尘粒和液滴由分离器排污口排入沉淀池。经一定时间，尘粒沉入沉淀池底部，采用机械设备定时打捞与煤渣一并处理。液滴进入沉淀池后被循环使用。清洗后的气体由分离器出口排出，经引风机、烟囱排入大气。 [1]文丘里洗涤器除尘操作参数的优化，胡金榜等，环境工程，1999（5），35-36 [2]多管文丘里烟号晾尘臃硫装置, 储嘉铭等，环境工程，2006（24），38-39
文丘里湿式除尘器工艺设计
南京工程学院 课程设计说明书设计题目：文丘里湿式除尘器工艺设计 课程名称：除尘与输灰系统及设备 院（系、部）：环境工程学院 专业：电力环保 班级： 姓名： 学号： 起止日期：2014.12.22~2014.12.26 指导老师：张雯娣
一．绪论....................................... - 1 - 二、前言....................................... - 1 - 三、设计任务 ................................... - 2 - （一）主要技术参数 ........................... - 3 - （二）烟气量的计算 ........................... - 3 - 四、设计原则 ................................... - 5 - 五、设计计算 ................................... - 6 - （一）、步骤 ................................. - 6 - （二）、计算 ................................. - 6 - 六、参考文献 ...................................- 11 - 七、设计图纸 ...................................- 11 - 八、设计结论 ...................................- 11 -
实验十三文丘里——旋风水膜除尘器的除尘模拟实 验
实验四 GR型消烟除尘脱硫壹体化装置的模拟实验 壹、实验意义和目的 燃煤锅炉排放的烟气含有大量的二氧化硫和烟尘，是目前我国主要的大气污染源之壹，若不对该烟气加以净化处理，将会造成严重的大气污染。GR型消烟除尘脱硫壹体化装置是成熟先进的烟气净化装置，它是集消烟、除尘、脱硫为壹体的高效锅炉净化装置，该设备具有效率高，投资少，无二次水污染等特点，经全国多家锅炉应用运行表明其处理效果良好，出口烟气各项指标均达到国家规定的标准要求。通过本实验应达到以下目的： （1）了解湿式除尘脱硫壹体化装置的组成及运行过程； （2）掌握湿式除尘脱硫壹体化装置的工作原理； （3）掌握采用烟气平行采样仪测定烟气中烟尘和二氧化硫浓度的方法；二、实验原理 GR型消烟除尘脱硫壹体化装置的消烟除尘及脱硫原理 （1）消烟除尘原理 湿式消烟除尘脱硫过程是以水、气、固三相工艺技术组成的壹个系统，如何增大水、气、固的接触面积将直接影响消烟除尘脱硫效果，为增大接触面积，湿式净化装置，采用自激式核凝原理实现消烟除尘脱硫。内部结构是在除尘室内设置自循环给水、收缩段、弧形板、扩张段、阶段折流等。作用过程是烟气通过风机作用产生高速气流冲击液面，由于烟气气速高、气温高，可产生大量微小水滴及过饱和水蒸气，较大烟气在流动过程中和直碰撞聚结沉降，微细烟气作为过饱和蒸气的凝结核，均匀地冷凝于每个微粒上凝聚增大，由0.1~1μm增大到5μm
之上，经过较长的折流挡板和气液分离器将液固混合物从烟气中分离，达到消烟除尘脱硫效果。 （2）脱硫的主要原理 湿式脱硫的主要作用有俩个：壹是水对二氧化硫的物理吸收剂，二氧化硫溶于水SO 2+H 2O=H 2SO 3，这是壹个可逆过程，烟气脱硫效果受到最大溶解度的限制；二是化学吸收，烟气中SO 2和水中碱性物质发生中和反应，反应机理如下： 从反 应机理来见，脱硫效率受到气、液、固三相湍流状态和洗涤液的 浓度及碱度有关。 采用双碱法，双碱法包括吸收和再生俩个步骤。该法吸收SO 2采用钠基碱，因为它易吸收SO 2，反应速度快，反应充分，和钙基相比，在较低液气比时得到较高的脱硫效率，而运行中实际消耗的是廉价的石灰（钙基），因为吸收SO 2的废水进入再生池用石灰进行再生，使NaOH 或Na 2CO 3再生，重新进入除尘器内和SO 2发生反应。由于生成CaSO 3的沉淀反应不在除尘器内部，而是在沉淀再生池中进行，因此，不会在除尘器及管道中产生结垢和堵塞现象，在除尘器内部是吸收反应，生成的是Na 2SO 3。所以双碱法具有高脱硫率、不易堵塞结垢等优点，而实际消耗是便宜的石灰，运行费用也较低。反应方程式： ①吸收反应： NaOH+SO 2→Na 2SO 3+H 2O Na 2CO 3+SO 2→Na 2SO 3+CO 2↑ Na 2SO 3+SO 2→2NaHSO 3 - ++→→+3 23222)(SO H H SO H O H SO 液-+ - +→23 3 2SO H SO H O H OH H 2→++) ()(22液气SO SO →
成绩 南京工程学院 课程设计说明书设计题目：文丘里湿式除尘器工艺设计 课程名称：除尘与输灰系统及设备 院（系、部）：环境工程学院 专业：电力环保 班级： 姓名： 学号： 起止日期：2014.12.22~2014.12.26 指导老师：张雯娣
一．绪论........................................ - 2 - 二、前言........................................ - 2 - 三、设计任务.................................... - 3 - （一）主要技术参数............................ - 3 - （二）烟气量的计算............................ - 4 - 四、设计原则.................................... - 5 - 五、设计计算.................................... - 6 - （一）、步骤.................................. - 6 - （二）、计算.................................. - 6 - 六、参考文献................................... - 11 - 七、设计图纸................................... - 11 - 八、设计结论................................... - 11 -
麻石水膜除尘器 、结构与原理： 单筒溢流式麻石水膜是一个圆形立式筒体，筒体上设有烟气进口、烟气出口，下部有排灰斗、上部有溢流槽。本的工作原理是：水从筒体上部溢流槽流入筒体，在筒体内部形成一层3-4mm厚的均匀水膜。烟气由下部切成或蜗壳引入，在筒体高速旋转上升，在离心力作用下，其中的灰粒被甩到筒壁的水膜上，被水膜湿润捕获。这一过程产生大量水雾与烟气中的尘粒相互碰撞，使尘粒增重，有利于尘粒进一步分离。分离出的尘粒随筒壁水膜流到底部灰斗从排灰口排出筒体。脱尘后的烟气从麻石除尘器的筒体顶部以切向、轴向或蜗壳引出，从而达到除尘目的。 二、的主要优点 1、麻石除尘器抗腐蚀强、耐磨性好，经久耐用。 2、麻石除尘器除尘效率高，性能稳定。 3、麻石水膜除尘器不仅适用于链条炉排、振动炉排、抛煤炉，也适用于煤粉炉、沸腾炉等工业锅炉及各种含尘场所。 4、麻石水膜除尘器运行稳定、维护简单。 三、主要技术性能和参数 除尘效率：>98% 脱硫效率：65-87%（循环水PH值9~12） 进口烟速：17-23m/s 出口烟速：8-14m/s 出口烟速： 溢流槽静压：2-5mmH2O
筒体阻力：70-120mmH2O 水汽比(a)：m3 耗水量G水kg/h：G水=axQ, 式中a为水汽比Q为每小时处理烟气量m3/h 除尘后烟气温度：50℃-80℃ 四、麻石水膜除尘器的施工要求 1、每层次花岗岩砌块形状尺寸不同，砌筑前要按图纸查找核对，对出现裂痕、缺角等不合格的砌块，不应使用。 2、各砌块之间砌缝采用水玻璃耐酸胶泥粘接，水玻璃胶泥严格按照配比调制，施工环境温度不低于15℃，施工过程中严禁雨水浇淋和曝晒。 3、花岗岩砌块之间垂直，缝应错开>100毫米。 4、外壁砌缝采用宽50毫米，厚10毫米的水泥砂浆抹平保护。 5、花岗岩砌块缝填用胶泥应饱满，防止漏风、漏雨，内壁砌筑平整，内侧接口要严密，切勿凹凸不平，否则应用石工进行修整，内壁胶泥，抹缝应与石面平齐。 6、简体安装允许误差： 直径±5毫米 圆心不同心度±5毫米 内壁每米不平度<5毫米 7、内壁水玻璃耐酸胶泥硬化后，进行酸化处理，使表面形成硅胶层，在处理过程中并将表面析出的白色盐类结晶清刷干净。 8、水玻璃耐酸胶泥配比（重量比） 水玻璃（泡花碱）密度 耐酸水泥
大气污染控制工程课程设计学院：工学院 系别：环境工程 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 2013 年 11 月 29 日
目录 摘要 (3) 关键字 (3) 一.前言 (5) 二.方案的选择及说明 (5) 2.1 除尘器性能指标 (5) 2.2 除尘器的选择 (5) 三.设计依据和原则 (6) 3.1 依据 (6) 3.2 原则 (6) 四.管道设计计算 (6) 4.1 基本数据 (6) 4.2烟气排放量以及组成 (7) 4.3 管道计算 (8) 4.3.1除尘系统工艺流程图 (8) 4.4.2管道直径的确定 (8) 4.4 管道压力损失的计算 (9) 4.4.1 摩擦阻力损失 (10) 4.4.2局部压力损失 (11) 4.4.3系统的压力损失 (12) 五.换热器的选型 (12) 六.文丘里洗涤器几何尺寸和压损计算 (13) 6.1管径 (13) 6.2管长 (14) 6.3压力损失 (14) 6.4除尘效率的计算 (15) 6.5脱水器的选择(捕集器） (15) 6.6喷嘴选型 (16) 七.风机的选型 (17) 八.烟囱的高度计算 (18) 九.设计结果列表 (21) 十. 总结 (22) 参考文献 (23)
某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计 摘要：该设计主要为某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计，设计耗煤量为5748.3kg/h,分析锅炉烟气特点，排烟温度550℃,烟气密度：1.37kg/m3及排放要求后初步选择了文丘里除尘器，通过课程计进一步巩固课程所学习的核心内容，掌握设计的内容以及相关参数的选择与计算，并使所学知识系统化，培养学生运用所学习知识进行烟气处理工艺的设计。本次设计，是让学生针对给定的处理工艺，选择相应参数的计算，绘制工艺图，使学生具有初步的烟气处理单元的设计能力。 关键字：烟气特点，锅炉，文丘里除尘器 A small coal-fired boiler flue gas dust removal system design Abstract：The design for a small coal-fired boiler flue gas dust removal system design,the design of coal consumption for the 5748.3kg/h, analysis of boiler flue gas, flue gas temperature is 550 ℃, smoke density: 1.37kg/m3 and emission requirements after the preliminary selection of Venturi filter, through the course of the core content to further consolidate the course of study, master these lection and calculation of design the content and the related parameters, and makes the knowledge system, training the students to use the knowledge to design process of flue gas treatment. This design, is to let the students for a given treatment, select the appropriate parameters calculation, drawing, enable the student to have the design capability of flue gas treatment unit preliminary. Key words：Characteristics of smoke, boiler dust collector, Venturi
文丘里除尘器烟气带水的计算分析Calculation Analysis of Gas Water-ratio for Venturi Precipitat or 胡满银赵毅刘忠 文摘通过建立文丘里除尘器运行时的热量平衡和物质平衡方程，推导出工况下的烟气带水量的计算公式，得出烟气带水量随各参数变化的规律，为文丘里除尘器的设计及安全经济运行提供科学的计算依据。关键词文丘里除尘器烟气带水计算分析 火电厂中的文丘里除尘器在设计工况下都有较高的除尘效率，而且对其进行改造还可以进行湿法烟气脱硫。因此，目前文丘里除尘器在火电厂中仍被广泛使用。但是，这种除尘器都不同程度地存在烟气带水现象，造成除尘器出口烟道、吸风机进气烟箱湿灰堆积，引起烟道阻力急剧增加，甚至限制锅炉出力；吸风机叶片粘灰，引起风机震动、腐蚀，甚至“ 飞车”；影响排烟扩散，厂区周围降落灰水团的现象严重，污染环境。有些电厂的文丘里除尘器烟气带水严重，已构成对安全生产的重大威胁。 准确掌握文丘里除尘器烟气带水量是解决烟气带水问题的重要依据。目前有两种测量烟气带水量的方法，即重量法和冷凝法。在实际应用中，这两种方法都需要等速采样，仪器笨重，可操作性差，工作量大，易受现场条件限制，测量误差大。本文从物质平衡和热量平衡原理出发，建立相应的数学模型，推导出烟气带水量的计算公式，通过编程运算，得到实际工况下的烟气带水量。也可以根据带水量随参数的变化规律，绘制曲线图，根据实际测取的相关参数计算或直接查图得到该工况下的烟气带水量，这不仅大大减小了工作量，而且减小了误差。因此本文可为解决文丘里除尘器烟气带水问题提供科学的依据。 1 文丘里除尘器工况下质量、热量平衡分析 文丘里除尘器工况下的物质平衡如图1所示。在这个系统中存在如下物质平衡： Q 1＋ΔQ＝Q 2 (1) G 1＋G 2 ＝ΔG 1 ＋ΔG 2 ＋G 3 (2) 式中 Q 1 --文丘里除尘器入口烟气量， Nm3／h； Q 2 --文丘里除尘器出口烟气量，Nm3／h；
一设计题目 某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计 二设计资料 设计耗煤量：h。 排烟温度：560℃ 空气过剩系数：α= 烟气密度（标态）：m3 室外空气平均温度；24℃； 锅炉出口前烟气阻力：1025Pa； 现场气象资料: ①海拔高度： ②当地平均大气压： ③年平均气温：℃ ④最大风载：32kg/㎡ ⑤最大雪载：24kg/㎡ ⑥地震烈度：7度 三设计目的 要求设计烟尘浓度排放≤200mg/m3。 本设计的目的在于进一步巩固和加深理解课程理论，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力，包括工程设计的基本方法和步骤，技术资料的查找与
应用以及绘图能力的训练，综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题。 四设计要求 （一）编制一份设计说明书，主要内容包括： 1)引言 2)方案选择和说明（附流程简图） 3)除尘（净化）设备设计计算 4)附属设备的选型和计算（集气罩、管道、风机、电机） 5)设计结果列表 6)设计结果讨论和说明 7)注明参考文献和设计资料 （二）绘制除尘（净化）系统平面布置图、立面布置图、轴测图 （三）绘制除尘（净化）主体设备图 五设计内容 引言 我国是以煤为主要能源的国家。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。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。湿式除尘器是借含尘气体与液滴或液 2 膜的接触、撞击等作用，使尘粒从气流中分离出来的设备。湿式除尘器按结构与净化机理可分为水膜式除尘器（麻石水膜除尘器）、喷射式除尘器（文丘里除尘器）、板式除尘器（旋流板式除尘器）、冲击式除尘器（冲击水浴式除尘器）、填充式除尘器。根据除尘设备的阻力与耗能可分为低耗能和高耗能除尘器。湿式除尘器的特点是构造简单、净化效率高、本身无运动部件、故障少、适合高温高湿气体除尘，但除尘后有水的处理问题和设备的腐蚀问题。 湿式除尘器要得到较高的除尘效率，必须造成较高的气液相对运动速度和非常细小的液滴，文氏管就是为了适应这个要求而发展起来的。文氏管是在意大利物理学家文丘里首次研究了收缩管道对流体流动的效率的影响后命名的。文丘里管是在1886年美国科姆斯·霍舍尔为了增加流体的速度从而引起压力的减小而发明的。 文氏管除尘器于1946年开始在工业中应用。文氏管是一种高能耗高效率的湿式除尘器。含尘气体以高速通过喉口，水在喉口处被湍流运动的气流雾化，尘粒与水滴之间相互碰撞使尘粒沉降，这种除尘器结构简单，对微米的尘粒除尘效率可达99%以上，但其费用较高。该除尘器常用于高温烟气降温和除尘，也可用于吸收气体污染物。 方案的选择及说明 除尘器性能指标 除尘器性能指标包括技术性能指标和经济性能指标，其中，前者包括含尘气 体处理量、除尘效率、阻力损失，后者包括总费用（含投资费用和运转费用）、 占地面积、使用寿命。上述各项指标是除尘设备选用及研发的依据。各种除尘设备
水膜脱硫除尘技术方案 江苏龙源除尘脱硫有限公司技术部 二零零八年五月
- 1 - 一 设计原始参数 二 系统说明 方案采用XQ-C 型水膜脱硫除尘器： 1、水膜除尘器后置引风机，确保引风机不带湿，保证引风机使用寿命； 2、沉淀池，可以节约水源，做到循环使用，定期清理； 3、水泵为防腐蚀化工泵，管道材质为UPVC （自来水管）。 三 系统板块示意图 四 废气首先进入文丘里，在文丘里内由于喉部的缩放作用，烟气流速由慢到快再到慢。烟气在文丘里缩放的同时与设置在文丘里内的雾化器喷出的碱性液滴混合，废气中的细小尘粒被气雾湿润而凝聚，使其密度增大，在离心力的作用下，比较均匀地切向进入除尘器，粒径较大的烟尘及湿润凝聚的烟尘被分离出来，在此过程中，高温烟气得到冷却，并且脱除部分二氧化硫。进入除尘器内的废气由于切向作用，沿内壁螺旋上升，在上置的溢流水槽中溢出的水与螺旋上升的气体逆向碰撞，洗刷融化，延长烟气与吸收剂的接触时间，使二氧化硫和脱硫剂充分反应，从而脱除烟尘和二氧化硫，脱硫后吸收液落入除尘器底端，一部分上清水
- 2 - 由下部的上溢流口溢出到循环沉淀池，一部分沉淀灰水由下部出灰口排出，在沉淀池灰水分离后再继续回用。 五 结构特点 整台式花岗岩水膜除尘器，由花岗岩圆弧板砌筑构成，水膜面光滑圆顺，垂直一体的内筒，外包碳钢板，钢板与花岗岩圆弧板间由专用的耐酸胶泥黏结填实，形成一个整体结构。外结构与常用的散装水膜除尘器相比，避免了接缝漏水、渗水的缺陷，垂直度、水膜面圆弧度制作规范，除尘脱硫效果明显提高。进水槽采用闭式溢流水槽，底部水封采用内溢流封闭结构。 六 主要技术指标 6.1 6t/h 水膜脱硫除尘器 处理烟气量：17000-20000m 3/h 除尘效率：＞96% 脱硫效率：＞85% 系统阻力：＜1000Pa 林格曼黑度：≤Ⅰ级 6.2 8t/h 水膜脱硫除尘器 处理烟气量：22000-25000m 3/h 除尘效率：＞96% 脱硫效率：＞85% 系统阻力：＜1000Pa 林格曼黑度：≤Ⅰ级