课程设计-燃煤锅炉除尘系统设计袋式除尘器

工业通风与除尘课程设计任务书摘要本次课程设计根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。

对净化系统设计方案进行分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响分析等。

除尘设备结构设计计算、脱硫设备结构设计计算、烟囱设计计算及管道系统设计、阻力计算、风机电机的选择，最后确定设备选型。

使排放的烟气达到锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区执行标准。

关键词：锅炉烟气；湿法脱硫；袋式除尘器目录1.引言 (1)2.燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 (2)2.1所以由上表可得燃煤1kg的理论需氧量为： (2)2.4燃烧1kg该煤产生的理论烟气量为： (3)2.5二氧化硫质量为： (3)2.6烟气中飞灰质量为： (3)2.7160℃时烟气量为： (3)2.8二氧化硫浓度为： (3)2.9灰尘浓度为： (3)2.10锅炉烟气流量为： (3)3.袋式除尘器的设计 (4)3.1袋式除尘器的除尘机理 (4)3.2 袋式除尘器的主要特点 (4)3.3 除尘效率的影响因素 (5)3.4 运行参数的选择 (5)4.袋式除尘器设计 (6)5.填料塔的设计及计算 (9)5.1吸收SO2的吸收塔的选择 (9)5.2脱硫方法的选择 (10)5.3填料的选择 (12)5.4湿式石灰法脱硫运行参数的选择和设计 (12)6.烟囱设计计算 (15)6.1烟囱出口直径的计算: (15)6.2 烟气的热释放率: (15)6.3 烟囱几何高度: (15)6.4烟气抬升高度: (16)6.5烟囱高度： (16)6.6烟囱底部直径: (16)6.7烟囱抽力： (16)6.8烟囱排放核算 (17)7.阻力计算 (18)7.1 管道阻力计算 (18)7.2除尘器压力损失 (19)7.3 烟囱阻力计算 (20)7.4系统总阻力的计算 (20)8.引风机和电动机计算和选择 (21)8.1 风机风量的计算 (21)8.2 风机风压的计算 (21)8.3 电动机功率核算 (21)9.结论 (23)参考文献 (24)致谢 (24)附图1.引言在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。

目录1、设计概论 (1)1.1 设计任务书 (1)1.2 通风除尘系统的设计程序、内容和要求 (1)2、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算 (2)2.1 烟气量的计算 (2)2.2 烟气含尘浓度的计算 (3)2.3 烟气中二氧化硫浓度的计算 (4)3、净化系统设计方案的分析确定 (4)3.1 除尘器至少应达到的除尘效率 (5)3.2 除尘器的确定 (5)3.3 方案确定与论证 (7)4、除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 (7)4.1 各装置及管道布置的原则 (7)4.2 管径的确定 (8)5、烟囱的设计 (9)5.1 烟囱高度的确定 (9)5.2 烟囱直径的计算 (9)5.3 烟囱的抽力 (10)6、系统阻力计算 (11)摩擦压力损失 (11)6.2 局部压力损失 (11)7、风机、电动机的选择及计算 (14)7.1 风机风量的计算 (14)风机风压的计算 (14)8、系统中烟气温度的变化 (16)8.1 烟气在管道中的温度降 (16)8.2 烟气在烟囱中的温度降 (16)9、设备一览表 (17)10、净化处理设施的总平面布置图、立面图及剖面图 (18)参考文献 (19)总结 (20)谢辞 (21)1、设计概论1.1 设计任务书设计题目：燃煤锅炉除尘系统设计设计原始资料(1) 锅炉房基本情况型号：SZL4—13型，共4台（每台）设计耗煤量：600kg/h(台)排烟温度：180℃烟气密度(标准状态下)：3排烟中飞灰占不可燃成分的比例：16%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：kPa冬季室外温度：－1℃(2) 煤的工业分析值C Y=68% H Y=4% S Y=1% O Y=5%N Y=1% W Y=6% A Y=15%(3) 烟气性质m3；烟气其他性质按空气计算(4) 处理要求按锅炉大气污染物排放标准(GB13271—2001)中二类区标准执行二氧化碳排放标准(标准状态下)：900 mg/m3烟尘浓度排放标准(标准状态下)：200 mg/m31.2 通风除尘系统的设计程序、内容和要求(1) 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。

1.袋式除尘器1.1袋式除尘器的简介袋式除尘器是一种干式滤尘装置。

它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。

滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器地，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。

一般新滤料的除尘效率是不够高的。

滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。

随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。

另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。

因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。

清灰时不能破坏初层，以免效率下降。

袋式除尘器的结构图1.2袋式除尘器的清灰方式主要有(1)气体清灰：气体清灰是借助于高压气体或外部大气反吹滤袋，以清除滤袋上的积灰。

气体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反吸风清灰。

(2 )机械振打清灰：分顶部振打清灰和中部振打清灰（均对滤袋而言），是借助于机械振打装置周期性的轮流振打各排滤袋，以清除滤袋上的积灰。

(3 )人工敲打：是用人工拍打每个滤袋，以清除滤袋上的积灰。

1.3袋式除尘器的分类(1 )按滤袋的形状分为：扁形袋（梯形及平板形）和圆形袋（圆筒形）。

(2 )按进出风方式分为：下进风上出风及上进风下出风和直流式（只限于板状扁袋）。

(3 )按袋的过滤方式分为：外滤式及内滤式。

滤料用纤维，有棉纤维、毛纤维、合成纤维以及玻璃纤维等，不同纤维织成的滤料具有不同性能。

常用的滤料有208或901涤轮绒布，使用温度一般不超过120℃，经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤袋，使用温度一般不超过250℃，棉毛织物一般适用于没有腐蚀性；温度在80-90℃以下含尘气体。

燃煤锅炉除尘系统的设计完整版一、引言燃煤锅炉是一种常见的热能装置，但其燃烧过程中会产生大量的煤烟粉尘，对环境和人体健康都带来了严重的危害。

因此，为了减少煤烟粉尘的排放，保护环境，本文介绍了燃煤锅炉除尘系统的设计。

二、燃煤锅炉除尘原理三、燃煤锅炉除尘系统的设计要点1.采用重力沉淀法：在烟道上设置合适的减速器和转弯段，增加烟气与颗粒物之间的接触时间，促使颗粒物发生重力沉淀，从而实现除尘效果。

2.采用离心力除尘器：通过设备旋转产生的离心力将颗粒物分离出来，达到除尘的目的。

此种方法一般用于颗粒直径较大的煤烟除尘。

3.采用过滤法：通过设置过滤器，将烟气中的颗粒捕获和分离，从而达到除尘的效果。

一般可采用布袋过滤器或电脱口。

布袋过滤器可以捕获直径为0.1微米的细小颗粒物，而电脱口对0.01微米以下的颗粒物也有良好的分离效果。

4.采用化学吸附法：将含有钠离子的溶液通过喷雾装置喷入烟道，利用化学反应将煤烟粉尘中的有害物质捕获。

这种方法凡在捕获过程中会产生二次污染物。

四、燃煤锅炉除尘系统的设计步骤1.确定锅炉燃烧方案和排烟方式，根据锅炉排烟温度和煤烟粉尘含量确定除尘设备的类型。

2.根据锅炉排烟气体流量和煤烟粉尘浓度，计算出除尘器的尺寸和设计参数。

3.根据煤烟粉尘的化学成分和特性，确定除尘器的除尘原理和工作方式。

4.设计合适的除尘器结构和布置方案，确保除尘器在运行过程中高效捕集颗粒物并便于清理。

5.根据除尘器的尺寸和工作条件，选择合适的风机和管道进行烟气的抽取和输送。

6.设计除尘器的控制系统，包括自动监测煤烟粉尘浓度和调节除尘设备操作的控制手段。

五、燃煤锅炉除尘系统的案例分析在燃煤锅炉除尘系统的设计中，采用了离心力和过滤法结合的方法。

在烟道上设置了一个旋转离心器，通过离心力将较大的颗粒物分离出来。

然后，将剩余的烟气送入布袋过滤器中，通过过滤器的作用捕获较小的颗粒物。

此外，系统还设置了自动监测煤烟粉尘浓度的传感器，当浓度超过设定值时，系统会自动调节除尘设备的操作实现自动控制。

某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计一、背景介绍燃煤锅炉房是一个大型工业锅炉房，锅炉燃烧煤炭产生的烟气中含有大量的粉尘和二氧化硫等有害物质。

为了减少大气污染以及保护员工的健康和安全，需要对烟气进行除尘和脱硫处理。

二、整体设计思路该燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计的整体思路是先进行除尘处理，然后进行脱硫处理。

除尘设备选择电除尘器，脱硫设备选择湿法脱硫装置。

三、除尘系统设计除尘系统主要由电除尘器和风机组成。

电除尘器采用布袋式电除尘技术，布袋材料选择耐高温、耐腐蚀的玻璃纤维布袋。

根据锅炉燃烧煤炭产生的烟气量和粉尘浓度，确定了电除尘器的尺寸和数量。

电除尘器内部设置的高压电场通过高压直流电源供电，产生电场力使粉尘被捕集在布袋上，清洁的烟气经过排风管道排出。

为了保证系统的可靠性和运行效果，电除尘器需要定期清洗和维护。

脱硫系统主要由湿法脱硫装置、水泵和储液池组成。

湿法脱硫装置采用石灰石-石膏法脱硫技术。

石灰石经过破碎、磨细后与煤炭燃烧产生的二氧化硫反应生成石膏，同时产生大量的热量。

烟气经过预处理后进入湿法脱硫装置，与石灰石浆液进行反应，石膏经过沉淀后收集并处理。

水泵用于输送石灰石浆液和收集石膏产生的废水，储液池用于储存石灰石浆液。

五、控制系统设计控制系统主要由PLC控制系统和监控系统组成。

PLC控制系统用于对整个除尘脱硫系统进行自动化控制，包括设定相关参数、监测系统运行状态、报警，并实现与其他设备的联锁控制。

监控系统用于监测除尘脱硫系统的运行状态，包括各设备的工作状态、流量、压力等，并将数据发送到中央监控室进行实时监测和记录。

六、环境影响评价设计时需进行环境影响评价，包括对粉尘和二氧化硫排放浓度的限值、噪音和振动控制等方面的评估，并制定相应的环保措施和监测计划。

七、预算和进度计划根据以上设计要求，制定详细的预算和进度计划，包括设备采购、安装、调试和投产等工作。

以上是燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统的设计概述，详细设计需要进行更多的工程计算和技术选择，以及与相关部门和规范的沟通和协商。

目录一、概述 (2)1、大气污染的概念 (2)2、大气污染的分类 (2)3、大气污染的危害 (2)4、治理大气污染的必要性 (3)5、除尘的必要性 (3)二、课程设计题目描述和要求 (4)1、设计目的 (4)2、设计任务 (4)3、设计课题与有关数据 (4)4、局部排气通风系统的组成 (6)5、管道设计的原则 (6)三、袋式除尘器除尘方式的选取与布置 (7)1、袋式除尘器的原理 (7)2、袋式除尘器的优点 (8)3、袋式除尘器的缺点 (9)4、袋式除尘器方案设计 (9)4.1进气方式的确定 (9)4.2进气过滤方式的确定 (10)4.3滤料的确定 (10)四、集气罩的设计 (10)1、控制点控制速度Vx的确定 (10)2、集气罩排风量、尺寸的确定； (11)3、集气罩设计小结 (12)五．袋式除尘器设计计算 (12)1、过滤面积的确定 (12)2、滤袋的排列和平面布置的确定 (12)2.1滤袋长度的确定 (12)2.2滤袋的排列与间距 (12)3、清灰装置的确定及计算 (13)4、灰斗高度的确定 (15)5、袋式除尘器压力损失的计算 (15)六、管道设计及风机选择 (16)1、管道的初步设计及压损的确定； (16)2、选择风机和电机 (21)七、主要参考资料 (22)设计说明书一、概述1、大气污染的概念大气的标准状态是指：摄氏温度0°C，大气压力101.325kPa。

标准大气中主要含氮气（体积分数78%）和氧气（体积分数21%），还含有少量的二氧化碳和其他气体。

由于自然界变化或人类活动生产过程产生的对人类及人类生存环境产生污染的物质进入大气（如粉尘、硫化物、氮氧化物、有机物等），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，这种现象就叫做大气污染。

2、大气污染的分类按照大气污染的范围来分，大致可分为四类：①局部地区污染，指局限于小范围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响；②地区性污染，是涉及一个地区的大气污染，如工业区及其附近地区或整个城市的大气受到污染；③广域污染，是涉及比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染；④全球性污染，是涉及全球范围（或国际性）的大气污染。

课程设计任务书课程设计任务书目录1概论 (1)2电除尘器 (1)2.1电除尘器的工作原理 (2)2.2电除尘器的主体结构 (2)2.3除尘效率的影响因素 (2)3燃烧计算 (4)3.1空气量的计算 (4)3.2烟气量的计算 (5)4电除尘设备结构设计计算 (6)5氨法脱硫工艺净化含硫烟气 (10)5.1湿式氨法原理 (10)5.2净化效率的影响因素 (12)5.3氨法脱硫设计参数 (12)5.4设备结构的计算 (13)5.4.1 确定塔的直径 (13)5.4.2 塔高的设计 (14)5.4.3 物料平衡计算 (14)6烟囱设计 (15)6.1烟囱高度的计算 (15)6.2烟囱直径的计算 (16)6.3烟囱底部直径的计算 (17)6.4烟囱阻力的计算 (17)6.5烟囱高度的核算 (18)7管道系统设计，阻力计算 (19)7.1管道直径的确定 (19)7.2系统阻力的计算 (19)7.3系统总阻力的计算 (20)8风机电机的选择 (21)8.1风机风量的计算 (21)8.2风机风压的计算 (21)9核算 (21)10结束语 (23)11参考文献 (24)1 概论烟尘是造成大气污染的主要因素之一，减少大气污染的根本措施就是减少有害物质向大气的排放。

在选择除尘技术时，应充分考虑经济性、可靠性、适用性和社会性等方面的影响。

除尘技术受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特性、大气污染物质排放标准和需要达到的除尘效率等多种因素的影响。

从气体中去除或捕集固态微粒或液态微粒的设备称为除尘装置，或除尘器。

根据主要除尘机理，目前常用的除尘器可分为：①机械除尘器；②电除尘器；③袋式除尘器；④湿式除尘器等。

2 电除尘器]4[电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘机上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。

电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小、气流阻力小的特点。

燃煤锅炉布袋除尘课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解燃煤锅炉的基本工作原理及粉尘产生的原因。

2. 学生能掌握布袋除尘器的工作原理、结构组成及其在燃煤锅炉中的应用。

3. 学生能了解我国环保政策中关于燃煤锅炉排放标准的要求。

技能目标：1. 学生能运用所学知识分析燃煤锅炉粉尘污染问题，并提出解决方案。

2. 学生能通过实际操作，学会布袋除尘器的安装、调试和日常维护。

3. 学生能运用数据分析方法，评价布袋除尘器的除尘效果。

情感态度价值观目标：1. 学生能认识到燃煤锅炉粉尘污染对环境和人类健康的危害，增强环保意识。

2. 学生能树立节能减排的观念，积极参与到环保行动中。

3. 学生通过本课程的学习，培养团队协作、探究学习的能力。

课程性质：本课程属于环保与能源领域的应用性课程，结合实际工程案例，培养学生解决实际问题的能力。

学生特点：初三学生，具有一定的物理、化学基础，对环保问题有一定的认识，好奇心强，善于探究。

教学要求：结合学生特点和课程性质，采用讲授、实践、小组合作等教学方式，注重培养学生的动手操作能力和解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高环保意识和实践能力。

二、教学内容1. 燃煤锅炉工作原理及其粉尘产生原因：讲解燃煤锅炉的燃烧过程、热量传递和粉尘产生的机理，对应教材第三章第一节。

2. 布袋除尘器工作原理与结构：详细介绍布袋除尘器的过滤原理、结构设计及应用场景，对应教材第三章第二节。

3. 燃煤锅炉排放标准及环保政策：解读我国相关环保政策，介绍燃煤锅炉排放标准，对应教材第三章第三节。

4. 布袋除尘器在燃煤锅炉中的应用：分析布袋除尘器在燃煤锅炉中的实际应用案例，对应教材第三章第四节。

5. 布袋除尘器的安装、调试与维护：讲解布袋除尘器的安装步骤、调试方法及日常维护技巧，对应教材第三章第五节。

6. 除尘效果评价方法：介绍数据分析方法，教授学生如何评价布袋除尘器的除尘效果，对应教材第三章第六节。

前言据统计,我国目前约有30万台中小型燃煤工业锅炉,耗煤量占全国原煤产量的1/3.而这些锅炉中,大部分没有安装脱硫设备,致使许多地区酸雨频频发生,严重危害了工农业生产和人体健康.因此,烟气脱硫是当前环境保护的一项重要工作.能用于烟气脱硫和除尘的设备很多,但要满足运转稳定可靠、不影响生产同时去除且压力降较小等要求,以袋式除尘器和旋流板为宜.1.设计任务书1.1.课程设计题目燃煤采暖锅炉烟气处理系统设计1.2.设计原始材料锅炉型号:SZL4-13型(额定热功率2.8米W),共3台设计耗煤量:600 千克/h·台烟气温度:160℃脱硫塔出口烟温:60℃标准状态下烟气密度:1.34千克/米3空气过剩系数:α=1.4锅炉外形尺寸:4866×3660×2550锅炉烟囱尺寸:Φ600排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例:16%烟气在锅炉出口前阻力:800Pa当地大气压力:97.86kPa冬季室外空气温度:5℃标准状态下空气含水:0.01293千克/米3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值:C=68% H=4% S=1% O=5%N=1% W=6% A=15% V=13%锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001)二类标准:标准状态下烟尘浓度排放标准:200米g/米3标准状态下二氧化硫排放标准:900米g/米32.设计概况2.1.设计内容某燃煤采暖锅炉,烟气排放最大量Q=18450米3/h,烟气最高温度160℃,烟气含尘量2340米g/米3,烟气中二氧化硫含量1950米g/米3.2.2.设计依据《锅炉大气污染物排放标准》 GB13271-2001《袋式除尘器技术要求》 GB/T6719-2009《袋式除尘器性能测试方法》 GB12138-89《袋式除尘器安装技术要求与验收规范》 JB/T8471-1996《环境空气质量标准》 GB3095-19962.3.设计要求2.3.1.排放标准锅炉大气污染物排放标准(GB 13271-2001)二类标准:标准状态下烟尘浓度排放标准:200米g/米3标准状态下二氧化硫排放标准:900米g/米33.处理工艺设计3.1.除尘工艺设计3.1.1.各除尘器的简述离心式除尘器离心分离除尘器的工作原理是,利用烟气作旋转运动,依靠离心作用将烟气中粉尘分离出来.这种离心力要比单独靠中立获得的分离大得多,因而除尘较有效.它的结构简单,运行操作方便,可以分离捕集较细的粉粒,但除尘效率不高,约85%左右,阻力一般不大于1000Pa,因此,它被广泛应用于独立的除尘装置,也可作其他除尘器的预处理装置.洗涤式除尘器洗涤式除尘器是用液滴、液膜、气泡等洗涤含尘气体,使含烟气相互凝集,从而使尘粒得到分离的装置.其中应用最多的是文丘里洗涤除尘器,它的主要部件是文丘里管.压力水从文丘里管的喉口的小孔进入,高速的含尘烟气流通过喉口将水雾化成无数水滴,同时使尘粒粘附在所生产的水滴上.将这种气液混合物引入分离器,使水滴与尘粒分离,烟气得到净化.文丘里洗涤器的除尘效率一般在95%以上,它随液滴直径、喉管气速的增加而增加.当液滴直径比尘粒大50倍时,其除尘效率最高.这种除尘器结构简单,除尘效率高,水滴还能吸收烟气中的二氧化硫的三氧化硫.其缺点是阻力大,需要有污水处理装置.袋式除尘器袋式除尘器是使含尘气体通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置,采用玻璃纤维作滤料的空气过滤器,主要可用于通风及空气调节的气体净化.袋式除尘器的除尘机理如下:含尘气体进入滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集于滤料上,透过滤料的清洁气体从排出口排出,沉积在滤料上的粉尘可在机械振动的作用下从滤料表面脱落,落入灰斗中.粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,逐渐在滤袋表面形成粉尘初层.初层形成后,它成为袋式除尘器的主要过滤层,提高了除尘效率,滤布起形成粉尘初层和支撑它的骨架作用,但随着粉尘在滤袋上的积聚,滤袋两侧的压力增大,会把有些已附在滤料上的细小粉粒挤压过去,使除尘效率下降.袋除尘器的阻力一般为1000-2000Pa.另外,若除尘器阻力过高,还会使除尘系统的处理气体量下降,影响生产系统的排风效果.因此,除尘器阻力达到一定数值后要及时清灰,清灰不能过分,即不应破坏粉尘初层,否则会引起除尘效率显著降低.电除尘器电除尘器是利用静电力实现尘粒与烟气流分离的一种除尘装置.电除尘器是在放电极与平板状集尘极之间加以较高的直流电压,使电晕极发生电晕放电.当含尘烟气低速流过放电极与集尘极之间时,首先烟气中的气体分子发生电离,由于含尘烟气中大部分气体(氮气、氢气、二氧化碳)与电无亲和力,故会带负电荷成为负离子,它在向正极移动中遇到随烟气流动的大部分粉尘会使粉尘取得负电荷而转向阳极板上,使粉尘所带的电荷得到中和.集尘板上粉尘到一定厚度时,可用机械振打的方法使之落入灰斗.电除尘器的除尘效率与电场强度、集尘板面积、烟气流量、粉尘趋进速度,尤其是粉尘的导电性有关,电除尘器具有很高的除尘效率(可达99.99%),可捕集到0.1μ米以上的尘粒.它阻力小,运行费用低,处理烟气量的能力大,运行操作方便,可完全实现自动化.缺点是设备庞大,投资费用高.旋风除尘器旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置.旋风除尘器用于工业生产以来,已有百余年历史.对于捕集5-10μ米以上的粉尘效率较高,其除尘效率可达90%以上,被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门.旋风除尘器结构简单,除尘器本身无运动部件,不需特殊的附件设备,占地面积小,制造、安装投资较少.操作、维护简单,压力损失中等,动力消耗不大,运转、维护费用较低.操作弹性较大,性能稳定,不受含尘气体的浓度、温度限制.对于粉尘的物理性质无特殊要求,同时可根据化工生产的不同要求,选用不同材料制成,或内衬各种不同的耐磨、耐热材料,以提高使用寿命.3.1.2.主要除尘器的选用在选择除尘技术时,应充分考虑经济性、可靠性、适用性和社会性等方面的影响.除尘技术的确定受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特性、排放标准和需要达到的除尘效率等多种因素的影响.针对目前环保要求、污染物排放费用的征收情况以及静电除尘器和布袋除尘器在性能上的差异和在各行各业应用的实际情况,对两种除尘器在实际应用中的基本性能做一个简单客观的对比.1)除尘效率布袋除尘器:对人体有严重影响的重金属粒子及亚微米级尘粒的捕集更为有效.通常除尘效率可达99.99%以上,排放烟尘浓度能稳定低于50米g/N米3,甚至可达10 米g/N米3以下,几乎实现零排放.电除尘器:随着国家环保标准的进一步提高和越来越多的电厂燃用低硫煤(或者经过了高效脱硫),比电阻大,即使达标也变得越来越困难.而布袋除尘器的过滤机理决定了它不受燃烧煤种物化性能变化的影响,具有稳定的除尘效率.针对目前国家环保的排放标准和排放费用的征收办法,布袋除尘器所带来的经济效益是显而易见的.2)系统变化对除尘器的影响锅炉系统是一个经常变动和调节的系统,因此从锅炉中出来的烟气物化性能、烟尘浓度、温度等参数也不能保证不发生变化.这一系列的变化,针对不同的除尘器会引起明显不同的变化.下面从主要的几个方面进行对比:(1)送、引风机风量不变,锅炉出口烟尘浓度变化①除尘器:烟尘浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷的变化,从而导致清灰频率改变(自动调节).烟尘浓度高滤袋上的积灰速度快,相应的清灰频率高,反之清灰频率低,而对排放浓度不会引起变化.②对静电除尘器:烟尘浓度的变化直接影响粉尘的荷电量,因此也直接影响了静电除尘器的除尘效率,最终反映在排放浓度的变化上.通常烟尘浓度增加除尘效率提高,排放浓度会相应增加;烟尘浓度减小除尘效率降低,排放浓度会相应降低.(2)锅炉烟尘量不变,送、引风机风量变化①对布袋除尘器:由于风量的变化直接引起过滤风速的变化,从而引起设备阻力的变化,而对除尘效率基本没有影响.风量加大设备阻力加大,引风机出力增加;反之引风机出力减小.②对静电除尘器:风量的变化对设备没有什么太大影响,但是静电除尘器的除尘效率随风量的变化非常明显.若风量增大,静电除尘器电场风速提高,粉尘在电场中的停留时间缩短,虽然电场中风扰动增强了荷电粉尘的有效驱进速度,但是这不足以抵偿高风速引起的粉尘在电场中驻留时间缩短和二次扬尘加剧所带来的负面影响,因此除尘效率降低非常明显;反之,除尘效率有所增加,但增加幅度不大.(3)烟气温度的变化①对布袋除尘器:烟气温度太低,结露可能会引起“糊袋”和壳体腐蚀,烟气温度太高超过滤料允许温度易“烧袋”而损坏滤袋.但是如果温度的变化是在滤料的承受温度范围内,就不会影响除尘效率.引起不良后果的温度是在极端温度(事故/不正常状态)下,因此对于布袋除尘器就必须设有对极限温度控制的有效保护措施.②对静电除尘器:烟气温度太低,结露就会引起壳体腐蚀或高压爬电,但是对除尘效率是有好处的;烟气温度升高,粉尘比电阻升高不利于除尘.因此烟气温度直接影响除尘效率,且影响较为明显.(4)气流分布①对布袋除尘器:除尘效率与气流分布没有直接关系,即气流分布不影响除尘效率.但除尘器内部局部气流分布应尽量均匀,不能偏差太大,否则会由于局部负荷不均或射流磨损造成局部破袋,影响除尘器滤袋的正常使用寿命.②对静电除尘器:静电除尘器非常敏感电场中的气流分布,气流分布的好坏直接影响除尘效率的高低.在静电除尘器性能评价中,气流分布的均方根指数通常是评价一台静电除尘器的好坏的重要指标之一.3)运行与管理(1)运行与管理①对布袋除尘器:运行稳定,控制简单,没有高电压设备,安全性好,对除尘效率的干扰因素少,排放稳定.由于滤袋是布袋除尘器的核心部件,是布袋除尘器的心脏,且相对比较脆弱、易损,因此设备管理要求严格.②对静电除尘器:运行中对除尘效率的干扰因素多,排放不稳定;控制相对较为复杂,高压设备安全防护要求高.由于静电除尘器均为钢结构,不易损坏,相对于布袋除尘器,设备管理要求不很严格.(2)停机和启动①对布袋除尘器:方便,但长期停运时需要做好滤袋的保护工作.②对静电除尘器:方便,可随时停机.(3)检修与维护①对布袋除尘器:可实现不停机检修,即在线维修.②对静电除尘器:检修时一定要停机4)设备投资(1)对于常规的烟气条件和粉尘(主要是指比较适合静电除尘器的烟气),两种除尘器排放浓度要达到目前较低的环保要求(如150米g/米3)初期投资布袋除尘器比静电除尘器约高20-35%左右(2)对于低硫高比电阻粉尘、高SiO2、Al2O3类不适合静电除尘器捕集的粉尘,两种除尘器要达到目前较低的环保要求(如150米g/米3)初期投资静电除尘器和布袋除尘器相当或静电除尘器投资高些.(3)通常条件下达到相同的除尘效率或者说达到相同的排放浓度,静电除尘器的投资通常要比布袋除尘器的投资高.以呼和浩特电厂200米W机级为例:布袋除尘器:每台机组的除尘器投资＜2000万元,保证排放浓度＜50米g/N米3以下.对静电除尘器:按四电场,比集尘面积130米2/米3/S计算.达标250米g/N米3,每台除法器投资约2500万元.5)运行维护费用(1)运行能耗对布袋除尘器:风机能耗大,清灰能耗小.对静电除尘器:风机能耗小,电场能耗大.但是,总体来讲两种除尘器的电耗相当.对于静电除尘器难以捕集的粉尘,或者说当静电除尘器的电场数量超过4电场时,静电除尘器的能耗比布袋除尘器的要高,也就是说此时的静电除尘器运行费用要比布袋除尘器高.如果按照即将出台的新环保标准,静电除尘器要是做到达标话,必定是采用4电场以上的静电除尘器,其电耗也就一定比布袋除尘器高.(2)维护费用布袋除尘器的维护检修费用主要是滤袋更换费,从目前实际运行情况来看,一次滤袋的更换费用只需要1.5-2年排污费比静电除尘器的少缴部分就可以抵偿.静电除尘器的维护维修费用主要是对阳极板、阴极线和振打锤等的更换等.此项费用较高,但年限比较长,约6年左右.(3)经济效益分析实际运行中布袋除尘器的排放浓度约是静电除尘器的10%,因此,电厂采用布袋除尘器实际交缴的排污费也为静电除尘器排污费的1/10左右.如果按照目前国家征收排污费的情况来看,采用布袋除尘器后每炉/每年的排污费少缴部分是相当可观的,至少上百万到几百万元.按照以前达标即不需要交纳排污费的话,采用布袋除尘器就可以免交排污费.另外,布袋除尘器有约5%左右的脱硫效率;这同样可以减少二氧化硫的排污费.总之,新的环保标准出台以后,静电除尘器要想做到达标排放,就必须采用4电场以上的除尘器.此时静电除尘器的初期投资已经比布袋除尘器高,同时4电场以上的静电除尘器(或者4电场的高比积尘面积)运行电耗要比布袋除尘器的高很多.因此在新的环保要求下,静电除尘器即使达标,其初期投资和运行费用都比布袋除尘器高.另外,静电除尘器的排放浓度总是在布袋除尘器的10倍左右,目前新的排污费制度下,即使达标了也要对排放粉尘量进行收费,因此两种除尘器即使达标以后,静电除尘器又比布袋除尘器多支出了一笔费用.因此,布袋除尘器必将成为工业粉尘控制的首选设备.表1 布袋除尘器与电除尘器的比较表通过比较,选择袋式除尘器.3.2.脱硫工艺设计3.2.1.脱硫方法概述目前,世界上烟气脱硫工艺有上百种, 但具有实用价值的工艺仅十几种.根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法 3 种.湿法脱硫工艺应用广泛, 占世界总量的85.0%,其中氧化镁法技术成熟,尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说,具有投资少,占地面积小,运行费用低等优点,非常适合我国的国情.采用湿法脱硫工艺,要考虑吸收器的性能,其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等.旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点,可以快速吸收烟尘,具有很高的脱硫效率.3.2.2.工艺比选1)脱硫工艺及脱硫吸收器比较选择(1) 脱硫工艺比较选择(见表2)表2 脱硫工艺比较表3 脱硫工艺比较(2)石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺和氧化镁脱硫法的特点对比①石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺是采用石灰石(CaCO3)或石灰(CaO)作脱硫吸收剂原料,经消化处理后加水搅拌制成氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫吸收浆.石灰或吸收剂浆液喷入吸收塔,吸附其中的SO2气体,产生亚硫酸钙,进而氧化为硫酸钙(石膏)副产品.该工艺的优点主要是:A、脱硫效率高,在Ca/S比小于1.1的时候,脱硫效率可高达 90％以上;B、吸收剂利用率高,可达到90％;C、吸收剂资源广泛,价格低廉;D、适用于高硫燃料,尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理;E、副产品为石膏,高品位石膏可用于建筑材料.该工艺的缺点是:A、系统复杂,占地面积大;B、造价高,一次性投资大;C、运行问题较多——由于副产品CaSO4易沉积和粘结,所以, 容易造成系统积垢,堵塞和磨损;D、运行费用高,高液/气比所带来的电、水循环和耗量非常大;E、副产品处理问题——目前,世界上对该副产品处理,主要采用抛弃和再利用两种方法:西欧和日本因缺乏石膏资源,所以用此副产品做建筑用石膏板,与此同时,当地建筑规范也为该产品的推广使用提供了方便.但对副产品石膏的成分要求严格(CaSO4>96%).在美国,因天然石膏资源丰富,空地较多,过去一般采用抛弃处理.在中国,天然石膏资源丰富,而石灰石的成分却很难保证,因此脱硫石膏的成分不稳定,建筑行业很难采用;对于建在城市近郊或工业区的需要脱硫的电厂,又很难容纳大量石膏渣液的抛弃,即使有空闲场地抛弃,从长远来讲,仍然可能造成固体废弃物的二次污染.因而副产物处理存在问题.F、由于该工艺技术成熟,运用广泛,目前国家有相应技术规范,但国家环保总局在脱硫技术指导文件中明确指出该种方法适用于大型电站锅炉的脱硫,中小锅炉运用存在规模不经济等问题.G、为适应国内中小型锅炉的烟气脱硫,对该工艺进行了改造运用,减少脱硫剂制备和石膏生成系统尚可,但其他部分的或缺带来诸多问题,因此要谨慎用之.②氧化镁脱硫法氧化镁脱硫技术是利用氢氧化镁作为脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸镁,并通入空气将亚硫酸镁生成溶解度更大的硫酸镁.氢氧化镁作脱硫剂具有反应活性大、脱硫效率高、液气比小等优点,因此具有综合投资低,运行费用低等特点.氧化镁吸收SO2的湿法脱硫方式是目前适合于中、小型锅炉烟气脱硫技术最为成熟的脱硫方式之一.综合氢氧化镁脱硫法具有以下四个特点:A、氧化镁原料取得容易目前包括在日本、首尔、东南亚地区、台湾地区等均有普遍使用的实绩和经验,而所使用的的氧化镁大部分均来自大陆地区.我国拥有丰富的氧化镁资源,储量约为160亿吨,占全世界的80%左右,环渤海湾的山东、辽宁地区以及山西都有丰富的产量.由于广泛地运用,使该技术相对于其他脱硫技术更加成熟.B 、米gO工艺也是技术成熟的脱硫工艺,该工艺在日本已应用了100多个项目,台湾的电厂约95﹪是.米gO法,美国波士顿的米gstic电厂150米w机组.米gO湿法脱硫1982年投产.C、米gO法脱硫效率达到90﹪~98﹪,因为米gO活性强,实例表明在相同操作条件下,米gO作为吸收剂比用CaCO3作为吸收剂时吸附效率高.D 、脱除等量的SO2消耗的米gO量仅为CaCO3的40﹪.E 、米gO法脱硫循环液呈溶液状,不易结垢,不会堵塞.氧化镁湿法的脱硫产物硫酸镁是一种溶解度很大的物质,因此在吸收塔脱硫的反应过程中,不似石灰石(石灰)/石膏法会产生结垢或堵塞的问题.F、脱硫后溶液,处理后可直接排放,无二次污染.G、脱硫设备简单,操作简单,成本低.脱硫系统包括熟化系统、吸收系统、废液处理系统,系统简单明了,现场布置简洁紧凑,系统运行安全可靠.L、脱硫产物的用途如果把米gO法脱硫工艺产物,不经氧化曝气则可以把浆液脱水湿渣,其组成米gSO3 60~70% 米gSO4 20~30 %溶解状,杂质10% ,湿渣可以作为农用肥料.可直接作基肥,追肥和叶面肥.植物正常发育的所需镁量,一般为干重5g/千克左右.施用镁肥不仅可增加作物产量,还可改善产品品质,如镁肥对甘蔗、香蕉、烟叶产量和品质都有良好作用.据调查本地区盛产甘蔗、香蕉.根据全国土壤普查表明不少地区土壤缺镁比较严重,缺镁土壤面积巨大,大约占全国耕地面积的5.8 ,若对每亩地施镁肥,则每年需求镁肥量十分巨大.2) 脱硫吸收器比较选择脱硫吸收器的选择原则, 主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量.脱硫吸收器比较选择如表4所示.表4 脱硫塔性能吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大; 筛板塔阻力较大, 防堵性能差; 填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大; 湍球塔气液接触面积虽然较大, 但易结垢堵塞, 阻力较大.相比之下, 旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率.因此, 选用旋流板塔脱硫吸收器.3.2.3.工艺原理(1) 氧化镁法脱硫原理氧化镁法脱硫的主要原理:在洗涤中采用含有米gO 的浆液作脱硫剂, 米gO 被转变为亚硫酸镁(米gSO3) 和硫酸镁(米gSO4) , 然后将硫从溶液中脱除.氧化镁法脱硫工艺有如下特点:A 、氧化镁法脱硫工艺成熟, 目前日本、中国台湾应用较多, 国内近年有一些项目也开始应用.B、脱硫效率在90.0%～95.0%之间.C 、脱除等量的SO2, 米gO的消耗量仅为CaCO3的40.0%.D 、要达到90.0%的脱硫效率, 液气比在3～5L/米3之间, 而石灰石- 石膏工艺一般要在10～15L/米3之间.E、我国米gO储量约80 亿t, 居世界首位, 生产量居世界第一.(2) 旋流板塔吸收器脱硫原理旋流板塔工作时,烟气由塔底从切向高速进入,在塔板叶片的导向作用下旋转上升.逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状,使气液间有很大的接触面积.液滴在气流的带动下旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后被甩到塔壁上,沿壁下流,经过溢流装置流到下一层塔板上,再次被气流雾化而进行气液接触.由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好;旋流板塔同时具有很好的除尘性能,气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附,并受离心力作用甩到塔壁而除去,从而具有较高的除尘除雾效率.来自锅炉的含尘烟气首先切向进入塔底段,呈螺旋形上升到旋流板,从旋流板叶片间的开孔高穿过,将经特殊给液装置分配到各叶片上的洗涤溶液雾化,雾化后的洗涤溶液获得较高比表面积,并与废气接触完成脱硫除尘.3.3.工艺流程3.3.1.工艺流程图燃煤采暖锅炉烟气处理工艺流程3.3.2.工艺流程简述工艺流程主要分为两个工段.第一个工段为烟气除尘,第二个工段为烟气脱硫.该工艺采用过滤式脉冲布袋除尘器,脉冲袋式除尘器主要由上箱体、中箱体、下箱体和控制器等组成.含尘空气从进气口进入除尘箱,因气体突然扩张,流速骤然降低,颗料较粗的粉尘,靠其自重力向下沉降,落入灰斗.细小粉尘通过各种效应被吸附在滤袋外壁,经滤袋过滤后的净化空气,通过文氏管进入上箱体,从出气口排出,被吸附在滤袋外壁的粉尘,随着时间的增长,越积越厚,除尘器阻力逐渐上升,处理的气体量不断减少,为了使除尘器经常保持有效状态,设备阻力稳定在一定的范围内,就需要清除吸附在滤袋外面的积灰.经除尘后的烟气进入第二个脱硫工段,采用湿法烟气脱硫技术在旋流板塔吸收器中对除尘后的烟气进行脱硫处理.在洗涤液中采用含有米gO的浆液作脱硫剂, 米gO 被转变为亚硫酸镁(米gSO3) 和硫酸镁(米gSO4) , 然后将硫从溶液中脱除.旋流板塔工作时,烟气由塔底从切向高速进入,在塔板叶片的导向作用下旋转上升.逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状,使气液间有很大的接触面积.液滴在气流的带动下旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后被甩到塔壁上,沿壁下流,经过溢流装置流到下一层塔板上,再次被气流雾化而进行气液接触.由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好;旋流板塔同时具有很好的除尘性能,气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附,并受离心力作用甩到塔壁而除去,从而具有较高的除尘除雾效率.主要化学反应式:米gO + H2O →米g(OH)2SO2 + H2O → H2SO3→ 2H+ + SO3-2。

XXXXXX大学本科生毕业设计姓名：学号：学院：专业：热能与动力工程设计题目：燃煤锅炉除尘系统的设计指导教师：职称：年月摘要随着现代社会经济的高度发展，环境问题越来越成为大家关注的问题，环境污染不仅影响人日益受到重视，排放控制要求越来越高。

近年来，袋式除尘器技术发展迅速类的生活同时也影响整个地球的生态发展和平衡，所以烟气粉尘排放污染问题，滤料及配件性能不断地提高，滤袋的使用寿命得到延长，袋式除尘器适用性越来越广，在电力、水泥、钢铁、冶金和化工等行业得到普遍应用。

在工业烟尘治理过程，与静电除尘相比，在一些比电阻高、颗粒微细、成分特殊的粉尘场合，选用袋式除尘器可以保证烟气高效、稳定、微量排放。

所以袋式除尘器是一种较理想的高效除尘设备，其排放浓度可以实现≤5-50mg/Nm3。

脉冲喷吹袋式除尘器（也称管式低压脉冲除尘器）该技术是2世纪80年代初从瑞典菲达公司引进的，近二十多年来，已经成为国内生产脉冲袋式除尘器所有厂家的主导产品，是目前世界上应用最成功的布袋除尘技术，已经成功运行在钢铁、水泥、化工、机械等行业。

本文的主要任务就是设计一个包括脉冲式袋式除尘器在内的除尘系统。

关键词：锅炉除尘袋式除尘器脉冲式环保目录1绪论.................................................................. 错误!未定义书签。

课题背景及意义..................................................... 错误!未定义书签。

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锅炉除尘的意义................................................. 错误!未定义书签。

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