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前言在目前，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。
而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。
目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。
随着我国经济的高速发展，我国的二氧化硫污染越来越严重，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。
一、题目某燃煤锅炉房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本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学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、查阅有关设计手册、编写设计说明书的能力。
三、原始资料锅炉型号：SZL6－1.25－AII型，共2台（每台蒸发量为6t/h）所在地区：二类区。
2006年新建。
锅炉热效率：75%，所用的煤低位热值：20939kJ/kg，水的蒸发热：2570.8kJ/kg 锅炉出口烟气温度：160℃烟气密度：（标准状态下）1.34kg/m3空气过剩系数：α=1.3排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：15%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：98kPa平均室外空气温度：15℃空气含水率(标准状态下)按0.01293kg/m3烟气的其它性质按空气计算煤的工业分析：C ：65% H ：4% S ：1% O ：4% N ：1% W ：7% A ：18%净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧20m 以内。
图2为锅炉立面图。
图1 锅炉房平面布置图 图2 锅炉房立面图四、 设计计算 (一)、用煤量计算每台锅炉的所需热量为：Q ＝蒸发量×水的蒸发热=6×103×2570.8=1.54×107kJ/h所需的煤量为：热η⨯n H Q =%75209391054.17⨯⨯=982.2kg/hH n ——煤的低位热值 η热——锅炉的热效率(二)、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 以1kg 煤燃烧为基础，则重量（g ） 摩尔数（mol ） 产物摩尔数（mol ） 需氧数(mol) C 650 54.167 CO 2:54.167 54.167 H 40 40 H 2O: 20 10 S 10 0.3125 SO 2: 0.3125 0.3125O 40 2.5 O 2: 1.25 -1.25 N 10 0.714 N 2: 0.357 0 W 70 3.889 H 2O: 3.889 0 标准状态理论需氧数54.167+10+0.3125-1.25=63.23mol/kg=1.4163 m 3N /kg空气中含水量：10004.22181001293.03⨯⨯=0.01609(体积分数)1.标准状态下理论空气量0a V0a V =1.4163×4.78=6.77 m 3N /kg （干空气） 0a V =01609.0177.6-=6.88 m 3N /kg （湿空气）2.标准状态下理论烟气量0fg VCO 2: 54.167 mol/kgSO 2: 0.3125 mol/kgN 2:0.357+3.78×65.17=246.70 mol/kg H 2O: 20+3.889+0.01609⨯6.77= 24.0 mol/kg0fg V =10004.220.2470.2463125.0167.54⨯+++）（=7.28 m 3N /kg3.标准状态下实际烟气量fg Vfg V =0fg V +0a V (α-1)= 7.28+6.77×（1.3-1）=9.311 m 3N /kg标准状态下每台锅炉烟气流量总Q =fg V ⨯设计耗煤量 =9.311⨯982.2=9145.26 m 3/h4.标准状态下烟气中含尘浓度烟尘ρ烟尘ρ=Vd fgsh A ⨯=311.9%18%15⨯=2.90⨯103mg/m 35．标准状态下烟气中二氧化硫浓度2SO ρ2SO ρ=V so fgm )(2=311.91000643125.0⨯⨯=2.15×103 mg/m 3(三)、净化设备的选择1. 设备应达到的净化效率烟尘ρρηs-=1式中 ρs ——标准状态下锅炉烟所排放标准中的规定值，mg/m 3；ρ——标准状态下烟气污染物浓度，mg/m 3； 由于锅炉厂所在地区为：二类地区、2006年新建根据锅炉表1锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值可知道:锅炉类别适用区域烟尘排放浓（mg/m 3) 烟气黑度Ⅰ时段Ⅱ时段 燃 煤 锅 炉自然通风锅炉 （<0.7MW(1t/h)）一类区 100 80 1 二、三类区 150 120 其它锅炉 一类区 100 80 1 二类区 250 200 三类区 350 250 燃 油 锅 炉轻柴油、煤油 一类区80 80 1 二、三类区 100 100 其它燃料油一类区 100 80* 1 二、三类区200 150 燃气锅炉全部区域50501表1 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值I 时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉;II 时段：2001年1月1日起建成的使用的锅炉（含在I 时段立项未建成或未使用的锅炉和建成使用的锅炉中需要扩建、改造的锅炉）。
目录第一章总论 (2)1.1 前言 (2)1.2 设计任务书 (2)1.2.1 设计题目 (2)1.2.2 设计目的 (3)1.2.3 设计原始资料 (3)1.2.4 设计内容和要求 (4)1.3 设计依据和原则 (4)第二章除尘器系统 (5)2.1 方案确定与认证 (5)2.2 工艺流程描述 (5)第三章主要及辅助设备设计与选型 (5)3.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 (5)3.1.1 标准状态下理论空气量 (5)3.1.2 标准状态下理论烟气量 (6)3.1.3 标准状态下实际烟气量 (6)3.1.4 标准状态下烟气含尘浓度 (7)3.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (7)3.2 除尘器的选择 (7)3.3 除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 (9)3.3.1 各装置及管道布置的原则 (9)3.3.2 管径的确定 (10)3.4 烟囱的设计 (10)3.4.1 烟囱高度的确定 (10)3.4.2 烟囱的抽力 (11)3.5 系统中烟气温度的变化 (12)3.5.1 烟气在管道中的温度降 (12)3.5.2 烟气在烟囱中的温度降 (12)3.6 系统阻力的计算 (13)3.6.1 混合气体产物的量，混合气体的密度 (13)3.6.2 摩擦压力损失 (13)3.6.3 局部压力损失 (14)3.7 风机和电动机的计算 (17)3.7.1 风机风量的计算 (17)3.7.1 风机风压的计算 (18)3.7.2 电动机功率的计算 (18)第四章附图................................................................................................. 错误!未定义书签。
4.1 脱硫除尘工艺流程图........................................................................ 错误!未定义书签。
《废气处理设施设计与运行课程设计》任务书时间：2010/2011-6 第17-18周班级：环境工程091（海外）姓名：徐加朋班内序号：20设计题目：某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计指导教师：陈群玉教研室主任:系教学主任:2011年6月目录绪论 (1)01大气污染与来源 (1)0.11大气污染 (1)0.12大气污染来源 (1)0.13大气污染控制的主要内容 (1)02燃煤采暖炉房烟气除尘设计 (2)0.21设计目的 (2)0.22设计任务 (2)0.23设计依据及原则 (2)0.24锅炉房基本概况 (2)0.25通风除尘系统的主要设计程序 (3)1、燃煤锅炉排烟量及粉尘和二氧化硫的计算 (4)1.1标准状态下理论空气量 (4)1.2标准状态下理论烟气量（设空气含湿量12.39g/m3） (4)1.3标准状态下实际烟气量 (4)1.4标准状态下烟气含尘浓度 (5)1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (5)2、除尘器的选择 (6)2.1除尘器应达到的除尘效率 (6)2.2应达到的脱硫效率 (6)2.3除尘器的选择 (6)2.4SHG型脱硫除尘装置的工作原理 (7)2.5SHG型脱硫除尘装置的设计计算 (7)2.51性能指标： (7)2.52设计参数： (8)2.53计算： (8)3、烟囱的设计 (10)3.1烟囱高度的确定 (10)3.2烟囱直径的计算 (10)3.3烟囱的抽力 (11)4 、确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 (12)4.1各装置及管道布置的原则 (12)4.2管径的确定 (12)5、系统助力的计算 (13)5.1磨擦压力损失 (13)5.2局部压力损失 (13)6、风机和电动机选择及计算 (16)6.1风机风量的计算 (16)6.2风机风压的计算 (16)6.3电动机功率的计算 (17)7、系统中烟气温度的变化 (18)7.1烟气在管道中的温度降 (18)7.2烟气在烟囱中的温度降 (18)8、通风除尘系统的平面布置图 (19)4.1通风除尘系统的的厂址选择原则 (19)4.2通风除尘系统的平面布置 (19)9、实训小结 (20)10、致谢 (20)参考文献 (21)绪论大气是人类赖以生存的基本环境要素，大多数生命过程（人类、一切动植物和大多数微生物）都离不开大气。
某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计摘要目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要表现有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是由于人类活动造成的，大气污染对人体健康的危害包括对人的正常生活和生理方面的影响。
现在，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。
燃煤采暖锅炉房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治理，不至于影响到人们的健康生活。
关键词：大气污染除尘课程设计旋风除尘器颗粒污染物A coal-fired heating boiler flue gas dustremoval system designAbstract：Currently, air pollution has become a global problem, the main manifestations of the greenhouse effect, ozone depletion and acid rain. The air pollution can be mainly due to human activities, atmospheric pollution on human health hazards, including the normal life of people and physiological implications. Now, air pollution has a direct impact on people's health. Coal-fired heating boiler room of major air pollutants are particulate pollutants and emissions than the larger, so the adoption of effective measures must be to govern, and will not affect people's health and lives.Key words：Air pollution Dust Curriculum design Cyclone Particulate pollutants目录第一章前言 (1)1.1我国大气治理概况 (1)1.2大气污染防治技能 (2)1.3 设计目的 (2)第二章设计依据 (3)2.1设计任务书 (3)2.2原始资料 (3)第三章除尘器 (4)3.1概述 (4)3.2除尘器的工作原理及特点 (5)3.2.1 除尘器的工作原理 (5)3.2.2旋风除尘器的结构及特点 (6)3.3影响旋风除尘器性能的主要因素 (7)3.3.1几何尺寸因素 (7)3.3.2操作条件因素 (9)3.3.3固体粉尘的物理性质因素 (10)3.4常用除尘器的性能 (10)第四章设计方案 (11)4.1烟气量和烟尘浓度的计算 (11)4.1.1标准状态下理论空气量 (11)4.1.2标准状态下理论烟气量 (11)4.1.3标准状态下实际烟气量 (11)4.1.4标准状态下烟气含尘浓度 (12)4.2除尘器的选择 (12)4.2.1除尘器应达到的除尘效率 (12)4.2.2除尘器的选择 (12)4.3确定除尘器，风机和烟囱的位置及管道的位置 (14)4.3.1各装置及管道的布置原则 (14)4.3.2管径的确定 (14)4.4.系统阻力的计算 (15)4.4.1摩擦压力损失 (15)4.4.2局部压力损失 (15)4.5．烟囱的设计 (18)4.5.1 烟囱高度的确定 (18)4.5.2烟囱直径的确定 (18)4.5.3烟囱的抽力 (19)4.6风机及电动机的选择及计算 (19)4.6.1风机风机量的计算 (19)4.6.2风机风压的计算 (20)4.6.3电动机功率的校核计算 (21)4.7系统中烟气温度的变化 (21)4.7.1烟气在管道中的温度降 (21)4.7.2烟气在烟囱中的温度降 (22)第五章设计说明书 (23)5.1设计说明书 (23)5.2附图 (23)总结 (24)致谢 (24)参考文献 (24)第一章前言1.1我国大气治理概况我国大气污染紧张，污染废气排放总量处于较高水平。
燃煤供热锅炉烟气除尘系统设计YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020一、燃煤锅炉房烟气除尘系统设计设计任务书一、课程设计的题目燃煤锅炉烟气除尘系统设计二、课程设计的目的燃煤供热锅炉烟气除尘系统设计，包括集气罩、管路系统、净化设备、风机电机和烟囱几部分，主要强化学生对燃烧参数计算、燃煤烟气参数计算、净化系统计算和设备选型、管路系统和烟囱参数计算等方面的训练。
通过课程设计进一步消化和巩固本课程有关颗粒污染物净化技术所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。
通过该部分的课程设计，了解颗粒污染物净化系统设计的内容、方法及步骤，自主确定大气污染控制系统的设计方案、各部分设计计算、工程图纸绘制、参考文献阅读、编写设计说明书。
从而培养学生利用所学知识独立分析问题和解决问题的能力。
三、设计原始资料锅炉型号：SZL10.5—13型，共4台设计耗煤量：600kg/h（台）排烟温度：190℃烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过剩系数：a=1.55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：100k Pa冬季室外温度：-1℃空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：C Y=68% H Y=4% S Y=1% O Y=5%N Y=1% W Y=6% A Y=15% V Y=13%按锅炉大气污染物排放标准（GB 13271—2001）中二类区标准执行。
二氧化硫排放标准（标准状态下）：900mg/m3烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200 mg/m3净化系统布置场地如图1-1所示的锅炉房北侧20m以内。
四、设计内容和要求1．燃煤理论和实际空气量和烟气量计算、烟尘和二氧化硫浓度的计算。
2．净化效率的计算，净化系统设计方案的对比分析和优选。
环境工程专业课程设计（一）课程设计任务书一、课程设计的题目某燃煤锅炉房烟气除尘系统设计二、课程设计的目的通过课程设计进一步消化和巩固专业课程所学内容，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、设计原始资料锅炉型号：KZL4—13型，共4台锅炉蒸发量：单台4t/h计算耗煤量：600kg/h·台排烟温度：160℃烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过量系数：α＝1.4排烟中飞灰占煤中总灰分的比例：16％烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：97.86kPa空气温度：20℃空气含水（标准状态下）按0.01293 kg/m3取用烟气其他性质按空气计算煤的元素分析值：C Y = 68% H Y = 4% S Y = 1% O Y = 5%N Y = 1% W Y = 6% A Y = 15% V Y = 13%按锅炉大气污染物排放标准（GB13271—2001）中二类区标准执行。
烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m3二氧化硫排放标准（标准状态下）：900mg/m3净化系统布置场地如图1 所示的锅炉房北侧15m以内。
四、设计内容和要求1. 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。
净化系统布置区域（距锅炉房15m以内）图1 锅炉房平面布置图图2 І–І剖面图2. 净化系统设计方案的分析确定。
3. 除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。
4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。
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。
5. 风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的功率。
6. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定，设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。
某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计大气污染控制工程设计书2.1 设计任务颗粒污染物控制课程设计:某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计2.2 设计目的1.在研习设计资料的基础上，提出对烟气采用何种控制方式；2.设计系统的净化方案：管网的布局－除尘器的选型－动力设备（风机和电机）的选择3.设计方案的计算：计算各段管网的具体参数（管长、管径、连接方式）；确定除尘器的型号、运行参数；计算管网的阻力损失和烟囱的具体尺寸（高度、直径）；确定动力设备的种类、型号和参数。
4.编写设计书：设计书按照设计容编写。
2.3 设计原则基础数据可靠，总体布局合理。
避免二次污染，降低能耗，近期远期结合，满足安全要求。
采用成熟、合理、先进的处理工艺, 处理能力符合处理要求。
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，并确保处理后的可以达标排放。
在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命。
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和标准。
3.设计依据3.1 大气质量标准当地大气质量执行《大气环境质量标准》“GB13271-2001”中的二级标准。
3.2 烟尘排放浓度执行《大气环境质量标准》“GB13271-2001”中的二级标准。
4.设计原始资料锅炉型号： SZL4-13 型，共 3 台（ 2.8MW×4）注：该锅炉为抛煤机炉设计耗煤量： 750kg/ 台排烟温度： 180℃当地大气压力：970hPa烟气密度： 1.50kg/m 3；空气含水： 0.01293kg/m 3注：标准状况下且假定烟气的其余性质和空气一致煤的工业分析如下：C: 68% H: 4%S:1% O:5% N:1% W ar :6%A ar :15%注：假定灰分有60％进入到烟气中，锅炉烟气出口处阻力为1000Pa该锅炉排放污染物标准（GB13271-2001）中二类区标准执行，需要达到指标：3烟尘浓度排放标准： 200mg/m。
某燃煤站锅炉烟气除尘系统设计摘要：此设计为主要是为了某小型燃煤电站锅炉烟气除尘设计的一套系统。
根据燃煤烟气中粉尘的特点，设计煤量800kg/h, 排烟温度160℃，烟气密度（标态）1。
39kg/m3，及排放要求初步选择了除尘器类型.选择LD14-56机械振打袋式除尘器。
通过一系列除尘系统使最终排出的烟气达到锅炉大气污染物排放标准（GB13217—2001）标准状态下烟尘浓度排放标准：50mg/m3。
关键词:燃煤站锅炉烟气;袋式除尘；机械振打一、设计题目某小型燃煤锅炉电站烟气袋式除尘系统的设计二、设计资料锅炉型号FG—35/3.82—M型（35t/h 蒸汽）自选台数（1—5台）;设计耗煤量根据锅炉自行选取（例如800kg/h）；排烟温度160度；空气过剩系数x= 1。
4；烟气密度 1.39kg、m3；冬季室外空气平均温度4度；锅炉出口烟气阻力1200Pa；排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例16%;烟气其它性质按空气计算；煤的工业分析C=68%；H= 4% S=2％；O=5％;N=3% W=5％A=12% V=11％；标准状态下烟尘浓度排放标准50mg/m3；当地大气压标准状态。
三、设计内容①燃煤锅炉排烟量及二氧化硫浓度的计算②净化系统设计方案的分析确定③袋式除尘器的选择：确定除尘器的类型、型号及规格,并确定其主要运行参数。
④管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。
计算各管道的长度、管径、烟囱的高度和出口内径及系统总阻力。
⑤风机及电机的选择设计:根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电机的种类、型号和功率。
四、设计原则①除尘管道力求顺直，保证气流通畅。
当必须水平敷设时，要有足够的流速以防止积尘。
对易产生积灰的管道，必须设置清灰口；为减轻风机磨损，特别当气体含尘质量浓度较高时（大于3g/m3),应将净化装置设在风机的吸入端；分支管与水平管或倾斜主干道连接时，应从上面或侧面接入。
某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计目录1 前言2 概述2.1 设计目的与任务2.2 设计依据及原则2.3 设计锅炉房基本概况3 排烟量及烟尘和二氧化硫浓度计算3.1标准状态下理论空气量3.2标准状态下理论烟气量3.3标准状态下实际烟气量3.4标准状态下烟气含尘浓度3.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算4 除尘器的选择4.1除尘器应该达到的除尘效率4.2除尘器的选择5 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置5.1各装置及管道布置的原则5.2管径的确定6 烟囱的设计6.1烟囱高度的确定6.2烟囱直径的计算6.3烟囱的抽力7 系统阻力计算7.1摩擦压力损失7.2局部压力损失8 附图9 小结10 参考文献大气污染控制工程课程设计是大气污染控制工程课程的重要实践性环节，是环境工程专业学生在校期间第一次较全面的大气污染控制设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要位置。
目前，越来越多的环境问题出现在了人们的生活中，其中包括水污染、环境污染、大气污染、噪声污染、固体废弃物污染等等，这些污染在有形和无形中对人们的生活和健康产生了影响。
其中危害性最大、范围最广就是大气污染，他是潜移默化的，在人们不知不觉中使人们的健康受到影响，大气污染对人体的的危害是多方面的，主要表现在呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。
对于植物而言，大气污染物尤其是二氧化硫等对植物的危害是十分严重的。
当污染物浓度高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或则直接使叶脱落枯萎；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片退绿，或则表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能受到影响，造成植物产量下降，品质变坏。
除尘脱硫一体化是将高温煤气中的粉尘颗粒和气态so2在一个单独的捕集单元中脱硫。
除尘脱硫一体化装置可概括为干法和湿法两中目前国内外已开发了大量脱硫除尘一体化装置，主要有水膜除尘器、文丘里旋风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器、喷淋塔除尘脱硫装置、冲击式水浴除尘器、自激式除尘器、旋流板塔脱硫除尘一体化装置以及高压静电滤槽复合型卧式除尘器等湿式处理装置。
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。
