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环境工程大气课程设计报告书

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大型作业报告班级 : 12级机械设计与制造(环保设备)姓名: 学号完成时间 : 2013年12月30日环境科学与工程学院目录1 概述 (1)2 燃煤锅炉排烟量、烟尘及二氧化硫浓度的计算 (1)2.1排烟量及浓度计算 (1)2.1.1实际需湿空气量 (1)2.1.2产生的烟气量 (2)3 净化系统除尘方案的分析确定 (3)3.1工艺比较 (3)3.2旋风除尘器的工作原理、应用及特点 (4)3.2.1旋风除尘器简介 (4)3.3.1 烟气氨法脱硫系统 (6)3.3.3硫铵工艺 (7)3.3.4脱硫方法的选择 (8)4 除尘装置及相关计算 (8)4.1各装置及管道布置的原则 (9)4.2除尘器的选择 (9)4.3烟道管径的确定 (9)4.4烟囱的设计 (10)4.4.1 烟囱高度的确定 (10)4.4.2 烟囱直径与抽力的计算 (10)4.4.3 系统阻力的计算 (12)5 风机及电动机的选择 (13)主要参考书目 (14)结束语： (15)大型作业成绩评定表 (17)1 概述本设计的锅炉排烟温度为160℃；烟气密度为1.34kg/Nm3；空气过剩系数：α=1.35；烟气在锅炉出口前阻力：800Pa；当地大气压力：95.36kpa；冬季室外空气温度：-5℃；空气含水按0.0129kg/Nm3；烟气其他性质按空气计算。

煤的工业分析值：C=50.1％,H=2.07％,S=1.26％,O=4.77％,N=1.2％,W=6.77％,A=33.84％；净化系统布置场地为锅炉房北侧50米以。

排放标准按《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）相应标注执行。

2 燃煤锅炉排烟量、烟尘及二氧化硫浓度的计算2.1 排烟量及浓度计算以1000g煤的燃烧计算：（如表2.1所示）表2.1 煤燃烧成分计算以1000g计%(以质量计)mol理论需氧数(mol)C 501.0041．7541．75H 20．7010．355．18S 12．600.390.39O 47．701．49-1.49N 12.000.43H 2O 67．703．76灰分338．40 0总计45.832.1.1实际需湿空气量综上，理论需氧量为45.83mol/1000g煤。

假定干空气中氮和氧的摩尔比（体积比）为3.78，则1000g 煤完全燃烧所需要的理论干空气量为：)1000(219.1m ol/)178.3(83.45煤g =+⨯即：煤）/(1000g 4.9m 100022.4219.13=⨯空气过剩系数α=1.35,则实际需干空气量为:g mol 1000/8.29535.11.219=⨯即：g m 1000/6.635.19.43=⨯空气含水按0.0129kg/ m 3N =12.9g/ m 3N ,即含H 2O 为0.717mol/ m 3N ,16.053L/ m 3N ,则H 2O 的体积分数为1.605%，故实际湿空气量为：煤）（g mol 1000/6.300%605.118.295=-，即： )1000/(73.610004.226.300Q 3煤g m =⨯=2.1.2产生的烟气量烟气各组分含量：CO 2 :41.75⨯1.35=56.36mol; SO 2:0.39⨯1.35=0.527mol;N 2 :1.35⨯(0.43+45.83⨯3.78)=234.45mol; H 2O :10.35+3.76+0.717⨯6.73=18.93mol;综上，总产生烟气量为310.11mol/(1000g 煤)，即：)1000/(95.610004.2211.3103煤g m =⨯化为标准状态为：)1000/(12.4325.10136.9543327395.63煤g m =⨯⨯。

2.1.3标准状态下实际烟气量)/()1(016.1Q 3s kg m Q a Q a s'-+'= 标准状态下烟气流量Q 应以h m /3计,因此,设计耗煤量⨯=s Q Q ：）（kg m Qs /86.59.4)135.1(016.112.43=⨯-⨯+=设计耗煤量⨯=Qs Q=5.86×10×1000=58600 (h m /3) 式中a ——空气过量系数s Q '——标准状态下理论烟气量,kg m /3aQ '——标准状态下理论空气量,kg m /3 锅炉型号选用FG-35/3.82-M 型，锅炉热效率为75%，烟尘的排放因子为30%，设排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数为%12，烟尘浓度为：33/296012.43.012.04.338m mg mg =⨯⨯ 2.1.4标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算SO 2的体积为：kg m /012.010004.22527.03=⨯； 所以SO 2得浓度为：3/204886.5012.02m mg SO ==ρ设计耗煤量：10t/h 台锅炉，则每台锅炉产生的总烟气为：h m Q /1086.5340⨯=；产生的总SO 2为：d kg g Q /1201086.5048.241=⨯⨯=；3 净化系统除尘方案的分析确定3.1工艺比较烟气的除尘设备一般选用重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、多管旋风除尘器和喷淋洗涤塔等。

它们得性能及指标如下各表所示：表3.1除尘设备的基本性能除尘器名称 阻力（Pa ） 除尘效率(﹪) 初投资运行费用 重力沉降室 50~150 40~60 少 少 惯性除尘器 100~500 50~70 少 少 旋风除尘器 400~1300 70~92 少 中 多管旋风除尘器800~150080~95中中喷淋洗涤塔100~300 75~95 中中表3.2 各种除尘器设备费、耗钢量及能耗量指标除尘器名称体积［m3/(1000m3/h)］设备费比值耗钢量［kg/(m3/h)］能耗量（kj/m3）重力沉降室20~40 1惯性除尘器0.7~1.2 3.0~6.0.15~0.3旋风除尘器约1.75 1.0~4.0.05~0.1 0.8~1.6 多管旋风除尘 3.9 2.5~5.0.07~0.15 1.6~4.0通过比较，旋风除尘器管理、制作方便，体积小、价格便宜，因此，选用旋风除尘器作为二级除尘系统中的除尘。

3.2 旋风除尘器的工作原理、应用及特点3.2.1旋风除尘器简介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。

旋风除尘器是工业中应用比较广泛的除尘设备之一，多用作小型燃煤锅炉消烟除尘和多级除尘、预除尘的设备。

其除尘原理与反转式惯性力除尘装置类似。

但惯性除尘器的含尘气流只是受设备的形状或挡板的影响，简单地改变了流线的方向，只做半圈或一圈旋转；而旋风除尘器的气流旋转不止一圈，旋转流速也较大，因此，旋风气流中的粒子受到的离心力比重力大得多。

对于小直径、高阻力的旋风除尘器，离心力比重力大几千倍；对于大直径、低阻力旋风除尘器，离心力比重力大5倍以上。

所以用离心除尘器从含尘气体中除去的粒子比用沉降室或惯性除尘器除去的粒子要小得多。

离心除尘器的优点如下：（1）设备结构简单、造价低，对大于10μm的粉尘有较高的分离效率；没有传动机构及运动部件，维护、修理方便；（2）可用于高含尘烟气的净化，用一般碳钢制造的除尘器可工作在350℃，壁衬以耐火材料的除尘器可工作在500℃；可承受、外压力；（3）可干法清灰，可用于回收有价值的粉尘；除尘器敷设耐磨、耐腐蚀衬后，可用于净化含高腐蚀性粉尘的烟气。

但旋风除尘器压力损失一般比重力沉降室和惯性除尘器高，如高效旋风除尘器的压力损失竟达1250~1500Pa。

此外，这类除尘器不能捕集小于5μm的含尘粒子。

3.2.2工作原理旋风除尘器由带锥形的外圆筒、进气管、排气管（圆筒）、圆锥筒和贮灰箱的排灰阀等组成。

排气管插入外圆筒形成圆筒，进气管与外圆相切，外圆筒下部是圆锥筒，圆锥筒下部是贮灰箱。

当含尘气流以14~25m/s速度由进气管进入旋风除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动。

由于受到外圆筒上盖及圆筒壁的限流，迫使气流自上而下地旋转运动，通常把这种运动称为外旋气流。

气流在旋转过程中产生较大的离心力，尘粒在离心力的作用下，逐渐被甩向外壁。

接触到外壁的尘粒失去惯性而在重力的作用下沿外壁面下落，进入贮灰箱。

旋转下降的外旋气流在到达锥体时，因受到圆锥形收缩的影响而向除尘器中心汇集。

根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高。

气流下降到一定速度时，开始返回上升，形成一股自下而上的旋转运动，即旋气流。

旋气流不含大颗粒粉尘，所以比较干净，经排气管（筒）向大气排出。

XLP型旋风除尘器是根据双旋涡气流原理设计的除尘器。

其旁路设置的原则与B型旋风除尘器的旁路基本相同。

含尘气体由进气口切向进入，气流在获得旋转运动的同时，上下分开形成双漩涡式运动，形成上下两个粉尘环。

粉尘在双涡旋分界处产生强烈的分离作用，较粗的粉尘颗粒随下涡旋气流分离至外壁，其中部分粉尘由旁路分离室中部进口引出，余下的粉尘由下向气流带入灰斗，上涡旋气流对密度小、颗粒细的粉尘有聚集作用。

对20μm以下粉尘的除尘效率能达到80%—90%。

这部分较细的粉尘颗粒由上涡旋气流带向上部，在顶盖下形成强烈旋转的上粉尘环，并与上涡旋气流一起进入旁路分离室上部出口，经回风口引入锥体与部气流汇合，净化后的气体由排气管排除，粉尘进入灰斗。

3.3烟气脱硫系统该系统在国、外脱硫工艺中的钙法技术比较成熟，脱硫产物为石膏。

但钙法技术一次性投资较大，工艺复杂，维护量大，运行成本高，而且我国是天然石膏产量大国，脱硫产物石膏没有市场，只能抛弃，导致大量土地被占用。

这些缺陷使得该技术前景不容乐观。

研究、开发适合我国国情，既能满足环保要求又为企业乐于接受的先进脱硫技术是脱硫界努力的方向。

氨法脱硫技术近年来倍受大家的关注。

其工艺简单，前期投资少，日常维护量少，脱硫产物可作为化肥，其运行费用可通过副产物的销售大幅度降低。

因此，该项目选择了氨－硫铵法处理电厂锅炉烟气脱硫。

3.3.1 烟气氨法脱硫系统氨法是一种常用的烟气净化技术。

自20世纪60年代开始应用。

氨法脱硫技术具有反应速度快、脱硫效率高、脱硫后的产物易于处理等优点，同时由于它比传统的湿法脱硫技术容易操作、可靠性高和运行费用低而得到广泛应用，氨－硫铵法烟气脱硫装置主要工段由脱硫工段和硫铵工段两部分组成。

3.3.2 烟气脱硫工艺从锅炉出来的原烟气，经电除尘器净化后，由脱硫塔底部进入。

同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔与烟气中的SO2在脱硫塔中发生化学反应，从而脱除掉SO2。

烟气脱硫工艺流程见附图1氨作为一种良好的碱性吸收剂，可吸收烟气中的SO2且效率较高。

从锅炉出来的原烟气，经电除尘器净化后，由脱硫塔底部进入。

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环境工程 大气课程设计计算说明书

环境工程 大气课程设计计算说明书

环境工程专业课程设计题目 ________________________________燃煤锅炉烟气电除尘设计指导教师学生姓名学生学号学院专业班年月日目录一、设计说明书 (1)1.1课程设计题目 (1)1.2大气污染控制工程课程设计简介 (1)1.3课程设计的任务 (1)1.4课程设计目的 (1)1.5课程设计的基本内容和要求 (2)1.6 设计原始数据 (2)1.7设计依据和原则 (3)1.8工艺流程描述 (3)二、设计方案 (4)2.1烟气计算 (4)2.3除尘效率 (5)2.4电除尘器电场风速选择及有效断面计算 (5)2.5静电除尘器简介 (7)2.6烟囱设计 (7)2.6.1烟囱高度确定 (7)2.6.2烟囱出口内径计算 (8)2.6.3烟囱进口内径 (8)2.6.4烟囱抽力的计算 (8)2.7除尘系统阻力损失计算 (10)2.7.1管径的确定 (10)2.7.2烟道及风管沿程阻力损失计算 (10)2.7.3计算从锅炉出口到除尘器进口段阻力损失， (10)2.7.4除尘器出口到风机段沿程阻力损失计算 (11)2.7.5风机出口到烟囱段的阻力损失 (12)2.8 风机的选择与计算 (13)2.8.1烟气量的计算 (13)2.8.2风机风压的计算 (13)2.8.3电动机功率计算 (14)2.8.4 确定风机型号 (14)三、总结 (16)一、设计说明书1.1课程设计题目150 t/h燃煤锅炉烟气电除尘系统设计。

1.2大气污染控制工程课程设计简介（1）大气污染防控制工程设计的内容：包括厂址选择，总体设计，工艺设计等。

其中工艺设计包括：生产方式选择、生产工业流程设计，工艺计算（物料及能量平衡），设备工艺计算与造型，设备和管道的配置，并提供工艺设计的条件及对公用工程要求等。

（2）大气污染控制工程课程设计：大气污染控制工程课程设计是学完基础课程及大气污染控制工程后，进一步学习大气污染控制工程设计的基础知识，培养学生大气污染控制工程设计能力的重要教学环节。

大气课程设计任务书

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大气课程设计任务书中北大学课程设计说明书学生姓名：徐宁学号：08040141X61 学院：信息商务学院专业：环境工程题目：DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计指导教师：赵光明职称: 讲师2011年 6月10日中北大学课程设计任务书2009/2010 学年第二学期学院：化工与环境学院专业：环境工程学生姓名：徐宁学号：08040141X61 课程设计题目：DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计起迄日期： 5 月30 日～ 6 月10 日课程设计地点：环境工程专业实验室指导教师：赵光明系主任：王海芳下达任务书日期: 2011年 5月 4日课程设计任务书1．设计目的：通过本课程设计，掌握《大气污染控制工程》课程要求的基本设计方法，掌握大气污染控制工程设计要点及其相关工程设计要点，具备初步的大气污染控制工程方案及设备的独立设计能力；培养环境工程专业学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决大气污染控制工程实际问题的实践能力。

2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1.设计题目DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计2.设计原始资料锅炉型号：DLP4-13 即，单锅筒横置式抛煤机炉，蒸发量4t/h，出口蒸汽压力13MPa设计耗煤量：610kg/h设计煤成分：C Y=61.5% H Y=4% O Y=3% N Y=1% S Y=1.5% A Y=21% W Y=8%；V Y＝15％；属于中硫烟煤排烟温度：160℃空气过剩系数＝1.4飞灰率＝22％烟气在锅炉出口前阻力650Pa污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。

连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m，90°弯头10个。

3.设计内容及要求（1）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。

（2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响因素等。

大气工程课程设计

大气工程课程设计

大气工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解大气工程的基本概念，掌握大气污染的成因、危害及防治措施。

2. 学生能够了解大气成分、气象要素的基本知识，并运用这些知识解释实际大气现象。

3. 学生能够掌握大气质量评价的方法，分析我国大气污染现状及政策。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析和解决实际大气污染问题，提出合理的防治措施。

2. 学生能够通过实验、调查等实践活动，培养观察、分析、解决问题的能力。

3. 学生能够熟练使用大气质量监测设备，进行数据收集和处理。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到大气环境保护的重要性，树立绿色环保意识，积极参与大气污染防治行动。

2. 学生能够关注国内外大气环境问题，关注政策动态，提高社会责任感和使命感。

3. 学生能够通过本课程的学习，培养对自然科学的好奇心和探索精神，激发学习兴趣。

课程性质：本课程为学科拓展课程，旨在帮助学生了解大气环境知识，提高环保意识和实践能力。

学生特点：六年级学生具有一定的自然科学基础，好奇心强，善于观察，具备一定的动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的相结合，提高学生的环保意识和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，为改善大气环境贡献力量。

后续教学设计和评估将围绕上述具体学习成果展开。

二、教学内容1. 大气工程基本概念：大气组成、大气层结构、大气污染源及其分类。

2. 大气污染成因与危害：大气污染物迁移与转化规律、典型大气污染事件案例分析、大气污染对人体健康及生态环境的影响。

3. 大气污染防治技术：脱硫、脱硝、除尘技术，挥发性有机物治理技术，机动车尾气净化技术。

4. 大气质量评价与监测：大气质量评价标准、监测方法与设备、数据收集与分析。

5. 我国大气污染现状与政策：大气污染防治法律法规、政策体系、重点区域大气污染治理策略。

教学大纲安排：第一课时：大气工程基本概念，大气层结构及大气污染源分类。

环境工程课程设计

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环境工程（气）课程设计姓名：学号：班级：时间：课程设计任务书一、课程设计目的课程设计是《环境工程学》课程的主要教学环节之一。

通过课程设计了解大气污染控制工程工艺设计内容、程序和基本原则，学习设计计算方法和步骤，提高运算和制图能力。

同时，通过设计巩固所学的理论知识和实际知识，并学习运用这些知识解决工程问题。

二、设计课题及有关参数1.题目2（1）黄石某柠檬酸厂15t/h燃煤锅炉除尘系统设计（第6组）2.设计参数（1）燃煤的组成：O-3.4%，O-11.98%，N-1.01% C-66.27%，灰分-12.2%，S-1.12%，H-4.02%，H2（2）锅炉热效率为80%，空气过剩系数为1.2，低位发热量为25246kJ/kg，水的蒸发热为2570.89 kJ/kg，烟尘的排放因子为70%。

（3）烟尘密度（堆积密度）：1.25×103kg/m3;润湿性：强亲水性，>8.0mm/min，比电阻为8×1010Ω·cm；黏附性：中等黏性，断裂强度为V20300-600Pa。

烟气平均温度为150℃。

烟尘真密度为2.09×103kg/m3。

（4）粉尘粒径组成：执行标准《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）三、当地气象条件年平均气温17℃，极端最高、最低气温分别为40.7和-11.0℃，气温最高7月份，平均气温29.2℃，气温最低1月份，平均气温3.9℃，全年主导风向为E，年平均风速为2.2m/s，年最大风速为17.0m/s,年平均气压101.2Kpa大气稳定度为中性D类。

当地环境空气质量标准：二级。

四、设计内容和深度要求1.除尘系统方案论证。

包括除尘器的选择及除尘基本工艺路线确定，除尘工艺流程和主要设备的选择。

2.方案论证主要进行方案的技术比较，如处理效果，技术合理性和先进性；同时进行经济比较，如一次性投资，运行管理费用及运行管理的复杂程度。

3.进行除尘系统的工艺设计计算。