标准状态下烟气密度

烟气密度1. 概述烟气密度是指烟气体积单位质量的重量或质量单位体积的重量。

它是烟气物理性质中的一个重要参数，对于燃烧工程和环境监测具有重要的意义。

烟气密度的大小直接影响到烟气的环境排放、传热和流动特性。

2. 影响因素烟气密度受多种因素的影响，包括燃料种类、燃烧条件、烟气温度等。

2.1 燃料种类不同种类的燃料燃烧后产生的烟气密度存在差异。

例如，固体燃料和液体燃料的烟气密度通常较高，而气体燃料的烟气密度较低。

2.2 燃烧条件燃烧条件的变化也会对烟气密度造成影响。

例如，燃料燃烧的充分程度、燃烧温度的高低等因素都会影响烟气密度的数值大小。

2.3 烟气温度烟气温度是影响烟气密度的重要因素之一。

一般情况下，温度较高的烟气密度较小，而温度较低的烟气密度较大。

3. 测量方法3.1 烟气密度计烟气密度计是一种用于测量烟气密度的仪器。

烟气密度计通常采用质量法、容积法或压力法进行测量。

其中，质量法是最常用的方法之一。

3.2 间接计算法除了使用烟气密度计进行直接测量外，还可以通过一些间接计算方法来估算烟气密度。

例如，可以使用烟气成分和温度等参数，通过数学公式计算得到烟气密度的近似值。

4. 应用领域4.1 燃烧工程在燃烧工程中，烟气密度的准确测量对于燃烧效率的评估和改进具有重要意义。

通过研究烟气密度的变化，可以了解燃烧过程中的相关问题，并采取相应的措施进行调整和优化。

4.2 环境监测烟气密度是环境监测中一个重要的参数。

通过监测烟气密度的变化，可以评估烟气的排放情况，并提出相应的环境保护建议。

5. 结论烟气密度是燃烧工程和环境监测中的一个重要物理参数。

它受到多种因素的影响，包括燃料种类、燃烧条件和烟气温度等。

准确测量和分析烟气密度对于燃烧效率的提高和环境保护具有重要意义。

通过不断深入的研究，将能够更好地理解和应用烟气密度在实际工程中的价值和作用。

参考文献：[1] 袁翔. 烟气密度的计算方法与实验研究[J]. 机械工程 & 自动化, 2009(01):222-224.[2] 刘文平. 煤炭的烟气密度的计算方法研究[J]. 煤炭科学技术, 2011,39(10):165-167.。

硅铁（Ferrosilicon），是一种含有硅和铁的合金，通常用于钢铁工业作为合金元素，以提高钢的强度、硬度和耐磨性。

硅铁在生产过程中，尤其是在高温下，会产生烟气。

烟气的密度受到多种因素的影响，包括硅铁的化学成分、烟气的温度、湿度以及其中所含气体的种类和比例。

在高温下，硅铁与其他材料（如焦炭）反应，产生铁和硅，同时释放出一系列气体，包括二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硅（SiO2）和水蒸气（H2O）。

这些气体的密度随着温度和压力的变化而变化。

在常温常压下，二氧化碳的密度约为1.98 kg/m³，一氧化碳的密度约为1.25 kg/m³，二氧化硅的密度约为2.65 kg/m³，水蒸气的密度约为0.62 kg/m³。

烟气的密度通常是通过烟囱排放的烟气流量和温度来估算的。

在实际应用中，烟气的密度可能会有所不同，因为它会随着生产过程中的不同条件而变化。

为了准确测量烟气的密度，可以使用差压式流量计、热线风速仪、热分析仪等仪器设备，并结合烟气的温度、湿度和成分分析。

在环保和工业控制方面，了解烟气的密度对于评估烟气的排放量和潜在的环境影响非常重要。

通过监测和控制烟气的密度，可以有效地减少对环境的影响，并确保工业生产过程的可持续性。

烟气流量的换算
烟气流量换算出标准状态的干烟气流量
实测烟气量按下式计算,即
Q s=3600ωs A
式中：Q s—实测条件下烟气流量，m3/h；
ωs—被测烟道断面烟气平均流速，m/s；
A—烟道断面积，m3
标准状况下烟气流量按下式计算，即
式中：q ns—标准状况下干烟气量，m3/h；
ρ—实测状况下湿烟气密度，kg/m3；
ρ0—标准状况下烟气密度，kg/m3；
X H2O—湿烟气中水汽体积百分数，%。

标准状况下，燃煤锅炉的湿烟气密度取1.30kg/m3,干烟气密度取1.34kg/m3。

实际状况下，湿烟气密度按下式修正。

燃油炉的干、湿烟气密度可根据烟气中主要成分含量计算，即
式中：T—各测点烟气平均温度，K；
P amb—当地大气压力，Pa；
P s—烟气静压平均值，Pa。

式中：q ns—标准状态下干烟气流量，m3/h；
P s—排气静压，Pa；
Ts—排气温度，℃。

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。

大气污染控制工程 作业集第一章干洁空气的平均分子量为28.966，在标准状态下（273.15K ，101325Pa ）密度为1.2933/kg m 。

1、血红蛋白暴露于CO 和2O 两种气体混合物中所产生的COHb 和2O Hb 的平衡浓度可用如下方程表示：22co o p COHbM O Hb p =式中：co p 、2o p ——吸入气体中CO 和2O 的分压；M ——常数，在人的血液范围中为200~250。

例：受污染的空气中CO 浓度为610010-⨯，如果吸入人体肺中的CO 全部被血液吸收，试估算人体血液中COHb 的饱和浓度。

解：设人体肺部气体中氧的含量与环境空气中氧含量相同，即为21%，取M=210，则有22co o p COHbM O Hb p =62210100100.12110--⨯⨯==⨯ 即血液中CO 与2O 之比为1:10，则血液中CO 的饱和度为：222/0.10.0919.1%1/10.1CO COHb O Hb COHb COHb O Hb COHb O Hb ρ=====+++这一值略为偏低，是因为吸入空气中的氧被停留在肺中的气体所稀释的缘故。

2、假设光衰减只是由于微粒散射造成的，微粒为尺寸相同的球体，且分布均匀，则能见度可按如下近似方程估算： 2.6()p pd L m K νρρ=式中：ρ——视线方向上的颗粒浓度，3/mg m ；p ρ——颗粒的密度，3/kg m ；p d ——颗粒直径，m μ；K ——散射率，即受颗粒作用的波阵面积与颗粒面积之比。

根据范德赫尔斯提出的数据，不吸收光的球体散射率K 值一般在1.7~2.5左右变化。

实测数据表明，在空气相对湿度超过70%时，按上式计算可能产生较大误差。

因为天然的气溶胶微粒及很多大气污染物都是吸湿的，在相对湿度70%~80%的范围内开始潮解或发生吸湿反应，从而使颗粒粒径增大。

例：大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0m μ，密度为25003/kg m ，如果散射率K=2，能见度为8000m 时颗粒物的浓度是多少？ 解：ρ=2.6p pd KL νρ32.62500 1.00.406/28000mg m ⨯⨯==⨯这是城市大气中颗粒物浓度的典型值。

计算烟气密度ρ=Gy/Vy kg/cm3Gy=1-Aar/100+1.306aV○Aar是燃料的收到基灰分，% Vy=V[sup]0[/sup]y+1.0161(a-1)V[sup]0[/sup]V[sup]0[/sup]y是理论燃烧烟气量1.0161(a-1)V[sup]0[/sup]是过量空气量及过量空气中带入的过量水蒸气量1.0161(a-1)V0=(a-1)V0+0.0161(a-1)V0(a-1)V0表示过量空气量，a是过量空气系数0.0161(a-1)V0表示过量空气中带入的过量水蒸气量0.0161是按干空气中含湿量为10g（水分）/kg（干空气）计算所得。

1.306aV0表示1kg燃料燃烧时消耗的湿空气的质量1.306是湿空气的密度1.306=(1+d/1000)*1.293,d是1kg干空气中的含温量，一般取10g/kg（干空气）。

1.293是标准状况下，干空气的密度。

密度是指单位体积空气所具有的质量, 国际单位为千克/米3（kg/m3），一般用符号ρ表示。

其定义式为：式中M——空气的质量，kg；V——空气的体积，m3。

空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。

上式只是定义式，通风工程中通常由气态方程求得干、湿空气密度的计算式。

由气态方程有：式中：ρ——其它状态下干空气的密度，kg/m3；ρ0——标准状态下干空气的密度，kg/m3；P、P0——分别为其它状态及标准状态下空气的压力，千帕（kpa）；T、T0——分别为其它状态及标准状态下空气的热力学温度，K。

标准状态下，T0=273K，P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空气的密度ρ0=1.293 kg/m3。

将这些数值代入式（2-1-2），即可得干空气密度计算式为：使用上式计算干空气密度时，要注意压力、温度的取值。

式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t,t为空气的摄氏温度（℃）。

4.5 烟气密度的计算测试工况下湿烟气密度ρs按式(9)计算：ρρs Nsa s 101325=⨯+⨯+273273tB p(9) 式中ρN——标准状态下湿烟气密度，kg/Nm3湿烟气，一般情况下ρN可取用1.34kg/Nm3湿烟气；t s——测量断面内烟气平均温度，℃；p s——测量断面内烟气静压，Pa；B a——大气压力，Pa。

燃煤锅炉房烟气除尘系统设计摘要现代工业发展很迅速，对大气环境的影响也越来越严重，而燃煤锅炉烟气中由于含尘浓度高且含有二氧化硫等污染物质，对人们的生活环境与健康带来了严重的不良影响，因此，对燃煤锅炉烟气的处理的要求也越来越高，现在社会上运用的烟气除尘设备种类很多，包括过滤式除尘器、湿式除尘器、电除尘器、机械除尘器等。

但这些单一除尘器对二氧化硫的去除效果并不是很理想，均需要另设脱硫设备，这增加了设备的投资与管理费用。

本次设计采用的是CCJ/A-10冲激式除尘器,它是湿式除尘器的一种。

由除尘器本体、通风机、溢流箱、排灰阀等部件组成。

溢流箱解决了普通水箱无法达到均衡、自动控制水位的欠缺。

该除尘装置具有净化粉尘的同时，又能有效的去除烟气中的二氧化硫的特点，且占地面积小，设备投资小因此被广泛应用于工业生产、电厂输煤系统、锅炉采暖等领域中烟尘及粉尘的控制。

关键词：燃煤锅炉；湿式除尘器；CCJ/A-10冲激式；脱硫；烟囱；管道；水处理。

目录第1章绪言 (3)第2章工艺流程的参数设计 (4)2.1设计原始资料： (4)2.2设计计算 (6)2.2.1燃煤锅炉排烟量及烟尘量和二氧化硫浓度的计算 (6)2.2.2除尘器的选择 (5)2.2.3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。

(8)2.2.4系统阻力的计算 (7)2.2.5风机和电动机的参数计算 (9)2.2.6系统中的烟气温度的变化 (10)2.2.7烟囱的设计 (10)第3章结论 (11)第1章绪言目前，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。

根据气体状态方程，气体的密度ρ与温度T、压强p和摩尔体积Vm之间存在如下关系：
ρ= m/M * Vm/p
其中m为气体的质量，M为气体的摩尔质量，Vm为气体摩尔体积。

一般而言，400℃烟气的密度受多种因素影响，例如空气成分、湿度等。

如果不考虑这些因素，假设烟气为理想气体，我们可以使用上述公式计算其密度。

例如，标准状态下（即温度为273K，压力为1大气压），氧分子的质量约为32 g/mol，摩尔体积为22.4 L/mol，那么400℃时氧气的密度ρ≈1.429 kg/m³。

需要注意的是，实际上烟气是一个复杂混合物，可能存在多种气体组分，因此密度的计算更为复杂。

在这种情况下，可以先确定烟气的主要组分及其比例，然后计算各自的摩尔质量，最后根据气体状态方程求得烟气的总密度。

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。

·最高点压力来源：《燃气工程技术手册》2004-4-16公式说明：液化石油气管道输送公式：参数说明：P0——管道起点压力z0、z B——管道起点至最高点标高(z B - z0 )——附加压头ρ——液化石油气密度（kg/m3）·附加压头损失来源：《燃气工程技术手册》2004-4-16公式说明：当沿管线方向管道标高有变化时，则必须校核最高点压力不得小于最高室外温度时的液化石油气饱和蒸气压。

设最高点为B,则起点至最高点的压力损失hB为公式：参数说明：h——管道总阻力损失（m液柱）l——管道总长度（m）l B——管道起点至B点长度（m）·管道起点压力来源：《燃气工程技术手册》2004-4-16公式说明：液化石油气管道输送公式：参数说明：P0——管道起点压力。

为了保证管内液化石油气不发生气化，管道末端压力必须大于最高室外温度时的液化石油气饱和蒸气压。

ρ——液化石油气密度（kg/m3）P H min——管道末端液化石油气的饱和蒸气压（Pa）（相对压力）·管道总阻力损失来源：《燃气工程技术手册》2004-4-16公式说明：公式：参数说明：h——总阻力损失h f——沿程阻力（m液柱）h j——局部阻力损失，按摩擦阻力损失的1.5﹪计算·管径确定来源：《燃气工程技术手册》2004-4-16公式说明：液化石油气管道输送公式：参数说明：d——管道内径（m）Q——液化石油气流量（m3/s）v——管内平均流速（m/s）G——液化石油气流量（t/s）ρ——液化石油气密度（t/m3）·液化石油气管道输送水力计算基本公式来源：《燃气工程技术手册》2004-4-15公式说明：公式：参数说明：h f——管道的摩擦阻力损失（m液柱）λ——摩擦阻力系数l——管道长度（m）d——管道内径（m）v——液化石油气流速（m/s）g——重力加速度（m/s2 ）·小型工业炉自然排烟时，烟囱高度的计算来源：《燃气燃烧与应用》2003-11-21公式说明：公式：参数说明：H——烟囱的高度（m）；h1——工业炉烟道阻力，不包括烟囱本身产生的热压差及烟囱的阻力（Pa）；h2——烟囱的阻力，包括摩擦阻力和出口局部阻力（Pa）；ρa——室外空气温度（Kg/m3）；ρf——烟囱内烟气平均温度下的烟气密度（Kg/m3）；1.2——安全系数。

①《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2001）、《环境空气质量标准》(GB 3095-1996)规定：标准状态是指锅炉烟气在温度为273K，压力为101325Pa时的状态，简称标态。

②《煤矿工业污染物排放标准》(GB 20426-2006)规定：大气污染物排放浓度指在温度273K，压力为101325Pa时的状态下，排气筒中污染物任何1小时的平均浓度。

③《风机盘管机组》(GB/T 19232-2003)规定：标准状态空气指大气压力为101.3kPa、温度为20℃、密度为1.2kg/m3条件下的空气。

④《组合式空调机组》（GB/T 14294-2008）规定：标准空气状态指温度20℃、相对湿度65%、大气压力101.3Pa、密度1.2kg/m3的空气状态。

⑤《教材》P250：通风机样本或铭牌实验测试数据标准状态指：大气压力B=101.3kPa、空气温度t=20℃、空气密度为ρ=1.2kg/m3。

对于锅炉引风机的实验测试条件为：大气压力B=101.3kPa、空气温度t=200℃。

⑥《风管送风式空调（热泵）机组》(GB/T 18836-2002)：风量是指在制造厂规定的机外静压送风运行时，空调机单位时间内向封闭空间、房间或区域送入的空气量。

该风量应换算成20℃、101kPa、相对湿度65%的状态下的数值，单位：m3/h。

风管送风式空调（热泵）机组按使用气候环境分类风管送风式空调（热泵）机组正常工作环境温度制冷量：空调机实测制冷量不应小于名义制冷量的95%；制冷消耗功率：空调机实测制冷消耗功率不应大于名义制冷消耗功率的110%；热泵制热量：热泵的实测制热量不应小于热泵名义制热量的95%；热泵制热消耗功率：热泵的实测制热消耗功率不应大于热泵名义制热消耗功率的110%；本资料由“江南雨”整理。

烟气流量的换算
烟气流量换算出标准状态的干烟气流量 实测烟气量按下式计算,即
A s s ω3600q =
式中：q s —实测条件下烟气流量，m 3
/h ；
ωs —被测烟道断面烟气平均流速，m/s ； A —烟道断面积，m 3。

标准状况下烟气流量按下式计算，即
)1001(3600q 2
0O H s ns X A -=ρρω 式中：q ns —标准状况下干烟气量，m 3/h ；
ρ—实测状况下湿烟气密度，kg/m 3；
ρ0—标准状况下烟气密度，kg/m 3；
X H2O —湿烟气中水汽体积百分数，%。

标准状况下，燃煤锅炉的湿烟气密度取m 3,干烟气密度取m 3。

实
际状况下，湿烟气密度按下式修正。

燃油炉的干、湿烟气密度可根据烟气中主要成分含量计算，即
5010
013.1.273⨯+=s amb p p T ρρ 式中：T —各测点烟气平均温度，K ；
p amb —当地大气压力，Pa ；
p s —烟气静压平均值，Pa 。

)1(10
013.1273273q 25ns O H s amb s s X p p t q -⨯⨯+⨯+⨯=
式中：q ns —标准状态下干烟气流量，m 3/h ； p s —排气静压，Pa ；
Ts —排气温度，℃。

大气污染控制工程课程设计任务书题目：某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计学院部：专业班级：学生姓名：指导教师：2012年月日大气污染控制工程课程设计任务书颗粒物污染控制一、 题目某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计 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：SZL4-13型,共4台×4 排烟温度：160 ℃烟气密度标准状态下：1.34kg/m 3 空气过剩系数：α=排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例：16% 烟气在锅炉出口前阻力：800Pa 当地大气压力：冬季室外空气温度：-1℃空气含水标准状态下：按0.01293kg/m 3烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析值： 设计耗煤量：500kg/h 台C ar =% H ar =% S ar =% O ar =5% N ar =% W ar =% A ar =% V ar =%按锅炉大气污染物标准GB13271-2001中二类区标准执行; 烟尘浓度排放标准标准状态下：200mg/m 3 二氧化硫排放标准标准状态下：900mg/m 3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;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、型号机电动机的种类、型号和功率;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;课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分,文字应简明、顺畅、内容正确完整,书写工整、装订成册;6、图纸要求（1）除尘系统图一张2号图;系统图应标出设备、管件编号,并附明细表; （2）除尘系统平面、剖面布置图各1张2号或3号图,如图1和图2;布置图应按比例绘制,图中设备、管件应标注编号,编号应与系统图对应;在平面布置图中应有方位标志指北针;图1 锅炉房平面布置图图2 A-A剖面图五、主要参考书目1童志权主编. 大气污染控制工程. 北京：机械工业出版社,20062同济大学等编. 锅炉及锅炉房设备. 北京：中国建筑工业出版社,19863航天部第七设计院编. 工业锅炉房设计手册. 北京：中国建筑工业出版社,19864陆耀庆主编. 供暖通风设计手册. 北京：中国建筑工业出版社,19875风机样本. 各类风机生产厂家6工业锅炉旋风除尘器指南,1984课程设计成绩评定表目录…………………………………………………………….9前言按照国际标准化组织ISO作出的定义,“空气污染：通常系指由于人类活动和自然过程引起某些物质介入大气中,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;”大气污染物的种类非常多,根据其存在状态,可将其概括为两大类：气镕胶状态污染物和气体状态污染物;随着工业的发展,能源的消耗量逐步上升,大气的污染物的排放量相应增加;就现在我国的经济和技术发展水平级能源的结构来看,一煤炭为主要能源的状况在人的生存每时每刻都离不开空气,大气质量与人类生存环境息息相关,所以对大气的修复比较困难;虽然人们在大气环境整治方面坐了大量的工作,但目前的空气质量仍然不尽人意,因此防止污染、改善空气环境成为当今迫切的环境任务;燃煤锅炉排放的二氧化硫严重地污染了我们赖以生存的环境;我国的大气是以煤烟型污染为主,其中尘与酸雨危害最大;因此,净化燃煤烟气中的粉尘和二氧化硫是我过改善大气空气质量、减少酸雨的关键问题;粉尘的危害：粉尘的危害,不仅取决于它的暴露浓度,还在很大程度上取决于它的组成成分、,理化性质、粒径和生物活性等;粉尘的成分和理化性质是对人体危害的主要因素;有毒的金属粉尘和非金属粉尘铬、锰、镐、铅、汞、砷等进入人体后,会引起中毒以至死亡;无毒性粉尘对人体亦有危害;例如含有游离二氧化硅的粉尘吸,入人体后,在肺内沉积,能引起纤维性病变,使肺组织际渐硬化,严重损害呼吸功能,发生“矽肺”病;二氧化硫的危害：二氧化硫为一种无色的中等强度刺激性气体;在低浓皮下,二氧化硫主要影响是造成呼吸道管腔缩小,最初呼吸加快,每次呼吸曼减少;浓度较高时,喉头感觉异常,并出现咳嗽、喷嚏、咯痰、声哑、胸痛、呼吸困难、呼吸道红肿等症状,造成支气管炎、哮喘病,严重的可以引起肺气肿,甚至致人于死亡;大气控制的综合措施主要包括：严格的环境管理；以环境规划为中心,实行综合防治；制大气污染的技术政策；控制环境污染的经济政策；高烟囱扩散；绿化造林；安装废气净化装置；加强环境科学研究,检测和教育;第1章烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算煤燃烧的假设：1煤中固定氧可用于燃烧； 2煤中硫主要被氧化成二氧化硫； 3不考虑氮氧化物的生产； 4煤中的氮在燃烧时转化为氮气;标准状态下理论空气量=kg m /3标准状态下理论烟气量=kg m /3标准状态下实际烟气量由设计原始资料可知,设计耗煤量为500 kg/h 台 所以,标准状态下的排烟量为设计耗煤量⨯=f V Q 即7.436650073.8Q =⨯=（台）h /m 3标准状态下烟气含尘浓度式中 sh d —排灰中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数； ar A —煤中不可燃成分的含量； f V —标准状态下实际烟气量,kg m /3;标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算第2章 除尘器的选择除尘效率式中 C —标准状态下烟气含尘浓度,3/m mg ；S C —标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,3/m mg ;除尘器的选择工况下烟气量 TT Q Q '=')/(3h m 式中 Q —标准状态下的烟气流量,h m /3；T '—工况下烟气温度,K ； T —标准状态下温度,273K;根据η、Q 查手册后选用XP-800型旁路式旋风除尘器,;该除尘器主要适用于清除非粘固灰尘、煤炭、泥沙、烟尘及其它粉尘等;其性能和尺寸分别见表2-1、2-2;表 2-1 XP-800旁路式除尘器性能表2-2 XP-800旁路式旋风除尘器的尺寸图3-1 XP 型旁路式旋风除尘器第3章 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场实际情况确定各装置的位置;一旦确定了各装置的位置,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,占地面积小,并使安装、操作和检修方便;管径的确定式中 Q —工况下管道内的烟气流量,s m /3；v —烟气流速,m/s 对于锅炉烟尘v =10-15 m/s;取v =12 m/s,d 12924.14⨯⨯=π=圆取整d=450mm查管径手册相关参数,取标准d=450 mm,管道参数见下表3-1表 3-1 管道参数内径=1d =450-2×= mm 由公式vQd π4=可计算出实际烟气流速 式中 Q ——工况下管内烟气流量,m 3/s ；v ——烟气流速,m/s 可查有关手册确定,对于锅炉烟尘v=10～15 m/s;管径计算出来后,要进行圆整查手册,再用圆整后的管径计算出实际烟气流速;实际烟气流速要符合要求;烟道的设计计算烟道采用拱形,图形如下图3-2所示：由系统图可以看出,烟道流过的最大烟气量是锅炉烟气量的2倍,再加上烟气系统的漏风率,则烟道内最大烟气流量为：查表可知,砖制烟道的最适合烟速是6-8 m/s,初定烟速为7 m/s,则烟道面积为 15237.068/0.60536007A Q V ===⨯烟烟而 22()0.60522BA B π=+=则 B=659 mm 圆整取 B= 650mm 则 A=2m 校正气速 15237.0687.19836000.588v ==⨯s m /,在范围内;第4章 烟囱的设计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 t/h,然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定表4-1,确定烟囱的高度;表4-1 锅炉烟囱的高度锅炉总额出力：4×4=16 t/h 故选定烟囱的高度为40m;烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算：式中 Q —通过烟囱的总烟气量,h m /3；ω—按表4-2选取的烟囱出口烟气流速,m/s;表4-2烟囱出口烟气流速/m/s选定ω=4 m/s则20.0188 1.64d ==m圆整取2 1.6d =m 烟囱底部直径式中 2d —烟囱出口直径,m ； H —烟囱高度,m ；i —烟囱锥度通常取i =~;取i =,则1d = + 2××40= m烟囱的抽力B t t H S pk y ⋅+-+=)27312731(0342.0 Pa3110.034240()97.8610183.002731273160=⨯⨯-⋅⨯=-+ Pa式中 H —烟囱高度,m ；k t —外界空气温度,℃； p t —烟囱内烟气平均温度,℃；B —当地大气压,Pa;第5章 系统阻力的计算摩擦压力损失对于圆管22v d L P L ρλ⋅=∆ Pa式中 L —管道长度,m ；d —管道直径,m ；ρ—烟气密度,3/m kg ；v —管中气流平均速率,m/s ；λ—摩擦阻力系数,式气体雷诺数Re 和管道相对粗糙度dK的函数;可以查手册得到实际对金属管道λ可取,对砖砌或混凝土管道λ可取; a ．对于φ450圆管L=b ．对于砖砌拱形烟道式中,L 为四个锅炉出口最远距离的一半,为 m ； λ为；S R 为截面积与润湿周边的比,即周边又04.0=λ,7.198v =,代入上式：得 20.040.847.1989.910.8840.1982L p ⨯∆=⨯⋅=⨯ Pa 局部阻力损失式中 ζ—异形管件的局部阻力系数,可在相关手册中查到,或通过实验获得；v —与ζ相对应的断面平均气流速率,m/s ； ρ—烟气密度,3/m kg ; 两个渐缩管,查表,取α=45°,则ζ= 四个90°弯头,查表,取ζ=四个弯头,则414.3457.37P ∆=⨯=)(Pa 一个渐扩管,2210.40.5651.430.44853.144F F ⨯==⨯查表,取α=30°,得ζ= e 为渐缩管,查表,取α=45°,则ζ= 烟道中的T 形三通如图5-1所示：图5-1 T 形三通管查表,得ζ=烟道的T 形三通合流管如图5-2所示：5-2 T 形合流三通查表,得ζ=总的阻力损失其中锅炉出口前阻力为800 Pa,除尘器阻力为800 Pa则11.6010.8812.4757.37 4.37 6.2448.6434.30800800P ∆=+++++++++∑图5-3 除尘器入口管道示意图 图5-4 除尘器出口至风机入口段管道示意图第6章 系统中烟气温度的变化烟气在管道中的温度降VC Q Fq t ⋅⋅=∆1℃ 式中 Q —标准状态下烟气流量,h m /3； F —管道散热面积,2m ；V C —标准状态下烟气平均比热容一般为～⋅3/m kJ ℃； q —管道单位面积散热损失,)/(3h m kJ ⋅;室内 1q =4187)/(3h m kJ ⋅； 室外 2q =5433)/(3h m kJ ⋅; 室内管道长： 室外管道长： 则112214187 2.09543315.57=16.121.3264366.7 1.326q F q F t Q +⨯+⨯∆==⋅⨯℃烟气在烟囱中的温度降DA H t ⋅=∆2℃式中 H —烟囱高度,mD —合用同一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和,t/h A —温降系数,可由表5-1查得;表5-1 烟囱温降系数4164.0402=⨯=∆t ℃总温度降：1216.12420.12t t t ∆=∆+∆=+=℃第7章 风机和电动机选择及计算标准状态下风机风量的计算式中 —风量备用系数；Q —标准状态下风机前风量,h m /3；p t —风机前烟气温度,℃,若管道不长,可以近似取锅炉排烟温度； B —当地大气压力,kPa;风机风压的计算式中 —风压备用系数；∑∆h —系统总阻力,Pa ；y S —烟囱抽力,Pa ；y ρ—标准状态下烟气密度,γ =3/m kg ;电动机功率的计算式中 y Q —风机风量,h m /3；y H —风机风压,Pa ；1η—风机在全压头时的效率一般风机为；2η—机械传动效率,用V 形带传动时2η=； β—电动机备用系数,对引风机,β=;风机和电机的选择根据风量y Q =h m /3,y H =Pa ,查表后选择型引风机,配对电机型号为Y132S2-2B3,具体参数如下表所示：表7-1 所选风机及型号参数第八章小结通过这次的课程设计,我理论实践能力得到了很大的提高,我受益良多;这次的课程设计得以完成当然,我首先得感谢王老师,能为我们选择合适的设计题目,让我们在掌握所学的知识的基础上能比较轻松的完成任务又能达到巩固学习知识的目的,同时在课程设计上给我的指导,以及给我提供了这么多有用的资料,使设计能顺利进行;其次,我要感想我们小组的成员们,在我们的思考与讨论下,我们才得以知道该怎么去做,该怎么去选才能是我们设计的东西更好;通过这次的课程设计,我再一次巩固了我所学在课堂上学的大气污染控制工程课程的理论知识,并对它们的应用有了进一步的了解;同时,应为我选择了用打印的设计说明书,从而使自己的文字编排能有了一定的提高;我在书写的同时尝试用CAD去绘画其中图片,因为我们还没有学习这门课,所以是慢慢摸索,从不懂到略微懂,虽然我花了不少时间在上面,但从图片的效果来看,还是很不错的,做完之后真的很有成就感;在这次的课程设计过程中,我认识到了自己专业知识的不足,做事态度和能力的欠缺等诸多缺点,我以后一定会加倍努力,勤奋学习;总之这次的课程设计让我受益良多;最后,我要再一次感谢所有在课程设计中帮助过我的老师和同学们;第九章参考文献1 童志权主编. 大气污染控制工程. 北京：机械工业出版社,20062 同济大学等编. 锅炉及锅炉房设备. 北京：中国建筑工业出版社,19863 鹿政理等编环保设备设计手册--2大气污染控制设备. 北京：化学工业出版社,4 刘天齐,黄小林,邢连壁,耿其博. 三废处理工业手册废气卷. 北京：化学工业出版社,1998.5 动力手册编写组. 工业锅炉房设备手册;北京：国防工业出版社,1975.6 风机样本. 各类风机生产厂家7 工业锅炉旋风除尘器指南,1984。

沈阳* *大学环境工程学》课程设计题某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计目:院环境与安全工程学院系：专业：班级：学生姓名：指导教师：2012 年9 月日1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。

为节制和整治大气污染，九五”以来，我国在污染排放节制技能等方面开展了大量研究研发工作，取患了许多新的成果，大气污染的防治也取得重要进展。

在八五”、九五” 期间，国家辟出专款开展全球气候变化预先推测、影响和对策研究，在温室气体排放和温室效应机理、海洋对全球气候变化的影响、气候变化对社会形态经济与自然资源的影响等方面取得很猛进展。

近年来，我国环境监测能力有了很大提高，初步形成了具有中国特色的环境监测技能和管理系统，环境监测工作的进展明显。

九五”期间全国主要污染物排放总量节制计划基本完成。

在国内生产总值年均增长8.3%的情况下，在大气污染防治方面，2000年全国二氧化硫、烟尘、工业粉尘等项主要污染物的排放总量比八五”末期分别下降了10〜15%。

结合经济结构调整，国度取缔、关停了8.4万多家技能落后、浪费资源、劣质、污染环境和不切合安全生产条件的污染紧张又没有治理前景的小煤矿、小钢铁、小水泥、小玻璃、小炼油、小火电等十五小”企业，对高硫煤实行限产，有用地削减了污染物排放总量。

1.2大气污染防治技能为节制和整治大气污染，九五”以来，我国在石炭洁净加工研发技能、石炭洁净高效燃烧技能、石炭洁净转化技能、污染排放节制技能等方面开展了大量研究和研发，取患了许多新的成果。

如果中国的燃煤电站的烟气排放要达到目前发达国度规定的水平，SO2的排放量将从每一年680万吨下降至170万吨，NOx的排放量将从100 %下降至30%, DO2也将减排2500万吨。

中国节制和整治大气污染任重而道远。

设计尺度主要参考〈大气污染物排放限值》，工艺运行设计达到国度GB13271--91锅炉大气污染物排放尺度。

除尘脱硫设计原则(1)脱硫率＞80%。

大气污染控制工程课程设计目录第一章设计背景资料 (1)1.1工程概况 (1)1.2 原始资料 (1)第二章烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 (3)2.1标准状态下理论空气量 (3)2.2标准状态下理论烟气量 (3)2.3标准状态下实际烟气量 (3)2.4标准状态下烟气含尘浓度 (4)2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (4)第三章除尘器的选择 (5)3.1除尘器应达到的除尘效率 (5)3.2除尘器应达到的除SO2效率 (5)3.3除尘器的选择 (5)第四章确定除尘脱硫设备、风机和烟囱的位置及管道的布置 (11)4.1各装置及管道布置的原则 (11)4.2管径的确定 (11)第五章烟囱的设计 (12)5.1烟囱高度的确定 (12)5.2烟囱直径的计算 (12)5.3烟囱的抽力 (13)第六章系统阻力的计算 (14)6.1摩擦压力的损失 (14)6.2局部压力损失 (14)第七章风机和电动机选择及计算 (16)7.1风机风量的计算 (16)7.2风机风压的计算 (16)7.3电动机功率的校核计算 (17)第八章小结 (18)参考文献 (18)1 / 20第一章设计背景资料1.1工程概况目前，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治理，不至于影响到人们的健康生活。

1.2 原始资料锅炉规格：SZL4-13型，共3台（2.8MW×3）设计耗煤量：650kg/h台烟气出口温度：160℃空气过剩系数：α=1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比列为：22%烟气出口前阻力：800pa室外温度：-1℃当地大气压：97.86kpa烟气密度（标准状态下）：1.34Kg/m3空气中含水（标准状态）按：0.01293kg/m3烟气其它性质按空气计算煤的工业分子成分：C Y=68% H Y=4% S y=1.2% O Y=5%N Y=1% W Y=6% A Y=14.8% V Y=13%排放标准：GB13271-2001二类地区标准执行烟尘浓度排放标准（标准状态）：200mg/m3SO2浓度排放标准（标准状态）：900mg/m3净化场地布置：锅炉出气口管径为600mm，其中心线高程为2.39m，其长度为600mm，所有管道总长为9.5m，室内锅炉距外墙2.18m。