环境工程课程设计
《环境工程专题课程设计（气）》（除尘部分）
设计说明书
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指导教师：
环境科学与工程学院
2015年12月
工程概况
已知杭州市某厂新建2台35t/h燃煤工业锅炉(沸腾床锅炉直径4m)，其除尘系统管道布置如图1。每台锅炉产生的烟气量估计为：基数61000 Nm3/h+学号序号*100Nm3/h，烟尘浓度为35.0g/Nm3，其粒径<5μm占70%，烟气经降温至120℃进入除尘器，烟窗的直径3m，高度45m，局部阻力损失60Pa。试设计该除尘净化系统。
排放烟尘浓度要求达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）规定的重点地区锅炉大气污染物特别排放限值的规定。
图1 除尘系统平面布置图
二、设计说明
设计原则
（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；
（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。
设计范围
工程设计范围从燃煤废气的接入管开始至除尘器处理后烟囱排放为止。包括处理工艺、除尘设备、管道、控制、风机等的设计。
设计规模
(1)处理烟气流量（工况）：
总的烟气量为：3212217.5935.18/Q Q Nm s ==⨯=
(2)处理浓度：
烟尘浓度为35.0g/Nm 3，其粒径<5μm 占70%。
设计参数与指标
（1） 处理烟气量（标况）：3217.5935.18/Q Nm s =⨯=；
（2） 烟气温度：120℃；
（3） 入口含尘浓度：35.0g/Nm 3；
（4）电场数：2个；
（5）粒径<5μm占60%；
（6）排放指标：30mg/Nm3。
三、工艺选择
除尘技术简介
从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置。根据主要的除尘机理，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。但每种除尘净化系统总有其技术上的优点和缺点，应根据实际情况选择合适的除尘设施与工艺。
静电除尘分离粉尘靠的是静电力即库仑力。静电除尘的三个基本过程：悬浮粒子荷电-高压直流电晕；带电粒子在电场内迁移和捕集-延续的电晕电场或光滑的不放电的电极之间的纯静电场；捕集物从集尘表面上清除-隔一定时间振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗,完成除尘过程。
湿式除尘使含尘气体与液体(一般为水)密切接触,利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的原理。
袋式除尘是利用多孔纤维材料制成的滤袋(简称布袋)将含尘气流中
的粉尘捕集下来的方法。
电袋复合式除尘是电除尘器和布袋除尘器机结合，利用电除尘器的第一电场作为一级除尘单元，除去烟气中80%～90%的粉尘颗粒，再用布袋作为二级除尘单元,除去剩下的微细颗粒。
可供选择的除尘技术
目前常用的除尘器可分为：①机械除尘器；②湿式除尘器；③袋式除尘器；④电除尘器等。
机械除尘一般用来捕集5μm以上的尘粒,除尘效率可达80%~90%，若捕集小于5μm的尘粒，则效率较低。
湿式除尘由于利用惯性扩散与凝集的作用力进行除尘，其除尘阻力损失达到800～10000pa，不适用于处理大烟气量。
根据已知的烟气特性，可排除机械除尘和湿式除尘作为除尘技术的考虑。
静电除尘、袋式除尘均为适用的除尘方法，其处理温度均为小于400摄氏度，处理粒径均小于今为5μm，且均能处理大的烟气量，而且均能达到达标排放。
方案的技术比较
针对该厂使用的燃煤工业锅炉是沸腾床锅炉，尽管沸腾层内的燃烧比较充分，从布风板排渣管排出的冷渣碳含量很小(质量数为1%～3% )，但由于锅炉是燃用0～8mm的宽筛分燃料，其中0～2 mm燃料所占比例很大，在现有沸腾风速下，这部分细煤粒进入沸腾层便被带走，尽管在悬浮室出口处装有高温水平分离器，但由于分离效率低，烟气含尘浓度仍高。对于高温且接收粒径大的含尘气体，布袋消耗量将很大。另外，该厂的每台锅炉的烟气产生量为万标准立方米每小时，对于布袋除尘来说，需要比电除尘更大的处理规模来进行烟气处理。
综上所述，针对该烟气处理应选择电除尘方法。
四、处理流程
除尘系统
除尘系统包括：(1)进气烟箱 (2)除尘器系统 (3)输灰系统 (4)控制系统
除尘器系统
除尘器系统包括以下几个部分：
（1）气流分布板（2）壳体
（3）阴极系统（4）阳极系统
（5）阴极振打系统（6）阳极振打系统
（7）气流分布板及振打系统（8）槽型板及振打系统
（9）集灰斗及加热系统（10）灰斗内部阻流板
输灰系统
(1)星型卸料器 (2)铰刀 (3)提升机 (4)料罐 (5)星型卸料器
(6)加湿机 (7)运灰车
控制系统(不作设计要求)
控制系统包括：
（1）高压供电系统（2）输灰控制系统
（3）清灰控制系统（4）流量控制系统
五、预期处理效果
排放烟尘浓度要求达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）规定的重点地区锅炉大气污染物特别排放限值的规定。
《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）特别排放限值 mg/m3
