某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫专业系统设计大气专业课程设计样本.docx

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某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫专业系统设计大气专业课程设计样本

某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫专业系统设计大气专业课程设计

大

气

课

程

设

计

学校：

洛阳理工学院

指导老师：

刘琼

姓名：

徐亚楠

学号：

B11070204

一、设计概况3

设计内容及要求4

二、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算4

三、净化系统设计方案的分析确定6

四、除尘脱硫设备的比较和选择7

除尘器的选择和设计7

脱硫设备设计9

五、管网的布置及计算10

管道布置原则10

管道管径计算10

烟囱设计11

系统阻力计算13

6、风机和电机的选择设计13

泵的选择13

风机风量计算14

风机风压计算14

电机功率计算15

七、总结15

八、主要参考文献16

摘要：

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。

我国随着经济的快速发展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物等有毒有害的污染物质急剧增多。

由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染甚至已经直接影响到人们的身体健康。

通过设计合适的除尘脱硫系统对烟气进行处理，从而尽量使排放的烟气污染物浓度达标，而不至于污染环境和危害人体健康。

关键词：

燃煤锅炉除尘脱硫课程设计

1、设计概况

、设计目的

通过课程设计的综合训练，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。

培养运用理论知识进行净化系统设计的初步能力，使我们掌握《大气污染控制工程》课程所要求的基本设计方法，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，锻炼我们查阅和收集专业资料和设计手册的技能。

培养我们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。

通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养我们确定大气污染控制系统的设计方案，进行设计计算、使用技术资料、绘制工程图、编写设计说明书的能力。

、设计原始资料

1.锅炉型号：

（共3台）

2.燃煤量：

1550kg/h（台）

3.空气过剩系数：

4.当地大气压：

98kPa

5.飞灰占煤中不燃分比例：

18%

6.排烟温度：

150℃

7.烟气密度（标态）：

kg/m3

9.℃；℃，℃；

（标况）：

kg/m3

：

CY=%,HY=%,OY=%,

SY=%,AY=%,WY=%

粒径/μm

15~25

8~15

5~8

3~5

1~3

≤1

含量/%

3.6

4.8

59.2

27.1

4.2

1.1

：

（GB13217-2001）中二类区标准执行：

标准状态下烟尘浓度排放标准：

≤200mg/m3;

标准状态下SO2浓度排放标准：

≤900mg/m3;

、设计内容及要求

1、编写设计计算书

设计计算内容包括以下几方面：

（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）除尘脱硫设备的比较和选择：

确定除尘脱硫设备的类型、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。

并计算各管段的管径、长度、烟囱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、型号及电动机的种类、型号和功率。

（6）需要说明的其他问题。

（7）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、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。

不少于4000字。

2、绘制设计图

（1）工艺流程示意图。

（1）平面布置图。

应按比例绘制，锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但应能表明建筑外形和主要结构型式。

在平面布置图中应有方位标志（指北针）。

（2）锅炉烟气除尘脱硫系统图。

应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。

（3）主要除尘脱硫设备剖面图。

只需标出设备的主要性能参数（主要尺寸），内部结构不用细画。

二、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算

燃煤量：

1550×3=4650kg/h

设1kg燃煤时

燃料成分名称

可燃成分含量（﹪）

可燃成分的量（﹪）

理论需氧量/mol

烟气中组分/mol

水

灰分

67.85

4.12

5.56

2.52

10.30

16.12

56.54

20.60

——

0.79

——

56.54

10.30

-1.74

0.79

0.57

——

56.54

20.60

——

0.79

0.57

——

合计

65.89

（1）标准状态下理论空气量

理论空气量：

×=（mol/kg）

标准状态下的体积为:

××10-3=

（2）标准状态下理论烟气量

理论烟气量：

×++++=mol/kg

标准状态下理论烟气体积：

××10-3=m3/kg

（3）标准状态下实际烟气量

在空气过剩系数α=：

实际烟气量：

+×（）=m3/kg

4650kg煤的烟气量：

4650×=m3/h

（4）工况下总烟气量

每台烟气量:

（5）标准状态SO2的浓度：

=×64×103÷=mg/m3

（6）标准状态烟气浓度：

×103×18%/=mg/m3

（7）实际烟气浓度:

×423/273×

（8）除尘效率计算:

式中：

C—烟气含尘浓度，mg/m3N；

Cs—锅炉烟尘排放标准中规定值，200mg/m3N。

（9）脱硫效率计算

式中：

C´SO2——标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，900。

SO2——标准状态下二氧化硫浓度，；

三、净化系统设计方案的分析确定

本组资料中，燃煤锅炉为三台。

粉尘捕集后的气体进入脱硫塔，以湿式石灰石/石灰－石膏法进行脱硫处理。

处理后的达标烟气通过风机的作用从烟囱排放入大气中。

工艺流程图见附图。

脱硫除尘工艺比较选择：

　脱硫除尘工艺比较表

脱硫工艺

湿法

半干法

干法

石灰石石膏法

钠法

双碱法

氧化镁法

氨法

海水法

喷雾干燥

炉内喷钙

循环流化床

等离子体

脱硫效率/%

90～98

70～90

70～85

60～75

60～90

≥90

可靠性

高

一般

高

一般

高

结垢

易结垢

不结垢

易结垢

易

不结垢

堵塞

不堵塞

堵塞

不堵塞

占地面积

大

小

中

小

大

中

运行费用

高

很高

一般

低

高

低

一般

投资

大

小

较小

小

大

较小

小

较小

大

通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析:

石灰石-石膏法工艺非常成熟,因此,本方案选用石灰石石膏法工艺。

四、除尘脱硫设备的比较和选择

粒径/μm

15~25

8~15

5~8

3~5

1~3

≤1

含量/%

3.6

4.8

59.2

27.1

4.2

1.1

烟气的预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。

表4-1该锅炉粉尘粒径分布表本性能

除尘器名称

适用的粒径范围/μm

效率/%

阻力/Pa

设备费

运行费

重力沉降室

＞50

＜50

50～130

少

旋风除尘器

5～30

60～70

800～1500

少

中

文丘里洗涤器

0.5～1

90～98

4000～10000

少

多

电除尘器

0.5～1

90～98

50～130

多

中上

袋式除尘器

0.5～1

95～99

1000～1500

中上

多

4-2除尘设备的分类及基本性能

0~5

5~10

10~20

10~44

＞44

长椎体旋风除尘器

84.2

99.5

100

电除尘器

97.0

94.5

99.5

100

文丘里洗涤器

99.5

100

袋式除尘器

99.7

99.5

100

表4-3效率较高的除尘器对不同粒径粉尘的除尘效

通过粒径、风量等各方面的比较，旋风除尘器管理、制作方便，体积小、价格便宜，因此，选用旋风除尘器的XCZ型组合旋风除尘器。

1、尺寸计算

（1）烟气处理量：

Q=（m3/h）

（2）初步选用XLP/B型旋风除尘器，处理烟气量大，将选用11个并联

，取ξ=

每个烟气处理量：

）

u=（2△P/ρξ）={2×900/（×）}=

在这里取u=16m/s

△P=876﹤900Pa

进口面积A=Q/u=

根据XLP/B型旋风除尘器尺寸比例

入口宽度b=（A/2）=

筒体直径D==

参考XLP/B型旋风除尘器产品系列①，取D=820mm,则是XLP/

参数见表

型号

外形尺寸

质量/kg

XLP/B-Y

820

3600

545

925

1167

1040

550

458

245

291

490

536

490

536

165

197

214.68

XLP/B型旋风除尘器外形尺寸

（3）选型论证

a×b=m2

入口风速u=Q/A=

旋风除尘器压力损失：

△P=ξu2ρ/2=Pa

XLP/B型旋风除尘器的分割粒径、分级效率和总效率的计算

dc=（18×µ×vr×r0/ρp×vto2）1/2

=（18××10-5×××103×）1/2

平均粒径/μm

0.5

6.5

11.5

粒径分布/％

1.1

4.2

27.1

59.2

4.8

3.6

分级效率/％

17.7

40.7

57.9

70.2

83.7

91.6

总效率/％

66.5

经过预除尘后（一级处理），×（﹪）=mg/m3

二级除尘的效率将要达到：

（）/=﹪

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。

通过各方面因素比较，选择袋式除尘器。

常用袋式除尘器有简易袋除尘器、机械振打袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器和气环式袋式除尘器。

袋式除尘器清灰方式作用强度很大，而且其强度和频率都可以调节，所以清灰效果好。

综合比较，将选用脉冲袋式除尘器

我国由于地域辽阔，各地经济条件，燃煤煤质、脱硫剂来源、环保要求等不尽相同，结合相关材料，该锅炉脱硫技术的选用应

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