QXF65-39型锅炉高硫无烟煤烟气1Word格式文档下载.docx

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1引言

2净化系统设计方案分析

2.1袋式除尘器概述

2.1.1袋式除尘器的工作原理

2.1.2袋式除尘器的特点

2.1.3运行参数的选择与设计

2.1.4袋式除尘器净化效率的影响因素

2.2湿式石灰石/石灰法脱硫系统设计

2.2.1

湿式石灰石/石灰法的工作原理及特点

2.2.2

运行参数的选择和设计

2.2.3

脱硫效率的影响因素

3烟气污染物排放量计算

3.1

原始资料

3.2

计算

4除尘设备结构设计与计算

4.1滤料的选择

4.2除尘器的形式

4.3袋式除尘器的清灰方式

4.4除尘器的尺寸设计

4.4.1过滤总面积的计算

4.4.2每条滤袋面积的计算

4.4.3滤袋条数的计算

4.4.4滤袋的布置

4.4.5除尘器袋室的计算

4.4.6除尘效率的计算

4.4.7压力损失的取值

5脱硫设备结构设计与计算

5.1喷淋塔内流量的计算

5.2喷淋塔塔径的计算

5.3喷淋塔高度的计算

5.4脱硫设备喷的校核

6烟囱设计计算

6.1

烟囱高度的设计计算

6.2

烟囱出口内径

6.3

烟囱底部直径

6.4

烟囱阻力的计算

6.5烟囱高度的校核

7管道系统设计及阻力计算

7.1

管径的计算

7.2

摩擦阻力损失计算

7.3

局部阻力损失计算

7.4管道气体流动的总压力损失

7.5系统总阻力

8风机电机的选择

8.1

风机风量的计算

8.2风机风压的计算

结束语

致谢

参考文献附图

1引言

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。

中国的大气环境污染仍以煤烟型为主，主要污染物为颗粒物和SO2。

大气污染物

对人体健康、植物、器物和材料，及大气能见度和气候皆有重要影响。

空气质量的日益

恶化，使得对大气污染物排放及烟气净化处理要求更严格。

大气的污染主要是由于燃料

的不完全燃烧引起。

针对含尘烟气，除尘装置包括机械除尘器（如重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘

器）、电除尘器以及袋式除尘器等。

脱硫技术可分为湿法、干法和半干法。

湿法系统是

指利用碱性溶液或含触媒离子的溶液，吸收烟气中的SO2，主要技术有湿式石灰石/石

灰法、氧化镁湿法、氨法、海水法等。

干法脱硫是利用固体吸附剂和催化剂在不降低烟

气温度和不增加湿度的条件下，除去烟气中的SO2，主要是循环流化床法等。

半干法烟

气脱硫是在气、液、固三相中进行脱硫的，脱硫产物也是干粉状，主要有喷雾干燥法等。

本设计采用带式除尘器和湿式石灰石/石灰法对含尘烟气进行处理。

该系统能够使高硫

无烟煤燃烧产生的烟气能较大程度的被净化，从而达到大气污染物的排放标准，避免使

大气造成污染。

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2净化系统设计方案分析

2.1袋式除尘器概述

2.1.1袋式除尘器的工作原理

如下图，含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料表面孔隙时，粉尘被捕集与

滤料上，透过滤料的清洁空气由排气口排出。

沉积在滤料表面上的粉尘，可在机械振动

的作用下从滤料表面脱落，落入斗中。

粉尘在滤袋上的积聚会增加气体通过滤袋的阻力，

因而需要及时清灰，以免阻力过高，造成除尘效率下降。

袋式除尘器的工作机理是粉尘通过滤料时产生的筛滤、惯性碰撞、粘附、扩散和静

电等作用而被捕集。

净气

滤袋

含尘气流

图2.1

袋式除尘器简图

2.1.2袋式除尘器的特点

（1）优点：

袋式除尘器对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的除尘效率较高；

这种除尘器

可一捕集多种干性粉尘；

含尘气体浓度在相当大的范围内变化对袋式除尘器的除尘效率

和阻力影响不大；

袋式除尘器可设计制造出适应不同气量的含尘气体要求的型号；

袋式

除尘器运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作和维护简单。

（2）缺点：

袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响；

不适用于净化含粘结和吸湿性强的粉尘的气体；

据概略的统计，用袋式除尘器净化大于17000m3/h的含尘烟

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气量所需的投资费用要比电除尘器高。

而用其净化小于17000m3/h的含尘烟气量时，投资费用比电除尘器省。

2.1.3运行参数的选择与设计

（1）滤袋形状一般有圆袋和扁袋。

圆袋直径一般为120~300mm，最大可达600mm；

（2）滤袋长度一般取2~3.5m；

（3）每组相邻两滤袋之间的净距一般为50~70mm，组与组之间以及滤袋与壳体之间距离一般取600~800mm；

（4）过滤速度：

简易清灰0.20~0.75m/min，机械振动清灰1.0~2.0m/min，逆气流反吹清灰0.5~2.0m/min，脉冲喷吹清灰2.0~4.0m/min。

2.1.4袋式除尘器净化效率的影响因素

（1）滤布及粉尘层的影响：

滤布是袋式除尘器的主要部件，滤布的性质不仅直接影响

除尘效率，而且对压力损失、操作维修等影响很大。

同时，滤布上粉尘层的厚度对除尘

效率影响也很大。

清洁滤布上无粉尘层，除尘效率最低。

积尘后效率逐渐提高至最大值，

振打清灰后效率有所降低。

（2）过滤速度的影响：

袋式除尘器的过滤速度指气体通过滤布的平均速度，也称气布

比。

选用高的过滤速度，处理相应体积的烟气所需要的滤布面积小，则除尘器体积、占

地面积、一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失会加大。

过滤速度的大小主要影响

惯性碰撞和扩散作用。

（3）滤料的影响：

滤料的性能对袋式除尘器的操影响很大。

选择滤料时必须考虑含尘

气体的特征，性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长、

同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。

2.2湿式石灰石/石灰法脱硫系统设计

2.2.1湿式石灰石/石灰法的工作原理及特点

（1）原理

石灰石/石灰法湿法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中的SO2的方法。

该方法开发的较早，工艺成熟，吸收剂廉价易得，因而应用广泛。

化学反应原理：

用石灰石/石灰法或者石灰浆液吸收烟气中的

SO2，首先生成亚硫酸

钙：

石灰石：

CaCO3+SO2+0.5H2O→CaSO3ꞏ0.5H2O+CO2↑

石灰：

CaO+SO2+0.5H2O→CaSO3ꞏ0.5H2O

然后亚硫酸钙再被氧化成硫酸钙。

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表2.1

石灰石和石灰法湿法烟气脱硫的反应机理

脱硫剂

石灰石

石灰

SO2（气）+H2O→SO2（液）+H2O

SO2（液）+H2O→H2SO3

H2SO3→H++HSO3

→2H++SO32

→2H++SO3

CaO+H2O→Ca（OH）2Ca（OH）2→Ca2++2OH

溶解反应

H++CaCO3→Ca2++HCO3

解离反应

Ca2++SO2

+0.5HO→CaSOꞏ0.5HO

3 2

+0.5H→CaSOꞏ0.5HO

Ca2++HSO3+2H2O→CaSO3ꞏ2H2O+H

H++HCO3→H2CO3

H2CO3→CO2+H2O

吸收反应

Ca2++HSO

+2HO→CaSOꞏ2HO+H+

中和反应

H++OH

→H2O

CaCO3+SO2+0.5H2O→CaSO3ꞏ0.5H2O+CO2↑

CaO+SO2+0.5H2O→CaSO3ꞏ0.5H2O

总反应

（2）特点

优点：

脱硫效率高，吸收剂利用率高；

适用于大容量机组；

技术成熟，运行可靠性

好；

吸收剂资源丰富，价格便宜；

脱硫副产物便于综合利用。

缺点：

脱硫设备设备腐蚀，易结垢；

除尘器和脱硫设备投资费用高，占地面积大；

脱硫设备耗水量相对较大，有少量污水排除。

2.2.2运行参数的选择和设计

（1）喷淋塔内烟气流速：

合适的流速范围为3~4.5m/s，取4m/s；

（2）烟囱出口处的风速，朔州年平均风速为2.5~4.5m/s，取4m/s；

（3）液气比（L/G）：

一般为15~25L/min，取20L/min；

（4）吸收反应时间t，一般石灰系统的烟气脱硫时间为3~5s，取4s；

（5）浆液停留时间，一般为4~8min，取5min。

（6）烟囱椎角i通常取i=0.02~0.03，取i=0.02；

（7）摩擦阻力系数λ，可查手册得到实际中对金属管道λ值取0.02；

（8）管道的局部阻力系数取ξ，取ξ=0.25。

2.2.3脱硫效率的影响因素

（1）浆液PH：

PH较高时，CaSO3的溶解度有明显下降，CaSO4溶解度变化不大。

PH降低时会造成CaSO3沉积在石灰石粒子表面，即所谓的包固现象。

（2）石灰石粒度：

CaCO3粒度的一般要求是90%通过325目，纯度要求大于90%。

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（3）液气比：

试验表明，液气比在5.3L/m3以上时，SO2去除率平均为87%；

液气比小

于5.3L/m3时，SO2

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