课程设计--DZL2-13型锅炉高硫无烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统的设计Word格式文档下载.doc

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3.1.3滤袋形状及进气方式的选择 9

3.1.4清灰方式的选择 10

3.2袋式除尘器的相关计算 10

3.2.1处理气量的确定 10

3.2.2过滤风速的选取 11

3.2.3过滤面积的计算 11

3.2.4单条滤袋的面积 11

3.2.5滤袋的数量 12

3.3根据计算选择袋式除尘器 12

4填料塔的计算 13

4.1基本参数 13

4.2物料衡算 14

4.3填料塔工艺尺寸的计算 15

4.3.1塔径的计算 15

4.3.2填料层高度的计算 16

4.4填料层压降的计算 17

4.5附属装置的选择 19

4.5.1液体分布器选取 19

4.5.2除雾器的选择 19

4.5.3液体再分布器的选取 20

5管径的确定 20

6系统阻力的计算 20

6.1摩擦压力损失 21

6.2雷诺数的计算 21

6.3摩擦压力损失的计算 22

6.4弯头的阻力损失 22

6.5管道上渐扩管的阻力损失 23

6.6系统总阻力的计算 26

7风机和电动机的选择与计算 26

7.1标准状态下的风机风量的计算 26

7.2风机的选择 26

8烟囱的设计 27

8.1烟囱直径的计算 27

8.2烟囱底部直径 28

8.3烟囱的抽力 28

参考文献 30

1设计方案的选取

1.1确定工艺

由于方案设计要求为DZL2-13型锅炉高硫无烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统的设计，所以除尘方式为袋式除尘器，主要确定湿式脱硫工艺。

经过多方面资料的查询确定我们的选用双碱法脱硫工艺。

1.2工艺流程简图

图1工艺流程图

1锅炉2袋式除尘器3灰斗4烟囱5气气热交换器6除雾器7填料塔8缓冲箱9配药箱10石灰仓11中间仓12熟化室13石灰反应器14浓缩池15过滤池

1.3与其他工艺的比较

湿法烟气脱硫，特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。

由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高，如用石灰做脱硫剂时，当Ca／S=1时，即可达到90%的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫。

但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初投资大，运行费用也较高。

以下是各种湿法脱硫工艺的优缺点分析对比：

石灰石/石膏法的主要优点是：

适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置Ca/S=1时，脱硫效率大于90%）、吸收剂利用率高（可大于90%）、设备运转率高（可达90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。

但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的：

初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物—石膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理

氧化镁法，一些金属氧化物如MgO、MnO2和ZnO等都有吸收SO2的能力，可利用其浆液或水溶液作为脱硫剂洗涤烟气脱硫。

我国氧化镁资源丰富，可考虑此法要求必须对烟气进行预先的除尘和除氯，而且该过程中会有8%的MgO流失，造成二次污染。

氨法脱硫工艺副产品硫酸铵的销路和价格是氨法工艺应用的先决条件，这是由于氨法所采用的吸收剂氨水价格远比石灰石高，其吸收剂费用很高，如果副产品无销路或销售价格低，不能抵消大部分吸收剂费用，则不能应用氨法工艺，此外氨水来源也是选择此工艺的必要条件，由于以上缺点在这里我们不选用该处理方法。

海水脱硫法，工艺简单，无需脱硫剂的制备，系统可靠可用率高，根据国外经验，可用率保持在100% 

脱硫效率高，可达90％以上；

不需要添加脱硫剂，也无废水废料，易于管理；

与其他湿法工艺相比，投资低，运行费用也低，但只能用于海边电厂，且只能适用于燃煤含硫量小于1.5％的中低硫煤。

双减法脱硫工艺：

克服了石灰石-----石膏法容易结垢的缺点，并进一步提高脱硫效率而发展起来的。

要先用碱金属盐类如钠盐的水溶液吸收SO2，然后在另一个石灰反应器中用石灰或石灰石吸收SO2的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用。

而SO2还是以亚硫酸钙和是高的形式沉淀出来。

由于其固体的产生过程不是发生在吸收塔中的，所以避免了石灰石-----石灰法的结垢问题。

双碱法比传统的湿法脱硫有以下优点：

（1）以钠碱作为吸收剂，系统一般不会产生沉淀物；

（2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在脱硫塔以外，避免了塔德堵塞和磨损提高了运行可靠性，降低了操作费用

（3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫率。

缺点是：

NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。

另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。

总之，双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术，具有广泛的市场前景。

经过多方面的比较我们选用双碱法作为最终的脱硫工艺。

2基本参数计算

2.1烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算

2.1.1烟气流量的确定

以1kg煤燃烧为基础

组分

重量（g）

摩尔数（mol）

需氧量（mol）

产物量（mol）

C

650

54.167

H

40

10

20

O

23

1.438

-0.719

--

N

7

0.5

S

34

1.063

H2O

100

5.556

灰分

14

挥发分

86

标准状态下理论需氧量为:

54.167+10-0.719+1.063=64.511mol/kg

标准状态下理论N2量:

因为空气中N2:

O2≈3.76:

1所以标准状态理论N2量为：

64.511×

3.76=242.5614mol/kg

标准状态下理论产物量:

54.167+20+1.063+5.556=80.786mol/kg

标准状态下理论烟气量=理论N2量为+产物量=242.5614+80.786=323.3474mol/kg

标准状态下理论空气量:

4.76=307.0724mol/kg

标准状态下实际空气量=标准状态下理论空气量×

a（空气过剩系数=1.2）

=307.0724×

1.2=368.487mol/kg

标准状态下实际干烟气量=标准状态下理论烟气量+标准状态下过剩空气量

=标准状态下理论烟气量+（标准状态下实际空气量-标准状态下理论空气量）

=323.3474+368.487-307.0724=384.76mol/kg=384.76×

=8.6m3/kg

水分含量=12.966×

8.9375×

22.4÷

18÷

1000=0.14m3/kg

标准状态下实际湿烟气量Qy=标准状态下实际干烟气量+水分含量

=8.6+0.14=8.74m3/kg

2.1.2烟气浓度的计算

mg/h

标准状态下烟气含尘浓度

（㎏/m3）

式中:

Qy——标准状态下实际烟气量,m3/kg；

A——煤中不可燃成分的含量（此处1kg煤中含A150g）

dSh——排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数，%。

C==2.56×

103mg/m3

2.1.3二氧化硫浓度的计算

标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算

（mg/）

QY——标准状态下燃煤产生的实际烟气量,m3/kg；

S——煤中可燃硫的质量分数，%。

CSO2==7.78×

103mg/m3

2.2除尘及脱硫效率的计算

2.2.1二氧化硫及烟尘排放量的确定

首先确定烟囱高度通过烟囱高度确定污染物排放量。

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2）确定烟囱的高度。

表2锅炉烟囱高度表

锅炉总额定出力/（t/h）

<

1

1~2

2~6

6~10

10~20

26~35

烟囱最低高度/m

25

30

35

45

由于本设计中锅炉的的总定额出力为2t，所以烟囱的高度为为30m，本方案设计中选烟囱的高度为30m，

若烟囱高度达不到GB13271—2001表4锅炉房烟囱最低允许高度（4t锅

炉烟囱高度最低35m，6t锅炉烟囱高度最低40m）的要求，其排放标准值按50%执行.

本设计中烟囱高的未达到标准则按排放标准的50%执行，且锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中二类区执行标准为：

烟尘浓度排放标准（标准状况下）：

200㎎/

二氧化硫排放标准（标准状况下）：

900㎎/

则，设计中烟尘浓度排放标准（标准状况下）：

100㎎/二氧化硫排放标准（标准状况下）：

450㎎/

2.2.2效率的计算

烟尘去除效率为：

η=

脱硫效率：

η=×

100%=94.22％

3袋式除尘器的选型与计算

3.1袋式除尘器的选型

3.1.1清灰方法的选择与比较

袋式除尘器清灰方法有手工清灰、机械清灰和脉冲喷吹清灰等几种。

手工清灰方式适用于烟气量比较小的除尘设备的青灰，并且清灰的周期不易确定，并确人为清灰存在一定的安全隐患，所以在这里我们不选用该清灰方式。

振动清灰方，利用机械装置阵打或摇动悬吊滤袋的框架,使滤袋产生振动而清落灰尘,圆袋多在顶部施加振动,使之产生垂直的或水平的振动,或者垂直或水平的两个方向同时振动,施加振动的位置也有在滤袋中间的位置的.由于清灰时粉尘要扬起,所以振动清灰时常采用分室工作制,即将整个除尘器分隔成若干个袋室,顺次地逐室进行清灰,可保持除尘器的连续运转.进行清灰的袋室,利用阀门自动地将风流切断,不让含尘空气进入.以顶部为主的振动清灰,每分钟振动可达数百次,使粉尘脱落入灰斗中。

振动清灰方式的机械构造简单，运转可靠，但清灰作用较弱，适用于纺织布滤袋。

脉冲喷吹清灰方式，即固定滤袋用的多孔板（花板）设在箱体的上部，在每排滤袋的上方有一喷吹管，喷吹管上对着每一滤袋的中心开一压气喷射孔（嘴），喷吹管的另一端与脉冲阀、控制阀等组成的脉冲控制系统及压缩空气储气罐相连接，根据规定的时间或阻力值，按自动控制程序进行脉冲喷吹清灰。

滤袋多采用外滤式，内侧设支撑骨架，粉尘被捕集而沉降在滤袋的外侧的表面。

清灰时的一瞬间，当高速喷射气流通过滤袋顶端时，能诱导几倍于喷射气量的空气，一起吹向滤袋内部，形成空气波，使滤袋由