气大污染控制工程课程设计.doc
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1、青 岛 农 业 大 学学 生 课 程 设 计 设 计 名 称: 大气污染控制工程课程设计 学生专业班级: 环境工程1401 学生姓名(学号): 指 导 教 师: 2016 年 11月 2日目录摘要1Abstract1关键字11 绪论11.1设计依据11.2设计目的11.3参数21.4指标21.5原则32 工艺概述32.1技术现状32.2工艺选择32.3本工艺优缺点83 工艺计算93.1烟气量93.2污染物浓度103.3设备113.4管道设计163.5压降计算173.6风机等设备选型194 工程概算和效益评估204.1主要工程投资估算204.2经济214.3环境214.4社会效益215结论21参
2、考文献22 摘要 本文主要介绍了对锅炉中燃煤烟气运用袋式除尘法和湿式脱硫法脱尘除硫的工艺和设备,并比较了各种除尘设备的优缺点,选择了最经济,最高效的方案。 Abstract This thesis mainly instroduces the dust removal desulfurization process in the boiler flue gas of the coal by 1绪论1.1 设计依据大气污染物综合排放标准(摘自GB16297-1996)锅炉大气污染物排放标准(摘自GB13271-2001)环境空气质量标准(GB3095-2012)中华人民共和国大气污染防治法(20
3、00/9/1)燃煤二氧化硫排放污染物防治法(2000/9/1)1.2设计目的通过对大气污染控制工程课程的学习掌握一定大气污染控制技术原理。并结合对烟气除尘脱硫实际问题的处理使我们在学习专业技术基础和主要专业课程的基础上了解和掌握环境工程领域内主要设备设计的基本知识和方法体验设备的具体设计过程。培养我们综合运用所学的环境工程领域的基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力和在处理问题过程中的团队协作能力同时培养调查研究查阅技术文献、资料、手册进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力提高我们分析解决实际问题的能力。1.3参数1.3.1设计题目SHS35-39双锅炉横置式
4、燃煤炉烟气除尘脱硫系统设计1.3.2设计原始资料锅炉型号:SHS35-39 即:双锅筒横置式室燃炉设计耗煤量:4t/h设计煤成分:CY=66%;HY=2.4%;OY=2.7%;NY=1.1%;SY=0.77%;AY=16.3%;WY=10.6%;VY18,属于低硫烟煤。排烟温度:160。空气过剩系数1.38 飞灰率27.5烟气在锅炉出口前阻力为850Pa。连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度210m,90弯头41个。1.4指标 污染物排放按锅炉大气污染物排放标准中二类区新建排污项目执行。 (注:锅炉大气污染排放标准(GB132712001)中二类区执行标准烟气浓度排放标准(标准状况
5、下):200mg/m3二氧化硫排放标准(标准状况下):900mg/m3) 若烟囱高度达不到GB132712001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,即: 烟尘浓度排放标准(标准状态下):100 mg/m3 二氧化硫排放标准(标准状态下):450 mg/m31.5设计原则(1)根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量,烟尘和二氧化硫浓度。(2)净化系统设计方案的分析,包括净化设备的工作原理及特点;运行参数的选择与设计;净化效率的影响因素等。(3)除尘设备结构设计计算(4)脱硫设备结构设计计算(5)烟囱设计计算(6
6、)管道系统设计,阻力计算,风机电机的选择(7)根据计算结果绘制设计图,系统图要标出设备、管件编号、并附明细表;除尘系统、脱硫设备平面、剖面布置图若干张,以解释清楚为宜,最少3张A4图,并包括系统流程图一张。2工艺概述 2.1技术现状袋式除尘器的基本特点是除尘效率高、处理风量大、操作维修方便,为达到相同的除尘效率,其投资成本和运行费用均比静电除尘器低。在国外, 许多燃烧低硫煤的火电厂使用袋式除尘器。在美国,几乎所有的循环流化床锅炉均采用袋式除尘器。 在先进的袋式除尘器和普通老式的设计相比,无论是滤袋材料、除尘器的结构,还是清灰技术等方面都做了很大的改进,大大提高了其可用率。根据美国的经验,一台脉
7、冲式袋式除尘器的使用寿命在40年以上,易损件滤袋的使用寿命也超过了4年,因此它是一种高效可靠的燃煤锅炉除尘设备。 我国燃煤引起的大气污染, 包括粉尘污染是十分严重的,我国现行的锅炉烟尘排放标准与国际标准相比还是相对较低,随着我国经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高,今后我国环境保护标准也必将日趋严格。因此,袋式除尘器以及其极高的除尘效率和比静电除尘器更低的投资成本及运行费用,必将会在我国逐渐得到推广,最终在相当程度上取代静电除尘器。2.2 工艺选择2.2.1 除尘器的选择1.除尘器的性能指标除尘器性能指标包括技术性能指标和经济性能指标,其中,前者包括含尘气体处理量、除尘效率、阻力损失,后者包
8、括总费用(含投资费用和运转费用)、占地面积、使用寿命。2. 除尘器的选择在选择除尘器过程中,应全面考虑一下因素:(1)除尘器的除尘效率;(2)选用的除尘器是否满足排放标准规定的排放浓度(3)注意粉尘的物理特性(例如黏性、比电阻、润湿性等)对除尘器性能有较大的影响另外,不同粒径粉尘的除尘器除尘效率有很大的不同;(4)气体的含尘浓度较高时,在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的出净化设备去除粗大粉尘,以使设备更好地发挥作用;(5)气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素;(6)所捕集粉尘的处理问题;(7)设备位置,可利用的空间、环境条件等因素;(8)设备的一次性投资(设备、安装和施工等
9、)以及操作和维修费用等经济因素。 表1各类除尘器的优缺点除尘器类型优点缺点机械除尘器机械简单投资少,维修容易体积大,效率低电除尘器压力损失小,处理烟气量大,能耗低一次性投资高,安装精度要求高袋除尘器效率高,性能稳定可靠,操作性强滤袋检修与更换的工作量大,对粉尘比电阻有一定的要求湿式除尘器结构简单,占地面积小,操作维修方便管道易腐蚀,污水处理困难根据工况下烟气量,烟气温度及达到的除尘率要求选择的除尘器为袋式除尘器。除尘种类除尘效率净化程度特点简易袋式30%中净化简单,除尘率低机械振动袋式90%中净化要求滤料薄而光滑,质地柔软,再过滤面震动力大脉冲喷吹袋式99%细净化清灰方式作用强度很大,而且其强
10、度和频率都可以调节,清灰效果好。气环式袋式99%细净化适用高湿度、高浓度的含尘气体,造价较低,气环箱上下移动时近贴滤袋,使滤袋磨损加快,故效率较高。综合考虑除尘效率,处理风量以及总过滤面积,查阅相关资料,最终选择脉冲喷吹袋式除尘器。 各种滤料的性能滤料名称直径/耐温/K吸水率/%耐酸性耐碱性强度长期最高棉织物10-20348-3583688很差稍好1蚕丝18353-36337316-22羊毛5-15353-36337310-15稍好很差0.4尼龙348-3583684.0-4.5稍好好2.5奥纶398-4084236好差1.6涤纶4134336.5好差1.6玻璃纤维5-85234.0好差1芳香
11、族聚酰胺4935334.5-5.0差好2.5聚四氟乙烯493-5230很好很好2.5 根据各种滤料的性能相比较和选择,最终决定选择聚四氟乙烯作为袋式除尘器的滤料。粉尘种类纤维种类清灰方式过滤速度粉尘比阻力系数/飞灰(煤)玻璃、聚四氟乙烯逆气流、脉冲喷吹、机械振动0.58-1.81.17-2.51飞灰(油)玻璃逆气流1.98-2.350.79水泥玻璃、丙烯酸系聚酯机械振动0.46-0.642.00-11.09铜玻璃、丙烯酸系机械振动、逆气流0.18-0.822.51-10.86电炉玻璃、丙烯酸系逆气流、机械振动0.46-1.228.5-119硫酸钙聚酯2.280.067白云石聚酯逆气流1.001
12、12石膏棉、丙烯酸机械振动0.761.05-3.16氧化铁聚酯逆气流机械振动0.309.50石灰窟玻璃逆气流0.701.50 根据我组对各种清灰方式的使用情况比较,决定选用逆气流脉冲除尘清灰。 脉冲袋式除尘器是一种周期性的向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋上积尘的袋式除尘器,它具有处理风量大,除尘效率高的优点,而且清灰机构设有运动部件,滤袋不受机械力作用,损伤较小,滤袋使用周期长的特点。 用除尘器手册中选取ppc系列逆喷脉冲袋式除尘。 2.2.2除尘过程:含尘气体经进气口进入除尘器,较大颗粒的粉尘直接落入灰斗,含有微粒粉尘的气体通过滤袋,粉尘被滞留在滤袋外表面,而气体则经净化后由引风机
13、排入大气。清灰过程:随着过滤工作的不断进行,附着在滤袋外表面的粉尘不断增多,除尘器运行阻力增大,某一过滤单元的转换阀关闭,过滤单元停止工作,反吹压缩空气逆向进入过滤单元,吹掉滤袋外表面的粉尘,然后转换阀板打开,该过滤单元重新工作,清灰转向下一过滤单元。整个清灰过程是各个过滤单元轮流交替进行的。2.2.3除尘特点:1、除尘效率可达99.9以上,粉尘排放可控制在30mg/Nm3以下。2、可处理100g/Nm3以下的高浓度粉尘。3、先进的密封措施,漏风系数小于2。4、先进的结构设计,单位体积过滤面积大,设备体积小。5、清灰方式独特有效,延长滤袋的使用寿命。6、关键部位质量可靠,使用寿命长。7、性能稳
14、定,自动化程度高,日常维护管理简单。适用范围:广泛应用于水泥厂的破碎、包装、库顶、熟料冷却机和各种磨机等收尘系统,还应用于冶金、化工、机械和民用锅炉等废气的收尘。结构特点:(1)壳体部分:包括清洁室(或称气体净化箱)、过滤室、分室隔板、检修门及壳体结构。清洁室内设有提升阀与花板,喷吹短管:过滤室内设有滤袋及其骨架。(2)灰斗及卸灰机构:卸灰斗可按不同系列、不同进口粉尘浓度,分别设置螺旋输送机、空气输送斜槽和刚性叶轮卸料器(卸灰阀)。(3)进出风箱体:包括进出风管路及中隔板。单排(或单列)结构布置在壳体一侧,双排(或称双列)结构布置在壳体中间:32系列较小无箱体,进出风管路分别接于灰斗与清洁室上
15、。(4)脉冲清灰装置:包括脉冲阀、气包、提升阀用气缸及其电磁阀等。(5)压缩空气管路及减压装置、油水分离器、油雾器等。(6)支柱及立式笼梯、栏杆。 气箱脉冲袋式除尘器的滤袋直径为130mm,长度多为2448mm,部分型号为3060mm。 过滤面积为624340m2,处理气体流量为6000390000m3/h,过滤风速为1.01.5m/min,压力损失为12001470Pa。2.3脱硫设备的选择2.3.1吸收SO2的吸收塔的选择表2-5吸收塔优缺点的比较名称操作参数优点缺点填料塔空塔气速2.05.0m/s液气比0.51.0L/m3压力损失2001000Pa结构简单,设备小,制造容易,占空间小;液
16、气比小,能耗低;气液接触好,传质较易,可同时除尘、降温、吸收不能无水运行自激湍球塔液气比110L/m3喷淋密度6m3/(m2.h)压力损失500Pa/m空塔气速0.51.2m/s结构简单,制造容易;填料可用耐酸陶瓷,较易解决防腐蚀问题;流体阻力较小,能量消耗低;操作弹性较大,运行可靠。不能无水运行筛板塔空塔气速1.03.0m/s小孔气速1622m/s液层厚度4060mm单板阻力300600Pa喷淋密度1215 m3/(m2.h)结构较简单,空塔速度高,处理气量大;能够处理含尘气体,可以同时除尘、降温、吸收;大直径塔检修时方便安装要求严格,塔板要求水平;操作弹性较小,易形成偏流和漏液,使吸收效率
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