目录
一、课程设计目的 ........................................................................................................................... 2 二、方案比较与选择 ....................................................................................................................... 2
2.1 方案比较 ............................................................................................................................ 2 2.2 设计任务书 ........................................................................................................................ 3 三、工艺计算设计 ........................................................................................................................... 3
3.1烟气计算 ............................................................................................................................. 3 3.2文丘里除尘器的设计计算 ................................................................................................. 4 3.3烟气冷却需冷却水计算 ..................................................................................................... 5 3.4脱硫旋流板的设计 ............................................................................................................. 6 3.5除雾板的设计 ................................................................................................................... 10 3.6旋流板的制作与组装 ....................................................................................................... 11 3.7 碱液系统计算和水泵选择 .............................................................................................. 11 3.8 冷却水泵的选择 .............................................................................................................. 12 3.9 风机的选择 ...................................................................................................................... 13 四、设计总结..................................................................................................................................13
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35/h燃煤锅炉烟气除尘脱硫装置设计
一、课程设计目的
我国的环境污染非常严重，二氧化硫排放是大气污染的主要污染源之一。由于电力企业是二氧化硫的排放大户，因此，控制二氧化硫的排放，成为电力环境治理的主要问题。通过对燃煤烟气中二氧化硫污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法，培养学生利用已学理论知识、综合分析问题和解决实际问题的能力、绘图能力以及使用设计手册和相关资料的能力。
二、方案比较与选择
2.1 方案比较
一般热电厂脱硫和除尘过程分别进行，除尘装备一般采用静电电除尘和布袋除尘。
静电除尘缺点：
(1)设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，通常高压供电设备的输出峰值 电压为70～100KV，故投资高。
(2)制造、安装和管理的技术水平要求较高。
(3)除尘效率受粉尘比电阻影响大，一般对比电阻小于104～105Ω·cm或大于1010～1011Ω·cm的粉尘,若不采取一定措施,除尘效率将受到影响. (4)对初始浓度大于30g/cm3的含尘气体需设置预处理装置.
(5)不具备离线检修功能，一旦设备出现故障，或者带病运行，或者只能停炉检修。
布袋除尘缺点：
（1）对于不同类型气体，应选用相应类型的布袋；且需要经常更换布袋，布袋消耗量较大。
（2）收集湿度高的含尘气体时，应采取保湿措施，以免因结露而造成“糊袋”，因此布袋除尘气对气体的湿度有一定的要求。 （3）阻力较大，一般压力损失为1000～1500Pa。 （4）对于高温气体，必须采用降温措施。
（5）接收粒径大的含尘气体时，布袋较易磨损。
对于小区供暖系统，所需锅炉设备和除尘脱硫装置无需太大，在小区附近占
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地面积尽量小，而静电除尘设备型号大，不适合于小区地段，且对粉尘有一定要求，所以静电除尘不可取。对于布袋除尘，经过一段时间后，需经常更换布袋，工作较繁琐，且对湿度有要求，又需增设除湿装置，所以布袋除尘不可取。 湿式除尘装备而言，除尘效果较好，对尘粒无过多要求。这里采用文丘里除尘器，它是湿式洗涤器中效率最高的一种除尘器，只是动力消耗比较大，无大碍。 又因尽量缩小占地面积，将文丘里洗涤器文氏管后的脱水装置改为旋流板塔，用于脱硫和除雾，实现一个装置多种效果，而且效率较高，并且减小了制作成本。
旋流板是一种喷射塔板，塔板形状如固定的风车叶片。气体通过叶片时产生旋转和离心运动，流体通过中间盲板被分配到各叶片，形成薄液层，与旋转向上的气流形成搅动，喷成细小液滴，碱液与烟气中的二氧化硫接触充分，传质效果好，用于除雾和除尘效果更为显著，这里利用旋流板的喷射装置用于烟气脱硫处理。
2.2 设计任务书
针对某北方城市一新建住宅小区的集中供暖系统的35t/h燃煤锅炉，设计一套湿法除尘脱硫装置，现拟采用文丘里装置作为除尘脱硫装置，在文丘里反应器后外加一立式烟气除雾器。
设计原始数据及相关具体参数如下： 燃用煤种的工业分析及元素分析：C：65.7%；S：3.2%；H：4.80%；O：2.3%。(含N量不计)，Vy=18.5%；Ay=25.5%；Qy=20500kJ/kg，耗煤量7.1t/h。
假设：锅炉炉膛出口到文丘里装置入口的管路阻力为800pa，进入文丘里除尘脱硫的烟气温度为150℃，文丘里出口的烟气温度为80℃；当地大气压力：冬季大气压为97.86kpa，平均气温为-6℃；夏季大气压为95.72kpa，平均气温为31℃；
碱液系统：
脱硫碱液pH值设为10，碱液池距离文丘里除尘脱硫装置为200m，期间有4个90?拐弯，液气比为1.2L/m3N，文丘里喉部喷嘴选用压力式喷嘴，喷嘴出口压力为2.5?105pa，文丘里装置水平放置，其中心线距离地面高度为1m。
三、工艺计算设计
3.1烟气计算
燃用煤种的工业分析及元素分析：C：65.7%；S：3.2%；H：4.80%；O：2.3%。(含N量不计)，Vy=18.5%；Ay=25.5%；Qy=20500kJ/kg，耗煤量7.1t/h。 以1kg煤燃烧为基础则，
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质量/g 煤成分物质的量/mol 理论需氧量/mol C 657 54.75 54.75 S 32 1 1 H 48 24 12 O 23 0.71875 -0.71875
则理论需氧量为 ：54.75+1+12－0.71875=67 mol/kg煤
所需要的理论空气量为：67×（3.78+1）=320.41 mol/kg 煤
22.4?7.18m3即320.41?N/kg煤 1000设空气过剩系数α=1.2，
理论空气量条件下烟气组成（mol）为：
CO2：54.75 H2O：24 SO2：1 N2：67×3.78=253.26
22.4?7.46m3N/kg煤 1000（54.75?24?1?253.26）?则理论烟气量为：
则实际烟气量为：7.46?7.18?0.2?8.9m3N/kg煤 一小时烟气量为：7.1?103?8.9?63161.6m3N/h
这是标况下烟气流量，需转化为150℃下烟气流量
?97.86?95.72?96.79kpa 由于锅炉压力大致与当地大气压相等，则P?2P1?96.79－0.8?95.99kpap1v1p2v2
又由克拉伯龙方程?T1T2则150℃下烟气流量V2?101.325?63161.6?423?103305m3/h
95.99?273 3.2文丘里除尘器的设计计算
从锅炉炉膛出口通过管道输送到文丘里除尘器进行湿式除尘，下面进行文丘管的设计，设文氏管截面是圆形。选择压力式喷嘴。 ①喉管直径
喉管中气体流速一般为50-120m/s，设喉管气体流速Vgt=100m/s，则喉管直径
D0?0.0188Qt103305?0.0188?0.60m?80mm Vgt1004
②喉管长度 L0=D0=0.60m ③渐缩管进口直径
D1?2D0?1.2m ④渐缩管长度 渐缩角?1一般为12.5?
L1?D00.60cot?1?cot12.5??1.35m 22⑤渐扩管出口直径 D2?D1?1.2m ⑥渐扩管长度
渐扩角?2一般为3.5?。
D2?D01.2?0.6cot?2?cot3.5??4.90m 22⑦文氏管阻力计算
0.6023At??（）?0.2826m2 ?g?0.98kg/mN 由以下计算得LG?1.021L/m3
2目前应用的比较多的是海思克斯经验公式，即 L2??P?Vgt?gAt0.133L0.78G1.16?7.26kpa
⑧粉尘沉降效率
根据经验公式得出捕集5?m以下的尘粒效率为：
??（1-4525.3?P?1.3）?100%?95.7%
3.3烟气冷却需冷却水计算
还是以1kg煤为基础，烟气总物质的量为143.83mol。由以上各组分物质的量可以求出各组分的摩尔分数
N（CO2）?38.1% N（SO2）?0.7% N（H2O）?16.7% N（O2）?9.3% N（N2）?35.2%，则烟气平均分子量为：
M?38.1%?44?0.7%?64?16.7%?18?9.3%?32?35.2%?28?30.06 由于进入文丘里除尘器烟气温度为150℃，而文丘里出口烟气温度为80℃，查表
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