锅炉烟气除尘脱硫系统
设 计 说 明 书
目录
1 前 言............................................................ 2 2 设计任务书........................................................ 2 2.1 设计题目................................................... 2 2.2 设计原始资料............................................... 2 2.3 设计内容和要求............................................. 2 3 设计计算.......................................................... 3
3.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 ............................ 3
3.1.1 标准状态下理论空气量................................... 3 3.1.2 标准状态下理论烟气量................................... 3 3.1.3 标准状态下实际烟气量................................... 3 3.1.4 标准状态下烟气含尘浓度................................. 3 3.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算..................... 4 3.2 除尘器设备的设计与计算 ...................................... 4
3.2.1袋式除尘器的概念 ....................................... 4 3.2.2袋式除尘器的工作原理 ................................... 4 3.2.3袋式除尘器的滤料 ....................................... 5 3.2.4袋式除尘器的清灰方式 ................................... 5 3.2.5袋式除尘器的选择和计算 ................................. 6 3.3脱硫设备的设计与计算......................................... 7
3.3.1石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的原理 .................... 7 3.3.2石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的工艺流程 ................ 8 3.3.3吸收塔内流量计算 ....................................... 9 3.3.4吸收塔径计算 ........................................... 9 3.3.5吸收塔高度计算 ......................................... 9 3.4 烟囱的设计计算 ............................. 错误！未定义书签。
3.4.1烟气释放热计算 .................................... - 11 - 3.4.2烟囱直径的计算 .................................... - 11 - 3.4.3烟气抬升高度计算 .................................. - 12 - 3.4.4烟囱的几何高度计算 ................................ - 12 - 3.4.5烟囱阻力计算 ...................................... - 13 - 3.4.6烟囱抽力计算 .......................... 错误！未定义书签。 3.5 系统阻力的计算 ............................. 错误！未定义书签。
3.5.1 摩擦阻力损失计算...................... 错误！未定义书签。 3.5.2 局部阻力损失计算..................... 错误！未定义书签。 3.5.3系统总阻力计算 ........................ 错误！未定义书签。 3.6 风机和电动机的计算 ......................... 错误！未定义书签。
3.6.1 风机风量的计算........................ 错误！未定义书签。 3.6.2 风机风压的计算........................ 错误！未定义书签。 3.6.3 电动机功率的计算...................... 错误！未定义书签。
4 总 结........................................... 错误！未定义书签。 5 参考文献......................................... 错误！未定义书签。 6 附 图........................................... 错误！未定义书签。
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1 前 言
随着经济和社会的发展，燃煤锅炉排放的二氧化硫严重地污染了我们赖以生存的环境。由于中国燃料结构以煤为主的特点，致使中国目前大气污染仍以煤烟型污染为主，其中尘和酸雨危害最大，且污染程度还在加剧。因此，控制燃煤烟尘和SO2对改善大气污染状况至关重要。
高温气体净化主要包括脱硫和除尘两部分，此外还须脱除HCI、HF和碱金属蒸汽等有害杂质。本设计除尘采用袋式除尘器，其除尘效率一般可达99%以上。虽然它是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。目前,世界上烟气脱硫工艺有上百种,但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3种。湿法脱硫工艺应用广泛，占世界总量的85.0%，本设计采用石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术，其工艺成熟，吸收剂廉价易得，因而得到广泛应用。
2 设计任务
2.1设计题目
锅炉烟气除尘脱硫系统设计
2.2设计原始数据
1.锅炉设备主要参数
表1锅炉设备主要参数 主蒸汽压力燃煤量额定蒸发量(t/h) 主蒸汽温度℃ 排烟温度℃ MPa (t/h) 220 9.81 540 36.4 140-150 32.烟气密度(标准状态下)：1.34kg/m 空气过剩系数：α＝1.35
排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16％ 烟气在锅炉出口前阻力：800Pa 当地大气压力：97.86kPa 冬季室外空气温度：－2℃
空气含水(标准状态下)按0.01293kg／m3 烟气其他性质按空气计算 3.煤的工业分析值：
C＝68％ H＝4％ S＝1％ O＝2％ N＝1％ W＝6％ A＝15％ V＝13％
4.按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg／m3 二氧化硫排放标准(标准状态下)：900mg／m3 净化系统布置场地在锅炉房北侧15m以内
5.连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m，90°弯头10个。
2.3设计内容及要求
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（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）管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择；
（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类容。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，装订成册； （8）系统图一张，系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。系统平面布置图一张。
3 设计计算
3.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算
以1kg煤计算，如下： 组分 质量/g 摩尔数/mol 需O2量/mol 产烟气量/mol C 680 56.67 56.67 56.67(CO2) H 40 40 10 20(H2O) O 20 1.25 -0.625 0 S 10 0.3125 0.3125 0.3125(SO2) N 10 0.7143 0 0.3571(N2) W 60 3.33 0 3.33(H2O) 3.1.1 标准状态下理论空气量
Va0=(3.78+1)×(56.67+10-0.625+0.3125)×22.4×10-3=7.11(m3/kg) 3.1.2 标准状态下理论烟气量
0Vfg={(56.67+20+0.3125+0.3571+3.33)+(56.67+10-0.625+0.3125)×3.78}×22.4×10-3 =7.42(m3/kg)
3.1.3 标准状态下实际烟气量
0(1.35-1)=9.91(m3/kg) Vfg=Vfg+Va0(α-1)=7.42+7.11×式中α---空气过量系数；
则每小时产生的烟气量：
Q=Vfg×燃煤量=9.91×36.4×1000=3.61×105(m3/h) 3.1.4 标准状态下烟气含尘浓度
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C=15%dsh×A16%×==2.42×103(mg/m3)
9.91Vfg式中dsh---排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例； A---煤中不可燃成分的含量；
3.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算
Cso2=mso2Vfg=0.3125×64×1000=2018.16(mg/m3)
9.91式中S---煤中可燃硫的质量分数
3.2除尘设备的设计与计算
3.2.1袋式除尘器的概念
过滤式除尘器，又称为空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。袋式除尘器是采用纤维织物做滤料的过滤式除尘器，在工业尾气的除尘方面应用较广[1]。
袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。虽然它是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。同时，在结构形式、滤料、清灰方式和运行方式等方面也都得到了不断的发展。滤袋形状传统上为圆形，后来又出现了扁形，扁袋在相同过滤面积下体积更小，具有较好的应用价值[1]。
3.2.2袋式除尘器的工作原理
含尘气流从下部孔板进入圆筒形滤袋内，在通过了滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中，常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，孔径一般为20-50μm，表面起绒的滤料为5-10μm，因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。另外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘器阻力达到一定的数值之后，要及时清灰。清灰不能过分，即不应破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率显著降低。对于粒径0.1-0.5μm的粒子清灰后滤料的除尘效率在90%以下；对于1μm以上的粒子，效率在98%以上。当形成颗粒层后，对所有的粒子的效率都在95%以上，对于1μm以上的粒子效率都高于99.6%。
另一个影响袋式除尘器效率的因素是过滤速度。它定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称为气布比。其大小直接影响到袋式除尘器的一次性投资、运行费用、除尘效率等。过滤速度太高会造成压力损失过大，降低除尘效率，使滤袋堵塞以至快速损坏。但是，提高过滤速度可以减少过滤面积，以较小的设备
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