某厂燃煤锅炉烟气除尘脱硫设计

一、前言........................................................................................................................................... 2 二、 设计任务书 ....................................................................................................................... 3

1.、课程设计题目 .................................................................................................................... 3 2.、原始资料 ............................................................................................................................ 3 三、设计方案的选择确定 ............................................................................................................... 3

1.、除尘系统选择的相关计算 ............................................................................................... 3 2.、方案确定 ............................................................................................................................ 5 3．、烟囱的设计 ..................................................................................................................... 5 4.、风机和电动机选择及计算 ................................................................................................ 6 3. 、电动机功率的计算 .......................................................................................................... 7 四、除尘系统的设定 ....................................................................................................................... 7

1.、除尘系统：旋风除尘和袋式除尘二级除尘系统 ............................................................ 7 2.、旋风除尘器的工作原理、应用及特点 ............................................................................ 7 3.、 旋风除尘器的结构设计及选用 ...................................................................................... 8 4.、脉冲袋式除尘器的工作原理、应用及特点 ................................................................... 9 5.、袋式除尘器的结构设计及选型 ...................................................................................... 10 6.、过滤面积、滤袋数目的确定 ......................................................................................... 10 7.、 滤袋清灰时间的确定 ................................................................................................... 11 8.、灰斗的计算 ..................................................................................................................... 11 9.、 辅助结构计算 ............................................................................................................... 12 10.、 选型设计一览表 ......................................................................................................... 12 表七 除尘器选型 ............................................................................................................... 12 五、除尘系统效果分析 ................................................................................................................. 12 六、锅炉烟气脱硫工艺的选择 ..................................................................................................... 13

1.、 脱硫吸收器比较选择 ................................................................................................... 13 2.、脱硫除尘工艺设计 ......................................................................................................... 14 3.、 废水处理系统 ............................................................................................................... 15 4.、烟气排放分析 ................................................................................................................. 15 七．、综合评价 ............................................................................................................................. 15

1.、方案的优势 ..................................................................................................................... 15 2．、需要改进的要点 ........................................................................................................... 16 八、参考文献 ................................................................................................................................. 16

1

大气污染控制工程工程训练

———某厂燃料锅炉烟气除尘脱硫设计

一、前言

近年来,随着我国经济的迅速发展,各类污染物的排放也随着迅速增加，SO2

排放量也不例外。SO2随着科技的发展也在连年增长, 它的排放已导致许多地区出现了严重的酸雨现象,由此引起我国酸雨区不断扩大,造成全国每年经济损失1000亿元以上,接近当年国民生产总值的2%。烟气脱硫是当前环境保护的一项重要工作。在大气污染防治技术的研究开发方面，近年来我国取得众多成果，与此同时，大气污染的治理也取得了很大进展。

本次课程设计的题目是燃煤量为20t/h “某厂燃煤锅炉烟气除尘脱硫设计”。主要涉及内容括根据除尘技术的基本理论选用除尘设备、设计除尘系统，通过对烟气量、粉尘和SO2溶度的计算以及除尘系统和脱硫系统和烟道的设计的计算来完成某厂燃料锅炉烟气除尘脱硫所需的效率。

通过本次课程设计应掌握备旋风除尘器和袋式除尘器的工作原理，其袋式除尘器的工作原理为 含尘空气进气口进入除尘箱，因气体突然扩张，流速骤然降低，颗料较粗的粉尘，靠其自重力向下沉降，落入灰斗。细小粉尘通过各种效应被吸附在滤袋外壁，经滤袋过滤后的净化空气，通过文氏管进入上箱体，从出气口排出，被吸附在滤袋外壁的粉尘，随着时间的增长，越积越厚，除尘器阻力逐渐上升，处理的气体量不断减少，为了使除尘器经常保持有效状态，设备阻力稳定在一定的范围内，就需要清除吸附在滤袋外面的积灰。

设计标准主要参考《大气污染物排放限值》，工艺运行设计达到国家GB13271--91锅炉大气污染物排放标准。

除尘脱硫设计原则(1)脱硫率>80%。除尘效率>97%;(2)技术较为成熟,运行费用低;(3)投资省;(4)能利用现有设施;(5)建造工期短,方便;(6)系统简便,易于操作管理;(7)主体设备的使用寿命>8ａ;(8)烟气脱硫以氧化镁为主要吸收剂,并

2

充分利用锅炉排渣水的脱硫容量,达到以废治废,降低运行成本的目的。

能用于烟气脱硫和除尘的设备很多，但要满足运转稳定可靠、不影响生产同时去除且压力降较小等要求，以袋式除尘器为宜。

二、 设计任务书

1.、课程设计题目

某厂燃煤锅炉烟气除尘脱硫设计 2.、原始资料 （1）燃煤量及成分

设计燃煤量80t/h，低位发热量为20800kJ/kg。煤的成分见表1。

表1 煤的组成

成分 比例% C ar 56.2 H ar 3.1 O ar 7.5 N ar 1.0 S ar 1.2 A ar 22.8 W ar 8.2 V ar 18 （2）环境温度：-1℃ （3）除尘器出口排烟温度：130℃ （4）烟气密度（标准状态）：1.30(kg/m3) （5）空气过剩系数： 1.3 （6）烟尘排放因子：80%

（7）烟气在锅炉出口前阻力：800Pa （8）当地大气压力：97.86kPa

（9）空气含水（标准状态下）：0.01293(kg/m3)

（10）按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行

烟尘浓度排放标准：200(mg/m3) 排放标准：900(mg/m3)

三、设计方案的选择确定

1.、除尘系统选择的相关计算 （1）、锅炉烟气含尘、含硫量计算

二氧化硫以1kg中硫烟煤燃烧为基础，则：

表二 煤工业相关成分的计算

煤工业成分 C H 质量/g 562 31 物质的量/mol(分子） 理论需氧量/mol 46.83 46.83 31 7.75 烟气各组成的含量/mol 46.83 15.5 3

O N S A W 75 10 12 228 82 4.69 0.71 0.375 - 4.55 2.34 - 0.375 - - - 0.357 0.375 - 4.55 V 180 - - 合计 52.615 所以理论需氧量为:n1=46.83+7.75+0.375-2.34=52.615mol 理论空气量：V1=n1×22.4×4.78×/1000=5.63m3/kg 实际所需空气量：V2=1.3×V1=1.3×5.63=7.315m3/kg (2)、烟气量 理论烟气量为：

VCO2?VH2O?VSO2?VN2=46.83+15.5+0.375+3.78×52.615+4.55)22.4/1000=5.97m3/kg 实际烟气量：

V3=V理+（α-1）×V1=5.97+（1.3-1）×5.63=7.659m3/kg 130CO时烟气量：

V=V3×P0×T/PT0=7.659×(273+130)×101.325/273×97.86=11.71m3/kg Q=11.71m3/kg×80t/h×103=9.368×105m3/h

SO3

2浓度：WSO2=0.375×64/11.71=2.0495g/m

烟尘浓度：WA=228×0.8/11.71=15.5764g/m3 （3）、烟气的除尘效率的计算

按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）,可以计算出 烟尘的除尘效率要达到： ≧98.7﹪ （4）、烟气的脱硫效率的计算

按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）,可以计算出

SO2 的脱硫效率要达到： ≧56.1﹪ （5）、除尘器的选择

实际工况下烟气流量 V''T''3y?VyT (m/h)

式中

V'y——标准状态下烟气流量，m3/h；

T'——实际工况下烟气温度，K； T——标准状态下温度，273K。

- ×

4

Vy' ?936800?(273?130)

273?22.4?61736 (m3/h)

=17.1 (m3/s)

2.、方案确定

根据实际工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘及脱硫效率确定脱硫除尘器：先用二级除尘系统除尘（一级预除尘用旋风除尘器、二级用袋式除尘器），再用旋流板塔氧化镁法脱硫。 3．、烟囱的设计

（1）、烟囱高度的确定

首先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（下表）确定烟囱的高度。

表三 锅炉烟囱高度表

锅炉总额定出力/(t/h) 烟囱最低高度/m ＜1 20 1 ~ 2 25 2 ~ 6 30 6 ~ 10 35 10 ~ 20 40 26 ~ 35 45 （2）、烟囱直径的计算 烟囱出口内径可按下式计算

（m）

式中 Vy'''——通过烟囱的总烟气量，m3/h，即为4台锅炉实际工况下烟气量的总和；

υ——按下表选取的烟囱出口烟气流速，m/s。

表四 烟囱出口烟气流速 / (m/s)

运行情况 通风方式 全负荷时 机械通风 自然通风 10 ~ 20 6 ~ 10 最小负荷 4 ~ 5 2.5 ~ 3 烟囱底部直径

d1 = d2 + 2· i · H (m)

式中 d2——烟囱出口直径，m； H——烟囱高度，m；

5