大氣汙染控制工程設計報告
設計題目： 某公司燒結機煙氣脫硫除塵工程設計方案
專業化學與環境工程
目錄1.概述 2
1.1煙氣脫硫除塵工程設計目的 2
1.2課程設計的組成部分 3
2. 煙氣脫硫除塵工程設計的內容 4
2.1主要工藝計算 4
2.2淨化系統設計方案的分析確定 5
2.3除塵器和脫硫淨化塔設計 6
2.4管網布置及計算 10
2.5風機及電機的選擇設計 19
3.總結 24
3.1設計總結 24
3.2參考文獻 24
由於多管除塵器除塵的除塵效率不是很高，特別是對小顆粒粉塵的除塵效率低，經多管旋風除塵後的原煙氣中煙塵含量仍較高, 煙氣中的煙塵除對脫硫系統的穩定執行產生影響外，還使煙塵**利用價值大大降低。但由於燒結機生產形式嚴峻，改造多管除塵器不具備條件，所以在維持現有生產的條件下，對現有多管除塵器及引風機不做改動，在引風機的後部設計低壓脈衝布袋除塵系統和脫硫系統，使煙塵進一步**利用和脫硫系統的穩定執行。
優點：除塵效率高，可達99.5 %以上，可以捕捉微細塵粒，耗電較少，操作簡便，能達到理想的除塵效果。
脫硫液採用內迴圈吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向對流接觸，鹼性的脫硫液充分吸收煙氣中的so2 後進入除霧器除霧，淨化並除霧之後的煙氣可以直接排放。吸收了so2 的脫硫液流入塔釜，由迴圈液幫浦從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，並在重力作用下落回塔釜。
同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出幫浦外排一部分漿液至渣處理系統出渣。另外根據塔釜漿液的ph 值變化，控制灰漿幫浦的轉速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現對脫硫液中脫硫劑濃度和ph 的相對穩定的控制，保證脫硫效率。
通過設計進一步消化和鞏固本能課程所學內容，並使所學的知識系統化，培養運用所學理論知識進行淨化系統設計的初步能力。通過設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，培養確定大氣汙染控制系統的設計方案、進行設計計算、繪製工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。
鍋爐型號：szl4-13型，共4臺（2.8mw×4）
設計耗煤量：600kg/h（臺）
排煙溫度：160℃
煙氣密度（標準狀態下）：1.34kg/m3
空氣過剩係數：α=1.4
排煙中飛灰佔煤中不可燃成分的比例：16%
煙氣在鍋爐出口前阻力：800pa
當地大氣壓力：97.86kpa
冬季室外空氣溫度：-1℃
空氣含水（標準狀態下）按0.01293kg/m3
煙氣其他性質按空氣計算
煤的工業分析值：
cy=68% hy=4% sy=1% oy=5%
ny=1% wy=6% ay=15% vy=13%
按鍋爐大氣汙染物排放標準（gb13271-2001）中一類區時段標準執行。即：煙塵濃度排放標準（標準狀態下）：80mg/m3
二氧化硫排放標準（標準狀態下）：900mg/m3
淨化系統布置場地如圖3-1-1所示的鍋爐房北側15m處，有一塊長18公尺、寬12公尺的空地，擬將淨化系統安置此處。
燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算：
⒈標準狀態下理論空氣量為：
q=4.76(1.867cy+5.
56hy+0.7sy-0.7oy)=4.
76（1.867*0.68+5.
56*0.04+0.7*0.
01-0.7*0.05)=6.97(m3/kg)
⒉標準狀態下理論煙氣量（設空氣含溼量12.93g/m3）：
q=1.867（cy+0.375sy）+11.2hy+1.24wy+0.016q+0.79q+0.8ny
=1.867(0.68+0.
375*0.01)+11.2*0.
04+1.24*0.06+0.
016*6.97+0.79*6.
97+0.8*0.01=7.
43 （m3/kg）
⒊ 標準狀態下實際煙氣量：
qs=q+1.016(a-1)q=7.43+1.016*0.4*7.43=10.45（m3/kg）
所以標準狀態下煙氣流量：q=qs×設計耗煤量=10.45*600=6270（m3/h）
⒋ 標準狀態下煙氣含塵濃度：
c=0.16*0.15/10.45=0.0023（kg/ m3）
⒌ 標準狀態下煙氣中二氧化硫濃度的計算:
cso2=2*0.01/10.45*1000000=1913.88(mg/m3)
2.2淨化系統設計方案的分析確定:
一、設計依據:
1.嚴格按照鍋爐大氣汙染物排放標準（gb13271-2001）中二類區標準、煙塵濃度排放標準、二氧化碳排放標準進行設計計算。
2. 本初步設計適用於燒結機煙氣脫硫除塵工程。除塵採用低壓脈衝布袋除塵器，確保粉塵達標排放；脫硫工藝採用噴淋吸收塔作為吸收裝置；
二、設計流程及目標:
1.本期工程設計煙氣流程為：燒結機→引風機→低壓脈衝布袋除塵器→脫硫裝置→塔頂煙囪直排;原有煙道與煙囪作為煙氣旁路。
保證出口煙塵排放濃度<80mg/m3，so2 排放濃度<900mg/m3，或除塵效率》96％，脫硫效率》53％。
2.本系統為燒結機執行時產生的煙氣經多管除塵後的進一步除塵。除塵系統包括布袋除塵器和輸灰系統。
煙氣流程為：多管除塵器→排煙總管道→引風機→低壓脈衝布袋除塵器→增壓風機→噴淋吸收塔→達標排放.
輸灰流程為：除塵器灰鬥→卸灰閥→埋刮板輸送機→集灰輸送機→燒結皮帶機經過淨化處理後的氣體排放濃度小於80mg/m3。
3.本脫硫系統主要有吸收系統、煙氣系統、脫硫液迴圈系統、脫硫劑輸送系統、工藝水系統、渣處理系統及電氣控制系統組成。
脫硫液採用內迴圈吸收方式。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向對流接觸，鹼性的脫硫液充分吸收煙氣中的so2 後進入除霧器除霧，淨化並除霧之後的煙氣可以直接排放。吸收了so2 的脫硫液流入塔釜，由迴圈液幫浦從塔釜打到噴淋層上，在噴淋層被噴嘴霧化，並在重力作用下落回塔釜。
同時為了控制脫硫漿液的濃度，用漿液排出幫浦外排一部分漿液至渣處理系統出渣。另外根據塔釜漿液的ph 值變化，控制灰漿幫浦的轉速，控制加入塔釜的石灰漿液量，實現對脫硫液中脫硫劑濃度和ph 的相對穩定的控制，保證脫硫效率。
脫硫劑製備系統包括化灰池、化灰幫浦、灰漿池、灰漿幫浦等裝置。生石灰粉由翻斗車輸送至化灰池，經攪拌後由化灰幫浦送到灰漿池，通過灰漿幫浦根據塔釜ph 值定量輸送至塔釜，控制脫硫系統的ph，保證整個系統的穩定執行。
脫硫渣處理系統，包括渣漿池、濾液池、渣漿幫浦、濾液幫浦、板框壓濾機等。經板框壓濾機脫水後的渣漿固含量》60％，能基本滿足汽車裝運。脫硫渣主要成分是亞硫酸鈣，其化學性質穩定，目前主要的處理方式是外運填埋。
由於吸收塔內水蒸發和脫硫渣帶水，必須對系統進行補水，以維繫系統水平衡。根據系統的需要，工藝水的補充方式為：（1）調節石灰漿液濃度，對灰漿池進行補水；（2）對除霧器進行沖洗的方式補水。
2.3除塵器和脫硫淨化塔設計：
1．除塵器應該達到的除塵效率：
η=1-80/2300=96.5%
2.除塵器的選擇:
工況下煙氣流量：
式中——標準狀態下的煙氣流量，
——工況下煙氣溫度，k
——標準狀態下溫度，373 k
結果為根據工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達到的除塵效率確定除塵器：選擇xd-ⅱ-4型陶瓷多管式旋風除塵器，產品效能規格見表3.1
表3.1除塵器產品效能規格
表3.2 除塵器外型結構尺寸（見圖3.1）
3.脫硫工藝流程圖：
圖3.1 除塵器外型結構尺寸
2.4管網布置及計算:
1.根據鍋爐運**況及鍋爐現場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。
對各裝置及管道的布置應力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，並使安裝、操作和檢修方便。
管道直徑：
式中——工況下管道內煙氣流量，
——煙氣流速 m/s (對於鍋爐煙塵=10-15 m/s)取=14 m/s
結果為d=0.50(m)
圓整並選取風道:
表3.3 風道直徑規格表
內徑 :
d1=500-2×0.75=498.5(mm)
由公式可計算出實際煙氣流速：
v=13.9(m/s)
2.首先確定共用乙個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發量（t/h），然後根據鍋爐大氣汙染物排放標準中的規定（表3.4）確定煙囪的高度。
表3.4 鍋爐煙囪的高度
鍋爐總額定出力：4×5=20（t/h）,故選定煙囪高度為40 m
3.煙囪出口內徑可按下式計算：
式中 q——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；
v——按表3選取的煙囪出口煙氣流速，m/s.
表3.5煙囪出口煙氣流速/ (m/s)
選定v=4m/s
結果為 :
d=1.49（m）
圓整取d=1.5m。
4.煙囪底部直徑：
式中——煙囪出口直徑，m；
——煙囪高度，m；
——煙囪錐度（通常取i=0.02-0.03）。
取i=0.025
結果為:
d1=3.5（m）
5.煙囪的抽力:
式中——煙囪高度，m；
——外界空氣溫度， °c
——煙囪內煙氣平均溫度，°c
——當地大氣壓，pa。
結果為:
sy=183（pa）
6.系統阻力的計算:
6.1摩擦力損失:
（1）對於圓管：
式中——摩擦阻力係數（實際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04）。
——管道直徑,m
——煙氣密度，kg/m3
——管中氣流平均速率, m/s
——管道長度,m
對於直徑500mm圓管：
l=9.5m
結果為:
6.2區域性壓力損失:
式中——異形管件的區域性阻力係數，
——與相對應的斷面平均氣流速率，m/s
——煙氣密度，kg/m3
圖3.7中一為漸縮管。
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