21T燃煤锅炉烟气的除尘工艺设计.doc

大气污染控制工程课程设计 设计题目 21T燃煤锅炉烟气的除尘工艺设计 姓名 学号 年级 系部 专业 指导教师 完成时间 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 目 录 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 3 3.1 3.2 4 设计任务及基本资料...................................................................................................... - 1 - 课程设计题目 .............................................................................................................. - 1 - 课程设计参数和依据 .................................................................................................. - 1 - 物料衡算 ...................................................................................................................... - 2 - 工艺方案的比较和选择 .............................................................................................. - 3 - 工艺计算.......................................................................................................................... - 5 - 一级除尘装置旋风除尘器 .................................................................................. - 5 - 二级除尘装置板式电除尘器 .............................................................................. - 7 - 附图 ............................................................................................................................... - 11 - 旋风除尘器 ................................................................................................................ - 11 - 板式电除尘器 ............................................................................................................ - 11 - 结论 ............................................................................................................................... - 11 - - 1 - 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 1 设计任务及基本资料 1.1 课程设计题目 21t/h燃煤锅炉烟气的除尘工艺设计 1.2 课程设计参数和依据 1.2.1 课程设计目的 大气污染控制工程课程设计是配合大气污染控制工程专业课程而单独设立的设计性实践课程。教学目的和任务是使学生在学习专业技术基础和主要专业课程的基础上，学习和掌握环境工程领域内主要设备设计的基本知识和方法，培养学生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，培养学生调查研究，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。 1.2.2 设计要求 设计思想与方法正确；态度端正科学；能正确运用所学的理论知识；能解决实际问题，具备专业基本工程素质；具备正确获取信息和综合处理信息的能力；文字和语言表达正确、流畅；刻苦钻研、不断创新；按时按量独立完成；图文工整、规范，设计计算准确合理。整体设计方案要重点突出其先进性、科学性、合理性和实用性。 1.2.3 课程设计参数和依据 1.锅炉蒸发量2t/h30t/h 2.煤的工业分析如下表（质量比，含N量不计） 低位发热 C H S O 灰分 水分 2.锅炉型号FG-35/3.82-M型 3.锅炉热效率75 4.空气过剩系数1.2 5.水的蒸发热2570.8KJ/Kg 6.烟尘的排放因子30 7.烟气温度473K 8.烟气密度1.18kg/m3 - 1 - 20939 65.7 3.2 1.72 2.3 9.0 18.1 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 9.烟气粘度2.4X10-5 pas 10.尘粒密度2250kg/m3 11.烟气其他性质按空气计算 12.烟气中烟尘颗粒粒径分布 平均粒径/μm 粒径分布/％ 13.按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行 标准状态下烟尘浓度排放标准≤200mg/m3； 3 20 15 20 16 10 6 3 7 0.5 3 7.5 15 25 35 45 55 60 1.3 物料衡算 1.3.1 除尘系统的论证选择 （1）锅炉烟气含尘、含硫量计算 利用低位发热量、锅炉热效率、水的蒸发热求需煤量 蒸发量为21t/h的锅炉所需热量为 2570.8⨯21⨯105.40⨯10KJ/h 3 7 需煤量 5.40⨯10 7 20939⨯75 3.44⨯10KJ/H3.44T/H 3 设1kg燃煤时 燃料成分名称 C H S O 水 灰分 65.7 3.2 1.7 2.3 9.0 18.1 54.75 16 0.53 可燃成分含量﹪ 可燃成分的量﹪ 理论需氧量/mol 54.75 8 0.53 -0.75 废气中组分/mol 54.75 CO2 16 H2O 0.53 SO2 5 H2O 合计 - 2 - 62.56 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 1.3.2 标准状态下理论空气量 理论需氧量为62.53mol/kg 62.53⨯3.781298.89mol/kg 298.89⨯22.4 10006.7m/kg 3 1.3.3 标准状态下理论烟气量 62.53⨯0.79/0.2154.750.535311.51mol/kg 311.51⨯22.4/10006.98m/kg 3 1.3.4 标准状态下实际烟气量 36.986.70⨯1.2-18.32m/kg T473K时，实测烟气体积 VN⨯TS/TN8.32⨯473/27314.4m/kg 3 烟气量14.4⨯3.44⨯10349536m3/h 1.3.5 标准状态下烟气含尘浓度 标准状态烟气浓度 C标18.1⨯30/8.326526mg/m 3 实际烟气浓度 C18.1⨯30/14.43771mg/m 3 1.4 工艺方案的比较和选择 1.4.1 除尘效率 标况下的除尘效率为 ηCS C标1-200652697 1.4.2 除尘设备的论证 预除尘设备的论证选择 烟气的预除尘设备一般选用重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、多管旋风除尘器和喷淋洗涤塔等。它们基本性能如表下表21示。 - 3 - 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 表21 除尘设备的基本性能 除尘器名称 阻力（Pa） 除尘效率﹪ 初投资 重力沉降室 50150 4060 少 惯性除尘器 100500 5070 少 旋风除尘器 4001300 7092 少 多管旋风除尘器 8001500 8095 中 喷淋洗涤塔 100300 7595 中 表22 各种除尘器设备费、耗钢量及能耗量指标 除尘器名所占空间体积存储设备耗钢量称 ［m3/1000m3/h］ 费（比值） ［kg/m3/h］ 重力沉降2040 1.0 室 惯性除尘0.71.2 3.06.0 0.150.3 器 旋风除尘约1.75 1.04.0 0.050.1 器 多管旋风3.9 2.55.0 0.070.15 除尘器 表23 除尘除尘最佳投阻力Pa 温器名称 作用力 粒径/μm 资比较 度℃ 重力重力 100 低 2001000 50 低 4001200 400 除尘器 力 旋风离心520 中 4002000 400 除尘器 力 以下为各种除尘器的优缺点 1.重力沉降室 - 4 - 运行费用 少 少 中 中 中 能耗量（Kj/m3） 0.81.6 1.64.0 备注 占地面积大， 除尘效 率低 除尘效率较 低 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 利用粉尘与气体的比重不同的原理，使扬尘靠本身的重力重力 从气体中自然沉降下来的净化设备，通常称为沉降室或降生室。它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能用于粗净化。重力降尘室的工作原理如下图所示含尘气体从一侧以水平方向的均匀速度V进入沉降室，尘粒以沉降速度V沉下降，运行t时间后，使尘粒沉降于室底。净化后的气体，从另一侧出口排出 2.惯性除尘器 惯性除尘器也叫惰性除尘器。它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一般都是在含尘气流的前方设置某种形式的障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉尘由于惯性力比气体大得多，尘粒便脱离气流而被分离出来，得到净化的气体在急剧改变方向后排出。 惯性除尘器以百叶式的最常用。（它适用于净化含有非粘性、非纤维性粉尘的空气，通常与其它种除尘器联合使用组成机组 3.旋风除尘器 工作原理旋风除尘器的工作原理如下图所示，含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。 应用范围及特点旋风除尘器适用于净化大于510微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。 4.电除尘器 电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行的电离过程使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离的一种含尘设备，其优点为压力损失小一般为200500pa，烟气量大，能耗低，对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99，可在高温和强腐蚀气体下操作。 综上所诉通过比较，旋风除尘器管理、制作方便，体积小、价格便宜，因此，选用旋风除尘器作为二级除尘系统中的预除尘。 1.4.3 工艺方案（包括选用什么除尘器，多高的烟囱） 采用二级处理，首先利用旋风除尘为一级除尘 2 工艺计算 2.1 一级除尘装置旋风除尘器 2.1.1 设备计算 3烟气处理量Q 49536m/h - 5 - 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 初步选用XLP/B型旋风除尘器，处理烟气量大，选用6个并联 每个的烟气处理量qv4953668256m/h 根据所选除尘器类型可知ζ5.8，取进口气速为20m/s 则∆p 12 3 ζρu1 2 12 ⨯5.8⨯1.18⨯201369Pa95故符合要求。 - 10 - 武昌工学院 大气污染控制工程课程设计 3 附图 3.1 旋风除尘器 3.2 板式电除尘器 4 结论 - 11 -