【正文】 課程設(shè)計(jì) 題目： 20t/h（蒸發(fā)量）燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 目錄 前言 ??????????????????????????? 4 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)原始材料 ??????????????????????? 6 2. 設(shè)計(jì)方案的選擇確定 ???????????????????? 7 除塵系統(tǒng)的論證選擇 ???????????????????? 7 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用 |?????????????? 8 預(yù)除塵設(shè)備的論證選擇??????? ??????????? 8 旋風(fēng)除塵器的工作原理、應(yīng)用及特點(diǎn) ???????????? 8 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用 ??????????????? 8 旋風(fēng)除塵器分割粒徑、分級(jí)效率和總效率的計(jì)算?????? 10 二級(jí)除塵設(shè)備的論證選擇 ????????????????? 10 二級(jí)除塵設(shè)備的工作原理、應(yīng)用及特點(diǎn) ??????????? 15 二級(jí)除塵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?????????????????? 17 除塵系統(tǒng)效果分析??????????????? ????? 17 鍋爐煙氣脫硫工藝的論證選擇??????? ????????? 17 風(fēng)機(jī)和泵的選用及節(jié)能設(shè)備 ????????????????? 24 投資估算和經(jīng)濟(jì)分析 ???????????????????? 24 設(shè)計(jì)結(jié)果綜合評(píng)價(jià)????????????????????? 25 3 附圖 1 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)圖 附圖 2 煙氣凈化系統(tǒng)圖 前 言 近 20 年來 ,隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 ,我國的 SO2排放量連年增長 , SO2的排放已導(dǎo)致許多地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的酸雨現(xiàn)象 ,由此引起我國酸雨區(qū)不斷擴(kuò)大 ,造成全國每年經(jīng)濟(jì)損失 1000 億元以上 ,接近當(dāng)年國民生產(chǎn)總值的 2%。據(jù)統(tǒng)計(jì) ,我國目前約有 30萬臺(tái)中小型燃煤工業(yè)鍋爐 ,耗煤量占全國原煤產(chǎn)量的 1/3。而這些鍋爐中 ,大部分沒有安裝脫硫設(shè)備 ,致使許多地區(qū)酸雨頻頻發(fā)生 ,嚴(yán)重危害了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人體健康。因此 ,煙氣脫硫是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要工作。目前 ,國內(nèi)外成熟的脫除工藝有十幾種 ,但都需要較高的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。在 我國目前的經(jīng)濟(jì)狀況下 ,這對(duì)于絕大多數(shù)企業(yè)來說都是難以承受的。由于工程基建費(fèi)用是很難縮減的 ,而運(yùn)行費(fèi)用可以通過改良工藝和優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)等得到降低。 我國大氣治理概況 我國大氣污染嚴(yán)重，污染廢氣排放總量處于較高水平。為控制和整治大氣污染，“九五”以來，我國在污染排放控制技術(shù)等方面開展了大量研究開發(fā)工作，取得了許多新的成果，大氣污染的防治也取得重要進(jìn)展。在“八五”、“九五”期間，國家辟出?？铋_展全球氣候變化預(yù)測(cè)、影響和對(duì)策研究，在溫室氣體排放和溫室效應(yīng)機(jī)理、海洋對(duì)全球氣候變化的影響、氣候變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與自然資源的影響等方面取得很大進(jìn)展。近年來，我國環(huán)境監(jiān)測(cè)能力有了很大提高，初步形成了具有中國特色的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和管理體系，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的進(jìn)展明顯。 我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展推動(dòng)了我國環(huán)?？萍佳芯款I(lǐng)域不斷拓展，我國早期的環(huán)境科學(xué)偏重單純研究污染引起的環(huán)境問題，現(xiàn)在擴(kuò)展到全面研究生態(tài)系統(tǒng)、自然資源保護(hù) 和全球性環(huán)境問題；特別是污染防治，由工業(yè)“三廢”治理技術(shù)，擴(kuò)展到綜合防治技術(shù)，由點(diǎn)源的治理技術(shù)，擴(kuò)展到區(qū)域性綜合防治技術(shù)，并研究開發(fā)了無廢少廢的清潔生產(chǎn)工藝、廢物資源化技術(shù)等。 在大氣污染防治技術(shù)的研究開發(fā)方面，近年來我國取 得眾多成果，與此同時(shí)，如表 1所列，大氣污染的治理也取得了很大進(jìn)展。 表 1 近年我國大氣污染治理取得的一些進(jìn)展 大氣污染防治 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2020 年 工業(yè)廢氣治理率（ %） 建成城市煙塵控制區(qū)數(shù)（個(gè)） 3002 2319 2339 2446 2364 2718 煙塵控制區(qū)面積 （平方公里） 12532 12961 15791 13796 16000 18000 “九五”期間全國主要污染物排放總量 控制計(jì)劃基本完成。在國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長 %的情況下，在大氣污染防治方面， 2020 年全國二氧化硫、煙塵、工業(yè)粉塵等項(xiàng)主要污染物的排放總量比“八五”末期分別下降了 10～ 15%。 結(jié)合經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，國家取締、關(guān)停了 萬多家技術(shù)落后、浪費(fèi)資源、質(zhì)量低劣、污染環(huán)境和不符合安全生產(chǎn)條件的污染嚴(yán)重又沒有治理前景的小煤礦、小鋼鐵、小水泥、小玻璃、小煉油、小火電等“十五小”企業(yè)，對(duì)高硫煤實(shí)行限產(chǎn)，有效地削減了污染物排放總量。 全國 23 萬多家有污染的工業(yè)企業(yè)中， 90％以上的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了主要污染物達(dá)標(biāo)排放。 46 個(gè)考核 的環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市中， 25 個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了大氣質(zhì)量按功能分區(qū)達(dá)標(biāo)，有 19 個(gè)城市（區(qū)）被授予國家環(huán)境保護(hù)模范城市（區(qū)）。 重點(diǎn)區(qū)域的污染治理也取得了階段性成果?！皟煽貐^(qū)”二氧化硫排放總量降低，酸雨范圍和頻率得到控制，保持穩(wěn)定。北京市環(huán)境治理初見成效。重點(diǎn)區(qū)域的污染治理帶動(dòng)了全國污染防治工作的全面展開。 大氣污染防治技術(shù) 為控制和整治大氣污染，“九五”以來，我國在煤炭潔凈加工開發(fā)技術(shù)、煤炭潔凈高效燃燒技術(shù)、煤炭潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)、污染排放控制技術(shù)等方面開展了大量研究和開發(fā)，取得了許多新的成果。與此同時(shí)，我國大氣污染的 防治也取得重要進(jìn)展。酸雨和二氧化硫控制區(qū)的污染防治工作已深入展開?！皟煽貐^(qū)”內(nèi) 175 個(gè)地市和電力、煤炭等行業(yè)編制了二氧化硫污染防治規(guī)劃。關(guān)停小火電機(jī)組 198臺(tái)（裝機(jī)容量 208 萬千瓦）。 8 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市開始限制燃煤含硫量。目前，“兩控區(qū)”年削減二氧化硫排放量近 80 萬噸， 93 個(gè)城市二氧化硫的濃度達(dá)到國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 如果中國的燃煤電站的煙氣排放要達(dá)到目前發(fā)達(dá)國家規(guī)定的水平， SO2 的排放量將從每年 680 萬噸下降至 170 萬噸， NOx 的排放量將從 100％下降至 30％，CO2 也將減排 2500 萬噸。中國控制和整 治大氣污染任重而道遠(yuǎn)。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要參考《大氣污染物排放限值》，工藝運(yùn)行設(shè)計(jì)達(dá)到國家GB1327191 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。 除塵脫硫設(shè)計(jì)原則 (1)脫硫率 80%。除塵效率 97%。(2)技術(shù)較為成熟 ,運(yùn)行費(fèi)用低 。(3)投資省 。(4)能利用現(xiàn)有設(shè)施 。(5)建造工期短 ,方便 。(6)系統(tǒng)簡便 ,易于操作管理 。(7)主體設(shè)備的使用壽命 8ａ 。(8)煙氣脫硫以氧化鎂為主要吸收劑 ,并充分利用鍋爐排渣水的脫硫容量 ,達(dá)到以廢治廢 ,降低運(yùn)行成本的目的。 能用于煙氣脫硫和除塵的設(shè)備很多，但要滿足運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、不影響生產(chǎn)同時(shí)去除且壓力降較小等要求，以袋式除塵器和旋流板為宜。 課程設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為 20t/h 的燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫裝置 . 設(shè)計(jì)原始材料 （質(zhì)量比，含 N 量不計(jì)）： ： FG35/ 型 ： 75% ： ： ： 30% ： 473K ： ： pa s 密度： 2250kg/m3 ： 平均粒徑 /μ m 3 15 25 35 45 55 60 粒徑分布 /％ 3 20 15 20 16 10 6 3 7 （ GB132172020）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：≤ 200mg/m3； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 SO2 排放標(biāo)準(zhǔn)：≤ 900mg/m3； 除塵系統(tǒng)的論證選擇 （ 1）鍋爐煙氣含塵、含硫量計(jì)算 利用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量 % % % % % % 20939 水分 灰分 O S H C 低位發(fā)熱量 （ kJ/kg） 蒸發(fā)量為 20t/h 的鍋爐所需熱量為 需煤量 設(shè) 1kg 燃煤 時(shí) 燃料成分名稱 可燃成分含量(﹪ ) 可燃成分的量(﹪ ) 理論需氧量 /mol 廢氣中組分 /mol C H S O 水 灰分 16 —— —— —— 8 —— —— CO2 16 H2O SO2 —— 5 H2O —— 合計(jì) 理論煙氣量： + (mol/kg) 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為： 103= (m3/kg) 理論廢氣量： ++16++5=在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論廢氣 體積 ： 103= (m3) 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 實(shí)際煙氣 體積 ： +（ ） = (m3) SO2 的濃度： C=4082 mg/m3 煙塵的濃度： C=6534 mg/m3 在 473T 時(shí) 實(shí)際煙氣量 : Q=47951 m3/h （ 2）煙塵的除塵效率計(jì)算 按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB132172020） ,可以計(jì)算出 煙塵的除塵效率要達(dá)到：≧ 97﹪ (3) SO2 的脫硫效率計(jì)算 按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB132172020） ， 計(jì)算出 SO2 的脫硫效率要達(dá)到：≧ 78﹪ （ 4）方案初步設(shè)計(jì) 先用二級(jí)除塵系統(tǒng)除塵（一級(jí)預(yù)除塵用旋風(fēng)除塵器、二級(jí)用袋式除塵器），hKJ / 63 ????? ? hthKg /????? 再用 旋流板塔 氧化鎂法脫硫。 注：考慮到壓損 過大 對(duì)除塵器的 不利 影響和 對(duì)操作的 要求高，作為 一級(jí)預(yù)除塵除塵要求不高，因此，確定旋風(fēng)除塵器型號(hào)時(shí) 要求阻力不大于 900Pa。 除塵系統(tǒng)的論證選擇 預(yù)除塵設(shè)備的論證選擇 煙氣的預(yù)除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴淋洗滌塔等。它們基本性能 如表 2— 1 示。 表 2— 1 除塵設(shè)備的 基本性能 除塵器名稱 阻力（ Pa） 除塵效率 (﹪ ) 初投資 運(yùn)行費(fèi)用 重力沉降室 50~150 40~60 少 少 慣性除塵器 100~500 50~70 少 少 旋風(fēng)除塵器 400~1300 70~92 少 中 多管旋風(fēng)除塵器 800~1500 80~95 中 中 噴淋洗滌