【導(dǎo)讀】某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì)。班級(jí)：2020級(jí)環(huán)境工程。完成時(shí)間：2020年1月2日。第六章主要設(shè)備設(shè)計(jì)..

　　

【正文】 收塔時(shí)會(huì)從漿液中帶走大量的水分 ,需通過(guò)沖洗水來(lái)補(bǔ)充。其次是噴淋層： 為使噴淋液沿整個(gè)吸收塔截面均勻分布 ,噴嘴需交錯(cuò)布置。 對(duì)吸收塔的具體參數(shù)進(jìn)行計(jì)算 漿液制備中所需石灰的量 吸收塔中二氧化硫的 量 V 13800mg/m3 16000 m3/h=247。 64g/mol= mol/s 又因?yàn)槎趸虻奈章蕿?%，所以單位時(shí)間 (1s)內(nèi)處理二氧化硫： n1= = mol/s 根據(jù)總的反應(yīng)化學(xué)方程式計(jì)算理論需要的石灰石、石灰原料的量： CaCO3+SO2+2H2O→ CaSO3 2H2O+H+ 所以理論上需要的最小的碳酸鈣量為： 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 22 1m = 100=CaO+SO2+2H2O→ CaSO3 2H2O 所以需要的氧化鈣 (石灰 )的最小的量為 : 2m = 56=所以石灰的理論用量為 3600=, 實(shí)際過(guò)程中一般取理論用量的 倍，所以石灰的實(shí)際用量為 = t/h 根據(jù)焦化廠具體情況可知一天工作 16 小時(shí)，所以一天的石灰用量 m5= 16=。 漿液制備中所需水的量 若水和石灰以 6： 1 的比例配置， 水的實(shí)際用量為 (247。 1/7) (11/7))= 則每天的用水量為 m6= 16= t/天。 漿液制備所需己二酸的量 為減少結(jié)垢，可在漿液制備過(guò)程中加入己二酸，通常己二酸消耗量小于 5kg/t，有時(shí)可降低至 1 kg/t，設(shè)置其加入量 2kg/t(石灰 )，則己二酸實(shí)際用量為： 2 kg/t 脫硫液循環(huán)槽（漿液槽）體積計(jì)算 噴石灰水的速度： V1= 7 =又查得，石灰水的密度為 ρ 1=1100kg/m3 所以理論石灰漿液體積流量為： Q0=一般實(shí)際過(guò)程中漿液量為理論量的 倍，在這取 ，所以實(shí)際體積流量為 : QV=Q0 = = /h 循環(huán)的吸收劑一般在槽內(nèi)停留時(shí)間為 2 個(gè)小時(shí) ，取則循環(huán)的吸收液的體積： 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 23 V= 2=. 因此脫硫液循環(huán)槽的最小體積為 m3。 石灰 貯倉(cāng)體積計(jì)算 石灰貯倉(cāng)的容量按脫硫裝置運(yùn)行 7 天（每天按 16 小時(shí)計(jì)算）的吸收劑耗量設(shè)計(jì)，貯倉(cāng)容積按石灰堆積密度為 。 則石灰 貯倉(cāng) 為 7 247。 = 此計(jì)算中用的為堆積密度，表觀密度比堆積密度小，所以石灰貯倉(cāng)體積根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擴(kuò)大為 3倍，所以石灰 貯倉(cāng)體積為 m3。 吸收塔為脫硫工藝的核心設(shè)備，對(duì)二氧化硫（包含粉塵）進(jìn)行處理收集。噴淋塔是石灰 /石灰石一石膏法工藝的主流塔型，按其功能可分為噴淋區(qū)、除霧區(qū)。漿液制備系統(tǒng)將所需濃度的石灰漿液送入脫硫液循環(huán)槽。用提升泵送至頂倉(cāng)后進(jìn)入吸收塔上部噴嘴，噴入塔內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。設(shè)進(jìn)入溫度為 80oC，出口溫度 40 oC。 袋式 除塵器 過(guò)濾面積、濾袋數(shù)目的確定 計(jì)算過(guò)濾面積 A 含塵氣流的溫度 T=120℃ 進(jìn)氣流量 Q=9300m3/h, 含塵濃度 p=15g/m3 參考《大氣污染控制工程》 逆氣 流反吹清灰的過(guò)濾氣速 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = m/min 選取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = m/min。 根據(jù)過(guò)濾氣速 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =， 我們可以根據(jù)下式計(jì)算總過(guò)濾面積 A： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 其中 Q— — 預(yù)處理的煙氣體積， m3/h； 則有： A = Q/(60 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ) =9300/(60 )=155 ㎡ 又有： 氣布比： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 計(jì)算濾袋數(shù)量 n 濾袋尺寸 直徑 D=100mm 長(zhǎng)度 L=2020mm 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 24 n=A/π LD=155/ 2= 個(gè) (取 252 個(gè) ) 除塵室內(nèi)濾袋的布置 、 矩形布置 ,橫向 18 個(gè)濾袋 、縱向 14 個(gè)濾袋 , 相鄰濾袋間隔 30mm 計(jì)算除塵室的尺寸 長(zhǎng)度 L=18 +18 = 取 L= 寬度 D=14 +14 = 取 D= 灰斗的計(jì)算 參看《環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ,石灰的堆積密度 P=4695Kg/m3, 含塵氣流達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的排放濃度標(biāo) p=50mg/m3 積灰堆積速度： q=Qp/Pp=9300 18 %/4695=灰斗尺寸設(shè)計(jì)：進(jìn)灰口和出灰口均為正方形，進(jìn)灰口邊長(zhǎng) 3m，出灰口 邊長(zhǎng)為 a= 灰斗壁面與出灰口水平夾角為 60176。 灰斗高度 h= 3 （ ） /2=≈ 積灰高度 h 取 ，估算積灰體積： V=1/3(2 h/tan60176。 )2 h1/3 a2 a/2 tan60176。 =1/3(2 176。 )2 tan60176。 = 排灰時(shí)間 t 排 =2V/q=2 ,故可知每 24 小時(shí)灰斗排灰一次 濾袋清灰時(shí)間的計(jì)算 袋式 除塵器的壓力損失： △ P=△ Pf△ Pp * 式中 △ Pf通過(guò)清潔濾袋的壓力損失， Pat △ Pp通過(guò)顆粒層的壓力損失， Pa 參考《除塵設(shè)備》： △ Pp=Rp. 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 式中 Rp 顆粒比阻系數(shù) ， min/() 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 過(guò)濾風(fēng)速， m/min p含塵濃度， g/m2 t清灰時(shí)間， min 通過(guò)清潔濾袋的壓力損失 △ Pf 一般為 100130pa，當(dāng) 壓力損失設(shè) △ P 接近 1000pa 時(shí) 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 25 一般要對(duì)濾袋清灰一次，此處選取 △ Pf=120pa， 鍋爐煙氣中顆粒的比阻系數(shù) Rp= min/(g m),將已知數(shù)據(jù)代人 *式 : 1000=120+ 15 t 解得： t=39min= 故濾袋運(yùn)行 清灰一次。 第七章 設(shè)備的選型 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 26 依據(jù) 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 5005495 通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 5005593 主要設(shè)備選擇 布袋除塵器 根據(jù)上述流量等一系列參數(shù)我們可以選擇相應(yīng)的除塵器型號(hào)規(guī)格 表 7 型號(hào) 規(guī)格 過(guò)濾面積 m2 功率 Kw/h 含塵濃度g/m3 過(guò)濾風(fēng)速m/min 過(guò)濾風(fēng)量m3/n 阻力H2omm 效率％ 外型尺寸 直徑高度(mm) GDF2N31230 ＜ 20 586024420 100200 2300 6240 由表 7 可知：我們可以選擇 GDF2N31230 脈沖 袋式除塵器。根據(jù)其等參量，我們可以選擇相應(yīng)的通風(fēng)機(jī)。 固液分離系統(tǒng) 設(shè)備及選型 固液分離主要設(shè)備為氧化塔、稠厚器、離心機(jī)。 （ 1）氧化塔：為加速氧化速度，作為氧化劑得空氣進(jìn)入塔內(nèi)必須分散成細(xì)微得氣泡，以增大氣液接觸面積，若采用多孔板，易堵塞，因此采用回轉(zhuǎn)圓筒式霧化器。轉(zhuǎn)速為 5001000 r/ 120s，實(shí)際通風(fēng)速率為 /h= m3 /s,氧化塔體積 m3. （ 2）稠厚器：設(shè)置氧化塔出來(lái)的產(chǎn)物在稠厚器中停留時(shí)間為 2 小時(shí)，則稠厚器體積為 m3（根據(jù)前面漿液量所得） ，所以設(shè)置稠厚器有效體積為 4 m3。選擇耐酸材質(zhì)，設(shè)置成方錐型。 （ 3）離心機(jī)：根據(jù)以上計(jì)算可得，每小時(shí)產(chǎn)生得石膏（ ） 理論產(chǎn)量為 mol/s 156g/mol=。離心時(shí)間一般為 10min，所以石膏在離心機(jī)中得貯存理論量約為 。因此選擇三足式下部自動(dòng)卸料離心機(jī)型號(hào)為： SX1000,裝機(jī)容量為 150 Kg， 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 27 轉(zhuǎn)速 1000 r/min，有效容積 140L，功率 Kw。 主要設(shè)備清單 石灰卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)、貯存設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表 55 石灰石漿液制備系統(tǒng)主要設(shè)備清單。 表 8 石灰漿液制備系統(tǒng)主要設(shè)備清單 序號(hào) 名稱 單位 數(shù)量 性能 1 粉倉(cāng)氣化系統(tǒng) 套 1 2 石灰給料機(jī) 臺(tái) 1 型式：葉輪式； 出力： ， 電機(jī)功率： ： 3 石灰漿液箱 臺(tái) 1 型號(hào) :立式箱 尺寸 :2 000L 2020W 1000H 有效容積 :4m3 材質(zhì) :碳鋼 +樹(shù)脂內(nèi)襯 4 石灰漿液箱攪拌機(jī) 臺(tái) 1 型號(hào)：葉片渦輪式 規(guī)格：葉片直徑 1000 轉(zhuǎn)速： 30 轉(zhuǎn) /分 葉輪材質(zhì)：碳鋼＋橡膠襯套 軸材質(zhì)：碳鋼＋橡膠襯套 電機(jī)： 14kW 5 石灰漿液泵 臺(tái) 1 型號(hào)：離心式 流量： m3/h，揚(yáng)塵 10m 外殼材質(zhì)：鑄鐵＋橡膠 葉片材質(zhì)：高鎳合金 A49 電機(jī)： 整套裝置所用到的泵的選擇 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 28 （ 1）提升泵（ 2 臺(tái)） 根據(jù)脫硫塔相關(guān)計(jì)算得知，實(shí)際石灰漿液體積流量為： /h，因?yàn)槊摿蛩乃邽?10m，考慮到實(shí)際過(guò)程中的影響因素 ,選擇 F型耐腐蝕離心泵：型號(hào)為 25F16,流量 /h，揚(yáng)程 ,轉(zhuǎn)速 2960r/min,泵效率 30%，功率 . (2)鼓風(fēng)機(jī)（ 1 臺(tái)） 氧化風(fēng)機(jī)能提供足夠的氧化空氣，氧化風(fēng)管布置 合理，使固液分離塔內(nèi)的亞硫酸鈣充分轉(zhuǎn)化成硫酸鈣。 SO2 → CaSO3 CaSO3+1/2O2= CaS04 二氧化硫每秒處理的物質(zhì)的量為 mol/s 每秒消耗的氧氣量為 1/2 = 氧氣占空氣量的 21%，所以每秒空氣量為 247。 21% =即為 3600247。 1000= /h。實(shí)際鼓入空氣量為理論的 25 倍，取值為 3，所以實(shí)際鼓風(fēng)量為 / BYG型機(jī)號(hào)為 ，風(fēng)量 972 m3 /h，全壓 ，轉(zhuǎn)速 1452 r/min，功率 Kw. (3)引風(fēng)機(jī) (1 臺(tái) ) 引風(fēng)機(jī)作用是使處理后再熱凈化氣體進(jìn)入煙囪進(jìn)行排放。處理后煙氣流量大約為 9300 m3 /h，假設(shè)經(jīng)過(guò)再熱器煙氣溫度為 80oC。根據(jù)以上情況選擇低噪聲鍋爐引風(fēng)機(jī)中的型號(hào)為Y5475 N06C，流量為 9870 m3 /h，轉(zhuǎn)速 2900r/min,全壓 1549Pa，軸功率 Kw，所需功率 ，噪聲（ A）小于等于 87dB。 （ 4）增壓風(fēng)機(jī)（ 1 臺(tái)） 因?yàn)槊}沖式布袋除塵器的入口風(fēng)速為 1822 m/s，這里取之前煙氣在進(jìn)入 20 m/s，假設(shè)焦化廠煙氣的流速為 2 m/s，煙氣流量為 9300 m3 /h，根據(jù)以上情況選擇低噪聲鍋爐引風(fēng)機(jī)中的型號(hào)為 Y5475 N06C，流量為 9870 m3 /h，轉(zhuǎn)速 2900r/min,全壓 1549Pa，軸功率 Kw，所需功率 ，噪聲（ A）小于等于 87dB。 (5) 輸液泵（ 1 臺(tái)） 將稠厚器上層液體抽入脫硫液循環(huán)槽進(jìn)行循環(huán)，根據(jù)具體情況，流量與提升泵相近即可。 某焦化廠除塵脫硫工藝設(shè)計(jì) 29 選擇 F 型耐腐蝕離心泵： 25F16,流量 /h，揚(yáng)程 ,轉(zhuǎn)速 2960r/min,泵效率 30%，功率 . 根據(jù)以上敘述，整套系統(tǒng)設(shè)備清單一覽表如表 9 所示： 表 9 主要設(shè)備清單一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 數(shù)量 功率（ KW） 1 脈沖式布袋除塵器 GDF2N31230 1 2 石灰給料機(jī) 葉輪式 1 3 石灰漿液箱攪拌機(jī) 葉片渦輪式 1 14 4 石灰漿液泵 離心式 1 5 離心機(jī) SX1000 1 6 提升泵 25F16 2 7 鼓風(fēng)機(jī) BYG 型 號(hào) 1 8 引風(fēng)機(jī) Y5475 N06C 1 9 增壓風(fēng)機(jī) Y5475 N06C 1 10 輸液泵 25F16 1 第八章 勞動(dòng)定員