1、精選優質文檔-傾情為你奉上環境工程綜合實驗課程設計 專 業: 環境工程姓 名: 學 號: 目 錄1 課程設計題目四川省某火電廠30t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫系統設計2 設計依據2.1 技術標準及依據（1）大氣污染物綜合排放標準 （GB16297-1996） （2）工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規范（HJ4622009）（3）大氣污染防治手冊（4）鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）（5）環境空氣質量標準（GB3095-1996）（6）四川省大氣污染物排放標準2.2 設計參數及參數范圍（1）根據技術標準與排放標準.確定設計參數及設計范圍。鍋爐型號：30 t/h 鍋爐一臺煙氣排放量

2、：19000m3/h燃料種類：無煙煤燃煤量：2.t/h爐內溫度：700鍋爐排煙溫度：155煙氣含氧量：60.2605mol/kg（燃煤）目前SO2排放濃度：1353mg/含硫率：1.1% 鍋爐熱效率：75% 空氣過剩系數：1.2(2)擬用雙堿法.據工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規范（HJ 4622009）.故有:液氣比（G/L）為2鈣硫比（Ca/S）為1.1凈化效率不小于95%可用率為95%2.3 設計原則及設計目標 設計原則：（1）設計中為將來更加嚴格的排放標準及規模擴大留有余地。（2）因地制宜.節省場地。（3）嚴禁轉移污染物.全面防治二次污染。 設計目標：（1）根據四川省大氣污染物排放

3、標準標準.該火電廠標準狀態下SO2排放濃度應小于300 mg/m3（2）為保證電廠周圍居民區空氣質量.同時執行環境空氣質量標準（GB30951996）的二級標準.即小于居民區大氣中SO2 最高允許的日平均濃度0.15mg/m3 （3）總量控制指標達標3 污染源強分析3.1 污染物濃度的計算含硫率為1.1%.選擇煤種為無煙煤以1kg無煙煤為基礎.則：成分 質量/g 物質的量/mol 理論需氧量/molC 649.572 54.131 54.131H 25.308 12.654(分子) 6.327O 14.06 0.879 -0.4395N 6.327 0.226 (分子) S 7.733 0.2

4、42 0.242H20 75 4.17 灰分 222 (1) 理論需氧量為(54.131+6.327-0.4395+0.242)mol/kg = 60.2605mol/kg （燃煤）假定干空氣中氮和氧的摩爾比為3.78.則1kg燃煤完全燃燒所需要的理論空氣量為：60.2605×(1+3.78) mol/kg =288.0452 mol/kg （燃煤）即標況下288.0452×m3N /kg = 6.452 /kg （燃煤）(2) 理論煙氣量（按照標準狀況換算體積.下同）理論上煙氣的組成為 CO2 54.131mol/kg ；H2O 12.654+4.17=16.824 mo

5、l/kg;N2 60.2605×3.78+0.226=228.01mol/kg ; SO2 0.242mol/kg ;灰分 222mol/kg故理論干煙氣量為：（54.131+228.01+0.242）mol/kg=282.383mol/kg（燃煤） 282.383× /kg = 6.325 m3N /kg （燃煤）理論濕煙氣量為：（282.383+16.824）mol/kg=299.207mol/kg（燃煤）299.207×m3N /kg = 6.702 /kg （燃煤）（3）實際煙氣量空氣過剩系數為1.2.可求：實際干煙氣量Vfg =理論干煙氣量+理論空氣量&

6、#215;（空氣過剩系數-1） =6.325+ 6.452× 0.2 = 7.6154 /kg （燃煤）實際濕煙氣量Vfg =理論濕煙氣量+理論空氣量×（空氣過剩系數-1） =6.702+ 6.452× 0.2 = 7.9924 /kg （燃煤）(4) 鍋爐燃煤量：式中：D：鍋爐每小時的產汽量（kgh）；Q低：煤的低位發熱量（kcal/kg） ：鍋爐的熱效率（%）；i2：鍋爐在某工作壓力下的飽和蒸汽熱焓（kcal/kg）；1.25MPa 時為1400.4kJ/kg i1：鍋爐給水熱焓（kcal/kg）.一般給水溫度取20.則i1=84.80kJ/kg.則:(5)

7、標準狀態下的總干煙氣量： 標準狀態下的總濕煙氣量：取設計煙氣量為19000 /kg3.2煙氣中SO2的濃度計算(1) SO2產污系數及其質量流量 二氧化硫產污系數： (Kg/t)式中：SY-燃煤應用基含硫量.%P-燃煤中硫的轉化率（煤粉爐一般取0.9）.%Kg/t脫硫裝置入口煙氣中的SO2質量流量可根據下面公式估算：式中：M(SO2)脫硫裝置入口煙氣中的SO2質量流量.t/hK染料燃燒中硫的轉化率（煤粉爐一般取0.9）Bg鍋爐最大連續工況負荷時的燃煤量.t/hq鍋爐機械未完全燃燒的熱損失.%Sar燃料的收到基硫分.% 所以： 煙氣中SO2 的實測濃度為： 根據鍋爐大氣污染物排放標準（GB132

8、71-2001）的相關規定.需將實物濃度折算.規定說明燃煤鍋爐.折算項目為煙塵.SO2.NOX排放濃度時.過量空氣折算系數=1.8鍋爐大氣污染物過量空氣系數折算排放濃度按下式計算：式中 C折算后的煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度.g/ 實測的煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度.g/ 實測的過量空氣系數 規定的過量空氣系數已知a =1.2.燃煤鍋爐的過量空氣折算系數a =1.8所以折算后煙氣中SO2的濃度：3.3煙氣SO2排放量的計算工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規范（HJ 4622009）對于65t/h以下工業鍋爐脫硫裝置的設計脫硫效率不宜小于80%的標準。則每小時去除SO2的量為：出口煙氣

9、中SO2的排放量為：取煙囪出口處平均風速u為5.0m/s；煙囪出口處煙氣流速不應低于該高度處平均風速的1.5倍.故取煙囪出口流速v為9.0m/s；取為0.5;煙氣出口處煙流溫度Ts為155；煙囪高度取60m;煙囪出口內徑D為2m。根據霍蘭德（Holland）公式得煙氣抬升高度：總高度H=60+11.53=71.53m地面最大濃度 脫硫結果滿足四川省大氣污染物排放標準.亦滿足環境空氣質量標準的二級標準.即小于居民區大氣中SO2 最高允許的日平均濃度0.15mg/m3.脫硫效果良好。4 工藝設計4.1 工藝選擇鈉法由于脫硫劑較貴.因而運行費用高；氧化鎂法的脫硫劑氧化鎂不僅價格較貴.而且廣東地區鎂源

10、不足.造成運行成本高昂；氨法存在氨泄漏問題.容易造成二次污染.而且脫硫劑價格高.因而在中小型鍋爐中應用不多。相對于以上三種工藝.雙堿法消耗的脫硫劑主要是價廉的石灰。吸收液中的鈉堿通過再生.大部分可循環回用.減少了運行費用.具有投資少、占地面積較小、運行費用低等優點.符合中小型鍋爐煙氣脫硫工藝選擇的“技術成熟、經濟合理、工程可行”三統一原則.因此本方案采用雙堿法脫硫工藝。4.2吸收設備的選擇 SO2吸收凈化過程.處理的是低濃度SO2煙氣.煙氣量相當可觀.要求瞬間內連續不斷地高效凈化煙氣.脫硫吸收器的選擇原則.主要是看其液氣接觸條件、設備阻力以及吸收液循環量.因此選用氣相為連續相、湍流程度高、相界

11、面較大的吸收塔作為脫硫塔比較合適。通常.噴淋塔、填料塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿足這些要求。吸收設備中.噴淋塔液氣比高.水消耗量大；篩板塔阻力較大.防堵性能差；填料塔防堵性能差.易結垢、黏結、堵塞.阻力也較大；湍球塔氣液接觸面積雖然較大.但易結垢堵塞.阻力較大；文丘里阻力大。相比之下.旋流板塔具有負荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優點.適用于快速吸收過程.且除塵脫硫效率高。因此.選用旋流板塔脫硫除塵器。4.3 工藝原理（1）吸收反應洗滌過程的主要反應式： +2洗滌液內含有再生后返回的及系統補充的,在洗滌過程中生成亞硫酸鈉。 2+在洗滌液中還含有,系煙氣中的與亞硫酸鈉反應而生成。 2+2（2）再

12、生反應用石灰漿料進行再生時： + +2 + 亞硫酸鈣的一般形式為半水亞硫酸鈣。用石灰石粉再生時：2 + + +1/2（3） 硫酸鈉的去除 硫酸鈉用硫酸酸化使其轉變為石膏來去除。 +2+32+2加酸后.PH 下降到23.使亞硫酸鈣轉化為亞硫酸氫鈣而溶于溶液中.于是溶液中的超過了石膏的溶度積.使石膏沉淀出來。（4） 氧化反應在回收法中.最終產品是石膏.需將由再生反應應得到的亞硫酸鈣氧化為石膏。 +4.4 脫硫系統工藝流程4.5 工藝組成 脫硫劑制備系統 脫硫劑制備系統主要包括：石灰消化池、鈉堿罐、攪拌器及相應的閥門、管道及管件等。 由成品石灰（粒徑小于10mm（90）的粉狀石灰）運至廠里后手工加入

13、石灰消化池進行消化.消化后的石灰漿液自流至再生池中進行脫硫液再生反應。 煙氣系統 熱煙氣自鍋爐出來后進入吸收塔.向上流動穿過噴淋層.在此煙氣被冷卻到飽和溫度.煙氣中的SO2等污染物被脫硫液吸收。經過噴淋洗滌后的飽和煙氣.經除霧器除去水霧后.通過煙道經引風機進入煙囪排空。 從鍋爐出口至脫硫塔進口段的連接煙道采用A3鋼制作.并根據需要設置膨脹節。SO2吸收系統 在吸收塔內.脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的SO2、SO3等發生化學反應.生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等物質。脫硫后的凈煙氣通過除霧器除去氣流中夾帶的霧滴后排出吸收塔。 SO2吸收系統主要由脫硫主塔、連接煙道（副塔）、噴淋層、組合式除霧器、預

14、埋件及外部鋼結構、沖洗系統組成。5 相關的設計計算5.1 脫硫劑液箱容量與設計 (1)石灰消化池 本設計采用化灰池攪拌器.得含固率為15%的石灰漿液.其密度為1.2 t/ m3. 熟石灰的質量流量為26.46÷56×78=36.86kg/h。按照工業鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規范（HJ 4622009）.脫硫劑漿液貯罐的容量宜不小于設計工況下2h的漿液消耗量.所以.熟石灰漿液箱容量為所以設計V 漿液箱為0.5m3。尺寸：直徑 =0.85m.高度h=0.86m。(2)鈉堿溶解池鈉堿溶解池的有效容積取1.5m3 。尺寸：直徑 =1.23m.高度h=1.24m。5.2 增壓風

15、機 30t/h 鍋爐相當于24.5MW 機組容量.參考HJ/ T 179-2005 經驗.機組容量在300MW 以下.脫硫增壓風機可選用高效離心風機.增壓風機的風量為滿負30t/h 荷工況下煙氣量的110%.增壓風機的壓頭為脫硫裝置在滿負荷工況下并考慮10溫度裕量下阻力的120%。所以增壓風機的風量為 正常狀態下.煙氣動過煙氣管道、進口擋板、脫硫塔噴淋層、除霧板、煙氣管道、出口擋板.整個系統壓降為P=P 管道+P 擋板+P 噴淋+ P 除霧P 管道約為210Pa P 擋板約為2×5=10Pa P 噴淋約為85 Pa P 除霧約為15 Pa 所以P=210+10+85+15=320Pa

16、 5.3 SO2吸收系統5.3.1 塔徑及底面積計算塔內流速：設v=2m/s底面積 5.3.2 脫硫塔高度計算液氣比取L/G= 2.1.煙氣中水氣含量設為4% 循環水泵流量： 塔底漿液區的高度：塔底漿液區取泵5min 的流量.則 計算洗滌反應區高度：停留時間取2.5 秒.則洗滌反應區高度 反應區為二級噴淋.層間距2.2m 除霧區高度取3.0 米.所以.H3=3.0m 第一級除霧器距離最上一層噴淋層距離為1m 第二級除霧器距離第一級除霧器1m 第二級除霧器上端留有1.0m 的間隙 進氣口煙氣管道直徑進氣口煙氣流速不超過15m/s管道直徑：取管道直徑D 管道為0.8 m 所以管道煙氣流速為13.4 m/s 脫硫塔總高度： 6 附圖附圖1 雙堿法煙氣脫硫工藝流程圖附圖2 吸收塔系統附圖3 吸收塔平面圖歡迎您的光臨，Word文檔下載后可修改編