1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295386660 1 引言 PAGEREF _Toc295386660 h 1 HYPERLINK l _Toc295386661 2 二氧化硫的控制及處理方法 PAGEREF _Toc295386661 h 2 HYPERLINK l _Toc295386662 3 濕式石灰法原理 PAGEREF _Toc295386662 h 3 HYPERLINK l _Toc295386663 4 濕式石灰法脫硫具有的特點 PAGEREF _Toc295386663 h 3 HYPERLINK l _Toc295386664 5

2、煙氣量的計算 PAGEREF _Toc295386664 h 3 HYPERLINK l _Toc295386665 6凈化系統設計方案 PAGEREF _Toc295386665 h 6 HYPERLINK l _Toc295386666 6.1 凈化系統的組成 PAGEREF _Toc295386666 h 6 HYPERLINK l _Toc295386667 6.2 凈化系統設計的根本內容 PAGEREF _Toc295386667 h 6 HYPERLINK l _Toc295386668 7 設備結構設計計算 PAGEREF _Toc295386668 h 7 HYPERLINK

3、l _Toc295386669 7.1 除塵設備結構設計 PAGEREF _Toc295386669 h 8 HYPERLINK l _Toc295386670 7.2 脫硫設備結構設計 PAGEREF _Toc295386670 h 9 HYPERLINK l _Toc295386671 8 煙囪的設計 PAGEREF _Toc295386671 h 11 HYPERLINK l _Toc295386672 9 風機的選型與阻力的計算 PAGEREF _Toc295386672 h 16 HYPERLINK l _Toc295386673 10 結束語 PAGEREF _Toc2953866

4、73 h 19 HYPERLINK l _Toc295386674 參考文獻 PAGEREF _Toc295386674 h 201 引言我國是煤炭資源十分豐富的國家，一次能源構成中燃煤占75左右。隨著我國經濟的快速開展，煤炭消耗量不斷增加，二氧化硫的排放量也日趨增多，造成二氧化硫污染和酸雨的嚴重危害。據最新報道，1999年我國二氧化硫排放總量為1857萬噸，其中工業來源為1460萬噸，生活來源為397萬噸。酸雨區面積占國土面積的30，主要分布在長江以南、青藏高原以東的廣闊地區及四川盆地。對106個城市的降水pH值監測結果統計說明，降水年均pH值低于5.6的有43個城市，占統計城市的40.6。

5、統計的59個南方城市中，降水年均pH低于5.6的有41個，占69.5。酸雨使得森林枯萎，土壤和湖泊酸化，植被破壞，糧食、蔬菜和水果減產，金屬和建筑材料被腐蝕。空氣中的二氧化硫也嚴重地影響人們的身心健康，它還可形成硫酸酸霧，危害更大。為防止二氧化硫和酸雨污染，1990年12月，國務院環委會第19次會議通過了?關于控制酸雨開展的意見?。自1992年在貴州、廣東兩省，重慶、宜賓、等九個城市進行征收二氧化硫排污費的試點工作。1995年8月，全國人大常委會通過了新修訂的?大氣污染防治法?。1998年2月17日，國家環保局召開了酸雨和二氧化硫污染綜合防治工作會議。這都說明我國政府高度重視酸雨和二氧化硫污染

6、的防治。國家環保局局長解振華指出：“成熟的二氧化硫污染控制技術和設備是實現兩控區控制目標的關鍵因素。他同時指出：為了實現酸雨和二氧化硫污染控制目標，要加快國產脫硫技術和設備的研究、開發、推廣和應用。因此研究開發適合我國國情的煙氣脫硫技術和裝置，吸收消化國外先進的脫硫是當前的迫切任務。能源工業是國民經濟的根底，我國的能源結構以煤為主且在短期內難以改變。煤炭的大量使用，造成嚴重的環境問題，其中SO2是形成酸雨的主要物質之一，因此燃煤脫硫對環境保護、社會效益、經濟效益各方面非常重要我國從20世紀70年代開始電站鍋爐的煙氣脫硫技術的研究，但進展緩慢。由于工業開展，燃煤增加，酸雨的危害日益嚴重，對SO2

7、的污染控制技術在七五期間被列入國家重點攻關工程。此后經過多年努力，與引進技術相結合，建立了大型工業裝置。我國引進的技術雖然設備先進、運行穩定、自控程度高，但投資和運行費用極高，以目前我國的情況很難推廣應用。因此急需根據我國國情，開發適應我國市場需要的煙氣脫硫技術，到達產業化應用。2 二氧化硫的控制及處理方法二氧化硫控制方法多種多樣，可以分為三大類：1燃燒前脫硫，如洗煤等。2燃燒中脫硫，如型煤固硫、爐內噴鈣等。3燃燒后脫硫，即煙氣脫硫FGD，是目前應用最廣、效率最高的脫硫技術 我國近年來大氣污染嚴重，據國家環保局統計，1997年，我國的SO排放量達2346萬噸，超過美國及歐洲國家，成為世界SO排

8、放第一大國。1998年開始由于國家政策傾斜及環境問題越來越受到人們的重視，排放量開始下降，但大幅度控制SO排放仍迫在眉睫。目前，控制SO排放的最有效途徑是FGD技術，即煙氣脫硫。煙氣脫硫技術一般分為濕法、干法、半干法三大類。濕法脫硫是我國應用最廣泛、最具開展前途的煙氣脫硫方法，但普遍采用的方法都是從國外公司購置己經成熟的技術1。濕式脫硫除塵技術是由水、氣、固三相工藝技術組成的一個系統，而不能僅僅把它看成是一個脫硫除塵器。從推廣應用角度來說，水系統的完好性，對發揮該技術在脫硫中的作用有著更為現實和重要的意義。3 濕式石灰法原理 根本原理：采用石灰漿液吸收煙氣中的SO2，分為吸收和氧化兩個階段。先

9、吸收生成亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣即石膏2。總的反響過程為：系統構成或主要設備：泵，噴淋塔，除霧器，再熱器，換熱器 ，噴淋器。主要工藝參數：運行PH值9；煙氣流速：15m/s；石灰/石灰石漿質量濃度：10%15%；除霧器剩余水分75；脫硫石膏含水率4060；脫硫系統阻力：25003000pa3。4 濕式石灰法脫硫具有的特點優點：技術成熟；脫硫效率高，可達95%以上；煙氣處理量大；煤種適應性強，對高硫煤優勢突出；吸收劑利用率高； 缺點：設備腐蝕；易于結垢、堵塞；投資費用高；占地面積大，耗水量相對較大，有少量污水排放4。5 煙氣量的計算 設計煤成分：CY=64.5% HY=4% OY=3

10、% NY=1% SY=1.5% AY=14% WY=12% VY15屬于中硫媒，排煙溫度：160，空氣過剩系數：1.25，飛灰率：29，煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa，污染物排放按鍋爐大氣污染排放標準中2類區新建排污工程執行，連接鍋爐，凈化設備及煙筒等凈化設備系統的管道假設長度150m，90彎頭30個。以1Kg煤為基準，那么由可： 各個反響參數質量g摩爾數mol需氧數mol生成物molCHONSAWV6454030101514012015040100000CO5HO:20SO1所以由上表可得燃煤1kg的理論需氧量為： 2假定干空氣中氮與氧的摩爾比為3.78， 那么1kg該煤完全燃燒所需理論空

11、氣量為： 即： 3空氣過剩系數：。實際所需空氣量為：即: 4理論煙氣量為：即：空氣過剩系數：實際煙氣量為： 5燃用1kg該煤產生的煙氣量中：a.含有的水量為：mol即質量為：gb.含有的量為：即質量為：c.含有的量為：mol即質量為：=0.46964=g即的濃度為：d.含有的煙塵的濃度為：5所以在該設計下所得的總煙氣量為： 6因排煙溫度為160攝氏度，即T=433K.由公式： 可得：所以有在排煙溫度160攝氏度下，煙氣中的濃度為：煙氣中粉塵的濃度為：在該溫度下所得的總煙氣量為： 6凈化系統設計方案6.1 凈化系統的組成一般凈化系統由以下幾局部組成：集氣罩 集氣罩是用以捕集污染空氣的，其性能對凈

12、化系統的技術經濟指標由直接的影響。由于污染源設備結構和工作操作工藝的不同，集氣罩的形式也多種多樣的。風管 在凈化系統中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統的設備和部件連成一個整體。凈化設備 為了防治大氣污染，當排氣中污染物含量超過排放標準時，必須采用凈化設備進行處理。到達排放標準后，才能排入大氣。通風機 通風機是系統中氣體流動的動力。為了防治通風機的磨損和腐蝕，通常把風機設在凈化設備后面。煙囪煙囪是凈化設備的排氣裝置，由于凈化后的煙氣仍含有一定量的污染物，這些污染物在大氣中擴散，稀釋，并最終沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度不超過大氣環境質量標準，煙囪必須有一定的高度。6.2 凈化系統

13、設計的根本內容凈化系統設計的根本內容包括污染物的捕集裝置。輸出管道，凈化設備及排放煙囪設計四個局部。當然，為了滿足系統正常運行的需求，還應針對處理污染物的特性，完成上述系統增設設備及附件的設計。捕集裝置的設計 污染物的捕集裝置通常是集氣罩。設計內容主要包括集氣罩結構形式，安裝位置以及通風機參數確定等內容。此設計采用外部集氣罩，它的結構簡單，制造方便，吸氣方向與污染氣流方向往往不一致，一般需要較大的排風量才能控制污染氣流的擴散，而且容易受到室內橫向氣流的干擾，捕集效率很低。采用側吸罩形式。輸出管道設計 管道設計主要包括管道布置，管道內氣體流速確定，管徑選擇，壓力損失計算以及通風機選擇等內容。凈化

14、設備選擇 按以下程序進行： eq oac(,1)工程調查。 eq oac(,2)根據排放標準和生產要求，計算需要到達的凈化效果。 eq oac(,3)根據污染物性質和操作條件確定凈化方法和凈化流程。 eq oac(,4)對設備的技術指標和經濟指標進行全面比擬，選定最適宜的凈化設備。 eq oac(,5)確定凈化設備的型號規格及運行參數。排放煙囪設計 主要包括結構尺寸及工藝參數的設計。以上相應設計在下面計算。 7 設備結構設計計算 濕式除塵器具有投資低，操作簡單占地面積小，能同時進行有害氣體的凈化、含塵氣體的冷卻和加濕等優點，特別適用于處理高溫高濕和有爆炸性危險的氣體的凈化。文氏管洗滌器主要用于

15、凈化細微粉塵，能除去15的塵粒，效率高而且不會產生二次飛揚，特別對粒徑在2以下具有粘附性和潮解性的粉塵，更是適宜，因而在很多部門都得到采用。但是它有比擬大的缺點，首先是壓降大。當除去l以上的塵粒時，壓降為200左右，效率約為98%，當粉塵粒徑小于05時，壓降要高達1000，效率也較低。其次是含塵污水的處理。文氏管洗滌器由于用水量較大，在設計與選用時必須充分考慮污水處理，以免造成水源的污染。7.1 除塵設備結構設計由前面計算可得：進口煙氣流量為:設計噴霧塔洗滌器除塵。一般空塔流速為0.6-1.5m/s,此處以1m/s進行設計，那么可得吸收塔直徑為： V=Av 4.1所以可得： 4.2，取校正：

16、4.3計算噴霧塔的高 由 h=vt 4.4其中：v 煙氣流速。 此處取v=1m/s t 噴霧時間，此處取t=2s進行設計，那么可得其有效高度為： .噴水壓力：0.1Pa。7.2 脫硫設備結構設計一般空塔流速為1-5m/s,此處以1m/s進行設計，那么可得吸收塔直徑為： V=Av 4.5所以可得： 4.6，取校正： 4.7計算吸收塔的高 由 h=vt 4.8其中：v 煙氣流速。 此處取v=1m/s t 吸收反響時間，一般石灰系統的煙氣脫硫時間為610s,此處取t=7s進行設計，那么可得其有效高度為： 物料平衡計算的主要參數： 56 64 1722400因根據經驗一般鈣/硫為：，此處設計取為1.0

17、5 那么由平衡計算可得1h需消耗的量為： 一般液氣比為：4.7/m3,此處以12L/進行設計，查漿液的質量濃度為10%15%，取15%，那么可得1h 所需消耗的量為: 根據質量濃度查漿液的質量濃度為10%15%，取15%，那么新鮮漿液質量為： 一般液氣比為：4.713.6L/m3，選取12 L/m3,那么可得1h 所需消耗新鮮漿液的量為: 那么儲液槽的容積取儲液槽高度為： 式中，V儲液槽的容積，m3；D1儲液槽的直徑，取15m；h儲液槽高度,m；帶入數據可得：根據經驗取高為30m所以1h生成的量為： 假定通過噴霧枯燥器后生成的有30%以粉塵的形式進入煙氣，經過噴霧枯燥后煙氣溫度變為4060攝氏

18、度，此處取平均溫度47攝氏度進行計算。1 那么在此溫度下煙氣體積為：2那么可得進入粉塵濃度為：3該噴霧枯燥吸收塔的吸收效率為：96% 那么由前面的計算可得：二氧化硫的初始濃度為： 8 煙囪的設計1煙囪直徑的計算：煙囪出口內徑按下式計算：m 5.1式中， Q通過煙囪的總煙氣量，m3/h； W煙囪出口煙氣流速 , m/s。表 煙囪出口煙氣流速/通風方式運 行 情 況全 負 荷 時 最小負荷機 械 通 風102045自 然 通 風6103選定w=20那么可得，取。由設計任務書上可得所有鍋爐的總的蒸發量為20t/h，表5.2 鍋爐煙囪高度/(m)鍋爐總額定出力/(t/h)45m,符合標準。5煙囪幾何高

19、度H： 5.6式中，H煙囪幾何高度 ，m；H煙氣抬升高度，m；Hs 煙囪有效高度，m；帶入數據可得： 6 煙囪高度較核式中，污染物在y,z方向上的標準差，取0.8； 煙氣出口處的平均風速，；SO排放量，；地面最大濃度，；H煙囪幾何高度 ，m；帶入數據可得：根據?環境空氣質量標準?各項污染物濃度限值，符合標準77煙囪底部直徑： 5.7式中，H煙囪高度，m.0.03，取i=0.02；帶入數據可得： 取。 8煙囪阻力計算：假設標況下煙氣的密度為：1.46 Kg/m3,那么可得在實際溫度下的密度為：；平均煙囪直徑： 5.8式中，d1煙囪出口內徑；d煙囪底部直徑。帶入數據可得：煙囪阻力為 5.9式中，

20、L煙囪長度m； d煙囪直徑，m； 煙氣密度，Kg/m3；v管中氣流平均流速,m/s；管道內煙氣流速v對于鍋爐內煙塵v=1025，此處設計取v=20；摩擦阻力系數。 帶入數據可得： 9 風機的選型與阻力的計算(1) 管徑的計算 m 6.1式中，V工況下管道的煙氣流量，m3/s； v管道內煙氣流速，m/s。 帶入數據可得： 2摩摖壓力損失 對于圓管 6.2 式中， L管道長度m； d管道直徑m； 煙氣密度，Kg/m3； v管中氣流平均流速，m/s；摩擦阻力系數。帶入數據可得： 3局部阻力損失： 6.3 式中，管道的局部阻力系數； v與相對應的斷面平均氣流流速，m/s；煙氣密度；連結鍋爐、凈化設備及

21、煙囪等凈化系統總需90度彎頭30個，查表可得帶入數據可得： 30個彎頭總壓力損失為： 6.4 帶入數據可得：4 系統總阻力其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力為200Pa,噴霧枯燥吸收塔的總阻力為：1566Pa為：Pa 5 風機風量的計算: 6.5風量備用系數； V 通過風機前的風量； 風機前溫度，取鍋爐排煙溫度160。帶入數據可得：6 風機風壓的計算 6.6風壓備用系數； 系統總阻力，Pa； 風機前溫度，； 風機性能表中給出的實驗用氣體溫度，： 。所以可得 根據和選定G、鍋爐通風機，性能如下。機號傳動方式轉速流量()全壓Pa 軸功率/KW電動機型號電動機功率/KW20D7301046001378Y5-47160 電動機功率的計算： 6.7式中，風機風量，； -風機風壓，Pa； 風機在全壓頭時的效率，取0.6； 機械傳送效率，此采用風機直接與電機傳動，取1； 電動機備用系數，取1.3。那么代入公式：10 結束語通過這幾天