大气污染控制工程课程设计

课程设计说明书题目：焦化厂焦炉废气的处理

院、系：材料与化工学院

学科专业：环境工程

学生：李姣

学号： 100314124

指导教师：郑先俊

2013年12月

大气污染控制工程课程设计

焦化厂除尘脱硫工艺设计

在炼焦过程中会产生大量的焦炉废气，主要含有二氧化硫和粉尘，二氧化硫的变化浓度大，水分含量大，如果不进行处理就直接排入大气，不仅会污染周围的环境，而且会浪费许多可以回收利用的材料，所以必须进行除尘脱硫处理。将焦炉烟气经管道汇集在一起后通过风机进入到除尘脱硫设备系统中。

1设计任务

某焦化厂生产时间为6:00—22:00，生产工艺中将产生焦炉废气。每日生产中最大排放废气量为5500m3N/h。焦炉废气中含焦炉粉尘浓度为15g/m3，粉尘粒径比较均匀，平均分布大致在18—5μm。初始废气中SO2浓度为5.2g/m3，初始废气温度为393K，烟气其余性质近似于空气。请设计该生产废气的治理方案，并提交完整的工业废气治理方案报告书。

2 设计依据

2.1设计原则

1采用简单成熟、稳定合理的处理工艺保证处理效果，并节省投资和运行管理费用；

2 设备选型应兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、管理操作方便、

维修维护工作量少、价格合适；

3工艺设备的布置合理紧凑、节约用地；

4系统的抗腐蚀性能良好；

5严格控制二次污染的产生。

2.2设计范围

从烟气汇集后出口开始，景装置入口至排风机出口之间，所有工艺设备、连接管道、管件、阀门、风机、电气装置、自动控制设备等。

2.3处理后气体排放标准

1处理后SO2气体的排放浓度见表2.31。

%

100⨯-=i o i C C C ）（φ

表2.3.1 SO 2气体的排放标准

污染物名称 取值时间 浓度限值（二级标准）

二氧化硫 SO 2

年平均 0.06mg/m 3 日平均 0.15mg/m 3 1h 平均

0.50mg/m 3

2 在工业企业设计卫生标准（TJ36-79）中，车间空气卫生标准SO 2最高允 许浓度为15mg/m 3。

3 根据《大气污染综合排放标准》（GB16297-1996）得出SO2最高排放浓度 及允许排放速率见表2.3.2。

表 2.3.2 SO 2最高排放浓度及允许排放速率

最高排放浓度 （mg/m 3

）

最高允许排放速率（kg/h ）

烟尘 150 烟囱高度（20m ）

6.9 SO 2

1200

5.1

注：SO 2与烟尘最高允许排放浓度采用的是大气污染物综合排放标准中现有污染源大气污染排放限值的国家二级排放标准。

4 根据《炼焦炉大气污染物排放标准》（GB16171-2012）得出现有炼焦炉排 放标准见表2.3.3。

表2.3.3 炼焦炉允许排放标准

SO 2排放标准 200mg/m 3 烟尘排放标准

400mg/m 3

综合以上，得出SO 2排放浓度≤200mg/m 3，粉尘排放浓度≤150mg/m 3。

3 工艺设计概述

3.1 相关参数的计算

有相关设计参数可以得出脱硫效率：

%

1005200200-5200⨯=）（φ%

2.96=%

100)(0⨯-=i

i C C C η%

10015000150-15000⨯=）（η%

99=C i -吸收塔进口处SO 2的含量。 C o -吸收塔出口处SO 2的含量。

除尘效率：

C i -除尘器进口处尘量。 C o -除尘器出口处尘量。

处理烟气量为5500m 3N /h ，初始废气温度为393K （120℃），出口烟气温度为70-90℃，脱硫塔入口处SO 2浓度为5200mg/m 3，出口处SO 2浓度为200mg/m 3，脱硫效率≥96.2%，吸收塔入口处烟尘浓度为15000mg/m 3，出口处烟尘浓度为150mg/m 3，除尘效率≥99%。

3.2 工艺设计范围

整个设计方案包括初沉工程的所有工艺、设备电气、控制，从风机出口烟道至烟气排放范围内所有工艺系统、电气控制系统。脱硫工程包括烟气系统、吸收系统、吸收液再生系统、浆液配置系统、污泥处理系统、工艺水系统、集散控制系统、辅助系统等。

3.3 方案的比选与确定

3.3.1除尘方案的比选与确定

除尘器的设计和选型是除尘工程设计中最重要的环节之一。除尘器的选型包括除尘器类型、容量大小及针对工具具体要求的选择等。选取除尘器的类型包括机械除尘器、袋式除尘器、电式除尘器、湿式除尘器、空气过滤器等。

除尘工程中常用的除尘器分为四大类，它们的类型与性能见表3.3.1。

表3.3.1 常用除尘器的类型与性能

形式

作用

力

设备 类型

适用范围 不同粒径效率% 干式

粉尘 粒径

（μm ） 粉尘 浓度

（g/m 3）

温度

阻力（pa ）

50μm

5μm

1μm

重力重力除

尘器

>15 >10 <400

200-

1000

96 16 3

惯性力惯性除

尘器>20 >100

<400

400-

1200

95 20 5

离心力旋风除

尘器

>5 >100 <400

400-

2000

94 27 8

静电力电除尘

器

>0.05 30 <300

200-

300

>99 99 86

惯性力、扩散力与筛分袋

式

除

尘

器

振

打

清

灰

>0.1 3-20 <300

800-

2000

>99 >99 99

脉

冲

清

灰

100 >99 99

反

吹

清

灰

100 >99

99

湿式惯性

力、

扩散

力与

凝聚

力

喷雾式

除尘器

100-

0.05

<10 <400 <400 100 96 75

文氏管

除尘器

<100 <800 <100 100 >99 93

静电

力

湿式电

除尘器

>0.05 <100 <400 <100 >98 98 98