锅炉废气大气课程设计

某工厂燃煤锅炉除尘系统课程设计说明书

一、原始数据及条件

设计耗煤量：800kg/h

煤炭类型：烟煤

燃煤组成：含C：75.2％、H：4.1％、S：0.62％、N：0.85％、O:6.6％、水分：9.92％、灰分：2.71％。

排烟温度：500℃

空气过剩系数：28％

烟气密度（标态）：1.34g/m³

室外空气平均温度：5℃

锅炉出口的烟气阻力：1000Pa

排灰系数：28％

二、锅炉房平面图

锅炉房平面图

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1 前言 (2)

2 处理单元的设计计算 (2)

2.1 烟气排放量计算 (2)

2.2 粉尘和二氧化硫浓度及除尘器除尘所需效率计算 (3)

2.3 除尘和除硫设备选型 (4)

2.4 换热器选型 (4)

2.5 烟囱设计 (5)

2.5.1 烟囱高度的确定 (5)

2.5.2 烟囱直径的计算 (5)

2.5.3 烟囱的抽力计算 (5)

3 管道计算及风机选型 (5)

3.1 管道部设 (5)

3.2 管道沿程阻力计算 (6)

3.2.1 管道1-4段沿程阻力计算 (6)

3.2.2 管道5-6段沿程阻力计算 (7)

3.2.3 管道7-11段沿程阻力计算 (7)

3.2.4 管道11-12段沿程阻力计算 (8)

3.2.5 管道总沿程阻力损失 (9)

3.3 局部阻力计算 (9)

3.4 系统总阻力损失及风机选型 (10)

4 设备和管道一览表 (10)

附录1 CLS型立式旋风水膜除尘器主要性能表 (12)

附录 2 燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度(GB 13271-2001) (12)

参考文献 (13)

某燃煤锅炉烟气除尘系统设计

摘要

本设计以某工厂燃煤锅炉为对象，设计了锅炉的烟气处理系统。主要包括换热器选型、除尘器选型、风机选型、管道部设和烟囱设计。设计出了一个烟尘和二氧化硫同步处理的尾气处理系统。

关键词：锅炉；烟气；旋风水膜除尘器

1 前言

工业锅炉所排放出来的烟尘是造成大气污染的主要污染源之一，由黑烟和灰尘组成。由于它们哦发生过程、性质和粒径不同，因此解决的方法也不同。黑烟的主要成分为碳、氢、氧及其化合物，可以通过改造锅炉、进行合理的燃烧调节，使其在炉膛内燃烧掉的方法解决，同时也降低了排尘的原始浓度；灰尘主要是碳粒和灰分等颗粒物，可以通过加装除尘器的办法解决。

工业锅炉烟气除尘中，所采用的各种各样除尘装置，就是利用不同的作用力（包括重力、惯性力、离心力、扩散、附着力、电力等）以达到将尘粒从烟气中分离和捕集的目的。工业锅炉所采用的各种除尘装置按烟尘从烟气中分离出来的原理，可以分为4大类：机械式除尘器、电除尘器、过滤式除尘器和湿式除尘器。

本设计是工业燃煤锅炉烟气净化系统设计，该锅炉燃烧的煤品种为烟煤。设计中除了要考虑到除尘外，还要考虑到烟煤燃烧释放出的二氧化硫处理。结合课堂知识和现实条件，设计出一套经济、合理的燃煤锅炉烟气处理系统。

2 处理单元的设计计算

2.1 烟气排放量计算

本除尘系统共服务4台锅炉，每台锅炉耗煤量800kg/h，4台锅炉的总耗煤量为：3200

800

4=

⨯（kg/h）。

设有该锅炉燃烧所用烟煤1000g，则：

表2-1 1000g烟煤需氧量和烟气量计算表

元素质量（g）物质的量

（mol）

需氧量（mol）烟气量（mol）

C 752 62.667 62.667 62.667 H 41 41 10.25 20.5 S 6.2 0.194 0.194 0.194 N 8.5 0.607 0 0.304 O 66 4.125 -2.0625 0

H2O 99.2 5.111 0 5.511 灰分27.1 —0 —

由表2-1知，燃烧该煤1kg 需氧量为：

49.071625.0294.105.21067.662=-++（mol ）

燃烧该煤1kg 实际需空气量为：()01.3721.176.31049.71=⨯+⨯（mol ）。 由于排烟温度为500℃，水在此温度下为气态，空气过剩系数.11=α，因此燃烧该煤1kg 表所排放出来的标准状况下的烟气量为：

2

2222N O SO O H CO g V V V V V V ++++=()()⎪

⎭

⎫ ⎝⎛++⨯+-⨯++++=04.376.3176.301.37211.1049.71194.0511.55.20667.6214.390=（mol ）

锅炉排烟温度为500℃，500℃(即773K)下燃烧1kg 该烟煤排烟量为

3745.249.24744273773/4.2214.390m L K K mol L mol V ==⨯⨯=

每台锅炉排烟量：9.19795800745.24=⨯（m 3/h ） 总烟气量：6.791839.197954=⨯（m 3/h ）

2.2 粉尘和二氧化硫浓度及除尘器除尘所需效率计算

由表2-1可知，燃烧煤1kg 该烟煤产生灰分质量为27.1g ，排放二氧化硫0.194mol ；从原始条件中可知，该锅炉的排灰系数为28％；由2.1计算可知，燃烧1kg 该烟煤在500℃下排放烟气量为24.745m 3。由此可知：

500℃下烟气粉尘浓度为：

07.3045

.724281.27=⨯％

（g/m 3）

500℃下烟气二氧化硫浓度为：

502.045

.72464

194.0=⨯（g/m 3）

由于该锅炉为工业锅炉，执行锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准，烟尘可允许排放浓度为200mg/Nm 3，二氧化硫允许排放浓度为900mg/Nm 3。换算为500摄氏度下，烟尘可允许排放浓度为70.63mg/m 3，二氧化硫允许排放浓度为317.85mg/Nm 3。

因此，除尘设备除尘效率最小值为：％％9.976100307

.00706

.0307.0=⨯-；除硫

效率最小值为：

％％8.636100502

85

.317502=⨯-。