大气污染控制技术课程设计

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大气污染控制技术课程设计任务书

一、课程设计题目

设计蒸发量为20t/h的燃煤锅炉烟气的除尘脱硫装置

二、设计原始资料

3、锅炉热效率：75 ％

4、空气过剩系数：1.2

5、水的蒸发热：2570.8kJ/kg

6、烟尘的排放因子：30％

7、烟气温度：473K

8、烟气密度：1.18kg/m3

9、烟气粘度：2.4×10-6pa.s

10、尘粒密度：2250kg/m3

11、烟气其他性质按空气计算

标准状态下烟尘浓度排放标准：≦200mg/m3；

标准状态下SO2排放标准：≦900mg/m3；

三、设计内容

1、根据锅炉生产能力、燃煤量、煤质等数据计算烟气量、烟尘浓度和SO2浓度

2、根据排放标准论证选择除尘系统（本设计要求采用与除尘器为旋风除尘器的二级除尘系统）

3、确定旋风除尘器型号（要求阻力不大于900Pa），计算旋风除尘器各部分的尺寸

4、根据粉尘粒径分布数据计算所设计旋风除尘器的分割粒径、分级效率和总效率

5、确定二级除尘设备型号，计算设备主要尺寸

6、计算除尘系统的总除尘效率及粉尘排放浓度

7、锅炉烟气脱硫工艺的论证选择

8、按照工程制图要求绘制旋风除尘器结构图和烟气净化系统图各一张

目录

1、设计任务书

2、设计原始资料

3、设计方安的选择确定

3.1除尘系统的论证选择

3.1.1.预除尘设备的论证

3.1.1.1旋风除尘器的工作原理、应用及特点

3.1.1.2旋风除尘器的结构设计

3.1.1.3旋风除尘器分割粒径、分级效率和总效率的计算3.1.2二级除尘设备的论证选择

3.1.2.1二级除尘设备的工作原理、应用及特点

3.1.2.2二级除尘设备的结构设计

3.1.3除尘系统效果分析

3.2锅炉烟气脱硫工艺的论证选择

3.3设计结果综合评价

3设计方案的选择

一、计算烟气排放量及烟气中烟尘和SO2的浓度

1、蒸发量为20t/h的锅炉所需热量为

2570.8×20×103=51.4×106(kg/h)

需煤量：51.4×106÷（20939×75﹪）＝3.3×103（kg/h）=3.3t/h

2、烟气排放量及组成（标态）

以1kg燃煤为基础：

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理论需氧量=54.75+0.53+8-0.72=62.56mol/kg(煤)

N2：62.56×0.79÷0.21＝235.34（mol）

理论空气量＝62.56+235.34＝297.9mol/kg(煤)

在标准状态的体积为：297.9×22.4×10-3＝6.67m3/kg(煤)

理论烟气量组成(mol):

CO2:54.75 SO2:0.53 H2O:21 N2:235.34

理论烟气量：311.62mol

在标准状态下的体积为：311.62×22.4×10-3＝6.98m3/kg（煤）

在空气过剩系数a＝1.2时，实际烟气量为6.98+6.67×（1.2-1）＝8.314m3/kg（煤）3.3t/h煤的烟气量：3.3×103×8.314＝2.74×104m3/h

在473K温度下，烟气量为：47473.3m3/h

烟气中烟尘和SO2的浓度分别为：

烟尘浓度＝181×103×30％÷8.31＝6534mg/m3

SO2浓度＝0.53×64×103÷8.314＝4082mg/m3

3.1除尘系统的论证选择

3.1.1预除尘设备的论证选择

选用XLP/B型旋风除尘器，由于需要处理较大烟气量，则选用11个子旋风除尘器并联

3.1.1.1旋风除尘器的工作原理、应用及特点

1、旋风除尘器的工作原理

尘气流以12～25m/s 速度由进气管进入旋风除尘器时，气流将 由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒 体呈螺旋形向下，朝椎体运动，通常称此为外旋流。含尘气体 在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向器壁。 尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性而靠入口速度的动量和向 下的重力沿壁面下落,进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到达 锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转柜”不变原理，其切向速度不断提高。当气流到达椎体下端某一位 置时，即以同样的旋转方向从旋风除尘器中部，由上而下继续做螺旋形运动，即形成内旋流。净化后的气体经排气管排出，一部分未被捕集的尘粒也由此逃逸。

气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力下降，一 部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿 排出管外壁旋转向下，最后到达排出管下端附近被上升的内涡 旋带走，从排出管排出，这股旋转气流称为上旋流。灰斗中外 旋流转换为内旋流的区域称为回流区。

对旋风除尘器内气流运动的测定发现，实际的气流运动是 很复杂的，除了切向和轴向运动外，还有径向运动。如，在外 旋流，少量气体沿径向运动到中心区域，在内旋流，也存在着 离心的径向运动。

2、旋风除尘器的应用

旋风除尘器作为一种中效除尘装置，由于其具有结构简单，制造、安装和维护管理容易，投资少，体型和占地面积小等特点，广泛地应用了各种工业部门中。

旋风除尘器一般只适用于净化非粘结性和非纤维性粉尘，温度在400℃以下的非腐蚀性气体。如果用在高温气体净化上，则需采取冷却措施，或内壁衬隔热材科。用于净化腐蚀性气体时，则应采用防腐材料制做，或内壁喷涂防腐材料。

旋风除尘器内的旋转气流速度很高，粉尘对壁面的磨损，特别是对锥体部分的磨损较快，所以在设计和运行时应充分注意，采取一定的耐磨措施。

旋风除尘器的除尘效率，除了与其结构型式有直接关系外，还与其卸灰装置I 包括灰斗和卸灰阀)好坏克直接关系。如果卸灰装置的设计或管理不当，造成决斗漏风，破坏了除尘器内的气流运动，将会使已沉降的粉尘再次悬浮飞扬，除尘效率大大降低，或造成排灰口堵塞，使除尘系统瘫痪。因此，必须对卸灰装置的设计和管理给予高度重视。

旋风除尘器是应用广泛的除尘器之一。在应用中可以单独供用，也可以单独使用，也可以并联或串联供用。串联中既有旋风除尘器自身进行串联，也有旋风除尘器与其他类型除尘器的串联使用，在应用中对旋风除尘器采用防磨损措施也很重要。

一、旋风除尘器的并联使用

旋风除尘器并联使用主要有以下几种原因。

①理论上，两个以上并联使用的小尺寸旋风除尘器比用一台大尺寸同类旋风除尘器，如果入口气流速度保持不变，则除尘效率就会提高。这时，为了满足必须处理的气体量，就得