1、1.袋式除尘器1.1 袋式除尘器的简介袋 式 除 尘 器 是 一 种 干 式 滤 尘 装 置 。 它 适 用 于 捕 集 细 小 、 干 燥 、 非 纤 维 性粉 尘 。 滤 袋 采 用 纺 织 的 滤 布 或 非 纺 织 的 毡 制 成 ， 利 用 纤 维 织 物 的 过 滤 作 用 对含 尘 气 体 进 行 过 滤 ， 当 含 尘 气 体 进 入 袋 式 除 尘 器 地 ， 颗 粒 大 、 比 重 大 的 粉 尘 ，由 于 重 力 的 作 用 沉 降 下 来 ， 落 入 灰 斗 ， 含 有 较 细 小 粉 尘 的 气 体 在 通 过 滤 料 时 ，粉 尘 被 阻 留 ， 使 气 体 得 到
2、 净 化 。 一 般 新 滤 料 的 除 尘 效 率 是 不 够 高 的 。 滤 料 使用 一 段 时 间 后 ， 由 于 筛 滤 、 碰 撞 、 滞 留 、 扩 散 、 静 电 等 效 应 ， 滤 袋 表 面 积 聚了 一 层 粉 尘 ， 这 层 粉 尘 称 为 初 层 ， 在 此 以 后 的 运 动 过 程 中 ， 初 层 成 了 滤 料 的主 要 过 滤 层 ， 依 靠 初 层 的 作 用 ， 网 孔 较 大 的 滤 料 也 能 获 得 较 高 的 过 滤 效 率 。随 着 粉 尘 在 滤 料 表 面 的 积 聚 ， 除 尘 器 的 效 率 和 阻 力 都 相 应 的 增 加 ， 当 滤
3、 料 两侧 的 压 力 差 很 大 时 ， 会 把 有 些 已 附 着 在 滤 料 上 的 细 小 尘 粒 挤 压 过 去 ， 使 除 尘器 效 率 下 降 。 另 外 ， 除 尘 器 的 阻 力 过 高 会 使 除 尘 系 统 的 风 量 显 著 下 降 。 因 此 ，除 尘 器 的 阻 力 达 到 一 定 数 值 后 ， 要 及 时 清 灰 。 清 灰 时 不 能 破 坏 初 层 ， 以 免 效率 下 降 。袋式除尘器的结构图1.2 袋式除尘器的清灰方式主要有(1)气体清灰：气体清灰是借助于高压气体或外部大气反吹滤袋，以清除滤袋上的积灰。气体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反吸风清灰。
4、(2)机械振打清灰：分顶部振打清灰和中部振打清灰（均对滤袋而言） ，是借助于机械振打装置周期性的轮流振打各排滤袋，以清除滤袋上的积灰。 (3)人工敲打：是用人工拍打每个滤袋，以清除滤袋上的积灰。1.3 袋式除尘器的分类(1)按滤袋的形状分为：扁形袋（梯形及平板形）和圆形袋（圆筒形） 。 (2)按进出风方式分为：下进风上出风及上进风下出风和直流式（只限于板状扁袋） 。 (3)按袋的过滤方式分为：外滤式及内滤式。 滤料用纤维，有棉纤维、毛纤维、合成纤维以及玻璃纤维等，不同纤维织成的滤料具有不同性能。常用的滤料有 208 或 901 涤轮绒布，使用温度一般不超过 120，经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤
5、袋，使用温度一般不超过 250，棉毛织物一般适用于没有腐蚀性；温度在 80-90以下含尘气体。1.4 袋式除尘器的优点(1)除尘效率高，可捕集粒径大于 0.3 微米的细小粉尘，除尘效率可达 99%以上。 (2)使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以作为直接设于室内，机床附近的小型机组，也可作成大型的除尘室，即“袋房” 。 (3)结构比较简单，运行比较稳定，初投资较少（与电除尘器比较而言）,维护方便。 所以，袋式除尘器广泛应用于消除粉尘污染，改善环境，回收物料等。2.湿式石灰脱硫技 术 是 用 含 有 吸 收 剂 的 溶 液 或 浆 液 在 湿 状 态 下 脱 硫 和
6、处 理 脱 硫 产 物 ， 该法 具 有 脱 硫 反 应 速 度 快 、 设 备 简 单 、 脱 硫 效 率 高 等 优 点 ， 但 普 遍 存 在 腐 蚀 严重 、 运 行 维 护 费 用 高 及 易 造 成 二 次 污 染 等 问 题 。 石 灰 石 石 膏 法 脱 硫 工艺 是 世 界 上 应 用 最 广 泛 的 一 种 脱 硫 技 术 ， 日 本 、 德 国 、 美 国 的 火 力 发 电 厂 采用 的 烟 气 脱 硫 装 置 约 90%采 用 此 工 艺 。2.1 石 灰 石 石 膏 法 脱 硫 工 艺 原 理 及 流 程石 灰 石 石 膏 法 脱 硫 工 艺 采 用 廉 价 易 得
7、 的 石 灰 石 或 石 灰 作 脱 硫 吸 收 剂 ，石 灰 石 经 破 碎 磨 细 成 粉 状 与 水 混 合 搅 拌 成 吸 收 浆 液 ， 当 采 用 石 灰 为 吸 收 剂 时石 灰 粉 经 消 化 处 理 后 加 水 制 成 吸 收 剂 浆 液 。 在 吸 收 塔 内 ， 吸 收 浆 液 与 烟 气 接触 混 合 ， 烟 气 中 的 二 氧 化 硫 与 浆 液 中 的 碳 酸 钙 以 及 鼓 入 的 氧 化 空 气 进 行 化 学反 应 从 而 被 脱 硫 ， 最 终 反 应 产 物 为 石 膏 。 吸 收 塔 内 的 反 应 、 传 递 也 极 为 复 杂 ，总 的 反 应 为
8、： 脱硫后的烟气经除22423 COHaSOSCa雾器除去携带的细小液滴，经烟囱排入大气，脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收利用。剩余浆液与新加入的石灰石浆液一起循环，这样就可以使加入的吸收剂充分被利用，并确保石膏晶体的增长。石膏晶体的正常增长是最终产品处理比较简单的先决条件。新鲜的吸收剂石灰石浆液根据 pH 值和分离 SO2量按一定比例直接加入吸收塔。2.2 脱硫效率的主要影响因素湿式烟气脱硫工艺中，吸收塔循环浆液的 pH 值、液气比、烟气速度、烟气温度等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。2.1.1 吸收塔洗涤浆液的 PH吸收塔洗涤浆液中 pH 值的高低直接影响 SO2 的吸收率及设备的
9、结垢、腐蚀程度等 , 而且脱硫过程的 pH 值是在一定范围内变化的。长期的研究和工程实践表明, 湿法烟气脱硫的工艺系统一般要求洗涤浆液的 P H 值控制在 4.5 5.5之间。2.1.2 液气比石灰石法喷淋塔的液气比一般在(1525)L/m 3。取 L/G18L/m 3，则：液体用量 hLQL5410.652.3182.1.3 烟气流速和烟气温度目前, 将吸收塔内烟气流速控制在(2.63.5)m/s 较合理,典型值为3m/s。则吸收塔的截面积为： 240.3617.mVQA低洗涤温度有利于 SO2 的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在 100以下。100左右的原烟气进入吸收塔后,
10、经过多级喷淋层的洗涤降温, 到吸收塔出口时温度一般为(4570)。3.设计条件：锅炉型号：SHS35-39 即双锅筒横置式燃烧炉，蒸发量 35t/h，出口蒸汽压力39MP设计耗煤量：4.2t/h排烟温度： 160空气过剩系数： 5.2飞灰率=29%烟气在锅炉出口前阻力：850Pa设计煤成分： %2.63YCYH6YO%1YN8.0YS14AW18V污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中 2 类区新建排污项目执行连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度 200m， 弯头 40 个。904.设计计算4.1 计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度4.1.1 烟气量的计算质量/g 摩尔
11、数（原子）/mol需氧量（分子）/mol生成物（分子）/molC 632 632/12=52.67 52.67 52.7H 30 30/1=30 15/2=7.5 15O 60 60/16=3.75S 8 8/32=0.25 0.25 0.25A 140理论需要量： kgmol2.4605.7.652理论空气量： 3.10.4.实际烟气量： kgmQS 37.810425.24.679.125.0752 标态下烟气流量： hS 34.10.38设 计 耗 煤 量4.1.2 烟气含尘浓度 35.8437.8920mgQACSY飞 灰 率4.1.3 SO2的浓度 310916452SO4.2 除尘
12、器的选择4.2.1 除尘效率 %8.95108.4213CS4.2.2 除尘器的选择工况下烟气流量： smhTQ3344 .51058.2731605. 所以采用脉冲袋式清灰除尘器。4.3 除尘器的设计4.3.1 过滤面积34901658.0mvQA4.3.2 滤袋的尺寸单个滤袋直径： ，取D2D25单个滤袋长度： ，取L1L.8滤布长径比一般为 ，4053.4.3.3 每条滤袋面积 34.628.13mDLa4.3.4 滤袋条数 条1.4.690An4.3.5 滤袋布置 按矩形布置：（A）a.滤袋分 4 组;b.每组 36 条；c.组与组之间的距离：250mm（B）组内相邻滤袋的间距：70m
13、m（C）滤袋与外壳的间距：210mm4.4 喷淋塔4.4.1 喷淋塔内流量计算假设喷淋塔内平均温度为 ，压力为 120KPa，则喷淋塔内烟气流量为：C80式中： 喷淋塔内烟气流量， ；标况下烟气流量， ；K除尘前漏气系数，00.1；代入公式得： smQV 394.1706.20134.27835.1 4.4.2 喷淋塔径计算依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择喷淋塔内烟气流速 ，smv4则喷淋塔截面 A 为： 285.4.917mvQA则塔径 d 为： d39.214.取塔径 mD2404.4.3 喷淋塔高度计算喷淋塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。(1) 吸收区高度依据石
14、灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s，则喷淋塔的吸收区高度为：(2) 除雾区高度除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(3.43.5)m。则取除雾区高度为： mH5.32(3) 浆池高度浆池容量 V1按液气比浆液停留时间 t1确定：式中：液气比，取 ；GL318mLQ标况下烟气量， ；ht1浆液停留时间，s；一般 t1为 ，本设计中取值为 ，则浆池容积为：min8i4min53431 7.86018.0V选取浆池直径等于或略大于喷淋塔 D0，本设计中选取的浆料直径为 D05m，然后再根据 V1计算浆池高度：式中：h 0浆池高度，m；V
15、1浆池容积， ；3D0浆池直径，m。 mh26.451.378从浆池液面到烟气进口底边的高度为 0.8 2m。本设计中取为 2m。(4) 喷淋塔高度喷淋塔高度为： mhHt 76.23.4531621 4.4.4 新鲜浆料的确定 slgs OHCaSSOCa23221mol 1mol因为根据经验一般钙/硫为：1.05：1.1，此处设计取为 1.05 则由平衡计算可得 1h 需消耗 CaO 的量为： 31.0541075molh736.kg5.烟囱设计计算具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何
16、高度，因此烟囱的有效高度为：式中：H烟囱的有效高度，m；Hs烟囱的几何高度，m；烟囱抬升高度，m。5.1 烟囱的几何高度的计算查相关资料可得燃烧锅炉房烟囱最低允许高度设为 Hs为 60m5.1.1 烟气释放热计算式中： 烟气热释放率，kw；HQ大气压力，取邻近气象站年平均值；ap实际排烟量，v sm3烟囱出口处的烟气温度，433K；sT环境大气温度，K；a取环境大气温度 =293K，大气压力 =978.4kPaaTapsmQV 32.06.12034.716235. kwH 8.5.98.05.1.2 烟气抬升高度计算由 ，可得KTkwQksaH3,21210式中： 系数， 取 0.6， 取
17、0.4， 取 0.292，则：210,n12n0则烟囱有效高度5.1.3 烟囱直径的计算设烟气在烟囱内的流速为 ，则烟囱平均截面积为：smv2021.A则烟囱的平均直径 d 为： m18.4.3取烟囱直径为 DN1200mm，校核流速 v 得： sdQv6.192.43125.2 烟囱阻力损失计算烟囱亦采用钢管，其阻力可按下式计算：（4-5）式中： 摩擦阻力系数，无量纲；管内烟气平均流速， ；vsm烟气密度， ；3kg管道长度，m；l管道直径，m；d已知钢管的摩擦系数为 0.02，所以烟囱的阻力损失为： am pP1.4722.18.046902. 5.3 烟囱高度校核假设吸收塔的吸收效率为：
18、96%，可得排放烟气中二氧化硫的浓度为： 334.76109.%612 mgso 二氧化硫排放的排放速率： sQvvsos 8.2.2式中：为一个常数，一般取 ，此处取 0.7；zy1.50H烟囱有效源高； 32max 07.7.3941.68. mg国家环境空气质量二级标准日平均 的浓度为 ，SO307.15. g则设计符合要求。6. 管道系统设计计算管道采用薄皮钢管，管内烟气流速为 ，则管道直径 d 为：smvo15式中：Q烟气流量， ；烟气流速， ；ov1.2修正系数代入相关值得：结合实际情况，取为 1260mm，则实际烟气流速 为：v7.系统阻力的计算7.1 摩擦压力损失取 ，对于圆管
19、mL202vdlPL工作状态下的烟气密度： 3/84.016734.160273mkgn aL pp.29.87.2 局部压力损失 2vP弯头，9023.0 app50.219.48.040 个弯头 a86.40出口前阻力为 850Pa，除尘器阻力选 1400Pa，脱硫设备阻力选 100Paapp 9.370.291.7140858.风机的选择8.1 风量的计算 hmBtpQy 34343 10.625.102736105.1025.7321. 8.2 风压的计算 ayypyy pBtSpH 94.36.12035.1207365.19.3782.1 9. 33结合风机全压及送风量，选用 型离
20、心引风机，其性能参数见表 3。CY4表 3 型离心引风机性能参数机号 功率 WK转速 min/r流量 h/3全压 Pa6C 18.5 2850 802015129 33642452电机的效率式中；N e电机功率，kW；Q风机的总风量，m 3/h；-通风机全压效率，一般取 0.50.7；1-机械传动效率，对于直联传动为 0.95；2电动机备用系数，对引风机， =1.3；代入数据得： kwNe 87.149.061360349. 9.达标分析9.1 从从排放浓度核算在排烟温度 160下，SO 2的排放浓度 ，转换为烟囱3/1045.32 mgso出口温度 25： 12TP则 33 /9.50122
21、9867045.27351622 mgsos 设脱硫效率为 95.88，脱硫后：35.2069.51%8.9196122 gsoso 370g依据大气污染物排放标准中 2 类区新建排污项目执行，烟尘最高排放标标准 700mg/m3，所以本设计符合排放要求。9.2 从排放速率核算（1） 二氧化硫的排放速率设硫转化为二氧化硫的效率为 95.88%，则二氧化硫的排放速率为：0.958864420000.250.8% =5.15 200310hkg/k/其为 GB16297-1996 现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化硫最高允许排放速率，所以符合要求，设计合理。（2）烟气的排放速率可得出
22、口浓度为：7.22 （1-99.9%）= 7.22mg/m3150 mg/m3310检验烟气排放速率=总烟气量 烟气出口浓度= hkghmg10.06.5.52.344 ( 国标中二级排放区最高允许排放速率)，所以可得烟气排放速率也达hkg/10标，所以设计合理。9.3 从落地浓度核算地面最大浓度为： 32max 07.7.3941.68. mg本设计任务书中规定，污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中二类区新建排污项目执行。由锅炉大气污染物排放标准（摘自 GB 132712001）可查出烟尘最高允许排放浓度为 200mg/m3，二氧化硫的最高允许排放浓度为。GB16297-1996 现有污染
23、源大气污染物排放限值中二级排放区中二3/90mg氧化硫最高允许排放速率，比较得出排放浓度都不超标，因而设计合理，符合标准，所以该气体经处理后可以在国家 2 级标准下排放。9.4 总排放浓度核算烟尘的总排放浓度（按每年 300 天计算）：hgm/16.2/21630%9.102.73 国家规定的烟尘总排放浓度为 ，因为 ，所以符合排放标准。hg/525.的总排放浓度（按每年 300 天计算）：2SOhgm6.231036.98.014国家规定二氧化硫的总排放浓度为 ，因为 ，所以符合hg/424排放标准。参考文献1黄学敏，张承中.大气污染控制工程实践教程M.北京：化学工业出版社，20032张殿印
24、.除尘工程设计手册M.北京：化学工业出版社，20033罗辉.环保设备设计与应用M.北京：高等教育出版社，20034周兴求，叶代启.环保设备设计手册-大气污染控制设备M，北京：化学工业出版社，2003结束语：这次大气污染控制工程课程设计主要设计燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统，虽然时间很短，但我从中学到了不少东西。课程设计是大学学习的一次综合性考核，是对我们所学知识的一次综合性考核，是我们走向社会前的一次实践。通过这次课程设计，我不仅进一步掌握了我所学的砖业知识，而更能从设计中认识到实际工程设计与自己所想要达到的效果差异，对我们以后的工作遇到的问题，对我们有很大的帮助。同时也感谢老师给我们这次设计机会
25、。附图目录1.袋式除尘器 11.1 袋式除尘器的简介 11.2 袋式除尘器的清灰方式主要有 21.3 袋式除尘器的分类 21.4 袋式除尘器的优点 22.湿式石灰脱硫 22.1 石灰石 石膏法脱硫工艺原理及流程 32.2 脱硫效率的主要影响因素 32.1.1 吸收塔洗涤浆液的 PH32.1.2 液气比 32.1.3 烟气流速和烟气温度 33.设计条件： 44.设计计算 44.1 计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度 44.1.1 烟气量的计算 44.1.2 烟气含尘浓度 54.1.3 SO2 的浓度 54.2 除尘器的选择 54.2.1 除尘效率 54.2.2 除尘器的选择 54.3
26、 除尘器的设计 54.3.1 过滤面积 54.3.2 滤袋的尺寸 64.3.3 每条滤袋面积 64.3.4 滤袋条数 64.3.5 滤袋布置 64.4 喷淋塔 64.4.1 喷淋塔内流量计算 64.4.2 喷淋塔径计算 .64.4.3 喷淋塔高度计算 74.4.4 新鲜浆料的确定 85.烟囱设计计算 85.1 烟囱的几何高度的计算 95.1.1 烟气释放热计算 .95.1.2 烟气抬升高度计算 95.1.3 烟囱直径的计算 .105.2 烟囱阻力损失计算 105.3 烟囱高度校核 .116. 管道系统设计计算 117.系统阻力的计算 .127.1 摩擦压力损失 .127.2 局部压力损失 .128.风机的选择 .128.1 风量的计算 .128.2 风压的计算 .129.达标分析 .139.1 从从排放浓度核算 .139.2 从排放速率核算 .149.3 从落地浓度核算 .149.4 总排放浓度核算 .15参考文献 .16结束语： .17附图 .18
