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1、精选优质文档-倾情为你奉上大气污染控制工程 课程设计系 别： 环境与市政工程系 专 业： 环境工程 姓 名： 吕继飞 学 号： 课程设计题目：某化工有限公司三废混燃炉烟气脱硫尘工程设计 起 迄 日 期：2013.01.072013.01.11 指 导 教师: 姜立民 张霞 焦桂芝目录专心-专注-专业前言在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。随着国民经济的发展，能源的消耗量逐步上升，大气污染物的排放量相应增加。而就我国的经济和技术发展就我国的经济和技术发展水平及能源的结构来看，以煤炭为主要能源的状况在今后相当长时间内不会有根本性的改变。我国的大气污染仍将以
2、煤烟型污染为主。因此，控制燃煤烟气污染是我国改善大气质量、减少酸雨和SO2危害的关键问题。人类不仅能适应自然环境，而且还能开发利用自然资源，改造自然环境，使环境更加适合于人类生存。在人为活动影响下形成的环境，称为次生环境。工农业生产排放大量有毒有害污染物，严重污染大气、水、土壤等自然环境，破坏生态平衡，使人类生活环境的质量急剧恶化，人类生产和生活活动排入环境各种污染物，特别是生产过程排放的污染物种类极多，而且随着科学技术和工业的发展，环境中污染物的种类和数量还在与日俱增。这些污染物随同空气、饮水和食物进入人体后，对人体健康产生各种有害影响 。大气污染是随着产业革命的兴起，现代工业的发展，城市人
3、口的密集，煤炭和石油燃料的迅猛增长而产生的。近百年来，西欧，美国，日本等工业发达国家大气污染事件日趋增多，世界上由大气污染引起的公害事件接连发生，例如：英国伦敦烟雾事件，日本四日市哮喘事件，美国洛杉矶烟雾事件，印度博帕尔毒气泄漏事件等等，不仅严重地危害居民健康，甚至造成数百人，数千人的死亡。我国随着经济的快速发展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物等有毒有害的污染物质急剧增多。空气污染以煤烟型为主，主要污染物是二氧化硫和烟尘。据统计，1990年全国煤炭消耗量10.52亿吨，到1995年煤炭消耗量增至12.8亿吨，二氧化硫排放量达2232万吨。超过欧洲和美国，居世界首位。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃
4、煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染。如不严格控制，到2010年我国煤炭消耗量增长到15亿吨时，二氧化硫排放量将达2730万吨。 因而已经到了我们不得不面对的时候，我们这里我们将用科学的态度去面对去防治。1 大气污染控制工程课程设计任务书一、设计时间及地点1、时间：第19周2、地点：九号楼A504二、设计题目某化工有限公司三废混燃锅炉烟气脱硫除尘工程设计三、设计目的：加深理解课本所学知识，培养学生所学理论和有关工程知识，综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在运算、绘图、查阅资料和设计手册使用等基本技能方面得到训练和提高。通过设计，了解工程设计的内容
5、、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。三、 设计原始资料：1. 单位生产情况设计项目为160t/h+175t/h三废锅炉，燃料为某工业区洗中煤，掺烧化肥厂造气炉排出的废渣和废气。其中60t/h三废余热锅炉：燃用洗中煤及炉渣：1216t/h，造气炉吹风气气流量5000080000m3/h，H2S含量8001000mg/m3；其中75t/h三废余热锅炉：燃用洗中煤及炉渣：1520t/h，造气炉吹风气气流量5000080000m3/h，H2S含量8001000mg/m3。治理工程在厂区内60 m 50 m范围内，烟管出锅炉房
6、的相对标高为3.5 m。2. 煤质资料参数序号项目符号单位1工作基碳份Car%22262工作基氢份Har%1.92.43工作基氧份Oar%8104工作基氮份Nar%-5工作基硫份Sar%0.61.06工作基水份Mar%1.221.937工作基灰份Aar%49593. 灰成分分析序号名称符号单位设计煤种校核煤种1二氧化硅SiO2%52.750.982三氧化二铝Al2O3%28.3632.083三氧化二铁Fe2O3%53.854氧化钙CaO%4.644.125氧化镁MgO%1.381.446氧化钾K2O%1.791.047氧化钠Na2O%0.210.148三氧化硫SO3%1.512.269五氧化二
7、磷P2O5%0.220.6010二氧化钛TiO2%0.860.964. 气象和地理条件序号气象和地理条件参数1多年平均大气温度15.62多年极端最高气温42.33多年极端最低气温-15.34多年平均相对湿度67%5多年平均风速2.4m/s6累年瞬时最大风速20m/s7最大冻土深度22cm8最大积雪深度22cm9地基承载力230kPa10抗震设防烈度6度11设计基本地震加速度值0.05g6. 排放浓度 按国家相关排放标准四、 设计内容和要求：1. 基本熟悉各类除尘器的除尘机理以及选用原则。掌握管道设计与计算，初步达到具有独立进行大气污染控制工程的设计能力。2. 净化系统设计方案的分析确定。3.
8、除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。4. 管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。5. 风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。6. 编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。7. 编写设计计算书：根据设计说明书确定的工程主要设计参数、工艺条件，计算各工
9、艺设备、管道工程、动力工程。计算出的设计设备及其大样应画附图，并注明相关尺寸。管道工程等应列表计算。8. 图纸要求：（）、除尘系统图一张（推荐图幅A2）。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。（）、除尘系统平面图一张（推荐图幅A2）。五、 设计进度：（）、周3，完成文献查阅，编写设计说明书；（）、周45，完成图纸绘制；1.1 烟气脱硫方法分析 在国际上，工业发达国家对二氧化硫的排放有严格的标准，燃煤厂普遍安装了烟气脱硫装置。其中绝大部分脱硫采用的是石灰石石灰法。日本和德国是世界上脱硫石膏的主要生产国和利用国，美国、英国、奥地利、荷兰等国，也均取得了较好的经济和社会效益。 烟气脱硫
10、治理分干法和湿法2种。目前使用范围最广的脱硫方法是湿法脱硫，约占脱硫总量的80以上。常用的湿法脱硫方法，根据其所选用的吸收剂不同，又可分为石灰石石灰法、钠碱法、双碱法、氧化镁法、氨法等。烟气脱硫工艺中的石灰石法，主要采用细度200-300目的石灰石粉与水混合后制成石灰石浆液，然后输送至吸收塔内，再通过喷淋雾化装置使其与烟气接触，并吸收烟气，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎与化浆系统。由于石灰石活性较低，脱硫过程需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，以保证达到足够的脱硫效率，因此，采用该方法脱硫的运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰粉活性大大高于石灰石，可提高脱硫效率。石灰法
11、存在的主要问题是塔内容易结垢 钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的SO2，并可副产高浓度SO2气体或Na2SO3，它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点，适合于烟气SO2浓度较高的废气S02吸收处理。但同时也存在副产品回收困难、运行费用高等缺点。 双碱法Na2CO3/Ca(0H)2是在石灰法基础上结合钠碱法，利用钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2。吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生，从而使钠离子能循环吸收利用。该工艺是在综合石灰法与钠碱法的特点基础上通过改进的结果。主要解决了石灰法在塔内易结垢的问题，又具备钠碱法吸收效率高的优点。脱硫副产物
12、主要为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后)。与氧化镁法相比，钙盐不具污染性，因此不产生废渣的二次污染。氧化镁法采用氧化镁与SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸镁，它们通过煅烧可重新分解出氧化镁，同时回收较纯净的SO2气体，脱硫剂可循环使用。由于氧化镁活性比石灰水高，脱硫效率也较石灰法高。它的缺点是氧化镁回收过程需煅烧，工艺较复杂，但若直接采用抛弃法，镁盐会导致二次污染，总体运行费用也较高。 氨法采用氨水作为SO2的吸收剂，SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨酸法、氨亚硫酸氨法和氨硫酸氨法。氨法主要优点是脱硫效率高(与钠碱法相似)，副产物可
13、作为农业肥料。 由于氨易挥发，使吸收剂消耗量增加，脱硫剂利用率不高；脱硫对氨水的浓度有一定的要求，若氨水浓度太低，不仅影响脱硫效率，而且水循环系统庞大，使运行费用增大：浓度增大，势必导致蒸发量的增大，对工作环境产生影响。而且氨易与净化后烟气中的SO2反应，形成气溶胶，使得烟气无法达标排放。氨法的回收过程也是较为困难的，投资费用较高，需配备制酸系统或结晶回收装置，如中和器、结晶器、脱水机、干燥机等，系统复杂，设备繁多，管理、维护。1.2 烟气除尘方法分析 通过烟气除尘，对空气中的粉尘颗粒物质进行处理，达到治理和防范粉尘污染的作用，从而改善空气质量，改善人类的生存和发展的环境，对人们生活质量的提高
14、起到了积极的作用。烟气除尘是指利用各种除尘对空气中的粉尘颗粒污染物进行处理的技术。下面主要的工业锅炉烟气除尘方法分类名称基本原理优缺点适用锅炉种类湿式除尘麻石水膜除尘器通过麻石砌筑，烟气由底部切向进入，同时水流通过顶部水槽沿内壁流下，与烟气充分混合，将烟尘带走除尘效率：98-99%，运行稳定，效率最高，投资较大，耐腐蚀，耐磨，适用寿命长，管理简单，无堵塞现象占地面积小适合所有锅炉文丘里除尘器利用文丘里结构，烟气进入的同时，喷水膜，与烟气充分混合达到除尘效果除尘效率98%运行稳定，造价中等，耐腐蚀，耐磨，适用寿命长，管理简单，无堵塞现象占地面积小适合所有锅炉干式除尘旋风除尘器利用旋转气流产生的离
15、心力将尘粒从含尘气流中分离出来的除尘装置除尘效率可达80%以上，投资少，结构简单体积较小除尘效率高，负荷适应性强，操作管理简单适合中小容量锅炉静电除尘利用高压电场使烟气发生发生电离气流中的粉尘荷电与电场作用下与气流分离除尘烟气量大，阻力低，除尘受粉尘静电性能效率高，处理影响较大，外形庞大，投资昂贵，运行维护要求较高工业锅炉极少使用多用于水泥生产的除尘袋式除尘器含尘烟气通过过滤材料，尘粒会被过滤下来，过滤材料捕集粗尘粒主要靠惯性碰撞作用，捕集细粉尘靠扩散和筛分作用除尘效率高，负荷适应强，袋式材料使用寿命短，设备结构复杂，体积庞大，投资大工业锅炉极少使用多用于水泥生产的除尘1.3设计依据和原则锅炉
16、设备是燃料的化学能转化为热能，又将热能传递给水，从而产生一定温度和压力的蒸汽和热水的设备。 (1)燃料燃烧就是供给足够的氧气，也就是想炉膛内供给足够的空气。(2)冬季室外温度：-1，设备安装在室外，考虑在冬天设备的防冻措施，以及冬季排气冷凝形成的水雾、烟雾等。(3)按锅炉大气污染物排放标准（GB 132712001）中二类区标准执行，故建地应在二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。(4)在设计过程中要考虑各除尘器的除尘效率，设备用费等各项技术经济条件。通过计算，根据工况下的烟气量、烟气温度及达到的除尘效率选择除尘器。我选择的是XL型旋流式水膜脱硫除尘
17、技术工艺，这是一种非常典型的湿法烟气脱硫除尘工艺，具有结构简单、压力损失小、操作稳定、脱硫除尘效率高等优点。(5)根据气液相对运动的不同，喷雾除尘脱硫装置可以分为逆流型和错流型。逆流型是烟气向上运动，雾滴由喷嘴喷出向下运动，使气液得以充分混合，完成除尘脱硫过程;错流型是雾滴由喷嘴向下喷出，而烟气水平流动。此外，在一些喷雾脱硫塔中，还有采用顺流型的，即烟气向上运动，雾滴由喷嘴向上喷出，与烟气同向流动，来增加气液接触时间，提高传质效果，同时与逆流布置相比可以减小压力损失，但在应用中还是以逆流型更为常用。按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：烟尘浓度排放标准 (标准状
18、况下）： 200mg/m3二氧化硫排放标准 (标准状况下）： 900mg/m32 工艺计算2.1 排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1.1标准状态下理论空气量 =2.44式中 C，H，S，O 分别代表煤中各元素所含得质量分数其中C: 25%,H: 2%,S: 0.8%,O: 10%2.1.2标准状态下理论烟气量 =2.68()式中 标准状态下理论空气量W-煤中水分的质量分数N-N元素在煤中的质量分数2.1.3标准状态下实际烟气量 式中a空气过量系数 a 取1.2 Qa标准状态下理论空气量，m3/kg Qs标准状态下理论烟气量，m3/kg 标准状态下烟气流量Q应以计, 2.1.4 烟气含尘浓度
19、每小时烟气的体积:锅炉一:燃用洗中煤及炉渣15t/h,造气量50000m3/h;锅炉二：燃用洗中煤及炉渣18t/h,造气量50000 m3/h;两个锅炉的造气量共为m3,温度为60摄氏度，转化为标准状态下体积V=273/(273+60)=81982 m3M1=3.1815000+3.1818000+81982=m3烟尘的总质量:m2=0.160.50(15000+18000)=2640kg烟尘的浓度c=2640kg/m3=14.12103mg/m3 2.1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (1)洗中煤及炉渣中 每小时产生二氧化硫的质量为:20.008(15000+18000)=528kg
20、(2)造气炉吹风气流中:每小时通入H2S的质量为1000(50000+50000)/=100kg,转化为SO2质量为10064/34=188kg每小时产生的SO2的总质量为528+188=716kg。SO2的浓度为C=716kg/m2=3830mg/m22.2 除尘效率 =1-Cs/C式中C标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3 Cs标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3=1-=98.58%so2=1-=76.50%2.3 除尘器的选择 工况下的烟气流量 Q=QT/T式中Q标准状态下的烟气流量T工况下的烟气温度，KT标准状态下温度，273K Q=/（273+60）/273=2.28105m
21、3/h则烟气流量为Q/3600=2.28105/3600=63.33 m3/s2.4袋式除尘设计计算因烟气温度为60，则选用玻璃纤维作为滤料,玻璃纤维滤料可长期工作在260左右；选用脉冲喷吹的清灰方式，它可以实现全自动清灰净化效率可达99%，VF=2.04.0m/min,取VF=4m/min由除尘效率为98.58%，烟气流量为2.28105m3/h.2.4.1 计算总过滤面积计算公式 (4-1) 2.4.2滤袋尺寸的计算 本设计采用圆形滤袋，这种圆形滤袋直径通常在0.10.4m之间。袋长为26m,袋间距一般为0.050.07m。滤袋与外壳距离设为700mm。取直径D0.3m， 袋长l5m，袋间
22、距d=0.06m(1)每条滤袋面积a 计算公式: (4-2) (2)滤袋条数n计算公式: (4-3) (3)对n=202进行校核 校核： (4-4) 根据过滤面积和烟气流量，选定型号为QMC-96D离线长袋脉冲袋式除尘器其基本参数为过滤面积：50m2-7680m2，处理风量为7500m3/h-920600m3/h2.4.3 除尘器外形尺寸的计算202个袋取225个，取1515的矩阵排列,则除尘室宽除尘室长在除尘袋上方加净气室,高1.5m则除尘器的总高1.5+5=6.5m2.4.4 灰斗的相关计算在底部安装灰斗，设倾角为60，灰斗安装在距布袋边缘100mm处,由： 6.742（0.70.1）=5
23、540mm所以，灰斗上口尺寸,6000m6000m。设下口尺寸为: 500mm500mm可算出灰斗高为:（1）灰斗的容积 计算公式: (4-5) 式中: 灰斗高度 上底面积 下底面积 根据工况下烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率来确定除尘器（袋式除尘器）袋式除尘器是使含尘气体通过滤袋滤去其中离子的分离捕集装置，是过滤式袋式除尘器中一种，其结构形式多种多样，按不同特点可分为圆筒形和扁形；上进气和下进气，内滤式和外滤式，密闭式和敞开式；简易，机械振动，逆气流反吹，气环反吹，脉冲喷吹与联合清灰等不同种类,其性能比较如下表：除尘种类除尘效率%净化程度特点简易袋式30中净化机械振动袋式90中净化要求滤
24、料薄而光滑，质地柔软，再过滤面上生成足够的振动力。脉冲喷吹袋式99细净化清灰方式作用强度很大，而且其强度和频率都可以调节，清灰效果好气环式袋式99细净化适用高湿度、高浓度的含尘气体，造价较低，气环箱上下移动时紧贴滤袋，使滤袋磨损加快，故障率较高 通过我组比较最终决定选用袋式除尘器，根据处理烟气性质及不同型式的袋式除尘器的优缺点，最终决定选用QMC696D型系列逆喷脉冲袋式除尘器。 脉冲袋式除尘器是一种周期性的向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋上积尘的袋式除尘器，它具有处理风量大，除尘效率高的优点，而且清灰机构设有运动部件，滤袋不受机械力作用，损伤较小，滤袋使用周期长的特点。用除尘器手册
25、中选取MC系列逆喷脉冲袋式除尘 结构特点:主要由上箱体，中箱体，下箱体，排灰系统与喷嘴系统等几个主要部分组成。上箱体内设有多孔板，滤袋，滤袋框架；下箱体包括进气口、灰斗、检查门；排灰系统由减速装置和排灰装置组成；控制仪、控制阀、脉冲阀、喷嘴管与气包等组成喷吹系统。 工作原理：含尘气体由下箱体的进风口进入除尘器内经过滤袋过滤。粉尘被阻留在袋外，净化气体进入袋内经过文氏管，由排风口排出机外，阻留在滤袋上的粉尘通过用电控（D）、机控（J）或气控（Q）中的一种方式，控制开启脉冲阀定时分排，对滤袋进行清灰，其主要性能与主要结构尺寸见下表：型号过滤面积m2滤袋数量/条处理风量m3/h脉冲阀个数/个外形尺寸
26、/长*高*宽QMC96D722257500166740*6500*6740设备质量/kg滤袋尺寸/mm设备阻力/Pa除尘效率入口含尘浓度g/m3过滤风速/m/min1116.80300*10001200150099%21424主要结构尺寸：型号AA1BB1HQMC96D16781150134011003660影响因素：过滤风速、滤料风速、滤料种类、清灰方式、入口含尘浓度、处理气体性质、净化物料种类等3. 管网阻力及压损的计算 3.1 管径的确定 d= 式中 Q工况下管道内的烟气流量 ，m3/s 烟气流速，m/s-1取=21m/s-1（对于锅炉烟尘v=2030m/s） d =1.96m圆整并选取
27、风道外径D/mm钢制板风管外径允许偏差/mm壁厚/mm200011内径=d1=2000-21=1998mm由公式可计算出实际烟气流速： =20.21m/s3.2 摩擦压力损失 pL=式中 L管道长度,m d 管道直径，m 烟气密度，kg/m, 管中气流的平均速度，m/s摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。可以查手册得到（实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道值可取0.04）。对于2000的圆管L=30m =n273/(273+160)=1.4273/333=1.148 kg/m3pL= 3.3 局部压力损失 图中一为30Z形弯头，查表得=0.157(Pa)图
28、中二为一渐扩管，=20则=0.3(Pa)图中三为一渐缩管， =45，则=0.1图中四五均为90弯头，D=2000mm，取R=D，则=0.23对于如图三通管，=0.78对于T形汇流三通管，=0.55，则则系统总阻力其中锅炉出口前阻力800Pa，除尘器阻力1200Pa（一般为12001500Pa）3.3 烟囱的设计3.3 烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定见表确定烟囱的高度。锅炉房装机总容量MW0.70.71.41.42.82.877141428t/h1122441010202040烟囱最低允许高度m202530354045故
29、两个锅炉的燃煤量之和为15t+18t=33t选定烟囱高度为45m。3.4 烟囱直径的确定烟囱出口内径可按如下公式计算： 式中Q通过烟囱的总烟气量，m3/h 按表3-3-2选取的烟气出口烟气流速烟囱出口烟气流速m/s，选W=18m/s，d =2.12m 圆整取 d=2.2m 烟囱出口烟气流速通风方式运行情况全负荷最小负荷机械通风102045自然通风68253烟囱底部直径：d1=d+2iH=2.12+20.0245=3.92m d烟囱出口直径 m H烟囱高度 mi烟囱锥度，取I=0.02 烟囱的抽力： H 烟囱高度 m tk外界空气温度 tp烟囱内烟气平均温度 B当地大气压 Pa=69.580pa
30、4 主要附属设备的选型及设计4.1 标准状态下风机风量的计算 式中1.1风量备用系数； Q标准状态下风机前风量，m3/h tp风机前烟气温度，C，若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度； B当地大气压，kPa。 m3/h4.2 风机风压的计算 风机风压：Hy=式中1.2风压备用系数 h系统总阻力，Pa Sy烟囱抽力，Pa 风机前烟气温度，C t风机性能表中给出的试验用气体温度，C y标准状态下烟气密度，kg/m3 根据Qy和Hy选定Y645128C的引风机，性能如下表4-2-1。表4-2-1Y645128C的引风机性能参数机号传动方式转速/（r工况序号流量/全压/Pa全压效率/%有效功率/kw1
31、0C220019181353382.618.824.3 电动机功率的计算Ne=式中Qy风机风量， 电动机备用系数，对引风机，=1.3Ne=根据电动机的功率，风机的转速，传动方式选定Y200L4B3型的电动机参数见表4-3-1。表4-3-1Y200L4B3型的电动机性能参数型号转速功率传动皮带（内周长根数）Y200L4B31470300C2794 65 喷淋塔的设计及计算5.1吸收SO2的吸收塔的选择名称 操作参数 优点 缺点 填料塔 空塔气速2.05.0m/s液气比0.51.0L/m3压力损失2001000Pa结构简单，设备小，制造容易，占空间小；液气比小，能耗低；气液接触好，传质较易，可同时
32、除尘、降温、吸收 不能无水运行 自激湍球塔液气比110L/m3喷淋密度6m3/(m2.h)压力损失500Pa/m空塔气速0.51.2m/s结构简单，制造容易； 填料可用耐酸陶瓷，较易解决防腐蚀问题； 流体阻力较小，能量消耗低； 操作弹性较大，运行可靠。 不能无水运行筛板塔 空塔气速1.03.0m/s小孔气速1622m/s液层厚度4060mm单板阻力300600Pa喷淋密度1215 m3/(m2.h)结构较简单，空塔速度高，处理气量大； 能够处理含尘气体，可以同时除尘、降温、吸收； 大直径塔检修时方便 安装要求严格，塔板要求水平； 操作弹性较小，易形成偏流和漏液，使吸收效率下降。 喷淋塔 空塔气
33、速2.54.0m/s液气比1330L/m3压力损失5002000Pa结构简单，造价低，操作容易； 可同时除尘、降温、吸收，压力损失小 气液接触时间短，混合不易均匀，吸收效率低； 液体经喷嘴喷入，动力消耗大，喷嘴易堵塞； 产生雾滴，需设除雾器 通过比较各种设备的性能参数，填料塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点，具有很高的脱硫效率，所以选用填料塔吸收二氧化硫。5.2脱硫方法的选择5.2.1工艺比较湿法脱硫是采用液体吸收剂洗涤SO2烟气以除去SO2的技术本设计为高浓度SO2烟气的湿法脱硫近年来尽管半干法和干法脱硫技术及其应用有了较大的发展空间,但是湿法脱硫仍是目前世界上应用最广的脱硫技术,其
34、优点是技术成熟,脱硫效率高,操作简便,吸收剂价廉易得适用煤种范围广,所用设备较简单等优点。常用方法有石灰/石灰石吸收法、钠碱吸收法、氨吸收法其工艺比较见下表：项目优点缺点石灰/石灰石吸收法脱硫效率高，吸收剂资源广泛，价格低廉，副产品石膏可用建筑材料系统复杂，占地面积大，造价高，容易结垢造成堵塞，运行费用高，只使用大型电站锅炉氢氧化钠吸收法价格便宜，脱硫效率高，副产品的溶解度特性更适用加热解吸过程，可循环利用，吸收速度快高温下NaHSO3转换成Na2SO3,丧失吸收二氧化硫的能力氨吸收法脱硫效率高，运行费用低吸收剂在洗涤过程中挥发产生氨雾，污染环境，投资大综合本工艺流程图及上述几种常用脱硫的优缺
35、点比较,经过比较全面考虑,最终我们组选用钠碱吸收法进行脱硫,即采用NaOH来吸收烟气中的SO2,再用石灰石中和再生,再生后的溶液继续循环利用。该法吸收剂采用钠碱，故吸收率较高，可达95%，而且吸收系统内不生成沉淀物，无结垢和阻塞问题。其反应机理： 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 Na2SO3同样可以吸收SO2，达到循环吸收的效果。5.2.2工艺流程介绍1.工艺流程介绍 含SO2烟气经除尘、降温后送入吸收塔，塔内喷淋含NaOH溶液进入洗涤净化，净化后的烟气排入大气。从塔底排出的吸收液被送至再生槽加CaCO3惊醒中和再生.将再
36、生后的吸收液经固液分离后,清夜返回吸收系统;所得固体物质加入H2O重新浆化后,鼓入空气进行氧化可得石膏.2.工艺过程一、脱硫反应： Na2SO3 + SO2 NaSO3 + CO2 （1） 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O （2） Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 （3） 其中： 式（1）为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应； 式（2）为再生液pH值较高时（高于9时），溶液吸收SO2的主反应； 式（3）为溶液pH值较低（59）时的主反应。二、氧化过程(副反应) Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4 （4） NaHSO3 + 1/2O2 NaHSO
37、4 （5）三、再生过程 Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3 （6） Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O （7）四、氧化过程 CaSO3 + 1/2O2 CaSO4 （8） 式（6）为第一步反应再生反应，式（7）为再生至pH9以后继续发生的主反应。脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统，再生的NaOH可以循环使用。5.3喷淋的选择在热烟气温度大于75，烟气流速在15m/s，浆液Ph大于9， 石灰石浆质量浓度在10%15%之间，液气比在825，气液反应时间35s，气流速石灰度为3.
38、0m/s，喷嘴出口流速10m/s，喷淋效率覆盖率200%300%，脱硫石膏含水率为40%60%，一般喷淋层为36层，烟气中体积分数为4000/，脱硫系统阻力在25003000Pa.5.3.1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： 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； =（273+80）/273 101.324/ 120 (1+0.05) =.54 5.3.2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v=2m/s，则喷淋塔截面A为： A = Q /v =59.52/2 =29.76m2/
39、s则塔径d为： 取塔径D。= 6210mm5.3.3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=5s，则喷淋塔的吸收区高度为： H1=vt=25=10m(2) 除雾区高度1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：(3) 浆池高度浆池容量按液气比浆液停留时间确定： 式中： 液气比，取18； Q标况下烟气量，； 浆液停留时间，；一般为，本设计中取值为，则浆池容积为： 选取浆池直径等于或略大于喷淋塔，本设计中选取的浆池直径为3.5m，然后再根据计算浆池高度： 式中：浆池高度，； 浆池容积，； 浆池直径，。 从浆池液面到烟