SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计报告

第一篇：SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计报告

目录

目录..................................................................................................................................................0

前言...........................................................................................................................................1 1设计任务........................................................................................................................................1

1.1设计题目.............................................................................................................................1 1.2设计原始数据.....................................................................................................................1 设计内容及要求.......................................................................................................................1 2.1燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算.............................................................2

2.1.1理论空气量计算......................................................................................................2 2.1.2理论烟气量计算......................................................................................................2 2.1.3实际烟气量计算......................................................................................................2 2.1.4烟气含尘浓度计算..................................................................................................3 2.1.5二氧化硫浓度计算..................................................................................................3 2.1.6 处理流程.................................................................................................................3 2.2除尘设备的设计与计算.....................................................................................................3

2.2.1袋式除尘器的滤料及清灰形式..............................................................................3 2.2过滤面积计算.............................................................................................................4 2.3除尘器的选择.............................................................................................................4 2.3脱硫设备的设计与计算.....................................................................................................5

2.3.1石灰石用量计算......................................................................................................5 2.3.2吸收塔内流量计算..................................................................................................5 2.3.3吸收塔径计算..........................................................................................................5 2.3.4吸收塔高度计算......................................................................................................6 2.4烟囱设计计算.....................................................................................................................7

2.4.1烟气释放热计算......................................................................................................7 2.4.2烟囱直径的计算......................................................................................................8 2.4.3烟气抬升高度计算..................................................................................................9 2.4.4烟囱的几何高度计算..............................................................................................9 2.4.6烟囱高度校核..........................................................................................................9 3 设计心得.............................................................................................................................10 附录：排放标准；参考文献

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前言

我国大气污染特征，除尘技术概述，脱硫技术概述（至少8千字）

1设计任务

1.1设计题目

SHF20-25型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计

1.2设计原始数据(学号尾号不同，原始数据不同)新建一锅炉型号：SHF20-25，双锅筒横置式沸腾炉，蒸发量20t/h，出口蒸汽压力25Mpa。设计耗煤量：2.4t/h 设计煤成分：CY=62.5%，HY=4%，OY=3%，NY=1%，SY=1.5%，AY=20% WY=8%；排烟温度：160C；空气过剩系数＝1.2；飞灰率＝35％；烟气在锅炉出口前阻力800Pa。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。

设计内容及要求

（1）根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。（2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响因素等。（3）除尘设备结构设计计算（袋式除尘器）（4）脱硫设备结构设计计算（石灰石湿式除尘）（5）烟囱设计计算（7）绘制系统流程图一张

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2.1燃煤锅炉烟气量、烟尘及二氧化硫的浓度计算

2.1.1理论空气量计算

以1kg中硫烟煤燃烧为基础，则：

C H O N S 灰分 H2O 质量/g 625 40 30 10 15 200 80

物质的量/mol(分子）

52.08 20 0.94 0.36 0.47 — 4.44

理论需氧量/mol

52.08 10 — — 0.47 — —

所以理论需氧量为：

Q152.08100.470.9461.61mol/kg

假定干空气中氮和氧的摩尔比为3.78，则1kg中硫煤完全燃烧所需要的理论空气量为：

Q2Q1(3.781)61.61(3.781)294.05mol/kg

2.1.2理论烟气量计算

Q352.08200.474.4461.613.78309.88mol/kg 2.1.3实际烟气量计算

空气过剩系数1.2时，实际烟气量为：

Q4Q3Q20.2309.88294.500.2368.78mol/kg 即368.7822.48.26m3/kg 1000烟气流量Q应以m3/h计，设实际耗煤量为m=2400kg，所以标况下实际烟气量：

QQ4m8.26240019824m3/h

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2.1.4烟气含尘浓度计算

烟气含尘浓度： CVA0.152003.63g/m33630mg/m3 Q48.26式中： V —飞灰率

A —灰分

Q4—标准状态下实际烟气量，m3/kg。2.1.5二氧化硫浓度计算

C1640.473.65g/m33650mg/m3

Q42.1.6 处理流程

画流程图，并对流程进行说明

2.2除尘设备的设计与计算

2.2.1袋式除尘器的滤料及清灰形式

由于烟气的温度为160C，可以选择玻璃纤维滤袋，选用的清灰方式为逆气流清灰，根据表1选择过滤气速vF1.0m/min。

表1 粉尘种类 飞灰（煤）

纤维种类 玻璃、聚四氯乙

烯

玻璃 玻璃

清灰方式

逆气流、脉冲喷吹、机械振动

逆气流 逆气流

过滤气速/(m/min)

0.58~1.8 飞灰（油）飞灰（焚烧）

1.98~2.35 0.76

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2.2过滤面积计算

160C下的烟气流量为：

QQPTN101.325(273160)1982431442.45m3/h PNT101.325273式中：Q—标准状态下实际烟气量，m3/h

PN—当地实际大气压，取一个标准大气压，即PN=P=101.325KPa

TN—排烟温度 所以总过滤面积：

AQ31442.452 524.04m60vF601.02.3除尘器的选择

根据除尘器的处理烟气量和总过滤面积，可以选定除尘器型号规格，参考《除尘器手册》选择DFC-6-524型号的反吹袋式除尘器[3]。其主要性能与主要结构尺寸见下表：

表2 DFC-6-524型号反吹袋式除尘器的性能参数

型号 DFC-6-524 滤袋尺寸/mm 1806100

材质 涤纶或玻纤 滤袋数量/条

152

过滤风速/

处理风量过滤面积/m2(m/min)/(m3/h)1.0 31440 524 除尘器阻力使用温度/C 室数/个 /KPa 1.5~2.0 4 130或280

主要结构尺寸（mm）： 型号

DFC-6-524 h 810

H1

H2

15398 6060

H3 4920

a 3938

b 4012

D 700

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2.3脱硫设备的设计与计算

2.3.1石灰石用量计算

3650200100%94.5%，设系统钙硫比1.2，36502.410001.5%则需去除的SO2的mol数为：0.94510001063mol/h

32按照排放标准，则脱硫率至少为一天内石灰石的消耗量为：10631.21002412756024g3.06144t 2.3.2吸收塔内流量计算

假设吸收塔内平均温度为80C，压力为120KPa，则吸收塔内烟气流量为：

QVQ273t101.325(1K)273Pa

式中：QV—吸收塔内烟气流量，m3/s；

Q—标况下烟气流量，m3/s；

K—除尘前漏气系数，0~0.1；

Qv2.3.3吸收塔径计算

1982427380101.325(10.05)6.31m3/s 3600273120依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择吸收塔内烟气流速v3m/s，则吸收塔截面A为：

Qv6.312.102m v A则塔径d为：

d4Aπ42.101.64 m3.14取塔径D01700mm。

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2.3.4吸收塔高度计算

吸收塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池[6]。

（1）吸收区高度：依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，设吸收塔喷气液反应时间t=3s，则吸收塔的吸收区高度为：

H1vt339m

吸收区一般设置3～6 个喷淋层，每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，本设计中设置4 个喷淋层，喷淋层间距为2m，入口烟道到第一层喷淋层的距离为2m，最后一层喷淋层到除雾器的距离1m。

（2）除雾区高度：除雾器用来分离烟气所携带的液滴,在吸收塔中,由上下两极除雾器(水平或菱形)及冲水系统(包括管道、阀门和喷嘴等)构成。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴[8]。最后一层喷淋层到除雾器的距离1m,除雾器的高度为2.5m ,除雾器到吸收烟道出口的距离为0.5m。

则取除雾区高度为：H24m

（3）浆池高度：浆池容量V1按液气比浆液停留时间t1确定：

V1式中：

LQt GL—液气比，一般为15～25L/m3，取15L/m3； G

Q—标况下烟气量，m3/h；

t1—浆液停留时间，s，一般t1为4min~8min，本设计中取值为5min；

V11551982424.78m3 100060选取浆池直径等于吸收塔D0，本设计中选取的浆池直径D1为1700mm，然后再根据V1计算浆池高度：

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H34V1πD12

式中：H3—浆池高度，m；

V1—浆池容积，m3；

H3424.7810.92m

3.141.71.7从浆池液面到烟气进口底边的高度为0.82m。本设计中取为1.5m。

（4）喷淋塔烟气进口高度设计：

3.210.52m，烟气出口高度与进口高度相同 20

喷淋塔烟气进口高度h4

（5）吸收塔高度：

HH1H2H39410.921.50.52226.46m

2.4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高度，因此烟囱的有效高度为：

HHSΔH 式中：H—烟囱的有效高度，m；

HS—烟囱的几何高度，m；

ΔH—烟囱抬升高度，m。2.4.1烟气释放热计算

QH0.35PaQvΔT Ts

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式中：QH—烟气热释放率，kw；

Pa—大气压力，近似取一个标准大气压101.325kPa；

Qv—实际排烟量，m3/s

Ts—烟囱出口处的烟气温度，433K；

Ta—环境大气温度

取环境大气温度Ta=293K，大气压力Pa=101.325kPa

ΔTTsTa433393140K 环境大气压下的烟气流量：

Qv19824273160101.325(10.05)9.17m3/s 3600273101.325

QH0.35PaQvΔT140 kw0.351013.295.171051.46Ts4332.4.2烟囱直径的计算

烟囱平均内径可由下式计算

4Qv

πυ

D式中：Qv—实际烟气流量，m3/s；

υ—烟气在烟囱内的流速，m/s，取20m/s。

49.170.76 m

3.1420

D取烟囱直径为DN800mm；

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校核流速v4Qv49.1718.25m/s。πD23.140.8022.4.3烟气抬升高度计算

由QH＜1700kw，可得

H2(1.v5)sD0.01HQu

式中：s—烟囱出口流速，取20m/s；

D—烟囱出口内径，m；

u—烟囱出口处平均风速，取10m/s.ΔH2.4.4烟囱的几何高度计算

本设计的锅炉燃煤量为2.4t/h，根据表2中锅炉总容量与烟囱最低允许高度的关系，取烟囱几何高度为HS30m。

表3 锅炉房总容量与烟囱最低允许高度关系 2(1.5200.800.011051.46)6.90m

10锅炉房总容量（t/h）

<1 1～2 2～4 4～10 10～20 20～40

则烟囱有效高度为：

MW <0.7 0.12～1.4 1.4～2.8 2.8～7 7～14 14～28

烟囱最低允许高度（m）25 30 35 40 45

HHSΔH306.936.9 m2.4.6烟囱高度校核

假设吸收塔的吸收效率为80%，可得排放烟气中二氧化硫的浓度为：

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CSO2(180%)3650730mg/m

二氧化硫排放的排放速率：

vso2CSO2Qv7309.17103g/s6.69g/s

用下式校核 ：

ρmaxρyρz2vso2ρyπuHeρz2

式中：—为一个常数，一般取0.5~1，此处取0.8；

26.69100030.80.098mg /m23.141035.7e

ρmax3查得国家环境空气质量二级标准时平均SO2的浓度为0.5mg/m,所以设计符合要求。设计心得

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