当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

除尘-《大气污染》课程设计指导书


一、课程设计的目的
通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容, 并使所学的知识系统化, 培养运用所学理论知识 进行净化系统设计的初步能力。通过设计,了解工程设计的内容、方法及步骤,培养学生确定大气污染 控制系统的设计方案、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。

二、课程设计计算说明 课程设计计算说明 设计计算
1

、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 、烟气量、 (1)标准状态下理论空气量 Qa’=4.76×(1.867CY+5.56HY+0.7SY-0.7OY) (m3/kg)

式中:CY, HY, SY, OY -分别为煤中各元素所含的质量分数。 (2)标准状态下理论湿烟气量(设空气含湿量 12.93g/m3) Q’s=1.867(CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Q’a+0.79Q’a+0.8NY 式中:Q’a-标准状态下理论空气量,m3/kg; WY-煤中水分所占质量分数,%; NY-N 元素在煤中所占质量分数,%。 (3)标准状态下实际烟气量 Qs=Q’s+1.016(a-1) Q’a 式中:a-空气过量系数 Q’s-标准状态下理论烟气量,m3/kg; Q’a-标准状态下理论空气量,m3/kg。 注意:标准状态下烟气流量 Q 以 m3/h 计,因此,Q= Qs×设计耗煤量 (4)标准状态下烟气含尘浓度 (m3/kg) (m3/kg)

C=

d sh ? AY Qs

(kg/m3)

式中:dsh-排烟中飞灰占煤中灰分(不可燃成分)的质量分数,排放因子,%; AY-煤中灰分(不可燃成分)的含量,%; Qs-标准状态下实际烟气量,m3/kg。 (5)标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算

C SO2 =

2 × 0 .8 S Y × 10 6 Qs

(mg/m3)

式中:SY-煤中含可燃硫的质量分数;

Qs-标准状态下燃煤产生的实际烟气量,m3/kg。 2、除尘脱硫装置的选择设计 、除尘脱硫装置的选择设计 脱硫装置的选择

注:可以选择湿式脱硫除尘一体化装置,亦可采用先除尘后脱硫工艺。 可以选择湿式脱硫除尘一体化装置,亦可采用先除尘后脱硫工艺。 湿式脱硫除尘一体化装置
(1)除尘脱硫装置应达到的净化效率:

η = 1?

Cs C

式中:C-标准状态下烟气含尘、SO2 浓度,mg/m3; Cs-标准状态下锅炉烟尘、SO2 排放标准中规定值,mg/m3。 (2)除尘器的选择 根据烟尘的粒径分布和种类、 工况下的烟气量、 烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器的种类、 型号及规格。确定除尘器的运行参数,如气流速度、压力损失等。 (3)脱硫装置 若采用先除尘后脱硫工艺, 本设计建议脱硫设施采用填料塔进行吸收净化, 只确定其塔径和填料层 高度。具体步骤如下: ①吸收剂的选择。 本设计选用石灰石浆液作为吸收液。 ②填料的选择。 填料可为气体液两相提供良好的传质条件。 选用的填料应满足以下基本条件: 1 具有较大的比表面 ○
2 4 积和良好的润湿性;○具有较高的孔隙率(多在 0.45-0.95) 3 对气流的阻力较小;○尺寸适当。通常 ;○

不应大于塔径的 110 ~ 性见表 1。

1

8

5 ;○耐腐性、机械强度大、造价低、堆积密度小、稳定性好等。几种填料的特

表 1 填料特性
填料类别及名义尺寸 15 陶瓷拉西环 (乱堆) 25 40 50 陶瓷拉西环 (整沏) 50 80 100 实际尺寸 (外径*高*厚) 15*15*2 25*25*2 40*40*4.5 50*50*4.5 50*50*4.5 80*80*9.5 100*100*13 比表面积 (A)/(m /m ) 330 190 126 93 124 102 65
2 3

孔隙率 /(m /m ) 0.70 0.78 0.75 0.81 0.72 0.57 0.72
2 3

堆积密度 (PP)/(kg/m ) 690 505 577 457 673 962 930
3

填料因子( φ ) /m-1 1020 450 350 205

(二)液泛气速与填料塔的压降 液泛气速是填料塔正常操作气速的上限。当空塔气速超过液泛气速时,填料塔持液量迅速增加,压

降急剧上升,气体夹带液沫严重,填料塔的正常操作被破坏。 填料塔的压降影响动力消耗和正常操作费用。 影响压降和液泛气速的因素很多, 主要有填料的特性。 气体和液体的流量及物理性质等。埃克特(Echert)等人提出的填料塔压降。液泛和各种因素之间的关 系见图 1。

图 1 填料塔液泛点与压降的通用关系图 图中最上方的三条线分别为弦栅、 整砌拉西环及各类型乱堆填料的液泛线, 三条线左下方的线为等 压降线。
2 0 ρ G 0.5 WL u 0 φψρ G ? L.2 图中横坐标为 ( ) ,纵坐标为 ρL WG gρ L

其中,

WL ——液气比 WG

ρ G 、 ρ L ——气体、液体密度,kg/m3

? L —— 液体粘度,Pa·s;
φ —— 填料因子,m-1
ψ —— 水的密度与液体的密度之比;
u 0 —— 空塔气速,m/s
g —— 重力加速度

(三)填料塔塔径的计算 填料塔直径 D 取决于处理的气体量 Q 和适宜的空塔气速 u 0 ,即:

D=

4Q πu 0

Q(m3/s)一般由生产任务所给定; u 0 一般由填料塔的液泛速度确定根据生产经验, u 0 取值可由 填料塔的液泛速率 u t 确定,即 u 0 =0.66~0.80 u t ,也可从有关手册中查得。u 0 小则塔径大,动力消耗少, 但设备投资高;反之, u 0 大则压降大,塔径小,动力消耗大,但是设备投资少。由上式计算出的塔径 应按照国内压力容器公称直径标准 (JB-1153-73) 圆整, 直径在 1m 以下时, 间隔为 100mm; 直径在 100mm 以上时,间隔为 200mm。 (四)最小吸收剂用量 LS min 的计算 设化学反应的方程式为

A + bB → C
物料衡算:
GB (CG1 ? CG2 ) = Ls (CB1 ? CB 2 ) + Ls (C A1 ? C A2 ) b

对于快速反应与瞬间反应, Ls (C A1 ? C A 2 ) 可忽略不计,吸收剂最小用量相当于 CB1=0 时的吸收剂 用量:
LS min = GB (CG1 ? CG 2 )b CB2

式中 C A1 、 C A 2 —分别为气体入口与出口处溶液中组分 A 的摩尔浓度,kmol/m3;

C B1 、 C B 2 —分别为气体入口与出口处溶液中组分 B 的摩尔浓度,kmol/m3;
C G1 、 C G 2 —分别为气体入口与出口处溶液中组分 C 的摩尔浓度,kmol/m3;
(五) 伴有化学反应的吸收塔高的计算 塔高的推导(详见教材) 。 塔高按下式计算:

z=

G PA1 dPA k G aP ∫PA 2 PA ? PAi L γ L aρ L

z=



C B1

CB 2

dC B βC Ai

当传质过程由气相控制时, PAi = 0 ,由上式得:

z=

P G ln A1 k G aP PA 2

3、确定除尘脱硫设备、风机和烟囱的位置及管道的布置 、确定除尘脱硫设备、 脱硫设备 (1)各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。 一旦确定了各装置的位置, 管道的 布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单,紧凑,管路短,占地面积小,并使安装、 操作和检修方便。 (2)管径的确定

d=
式中:Q-工况下管内烟气流量,m3/s;

4Q (m) πv

v-烟气流速,m/s, (可查有关手册确定,对于锅炉烟尘 v=10~15m/s) 。 管径计算出以后,要进行圆整(查手册) ,再用圆整后的管径计算出实际烟气流速。实际烟气流速 要符合要求。 4、烟囱的设计 、 (1)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 (GB13271-2001)中的规定(见表 2)确定烟囱的高度。 表 2 锅炉烟囱高度表 锅炉房装机总容量 烟囱最低允许高度 (3)烟囱直径的计算 烟囱出口内径可按下式计算 MW t/h m <0.7 <1 20 0.7~<1.4 1~<2 25 1.4~<2.8 2~<4 30 2.8~<7 4~<10 35 7~<14 10~<20 40 14~<28 20~<40 45

d = 0.0188
式中:Q-通过烟囱的总烟气量,m3/h;

Q u

(m)

u-按表 3 选取的烟囱出口烟气流速,m/s。

表3 通风方式 机械通风 自然通风 烟囱底部直径:

烟囱出口烟气流速(m/s) 运行情况 全负荷时 10~20 6~10 最小负荷 4~5 2.5~3

d1 = d 2 + 2 ? i ? H
式中:d2-烟囱出口直径,m;

(m)

H-烟囱高度,m; i-烟囱锥度,通常取 i=0.02~0.03。
(3)烟囱的抽力:

S y = 0.0342 H (
式中:H-烟囱高度,m; tk-外界空气温度,℃;

1 1 ? )P 273 + t k 273 + t p

(Pa)

tp-烟囱内烟气平均温度,℃; P-当地大气压,Pa。 5、系统阻力的计算 、系统阻力的计算 (1)摩擦压力损失 对于圆管:

?pL = λ

L ρu 2 ? d 2

(Pa)

式中:L-管道长度,m; d-管道直径,m;

ρ-烟气密度,kg/m3;
u-管中气流平均速率,m/s;

λ-摩擦阻力系数,是气体雷诺数 Re 和管道相对粗糙度

K 的函数。可以查手册得到(实 d

际中对金属管道λ值可取 0.02,对砖砌和混凝土管道λ值可取 0.04) 。 (2)局部压力损失

?p = ξ

ρv 2
2

(Pa)

式中:ξ-异形管件的局部阻力系数,可在有关手册中查到,或通过实验获得; u-与ξ相对应的断面平均气流速率,m/s;

ρ-烟气密度,kg/m3。
6、风机和电动机选择及计算 、 (1)风机风量的计算

Q y = (1 + K 1 )Q ×

273 + t p 273

×

101.325 P

(m3/h)

式中:K1-考虑系数漏风所附加的安全系数。一般管道取 K=0.1;除尘管道取 K=0.1~0.15; Q-标准状态下风机前标态下风量,m3/h; tp-风机前烟气温度,℃,若管道不太长,可以近似取锅炉排烟温度; P-当地大气压力,kPa。 (2)风机风压的计算

?p y = (1 + K 2 )(∑ ?h ? S y )

Tp ρ0 = (1 + K 2 )(∑ ?h ? S y ) 0 (m3/h) ρ T0 p

式中:K2-考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数。一般管道取 K=0.1~0.15,除 尘管道取 K=0.1~0.2; ∑△h-系统总阻力,Pa; Sy-烟囱抽力,Pa; ρ0、p0、T0-风机性能表中给出的标准状态的空气密度、压力、温度。一般说,p0=101.3kPa,对 于引风机 T0=200℃,ρ0=0.745kg/m3。 ρ、p、T-运行工况下进入风机时的空气密度、压力、温度。 计算出风机风量 Qy 和风机风压△py 后, 可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择风机的型号。 (3)电动机功率的计算

Ne =
式中:Qy-风机风量,m3/h; △py-风机风压,Pa;

Q y ?p y β 3600 × 1000η1η 2

(kW)

η1-风机在全压头时的效率(一般风机为 0.6,高效风机约为 0.9) ; η2-机械传动效率,当风机与电动机直联传动时η2=1,用连轴器时η2=0.95~0.98,用
V 形带传动时η2=0.95;

β-电动机备用系数。对引风机,β=1.3。
根据电动机的功率,风机的转速,传动方式选择电动机型号。

三、课程设计进度安排
第 1 天:分发设计任务书及指导书,明确设计任务; 第 2 天:查阅资料,初步确定设计方案; 第 3~4 天:确定处理工艺,各处理主体设备或构筑物设计计算; 第 5~7 天:编制设计说明书,绘制工艺流程图及主体设备图;

四、课程设计考核方法及成绩评定
课程设计结束时,要求提交课程说明书 1 份(附相关图纸) ; 考核的内容包括:说明书和图纸的质量;完成题目的难度;独立完成设计情况。 成绩评定:一般采用优、良、中、及格、不及格五级记分制。

五、课程设计教材及主要参考资料
1、课程设计教材 郝吉明,马广大等编著. 大气污染控制工程. 第 1 版.北京:高等教育出版社,1989 2、主要参考资料 ①蒲恩奇,任爱玲等编.大气污染治理工程. 北京:高等教育出版社,2002 ②张殿印,王纯主编.除尘工程设计手册.化学工业出版社,20003.9 ③黄学敏等主编。 《大气污染控制工程实践教程》 ,化学工业出版社,2003 ④除尘设备设计安装.运行维护及标准规范操作指南(上)(中)(下).吉林音像出版社,2003.9 ⑤罗辉主编. 环保设备设计与应用. 北京:高等教育出版社,1997 ⑥钢铁企业采暖通风设计手册.北京:冶金工业出版社,2000 ⑦陆耀庆主编.供暖通风设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1987 ⑧同济大学等编. 锅炉及锅炉房设备. 北京:中国建筑工业出版社,1986 ⑨风机样本.各类风机生产厂家


相关文章:
除尘-《大气污染》课程设计指导书
《大气污染控制工程实践教程》 ,化学工业出版社,2003(第 3、4 章为课程设计模板) ⑥ 张殿印。 《除尘工程设计手册》.化学工业出版社,20003.9(P396 排烟囱的...
除尘-《大气污染》课程设计指导书 (1)
新型布袋式除尘器的设计 7页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 除尘-《大气污染》课程设计指导书 (1...
除尘-《大气污染》课程设计任务书
《大气污染》课程设计指导... 10页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 ...
《大气污染》课程设计指导书
大气污染控制工程 课程设计指导书 嘉兴学院 南湖学院化学与纺织工程系 2014 年 ...《大气污染控制工程实践教程》 ,化学工业出版社,2003 ④ 除尘设备设计安装.运行...
《大气污染控制工程》课程设计指导书
《大气污染控制工程》课程设计指导书_工学_高等教育_教育专区。大气污染课程设计...和设计方法,进行除尘、除硫、 脱氮等大气污染控制工程设计,使学生在大气污染...
《大气污染控制工程》课程设计指导书、任务书
《大气污染控制工程》课程设计指导书、任务书_工学_高等教育_教育专区。大气课程...正确划分和布置排风除尘系统、合理确定设计方案; 3、确定除尘系统形式,管道设备...
通风除尘课程设计指导书
除尘-《大气污染》课程设计... 10页 2财富值如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 ...
《大气污染控制工程》课程设计指导书
《大气污染控制工程》课程设计指导书_工学_高等教育_教育专区。《大气污染控制工程...除尘器、风机、烟囱的烟气 流量应按各点的温度计算。 1. 烟气在管道中的温度...
大气污染控制与工程课程设计指导书
大气污染控制与工程课程设计指导书 1. 设计题目某地燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计 2. 设计目的通过本课程设计的综合训练, 使环境工程专业学生掌握 《大气污染控制...
大气污染控制工程课程设计指导书2015-2
《大气污染控制工程》课程设计指导书指导教师:王琼 蒋朝晖 宋剑飞 一、 烟气量...四、 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 1、各装置及管道布置的原则 ...
更多相关标签:
大气污染课程设计 | 大气污染控制课程设计 | 电除尘焊接作业指导书 | 除尘打磨作业指导书 | 锅炉课程设计指导书 | 课程设计指导书 | 水信息技术课程指导书 | 单片机课程设计指导书 |