大气课程设计任务书中北大学课程设计说明书学生姓名：徐宁学号： 08040141X61学院：信息商务学院专业：环境工程题目：DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计指导教师：赵光明职称: 讲师2011年 6月10日中北大学课程设计任务书 2009/2010 学年第二学期学院：化工与环境学院专业：环境工程学生姓名：徐宁学号： 08040141X61 课程设计题目： DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计起迄日期： 5 月 30 日～ 6 月 10 日课程设计地点：环境工程专业实验室指导教师：赵光明系主任：王海芳下达任务书日期: 2011年 5月 4日课程设计任务书课程设计任务书目录题目：DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式 (1)除尘湿式脱硫系统设计 (1)1.设计题目DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计 (3)V Y＝15％；属于中硫烟煤 (3)3.设计内容及要求 (3)1.引言 (6)2.燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 (8)2.1所以由上表可得燃煤1kg的理论需氧量为： (8)2.2干空气中氮和氧物质的量之比为3.78，则1kg该煤完全燃烧理论需空气量为：82.3实际所需空气量为： (8)2.4燃烧1kg该煤产生的理论烟气量为： (9)2.5二氧化硫质量为： (9)2.6烟气中飞灰质量为： (9)2.7160℃时烟气量为： (9)2.8二氧化硫浓度为： (9)2.9灰尘浓度为： (9)2.10锅炉烟气流量为： (9)3.袋式除尘器的设计 (10)3.1袋式除尘器的除尘机理 (10)3.2 袋式除尘器的主要特点 (10)3.3 除尘效率的影响因素 (11)3.4 运行参数的选择 (11)4.袋式除尘器设计 (12)5.填料塔的设计及计算 (15)5.1吸收SO2的吸收塔的选择 (15)5.2脱硫方法的选择 (16)5.3填料的选择 (18)5.4湿式石灰法脱硫运行参数的选择和设计 (18)(1) 吸收区高度 (19)(2) 除雾区高度 (19)(3) 浆池高度 (20)6.烟囱设计计算 (21)6.1烟囱出口直径的计算: (21)6.2 烟气的热释放率: (21)6.3 烟囱几何高度: (21)6.4烟气抬升高度: (22)6.5烟囱高度： (22)6.6烟囱底部直径: (22)6.7烟囱抽力： (22)6.8烟囱排放核算 (23)7.阻力计算 (24)7.1 管道阻力计算 (24)7.2除尘器压力损失 (25)7.3 烟囱阻力计算 (26)7.4系统总阻力的计算 (26)8.引风机和电动机计算和选择 (27)8.1 风机风量的计算 (27)8.2 风机风压的计算 (27)8.3 电动机功率核算 (27)9.总结 (29)参考文献 (30)1.引言在目前，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。
我国是煤炭资源十分丰富的国家，一次能源构成中燃煤占75％左右。
随着经济建设的持续性快速发展，以煤炭为主要构成的能源消耗也在持续增长。
就我国煤碳消耗量从1990年的9.8亿吨增加到1995年的12.8亿吨；二氧化硫排放总量随着煤碳消费量的增长而急剧增加到1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万吨；工业燃烧煤排放的烟尘总量1478万吨；工业粉尘排放量约为639万吨；全国汽车拥有量已超1050万辆比1990年增加3420万辆，汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化物排放总量逐年上升。
到1997年，我国烟尘排放总量为1 565×10 t，，其中燃煤排放占排放总量的80％以上，在世界各国的排放量中位于前列，这已经成为制约我国经济和社会发展的重要环境因素。
2000年，我国二氧化硫排放量为1995万吨，居世界第一位。
据专家测算，要满足全国天气的环境容量要求，二氧化硫排放量要在基础上，至少消减40%左右。
此外，2000年，我国烟尘排放量为1165万吨；工业粉尘的排放量为1092万吨，大气污染是我国目前第一大环境问题。
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。
2.燃煤锅炉烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算已知： 设计耗煤量：610kg/h设计煤成分：C Y =61.5% H Y =4% O Y =3% N Y =1% S Y =1.5% A Y =21%W Y =8%；V Y ＝15％；属于中硫烟煤排烟温度：160℃空气过剩系数＝1.4飞灰率＝22％假设燃烧1Kg 该燃煤，计算可得下表：表1.1 1Kg 煤燃烧计算表2.1所以由上表可得燃煤1kg 的理论需氧量为：78.6094.047.01025.512=-++=O n mol/Kg 煤V 2O =60.78⨯22.4=1361.5L/Kg 煤2.2干空气中氮和氧物质的量之比为3.78， 则1kg 该煤完全燃烧理论需空气量为：V 0a =1361.5⨯(1+3.78)=6508L ≈6.5m 32.3实际所需空气量为：V a = 6.5⨯1.4=9.1m 3/Kg 煤2.4燃烧1kg 该煤产生的理论烟气量为：V 0fg =V 2CO +V O H 2+V 2SO +V 2N=（51.25+10+4.44+0.47+0.36+60.78⨯3.78）⨯10004.22 =6.64m 3实际烟气量为： V fg =6.64+9.1-6.5=9.24m 32.5二氧化硫质量为：m 2SO =0.47⨯64=30.08g=30080mg2.6烟气中飞灰质量为：m A =210⨯0.22=46.2g=46200mg2.7160℃时烟气量为： V=00T T V =273)160273(24.9+⨯=14.7m 32.8二氧化硫浓度为：ω2SO =20467.1430080=mg/m 32.9灰尘浓度为：ωA =7.1446200=3143mg/m 32.10锅炉烟气流量为：Q=V ⨯610=14.7⨯610=8967m 3/h=2.49m 3/s3.袋式除尘器的设计3.1袋式除尘器的除尘机理含尘气体通过袋式除尘器时，其过滤过程分两个阶段进行]1[。
首先，含尘气体通过清洁滤料(新的或清洗过的植料)，粉尘被捕集，此时滤料纤维起过滤作用，过滤效率为50一80％。
随着过滤过程的进行，被阻留的粉尘不断增加一部分灰尘嵌入滤料内部，另一部分则覆盖在滤料表面形成一层粉尘层，此时含尘气体主要通过粉尘层进行过滤这是袋式除尘器的主要滤尘阶段。
袋式除尘器的除尘效率之所以很高，主要依靠滤料表面形成的这层粉尘层。
袋式除尘器的捕尘机理包括筛滤、惯性碰撞、拦截、扩散、重力沉降]2[3.2 袋式除尘器的主要特点(1) 除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的除尘效率，一般可达99％。
如果在设计和维护管理时给予充分注意，除尘效率不难达到99.9％以上。
(2) 适应性强，可以捕集不同性质的粉尘。
例如，对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器比电除尘器优越。
此外，入口含尘浓度在一相当大的范围内变化时，对除尘效率和阻力的影响都不大。
(3) 使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到数十万立方米。
可以做成直接安装于室内、机器附近的小型机组，也可以做成大型的除尘器室。
(4) 结构简单，可以因地制宜采用直接套袋的简易袋式除尘器，也可采用效率更高的脉冲清灰袋式除尘器。
(5) 工作稳定，便于回收干料，没有污泥处理、腐蚀等问题，维护简单。
(6) 应用范围受到滤料耐温、耐腐蚀性能的限制，特别是在耐高温性能方面，目前涤纶滤料适用于120—130℃，而玻璃纤维滤料可耐250℃左右，若含尘气体温度更高时，或者采用造价高的特殊滤料，或者采取降温措施。
这会使系统复杂化，造价也高。
(7) 不适宜联结性强及吸湿性强的粉尘，特别是含尘气体温度低于露点时会产生结露，致使滤袋堵塞。
(8) 处理风量大时，占地面积大，造价高。
(9) 滤料是袋式防尘器中的主要部件，其造价一般占设各费用的10％一15％左右，滤料需定期更换，从而增加了设备的运行维护费用，劳动条件也差。
3.3 除尘效率的影响因素除尘效率是衡量除尘器性能最基本的参数，它表示除尘器处理气流中粉尘的能力，它与滤料运行状态有关，并受粉尘性质、滤料种类、阻力、粉尘层厚度，过滤风速及清灰方式等诸多因素影响。
3.4 运行参数的选择此次用袋式除尘器所除烟气系含硫煤燃烧生成，其温度高，其中颗粒物摩擦强，又有一定浓度的二氧化硫和水蒸气，腐蚀性强，通过对表2.1及表2.2中各种滤料和清灰方式的研读，决定采用聚四氟乙烯滤料，反吹风方式清灰。
选用长4米，直径100毫米的圆筒形滤布。
160℃时，烟气密度大约为0.8173/m Kg ，烟囱出口处大约为0.7563/m Kg 。
国标中二类地区排放烟气最大浓度为2003/m mg 。
设计的除尘器的除尘效率为：%64.933143200110=-=-=C C t η 袋式除尘器的除尘效率一般都在99％以上，完全符合此次设计的要求。
表3.1 各种滤料性能]4[表3.2 袋式除尘器的部分使用情况]5[ 1-m4.袋式除尘器设计由前面计算可知进口烟气流量为:Q=8967m 3/h=149.5m 3/min=2.5m 3/s进口烟气浓度为：3143mg/m 3采用气流反吹清灰式除尘器，取其过滤速度取：u F =1m/min计算用烟气量为：s m m h m Q Q /3m in /4.179/1076089762.12.1331===⨯=⨯= 则可得烟气所要经过的总的滤袋面积为：A=11Q =179.4m 2 设计袋的直径为：D=100mm=0.1m设计袋的高度为：L=4.0m=4000mm则可得每条滤袋的面积为：2256.141.014.314.3m L D s =⨯⨯=⨯⨯= 可得所需滤袋的条数为：n=s A =256.14.179=143条 选用144条滤袋，重新计算气布比： u F =144256.14.179⨯ =0.99m/min只有一个滤室，每个滤室分2个组，则每个组有滤袋72条,分布为长方向上为6条滤袋，宽方向上为12条滤袋，一般袋与袋之间的距离为50—70mm,此处设计中取袋与袋之间的距离为50mm,即0.05m 。
为了便于安装与检修，两个组之间留500mm 宽的检修通道。
边排滤袋与壳体间留出距离为300mm 。