湿式除尘设计

目 录 摘 要 1 关键词 1 2 1 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 题目 2 2 原始数据及条件 2 3 设计目的 2 4、设计要求 2 5 设计内容 2 5.1 引言 4 5.2 方案的选择及说明 4 5.2.1 除尘器性能指标 4 5.2.2 除尘器的选择 4 5.3 湿式除尘器的结构和工作原理 5 5.4 设计原则 5 5.5 主要设备设计计算 5 5.5.1烟气含量的计算 6 5.5.2 换热器的选择 6 5.5.3管道计算 5.5.4 除尘系统的设计 9 5.5.5烟囱的设计计算 10 14 5.5.6 风机的选择以及计算 15 5.5.7 排灰量计算及清灰方式 6. 总结 18 21 参考文献 某小型燃煤电站锅炉烟气湿式除尘系统设计 摘 要：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。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。 随着我国经济的快速发展，我们不得不应对日益严重的烟尘的威胁。湿式除尘器作为提高空气质量的重要环保设备，由于效率高、能耗低、能处 理大烟气量的高温烟气，是各种工业废气污染控制设备中最为优秀的一种。其功能正是将工业排放烟气中的颗粒烟尘加以清除， 从而大幅度降低排入大气层中的 烟尘量， 改善环境污染， 提高空气质量。 本设计结合我国烟气除尘选用喷淋塔除尘，净化燃煤3074.6kg/h所产生的烟气，烟气含尘浓度为1.49g/m3。除尘的工艺流程为：高温烟气从锅炉排出经过换热器后，进入喷淋塔净化，在风机的作用下，由烟气管道烟囱外排，净化后的烟气能够满足环保法规的相关要求，满足排放标准。 关键词：燃煤电站；含尘烟气；烟气处理；喷淋塔除尘 1 设计题目 某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计 2 原始数据及条件 ① 锅炉型号：FG-35/3.82-M型（35t蒸气/h）； ② 设计耗煤量： 3074.6 kg/h； ③ 排烟温度：150℃； ④ 空气过剩系数：α= 1.2 ； ⑤ 烟气密度（标态）：1.37kg/m3 ⑥ 室外空气平均温度；4℃； ⑦ 锅炉出口前烟气阻力：1025Pa； ⑧ 烟气其他性质按空气计算； ⑨ 燃煤组成：褐煤2：C=84.9%，H=3.19%，S=0.27%，N=0.76%，O=1.07%，水分=8.80%， 灰分=1.01%，排灰系数28%； ⑩ 按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：200mg/m3。 3 设计目的 通过课程设计进一步消化和巩固大气污染控制工程理论课所学的内容，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、实用技术资料、编写设计说明书的能力。 4、设计要求 ⑴ 编制一份设计说明书，主要内容包括： ① 引言 ② 方案选择和说明（附流程简图） ③ 除尘（净化）设备设计计算 ④ 附属设备的选型和计算（喷淋塔、管道、风机） ⑤ 设计结果列表 ⑥ 设计结果讨论和说明 ⑦ 注明参考文献和设计资料 ⑵ 绘制除尘（净化）系统平面布置图、立面布置图、轴测图 ⑶ 绘制除尘（净化）主体设备图 5 设计内容 5.1 引言 我国是以燃煤为主的能源结构的国家，煤产量已据世界第一位，年产量达到12亿吨上，2000年达15亿吨，2010年将达到18亿吨。煤炭占一次能源消费总量的75%。燃煤造成的大气污染有粉尘、SO2、NOX和CO2等，随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫也不断增加，连续多年超过2000万吨，已居世界首位，致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。按污染的工业部门来分，其顺序是火电厂、化工厂和冶炼厂。其中燃煤电厂污染物的排放量占全部工业排放总量的50%左右（个别地区可能达到90%以上）。 煤是我国的主要能源，主要用于发电、人们日常生活等方面，在国民经济运行中具有举足轻重的地位,煤在燃烧过程中排放出大量的烟气，其主要包括二氧化硫、二氧化碳等气体，过量的燃煤产生大量的二氧化硫和二氧化碳是造成“温室效应”的主要原因。目前，我国低水平的煤的利用率既造成严重的环境污染又浪费了能源。国家和地方有关部门应加大对燃煤的污染防治设施建设的投入力度，提高煤燃烧污染防治能力，最大限度地减少煤燃烧排放出的烟气对环境的污染。本设计目的意义在于设计一套有效处理燃煤厂产生的废气处理设施，使排放的气体达到国家排放标准。 本设计主要采用除尘系统对烟气进行除尘，下面对几种主要的除尘器进行介绍。 从含尘气流中将粉尘分离出来并加以捕集的装置称为除尘装置或除尘器。除尘器是除尘系统中的主要组成部分，其性能如何对全系统的运行效果有很大的影响。按照除尘器分离捕集粉尘的主要机理，可将其分为机械式除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器四类。 ① 机械除尘器 机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力、离心力等）的作用使颗粒物与气体分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。 重力沉降室：通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置。含尘气体进入重力沉降室以后，由于扩大了流动截面积而使得气体流速大大降低，使得较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。 惯性除尘器：含尘气体通过沉降室，冲击到设置在沉降室的各种挡板，气体方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。 旋风除尘器：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。 ② 湿式除尘器 湿式除尘器是使含尘气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞以及其他捕集颗粒或使粒径增大的装置。根据湿式除尘器的净化原理，可以讲其大致分为七类：重力喷雾洗涤器；旋风洗涤器；自激喷雾洗涤器；板式洗涤器；填料洗涤器；文丘里洗涤器；机械诱导喷雾洗涤器。 ③ 过滤式除尘器 过滤式除尘器又称为袋式过滤器，工作原理是：含尘气体从除尘器下部进入圆筒形滤袋，在通过并列安装的滤袋时，由于滤料的阻留，粉尘就被捕集在滤袋的内表面上，净化后的气体从除尘器上部的出口排出。而沉积在滤袋上的粉尘，可用机械振打的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗。 ④ 电除尘器 电除尘器的主体结构是钢结构，全部由钢焊接而成，外表面覆盖蒙皮（薄钢板）和保温材料，为了设计制造和安装的方便。结构设计采用分层形式，每片由框架式的若干根主梁组成，片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要，主梁之间加焊次梁，对于如此庞大结构，如何均按实物连接，其工作量与单元数将十分庞大。按工程实际设计要求和电除尘器主体结构设计，主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤；阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择；风载作用下结构表面蒙皮（薄板）与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择 5.2 方案的选择及说明 5.2.1 除尘器性能指标 表 5-1 除尘设备的分类及基本性能 除尘器名称 适用的粒径 范围（μm） 效率 （%） 阻力 （Pa） 设备费 运行费 重力沉降室 >50 <50 50 少 少 惯性除尘器 20-50 50-70 300 少 少 旋风除尘器 5-15 60-90 800 少 中 喷淋塔除尘器 1-10 80-95 600 少 中下 卧式旋风水膜除尘器 ≥5 95-98 800 中 中 冲激式除尘器 ≥5 95 1000 中 中上 电除尘器 0.5-1 90-98 50 多 中上 袋式除尘器 0.5-1 95-99 1000 中上 大 文丘里除尘器 0.5-1 90-98 4000 少 大 除尘器性能指标包括技术性能指标和经济性能指标，其中，前者包括含尘气体处理量、除尘效率、阻力损失，后者包括总费用（含投资费用和运转费用）、占地面积、使用寿命上述各项指标是除尘设备选用及研发的依据。表5-1列举了各种除尘设备的基本性能。 5.2.2 除尘器的选择 在选择除尘器过程中，应全面考虑一下因素： ① 除尘器的除尘效率 ② 选用的除尘器是否满足排放标准规定的排放浓度； ③ 注意粉尘的物理特性（例如黏性、比电阻、润湿性等）对除尘器性能 有较大的影响另外，不同粒径粉尘的除尘器除尘效率有很大的不同； ④ 气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力 的出净化设备，去除粗大粉尘，以使设备更好地发挥作用； ⑤ 气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素； ⑥ 所捕集粉尘的处理问题； ⑦ 设备位置，可利用的空间、环境条件等因素； ⑧ 设备的一次性投资（设备、安装和 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 等）以及操作和维修费用等经 济因素。 综合考虑对除尘效率的要求、烟气的性质及经济成本等宜选用静电除尘器。 5.3喷淋塔除尘器的结构和工作原理 利用引风机，将熔炼产生的含尘废气通过引风管道导入除尘净化塔侧部，废气在塔内涡旋流动，其中的较大颗粒的粉尘由于自身的重力沉降到集灰桶里，得以初步分离，其余废气则通过塔顶出风口的引风管道送入喷淋塔侧底部，废气进入喷淋塔塔体底部后由下而上与由上而下的多层喷淋雾流逆向接触，使含尘废气增湿，把一些在净化塔内没有被分离的微小粉尘被喷淋液雾除尘和增湿，然后进入填充料花球（聚乙烯）层。在填充料上方有喷淋层，既洗涤塔腔内的含尘废气，又冲洗填充料花球，使填充料花球一直处于清洁状态，阻力一直保持最低。废气经过涡流沉淀、多层喷淋洗涤和多级填充料吸附，得以充分的净化。最后再经过塔顶气液分离层挡下液滴后，从塔顶排气筒排入大气中。而含尘的喷淋废水全部经主塔下部放水管排入集水池沉淀后循环使用。，它通过物理除尘和化学除尘对熔炼尾气进行净化处理。一方面是物理除尘，利用喷淋循环液所形成的雾流和水流，在塔腔内填料花球表面、空隙和缝隙形成液膜，吸附废气中粉尘，溶解废气中的有毒有害气体。另一方面是化学除尘，在塔内循环使用的净化液，先吸收熔炼废气中的二氧化碳等气体而呈弱酸性，进而吸收、中和废气中的氧化锌、氧化铜等碱性废物。。它具有除尘率高、除尘阻力低、耗水耗电量少，处理成本与废物回收收益相当、投资额小、占地面积小等优点。 5.4 设计原则 本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定： （1）基础数据可靠，总体布局合理。 （2）避免二次污染，降低能耗，近期远期结合、满足安全要求。 （3）采用成熟、合理、先进的处理工艺，处理能力符合处理要求； （4）投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余，并确保处理后的尾气可以达标排放； （5）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命； （6）废气处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施； （7）工程设计及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准。 5.5 主要设备设计计算 5.5.1烟气含量的计算 基本数据：燃煤量：3074.6kg/h，褐煤的组成（质量比）如下：C=84.9%；H=3.19%；S =0.27%；N=0.76%；O=1.07%；水分=8.80%；灰分=1.01%，空气过剩系数为1.2煤气燃烧后的烟气温度为110℃，烟气密度为1.37kg/m3，烟气排放量以及组成如表5-2所示。 表5-2 烟气排放量及组成 各组分 质量（g） 物质的量（mol） 需氧量（mol） 产生烟气量（mol） CO2 H2O SO2 N2 C 613 70.75 70.75 70.75 H 31.9 31.9 7.975 15.95 O 10.7 0.669 -0.335 N 7.6 0.543 0.272 S 2.7 0.0844 0.0844 0.0844 H2O 88 4.89 4.89 灰分 10.1 理论需氧量： 理论空气量： 理论空气中的N2量： 实际空气量： 过剩空气量: 理论湿烟气量： 实际湿烟气量： 总的烟气量： 烟气含尘浓度： 除尘效率： 5.5.2 换热器的选择 由于从锅炉出来的烟气温度一般都较高，对管道具有一定的影响，结合本设计低压的条件，选择板式换热器，其主要有一组金属薄板平行排列，在相邻薄板之间衬以垫片，然后用框架夹紧组装于支架上而成。此换热器的优点是：由于板片被压制成波纹形状，且板片薄在雷诺数较小的时候即可达到紊流状态，传热系数值较大，操作灵活性强，检修清洗方便，热量损失较小。 5.5.3管道计算 粉尘的性质为粉煤灰，因此，经查手册得气体流速为：垂直 18m/s，水平 18m/s 。工艺流程图如下： 图5-1 燃煤厂工艺流程图 (1) 管道直径的确定： 从锅炉排出的烟气经换热后进入除尘器内 已知在在标准状况下烟气总流量为 由理想状态气体方程： 知烟气在不同温度下的烟气流量为︰ ① 管段 ： 温度为150℃即 情况下烟气流量 查设计手册取管道中气速 ，可得 取管径为 实际气体流速 ② 管段 ： 烟气进入换热器装置后温度为 ℃， ℃即 情况下 取 ，可得 ，取整为 实际气体流速 ③ 管段 ： ℃即 情况下 取 ，可得 ，取整为 实际气体流速 ④ 管段 ： ℃即 情况下 取 ，可得 ，取整为 实际气体流速 管段计算结果如表5-3所示 表5-3 管段计算结果 管段 气体体积m3/s 管段温度 气体流速 （m/s） 计算管径(m) 取管道规格(m） 实际流速（m/s） 标况下 实际中 ℃ （K） 1—2 8.557 13.256 150 423.15 12 1.186 1.05 15.317 3—4 12.316 120 393.15 12 1.143 1.05 14.23 5—6 12.003 110 383.15 12 1.12 1.05 13.87 7—8 12.003 110 383.15 12 1.12 1.05 13.87 （2） 管道压力损失： ① 摩擦阻力损失： 管道采用镀锌钢管，其沿程阻力系数 已知烟气在标准状况下的密度为 由理想状态气体方程： 知烟气在不同温度下的烟气密度为︰ 管段 ，在操作条件下 ， 管段 ，在操作条件下 ， 管段 ，在操作条件下 ， 管段 ，在操作条件下 ， 管道的摩擦阻力损失之和为： ② 局部压力损失 烟气通过管道时，局部存在弯头故存在局部压力损失 管段 ：由于有2个90°弯头存在 ， ，则： 管段 由于2个90°弯头存在 ， ，则： 管道局部阻力损失之和： 管道总压损： 管道压力损失计算结果如表5-4所示 表5-4 管道压力损失计算结果 管段 标况下 管道中 摩擦阻力系数 管道长度（m） 摩擦阻力损失（Pa） 局部阻力损失（Pa） 温度(k) 密度(kg/m3) 温度(k) 密度（kg/m3） 1—2 273.15 1.37 423.15 0.884 0.012 10 11.85 37.33 3-4 393.15 0.952 0.012 20 22.03 5-6 383.15 0.977 0.012 20 21.48 50.75 7-8 383.15 0.977 0.012 5 5.37 5.5.4 除尘系统的设计 1、含尘气体的性质特征 （1）烟气量：12.316m3/s （2）烟气温度：进口温度tj=1200C；出口温度te=1100C （3）烟气含尘浓度：0.282g/m3 （4）粉尘：煤灰 5.5．5喷淋塔的设计 （1）塔身直径、高度、和材料 ① 喷淋塔直径D 已知烟气标况流量Q0=2005.07m3/h，标况温度为T0=237.15K，标况压强为P0=101325Pa，则实际烟气流量Q。由于烟气温度不是很高，可以将气体看成是理想气体，根据PV=nRT可得出实际流量；从锅炉出来的烟气经过了GGH后的温度为110℃，即烟气进口温度为110℃，故T=383.15K；压力两种状态下相当，故在此认为P0=P,所以有： 由 Q= 逆流塔中烟气的流速一般为2.5～5.0m/s，此处取2.5m/s， D2= =13.07m2 D=3.62m取为3.7m ② 高度 将高度分解成六部分：h1，h2，h3，h4，h5，h6，分别计算各部分然后求和。 h1：浆液池的高度 先由浆液停留时间t（4～6分钟,此处取4分钟）求得浆液池的体积V。 按液气比和浆液停留时间t，液气比 一般取8～25L/m3，在此取10L/m3； V= = = m3 选取浆液池内径等于或者略大于脱硫塔的直径，取1m 由 得： h1= = =2.88m 取h1为2.88m h2：烟气进口距离浆液池液面的高度 设h2=1m h3：烟气进口中心线至最下层喷淋层的距离 按烟气速度和停留时间来确定，u=1.2m/s，t=1s 故h3=1.2×1=1.2m h4：喷淋层的高度 设三层，层层距离约1.8m 喷淋组件厚度X0，相对于整体的尺寸，可以忽略不计 h4=1.8×2=3.6m h5：最高层喷淋层距除雾器的高度（除雾器有两级） 每级除雾器上下各设有冲洗喷嘴，最此处取1.5m，，此处取1.7m h5=1.5+1.7=3.2m h6：除雾器以上的高度 h6=1m H=2.88+1+1.2+3.6+3.2+1=12.88m 所以喷淋塔设计总高为13m。 ③ 塔体材料 塔本体：碳钢 塔内壁衬里：衬玻璃鳞片，厚度为2～3.5mm 塔底部衬里：衬玻璃鳞片，厚度为2～3.5mm 塔底部垫层：丁基橡胶，厚度为4m 塔内件支撑：碳钢衬玻璃鳞片 塔入口部：哈氏合金－C276 塔内部螺栓、螺母类：不低于1.4529合金或6%Mo的不锈钢材料 吸收塔入口段（原烟气冷凝和浆液飞溅区）采用10mm碳钢+3mmC276的措施来进行防腐、防高温，不同材料之间用C276合金。 （2）反应箱和浆液池：氧化风机、搅拌装置 ① 浆液池体积 V=29.56m3 浆液的浓度控制在质量浓度10～15%，通过给水来控制浓度，固含物停留时间取14h,那么添加新鲜浆液速度为29.56÷14 =2.11m3/h，排出浆液的速度也是0.29m3/h.，浆液密度控制在1075～1150 kg/m3，假设浓度1100为kg/m3，则投入的高钙石灰石的量S为 因此每小时投入的石灰石量为257.89kg～385kg/h之间。 （3） 喷淋层：喷淋组件（浆液泵）和喷嘴 喷淋层由喷淋主管、喷淋支管、喷嘴和支撑件组成。喷淋支管和雾化喷嘴合理分布喷嘴使平面使喷嘴喷出的雾状浆液能覆盖吸收塔断面而不漏空隙，喷淋层喷出的雾化浆液减小了烟气的有效通流面积减小使相对流速提高，烟气与雾状液滴强烈磨檫碰撞增强了传质强度。各层喷淋管束交错布置在不同层上将浆液喷入吸收区，喷淋浆液在吸收区均匀分布，使进入吸收塔内的全部烟气均能与浆液充分接触，避免了因浆液分布不均而使部分烟气未与浆液接触、反应而逃逸出吸收区。喷淋管束交错布置增大了烟气与浆液液滴接触的传质面积，并且对向上流动的烟气产生强烈的扰流作用，从而使传质增强，延长了烟气在吸收区的停留时间，使反应更为充分。 ① 喷淋层的布置 吸收区喷淋层数的设置取决于烟气量和烟气中污染物SO2的浓度，烟气量越大、SO2浓度越高需要的设置喷淋层数就越多，反之，烟气量越小、SO2浓度越低需要设置的喷淋层数就越少，但一般不少于三层，在此，我们选择3层。 每层喷淋层对应一台泵浆液循环泵，保证了FGD装置有良好的负荷适应性和对SO2浓度变化的适应性。烟气量较少或烟气中SO2浓度较低工况下，通过停运部分喷淋层和对应的浆液循环泵可以有效地降低厂用电耗，提高运行的经济性。 ② 浆液循环泵及浆液输送管道 ⅰ. 浆液循环泵是脱硫系统的核心设备，要求性能稳定，可靠性高，寿命长，在此选择单级单吸卧式离心泵。 先求喷淋量：选定L/G（取10），求知G，即可知L L=10×12.316×3600=443.38m3/h 各层的喷淋量：喷淋层为三层，则每层的量为147.79m3/h 由各层的喷淋量及其不同的高度选择不同的石灰石浆液循环泵 各层的高度依次为5.08m，6.88m，8.68m，选择泵时扬程要增加10%，依次为5.59m，7.57m，9.55m。 泵的型号为L1880570，其流量范围2.5～1200m3/h，扬程范围是5～125m，具体的参数如下： 表3-4卧式单级离心式 指标 技术参数 指标 技术参数 类型 卧式离心式 数量/台 2 额定流量/（m3/h） 1200 m3/h 额定扬程/m 125 效率% 88 额定泵轴转速（r/min） 2900 电机功率/kw 250 电机额定电压/V 220V 出口直径/mm 350 密封形式 机械密封 ⅱ. 根据各层所分得的流量确定各层所对应的管道的尺寸（流速的确定） 因为各层的流量是一样的，所以三个浆液输送管道的尺寸是一样的，取输送速度为2.6m/s d12= =0.0603m2 d1=0.246m，取为246mm ③ 喷嘴的布置 喷嘴的布置遵循均匀布置的原则，在此喷淋层设计中，最高层喷淋层选用中空锥切线型单向喷嘴，向下喷射；最高层以下喷淋层选用中空锥切线型双向喷嘴，向上、向下同时喷射。 中空锥切线型喷嘴具有单个喷嘴流量低、喷射角度大、雾滴粒径均匀、在小体积流量时也不易堵塞等优点。为防止介质腐蚀和磨损，喷嘴采用碳化硅材料制成，使FGD装置可用性提高。选择喷嘴流速为3.2m/s，口径为0.02m。 则流量为3.6m3/h的喷嘴 ，喷嘴个数数为： 取126个，分布如表3-5 表3-5喷淋层喷嘴分布情况 喷淋层 喷嘴 型式 数量 单个流量m3/h 喷射方向 喷射 角度° 对应喷射距离m 喷射圆直径mm 备注 第一层 中空锥切线型 42 3.6 上下双向 90 1.0～1.2 20 — 中空锥切线型 1 3.6 向上 90 1.0～1.2 20 放气口 中空锥切线型 1 3.6 向下 90 1.0～1.2 20 放水口 第二层 中空锥切线型 42 3．6 上下双向 90 1.0～1.2 20 — 中空锥切线型 1 3.6 向上 90 1.0～1.2 20 放气口 中空锥切线型 1 3.6 向下 90 1.0～1.2 20 放水口 第三层 中空锥切线型 42 3.6 向下 90 1.0～1.2 20 — 中空锥切线型 1 3.6 水平 90 1.0～1.2 20 放气口 中空锥切线型 1 3.6 向下 90 1.0～1.2 20 放水口 （4） 除雾器和冲洗系统 ① 除雾器 烟气与浆液在吸收塔中部进行化学反应后，已经脱硫的烟气中夹带了很多的雾滴，为了避免带雾气的烟气被带入净烟道内，腐蚀设备，设计上必须设置除雾器来消除雾滴。 除雾器一般设计为上下两层，水平的安装在吸收塔的上部位置，烟气经过除雾器脱除雾滴后，进入净烟道，进入GGH的升温侧。除雾器上的水滴被收集返回到吸收塔氧化池。烟气经过除雾器后有一定的压力损失，但是不会影响烟气进入净烟道。 除雾器选择二级结构，采用垂直安装，除雾器的布置方式有水平型、人字形、V字型、组合型等，在大型的脱硫系统中采用人字形布置，V字型布置或者组合型布置，在此系统中采用采用人字形布置，相对于其他的布置人字形更简单。 除雾器叶片的材料通常选用高分子材料（入聚丙烯、FRP等）或者不锈钢2大类材料，在此选择聚丙烯材料。 ② 冲洗系统 雾器脱除雾滴后，大部分雾滴因自重落入反应池，一小部分残留在除雾器上，容易对除雾器的烟气通路形成堵塞，导致烟气不能顺利通过。因此，在设计过程中设计除雾器的冲洗，采用工艺水进行冲洗，对除雾器的下层进行上下冲洗，对除雾器的上层进行向上冲洗。冲洗的时间和控制根据布置在除雾器上下两侧的压差装置。冲洗水又作为吸收塔的主要补给水。以下是除雾器结构图。 上装式丝网除雾器 下装式丝网除雾器 图3-1 除雾器结构图 吸收塔在脱硫的过程中，因烟气温度较高，烟气会带走大量的水蒸气，容易造成吸收塔液位的下降，因此将除雾器的冲洗水作为吸收塔的主要补给水来源，以维持吸收塔液位的稳定。 由于单面布置在一般情况下无法对除雾系统进行有效的冲洗，因此我们选择双面冲洗，即是在每级除雾器的上下均布设冲洗喷嘴。 ⅰ. 除雾器叶片间距 叶片间距的大小，对除雾器除雾效率有很大影响。随着叶片间距的增大除雾效率降低。板间距离的增大，使得颗粒在通道中的流通面积变大，同时气流的速度方向变化趋于平缓，而使得颗粒对气流的跟随性更好，易于随着气流流出叶片通道而不被捕集，因此除雾效率降低。 除雾器叶片间距的选取对保证除雾效率，维持除雾系统稳定运行至关重要。叶片间距大，除雾效率低，烟气带水严重，易造成风机故障，导致整个系统非正常停运。叶片间距选取过小，除加大能耗外，冲洗的效果也有所下降，叶片上易结垢、堵塞，最终也会造成系统停运。叶片间距根据系统烟气特征(流速、SO2含量、带水负荷、粉尘浓度等)、吸收剂利用率、叶片结构等综合因素进行选取。叶片间距一般设计在20～95mm。目前脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距大多在30～50mm。此系统中选择40mm。 ⅱ. 除雾器冲洗水压 除雾器水压一般根据冲洗喷嘴的特征及喷嘴与除雾器之间的距离等因素确定(喷嘴与除雾器之间距离一般≤lm)，冲洗水压低时，冲洗效果差。冲洗水压过高则易增加烟气带水，同时降低叶片使用寿命。一般情况下，第二级除雾器之间，每级除雾器正面(正对气流方向)与背面的冲洗压力都不相同，第1级除雾器的冲洗水压高于第2级除雾器，除雾器正面的水压应控制在2.5×l05Pa以内，除雾器背面的冲洗水压应>1.0×105Pa，具体的数值需根据工程的实际情况确定。 ⅲ. 除雾器冲洗水量 选择除雾器冲水量除了需满足除雾器自身的要求外，还需考虑系统水平衡的要求，有些条件下需采用大水量短时间冲洗，有时则采用小水量长时间冲洗，具体冲水量需由工况条件确定，一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1～4 m3/h。 ⅳ. 除雾器冲洗周期 冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大(一般为不冲洗时的3～5倍)。所以冲洗不宜过于频繁，但也不能间隔太长，否则易产生结垢现象，除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定，一般以不超过2h为宜。 该系统的优点： 1）吸收塔采用喷淋式空塔，系统阻力小，没有填料等内部件，运行维护方便。 2）吸收塔净烟气出口圆锥形设计使通过除雾器的烟气流速分布均匀。 3）采用两级高效除雾器，布置在吸收塔内，有效降低了烟气中携带的液滴含量。除雾器设计成可更换的组件形式，便于维修和更换。 5.5.6烟囱的设计计算 烟囱本身并不能减少排入大气的污染物的数量，但它能使污染物从局部地区转移到很大的范围，利用大气的自净能力使地面污染物的浓度控制在人们可接受的范围内。烟囱越高，烟气上升能力越强，污染物可以再离地面上扩散，再加上高空风速大，稀释能力强，可使得大气污染程度减轻。烟囱直径的计算：根据实际生产经验，烟囱底部直径一般取2.5m,高度一般取50m,烟囱出口内径可按下式计算： 式中： 通过烟囱的总烟气量， 按表选取的烟囱出口烟气流速，选定 =5 表5-7 烟囱出口烟气流速 通风方式 运 行 情 况 全负荷时 最小负荷 机械通风 10～20 4～5 自然通风 6～8 2.5～3 (3) 烟囱的抽力 烟囱的抽力取决于烟温、空气温度及烟囱高度，烟温越高，周围空气温度越低，烟囱的抽力越大；烟囱高度越高，其抽力也越大。 式中：H—产生抽力的管道高度，m —外界空气温度 ℃ —计算管段中烟气的平均温度 ℃ —当地大气压 Pa 5.5.7 风机的选择以及计算 （1）风量的计算: 式中： 为管道系统的总风量，m3/h。 K1安全系数，一般管道取0～0.1，除尘系统取0.1～0.15，取K1=0.1。 则 （2）风压的计算： 式中： —风机的压力 Pa K3—管道系统总压力损失的附加安全系数，一般通风系统取1.1～1.15，除尘系统为1.15～1.2，此处取1.18。 K4—由于风机产品的技术条件和质量 标准允许风机的实际性能比产品样本低而耐加的系数。取1.08。 —管道系统的总压力损失 —除尘器的压力损失 则： （3）电功率的计算： 式中：N—风机配用电动机的功率，Kw。 Qf—风机的风量，m3/h Pf—风机的风压，Pa K—电动机轴功率安全系数取1.2 Ŋ1—风机运行时的效率，一般为0.5～0.7。 Ŋ2—机械传动效率，取1.0 则电机功率 （4）风机型号的确定； 根据系统要求和计算结果选型号4-72型排风机除尘常用风机性能见表5-8。 表5-8 除尘风机性能表 风机类型 型号 全压/Pa 风量/(m3/h ) 功率/kW 低压风机 4-72 606～4355 1310～48800 1.1～37 5.5.8 排灰量计算及清灰方式 (排灰量的计算及星型卸灰阀的选择 燃煤 所产生的灰分量： 烟灰的堆积密度为 排灰量为： 根据排灰量选择的星型卸灰阀，星型卸灰阀又称星型卸料器，俗称卸料器，卸灰阀，由带有数片叶片的转子叶轮、壳体、减速机及密封件组成。主要安装于除尘器的灰斗排灰，也可广泛用于化工、冶金、矿山、机械、电力、粮食等行业的给料卸灰系统的卸料装置。具有结构简单、使用方便、易操作、运转平稳、耗电量低、噪音小、使用寿命长等优点。图二为星型卸灰阀方型的法兰接口方式。 5-10 主要构筑物一览表 序号 名称 型号 数量 设计参数 1 换热器 板式 1 2 喷淋塔 S101-A 1 处理烟气量：Q=5.68m3/s 整体：L×B×H=9.5×3.2×5.5 3 风机 C4-73 1 风量：Qf=12216.07m3/h 风压：pf=675.22Pa 功率：N=4.58Kw 4 烟囱 —— 1 底部直径：di=2.5m 出口内径：D=1.10m 高度：H=50m 六 平面图设计 6.1 一般规定 根据《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》（DL/5196-2004）的规定，总平面图布置有如下要求： （1）除尘装置的总体设计应符合下列要求： ①工艺流程合理，烟道短捷； ②交通运输便捷； ③方便施工，有利于维护检修； ④合理利用地形、地质条件； ⑤充分利用厂内公用设施； ⑥节约用地，工程量小，运行费用低； ⑦符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。 （2）技改工程应避免拆迁运行机组的生产建（构）筑物和地下管线。当不能避免时，应采取合理的过渡措施。 （3）收剂卸料及贮存场所宜布置在人流相对集中设施区的常年最小风频的上风侧。 6.2 总平面布置 （1）吸收塔宜布置在烟囱附近，浆液循环泵应紧邻吸收塔布置。吸收剂制备及脱硫副产品处理场地宜在吸收塔附近集中布置，或结合工艺流程和场地条件因地制宜布置。 （2）除尘装置与主体工程不能同步建设而需要预留脱硫场地时，宜预留在紧邻锅炉引风机后部烟道及烟囱的外侧区域。场地大小应根据将来可能采用的脱硫工艺方案确定。在预留场地上不应布置不便拆迁的设施。 （3）石灰石－石膏湿法事故浆池或事故浆液箱的位置应考虑多套装置共用的方便。 （4）脱硫废水处理间宜紧邻石膏脱水车间布置，并有利于废水处理达标后与主体工程统一复用或排放。紧邻废水处理间的卸酸、卸碱场地应选择在避开人流的偏僻地带。 （5）石膏仓或石膏贮存间宜与石膏脱水车间紧邻布置，并应设顺畅的运输通道。石膏仓下面的净空高度仓或石膏贮存间宜与石膏脱水车间紧邻布置，并应设顺畅的汽车运输通道。石膏仓下面的净空高度不应低于4.5m。 6.3 交通运输 （1）灰尘的运输方式应根据地区交通运输现状、物流方向和电厂的交通条件进行技术经济比较确定。 （2） 除尘电厂宜设方便的道路与厂区道路形成路网，道路类型应与主体工程一致。运输灰尘的道路宽度宜为6.0～7.0m，转弯半径不小于9.0m，用作一般消防、运行、维护检修的道路宽度宜为3.5m或4.0m，转弯半径不小于7.0m。 （4）灰尘汽车运输装卸停车位路段纵坡宜为平坡，当布置困难时，坡度不宜大于1.5%。 （5）电厂装置密集区域的道路宜采用混凝土块铺砌等硬化方式处理，以便于检修及清扫。 （6） 进厂吸收剂应设有计量装置和取样化验装置，也可与电厂主体工程共用。 6.4管线布置 （1）管线综合布置应根据总平面布置、管内介质、施工及维护检修等因素确定，在平面及空间上应与主体工程相协调。 （2）管线布置应短捷、顺直，并适当集中，管线与建筑物及道路平行布置，干管宜靠近主要用户或支管多的一侧布置。 （3除尘装置区的管线除雨水下水道和生活污水下水道外，其它宜采用综合架空方式敷设。过道路地段，净高不低于5.0m；低支架布置时，人行地段净高不低于2.5m；低支墩地段，管道支墩宜高出地面0.15m～0.30m。 （4）雨水下水管、生活污水管、消防水管及各类沟道不宜平行布置在道路行车道 根据以上规定，设计的厂区平面图见图纸3-2。 参考文献 [1] 郝吉明，马广大，王书肖.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社,2010.1 [2] 熊振湖.大气污染防治技术及工程应用[M].北京：机械工业出版社，2003.7 [3] 李德华.化学工程基础.2版[M]. 北京：化学工业出版社，2007.7 [4] 张殿印，王纯.除尘工程设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2003.6 [5] 吴忠标.实用环境工程手册.大气污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2001.9 [6] 孙研.通风机选型实用手册[M].北京:机械工业出版社，1999.9 [7] 张殿印，张学义.除尘技术手册[M].北京:冶金工业出版社，2002.2 [8] 周兴求.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，2003.12 2 1 _1418132130.unknown _1418132572.unknown _1418133374.unknown _1418133728.unknown _1418139880.unknown _1418139984.unknown _1418140498.unknown _1418140679.unknown _1418140727.unknown _1418140475.unknown _1418139893.unknown _1418134516.unknown _1418134651.unknown _1418139820.unknown _1418134741.unknown _1418134614.unknown _1418133794.unknown _1418134463.unknown _1418133758.unknown _1418133486.unknown _1418133624.unknown _1418133720.unknown _1418133524.unknown _1418133438.unknown _1418133441.unknown _1418133402.unknown _1418133083.unknown _1418133209.unknown _1418133260.unknown _1418133332.unknown _1418133234.unknown _1418133113.unknown _1418133187.unknown _1418133092.unknown _1418132657.unknown _1418132703.unknown _1418132726.unknown _1418132666.unknown _1418132612.unknown _1418132623.unknown _1418132601.unknown _1418132392.unknown _1418132467.unknown _1418132512.unknown _1418132559.unknown _1418132501.unknown _1418132439.unknown _1418132451.unknown _1418132404.unknown _1418132211.unknown _1418132353.unknown _1418132361.unknown _1418132225.unknown _1418132180.unknown _1418132197.unknown _1418132147.unknown _1234567959.unknown _1234568061.unknown _1418131776.unknown _1418132038.unknown _1418132096.unknown _1418132108.unknown _1418132055.unknown _1418131872.unknown _1418131991.unknown _1418131835.unknown _1234568072.unknown _1418131599.unknown _1418131655.unknown _1418131734.unknown _1418131623.unknown _1418131544.unknown _1418131573.unknown _1234568075.unknown _1234568077.unknown _1418131435.unknown _1234568076.unknown _1234568074.unknown _1234568067.unknown _1234568069.unknown _1234568070.unknown _1234568068.unknown _1234568064.unknown _1234568065.unknown _1234568062.unknown _1234568052.unknown _1234568056.unknown _1234568059.unknown _1234568060.unknown _1234568057.unknown _1234568054.unknown _1234568055.unknown _1234568053.unknown _1234568035.unknown _1234568039.unknown _1234568040.unknown _1234568036.unknown _1234567966.unknown _1234568033.unknown _1234567965.unknown _1234567938.unknown _1234567948.unknown _1234567957.unknown _1234567958.unknown _1234567952.unknown _1234567940.unknown _1234567944.unknown _1234567939.unknown _1234567911.unknown _1234567928.unknown _1234567936.unknown _1234567920.unknown _1234567902.unknown _1234567903.unknown _1234567901.unknown