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xxx大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 除塵脫硫一體化設(shè)備與工藝處理鍋爐煙氣 的工程設(shè)計(jì) 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年級班別 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx 年 06 月 答辯記錄 學(xué) 院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 答辯人 紀(jì)錄人 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 除塵脫硫一體化設(shè)備與工藝處理鍋爐煙氣的工程設(shè)計(jì) 答辯小組成員： 說明：1. 主要記錄答辯委員所提的問題及答辯人對問題的回答。 2. 本記錄與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料一同裝訂。 記 錄 內(nèi) 容 問題1：活性炭吸收H2SO4 、NH4HSO4 和(NH4 ) 2SO4 后,怎樣再生？ 答：用高溫水蒸氣進(jìn)行加熱再 問題2：活性炭吸附聯(lián)合吸收塔主要由哪幾部分組成？主要處理哪些氣體？ 答：活性炭吸附聯(lián)合吸收塔主要由吸收、解吸和硫回收三部分組成，主要處理SO2和NOX 問題3： 活性炭聯(lián)合脫硫硝工藝的原理？ 答： 活性炭聯(lián)合脫硫硝工藝的全過程，主要由吸收、解吸和硫回收三部分組成。進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度在120 ℃～160 ℃之間時具有最高的脫除效率。SO2的脫除率可達(dá)到98 %左右，NOx 的脫除率在80 %左右。吸收塔內(nèi)由上下兩段組成。煙氣由下而上流過，流經(jīng)吸收塔的第一段時SO2被脫除，流經(jīng)第二段時，噴入氨除去NOx 。 問題4：布袋除塵器有何特點(diǎn)？ 答：袋式除塵器很久以前就已廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門中，用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微?？蛇_(dá)0.1微米。但是，當(dāng)用它處理含有水蒸汽的氣體時，應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問題。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細(xì)微的粉塵效率也可達(dá)99％以上，而且其效率比較穩(wěn)定。 I 設(shè)計(jì)總說明 燃油鍋爐產(chǎn)生的污染物包括粉塵 SO 2 和 NOx 其中粉塵屬于氣溶膠狀態(tài)污 染物 SO 2 和 NOx 屬于氣態(tài)污染物 通過對煙氣進(jìn)行除塵 脫硫 除氮等處理 從而減少廢氣中粉塵 硫氧化物 氮氧化物的含量 以達(dá)到排放要求 對于除塵 工藝 對設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)和性能以及效率各方面進(jìn)行考慮 對多種的除塵器進(jìn)行比較 最終采用的是袋式除塵器 因?yàn)殄仩t廢氣中的粉塵基本上接近或?qū)儆诔?xì)粉塵 而袋式除塵器處理微小粒徑的粉塵 具有效率高 性能好 操作簡單等一系列優(yōu) 點(diǎn) 本設(shè)計(jì)采用活性炭吸附聯(lián)合除硫脫銷 主體設(shè)備是類似于吸附塔的活性炭固 定床吸附器 煙氣中SO 2 在活性炭表面被氧化產(chǎn)生稀硫酸氣溶膠 從而被活性炭 很好的吸附 向吸附塔中噴氨氣 與NOx 在活性炭的催化還原作用下生成N 2 實(shí)現(xiàn)脫硝的目的 吸附有SO 2 的活性炭進(jìn)入吸附器加熱再生 再生出的SO 2 氣體 可以通過Clause 反應(yīng)回收硫 再生后的活性炭可以反復(fù)使用 關(guān)鍵詞 煙氣除塵 袋式除塵器 活性炭聯(lián)合除硫脫氮 II Abstract The waste gas via to proceed dedusting desulfuration denitrogenate grade disposals etc in order to decrease the concentration of mill dust sulfur oxides oxides of nitrogen gas with the purpose of effluent specification Baggy precipitator was chosen for dust removing as it is better than other precipitator in considering the factors of economy and capability and efficiency Because mill dust in ceramics waste gas basically approach or belong to ultra fine dust and baggy precipitator take on a series of merits such as efficiency high performance best simplicity of operation in disposing minuteness particle diameter mill dust This compose adopt active carbon to adsorb sulfur and saltpetre the main adsorption equipment is a active carbon fixed bed adsorber similarly adsorption tower SO2 in fume is oxidationed to be sulphurric acid aerosol in active carbon surface in order to adsorped well by active carbon NH3 sprinkled into adsorption tower react with NOX under the catalytic reduction effect of active carbon and become N2 to realize denitrifying goals The active carbon which adsorpted SO2 go to thermal regeneration by sprinkling hot vapour then sulphur in the regenerative SO2 gasses can be reclaimated by pouring the regenerative SO2 gasses into CLAUS equipment Last the regeherative active carbon could be overlayed key word Fume dedusting bag filter active carbon combine sulphur removal and denitrogenation III 目錄 1 緒論 1 1 1 中國硫 氮污染現(xiàn)狀及現(xiàn)有的處理方法分析 1 1 2 課題的目的和意義 1 2 工藝流程選擇說明 3 2 1 除塵工藝的選擇 3 2 1 1 幾種常見的除塵設(shè)備 3 2 1 2 除塵設(shè)備的選擇 8 2 2 除硫脫氮工藝的選擇 9 2 2 1 幾種聯(lián)合除硫脫氮的新技術(shù) 9 2 2 2 活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝的原理 11 2 2 3 活性炭聯(lián)合脫除 SO2 NOx 的反應(yīng)機(jī)理 11 2 2 4 活性炭的解吸反應(yīng)機(jī)理 12 3 設(shè)計(jì)條件計(jì)算及排放標(biāo)準(zhǔn) 13 3 1 設(shè)計(jì)條件計(jì)算 13 3 1 1 基本資料 13 3 1 2 污染物產(chǎn)生量計(jì)算 13 3 1 3 廢氣排放標(biāo)準(zhǔn) 14 4 設(shè)備選型和工藝計(jì)算 15 4 1 除塵器的選型及計(jì)算 15 4 1 1 處理氣體量計(jì)算 15 4 1 2 過濾面積確定 15 4 1 3 除塵器選型 16 4 2 吸附塔的設(shè)計(jì) 16 4 2 1 計(jì)算進(jìn)入吸附塔的氣體量 17 4 2 2 塔內(nèi)活性炭質(zhì)量計(jì)算 17 4 2 3 吸附周期的確定 17 IV 4 2 4 吸附器外型尺寸確定 18 4 2 5 吸附層高度的計(jì)算 18 4 2 6 吸附塔壓降計(jì)算 19 4 3 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 4 3 1 試算和初選換熱器規(guī)格 19 4 3 2 核算壓強(qiáng)降 22 4 4 吸附劑再生再生及相關(guān)計(jì)算 23 4 4 1 吸附劑再生的方法 23 4 4 2 吸附劑再生的計(jì)算 24 5 管道設(shè)計(jì)以及風(fēng)機(jī)選型 25 5 1 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 5 1 1 煙氣處理系統(tǒng)管道排列簡圖 25 5 1 2 管道系統(tǒng)各段管道壓力損失及管徑計(jì)算 25 5 1 3 管段計(jì)算表 30 5 2 風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇和計(jì)算 30 5 2 1 風(fēng)機(jī)選擇總方案引風(fēng)機(jī) 30 5 2 2 風(fēng)機(jī)的計(jì)算和選型 30 6 工程投資與運(yùn)行費(fèi)用估算 33 6 1 工程投資的估算 33 6 2 勞動定員與運(yùn)行費(fèi)用 33 設(shè)計(jì)結(jié)論 34 參考文獻(xiàn) 35 致謝 36 1 1 緒論 1 1 中國硫 氮污染現(xiàn)狀及現(xiàn)有的處理方法分析 燃油鍋爐大量排放物灰塵 SO 2 NOx 所引起的溫室效應(yīng) 酸雨和臭氧層 破壞等環(huán)境污染已成為國內(nèi)外一致關(guān)切的 影響人類生存環(huán)境的嚴(yán)重問題 研究 各種治理大氣污染的技術(shù)已成為各國環(huán)保工作者最緊迫的使命 在煙氣脫硫技術(shù) 領(lǐng)域 脫硫工藝可分為干法 含半干法 和濕法 其中濕法脫硫工藝如石灰石 石 膏法最為成熟 在煙氣脫NOx 技術(shù)領(lǐng)域 最具有經(jīng)濟(jì)效益的降低 NOx 的措施是 使用燃燒改進(jìn)的辦法 如低NOx 燃燒器和空氣分級燒法 可降低NOx 排放20 70 在燃燒改進(jìn)不能滿足NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)后 可使用SCR 選擇性催化還原 法 及 SNCR 選擇性非催化還原法 脫硝法 現(xiàn)在所采用的脫硫 脫硝工藝多數(shù) 是將煙氣先通過脫硝設(shè)備 經(jīng)處理后再通過電除塵器進(jìn)行除塵 然后再將煙氣傳 送到脫硫裝置進(jìn)行脫硫 此方法工藝復(fù)雜 設(shè)備投資高 占地面積大 在我國廣 泛應(yīng)用受到經(jīng)濟(jì)能力的制約 活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)豐富 比表面積大 吸附性能好 它能夠吸附 催化其它物質(zhì)在其孔隙內(nèi)的積聚 保持和碳及其基團(tuán)反應(yīng)能力 且 具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能 因此活性炭作為一種脫硫脫硝劑具有非常好的生天條 件 1 2 課題的目的和意義 選擇這一課題的目的和意義在于開拓除塵脫硫一體化設(shè)備與技術(shù) 使之應(yīng)用 在鍋爐的煙氣脫硫的領(lǐng)域之上 我國由于是燃煤為主的國家 粉塵 二氧化硫 氮氧化物成了我國大氣污染的首要污染物 1990 年全國煤炭消耗量達(dá) 9 8 億噸 1997 年已達(dá) 14 48 億噸 1998 年全國煙塵排放量達(dá) 1452 萬噸 二氧化硫排放量 2090 萬噸 大氣和水污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占 1995 年 GDP 的 4 8 環(huán)境污 染和生態(tài)破壞已危害人民身心健康 制約經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素 一些發(fā)達(dá) 國家對煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用 已成功的解決了二氧化硫的污染問題 而我國中小 型鍋爐占全國燃煤鍋爐總量的 70 因此不能照搬發(fā)達(dá)國家的煙氣脫硫模式 近 年來 我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)已逐步興起開發(fā)出系列燃煤燃油煙氣脫硫技術(shù) 該類技術(shù)專 利近五十多項(xiàng) 應(yīng)用近數(shù)百套 其共同特點(diǎn)是設(shè)備少 流程短 操作簡便 但普 2 遍存在缺點(diǎn) 如結(jié)垢 堵塞 腐蝕 二次污染 汽水分離 灰水分離 自動控制 運(yùn)行成本等問題 因此我國急待需要綜合性能優(yōu)良 運(yùn)行費(fèi)用低 設(shè)備壽命長 操作方便的脫硫設(shè)備 為此 對這一課題的探討望能開發(fā)適合我國國情的燃油煙 氣脫硫除塵系統(tǒng)設(shè)備 3 2 工藝流程選擇說明 2 1 除塵工藝的選擇 2 1 1 幾種常見的除塵設(shè)備 近年來 隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 以油 重油 輕油 為燃料的鍋爐增加很多 燃油鍋爐排放的大氣污染物對周圍環(huán)境造成很大危害 然而減少或降低燃煤鍋爐 排放污染物的主要途徑是與鍋爐相配套的各類消煙除塵器 而除塵器的性能和效 率是決定一臺鍋爐對周圍環(huán)境造成危害程度的關(guān)鍵所在 鍋爐安裝的除塵器可分為兩大類 干式除塵器 包括重力沉降室 慣性除 塵器 電除塵器 布袋除塵器 旋風(fēng)除塵器 濕式除塵器 包括又噴淋塔 沖 擊式除塵器 文丘里洗滌劑 泡沫除塵器和水膜除塵器等 目前常見的運(yùn)用最多 的是旋風(fēng)分離器 靜電除塵器與布袋除塵器 下面對各種除塵器做簡要介紹 1 重力除塵 利用粉塵與氣體的比重不同的原理 使揚(yáng)塵在本身的重力作用下從氣體中自然沉降 下來的凈化設(shè)備 通常稱為沉降室或降生室 它是一種結(jié)構(gòu)簡單 體積大 阻力小 易維護(hù) 效率低的比較原始的凈化設(shè)備 只能用于粗凈化 重力降塵室的工作原理 如下圖所示 含塵氣體從一側(cè)以水平方向 的均勻速度 V 進(jìn)入沉降室 塵粒以沉降速 度 V 沉下降 運(yùn)行 t 時間后 使塵粒沉降 于室底 凈化后的氣體 從另一側(cè)出口排 出 圖 2 1 重力降塵室 2 慣性除塵 慣性除塵器也叫惰性除塵器 它的原理是利用粉塵與氣體在運(yùn)動中慣性力的不 同 將粉塵從氣體中分離出來 一般都是在含塵氣流的前方設(shè)置某種形式的障礙 物 使氣流的方向急劇改變 此時粉塵由于慣性力比氣體大得多 塵粒便脫離氣 4 流而被分離出來 得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出 下圖幾種常見的慣性除塵器 這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單 阻力較小 10 80 毫米水 柱 凈化效率較低 40 80 多用于多段凈化時的第一段 凈化中的濃縮設(shè)備或 與其它凈化設(shè)備配合使用 圖 2 2 慣性除塵器 慣性除塵器以百葉式的最常用 如下圖 它適用于凈化含有非粘性 非纖 維性粉塵的空氣 通常與其它種除塵器聯(lián)合使用組成機(jī)組 圖 2 3 百葉式慣性除塵器 3 旋風(fēng)分離器 工作原理 旋風(fēng)除塵器的工作原理如下圖所示 含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵器 的外殼和排氣管之間 形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流 懸浮于外旋流的粉塵在離心力的 作用下移向器壁 并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部 由排塵孔排出 凈化后的氣體形 成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過排氣管排出 5 圖 2 4 旋風(fēng)分離器 應(yīng)用范圍及特點(diǎn) 旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于 5 10 微米的非粘性 非纖維 的干燥粉塵 它是一種結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 耐高溫 設(shè)備費(fèi)用和阻力較低 80 160 毫米水柱 的凈化設(shè)備 旋風(fēng)除塵器在凈化設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛 4 布袋除塵技術(shù) 工作原理 1 重力沉降作用 含塵氣體進(jìn)入布袋除塵器時 顆粒大 比重大的粉塵 在重力作用下沉降下來 這和沉降室的作用完全相同 2 篩濾作用 當(dāng)粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或?yàn)V料上粉塵間的 間隙大時 粉塵在氣流通過時即被阻留下來 此即稱為篩濾作用 當(dāng)濾料上積存 粉塵增多時 這種作用就比較顯著起來 3 慣性力作用 氣流通過濾料時 可繞纖維而過 而較大的粉塵顆粒 zai 慣性力的作用下 仍按原方向運(yùn)動 遂與濾料相撞而被捕獲 4 熱運(yùn)動作用 質(zhì)輕體小的粉塵 1 微米以下 隨氣流運(yùn)動 非常接近于 氣流流線 能繞過纖維 但它們在受到作熱運(yùn)動 即布朗運(yùn)動 的氣體分子的碰撞 之后 便改變原來的運(yùn)動方向 這就增加了粉塵與纖維的接觸機(jī)會 使粉塵能夠 被捕獲 當(dāng)濾料纖維直徑越細(xì) 空隙率越小 其捕獲率就越高 所以越有利于除 塵 袋式除塵器很久以前就已廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門中 用以捕集非粘結(jié)非纖 維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物 捕獲粉塵微?？蛇_(dá) 0 1 微米 但是 當(dāng)用它處理含有 6 水蒸汽的氣體時 應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問題 袋式除塵器具有很高的凈化效率 就是 捕集細(xì)微的粉塵效率也可達(dá) 99 以上 而且其效率比較穩(wěn)定 布袋除塵器簡圖如 下 圖 2 5 袋式除塵器 5 靜電除塵 靜電除塵器的工作原理 含有粉塵顆粒的氣體 在接有高壓直流電源的陰極 線 又稱電暈極 和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時 由于陰極發(fā)生電 暈放電 氣體被電離 此時 帶負(fù)電的氣體離子 在電場力的作用下 向陽板運(yùn) 動 在運(yùn)動中與粉塵顆粒相碰 則使塵粒荷以負(fù)電 荷電后的塵粒在電場力的作 用下 亦向陽極運(yùn)動 到達(dá)陽極后 放出所帶的電子 塵粒則沉積于陽極板上 而得到凈化的氣體排出防塵器外 根據(jù)目前國內(nèi)常見的電除塵器型式可概略地分為以下幾類 按氣流方向分為 立式和臥式 按沉淀極極型式分為板式和管式 按沉淀極板上粉塵的清除方法分 為干式濕式等 7 簡圖如左 1 陽極 2 陰極 3 陰極上架 4 陽極上 部支架 5 絕緣支座 6 石英絕緣管 7 陰極懸吊管 8 陰極支撐架 9 頂 板 10 陰極振打裝置 11 陽極振打裝 置 12 陰極下架 13 陽極吊錘 14 外殼 15 進(jìn)口第一塊分布板 16 進(jìn) 口第二塊分布板 17 出口分布板 18 排灰裝置 圖 2 6 靜電除塵器 電除塵器的優(yōu)點(diǎn) 1 凈化效率高 能夠鋪集 0 01 微米以上的細(xì)粒粉塵 在設(shè)計(jì)中可以通過不同 的操作參數(shù) 來滿足所要求的凈化效率 2 阻力損失小 一般在 20 毫米水柱以下 和旋風(fēng)除塵器比較 即使考慮供 電機(jī)組和振打機(jī)構(gòu)耗電 其總耗電量仍比較小 3 允許操作溫度高 如 SHWB 型電路塵器最好允許操作溫度 250 其他類 型還有達(dá)到 350 400 或者更高的 4 處理氣體范圍量大 5 可以完全實(shí)現(xiàn)操作自動控制 電除塵器的缺點(diǎn) 1 設(shè)備比較復(fù)雜 要求設(shè)備調(diào)運(yùn)和安裝以及維護(hù)管理水平高 2 對粉塵比電阻有一定要求 所以對粉塵有一定的選擇性 不能使所有粉塵 都的獲得很高的凈化效率 3 受氣體溫 溫度等的操作條件影響較大 同是一種粉塵如在不同溫度 濕 度下操作 所得的效果不同 有的粉塵在某一個溫度 濕度下使用效果很好 而 在另一個溫度 濕度下由于粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了 4 一次投資較大 臥式的電除塵器占地面積較大 8 5 目前在某些企業(yè)實(shí)用效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 6 下面以水膜除塵器為例介紹一種濕式除塵器 利用含塵氣體沖擊除塵器內(nèi)壁或其他特殊構(gòu)件上用某種方法造成的水膜 使 粉塵被水膜捕獲 氣體得到凈化 這類凈化設(shè)備叫做水膜除塵器 包括沖擊水膜 惰性 百葉 水膜和離心水膜除塵器等多種 下面是一種 CLS 型水膜除塵器的簡圖 圖 2 7 CLS 型水膜除塵器 含塵氣體由簡體下部順切向引入 旋轉(zhuǎn)上升 塵粒受離心力作用而被分離 拋向筒體內(nèi)壁 被簡體內(nèi)壁流動的水膜層所吸附 隨水流到底部錐體 經(jīng)排塵口 卸出 水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個噴嘴 將水順切向噴至器壁 這 樣 在簡體內(nèi)壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動的很薄水膜 達(dá)到提高除塵效果的目 的 這種濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單 金屬耗量小 耗水量小 其缺點(diǎn)是高度較大 布 置困難 并且在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有帶水現(xiàn)象 以上介紹的是工程中幾種常見的除塵設(shè)備 實(shí)際中應(yīng)選用哪一種應(yīng)根據(jù)各自 的優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)際情況決定 2 1 2 除塵設(shè)備的選擇 燃油鍋爐煙氣中含有 S02 NO X 和煙塵等 這些廢氣排放量大 排放點(diǎn)多 廢氣中的粉塵分散度高 這些廢氣中的粉塵基本上接近或?qū)儆诔?xì)粉塵 故在單 9 級除塵系統(tǒng)中 慣性除塵器和中效旋風(fēng)除塵器是不適用的 如需要采用旋風(fēng)除塵 器 就必須選用高效旋風(fēng)除塵器 如果僅從粉塵的粒度來看 濕式除塵器 袋式 除塵器以及電除塵器都是燃油鍋爐工業(yè)廢氣凈化系統(tǒng)較適合的除塵設(shè)備 但是 燃油鍋爐工業(yè)就單一除塵系統(tǒng)而言 廢氣量不大 故從設(shè)備投資來說一般不采用 電除塵器 又濕式除塵器所需的運(yùn)行費(fèi)用大 且還要進(jìn)行洗滌液的泥水分離 過 程復(fù)雜 而袋式除塵器雖然設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)都高 但是省去了二次處理 過程簡 單 綜合各方面因素 本設(shè)計(jì)采用袋式除塵器 2 2 除硫脫氮工藝的選擇 2 2 1 幾種聯(lián)合除硫脫氮的新技術(shù) 1 SNOXTM技術(shù) 該技術(shù)在美國的Ohio Edison Nile 電站2 號爐108MW的旋風(fēng)爐上實(shí)施 SNOXTM的關(guān)鍵技術(shù)包括SCR 選擇性催化還原 SO2 的轉(zhuǎn)化和WSA 濕式煙氣 硫酸塔 該項(xiàng)目是在小容量機(jī)組上實(shí)現(xiàn)的 其中布袋除塵室的纖維過濾器的尺寸 和所有過程中使用的設(shè)備都是完全商業(yè)化的 以及在脫硝 脫硫過程中的化學(xué)原 理 酸的凝結(jié)都與尺寸無關(guān) 所以該示范項(xiàng)目的結(jié)果完全適用于任何類型和尺寸 的鍋爐 在運(yùn)行溫度下 抽出相應(yīng)大約35 MW發(fā)電容量的煙氣首先通過傳統(tǒng)的脈 沖布袋室除去大量的顆粒物 這樣可以避免頻繁的催化劑清潔工作 剩余的大部 分煙塵在WSA 凝結(jié)器內(nèi)被去除 SNOXTM技術(shù)是將煙氣在熱交換器中加熱至 405 之后 送入SCR 單元脫硝 在SCR 單元中 氨氣被噴射進(jìn)入煙氣中 在 催化劑的作用下和NOx 反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?之后 煙氣進(jìn)入第二個催化反 應(yīng)器 將SO 2 氧化為SO 3 最后 煙氣通過煙氣熱交換器降低溫度 再通 過玻璃管冷凝器被水化為硫酸 5 該項(xiàng)目取得了顯著效果 脫硫效率一般可達(dá)95 脫硝率平均能達(dá)到94 硫酸純度超過I 級酸的美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn) 該技術(shù)除氨氣外不消耗其他化學(xué)品 故 不會產(chǎn)生二次污染 使用布袋室還能高效除灰 SO 2 的催化劑在NOx 的下游 保證了未反應(yīng)完的NH3 再繼續(xù)反應(yīng)完全 因此NH3 NOx 在大于1 0 時也不會有 NH3 的泄漏 脫硝完成后殘留在煙氣中的NH3的量 較高的NH3 NOx 值保證了 效率比傳統(tǒng)的SCR高 總之 該技術(shù)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低 可靠性高 但是能耗大 10 投資費(fèi)用高 而且作為危險(xiǎn)品 濃硫酸的儲運(yùn)困難 故只有在更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn) 出臺以及附近有硫酸副產(chǎn)品市場時才有較好的市場前景 2 SNRBTM技術(shù) 該技術(shù)在美國Ohio Edison s R E Burger 電廠示范運(yùn)行 目的是為了展示 SNRBTM技術(shù)脫硫 脫硝和除塵的能力 如圖 2 所示 該技術(shù)本質(zhì)上是綜合運(yùn)用于 脈沖噴射式布袋除塵室 把脫硫 脫硝和除塵三者結(jié)合為一體 高溫布袋室處于 省煤器和空氣預(yù)熱器之 間 在布袋室的上游噴入鈣基或鈉基吸附劑脫除SO 2 灰塵和反應(yīng)后的吸附劑用 纖維過濾布袋除去 圓柱形整體SCR 催化劑被包裹在布袋室內(nèi)的布袋里 NH3自 布袋室上游噴入 NOx 在SCR 催化劑作用下與氨反應(yīng)被脫除 在SNRBTM技術(shù)中 布袋室運(yùn)行溫度在 430 及以上 Ca S 為1 8 以上時 使用商業(yè)脫水石灰吸附劑能達(dá)到大于80 的脫硫率 而且鈣的利用率能達(dá)到40 45 大大高于其他傳統(tǒng)的干式鈣基吸附劑噴射工藝 使用鈉基吸附劑 Na S 為2 時能達(dá)到 90 的脫硫率和85 的吸附劑使用率 在設(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi) 370 480 保證氨泄漏低于3 8mg m 標(biāo)準(zhǔn) 的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)90 的脫硝 率 由于在煙氣接觸SCR 催化劑以前通過脫硫大大減少了SO 2 的量 因此通過 SCR 催化劑的SO 2 轉(zhuǎn)化為SO 3 的量低于0 5 不會引起下游設(shè)備由于硫酸銨 沉積導(dǎo)致結(jié)渣和腐蝕 SNRBTM 對鍋爐運(yùn)行性能沒有影響 占地面積小 使用鈉 基吸附劑和足夠高的NH 3 NOx 時 能達(dá)到較高脫硫脫硝率 尾部煙道結(jié)渣和腐 蝕的可能性小 能夠在較低出口煙溫下運(yùn)行 進(jìn)一步加強(qiáng)了能量利用率 提高鍋 爐效率 但SNRBTM對脫硫率要求高于 85 的機(jī)組不經(jīng)濟(jì) 當(dāng)脫硫要求較低時 SNRBTM則有較大優(yōu)勢 工藝費(fèi)用分析表明 從機(jī)組容量和燃煤含硫量的角度來 說 該技術(shù)比傳統(tǒng)的干式洗滌器 與布袋結(jié)合的SCR 系統(tǒng)的適用范圍更廣泛 3 干式一體化 NOx SO2 技術(shù) 如圖3 所示 干式一體化NOx SO 2 排放控制系統(tǒng)包括的 4 項(xiàng)控制技術(shù)分別 為LNB 低NOx 燃燒器 OFA 燃盡風(fēng) SNCR 選擇性非催化還原 以及 DSI 干吸附劑噴射 加上煙氣增濕 NOx 脫除通過前三者共同完成 脫硫則是由 DSI 鈉基或鈣基 和煙氣增濕活化實(shí)現(xiàn)的 脫硝發(fā)生在爐內(nèi) 脫硫則是在空氣預(yù) 11 熱器和纖維布袋除塵器之間的管道系統(tǒng)內(nèi)完成的 為評估各個部分的貢獻(xiàn) 先將 各部分分開試驗(yàn) 再結(jié)合起來試驗(yàn) SNCR 試驗(yàn)采用噴氨氣和噴尿素兩種 DSI 試驗(yàn)則采用了鈣基和鈉基兩種吸 附劑 示范過程中發(fā)現(xiàn) 鈉基DSI 和噴尿素的SNCR 聯(lián)用有最好協(xié)作效果 而且 鈉基吸附劑以噴碳酸氫鈉 NaHCO 3 效果最好 LNB和OFA 能夠?qū)崿F(xiàn)62 69 的 脫硝率 SNCR 使用靜態(tài)和可伸縮噴槍在氨氣殘余為7 6mg m 標(biāo)準(zhǔn) 時能夠 達(dá)到30 50 的脫硝率 這樣使總脫硝率超過80 SNCR 后面的DSI 系統(tǒng)吸 附了煙氣中大部分殘余的氨氣 解決了氨氣泄漏問題 該一體化系統(tǒng)對燃煤機(jī)組 是適用的 而且比傳統(tǒng)的FGD 脫硫加SCR 脫硝更經(jīng)濟(jì) 它能用于任何機(jī)組 但是 更適合較老的中小型機(jī)組 其優(yōu)勢在于所有排放控制發(fā)生在爐內(nèi)和煙道內(nèi) 因此 不需要額外的空間 脫硫脫硝率可以分別達(dá)到70 和80 主要市場是燃用低硫 煤且需要同時脫硫脫硝的小機(jī)組 5 2 2 2 活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝的原理 在達(dá)到處理要求的前提下 我們應(yīng)當(dāng)盡量采用相對簡單的工藝 以減少經(jīng)濟(jì) 負(fù)擔(dān) 為此我們采用活性炭吸附聯(lián)合除硫脫氮工藝 如圖1所示 給出活性炭聯(lián) 合脫硫硝工藝的全過程 它主要由吸收 解吸和硫回收三部分組成 進(jìn)入吸收塔 的煙氣溫度在120 160 之間時具有最高的脫除效率 SO2的脫除率可達(dá)到98 左 右 NOx 的脫除率在 80 左右 吸收塔內(nèi)由上下兩段組成 煙氣由下而上流過 流經(jīng)吸收塔的第一段時SO 2被脫除 流經(jīng)第二段時 噴入氨除去NOx 2 2 3 活性炭聯(lián)合脫除 SO2 NOx 的反應(yīng)機(jī)理 在活性炭的表面SO 2 被氧化吸收形成硫酸 其反應(yīng)式 2224SOHSO 吸收塔加入氨后 可脫除NO 其反應(yīng)式為 23246NN 與此同時在吸收塔內(nèi)還存在以下的副反應(yīng) 3244HSOHS 24 12 SO2脫除反應(yīng)一般優(yōu)先于NOx 的脫除反應(yīng) 煙氣中SO 2濃度較高時活性炭內(nèi) 進(jìn)行的是SO 2脫除反應(yīng) 相反煙氣中SO 2 濃度較低時 NOx 脫除反應(yīng)占主導(dǎo)地位 當(dāng)入口煙氣中SO 2濃度較低時 NOx 脫除效率高 SO2濃度越高 消耗的氨就越多 這就是吸收塔采用兩段式的原因 此工藝流程采用兩個吸附塔間歇運(yùn)行 一個吸附塔滿吸附后停止運(yùn)行 進(jìn)入 脫附階段 另一個投入運(yùn)行 如此反復(fù) 達(dá)到連續(xù)處理的效果 2 2 4 活性炭的解吸反應(yīng)機(jī)理 活性炭吸收H 2SO4 NH 4HSO4 和 NH 4 2SO4 后 進(jìn)入再生階段 用高溫水蒸氣 進(jìn)行加熱再生 解吸過程的化學(xué)反應(yīng)如下 H2SO4 H 2O SO3 NH4 2SO4 2NH 3 SO3 H2O 2SO3 C 2SO 2 CO2 3SO3 2NH3 3SO 2 3H2O N2 在此過程中 SO 2 從解吸塔中釋放出來 通過一定的工藝可轉(zhuǎn)換為元素硫或 硫酸 再生過的活性炭由于含有相當(dāng)數(shù)量的水分 降低了吸附劑的性能 需要用 熱空氣對吸附層進(jìn)行干燥 流程圖如下 煙 氣 風(fēng) 機(jī)去后續(xù)裝置 吸收塔 1Claus裝 置硫硫 冷 凝器高 溫 水 蒸 氣 吸收塔 2高 溫 水 蒸 氣 圖 2 8 聯(lián)合除硫脫氮工藝流程 13 3 設(shè)計(jì)條件計(jì)算及排放標(biāo)準(zhǔn) 3 1 設(shè)計(jì)條件計(jì)算 3 1 1 基本資料 現(xiàn)從 大氣污染控制工程 查得重油的組成 質(zhì)量比 如下 C 88 3 S 1 6 H 9 5 水分 0 05 灰分 0 10 從 燃料及燃燒 第二版 查得燃油鍋爐熱效率 75 空氣過剩系數(shù)為 1 2 重油的低位發(fā)熱量 Q 39900kj kg 水的蒸發(fā)熱 2570 8kj kg低 從 第一次全國污染源普查產(chǎn)排污系數(shù)手冊 第十冊中查得工業(yè)廢氣量 SO2 煙塵 氮氧化物的產(chǎn)污系數(shù)如下 表 3 1 重油蒸汽鍋爐產(chǎn)污系數(shù) 主要 污染物 工業(yè)廢氣 3 Nmt 原 料 SO2 kgt 原 料 煙塵 kgt 原 料 氮氧化物 kgt 原 料 產(chǎn)污系數(shù) 15366 93 19S 3 28 3 60 注 二氧化硫的產(chǎn)排污系數(shù)是以含硫量 S 的形式表示的 其中含硫量 S 是指生 物質(zhì)收到基硫分含量 以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的形式表示 例如生物質(zhì)中含硫量 S 為 0 1 則 S 0 1 3 1 2 污染物產(chǎn)生量計(jì)算 已知重油的低位發(fā)熱量 Q 39900kj kg 水的蒸發(fā)熱為 2570 8kj kg 則蒸發(fā)量低 為 35t h 的鍋爐所需熱量為 2570 8 35 10 89 99 10 6 kJ h 需重油量為 689 1037kg h 01t 35 由表一的產(chǎn)污系數(shù)可計(jì)算各污染物的排放量 以 1 小時計(jì) 工業(yè)廢氣量為 15366 93 3 01 46 25 30 Nmh SO2 為 14 19 1 6 3 01 91 50 kgh 煙塵為 3 28 3 01 9 87 NOX 為 3 6 3 01 10 84 kgh 由此可得各污染物的排放濃度為 263391 50978 4SONCm 633 872 g煙 塵 633105 4 XNON 3 1 3 廢氣排放標(biāo)準(zhǔn) 廢氣經(jīng)處理后達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物排放限值 DB44 27 2001 中第二時段一級標(biāo)準(zhǔn) 表 3 2 大氣污染物排放限值 主要污染物 SO2 NOX 煙塵 原污染物濃度 mg m 3 1978 235 214 排放標(biāo)準(zhǔn) mg m 3 850 120 120 15 4 設(shè)備選型和工藝計(jì)算 4 1 除塵器的選型及計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用 ZC 型反吹扁袋式除塵器 布袋濾料選用玻璃布絲 斜紋 4 1 1 處理氣體量計(jì)算 取進(jìn)入除塵器的氣體溫度為 除塵器內(nèi)氣體的溫度 C0019 tc02 當(dāng)?shù)貧鈮?壓力損失取atmp10 Pap 則環(huán)境大氣壓 KPaa 324 10234103240 處理的氣體量 通過除塵器的氣體量 3 3 273 1 7 6 56 5710 21034cS NatQ mhp 3 Nmh處 理 氣 體 量 S 3 Nh生 產(chǎn) 過 程 產(chǎn) 生 的 氣 體 量 環(huán)境大氣壓 KPaap 4 1 2 過濾面積確定 取過濾風(fēng)速為 1 5 minv 過濾總面積 3262 57106 70QAmv 考慮到到漏風(fēng) 清灰 維修等因素需增加三項(xiàng)附加值 a 漏風(fēng)附加 本設(shè)計(jì)漏風(fēng)率為 0 故不需加漏風(fēng)附加 b 清灰附加 考慮到清灰時停止過濾的情況 應(yīng)附加清灰時間占運(yùn)行時間百 分比 16 取運(yùn)行時間為 50 小時 清灰時間為 1 小時 則應(yīng)附加 2 c 維修附加 考慮到更換部件 檢查和維修的情況 應(yīng)附加停止過濾的濾料 面積占總面積的百分比 本設(shè)計(jì)附加 5 故加附加值后過濾總面積 2651 7 0 697 3Am 4 1 3 除塵器選型 根據(jù)要處理的氣體量和過濾面積選用 144ZC300 A 型反吹扁袋式除塵器 其 技術(shù)性能參數(shù)如下 過濾面積 公稱 700 實(shí)際 7002m2 處理氣量 36 5710 h 袋長 h 3 0m 直徑 d 150mm 每條濾袋面積 23 1402 50adl m 袋數(shù) 條7092 An 設(shè)置 11 組 一組 30 個 10 用 1 備 除塵效率 99 0 99 7 入口粉塵濃度 214m 3 mg 使用溫度 C01 表 4 1 反吹風(fēng)機(jī)參數(shù) 型號 風(fēng)量 3h風(fēng)壓 3cmkgf轉(zhuǎn)速 in r功率 kw 8 18 12No 5 1210 544 2900 7 5 4 2 吸附塔的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)利用活性炭吸附處理硫 氮化合物 故吸附裝置采用固定床吸附裝置 具有內(nèi)襯的立式吸附器 如圖1 所示 給出活性炭聯(lián)合脫硫硝工藝的全過程 它主 要由吸收 解吸和硫回收三部分組成 8 進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度在 之C086 間時具有最高的脫除效率 如圖1 所示 SO 2 的脫除率可達(dá)到98 左右 NOx 的脫 除率在80 左右 9 10 但考慮到實(shí)際過程 硫氮脫除效率可能會低一些 故取脫 17 硫效率為85 脫氮效率為80 4 2 1 計(jì)算進(jìn)入吸附塔的氣體量 為了吸附塔有最高的吸附效率 在除塵器出口設(shè)一個換熱器 冷卻氣體 到 左右 則進(jìn)入吸附塔內(nèi)氣體溫度 C0075 Ctc06275 估計(jì)吸附塔的全壓降 Pap10 則塔內(nèi)環(huán)境大氣壓 KPaa 324 103240 處理氣體量 3 3 273 1 24 76 6 515 8610 21034cSatQ mhp 處理氣體量 hm 3 生產(chǎn)過程氣體量 s 環(huán)境大氣壓 apKPa 4 2 2 塔內(nèi)活性炭質(zhì)量計(jì)算 活性炭體積 3315 86104 52QVmv 活性炭質(zhì)量 41 10bWkg 空間速度 v h 活性炭堆積密度 b 3 mkg 4 2 3 吸附周期的確定 每小時吸附 SO2 的量 18 SG2 385 46 109785 76SOQCkg 活性炭滿載后吸附的硫質(zhì)量 aW43102 10 取活性炭硫容量為 10 則吸附周期 32 107 06ast hG 4 2 4 吸附器外型尺寸確定 和吸收塔一樣 根據(jù)被處理氣體流量和適當(dāng)?shù)目账俣却_定橫截面積 一般取固定床吸附塔的空塔氣速為 0 1 0 3m s 這里取空塔氣速為 0 27m s 則吸附層截面積 325 861057 4360fQSmv 取三座吸附塔并聯(lián)運(yùn)行 則吸附層截面直徑 34 9D 則吸附塔的外型尺寸可取為 150Lm 塔內(nèi)內(nèi)稱厚度取為 100 m 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)襯式結(jié)構(gòu) 4 2 5 吸附層高度的計(jì)算 7 62 0 811 54SbbGtXL m 吸附層高度 mL t 小時內(nèi)的吸附量 kgX 活性炭吸附硫的靜活度 吸附層截面積 m 2S 活性炭堆積密度 kg m 3b 19 由于脫除硫氧化物和氮氧化物的過程不同 需將吸附區(qū)分為上下兩段 下段主要脫出硫 上段通入氨氣脫氮 經(jīng)考慮取下段吸附區(qū)長 10 35Lm 上段 20 46Lm 4 2 6 吸附塔壓降計(jì)算 吸附層的壓強(qiáng)計(jì)算公式為 pfpf dUdLp2323175 1 式中 通過吸附層的壓降 單位 pa L 吸附層高度 單位 m 氣體的動力粘度 單位 pa S f 顆粒層空隙率 單位 氣體的密度 單位 kg m3 f U 床層進(jìn)口橫截面處氣體平均流速 單位 m s dp 吸附劑顆粒直徑 單位 m 根據(jù)活性炭的性能 堆積密度 450 kg m 3 空隙率 40 設(shè)計(jì) 140 時 約為 19 10 5pa s 1 3kg m3 u 0 25m s dp 3mm 0 003m 25 2323 10 4 910 10 4 5747 0 83p Pa 84 8 96pPa 4 3 換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 3 1 試算和初選換熱器規(guī)格 1 擬用冷水為除塵器出口的煙氣進(jìn)行冷卻 以使煙氣以適合的溫度進(jìn)入吸附 塔 20 2 計(jì)算熱負(fù)荷和水蒸氣用量 表 4 2 氣體性質(zhì)列表 密度 3mkg比熱容 10 CkgJ粘度 sPa 導(dǎo)熱系數(shù) 10 CmW 氣體進(jìn) 入 1 3 1 5 19 10 5 0 017 從除塵器出來的氣體溫度由 100 1T0026T 升 降 低 到 冷水溫度為 冷卻出水為 C03C5 冷卻水的定性溫度 tm0423 查 大氣污染控制工程 比熱容564p10 179 CkgJcph 進(jìn)入換熱器的氣量 3 3127320 6 7StVQmh 冷卻氣體所需吸收的熱量 321 6 91 5 4928 hpWcT kW 熱 所需冷卻水量 32148 20626 3 79 5 cpQkght 熱 3 計(jì)算兩流體的平均溫度差 暫按單管殼 多管程進(jìn)行計(jì)算 逆流時平均溫度差 Cttm 012 43 59013ln ln 25612 tTR 8 031 tP 根據(jù) 查 常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì) 查得 所以 值 PR1P t 21 Cttm029 543 8 0 4 換熱管數(shù)量和長度的確定 選定管子規(guī)格為 鋼管 5 2 則 bdmdm025 0 0 2 1 225 1 WCWC 查得碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù) 45K 取管內(nèi)側(cè)污垢內(nèi)阻 kmRd 103 21 取管外側(cè)污垢內(nèi)阻 Wd 232 則總傳熱系數(shù)為 201214 0 25204 5mK mCbd 所以傳熱面積 320928 1089 45mQSKt 熱 單管程所需的管子數(shù)目 22603164 4 iVnud 根 式中 smui 管 內(nèi) 流 體 的 適 宜 流 速 di管 子 內(nèi) 徑 管長 0389 53 6416402Sl mnd 按商品管長系列 取管長 4m 5 管子排列方式及管子與管板的連接方式選定 管子的排列方式 采用正三角形排列 管子與管板連接 采用焊接法 22 6 計(jì)算外殼內(nèi)直徑 iDbntci 2 1 由于管中心距 mdt 35 25 10 橫過管束中心線的管數(shù) 641cn 根 管束中心線上最外層管的中心到殼體內(nèi)壁的距離 038 25 5 10 db32 4 16iDm 取 D 1 4m 表 4 3 設(shè)計(jì)換熱器的結(jié)構(gòu)基本尺寸 殼徑 mm 1000 管子尺寸 mm m5 2 公稱壓強(qiáng) at 25 管長 m 4 管程數(shù) 1 管子總數(shù) 1364 殼程數(shù) 1 管子排列方法 正三角形排列 換熱面積 m 2 389 5 管中心距 mm 32 通過管板中心的管子數(shù) 41cn 根 4 3 2 核算壓強(qiáng)降 1 管程壓強(qiáng)降 pti NFp 21 據(jù)上述結(jié)果可知 管程數(shù) 對于 的換熱管 結(jié)構(gòu)校正系數(shù)PNm5 為 4 1 tF 管程流通面積 22213640 0 4iiPnSdN 23 平均流速 63190 4 iiQumsS 52 Re297iid 設(shè)管壁粗糙度 m1 0 0 1 由 關(guān)系圖查得 11 e 25 2 21 4 3040iuLp Pad 4 4 吸附劑再生再生及相關(guān)計(jì)算 吸附劑的吸附容量有限 在 1 40 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 之間 要增加吸附裝置 的處理能力 吸附劑一般要循環(huán)使用 即吸附劑達(dá)到飽和和接近飽和時 使其轉(zhuǎn) 入脫附和再生操作 兩者脫附后重新轉(zhuǎn)入吸附操作 4 4 1 吸附劑再生的方法 1 升溫吸附 根據(jù)吸附劑的吸附容量在等壓下隨溫度升高而降低的特點(diǎn) 用升高吸附劑溫 度的辦法 使吸附劑脫附 從而使吸附劑得以再生的方法稱為升溫吸附 選擇一 定的脫附溫度 能使吸附質(zhì)脫附得比較安全 達(dá)到較低的殘余濃度 但要嚴(yán)格控 制床層溫度 以防止吸附劑失活或晶體結(jié)構(gòu)被破壞 脫附階段的加熱方式有熱水 水蒸氣 煙道汽法 電感加熱和微波加熱等 2 降壓脫附 根據(jù)吸附劑的吸附容量在等溫下隨壓力的下降而下降的特點(diǎn) 用壓力降低或 抽真空的方法吸附質(zhì)脫附 從而吸附劑得以再生的方法稱為降壓脫附 對一定的 吸附劑而言 壓力變化的越大 吸附質(zhì)脫附的越完全 3 置換脫附 根據(jù)吸附劑對不同的物質(zhì)具有不同的吸附能力這一特點(diǎn) 在恒溫和恒壓 向 飽和吸附劑床道中通入被吸附的流體置換出原來的被吸附物質(zhì) 從而使吸附質(zhì)脫 附的方法稱為置換脫附 此法特別適用于對熱敏感性強(qiáng)的吸附質(zhì) 其脫附效率高 能使吸附劑的殘余負(fù)荷很低 24 4 吹掃脫附 用不能被吸附的氣體吹掃吸附劑床層 以降低氣相中的吸附質(zhì)分壓 使吸附 質(zhì)脫附的方法稱為吹掃脫附 如吸附了大量水分的硅膠 可通入干燥的氮?dú)庖允?硅膠脫出水分而得到再生 4 4 2 吸附劑再生的計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用熱水蒸氣來對吸附劑進(jìn)行脫附再生 用水蒸汽解吸后的吸附劑層 含相當(dāng)數(shù)量的水分 降低了吸附劑的活性 需要用熱空氣對吸附劑進(jìn)行干燥 脫 附后產(chǎn)生的 進(jìn)入 Claus 裝置除去 2SO 1 干燥吸附劑時空氣消耗量 WxlL 2 1 式中 干燥吸附劑時空氣的消耗量 kgL 空氣的單位消耗量 即干空氣 H 2Ol 分別為離開 進(jìn)入吸附劑層時空氣的含濕量 即 H2O 干空氣21x 干燥時驅(qū)走的水分 kgW 進(jìn)入吸附劑層的干空氣溫度為 90 離開吸附劑層的溫度為 45 查C0 C0 大氣污染控制工程 第二版 563p395 1 480 21 xx 經(jīng)水蒸氣解吸后 每 kg 活性炭含水分 0 2kg 由前面計(jì)算知吸附塔中活性炭量 kg42 干燥時驅(qū)走的水分 0 180Wkg 84631 8 395 4 2L 25 5 管道設(shè)計(jì)以及風(fēng)機(jī)選型 5 1 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 1 1 煙氣處理系統(tǒng)管道排列簡圖 圖 5 1 煙氣處理系統(tǒng)管道排列簡圖 5 1 2 管道系統(tǒng)各段管道壓力損失及管徑計(jì)算 對于煙氣管道 全部采用無縫鋼管 其絕對粗糙度 大部分情況m2 0 下 管道中氣流呈湍流 對應(yīng) 因此全部管道取6410Re 3 假設(shè)系統(tǒng)管道中流速 則 02 25 vms 1 AB 段 AB 段為鍋爐至風(fēng)機(jī)入口 氣流量為 3462501 8 3ABQms 管徑 3446 25089 13601Dv 選用 810ABm 20 58 26 管內(nèi)實(shí)際流速為 3246 5104 9 38ABvms 水平管全長取為 3m 無其他管件 管段摩檫阻力為 2 21 3490 50 ABvpl PaD 2 BC 段 BC 段為風(fēng)機(jī)到除塵器入口 氣流量為 36251 8 30BCQms 管徑 4462589 136003 1Dv 選用 810BCm 2 58 管內(nèi)實(shí)際流速為 24604 9 3 1BCvms 水平管全長取為 4m 無其他管件 管段摩檫阻力為 2 21 3490 50 3BCvpl PaD 3 DE 管段 DE 管段為袋式除塵器出口到風(fēng)機(jī)入口 氣流量為 36251 8 30DEQms 管徑 44625089 13603 1QDv 選取 810DEm 20 58 管內(nèi)實(shí)際流速 27 246504 9 3 18DEvms 其中水平管長 2m 豎直管長 5m 有三個彎頭 管段摩檫阻力為 2 21 3490 5770 53DEvpl Pa 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊為 90 彎頭C18 DR 418 3 局部壓力損失 22 90517 6mvPPa 7 3 83DEmp 4 EF 管段 風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口 氣流量為 361907 5 3EFQms 管徑 4619045 73603 2Dv 選取 950EFm 0 195 管內(nèi)實(shí)際流速 2463104 8 95EFvms 水平管道長 4m 無其他管件 管段摩檫阻力為 2 21 3480 5DEvpl Pa 5 GH 管段 GH 管段為換熱器出口至風(fēng)機(jī)入口 氣流量 358601 2 3GHQms 28 管徑 458609 23603 14QDmv 選取 890GHm 20 89 管內(nèi)實(shí)際流速 24564 30 1GHvms 水平管長 2m 無其他管件 管段摩檫阻力為 2 21 3490 7 3DEvpl Pa 6 HI1 HI 2 管段 HI1 管段為風(fēng)機(jī)出口至吸收塔進(jìn)口 氣流量 3586012 3HIQms 管徑 458609 23603 14QDv 選取 890HIm 20 89 管內(nèi)實(shí)際流速 24564 30 1HIvms 其中水平管長 12m 豎直管長 1m 彎頭 3 個 一個分流三通 管段摩檫阻力為 2 21 3490 15 6HIvpl PaD 29 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊為 90 彎頭 分流三通C0 18 0 5 DR 045 8 2 42 18 3 局部壓力損失 22 91457 mvPPa 683HIImp 7 IJ 管段 IJ 管道為吸收塔出口至煙囪入口 管道氣流量 358601 2 3IJQs 管徑 458609 23603 14Dmv 選取 890IJm 20 89 管內(nèi)實(shí)際流速 24564 30 1IJvms 其中水平管長 3m 豎直管長 1m 彎頭 1 個 管段摩檫阻力為 2 2 3490 5 6IJvpl PaD 管件局部壓力損失系數(shù)查手冊為 90 彎頭C18 0 DR 局部壓力損失 221 349087 5mvPPa 5 6 08KLm 30 5 1 3 管段計(jì)算表 表 5 1 管段計(jì)算結(jié)果 管段 流量 sm 3流速 sm 管徑 m壓力損失 Pa AB 12 85 24 9 810 30 22 BC 12 85 24 9 810 40 30 DE 12 85 24 9 810 288 13 EF 17 55 24 88 950 33 58 GH 15 52 24 9 890 17 73 HI 12 85 24 9 890 687 53 IJ 15 52 24 9 890 108 00 袋式除塵器 1200 換熱器 3204 吸附塔 383 96 5 2 風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇和計(jì)算 5 2 1 風(fēng)機(jī)選擇總方案引風(fēng)機(jī) 本設(shè)計(jì)擬采用 3 臺風(fēng)機(jī) 分別布置于袋式除塵器進(jìn)氣管道 換熱器進(jìn)氣管道 和吸附塔進(jìn)氣管道 5 2 2 風(fēng)機(jī)的計(jì)算和選型 1 袋式除塵器進(jìn)氣管引風(fēng)機(jī)的計(jì)算 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 3301 462510 8 Qmh 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 PttPHYy 7 7 0 式中 ap管 網(wǎng) 計(jì) 算 確 定 的 風(fēng) 壓 度 和 壓 力氣 體 在 實(shí) 際 工 況 下 的 溫 Pt 度 和 壓 力氣 體 在 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 態(tài) 下 的 溫 0Y 27310 251 51940 YHPa 31 工作溫度為 100 C0 根據(jù) 選定 Y5 48 6 3C 工序?yàn)?3 的引風(fēng)機(jī) YHQ 表 5 2 Y5 48 6 3C 風(fēng)機(jī)性能 類型 型號 全壓范圍 Pa 風(fēng)量范圍 hm 3功率范圍 kW最高允許 溫度 C0 鍋爐離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 362 4523 15900 68000 15 440 200 電動機(jī)功率的計(jì)算 21036 YeHQN 式中 kWNe電 機(jī) 功 率 hmQY 3風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 量 Pap風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 0 1電 動 機(jī) 備 用 系 數(shù) 取 701通 風(fēng) 機(jī) 全 壓 效 率 取 98 2機(jī) 械 傳 動 效 率 取 514 351 9836070Nekw 根據(jù)電動機(jī)的功率 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動方式選定 J2 62 型電動機(jī) 2 換熱器進(jìn)氣管道引風(fēng)機(jī)計(jì)算 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 301 4625087 Qmh 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 731 249520YHPa 工作溫度為 100 C0 32 根據(jù) 選定 Y5 48 6 3C 工序?yàn)?3 的引風(fēng)機(jī) YHQ 表 5 3 風(fēng)機(jī)性能 類型 型號 全壓范圍 Pa 風(fēng)量范圍 hm 3功率范圍 kW最高允許 溫度 C0 鍋爐離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 362 4523 15900 68000 15 440 200 電動機(jī)功率的計(jì)算 5087491 327 8360Ne kw 根據(jù)電動機(jī)的功率 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動方式選定 J2 63 型電動機(jī) 3 吸附塔進(jìn)氣管道引風(fēng)機(jī)計(jì)算 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 301 4625087 Qmh 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 273140 251 089 184YHPa 工作溫度為 140 C0 根據(jù) 選定 Y5 48 6 3C 工序?yàn)?3 的引風(fēng)機(jī) YQ 表 5 4 風(fēng)機(jī)性能 類型 型號 全壓范圍 Pa 風(fēng)量范圍 hm 3功率范圍 kW最高允許 溫度 C0 鍋爐離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 362 4523 15900 68000 15 440 200 電動機(jī)功率的計(jì)算 5087142 39 3608Nekw 根據(jù)電動機(jī)的功率 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動方式選定 J2 62 型電動機(jī) 33 6 工程投資與運(yùn)行費(fèi)用估算 消除鍋爐的煙塵污染 是目前日用鍋爐行業(yè)的重要問題 所以對鍋爐廢氣的 排放要求也越來越高 這就需要我們采用各種有效的新技術(shù) 新工藝對廢氣進(jìn)行 處理 在經(jīng)濟(jì)可行的情況下使廢氣達(dá)標(biāo)排放 6 1 工程投資的估算 表 6 1 工程投資費(fèi)的估算 估算價(jià)格 萬元 序號 工程或費(fèi)用 名稱 數(shù)量 土建 工程 安裝 工程 設(shè)備 購置 工具 購置 其他 費(fèi)用 合計(jì) 萬元 1 袋式除塵器 1 1 0 2 0 10 1 2 1 0 15 2 2 吸附塔 4 5 0 2 0 20 5 0 0 0 32 0 3 換熱器 1 0 3 2 0 5 0 0 0 7 3 4 離心通風(fēng)機(jī) Y4 73 11 3 0 3 0 8 8 0 0 0 0 0 9 1 5 耐酸腐蝕風(fēng) 機(jī) Fq 26 型 1 0 1 0 3 2 0 0 0 2 0 4 4 6 噴射塔 2 1 5 1 0 10 0 0 0 0 0 12 5 7 除沫裝置 1 3 0 1 0 2 5 1 5 0 0 9 0 8 煙囪 1 5 0 3 0 1 0 0 0 0 8 9 8 9 J2 62 型電動機(jī) 2 1 0 1 0 20 0 3 2 10 0 35 2 10 J2 63 型電動機(jī) 1 0 5 0 5 13 1 8 3 5 19 3 11 煙氣輸送管 1 0 1 5 16 0 8 0 20 3 12 CLAUS 裝置 1 1 0 1 0 5 0 0 0 0 7 0 13 儲藥槽 1 3 0 0 5 1 0 0 7 1 5 6 7 14 水管道 2 0 1 0 5 0 0 5 0 0 8 5 15 中和泵 1 0 1 0 2 2 0 0 5 1 0 3 8 總計(jì) 226 6 2 勞動定員與運(yùn)行費(fèi)用 34 表 6 2 勞動定員與運(yùn)行費(fèi)用 以一年計(jì) 費(fèi)用名稱 工人工資 電費(fèi) 水費(fèi) 設(shè)備維修費(fèi) 管理費(fèi) 總計(jì) 估算 萬元 100 30 10 30 5 175 設(shè)計(jì)結(jié)論 通過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我對鍋爐行業(yè)廢氣凈化的方法有了一定的了解 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的鍛煉使我的整體能力大大提高 整個設(shè)計(jì)說明書中 首先是對工藝流程的選擇與簡單介紹 接著是對設(shè)備的 設(shè)計(jì)和設(shè)備的選型計(jì)算 其后計(jì)算了管道的壓損和風(fēng)機(jī)選型 本設(shè)計(jì)選用的工藝 流程是合理的 凈化后的廢氣也能達(dá)標(biāo)排放 本設(shè)計(jì)對硫氮污染物采用了活性炭聯(lián)合吸附的工藝 整個吸附塔分兩段 氣 體自下至上的流動過程中 硫氧化物和氮氧化物先后被脫除 總體來說 該工藝 對硫氮的吸收都有很好的效果 經(jīng)過一系列的資料查找 同學(xué)們的探討和老師的指導(dǎo) 使我認(rèn)識到環(huán)保事業(yè) 在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時必須也要堅(jiān)決的顧及 要與經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展 這樣才能在發(fā)展中 找到平衡點(diǎn) 在發(fā)展中壯大各個行業(yè)并且持續(xù)性的發(fā)展 只有在工業(yè) 農(nóng)業(yè) 第 三產(chǎn)業(yè)等各個行業(yè)發(fā)展的同時顧及人類的環(huán)保事業(yè) 發(fā)展才變的更有意義 這是 幾個月做設(shè)計(jì)來最大的感觸 35 參考文獻(xiàn) 1 5 王志魁主編 化工原理 第二版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1998 10 2 赫吉明 馬廣大主編 大氣污染控制工程 第二版 北京 高等教育出版社 2002 3 賀匡國主編 化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 1989 4 黃學(xué)敏 張承中主編 大氣污染控制工程實(shí)踐教程 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 9 5 立本英機(jī) 安部郁夫 日 主編 高尚愚譯編 活性炭的應(yīng)用技術(shù) 其維持管理及 存在問題 南京 東南大學(xué)出版社 2002 7 6 林肇信主編 大氣污染控制工程 高等教育出版社 1991 5 7 全燮 楊鳳林主編 環(huán)境工程計(jì)算手冊 中國石化出版社 2003 6 8 吳忠標(biāo)主編 實(shí)用環(huán)境工程手冊 大氣污染控制工程 化學(xué)工業(yè)出版社 2001 9 9 姜安璽主編 空氣污染控制 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 10 朗曉珍 楊毅宏主編 冶金環(huán)境保護(hù)及三廢治理技術(shù) 東北大學(xué)出版社 2002 11 王志魁 化工原理 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 12 周興求 葉代啟 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊 大氣污染控制設(shè)備 北京 化學(xué)工業(yè)出 版社 13 王漢臣 大氣保護(hù)與能源利用 M 北京 中國環(huán)境科學(xué)出版社 1992 14 楊立建 尤一安 朱法華 德國施萬多夫電廠脫氮 脫硫工藝及工程技術(shù)參數(shù) J 電力環(huán)境保護(hù) 1996 12 2 37 40 15 epartment of Energy