湿式除尘器课程设计要点

一 设计题目 某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计某小型燃煤电站锅炉烟气除尘系统设计 二二 设计资料设计资料 设计耗煤量：203.8kg/h。 排烟温度：560℃ 空气过剩系数：α=1.25 烟气密度（标态）：1.32kg/m 室外空气平均温度；24℃； 锅炉出口前烟气阻力：1025Pa； 现场气象资料: ①海拔高度：22.5m ②当地平均大气压：943.6mbar ③年平均气温：12.3℃ ④最大风载：32kg/㎡ ⑤最大雪载：24kg/㎡ ⑥地震烈度：7 度 3 三三 设计目的设计目的 要求设计烟尘浓度排放≤200mg/m 。 本设计的目的在于进一步巩固和加深理解课程理论， 培养运用所学理论知识进行净化 系统设计的初步能力， 包括工程设计的基本方法和步骤， 技术资料的查找与应用以及绘图能 力的训练，综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题。 3 四四 设计要求设计要求 （一）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（集气罩、管道、风机、电机） 1 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 （二）绘制除尘（净化）系统平面布置图、立面布置图、轴测图 （三）绘制除尘（净化）主体设备图 五五 设计内容设计内容 5.15.1 引言引言 我国是以煤为主要能源的国家。 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。湿式除尘器是借含尘气体与液滴或液膜的接触、撞击等作 用， 使尘粒从气流中分离出来的设备。 湿式除尘器按结构与净化机理可分为水膜式除尘器 （麻 石水膜除尘器） 、喷射式除尘器（文丘里除尘器） 、板式除尘器（旋流板式除尘器） 、冲击式 除尘器（冲击水浴式除尘器） 、填充式除尘器。根据除尘设备的阻力与耗能可分为低耗能和 高耗能除尘器。湿式除尘器的特点是构造简单、净化效率高、本身无运动部件、故障少、适 合高温高湿气体除尘，但除尘后有水的处理问题和设备的腐蚀问题。 湿式除尘器要得到较高的除尘效率， 必须造成较高的气液相对运动速度和非常细小的液 滴， 文氏管就是为了适应这个要求而发展起来的。 文氏管是在意大利物理学家文丘里首次研 究了收缩管道对流体流动的效率的影响后命名的。 文丘里管是在 1886 年美国科姆斯·霍舍尔 为了增加流体的速度从而引起压力的减小而发明的。 文氏管除尘器于 1946 年开始在工业中应用。 文氏管是一种高能耗高效率的湿式除尘器。 含尘气体以高速通过喉口， 水在喉口处被湍流运动的气流雾化， 尘粒与水滴之间相互碰撞使 尘粒沉降，这种除尘器结构简单，对0.5-5 微米的尘粒除尘效率可达99%以上，但其费用较 高。该除尘器常用于高温烟气降温和除尘，也可用于吸收气体污染物。 5.25.2 方案的选择及说明方案的选择及说明 5.2.15.2.1 除尘器性能指标除尘器性能指标 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。 各种除尘设备的基本性 （表 5-1） 2 除尘器名称 重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器 水浴除尘器 卧式旋风水膜除尘器 冲激式除尘器 电除尘器 袋式除尘器 文丘里除尘器 适用的粒径 范围 （μm） 50 20-50 5-15 1-10 ≥5 ≥5 0.5-1 0.5-1 0.5-1 效率 （%） 50 50-70 60-90 80-95 95-98 95 90-98 95-99 90-98 阻力 （Pa） 50 300 800 600 800 1000 50 1000 4000 少 少 少 少 中 中 多 中上 少 少 少 中 中下 中 中上 中上 大 大 设备费运行费 5.2.25.2.2 除尘器的选择除尘器的选择 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（各种除尘器对不同粒径粉尘的除尘效率见表 1） ； （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、水泥的性质及经济成本等宜选用文丘里除尘器。 5.35.3 设计依据和原则设计依据和原则 5.3.15.3.1 依据依据 （1）同类粉尘治理技术和经验 3 （2） 《水泥工业大气污染物排放标准》 （GB4915-2004） （3） 《大气污染防治技术及工程应用》 （4） 《除尘技术手册》 （张殿印 张学艺编著） 5.3.25.3.2 原则原则 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。 5.45.4 基本数据基本数据 锅炉型号： FG-35/3.82-M 型 （35t 蒸气/h） ； 设计耗煤量： 203.8 kg/h； 排烟温度： 560℃； 空气过剩系数：α=1.25；烟气密度（标态）：1.32kg/m 室外空气平均温度；24℃；锅炉出口前烟气阻力： 1025Pa；烟气其他性质按空气计算；排灰 系数 35%，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/m 。 煤的工业分析（无烟煤） ：C：75.2%、H：4.1%、S：0。62%、O：6.6%、N：0.85%、水分： 9.92%、灰分：2.71%。 3 3 5.4.25.4.2 烟气排放量以及组成烟气排放量以及组成 表 5-2 烟气排放量及组成 4 以1kg煤为基准 各组分 C H O N S H2O 灰分 质量 725 41 66 8.5 6,。2 99.2 27.10 mol 62.67 41.00 4.13 0.61 #VALUE!