1、目录 前言 . 3 大气污染控制工程课程设计任务书 . 4 燃煤电厂锅炉烟气污染控制 系统设计 除尘技术部分 . 4 第一部分工艺简介 . 5 一、 除尘工艺简介 . 5 (一 ) 除尘器介绍 . 6 (二 ) 可供选择的除尘技术 . 9 (三 ) 方案的技术比较 . 9 (四 ) 方案确定 . 12 二、 脱硫工艺简介 . 12 三、 脱硝工艺简介 . 13 第二部分处理总流程 . 14 第三部分除尘系统设计计算 . 14 一、 电除尘区设计计算 . 14 (一 ) 燃煤锅炉排烟量计算和烟尘、二氧化硫浓度计算 . 14 (二 ) 除尘器的选择 . 16 (三 ) 除尘效率计算 . 17 (四
2、 ) 电除尘选型计算 . 17 (五 ) 电除尘器内部尺寸计算 . 19 (六 ) 电除尘器零部件设计与计算 . 21 (七 ) 分布板的振打 . 23 (八 ) 电晕极系统及振打装置 . 23 (九 ) 输灰斗系统设计 . 24 (十 ) 供电装置的选型 . 25 (十一 ) 壳体设计 . 25 (十二 ) 除尘器的保温与防腐 . 25 二、 袋式除尘区设计计算 . 26 (一 ) 处理气体风量的计算 . 26 (二 ) 过滤风速的选择 . 26 (三 ) 过滤面积的确定 . 26 (四 ) 布袋除尘区尺寸 . 27 (五 ) 清灰部分设计 . 28 (六 ) 滤料的选择 . 28 (七 )
3、 滤袋的连接方式 . 29 (八 ) 滤袋的排列 . 29 (九 ) 壳体 . 29 三、 电除尘区与袋式除尘区间的结合 . 30 第四部分脱硫部分的计算 . 30 一、脱硫剂耗量的计算 . 30 第五部分脱硝部分的计算 . 31 一、脱氨剂的耗量 . 31 (一 ) 氨气耗量 . 31 (二 ) 液氨耗量 . 32 第六部分烟囱部分的计算 . 32 一、烟囱的设计 . 32 1. 烟囱高度的确定 . 32 2. 烟囱直径的计算 . 33 3. 烟囱的抽力 . 34 第七部分系统阻力的计算 . 34 一、 沿程阻力 . 34 二、 局部阻力损失 . 35 三、 设备阻力损失 . 36 四、 高
4、程损失 . 36 五、 系统总阻力损失 . 36 第八部分风机及电动机的选型 . 37 前言 大气污染控制工程课程设计任务书 燃煤电厂锅炉烟气污染控制系统设计 除尘技术部分 一、设计题目 燃煤电厂烟气 污染控制流程与 除尘器的设计 二、设计对象 与排放标准 某电厂某期工程 300MW 机组 型号为 BP1025 型塔式低倍率复合循环锅炉，额定蒸发量为 1025t/h ；锅炉最大耗煤量为 137.7t/h； 燃煤成分分析结果如下 (按质量 ): Car=65.04%; Har= 3.02%； Oar= 1.98%; Nar= 1.04%; Sar=2.12%; War= 1.40%; Aar=2
5、5.40%。 设燃料中的 S 全部转化为 SOX（其中 SO2体积占 96%） 空气过剩系数 :=1.11 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例 :40% 烟气密度 (标准状态下 ):1.34kg/m3 烟气在锅炉出口前的 压 力 为 800hpa 冬季室外空气平均温度 :-10 空气含水 (标准状态下 )0.01293 kg/m3 烟囱的出口内径为 4m，烟气出口温度为 140 ，设烟囱出口高度处的平均风速为 3.7m/s， 当地大气压力为 950hpa，环境气温为 21 。 满足标准： GB13223-2011 中燃气机组排放限值 三、设计内容与要求 1. 计算 出 各关键设备 出入口 的污染
6、物浓度、 脱硫脱硝剂的 物质耗量、烟囱尺寸（ 包括 外形、底部直径、顶部直径、倾角、高度等） ； 2. 分析确定烟气净化系统总体设计方案， 绘制烟气处理流程 （ 2#图纸 1张 ） ，包含 除尘、脱硫（ 含浆液制备、石膏处理子系统）、脱硝（含NH3 的制备系统） ，要求 标出设备、连接件编号，并附明细表； 3. 除尘器的总体设计与计算： 1） 静电除尘器： 含 放 电 极、集尘极、间距（包括 电极 间、 电极与 壳体间） 、 灰斗等 ， 绘制 三视图 （ 3#图纸各 1 张） 2） 布袋除尘器：布袋、间距（包括袋间 距 、 布袋与 壳体间）、灰斗等 ，绘制 三视图 （ 3#图纸各 1 张） 3
7、）电袋复合除尘器： 放 电 极、集尘极、间距（包括 电极 间、 电极与壳体间） 、 布袋、间距（包括袋间 距 、 布袋与 壳体间） 、 灰斗等三视图 （ 3#图纸各 1 张） 4. 编写设计说明书：要求按设计程序编写，包括设计计算、方案的确定、设备选择和有关设计的简图等内容。设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。 第 一 部分工艺简介 一、 除尘工艺简介 现在工厂中普遍采用的除尘设备包括机械除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿 式 除尘器等。但每种除尘净化系统总有其技术上的优点和缺点，应根据实际情况选择合适的除尘设施与工艺。
8、 (一 ) 除尘器介绍 1) 机械除尘器 通常是指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置。它包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。 机械除尘设备的优缺点： 优点： 1 机械除尘利用的力比较单一，且除尘装置构造简单且没有运动部件。所以除尘装置故障少，容易操作和管理，运行费用相对较低，投资费用也较少。 2 机械除尘可以用作多级除尘的第一级分离，也可以单独使用。当单独使用时一般用于对除尘效率要求不高，或者仅仅需要简单除尘的场合。 缺点： 1 机械除尘分离细小粉尘的能力比较弱，它对粒径较大（大于 50 m）的粉尘有较高的除尘效果，但对粒径较小（小于 5 m）分离效果较差
9、。 2 机械除尘作用力单一，但设计计算复杂，而且设计计算数据容易受到多种因素影响，特别是外来气流（如漏风）对除尘效果影响特别大。 2) 袋式除尘器 含尘气体从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕 集于滤料上，透过滤料的清洁空气由排出口排出，沉积在滤料表面的粉尘，可以在机械振动的作用下从滤料表面脱落，最终落入灰斗中的一种除尘净化设施。 袋式除尘设备的优缺点： 优点： 1 袋式除尘器可以捕集多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘； 2 袋式除尘器可设计制造出适应不同气量的含尘气体的要求，除尘器的处理烟气量可从几 m3/h 到几百万 m3/h； 3 袋式除尘器对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒
10、子的气体效率较高，一般可达 99%，甚至可达 99.99%以上； 4 袋式除尘运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。 缺点： 1 袋式除尘器不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体，用布袋防尘器净化烟尘时的温度不能低于露点温度，否则将会产生结露，堵塞布袋滤料的孔隙； 2 袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响，且会出现烧袋糊袋现象； 3 据统计，用袋式除尘器净化大于 17000 m3/h 含尘烟气量所需的投资要比电除尘器高，而用其净化小于 17000 m3/h 含尘烟气量时，投资费用比电除尘器省。 3) 电除尘器 在通过高压电场进行分离的过程中，使尘粒荷电，并在电场
11、力的作用下，使尘粒聚集在集尘板上将粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。 电除尘设备的优缺点： 优点： 1 电除尘器可以净化气量较大且温度较高的含尘烟气。在工业上净化105 106m3/h 的烟气，且用于净化 350以下的烟气，可长期连续运行 2 除尘效率高。如果设计合理，安装施工质量高，电除尘器可以达到任何除尘效率的要求。目前，工业上应用的电除尘器，多数的除尘效率已达到 99%以上。 3 电除尘器结构简单，气流速度低，压力损失小，干式电除尘器的压力损失大约为 100 200Pa，湿式电除尘器的压力损失稍高些，通常只有200 300Pa。 4 电除尘器能够除下的粒子粒径范围较宽，对于 0.1
12、 m 的粉尘粒子仍有较高的除尘效率。 5 电除尘器的能量消耗比其他类型除尘器低。如以每小时净 化 1000m3烟气计算，电除尘器的电能消耗约为 0.2 0.8kw h。 缺点： 1 电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出。电除尘器最适宜捕集比电阻为 104 5 1011 2 袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响，且会出现烧袋糊袋现象； 3 电除尘器不适宜直接净化高浓度含尘气体。 4 电除尘器对制造和安装质量要求很高，需要高压变电及整流控制设备，且占地面积大。 4) 湿式除尘器 使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者化
13、学作用捕集颗粒，使粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。 湿式除尘设备的优缺点： 优点： 1 湿式除尘器的除尘效率不仅能与布袋和电除尘器相当，而且还可适用这些除尘器所不能胜任的除尘条件。表现在湿式除尘器对净化高温、高湿、高比阻、易燃、易爆的含尘气体具有较高的除尘效率。 2 湿式除尘器在去除含尘气体中 粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些有毒有害的气态污染物。因此，湿式除尘器既可以用于除尘，又可以对气体起到冷却、净化的作用。 3 设备投资少，构造比较简单：在耗用相同能耗的情况下，湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高。 缺点： 1 湿式除尘器的粉尘回收困难，且排出的沉渣需要处理。
14、 2 湿式除尘器不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体。 3 净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水（或液体）将具有一定程度的腐蚀性。因此，除尘系统的设备均应采取防腐措施。 4 湿式除尘器因含水运行，在寒冷地区设备容易结冻，因此，要采用防冻措施。 (二 ) 可供选择的除尘技术 通过以上的除尘设备简介，我们可以看到四种除尘设备的优缺点及适用条件。鉴于设计的要求，可对可供选择的除尘设备加以分析，以确定经济高 效 的方法。 设计要求净化的是燃煤工业粉尘。可能会含有腐蚀性的气态污染物，所以对设备的防腐性能要求较高，不适合采用湿式除尘器。而且如果该工厂设在北方，天气寒冷，湿式除尘器设备内的洗涤水容易冻结
15、。如果加强它的防腐与防冻措施，则会加大投资，所以原则上不予考虑。 而机械除尘分离细小粉尘的能力比较弱，它对粒径较大（大于 50 m）的粉尘有较高的除尘效果，但对粒径较小（小于 5 m） 的粉尘 分离效果较差。在设计要求中燃煤锅炉烟气粒径 5 m 的占了 60%，如果采用机械除尘器则效率低下，烟气不能达标排放。 所以设计要求的除尘净化系统可供选择 的除尘技术有袋式除尘技术和电除尘技术两种。 (三 ) 方案的技术比较 目前，国内外用于水泥窑尾除尘都是电、袋两大类除 尘器。 国内生产的袋 式 除尘器、电除尘器每小时能处理几十到一百多万立方米风量的含尘废气，进口浓度允许超过 100g mN3。排放浓度
16、热力设备可控制在 50mg mN3以下，通风设备可控制在 30mg mN3以下。但随着锅炉大气污染物排放标准的出台，袋 式 除尘器应用愈来愈多，国内外均 出现“电改袋”的现象。但袋、电除尘器由于除尘机理不同，应用情况 、 除尘效果也不尽相同。 1) 原理 电除尘器的除 尘，主要是在高压电场中使气体电离， 进入电场中的尘粒得以荷电，并在电场库仑力的作用下，荷电尘粒趋向集尘极，达到了除尘的目的。由于能量是直接作用在尘粒上，故能耗根低，且电除尘器由于除了缓慢转动的振打部件外，没有其他运动的部件，维护工作量小，运行费用较低，所以在各种除尘技术中具有显著的优 越性。且净化效率高，处理量变动范围大：根据条
17、件和要求，可以设计 达到任意净化度 (99 99 9 )和处理量 (从几个 m3 h 到几百万 m3 h)的电除尘器，在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率 。 袋 式 除尘器是以织物纤 维滤料采用过滤技术将空气中的固体颗粒进行分离的设备。目前主要有纤维过滤，膜过滤 (表面覆膜 )和粉尘层过滤，具体表现为：筛分，惯性碰撞；扩散，重力沉降等综合作用。目前，国内外滤料表面覆膜过滤技术的应用，使袋 式 除尘器的过滤机理都有所改变。这种技术对微细粉尘有更高的捕集率，将粉尘阻留在滤料表面，更容易剥离。国内生产的袋除尘器可达到 99 99%的除尘效率，已趋近“零排放”。 2) 存在的问题 电除尘器在实际运行中是一个极为复杂的过程，会受到诸多因素影响，从理论计算的除尘效率与实际运行数据相差较大，这些因素包括物理、电力、流 体力学等，而最强干扰作用，是烟气和粉尘的性质，如粉尘的比电阻，电收尘器对粉尘的比电阻有严格的要求，当比电阻在 105 1011cm 收尘效果最好，比电阻低于 104cm 时（低阻型）粉尘导电良好 ,当粉尘比电
