环境工程大气毕业设计.docx

目录前言・ 3第一章设计说明书・ 41 设计目的 42设计课题 43设计原始资料 44设计内容和深度要求 45提交的设计成果 56参考文献 第二章设计方案比较及相关选择 161烟气脱硫工艺比较、选取确定的工艺 162针对设计要求及吸收塔本身性能特点，选取吸收设备・・3吸收剂的选取 4除尘器装置的比较及其选择 第三章设计计算书・ 141烟气量的计算 142粉尘和SO浓度的计算 1523除尘系统的设计计算 154脱硫系统的设计计算 185烟囱的设计计算 206 管道的设计计算 22第四章工程概算 25一投资费用 25二运行管理费用 27参考文献 28心得体会 29■ >■前言包围地球的空气称为大气像鱼类生活在水中一样，我们人类生活在 地球大气的底部，并且一刻也离不开大气大气为地球生命的繁衍，人类 的发展，提供了理想的环境它的状态和变化，时时处处影响到人类的活 动与生存大气科学是研究大气圈层的一门科学 它研究大气的具体情况，包括组 成大气的成分、这些成分的分布和变化、大气的结构、大气的基本性质和 主导状态的运动规律 .大气的运动变化是由大气中热能的交换所引起的，热 能主要来源于太阳，热能交换使得大气的温度有升有降。

空气的运动和气 压系统的变化活动，使地球上海陆之间、南北之间、地面和高空之间的能 量和物质不断交换，生成复杂的气象变化和气候变化大气科学将从气压 的变化、气压分布不均形成的气压场和气压系统、各层大气中空气运动的 各种情况、风的现象和性质等方面，深入研究大气中各种环流系统、天气 系统，以及基于流体力学、热力学研究大气运动的本质和现象天气，从 现象上来讲，绝大部分是大气中水分变化的结果在太阳辐射、下垫面强 迫作用和大气环流的共同作用下，形成的天气的长期综合情况称为气候 大气科学将研究气候的成因，不同区域的气候状况，气候变迁以及人类活 动对气候的影响等问题大气污染对大气物理状态的影响， 主要是引起气候的异常变化 这种变 化有时是很明显的，有时则以渐渐变化的形式发生，为一般人所难以觉察， 但任其发展，后果有可能非常严重大气是在不断变化着的，其自然的变 化进程相当缓慢，而人类活动造成的变化祸在燃眉，已引起世界范围的殷 切关注，世界各地都已动员了大量人力、物力，进行研究、防范、治理 控制大气污染，保护环境，已成为当代人类一项重要事业据环保总局介绍，在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主的能源格局不会 改变，煤炭消耗量将将持续增长。

我国发电装机容量中火电装机容量占74%以上， 火电机组又以燃煤机组为主，是大气污染物的主要来源之一中国环境科学研究 院和清华大学等单位的研究结果表明，酸雨污染给我国造成的损失每年超过 1100亿元燃煤锅炉烟气是气体和烟尘的混合物，是城市大气污染的主要原因烟气的 成分很复杂，气体中包括so、CO、CO、氮氧化物以及碳氢化合物等烟尘包括 22燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等因此烟气对环境的污染是多种毒 物的复合污染本次毕业设计是对火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计是为了进一步消 化和巩固本课程所学内容，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、使用技术 资料、编写设计说明书的能力补充：摘要与英文翻译1. 设计任务书1.1设计课题 火电厂燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统初步设计1.2设计原始资料（1）设计参数设计燃煤量35t/h，空气过剩系数1.3额定蒸发量为75t/h，煤的成分见 表 1-1应用基低位发热量为 20350kJ/kg表 1-1 煤的组成成分CHONSAWV比例/%52.573.257.891.010.8326.817.6424.742）烟气性质最大烟气量180000m3/h，排烟温度150°C，灰飞率80%，烟气最大含尘量 15g/m3,烟气露点温度100C，烟气压力约3000Pa。

3）烟尘性质 灰尘的成分、粒径分布见表 1-2和表 1-3单位：%SiO2AgFe2O3MgOCaOK2ONa?P2O5TiO249.7141.272.920.593.350.180.080.241.12表 1-2 灰尘成分SO30.54灰尘粒度/ 口 m< 55〜1010 〜2020 〜3030 〜4747 〜6060 〜74分布/%6.413.922.915.316.46.45.3表 1-3 粉尘粒径分布4）气象条件>7413.4年平均大气压101.27kPa，最低温度平均值1.9C，最高温度平均值36.3C，冬季室外风速平均值2.4m/s，夏季室外风速平均值1.8m/s，海拔高度6.6m5）排放标准要求满足GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》第3时段排放标准，烟尘排放浓 度＜50 mg / m 3、C 400mg / m3N SO2 N1.3. 设计内容和深度要求⑴ 除尘脱硫系统方案论证 包括除尘器及脱硫设备的选择及基本工艺路线确定⑵ 方案论证主要进行方案的技术比较，如处理效果，技术合理性和先进性；同时进行 经济比较，如一次性投资，运行管理费用及运行管理的复杂程度。

⑶ 除尘脱硫系统的工艺设计计算⑷ 除尘系统脱硫平面布置图和系统立面图1.4. 提交的设计成果⑴ 设计说明书、计算书各一份⑵ 设计图纸：除尘系统工艺流程图，系统总平面布置图、轴侧图、立面图及 主要设备构筑图各一张2. 设计说明书2.1 除尘工艺的选择与确定2.1.1 方案选择原则（1）.本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定，处理后各项均达到城 市大气污染物排放要求2）.针对本工程的具体情况和特点，在技术上满足工艺生产及环境保护对含尘 气体的治理要求，在经济上是最合算的3）.选用的方案尽量做到消耗资源少，并且对环境影响最小4）.管理、运行、维修方便，尽量考虑操作方便，减少劳动强度5）.在不影响处理效果的前提下，尽量减少占地面积和运行成本6）.在具体选型设计时要结合生产实际状况、参考国内外类似工作的实际经验 和先进技术全面考虑，处理好三个技术性能指标的关系2.1.2 除尘设备的选择2.1.2.1 除尘器的种类 在日常工业上用于粉尘颗粒物分离的设备主要有：重力沉降式除尘器、惯性除尘器、电除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、旋风除尘器（1）重力除尘器重力除尘器是使含尘气体中的粉尘借助重力作用自然沉降来达到净化气体 的装置。

它的沉降速度太小，仅为离心沉降速度的几十分之一实际应用中，结 构简单，阻力小、但体积大、除尘效率低、设备维修周期长2）惯性除尘器 这是一种利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从含尘气 体中分离出来的除尘设备这种除尘器结构简单，阻力较小，但除尘效率较低， 一般应用于一级除尘3）电除尘器 电除尘器中的含尘气体在通过高压电场电离时，尘粒荷电并在电场力作用 下，尘粒沉积于电极上，从而使尘粒与含尘气体相分离的一种除尘设备它能有 效地回收气体中的粉尘，以净化气体各种电除尘器由于具有效率高、阻力低、 能适用于高温和除去细微粉尘等优点，获得了比其他除尘器更快的发展，但投资 大关于减少电除尘器的耗电量，运用空调技术使高电阻含尘气体也能获得很好 效果，使除尘器操作处于最佳条件和提高除尘效率等问题正在开展研究4）湿式除尘器这种除尘器是使含尘气体与水或其它液体相接触，利用水滴和尘粒的惯性碰 撞及其它作用而把尘粒从气流中分离出来湿式除尘器以水为媒介物，因此它适 用于非纤维性的、能受冷且与水不发生化学反应的含尘气体，不适用于除去黏性 粉尘湿式除尘器具有投资低，操作简单，占地面积小，能同时进行有害气体的 净化、含尘气体的冷却和加湿等优点。

特别适用于处理高温度高湿度和有爆炸性 危险气体的净化，但由于采用了水为净化物，会带来了二次污染5）袋式除尘器 主要依靠编织的或毡织的虑布作为过滤材料来达到分离含尘气体中粉尘的 目的，由于粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电作用而被捕集 分离袋式除尘器适应性比较强，不受粉尘比电阻的影响，也不存在水的污染问 题在选取适当的助滤剂条件下，能同时脱除气体中的固、气两相污染物但其 存在过滤速度低、压降大、占地面积大、换袋麻烦等缺点6）旋风除尘器旋风除尘器是利用旋转的含尘气体产生的惯性离心力，将粉尘从气流中分 离出来的一种干式气-固分离装置这种除尘器主要优点：结构简单，本身无运 动部件，不需要特殊的附属设备，占地面积小；操作、维护简便，压力损失中等， 动力消耗不大，运转、维护费用较低；操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度限制，对于粉尘的物理性质无特殊要求目前，旋风除尘器广泛应 用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门2.1.2.2 除尘器使用范围和性能比较型式除尘器种 类适用范围不同粒径除尘效率％投资比粒径浓度温度阻力5051初投资年成本干 式惯性除尘器>15>10<40020~10096163<1<1旋风除尘器>5<100<40040~20094672711.5电除尘器>0.05<30<40010~20>99>99969.53.8袋式除尘器>0.13~10<30080~200>99>99996.84.2湿 式自激式洗涤器0.05~100<100<40080~100010093402.72.1高压喷雾洗涤器<10<40010096752.61.52.1.2.3 除尘器的方案的确定在本设计中采用静电除尘器，它运行维护方便，造价和运行费用都较低，并 且烟气中的水蒸汽对电除尘器运行是有利的；而且增湿可以降低粉尘比电阻，提高除尘效率，在正常情况下水蒸汽不会引起极板的腐蚀。

因而，选择静电除尘器 作为除尘设备2.2 脱硫工艺的选择与确定2.2.1 常见脱硫工艺当前应用的烟气脱硫方法大致有三类：干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫三种脱硫技术综合对比如下表：干法半干法湿法环境性能一般一般好工艺流程简易情 况简单较简单吸收剂制备要 求较咼，流程较 复杂工艺技术指标脱硫率可达90%以 上，并可除一部分 氮脱硫率80%，钙硫 比1.5,利用率50%脱硫率95%，钙 硫比1.1，利用 率90%吸收剂获得一般较易容易脱硫副产品副产品为硫氨和硝 氨混合物，含氮量 20%以上，可用做氮 肥或复合肥料脱硫渣为烟尘、CaSO 、 CaSO 、4 3Ca(OH) 的混合2物，目前尚不能利 用脱硫渣为CaSO4及少量烟尘，可 综合利用或送 堆渣场堆放技术成熟度国内已。