科技学院
2017--2023年度第一学期)
名称： 20t/h燃煤锅炉烟气脱硫系统设计。
院系：班级：
学号：学生姓名：
成绩：日期： 2023年 12 月。
1）额定蒸发量：20t/h
2）锅炉烟气量：60000nm3/h
3）锅炉烟气出口温度：150℃
4）烟气中so2浓度： 2000mg/nm3；
5）锅炉出口负压： -1800pa；
锅炉大气污染物排放标准》gb13271-2014
大气污染物综合排放标准》gb 16297-1996
烟气so2脱除率：≥90%，净烟气so2排放浓度≤200mg/m3；漏风率≤1.5%。
目前，脱硫工艺基本可以分为三类：湿法、干法、半干法。
如下表有一些常用的烟气脱硫工艺：
表一常用的烟气脱硫工艺。
相对于半干法和干法脱硫工艺，湿法脱硫工艺具有脱硫效率高、工艺成熟、可靠性高等优点。所以选择湿法脱硫。
钠法由于脱硫剂较贵，因而运行费用高；氧化镁法的脱硫剂氧化镁不仅**较贵，造成运行成本高昂；氨法存在氨泄漏问题，容易造成二次污染，而且脱硫剂**高，因而在中小型锅炉中应用不多。海水法对地理位置要求较高，一般只适用于沿海地区。
相对于以上工艺，双碱法消耗的脱硫剂主要是价廉的石灰。吸收液中的钠碱通过再生，大部分可循环回用，减少了运行费用，具有投资少、占地面积较小、运行费用低等优点，符合中小型锅炉烟气脱硫因此本方案采用双碱法脱硫工艺。
脱硫吸收器的选择原则，主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量，因此选用气相为连续相、湍流程度高、相界面较大的吸收塔作为脱硫塔比较合适。通常，喷淋塔、填料塔、板式塔、文丘里吸收塔等能满足这些要求。各种吸收塔的性能比较见表二。
表二常见吸收塔性能比较。
由表中可知，喷淋塔持液低，逆流接触，操作弹性较好，设备阻力低。所以选择喷淋塔。
为保证脱硫石膏的综合利用及减少废水排放量，用于脱硫的生石灰的纯度宜高于90%，浆液细度应至少保证200目90%的过筛率。
碳酸钙选用市场上纯的最高的。
1）钙硫比（ca/s）为1：1；
2）脱硫装置入口烟气中的so2质量流量：
m（so2）=锅炉烟气量×烟气中so2浓度
代入数据：m(so2)=60000×2000=120kg/h
3)生石灰中cao的含量为90%，生石灰质量流量为：
na2co3在吸收液循环过程中有少量损耗，所以应该在脱硫液池内补充少量纯碱，按照0.05mol （na2co3）/1mol（so2）补充量，则。
按100% na2co3计算）
采用化灰池搅拌器，得含固率为15%的石灰浆液，其密度为1.2t/m3，熟石灰质量流量为。按照《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》（hj462-2009），脱硫剂浆液贮罐的容量宜不小于设计工况下2h的浆液消耗量，所以，熟石灰的浆液箱容量为：
v浆液箱=所以浆液箱取整后容积为2m3
增压风机的风量：
q=60000×110%=66000
将部分未处理的原烟气与低温净烟气混合，达到加热目的。使经过烟气换热器的烟气温度不低于150度，漏风率≤1.5%。
假设喷淋塔内平均温度为60℃，压力为1800kpa，则喷淋塔内烟气流量为：
式中：——喷淋塔内烟气流量，；
—标况下烟气流量，；
—除尘前漏气系数，0～0.1。
代入公式得：
qv=×取喷淋塔内烟气流速，则喷淋塔截面a为：
则塔径d为：
取整则d=3m
喷淋塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。
依据操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s，则喷淋塔的吸收区高度为：
除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(3.4～3.5)m。
取除雾区高度为：
浆池容量v1按液气比浆液停留时间t1确定：
式中：液气比，取；
工况下烟气量，；
浆液停留时间，；
一般t1为，本设计中取值为5min，则浆池容积为：
选取浆池直径等于或大于喷淋塔，本设计中选取的浆料池直径为，然后再根据计算浆池高度：
式中：—浆池高度，；
浆池容积，；
浆池直径，。
代入数据得：h0=1.7m
喷淋塔高度为：
表烟囱出口烟气流速。
—通过烟囱的工况总烟气量，
—选取的烟囱出口烟气流速，。根据表取18
求得。取整。
式中 ——烟囱出口直径，；
—烟囱高度，；
—烟囱锥度，通常取 i=0.02～0.03 。
取 i =0.022
式中 h——烟囱高度，m；
—外界空气温度，；
—烟囱内烟气平均温度，；
b——当地大气压，。
根据《锅炉大气污染物排放标准》gb13271-2014，每个新建锅炉房只能设一根烟囱，烟囱高度应根据锅炉房装机总容量，按照表二规定执行。
表二燃煤锅炉房烟囱最低允许高度。
选取烟囱高度为50m。
式中：h-烟囱高度，m；
d-合用统一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；
a-温降系数。可由表查的，选取a=0.4
d,h参看后面分别取20t/h，50
式中——工况下管道内的烟气流量，；
—烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘=10～15m/s）。
取v=13m/s，取整得d=1400mm
查手册得d1=1400-2×7=1386mm
由公式可计算出实际烟气流速：
式中：——管道长度，；
—管道直径，；
—烟气密度，；
—管中气流平均速率，m/s；
—摩擦阻力系数，是气体雷诺数re和管道相对粗糙度k/d的函数。查手册得：实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道可取0.04。
代入数据得：
2.局部阻力损失。
pa) 在所设计的管路中有10段弯道区，可求得局部的压力损失：
式中：ξ—异形管件的局部阻力系数可查到，取。
v——与ξ像对应的断面平均气流速率，m/s
烟气密度，
除尘器的压力损失在1000～1500pa之间，取1300pa
所以系统总阻力=1300+70.6754+125.424=1496.0994pa
式中： 风量备用系数；
工状态下风机前标态下风量，
风机前烟气温度，
当地大气压力，。
对于除尘器后装的风机风压计算：
式中：风压备用系数；
系统总阻力，；
烟囱抽力，；
风机前烟气温度；
风机性能表中给出的试验用气体温度；
标准状况下烟气密度，。
常用风机性能及适用范围。
根据排烟温度和风量范围，由表中可知选取y9-35。
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