大气课程设计.docx
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大气课程设计.docx
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大气污染控制工程课程设计
目录
前言..............................................................................................
1.设计任务书...........................................................................
1.1课程设计题目.......................................................................
1.2设计原始材料.......................................................................
2.设计概况...............................................................................
2.1设计内容...............................................................................
2.2脱硫工艺设计.........................................................................
2.3工艺流程...............................................................................
3.工艺、设备设计计算...........................................................
3.1除尘工艺设计计算...............................................................
3.2脱硫工艺设计计算...............................................................
4.烟囱的设计计算...................................................................
4.1烟囱高度的确定...................................................................
4.2烟囱直径的确定...................................................................
4.3烟囱的抽力计算...................................................................
5.辅助设备设计计算...............................................................
5.1烟气换热器的设计计算.......................................................
5.2供剂管管径计算...................................................................
6.设备布置.............................................................................
6.1总体布置..............................................................................
7.设计小结..............................................................................
参考文献.....................................................................................
前言
当前我国大气污染状况依然十分严重,主要表现为煤烟型污染。
城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标;二氧化硫污染一直在较高水平;机动车尾气污染物排放总量迅速增加;氮氧化物污染呈加重趋势。
大气污染物排放总量现状:
二氧化硫。
煤炭消耗量不断增加,随之带来二氧化硫排放总量急剧上升。
在各类排放源中,电厂和工业锅炉排放量占到70%。
由二氧化硫排放引起得酸雨污染范围不断扩大。
随着我国经济的快速发展,工业企业的不断扩张,对环境的污染也越来越严重。
在一些工业污染比较严重的区域,经常会出现雾霾天气。
燃煤电厂烟气污染物主要有烟尘、二氧化硫、氮氧化物及二氧化碳等。
目前我国对二氧化碳没有给行业、企业下达减排计划,也没有排放浓度指标。
燃煤电厂烟气污染物排放浓度控制有烟尘、二氧化硫、氮氧化物,二氧化硫总排放量有减排“指令性”指标计划。
二氧化硫排放是造成我国大气污染及酸雨不断加剧的主要原因,燃煤电厂二氧化硫排放量约占全国二氧化硫排放量的50%。
随着我国煤炭消费的不断增长,燃煤排放的二氧化硫也不断增加,连续多年超过一万吨,已居世界首位,致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。
目前全国火电厂二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放量的40%,2010年将达到60%。
所以提高火电厂的除尘技术,降低烟尘的排放量,控制二氧化硫的排放已成为社会和经济可持续发展的迫切需求。
目前火电厂采取的除尘措施主要有以下五种,改变燃料结构;在可能的情况下尽量燃用干净的燃料提高锅炉的燃烧技术;减少污染物的生成量,设置高效的除尘系统;减少粉尘的排放量,采用高烟囱排放;降低烟尘在大气中的浓度,采用脱硫脱氮技术;减少烟气中的硫化物,氮氧化物的排放量。
1.设计说明书
1.1课程任务书
1.1.1课程设计题目
某装机容量为125MW火力发电厂燃煤烟气除尘系统初步设计
1.1.2课程设计内容
1.设计参数
(1)燃煤的组成:
C-64.8%,灰分-19.1%,S-1.7%,H-3.2%,H2O-9.0%,O-2.2%(含N量不计)
(2)锅炉耗煤量为300g/kw·h,烟尘的排放因子为80%。
(3)烟尘密度(堆积密度):
1.18×103kg/m3;润湿性:
强亲水性,V20>8.0mm/min,比电阻为8×1010Ω·cm;黏附性:
中等黏性,断裂强度为300-600Pa。
烟气平均温度为170℃。
烟尘真密度为2.05×103kg/m3。
(4)粉尘粒径组成:
粒径(μm)
<3
3~5
5~10
10~20
20~30
30~40
>40
d50
重量百分比(%)
4.2
6.5
15.7
22.8
13.8
9.8
27.2
20.05
2.排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)
3.当地气象条件:
年平均气温17℃,
极端最高、最低气温分别为40.7和-11.0℃,
气温最高7月份,平均气温29.2℃,
气温最低1月份,平均气温3.9℃,
全年主导风向为E,
年平均风速为2.2m/s,
年最大风速为17.0m/s,
年平均气压101.2Kpa
大气稳定度为中性D类。
当地环境空气质量等级:
二级。
1.1.3设计步骤
1.教师进行集中讲解,给出设计任务书,分析设计题目,给出原始数据和工作条件,明确设计内容和要求;
2.查找相关文献资料、复习所用理论知识,根据原始资料确定设计方案,进行方案设计计算;
3.结合计算结果,绘制工程图;
4.资料汇总、编制设计说明书,提交设计说明书及图纸。
1.1.4基本要求
1.除尘系统方案论证。
包括除尘器的选择及除尘基本工艺路线确定,除尘工艺流程和主要设备的选择。
2.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。
3.进行除尘系统的工艺设计计算。
4.绘制除尘系统工艺流程图、平面布置图、立面图和主要设备三视图。
5.计算烟气中SO2浓度是否超标,说明是否需要脱硫。
6.提交成果:
设计说明书,计算书一份;设计图纸:
除尘系统工艺流程图、系统总平面布置图、立面图、主要设备三视图各一张。
1.1.5设计参考资料
1.郝吉明,马广大主编.《大气污染控制工程》.高等教育出版社.2002年8月.
2.陆耀庆.《供暖通风设计手册》.中国建筑工业出版社.1987年12月.
3.刘天齐.《三废处理工程技术手册废气卷》.化学工业出版社.1999年5月.
4.张殿印,王纯.《除尘工程设计手册》.化学工业出版社,2003年6月.
5.胡传鼎.《通风除尘设备设计手册》.化学工业出版社.2003年9月.
6.吴忠标.《实用环境工程手册》(大气污染控制工程).化学工业出版社.2001年9月.
7.何争光.《大气污染控制工程及应用实例》.化学工业出版社,2004年9月.
8.鹿政理.《环境保护设备选用手册》.北京:
化学工业出版社,2003年.
9.陈家庆.《环保设备原理与设计》.中国石化出版社.2005年9月.
10.黄学敏,张承忠.《大气污染控制工程实践教程》.化学工业出版社,2003年.
11.张殿印,张学义.《除尘设计手册》.冶金工业出版社.2002年2月.
12.《全国通用通风管道计算表》等.
1.2工艺介绍
1.2.1各除尘器的简介
旋风除尘器对于捕集5-10μm以上的粉尘效率较高,其除尘效率可达90%以上,被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。
旋风除尘器结构简单,除尘器本身无运动部件,不需特殊的附件设备,占地面积小,制造、安装投资较少。
操作、维护简单,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,同时可根据化工生产的不同要求,选用不同材料制成,或内衬各种不同的耐磨、耐热材料,以提高使用寿命。
袋式除尘器袋除尘器的阻力一般为1000-2000Pa。
另外,若除尘器阻力过高,还会使除尘系统的处理气体量下降,影响生产系统的排风效果。
因此,除尘器阻力达到一定数值后要及时清灰,清灰不能过分,即不应破坏粉尘初层,否则会引起除尘效率显著降低。
电除尘器电除尘器的除尘效率与电场强度、集尘板面积、烟气流量、粉尘趋进速度,尤其是粉尘的导电性有关,电除尘器具有很高的除尘效率(可达99.99%),可捕集到0.1μm以上的尘粒。
它阻力小,运行费用低,处理烟气量的能力大,运行操作方便,可完全实现自动化。
缺点是设备庞大,投资费用高。
洗涤式除尘器它应用最多的是文丘里洗涤除尘器,文丘里洗涤器的除尘效率一般在95%以上,它随液滴直径、喉管气速的增加而增加。
当液滴直径比尘粒大50倍时,其除尘效率最高。
这种除尘器结构简单,除尘效率高,水滴还能吸收烟气中的二氧化硫的三氧化硫。
其缺点是阻力大,需要有污水处理装置。
1.2.2主要除尘器的选用
在选择除尘技术时,应充分考虑经济性、可靠性、适用性和社会性等方面的影响。
除尘技术的确定受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特性、
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