环境工程大气毕业设计.doc
《环境工程大气毕业设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《环境工程大气毕业设计.doc(33页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、 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4 5 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16 2 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153 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20 6 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
2、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
3、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
4、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SO2 、CO、CO2、氮氧化物以及碳氢化合物等。烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产
5、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。
6、表1-1 煤的组成成分CHONSAWV比例/%52.573.257.891.010.8326.817.6424.74(2)烟气性质最大烟气量180000m3/h,排烟温度150,灰飞率80%,烟气最大含尘量15g/m3,烟气露点温度100,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。 表1-2 灰尘成分 单位:%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2ONa2OP2O5TiO2SO349.7141.272.920.593.350.180.080.241.120.54表1-3 粉尘粒径分布灰尘粒度/m55101020203030474760607474分布
7、/%6.413.922.915.316.46.45.313.4(4)气象条件年平均大气压101.27kPa,最低温度平均值1.9,最高温度平均值36.3,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6.6m。(5)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15104002010096163151000.05309999969.53.8袋式除尘器0.13109999996.84.2湿式自激式洗涤器0.0510010040080100010093402.72.1高压喷雾洗涤器1040010096752.61.52.1.
8、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高,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
9、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、Ca(OH)的混合物,目前尚不能利用脱硫渣为CaSO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工业示范商业化商业化对锅炉、除尘器及的影响脱硫工艺在除尘器之前,对除尘器的运行有较大的影响脱硫工艺在除尘器之前,对除尘器的运行有较大的影响脱硫工艺在除尘器后面,对锅炉燃烧和除尘系统基本没有影响FGD占电厂总投资的比例1015%812%1319%脱硫成本(元/吨)14001600900120010001400占地面积小中大根据上表对比可知,湿法烟气脱硫不断技
10、术成熟,运行可靠性高,而且成本也不高,并且不影响除尘系统的运行;另外根据电厂相关产业政策,本设计决定选用目前应用最广泛湿法烟气脱技术。2.2.2 工艺比较2.2.3 方案确定在湿法烟气脱硫技术中,常用的方法有石灰石/石灰法脱硫、循环流化床脱硫等石灰石/石灰湿法脱硫此技术的优点为技术成熟,是世界上最成熟的脱硫技术之一,已广泛应用于世界各地;钙硫摩尔比较低,一般在1.051.10;脱硫效率高,一般可达95%以上;脱硫剂利用率高,一般大于90%;烟气处理量大,特别适合大机组;煤种适应性强,低、中、高硫煤均可,对高硫煤优势突出;脱硫产物石膏可作为建筑等材料。此技术的缺点为投资费用高;运行费用较高;占地
11、面积大;电耗较高,;脱硫塔内构件易发生腐蚀;塔底部的持液槽易结垢、堵塞及腐蚀;耗水量相对较大;排出废水需要处理;对石灰石/石灰颗粒的粒径要求比较严格;净化后的烟气会对尾部烟道及烟囱产生腐蚀;脱硫成本相对较高;系统管理操作复杂。石灰石/石灰湿法是当今世界最成熟、使用最为广泛的烟气脱硫技术。除尘后的锅炉烟气经增压风机增压,通过气气热交换器交换热量降温后从底部进入脱硫塔,与石灰石浆液发生反应,除去烟气中的SO2。净化后的烟气经除雾器除去烟气中携带的液滴,通过气气热交换器升温后从烟囱排出。反应生成物CaSO3进入脱硫塔底部的浆液池,被通过增氧风机鼓入的空气强制氧化,生成CaSO4,继而生成石膏。为了使
12、生成的石膏不断排出,新鲜的石灰石/石灰浆液需连续补充,才能得到纯度较高的石膏。 烟气循环流化床脱硫技术 锅炉排出的未经除尘或经除尘后的烟气从脱硫塔底部进入,脱硫塔下部为一文丘利管,烟气在喉部得到加速,在渐扩段与加入的消石灰粉和喷入的雾化水剧烈混合,Ca(OH)2和烟气中的SO2、SO、HCl和HF等发生化学反应,生成CaSO3、CaSO4、CaCl2、CaF2等。同时烟气中有CO2存在,还会消耗一部分Ca(OH)2生成CaCO3。净化后的烟气在脱硫塔出口烟尘质量浓度高达1000 g/m3,进入除尘器前先经过一个百叶窗式分离器,该百叶窗式分离器的除尘效率为50%左右。经静电除尘后的烟气温度在70
13、75 ,不必再热,可直接从烟囱排出。从百叶窗分离器及静电除尘器下部捕集的干灰,一部分送回循环脱硫塔的再循环灰入口,另一部分送至灰库。 此技术优点初投资较低;运行费用较低;钙硫摩尔比较小(1.21.5);脱硫效率高,可达90%以上;系统电耗小;占地面积较少;适于各种含硫煤种;工艺成熟,流程简单,系统设备少,不需专职人员进行操作和维护;系统可靠性高;能同时有效脱除氯化物和氟化物等有害气体;此技术缺点对石灰品质和颗粒粒径要求高;脱硫系统对除尘器除尘效率有一定影响;生成的CaSO3比CaSO4多,CaSO3需经处理才可成为CaSO4,副产品不能利用。 2.3 吸收装置选择2.3.1吸收塔的选择原则:脱
14、硫吸收塔的选择原则, 主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循 环量2.3.2常用的吸收塔设备类型及特点吸收设备的类型装置示意图工作过程工艺特点喷淋吸收塔石灰石浆液通过雾化喷嘴形成雾滴,均匀地喷淋于塔中;进入吸收塔的烟气与自由移动的液滴紧密接触(一般是以逆流方式布置,且不设气流限制装置);净化后的烟气所携带的液态雾滴由除雾器捕获。喷淋塔优点是塔内构件少,故结垢可能性小,压力损失也小。逆流运行有利于烟气与吸收液充分接触,但阻力损失比顺流大填料塔填料塔操作时,液体自塔上部进入,通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。在填料层内,液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。气体自塔下部进入,通过填料缝隙自由空间
15、,从塔上部排出。与板式塔相比,填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填料可用耐腐蚀材料制造。板式塔板式塔正常工作时,液体在重力作用下自上而下横向通过各层塔板后由塔底排出;气体在压差推动下,经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出。板式塔的空塔速度较高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便文丘里洗涤器气体进入扩散管后,流速增大。洗涤液通过喉管的喷嘴进入,液滴被高速气流雾化和加速,由于液滴与粒子之间惯性碰撞,使微细尘粒被捕集。在扩散管中使尘粒凝聚,形成直径较大的含尘液滴而随水排出。是一种高效湿式洗涤器,常用于高温烟气降温和除尘。由于高速气流要加速和雾化液滴
16、,因此压降较大,一般为3000-9000Pa,甚至更高。喷射鼓泡吸收塔烟气通过喷射器直接喷散到洗涤液中,经处理后的烟气经过升气管进入上层的混气室,然后经除雾器后由烟囱排出。取消了复杂的浆液再循环系统,简化了工艺过程,也降低了能耗,因而使基建投资和运行费用都有所减少。该工艺另一个重要特点是低pH低(3.5-4.5),而一般的FGD工艺pH为5-72.3.3脱硫吸收设备的性能比较 脱硫吸收器对比表 吸收器 类型持液量逆流接触防堵性能操作弹性设备阻力除尘性能喷淋塔 低 是 中 较好 低 差填料塔 高 是 差 较好 中 中凿球塔 中 是 好 中 中 较好筛板塔 中 是 中 中 中 较好旋流板塔 高 是
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 环境工程 大气 毕业设计