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1.设计任务书

1.1课程设计题目

设计蒸发量为20t/h的燃煤锅炉烟气的除尘脱硫装置

1.2. 设计原始材料

1.煤的工业分析如下表（质量比，含N量不计）：

低位发热20939

C H S O 灰分 水分 65.73.2% 1.7% 2.3% 18.19.0% 2.锅炉型号：FG-35/3.82-M型

3.锅炉热效率：75% 4.空气过剩系数：1.2 5.水的蒸发热：2570.8KJ/Kg 6.烟尘的排放因子：30% 7.烟气温度：473K 8.烟气密度：1.18kg/m3 9.烟气粘度：2.4X10-5 pa·s 10.尘粒密度：2250kg/m3 11.烟气其他性质按空气计算 12.烟气中烟尘颗粒粒径分布：

平均粒径/μm 粒径分布/％

13.按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：

0.5 3 3 20 7.5 15 15 20 25 16 35 10 45 6 55 3 >60 7 标准状态下烟尘浓度排放标准：≤200mg/m3； 标准状态下SO2排放标准：≤900mg/m3；

2.设计方案的选择确定

2.1除尘系统的论证选择

（1）锅炉烟气含尘、含硫量计算

利用低位发热量、锅炉热效率、水的蒸发热求需煤量 蒸发量为20t/h的锅炉所需热量为

2570.8?20?103?51.4?106KJ/h

需煤量

6 51.4?103?Kg/h??3.3t/h?3.3?10 20939?75%

设1kg燃煤时

燃料成分名称 C H S O 水 灰分 合计

可燃成分含量(﹪) 65.7 3.2 1.7 2.3 9.0 18.1 可燃成分的量(﹪) 54.75 16 0.53 —— —— —— 理论需氧量/mol 废气中组分/mol 54.75 8 0.53 -0.75 —— —— 62.56 54.75 CO2 16 H2O 0.53 SO2 —— 5 H2O —— 理论烟气量：62.56+62.56×0.79/0.21=297.9 (mol/kg) 在标准状态下的体积为：297.9×22.4×10-3=6.67 (m3/kg) 理论废气量：62.56×0.79/0.21+54.75+16+0.53+5=311.62mol/kg 在标准状态下理论废气体积：311.62×22.4×10-3=6.98 (m3) 在标准状态下实际烟气体积：6.98+6.67×（1.2-1）=8.31 (m3) SO2的浓度：C=4082 mg/m3 烟尘的浓度：C=6534 mg/m3

在473T时实际烟气量: Q=47951 m3/h （2）烟尘的除尘效率计算

按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）,可以计算出 烟尘的除尘效率要达到：≧97﹪ (3) SO2 的脱硫效率计算

按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001），计算出

SO2 的脱硫效率要达到：≧78﹪ （4）方案初步设计

先用二级除尘系统除尘（一级预除尘用旋风除尘器、二级用袋式除尘器），再用旋流板塔氧化镁法脱硫。

注：考虑到压损过大对除尘器的不利影响和对操作的要求高，作为一级预除尘除尘要求不高，因

此，确定旋风除尘器型号时要求阻力不大于900Pa。

3.1 除尘系统的论证选择 3.1.1 预除尘设备的论证选择

烟气的预除尘设备一般选用重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、多管旋风除尘器和喷淋洗涤塔等。它们基本性能如表2—1示。

表

除尘器名称 重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器 多管旋风除尘器 喷淋洗涤塔 2—1 除尘设备的基本性能

阻力（Pa） 50~150 100~500 400~1300 800~1500 100~300 除尘效率(﹪) 40~60 50~70 70~92 80~95 75~95 初投资 少 少 少 中 中 运行费用 少 少 中 中 中

表2—2 各种除尘器设备费、耗钢量及能耗量指标

除尘器名称 重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器 多管旋风除尘器

表除尘器名称 重力尘降室 惯性除尘器 旋风除尘器 所占空间体积存储设备费（比［m3/(1000m3/h)］ 值） 20~40 0.7~1.2 约1.75 3.9 1.0 3.0~6.0 1.0~4.0 2.5~5.0 耗钢量［kg/(m3/h)］ 0.15~0.3 0.05~0.1 0.07~0.15 能耗量（Kj/m3） 0.8~1.6 1.6~4.0 2—3

除尘作用力 重力 惯性力 离心力 最佳粒径/μm >100 >50 5~20 投资比较 低 低 中 阻力Pa 200~1000 400~1200 400~2000 温度℃ <400 <400 <400 备注 占地面积大，除尘效率低 除尘效率较低 通过比较，旋风除尘器管理、制作方便，体积小、价格便宜，因此，选用旋风除尘器作为二级除尘

系统中的预除尘。

2.1.1.1 旋风除尘器的工作原理、应用及特点

旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。它具

有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低．阻力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集5-15微米以上的颗粒．除尘效率可达80％以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器．其除尘效率可达95％以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5微米的效率不高．

旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况：

旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部后．沿除尘器的轴心部位转而向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。

自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。

2.1.1.2 旋风除尘器的结构设计及选用

1、尺寸计算

（1）烟气处理量：Q=47951 (m3/h)

（2）初步选用XLP/B型旋风除尘器，处理烟气量大，将选用10个并联 ，取ξ=5.8

每个烟气处理量 47951/10=4795.1 (m3/h)

u=(2△P/ρ ξ)0.5 =(2×900/（1.18×16.1）)0.5=16.2m/s 在这里取u=16m/s △P=876﹤900

进口面积 A=Q/u= 4795.1/16/3600=0.0832m2 根据XLP/B型旋风除尘器尺寸比例 入口宽度 b=(A/2)0.5=0.203m 筒体直径 D=3.33b=0.676m

参考XLP/B型旋风除尘器产品系列①，取D=700mm,则是XLP/B-7.0-Y型号 参数见表2—4

表2—4

型外形尺寸 /mm