30th燃煤锅炉脱硫系统设计资料.pdf
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1、大气污染控制工程 课程设计 专业: 环境工程 姓名: 吕维阳 学号: 3130202002 目录 1 课程设计题目3 2 设计依据 3 2.1 技术标准及依据 3 2.2 设计参数及参数范围 3 2.3 设计原则及设计目标 4 3 污染源强分析 4 3.1 污染物浓度的计算 4 3.2 烟气中 SO2的浓度计算 . 6 3.3 烟气 SO2排放量的计算 . 7 4 工艺设计 7 4.1 工艺选择 7 4.2 吸收设备的选择. 8 4.3 工艺原理 8 4.4 脱硫系统工艺流程 9 4.5 工艺组成 9 5 相关的设计计算 10 5.1 脱硫剂液箱容量与设计 10 5.2 增压风机 10 5.3
2、 SO2吸收系统 . 11 5.3.1 塔径及底面积计算. 11 5.3.2 脱硫塔高度计算. 11 6 附图 12 附图 1 双碱法烟气脱硫工艺流程图 12 附图 2 吸收塔系统 13 附图 3 吸收塔平面图 13 1 课程设计题目 四川省某火电厂30t/h 燃煤锅炉烟气的脱硫系统设计 2 设计依据 2.1 技术标准及依据 (1) 大气污染物综合排放标准(GB16297-1996 ) (2) 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范(HJ4622009) (3) 大气污染防治手册 (4) 锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001 ) (5) 环境空气质量标准 (GB3095-1996
3、) (6) 四川省大气污染物排放标准 2.2 设计参数及参数范围 (1)根据技术标准与排放标准,确定设计参数及设计范围。 锅炉型号: 30 t/h 锅炉一台 烟气排放量:19000m3/h 燃料种类:无烟煤 燃煤量: 2.237152t/h 炉内温度: 700 锅炉排烟温度:155 烟气含氧量:60.2605mol/kg (燃煤) 目前 SO2排放浓度: 1353mg/ 3 N m 含硫率: 1.1% 锅炉热效率:75% 空气过剩系数:1.2 (2)拟用双碱法,据工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范(HJ 4622009) ,故有 : 液气比( G/L)为 2 钙硫比( Ca/S)为 1.1
4、 净化效率不小于 95% 可用率为95% 2.3 设计原则及设计目标 设计原则: (1)设计中为将来更加严格的排放标准及规模扩大留有余地。 (2)因地制宜,节省场地。 (3)严禁转移污染物,全面防治二次污染。 设计目标: (1)根据四川省大气污染物排放标准标准,该火电厂标准状态下SO2排放浓度应小 于 300 mg/m 3 (2) 为保证电厂周围居民区空气质量,同时执行环境空气质量标准 (GB30951996) 的二级标准,即小于居民区大气中SO2 最高允许的日平均浓度0.15mg/m 3 (3)总量控制指标达标 3 污染源强分析 3.1 污染物浓度的计算 含硫率为1.1%,选择煤种为无烟煤
5、以 1kg 无烟煤为基础,则: 成分质量 /g 物质的量 /mol 理论需氧量 /mol C 649.572 54.131 54.131 H 25.308 12.654(分子) 6.327 O 14.06 0.879 -0.4395 N 6.327 0.226 (分子) S 7.733 0.242 0.242 H20 75 4.17 灰分222 (1) 理论需氧量为 (54.131+6.327-0.4395+0.242)mol/kg = 60.2605mol/kg (燃煤) 假定干空气中氮和氧的摩尔比为3.78,则 1kg 燃煤完全燃烧所需要的理论空气量为: 60.2605 (1+3.78)
6、mol/kg =288.0452 mol/kg (燃煤) 即标况下 288.0452 22.4 1000 m 3 N /kg = 6.452 3 N m/kg (燃煤) (2) 理论烟气量(按照标准状况换算体积,下同) 理论上烟气的组成为CO2 54.131mol/kg ; H2O 12.654+4.17=16.824 mol/kg; N2 60.2605 3.78+0.226=228.01mol/kg ; SO2 0.242mol/kg ; 灰分222mol/kg 故理论干烟气量为: (54.131+228.01+0.242)mol/kg=282.383mol/kg (燃煤) 282.383
7、 22.4 1000 3 N m/kg = 6.325 m 3 N /kg (燃煤) 理论湿烟气量为: (282.383+16.824)mol/kg=299.207mol/kg (燃煤) 299.207 22.4 1000 m 3 N /kg = 6.702 3 N m/kg (燃煤) (3)实际烟气量 空气过剩系数为1.2,可求: 实际干烟气量Vfg =理论干烟气量+理论空气量 (空气过剩系数-1) =6.325+ 6.452 0.2 = 7.6154 3 N m/kg (燃煤) 实际湿烟气量Vfg =理论湿烟气量+理论空气量 (空气过剩系数-1) =6.702+ 6.452 0.2 = 7
8、.9924 3 N m/kg (燃煤) (4) 锅炉燃煤量: hkg Q iiD B/ )( 12 低 式中: D:锅炉每小时的产汽量(kgh); Q低:煤的低位发热量(kcal/kg ) :锅炉的热效率( %); i2:锅炉在某工作压力下的饱和蒸汽热焓(kcal/kg ); 1.25MPa 时为 1400.4kJ/kg i1:锅炉给水热焓(kcal/kg ),一般给水温度取20,则 i1=84.80kJ/kg, 则: hthkgB/37.2/52.2371 %7522190 )80.844 .1400(100030 (5)标准状态下的总干烟气量: hmN/07.1806052.2371615
9、4.7 3 标准状态下的总湿烟气量: hmN/14.1895452.23719924. 7 3 取设计烟气量为19000 3 N m/kg 3.2 烟气中 SO2的浓度计算 (1) SO2产污系数及其质量流量 二氧化硫产污系数: PSGso Y 10002 2 (Kg/t) 式中: SY-燃煤应用基含硫量, % P-燃煤中硫的转化率(煤粉炉一般取0.9) ,% 94.13919. 0%)1 .13 .70(1000210002 2 PSGso Y Kg/t 脱硫装置入口烟气中的SO2质量流量可根据下面公式估算: 100 ) 100 1(2)( 2 ar Sq BgKSOM 式中: M(SO2)
10、 脱硫装置入口烟气中的SO2质量流量, t/h K 染料燃烧中硫的转化率(煤粉炉一般取0.9) Bg 锅炉最大连续工况负荷时的燃煤量,t/h q 锅炉机械未完全燃烧的热损失,% Sar燃料的收到基硫分, % 所以: hKgSOM/742.24 100 1.1%3 .70 ) 100 25 1(37.29.02)( 2 烟气中 SO2 的实测浓度为: /302.1 19000 1000 742.24g 3 N m 根据锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001 )的相关规定,需将实物浓度折算,规定说明 燃煤锅炉,折算项目为烟尘,SO2, NOX 排放浓度时,过量空气折算系数=1.8 锅炉大
11、气污染物过量空气系数折算排放浓度按下式计算: CC 式中C 折算后的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度,g/ 3 N m C 实测的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度,g/ 3 N m 实测的过量空气系数 规定的过量空气系数 已知 a =1.2,燃煤锅炉的过量空气折算系数a =1.8 所以折算后烟气中SO2 的浓度: /868 8.1 2.1 302.1mgc 3 N m 3.3 烟气 SO2 排放量的计算 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范(HJ 4622009)对于 65t/h 以下工业锅炉脱 硫装置的设计脱硫效率不宜小于80%的标准。 则每小时去除SO2的量为: hkg/194.13%8
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