大气污染控制工程课程设计案例
一.设计原始资料
1.锅炉设备的主要参数
锅炉型号：SZL4—13型，共4台(2.8MW×4) 设计耗煤量：600kg/h(台) 排烟温度：160℃
2. 烟气密度（标准状况下）：1.34㎏/m 空气含水（标准状况下）：0.01293㎏/m 烟气在锅炉出口的阻力：800Pa
排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16% 当地大气压；97.86KPa 冬季室外空气温度：-1℃ 空气过剩系数：a=1.4 3.煤的工业分析值：
C=68%；H=4%；S=1%；N=1%；W=6%；A=15%；V=13% O=5% 4.应用基灰分：
13.38%；应用基水分：16.32%；可燃基挥发分：41.98%；应用基低位发热量：16768Kj/kg（由于媒质波动较大，要求除尘器适应性较好）
5.按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行 烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200㎎/ m 二氧化硫排放标准（标准状况下）：700㎎/m
净化系统布置场地在锅炉房北侧15米以内
33
33
二.设计计算
1.燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算
⑴标准状态下理论空气量
??4.76?1.867C?5.56H?0.7S?0.7O? Qa??4.76?(1.867?0.68?5.56?0.04?0.7?0.01?0.7?0.05) Qa =6.97(m3/kg)
式中 C，H，S，O —— 分别代表煤中各元素所含得质量分数 ⑵标准状态下理论烟气量
??1.867(C?0.375S)?11.2H?1.24W?0.016??0.79Qa??0.8NQSQaQ?（0.68?0.375?0.01）?11.2?0.04?1.24?0.06?0.016?6.97 s?1.867??0.79?6.97?0.8?0.01
=7.42(m3/kg)
?—— 标准状态下理论空气量 式中QaW-----煤中水分的质量分数 N-----N元素在煤中的质量分数 (3)标准状态下实际烟气量
??1.016(a?1)Qa?(m3/kg) Qs?Qs标准状态下烟气流量Q应以m/h计,因此,Q?Qs?设计耗煤量 Q?7.42?1.016?(1.4?1)?6.97?10.25 （m3/kg） Q?Qs?设计耗煤量 =10.25×600 =6150(m/h) 式中a-----空气过量系数
33?------标准状态下理论烟气量,m3/kg Qs?------标准状态下理论空气量,m3/kg Qa(4)烟气含尘浓度 C?dsh?A(kg/m3) Qs0.16?0.15?2.34?10?3(kg/m3)
10.2533 C? ?2.34?10(mg/m) 式中dsh-------排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数 A-------煤中不可燃成分的含量
Qs------标准状态下实际烟气量, (m/kg)
3(5)标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 Cso2? Cso2?2S?106(mg/m3) Qs2?0.01?0.98?106
10.25 ?1.91?103(mg/m3)
式中S------煤中硫的质量分数
Qs------标准状态下燃煤产生的实际烟气量,(m3/kg)
2.除尘器的选择
(1)除尘效率
η?1? η?1?Cs C200 32.34?10
=91.45%
式中C------标准状态下烟气含尘浓度, mg/m3Cs------标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值, mg/m3
(2)除尘器的选择
QT?3(m/h) T6150?(273?160) Q??
273 工作状况下烟气流量 Q?? =9754(m/h) 式中Q-----标准状态下烟气流量,(m/h) T?-----工况下烟气温度,K
T------标准状态下温度,273K
33Q?9754??2.7(m3/s) 则烟气流速为
36003600所以采用XDCG型陶瓷多管高效脱硫除尘器 ，应附除尘器产品性能规格.
3.确定除尘器，风机，烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的管径，长度烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。
（1）各装置及管道布置的原则
根据锅炉运行情况现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，
占地面积，并使安装，操作方便。 （2）管径的确定 d?4Q ?vd?4?2.7?0.49（m）
??143式中Q —— 工作状态下管道内的烟气流量，m/s
v=烟气流速（对于锅炉烟尘v=10~15m/s） 取v=14m/s
圆整并选取风道
表1 风管管径数据 外径 D/mm 500 钢制板风管 外径允许偏差/mm
壁厚/mm 0.75 ?1 内径=d=500-2*100=495.5(mm) 由公式d?4Q可计算出实际烟气流速： ?vv?4Q4?2.7??13.8 （m/s） 22?d3.14?0.49554. 烟囱的设计
⑴ 烟囱高度的确定
首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量(t/h)，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度.
表2 锅炉烟囱的高度 锅炉总额<2 定出力(t/h) 烟囱最低20 高度（m） 1~2 25 2~6 30 6~10 35 10~20 40 26~35 45
锅炉总额定出力:4*4=16(t/h)
故选定烟囱高度为 40m ⑵ 烟囱直径的计算
烟囱出口内径可按下式计算： d?0.0188Q?
