2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  大氣污染控制工程課程設(shè)計</p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1設(shè)計任務(wù)及基本資料2</p><p>  1.115t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設(shè)計2</p><p>  1.2課程設(shè)計基本資料2</p><p><b> 

2、 2設(shè)計方案3</b></p><p>  2.1物料衡算3</p><p>  2.2工藝方案的比較和選擇4</p><p>  2.3除硫效率7</p><p>  2.4除硫設(shè)備的論證7</p><p>  2.5工藝方案7</p><p><b&

3、gt;  3工藝計算9</b></p><p><b>  3.1冷卻塔9</b></p><p>  3.2吸收塔10</p><p>  3.3換熱器12</p><p>  3.4泵和風(fēng)機的選型計算13</p><p><b>  4附圖15-&

4、lt;/b></p><p><b>  5結(jié)論15-</b></p><p><b>  設(shè)計任務(wù)及基本資料</b></p><p>  15t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設(shè)計</p><p><b>  課程設(shè)計基本資料</b></p><p&g

5、t;<b>  課程設(shè)計目的</b></p><p>  大氣污染控制工程課程設(shè)計是配合大氣污染控制工程專業(yè)課程而單獨設(shè)立的設(shè)計性實踐課程。教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)主要設(shè)備設(shè)計的基本知識和方法,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識分析問題和解決工程設(shè)計問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻、資料、

6、手冊,進行工程設(shè)計計算、圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。</p><p><b>  設(shè)計要求</b></p><p>  設(shè)計思想與方法正確;態(tài)度端正科學(xué);能正確運用所學(xué)的理論知識;能解決實際問題,具備專業(yè)基本工程素質(zhì);具備正確獲取信息和綜合處理信息的能力;文字和語言表達正確、流暢;刻苦鉆研、不斷創(chuàng)新;按時按量獨立完成;圖文工整、規(guī)范,設(shè)計計算準確合理。整體設(shè)計方

7、案要重點突出其先進性、科學(xué)性、合理性和實用性。</p><p><b>  課程設(shè)計參數(shù)和依據(jù)</b></p><p><b>  1. 設(shè)計規(guī)模</b></p><p>  鍋爐蒸發(fā)量15t/h</p><p>  2. 設(shè)計原始資料 </p><p> ?。?)煤的工業(yè)分

8、析如下表(質(zhì)量比,含N量不計):</p><p> ?。?)鍋爐型號:FG-35/3.82-M型</p><p> ?。?)鍋爐熱效率:75%</p><p> ?。?)空氣過剩系數(shù):1.2</p><p> ?。?)水的蒸發(fā)熱:2570.8KJ/Kg</p><p> ?。?)煙塵的排放因子:30%</p>

9、;<p> ?。?)煙氣溫度:473K</p><p> ?。?)煙氣密度:1.18kg/m3</p><p> ?。?)煙氣粘度:2.4×10-5 pa·s</p><p> ?。?0)塵粒密度:2250kg/m3</p><p> ?。?1)煙氣其他性質(zhì)按空氣計算</p><p>

10、 ?。?2)煙氣中煙塵顆粒粒徑分布</p><p><b>  3. 排放標(biāo)準</b></p><p>  按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(GB13217-2001)中二類區(qū)標(biāo)準執(zhí)行:標(biāo)準狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準:≤200mg/m3、二氧化硫排放濃度:≤900mg/m3。</p><p><b>  設(shè)計方案</b></p&

11、gt;<p><b>  物料衡算</b></p><p><b>  鍋爐煙氣含硫量計算</b></p><p>  用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量</p><p>  蒸發(fā)量為15t/h的鍋爐所需熱量為: </p><p><b>  需煤量: </b

12、></p><p><b>  設(shè)1kg燃煤時</b></p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下理論空氣量(四號,加粗)</p><p><b>  理論空氣量: </b></p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下的體積為:</p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下理論煙氣量</p>

13、<p>  理論煙氣量: 標(biāo)準狀態(tài)下理論煙氣體積:</p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下實際煙氣量</p><p><b>  實際煙氣量:</b></p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下的體積: </p><p><b>  或: </b></p><p>

14、;  T=473K時,實際煙氣體積:</p><p><b>  煙氣量:</b></p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下煙氣含塵濃度</p><p><b>  SO2的濃度:</b></p><p>  SO2的量:4062</p><p>  標(biāo)準狀態(tài)煙氣濃度: </p&

15、gt;<p><b>  實際煙氣濃度: </b></p><p>  工藝方案的比較和選擇</p><p><b>  石灰石/石膏法</b></p><p>  石灰石/石膏法是目前應(yīng)用最廣泛、最多、最成熟的典型的濕法煙氣脫硫技術(shù)。我國濕法煙氣脫硫率可達98%以上,接近100%。國內(nèi)采用此法脫硫的電廠主要

16、有:重慶珞璜電廠一期、重慶珞璜電廠二期、太原第一熱電廠、重慶電廠、杭州半山電廠、北京第一熱電廠、陜西韓城第二電廠等。該工藝具有操作方便、原理簡單、脫硫效率高(部分機組Ca/S接近1,脫硫效率超過9O%)、可應(yīng)用于大容量機組、高濃度條件、可利用率高(>90%)、吸收劑來源廣泛、價格也低廉、副產(chǎn)品石灰具有綜合利用價值、運行和維護成本以及脫硫成本較低,是目前公認應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最為成熟的脫硫技術(shù)。</p><p>

17、;  噴霧干燥脫硫法(SDA法)</p><p>  SDA法是美國JOY公司和丹麥NIRO公司聯(lián)合研制出的脫硫工藝。目前,國內(nèi)采用此工藝的電廠主要有四川白馬電廠和山東黃島電廠等。此工藝脫硫效果不是太高(一般在7O%左右),適合于中、低硫煤的脫硫。四川白馬電廠機組每臺容量為200 MW,采用200目的生石灰純度在6O- 70%)處理含硫量在3.2%左右的燃煤煙氣(8000),脫硫效率可達到8O%左右。山東黃島電廠

18、機組每臺為210MW,采用粒徑4rflm純度為7O%的生石灰處理含硫量為1.86%的燃煤(煙氣為300000,爐后抽出部分煙氣)脫硫效率為7O%左右。SDA工藝的特點:(1)工藝簡單,操作簡便安全;(2)維護費用低;(3)腐蝕性小,可采用普通碳鋼制造;(4)采用靜電除塵器或布袋除塵器;(5)過程無廢水產(chǎn)生;(6)壓降低,能耗少,符合當(dāng)前節(jié)能減排的要求;(7)可適用于低、中、高硫煤。</p><p><b&g

19、t;  海水脫硫法</b></p><p>  海水脫硫工藝是利用海水的堿度和水化學(xué)特性達到脫除煙氣中的方法,可用于燃煤含量硫不高并以海水作為循環(huán)冷卻水的沿海電廠。海水脫硫的原理是在脫硫吸收塔內(nèi)用海水作為脫硫劑逆行噴淋洗滌,煙氣中的被海水吸收而除去,凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放,吸收被海水吸收并在洗滌液中發(fā)生水解和氧化作用,洗滌液引入曝氣池,通過提升pH抑制的溢出。經(jīng)曝氣處理使其中

20、的被氧化成為穩(wěn)定的一并使海水的pH值與COD調(diào)整達到排放標(biāo)準后排放大海。此套工藝一般適用于海邊、擴散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠,海水脫硫工藝簡單、無結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象,吸收劑來源充足、可用率高,無脫硫灰渣產(chǎn)生,脫硫效率達9O%以上。高、中、低硫煤均可以采用,但對于內(nèi)陸電廠,推廣使用不太現(xiàn)實,深圳西部電廠采用該套工藝用天然海水處理含硫量在0.75%的燃煤,脫硫效率在9O%以上。</p><p><

21、;b>  荷電干式噴射法</b></p><p>  采有該工藝的國內(nèi)電廠主要有山東德州熱電廠、杭州鋼鐵集團第二熱電廠、廣州造紙有限公司自備電廠和蘭化熱電廠等。該套工藝具有占地少、投資成本低、運行費用較低、脫硫率中等等特點,主要適用于中、低硫煤,山東德州熱電廠利</p><p>  用該套裝置處理含硫1.0%的燃煤脫硫率達到7O%左右。</p><p&

22、gt;  電子束照射法(EBA法)</p><p>  EBA法是一種較新的脫硫工藝,其原理為:在煙氣進入反應(yīng)器之前先加入氨氣,然后在反應(yīng)器中用電子加速器產(chǎn)生的電子束照射煙氣,使水蒸氣與氧等分子激發(fā)產(chǎn)生氧化能力強的自由基,這些自由基使煙氣中的和N0x很快氧化,產(chǎn)生硫酸與硝酸,再和氨氣反應(yīng)形成硫酸銨和硝酸銨化肥,由于煙氣溫度高于露點,不需再熱。EBA法是一種干法處理過程,無廢水廢渣產(chǎn)生,脫硫率與脫硝率可分別達到9O

23、%和8O%以上。操作簡單、過程易于控制、對不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的適應(yīng)性和負荷跟蹤性,副產(chǎn)物可以作為化肥,脫硫成本較低。國內(nèi)成都熱電廠采用該套裝置處理含硫量2.0%的燃煤,脫硫率達8O%左右。</p><p><b>  氨水洗滌法脫硫工藝</b></p><p>  該脫硫工藝采用氨水作為脫硫吸收劑與進入吸收塔的煙氣接觸混合,煙氣中與氨水反應(yīng)生成亞硫酸

24、銨,經(jīng)與鼓入的強制氧化空氣進行氧化反應(yīng),生成硫酸銨溶液,經(jīng)結(jié)晶、離心機脫水、干燥器干燥后即制得硫酸銨。該法脫硫效率高,能滿足任何地方環(huán)保的要求,整個系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水或廢渣、能耗低、符合節(jié)能目標(biāo)、運行可靠性高和適用性廣。華東理工大學(xué)已經(jīng)完成2.5000 kW 機組煙氣氨酸法脫硫中試。</p><p>  煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝(CFB—FGD)</p><p>  循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是一種使高

25、速氣流與所攜帶的稠密懸浮顆粒充分接觸的技術(shù)。其原理是:在循環(huán)流化床中加入脫硫劑石灰石以達到脫硫的目的。由于流化床具有傳質(zhì)和傳熱的特性,所以在有效吸收的同時還能除掉HC1和HF等有害氣體。用此法可處理高硫煤,當(dāng)為1~1.5時,脫硫效率能達到9O% ~97%。CFB—FGD工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑,也可采用其它對有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。目前,科林公司與

26、國際知名公司合作開發(fā)的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)已申報國家專利并在赤峰熱電廠鍋爐130上應(yīng)用,處于試運行階段。</p><p>  脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫(PPCP法)</p><p>  PPCP法是靠脈沖高壓電源在普通反應(yīng)器中形成等離子體產(chǎn)生高能電子(5-20 eV),由于只提高電子溫度,而不是提高離子溫度,能量效率比EBA高2倍。此工藝設(shè)備簡單、操作簡便、投資是EBA法的60% 。

27、因此,成為國際上千法脫硫脫硝的研究前沿,而且該工藝還具有脫硝能力,高能電子可以激活、裂解、電離煙氣分子,產(chǎn)生OH、O、等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里煙氣中的SCh、NO被活性粒子和自由基氧化為高價氧化物、并與煙氣中的相遇后形成和,在有或其它中和物存在的情況下生成(NH4)2SO4/的氣溶膠,再由收塵器收集,具有有害污染物清除徹底、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。</p><p><b>  旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法&l

28、t;/b></p><p>  將生石灰制成石灰漿,將石灰噴入煙氣中,使氫氧化鈣與煙氣中的SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣。工藝流程比石灰石-石膏法簡單,投資也比較小。脫硫率較低(約為70-80%)、操作彈性小、鈣硫比高、運行成本高、副產(chǎn)物無法利用且易發(fā)生二次污染(亞硫酸鈣分解)。</p><p>  濕法脫硫是一種化學(xué)吸收反應(yīng),吸收劑對吸收過程有很大的影響,不同的吸收劑與SO2反應(yīng)的速度也不

29、一樣,常用的吸收劑有:氫氧化鈉或碳酸鈉、氧化鎂、鈉-鈣雙堿、氨、海水、石灰乳等。</p><p>  氫氧化鈉或碳酸鈉作為吸收劑脫硫,存在如下諸多問題:</p><p>  如果將脫硫后的產(chǎn)物亞硫酸鈉回收利用,存在流程過長、回收費用過高、副產(chǎn)品無銷路等問題;</p><p>  脫硫劑消耗量大、脫硫成本高;</p><p><b>

30、  增加水處理費用。</b></p><p>  氧化鎂作為吸收劑脫硫:</p><p><b>  氧化鎂來源有限;</b></p><p>  直接排放,對水體會造成嚴重污染;</p><p>  如果循環(huán)利用脫硫劑,則流程很長、設(shè)備繁多、占地面積大。</p><p>  海水作為

31、吸收劑脫硫:</p><p>  海水通常呈堿性,具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力,當(dāng)SO2被海水吸收后,在經(jīng)處理氧化為無害的硫酸鹽而溶于海水。硫酸鹽是海水的天然成分,不還造成水體污染,但有一硬性要求海水脫硫必須以工廠坐落于海邊為前提。</p><p><b>  氨作為吸收劑脫硫:</b></p><p>  氨是一種良好的堿性吸收劑

32、,其吸收反應(yīng)是氣-氣反應(yīng),吸收反應(yīng)速度快,反應(yīng)全,但氨的價格相對于低廉的石灰石來說是太高了。過高的運行成本使氨法脫硫的推廣受到極大的影響,在脫硫應(yīng)用中極少。</p><p><b>  鈉-鈣雙堿法脫硫:</b></p><p>  用作吸收劑脫硫,用Ca(OH)2作為的再生劑。其主要化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)式如下:</p><p><b>  

33、吸收:</b></p><p><b>  再生: </b></p><p>  石灰乳作為吸收劑脫硫:</p><p>  脫硫產(chǎn)物是硫酸鈣(石膏),可容易地從脫硫系統(tǒng)中分離出來,不會對環(huán)境水體造成污染,不存在脫硫廢水的處理問題;這種脫硫劑是價廉易得的石灰石,脫硫成本低,企業(yè)能承受,且這種方法技術(shù)成熟,可靠性高。</p>

34、;<p><b>  除硫效率</b></p><p>  按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(GB13217-2001),計算出SO2 的脫硫效率</p><p><b>  除硫設(shè)備的論證</b></p><p>  吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置,要求有持液量大、氣液相見的速度高、氣液接觸面積大、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力

35、小等特點。目前較常用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、噴射鼓泡塔和道爾頓型塔四類。其中噴淋塔是濕法脫硫的主流塔型。各種塔型的優(yōu)缺點列于下表。</p><p>  煙氣脫硫用洗滌塔性能比較</p><p><b>  工藝方案</b></p><p>  本設(shè)計擬用石灰石/石灰-石膏濕法,以碳酸鈉為吸收劑,石灰石為再生劑,并采用填料塔。由于鍋爐煙氣溫

36、度高達280,不適合二氧化硫的吸收去除,故需先將其進行冷卻預(yù)處理,經(jīng)過冷卻塔后煙氣的溫度可降至60左右,送入鈉堿吸收塔,原始吸收溶液濃度150,吸收后生成的進入儲罐投加固體濃縮緩沖。根據(jù)儲罐中溶液的停留時間,選兩個儲罐,一個生產(chǎn)儲罐,另一個作為備用儲罐。應(yīng)吸收塔較高,吸收塔出口溶液進入儲罐采用自流,省去了泵的使用。因尾氣溫度較高,且碳酸鈉溶考慮到尾氣的溫度較高,濕度較大,不適宜用干法吸收,該工藝流程設(shè)計以碳酸鈉溶液吸收塔吸收尾氣中的二氧

37、化硫。高溫不利于吸收反應(yīng)的進行,并且對吸收塔的腐蝕較大,應(yīng)此先將尾氣降溫處理。由于尾氣中的二氧化硫具有強腐蝕性,操作過程中反應(yīng)都受到PH值的影響,隨時需要進行酸度調(diào)節(jié);因此需在地下池設(shè)備中安裝PH值自動控制儀表,調(diào)節(jié)水的酸度,防止對環(huán)境的二次污染。冷卻塔出水由于吸收大量的熱能,出水溫度升高,要循環(huán)利用地下池的水需經(jīng)循環(huán)水冷卻塔降溫,循環(huán)水冷卻塔采用自然通風(fēng)冷卻,安裝兩臺進水泵,一個生產(chǎn)用泵,一個備用泵,水來自集水池;兩臺出水泵,一個生產(chǎn)

38、用泵,一個備用泵,水送往</p><p>  吸收塔出口氣體溫度為60左右,用引風(fēng)機引氣排放,由于氣液分離不完全,氣體中攜帶水蒸氣會引起引風(fēng)機的震蕩,因此在引風(fēng)機前應(yīng)設(shè)置氣液分離器。且氣體溫度降低,在高煙囪中會冷凝酸化,腐蝕煙囪,且氣體溫度降低不利于氣體的擴散排放,在排放前要升高氣體溫度,使氣體在煙囪口的排放溫度達到160以上。</p><p><b>  反應(yīng)機理</b&

39、gt;</p><p><b> ?。?)吸收反應(yīng)</b></p><p>  洗滌過程的主要反應(yīng)式:</p><p><b>  ++→2</b></p><p>  洗滌液內(nèi)含有再生后返回的及系統(tǒng)補充的,在洗滌過程中生成亞硫酸鈉。</p><p><b>  2

40、+→+</b></p><p><b>  +→+</b></p><p>  在洗滌液中還含有,系煙氣中的與亞硫酸鈉反應(yīng)而生成。</p><p><b>  2+→2</b></p><p><b> ?。?)再生反應(yīng)</b></p><p&g

41、t;  用石灰漿料進行再生時:</p><p><b>  + +→2 +↓ </b></p><p>  亞硫酸鈣的一般形式為半水亞硫酸鈣。用石灰石粉再生時:</p><p>  2 + → ++ +1/2</p><p> ?。?) 硫酸鈉的去除 </p><p>  硫酸鈉用硫酸酸化使其轉(zhuǎn)變

42、為石膏來去除。</p><p><b>  +2++3→2+2</b></p><p>  加酸后,PH 下降到2―3,使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為亞硫酸氫鈣而溶于溶液中,于是溶液中的超過了石膏的溶度積,使石膏沉淀出來。</p><p><b> ?。?) 氧化反應(yīng)</b></p><p>  在回收法中,最終

43、產(chǎn)品是石膏,需將由再生反應(yīng)應(yīng)得到的亞硫酸鈣氧化為石膏。</p><p><b>  +→</b></p><p><b>  工藝流程</b></p><p>  鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后,通過增壓風(fēng)機、噴淋增濕降溫后進入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴

44、射到吸收塔中,以便脫除SO2、SO3、HCL和HF,與此同時在“強制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏(CaSO4?2H2O),并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中,通過噴嘴進行霧化,可使氣體和液體得以充分接觸。每個泵通常與其各自的噴淋層相連接,即通常采用單元制。</p><p>  在吸收塔中,石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏,這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出,進入石

45、膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器(作為一級脫水設(shè)備)、漿液分配器和真空皮帶脫水機。</p><p>  經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧,在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。進行除霧器沖洗有兩個目的,一是防止除霧器堵塞,二是沖洗水同時作為補充水,穩(wěn)定吸收塔液位。</p><p>  在吸收塔出口,煙氣一般被冷卻到46~60℃左

46、右,且為水蒸氣所飽和。通過GGH將煙氣加熱到80℃以上,以提高煙氣的抬升高度和擴散能力。</p><p><b>  工藝計算</b></p><p><b>  冷卻塔</b></p><p>  冷卻塔中水的相變過程:</p><p>  200(汽)→100 (汽)→100 (水)→60 (水

47、)</p><p><b>  總放熱量</b></p><p><b>  Q=Q汽=</b></p><p>  =15000×1.101×(200-60)</p><p><b>  =2312100</b></p><p> 

48、 其中:—鍋爐煙氣的平均比熱容/();(=1.101/())</p><p>  --焚鍋爐煙氣的溫度差;(=200-60=140)</p><p><b>  冷卻水消耗量</b></p><p>  m==2312100/(4.3*35)=15362.8</p><p>  L=m/=15362.8/1000=15.

49、36</p><p>  其中:Cp2--水的比熱容,kcal/(kg.℃);(Cp水=4.3kcal/(kg.℃))</p><p>  --冷卻水的溫度差,;( t2=45-10=35)</p><p>  --水的密度,kg/m3;(=1000)</p><p><b>  塔徑</b></p>&l

50、t;p><b>  = 3.8m</b></p><p>  其中:v--氣體體積流量,;(v=49880/3600=13.9)</p><p>  μ--空塔氣速,m/s;(空塔氣速一般為0.5-1.2m/s,取μ=1.2m/s)</p><p>  塔截面積 S0=1/4πD02=1/4×3.14×3.8=3m2&

51、lt;/p><p>  將塔截面積放大1.1倍,即:</p><p>  S=1.1S0 =1.1×3=3.3m2</p><p><b>  塔徑為:</b></p><p><b>  塔高</b></p><p>  冷卻塔是空塔,其高度是液氣接觸段、上部的液氣分

52、離段與下部的液氣分離段之和。</p><p>  設(shè)液氣接觸段氣體的停留時間設(shè)計10秒,則液氣接觸段的高度</p><p>  =μt =1.2×10=12 m</p><p>  根據(jù)經(jīng)驗值,上下段分離高度至少大于塔徑,一般為1.5~2D(塔徑)。</p><p>  取1.5倍,則上下段分離高度為:</p><

53、;p>  =1.5D=1.5×2=3m</p><p><b>  群座高為 =1m,</b></p><p><b>  則吸收塔高為</b></p><p>  H=++=12+3+1=16m</p><p><b>  吸收塔</b></p>

54、<p><b>  溶液用量</b></p><p>  鍋爐煙氣中二氧化硫的含量為: </p><p>  尾氣急冷過程中被吸收掉0.7%.則進塔氣體中含量為:</p><p>  =202.6×(1-0.7%)=201.2</p><p>  設(shè)吸收塔中的去除率為96%,即去除量為:</p

55、><p>  =201.2×96%=193.2</p><p><b>  排除氣體中含量為:</b></p><p>  =201.2-193.2=8k</p><p><b>  由反應(yīng)方程式:</b></p><p><b>  + → +↑<

56、/b></p><p>  1mol 1mol 1mol 1mol</p><p>  可知吸收64kg需 106kg ,則用量為:</p><p>  m =193.2/64×106=320,設(shè)用溶液的濃C為200,質(zhì)量分數(shù)為30%,則用量為:</p><p>  =m/C=320÷30%&

57、#247;200 =5.3=1060kg/h</p><p>  取安全系數(shù)1.5,則Na2CO3溶液實際用量為</p><p>  L =1.2×1060=1272kg/h</p><p><b>  塔徑</b></p><p><b>  1)氣體體積流量</b></p>

58、<p>  Vs =/ =15000/1.0235=14656</p><p>  其中 : —鍋爐煙氣出口每小時排除煙氣質(zhì)量,kg/h;(=15t/h)</p><p>  —60℃時煙氣密度,;(=1.0235)</p><p><b>  2)填料的選擇</b></p><p><b>  

59、Ф=25mm ,</b></p><p>  比表面積a=209m2/m3,</p><p>  空隙率x=0.09m3/m3,</p><p>  堆積面積:p=72.6kg/m3</p><p>  每m3填料個數(shù): n=51.1 ×103 </p><p>  填料因子:Ф=170m-

60、1</p><p><b>  填料塔尺寸:</b></p><p><b>  塔徑D=1.5m </b></p><p><b>  塔高H=13.3m</b></p><p>  塔壁厚度 4 mm </p><p><b> 

61、 群座高:3.5m</b></p><p><b>  3) 塔徑</b></p><p>  60時煙氣密度=1.0235,</p><p><b>  常溫時碳酸鈉溶液:</b></p><p>  密度=1200, 黏度μ=2.3</p><p>  溶液

62、密度與水的密度比為: ψ=0.8</p><p>  進塔氣體質(zhì)量流量=20t/h</p><p>  進塔碳酸鈉溶液質(zhì)量流量WL= 331.2kg/h</p><p>  查圖得 p=0.008,</p><p>  液泛氣速=0.55m/s</p><p>  U=0.7=0.7×0.55=0.385m/

63、s </p><p>  =[(4×4)/(3.14×0.385) =3.6m</p><p>  其中:—— 氣體體積流量,14656/3600=4m3/s;</p><p>  U—— 空塔氣速,m/s;</p><p>  塔截面積為: = 1/4×3.14×3.62=10m2,</p&g

64、t;<p>  比例因子取1.2, A=1.2A0 =1.2×10=12</p><p>  計算得 D=3.6m</p><p><b>  塔高</b></p><p><b>  1)氣相流率 </b></p><p>  標(biāo)準狀態(tài)下氣體體積流量為:</p>

65、;<p>  =4×273/(60+273)=3.28</p><p><b>  氣相流速為:</b></p><p>  G=V0/22.4A=3.28/(22.4×12)=0.012Kmol</p><p><b>  2)傳質(zhì)單元高度</b></p><p>

66、;  =0.012/(4.10×0.01)=0.3m</p><p>  其中 ——總傳質(zhì)系數(shù),Kmol/(s.m2); =4.10×Kmol</p><p><b>  3)傳質(zhì)單元數(shù)</b></p><p>  進塔氣體的摩爾流量為:</p><p>  ={(8.35×3.44

67、5;103)/273}×{(60+273)/ (22.4×)}</p><p>  =1.6×106mol/h</p><p>  進塔氣體中的二氧化硫的摩爾流量為:</p><p>  =(202.6×103/64)×(1-0.7%)=3143.8mol/h</p><p>  塔氣體的摩爾

68、流量為:</p><p>  =1600000-3143.8×96%</p><p>  =1596981.95mol/h</p><p>  出塔氣體中二氧化硫的摩爾流量為:</p><p>  =202600×(1-0.7%)×(1-96%)/64</p><p>  =125.74m

69、ol/h</p><p>  =(0.001965-0.00007873)/0.001965</p><p><b>  =0.96</b></p><p>  其中: =3143.8/1600000=0.001965</p><p>  =125.74/1596981.95=0.00007873</p>

70、<p><b>  _傳質(zhì)系數(shù);</b></p><p><b>  4)填料層高度</b></p><p>  =0.3×0.96=0.288m</p><p>  =1.8=1.8×0.288=0.52m</p><p>  分一層,層高度0.52m</p&g

71、t;<p><b>  5)總塔高</b></p><p>  =0.52+3.2+3.5+0.5=7.72m</p><p>  其中:——填料層高度,m:h=0.5m;</p><p>  ——分離與分布區(qū)高,m; =3.2m;</p><p>  ——裙座高度,m; =3.5m;</p>

72、<p><b>  換熱器</b></p><p><b>  計算換熱器的熱負荷</b></p><p>  =1272×2.45×(60-45)=46746KJ/h</p><p>  其中: --溶液質(zhì)量流率,kg/h;</p><p>  --溶液比熱容,KJ

73、/();(cp1=2.45KJ/())</p><p>  --溶液進口溫度,K;(T1=60+273=333K)</p><p>  --溶液出口溫度,K;(=45+273=318K)</p><p><b>  計算換熱面積</b></p><p><b>  1)冷卻水出口溫度</b><

74、/p><p>  =20+46746/(200×4.18)=76</p><p>  其中: --冷卻水入口溫度,;(=20)</p><p>  --冷卻水質(zhì)量流率,kg/h;( =200kg/h)</p><p>  --冷卻水比熱容,KJ/();(cp2=4.18KJ/()</p><p>  采用冷卻水

75、與溶液并流,冷卻水走管程,溶液走殼程。</p><p><b>  對熱平均溫差:</b></p><p><b>  =8.11</b></p><p><b>  2)總傳熱系數(shù)</b></p><p><b>  管程:</b></p>

76、<p>  =0.025×0.5×1000/(2.3×)=5434.7</p><p>  Re>4000(湍流)</p><p>  =2.45×2.3×/0.55=0.010</p><p>  其中:d—換熱管直徑,m;(d=0.025m)</p><p>  K1傳熱

77、系數(shù),W/(m.℃))</p><p>  =0.023×0.55/0.025××</p><p>  =123.68W/(m2.℃)</p><p>  殼程:查資料得冷卻水的傳熱系數(shù)</p><p>  K=100W/(m2.℃)</p><p><b>  總傳熱系數(shù) &l

78、t;/b></p><p>  =59.0 W/(m2.℃)</p><p><b>  3)計算換熱面積</b></p><p>  =46746/(59×8.11)=97.7m2</p><p><b>  冷卻水量</b></p><p><b&g

79、t;  由 </b></p><p><b>  得</b></p><p>  =46746/(4.18×76)</p><p>  =147.14kg/h</p><p><b>  泵和風(fēng)機的選型計算</b></p><p><b> 

80、 水泵</b></p><p>  其作用是將地下水的水送往循環(huán)水冷卻塔,于地面安裝,提升高度5m,流量90m3/h,查《工業(yè)水處理設(shè)備手冊》,選用型號為IS80-65—160的水泵2臺,一用一備,性能參數(shù)如下:</p><p>  表四 水泵性能參數(shù)</p><p><b>  循環(huán)水泵</b></p><p

81、>  其作用是將冷卻水從集水池提升到冷卻塔,于地面安裝,提升高度13.8m,流量90m3/h,查《工業(yè)水處理設(shè)備手冊》,選用型號為IS100-80-125的水泵2臺,一用一備,性能參數(shù)如下:</p><p>  表五 循環(huán)水泵性能參數(shù)表</p><p><b>  堿液泵</b></p><p>  安裝在換熱器之前,用于將堿液從儲罐送

82、往換熱器及循環(huán)送往吸收塔,選用型號為IS65-50-125的泵2臺,一用一備,性能參數(shù)如下:</p><p>  表六 堿液泵性能參數(shù)</p><p><b>  風(fēng)機的選型計算</b></p><p>  根據(jù)Gs=1772.8m3/h,供氣壓力為12.96kpa,選用2臺離心式通風(fēng)機,一用一備,性能參數(shù)如下:</p><

83、;p>  表七 風(fēng)機性能參數(shù)</p><p><b>  附圖</b></p><p><b>  結(jié)論</b></p><p>  1. 最終排放煙氣中污染物濃度預(yù)計為: SO2≤500mg/m3,煙塵≤100mg/m3。不僅低于排放標(biāo)準,而且在以后10年內(nèi)排放標(biāo)準再嚴格也有適用。石灰石/石灰-石膏濕法,以碳酸鈉

84、為吸收劑,石灰石為再生劑的脫硫工藝,預(yù)計可以達到99﹪,使用本方案煙塵排放不會超標(biāo)。</p><p>  2石灰石/石灰-石膏濕法,以碳酸鈉為吸收劑,石灰石為再生劑的脫硫工藝通過工程實例證明, 其系統(tǒng)運行可靠性高, 除塵脫硫效率高,完全達到了國家環(huán)保標(biāo)準, 在技術(shù)上是完全可靠的。投資少,占地面積小, 運行費用低, 非常適合我國的國情。不但在技術(shù)和經(jīng)濟上是可行的, 而且經(jīng)濟效益和社會效益都非常顯著。 </p&

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