化工原理课程设计发电厂烟气脱硫的治理方案.doc

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1、前 言随着经济和社会的发展，二氧化硫排放引起的环境污染日益严重，已经成为全人类共同面临的大危害，控制二氧化硫的排放已经成为刻不容缓的事实。我国电力工业发展十分迅速，尤其是大型燃煤电厂的大量建设，所以电力工业面临的环境保护形势非常严峻。据权威部门统计，我国已经连续多年二氧化硫的排放总量位于世界第一。控制二氧化硫排放，对于治理大气污染和保护生态环境有着十分重要的意义。因此，如何对电厂二氧化硫进行有效控制已经成为环保行业，电力行业研究的热点。本课题主要是通过分析探讨国内外各种脱硫工艺的经济性和可行性，结合黑龙江XX电厂燃用高硫煤的自身特点，探讨制定出对黑龙江XX电厂行之有效的污染物排放治理方案。 本

2、文首先简单介绍了我国能源发展的基本趋势以及国内外的先进脱硫技术，然后分析了黑龙江XX电厂设计和实际运行的自身特性，如煤质、水质、设备现状、地理物资、气候条件等，经过认真的对比分析后制定出了套适用于黑龙江XX发电厂125MW机组烟气脱硫的治理方案，并对该方案从其实施的可行性、经济性、社会效益性以及副产品的可利用处理性等几个方面进行了充分的论证，最后提出了具体实施方案本文的研究内容主要运用现在比较成熟的脱硫工艺旋转喷雾干燥法脱硫技术。该工艺与传统的湿法烟气脱硫工艺相比具有投资费用低、能耗小、脱硫产物为干态，易于处理等优点。布置紧凑、烟道短，占用空间小，运行费用省，甚至还可除去其它有害气体和重金属等

3、，非常适用于黑龙江XX发电厂125MW机组。随着黑龙江XX发电厂脱硫工程的实施，将大大改善周边环境，为同类型燃煤机组的脱硫工作指明方向，为我国的环保工作做出一定的贡献。第一章 概述1.1烟气整体情况及脱硫的目的1.1.1烟气整体情况本设计处理的含硫气体是来源于黑龙江省XX电厂的锅炉烟气，由于电厂高负荷工作，所排出的烟气温度一般较高，平均达150，烟气排放量20万m3/h;含硫量为900mg/m3。其中，烟气成分复杂，除含有硫化物以外，还含有大量的电尘、HCl、HF等其他杂质。由于地处中纬度欧亚大陆东沿，太平洋西岸，北面临近寒冷的西伯利亚，南北跨中温带与寒温带。全年气温比较低，平均温度为4，气压

4、较低平均为99kpa。极地温度可达-40。1.1.2脱硫的目的为了进一步响应国家“十二五规划”的政策，积极投身于致力于改变我国环境现状活动中，保证人类的身体健康，进一步提升我国环境的整体质量，尤其是空气质量，大幅度降低烟气中的有毒有害物质的含量，甚至除净烟气中的有毒有害物质，从而达到空气净化的目的。 1.2设计方案的确定确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理、生产可行的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。为此，必须具体考虑如下几点：1、方案的可行性 （1）设计方案应充分考虑符合国情和因地制宜原则，流程布置和设备结构不应超出

5、一般土建要求和机械加工能力。 （2）满足工艺和操作的要求。即所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。2、方案

6、的经济性 （1）应对市场情况作适当的综合分析，估计产品目前和将来的市场需求； （2）设计应符合能量充分有效合理利用和节能原则，符合经常生产费用和设备投资费用的综合核算最经济原则，符合有用物料高回收率、低损耗率原则，也即近代所提出的“优构低耗高效”原则。具体来说，就是设备费用与操作费用应尽量低。设备费用主要是塔体、附属设备、管材费用与加工、基建费用构成，也是初投资的一次性费用。操作费用主要是电能的消耗，以及各种物料、材料的消耗。降低生产成本是各部门的经常性任务，因此在设计时，每种设备型号的选定、零部件的设计，每一个工艺参数的确定，是否合理利用热能，采用哪种加热方式，以及钙硫比和其他操作参数是否选

7、得合适等，都要考虑。而对这两种费用的影响又往往是矛盾的，所以确定设计方案要全面考虑，力求总费用尽可能低一些。而且，应结合具体条件，选择最佳方案。3、方案的先进性 应对目前工厂生产上和设备上存在的问题提出改进方案和改进措施，并尽可能采用国内外最新技术成果。 4、方案的安全性 对易燃、易爆、有腐蚀的物料，在设计时应格外注意，都应采用相应的设备与操作参数以确保。又如，塔是指定在常压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。5、方案的可靠性和稳定性 现代化生产应优先考虑运行的安全可靠和操作的稳定易控这一原则。不得采用缺乏可靠性的不成熟技术和设备，不得采用难以控制或难

8、以保证安全生产的技术和设备。以上几项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计中，对第一个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对其他原则只要求作一般的考虑。1.3脱硫技术的选择我国的能源结构决定了煤炭依然是目前工业和发电的主要燃料 煤炭提供了75%的工业燃料、76%的发电原料、80%的民用商品能源、60%的化工原料。在煤炭的燃烧利用过程中，同时伴随着对环境的污染 特别是燃SO2的排放和污染问题亟待解决. 控制 SO2污染的途径可分为燃烧前脱硫 燃烧中脱硫 燃烧后脱硫即烟气脱硫。 烟气脱硫技术是目前世界上大规模商业应用的、最有效的控制SO2污染的脱硫方法。 烟气脱硫又可分为湿

9、法、 半干法和干法烟气脱硫。 本文主要阐述半干法烟气脱硫技术的性能和影响因素。半干法烟气脱硫技术是使喷入的石灰浆液与烟气中SO2反应，,生成亚硫酸钙等并利用烟气显热使最终产物为干粉状的工程技术。半干法烟气脱硫技术有很多种 。目前比较成熟的主要有旋转喷雾干燥法（SDA）、炉内喷钙尾部增湿活化法、NID 和 CFB。其中，旋转喷雾干燥法以其环境性能好，工艺流程较简单，设备和操作简单，不需要重新加热系统，烟气压力适中，吸收剂输送量小，系统能耗较低等优点成为我们的首选方法。1.4脱硫技术的原理 旋转喷雾干燥法(SDA)的主要原理是，其完成的主要化学反应为：S02被雾滴吸收：S02+Ca(OH)2CaS

10、03+H20部分SO2完成如下反应：S02+1/202+Ca(OH)2一CaS04+H20与其他酸性物质(如HF、HCl)的反应:2HCl+Ca(0H)2一CaCl2+H202HF+Ca(oH)2一CaF2+H20 参与反应的石灰浆液由生石灰定量加入消化罐并加水配制而成，石灰浆液经振动筛筛分后自流入浆液罐，配制成台格的石灰装液(含固率一般为20一25)，根据原烟气S02浓度由浆液泵定量送入置于脱硫塔顶部的浆液顶罐顶罐内浆液自流入脱琉塔顶部雾化器，浆液经雾化器雾化成30一80um的雾摘，与脱硫塔内烟气接触迅速完成吸收S02的作用。由于石灰浆液为极细小的雾滴增大了脱硫剂与S02接触的比表面积。同时

11、，烧结机头废气热量瞬间干燥喷入塔内的液滴形成干固体粉状料。第二章 脱硫塔概况2.1脱硫塔基本结构脱硫塔尺寸根据烟气量确定为确保烟气在脱硫塔内最佳停留时间，计算脱硫塔直径及高度分别为4.5m和35m。塔顶设吊车、人孔，方便检修。脱硫塔设计有一个进风通道，烟气从顶部烟气分配器进入。在顶部烟气分配器的中下部布置有脱硫塔核心部件：旋转喷雾器。旋转喷雾器通过立式电机的传动带动雾化轮顺时针方向旋转，在旋转过程中，通过分布在雾化轮一周的喷嘴喷出石灰浆液。气体下降的同时与液体作连续的逆流接触，气体中二氧化硫不断的被吸收，同时雾滴的水分被蒸发，变成干燥的脱硫产物输送至除尘器。喷淋塔为圆柱体、钢结构，外设保温层和

12、防冻层。喷淋塔结构如下图所示2.2 流向选择2.3 吸收剂的选择第三章 基本数据3.1操作条件操作压力101.3kpa；操作温度75；进口烟气温度为150；出口烟气温度为110； Ca/S比为1.5。3.2相关物性参数对低浓度吸收过程，混合气体的黏度可近似取为空气的黏度，并且假设烟气中只有空气和SO2；则标准状况T=273.15K,P=101.3kPa下：空气烟气的密度：1.29kg/m；烟气的摩尔质量M29kg/kmol。 3.3 设计参数烟气处理量为 20万 m3/h（150、99 kPa）；混合气体中SO2含量900mg/m3；出口烟气含量80mg/m3；吸收率为100%；脱硫率为91.

13、1%。3.3基本数据换算根据标准状况下理想气体状态方程PV=nRT,将操作条件下的处理量换算成标准状况的处理量：代入数据得： 第四章 脱硫塔的设计4.1脱硫塔有关参数的计算4.1.1塔径的计算依据工艺参数，设计塔内的烟气流速v为3.5m/s，已知烟气体积流量为：所需塔内径：4.1.2塔高的计算设定烟气在塔内的停留时间为10s，根据气液两相在塔内的接触时间可知，筒体的高度为： 4.1.3塔体表面积 S=H=3.57235=392.764.2 吸收剂的用量4.2.1石灰用量依据所给参数及上一章所求数据可知，在确定设计参数钙硫比=1.5的情况下：4.2.2配浆用水量依据热量守恒得： 式中 配浆用水在

14、t下的比热容，4.19； 配浆用水的初始温度，20； T 烟气的进口温度，150； 配浆用水量，kg/h；在操作温度下的烟气的比热容，1.02；在操作温度下烟气的密度，1.29；烟气的实际体积，126171.89；出口烟气的温度，110。求得：第五章 塔结构的设计5.1塔体的设计吸收塔上部设计为圆筒形，下部为60椎体。圆筒的上部设有烟气分配器，其中心安装雾化器。用在此过程中，吸收剂不需要喷到塔的最大半径范围与烟气接触，一是不喷到最大半径范围亦可以达到很好的脱硫效率，因为在浆液喷出过程中已发生了气液、气固的充分接触反应；二是喷到塔的最大半径范围容易造成浆液在塔壁的桔结。吸收塔材料的选择因为脱硫塔

15、承受压力不大，而且 16MnR 钢材综合力学性能、焊接性能以及低温韧性、冷冲压以及切削性能比较好，低温冲击韧性也比较优越，价格低廉，应用比较广泛。故塔壁面由 16MnR 钢材制造，为了节约材料和防止腐蚀，内衬橡胶板防腐层，其烟气入口部分内衬玻璃鳞片加耐酸瓷砖。由于钢管内径会因不同厚度规格而变化故取外径为筒体的公称直径，本塔的公称直径为Do=3.8m。壁厚设计依据外压或轴向受压圆筒和管子几何参数计算图（适用于任何材料）（见下图）求得：壁厚=90mm。5.2 封头的设计化工容器上常用的封头型式有半球形、椭圆形、五折边球形、锥形和平板盖。因本次设计中所涉及的塔顶压力不是太大，故可选择结构较为简单的平

16、顶盖上封头。平板盖封头的几何形状包括圆形、椭圆形、长圆形及方形等几种。本次选用圆形。平板封头的厚度计算是以薄板理论为基础。因塔顶上封口处设有气体出料管。塔底要承载液体，故选择椭圆形封头，用碳素钢板拼焊后再加工成型。标准椭圆形封头的长短轴之比为2，型号及尺寸按JB1154-73椭圆形封头型式与尺寸的规定，长轴即为筒体的直径，短轴即为长轴的一半。塔底椭圆封头的部分尺寸如下：封头内径Di=3572mm根据封头厚度,故选用封头厚度为10mm；封头外径Do=（3572+10）mm=3582mm；封头高度=50mm；曲面高度=900mm；内表面积A=14.64。5. 3液体进料管设计一般无缝钢管该选材可用

17、于输送一般无腐蚀性介质的液体，温度适用范围为（-40）（-20）475。选用热轧无缝钢管，其规格为：管径 100mm壁厚 10mm允许液体流速为0.45 ms，5. 4喷淋装置设计本方案采用旋转喷雾器作为喷淋装置。旋转雾化器是SDA工艺的核心设备，它通过高速旋转产生的离心力将吸收剂浆液可靠、可控地雾化成为亿万个细小雾滴。雾化程度决定于转速、进料速率、液体性质以及雾化轮的结构形式。本设计选用由中国林业科学研究院林产化学工业研究所研制成功的旋转喷雾器。其电机功率90kW，转速为12000RPM，型号为RW10T。这是我国旋转式喷雾器的最大喷液量，可达10000kg / 。烟气流量=20万m/h，.

18、塔内选用1个喷雾器。故设计脱硫时处理量为0.25t/h。5.5法兰的设计5.5.1容器法兰法兰连接由一对法兰，若干个螺栓、螺母和一个垫片所组成。当设备或管道工作时，介质内压有将法兰分开，并降低密封面与垫片间压力的趋势。为此，设备或管道在开工操作前，螺栓，螺母就需拧紧至给垫片以一个适当的预紧力。显然，这个预紧力与垫片的材料有关。而且与垫片的宽度有关，垫片越宽，所需的预紧力越大。本设计因压力不高而选用因制造容易而被广泛采用的甲型平焊法兰，具体参数参考GB115873。5.5.2管道法兰5.6手孔、人孔的设计5.6.1 手孔的设计手孔最简单的结构形式是在接管上安装一块盲板，这种结构用于常压和低压，以

19、及不需要经常打开的场合。需要快速启闭的手孔，应设置快速押金装置。常压快开手孔采用卡板和球形手柄将手孔压紧。这种结构启闭迅速，但压紧时，密封不好，只能用在常压操作的设备。手孔的直径应使工人带手套并握有工具的手能顺利通过。手孔的直径不宜小于150mm,一般为Dg150mm 、Dg250mm 。依据设计手册,本设计手孔采用1654.5。5.6.2 人孔的设计人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道。本设计在每层喷淋器处设置一个人孔，另外在塔釜处单设一个人孔。在设置操作平台的地方，人孔中心高度比操作平台高1m。因为人孔开在立面，故在塔釜内部应设把手。把手一般以1822mm的圆钢制造。人孔直径为450mm，

20、材料选用不锈钢，具体参数参考YH-62-7277不锈钢人孔、手孔通用图系列人孔参数如下所示：5.7脱硫塔支座的设计对于比较高大的设备，尤其是塔器，通常采用性能较好的裙式支座（简称裙座）。裙座的结构性能好，连接处的局部应力也最小，它是塔设备的主要支座形式。裙座壳，为钢板卷制的圆筒，其上端与塔器的底部封头相焊，下端焊在基础环上。裙座壳承受塔的各种外载荷并传给基础环。基础环又称地基圈，是一个环形垫板，一方面承受载荷并传递到基础上，另一方面通过焊在它上面的螺栓座把塔设备固定在基础上。螺栓座由盖板和筋板组成，用以安装地脚螺栓，从而固定塔设备。裙座上圆形人孔，以便人员进入裙座内部维修；裙座上方设排气孔，以

21、便排出腐蚀性或其他有害气体；裙座底部设排气孔用来排除积存于裙座底部的各种液体。由于需承受八级抗震，故采用下图所示的圆锥形裙式支座：1、裙座的选材由于裙座与介质不直接接触，也不承受容器内的介质压力，因此不受压力容器用材所限，选用较经济的碳素钢结构。综合考虑荷载、塔的操作条件，以及塔釜封头的材料和环境温度等因素，裙座及地脚螺栓选用Q345-E钢。碳钢裙座的单面腐蚀裕度为1.5mm；碳钢地脚螺栓腐蚀裕度为4mm。设计裙座直径为4000mm。2、裙座与塔体封头的连接该室外自支承塔所处环境温度较低，故采用加高焊缝的结构。焊缝进行探伤检查。裙座直接焊在塔釜封头上，采用对接焊缝（即使裙座的外周与壳体齐平，此

22、连接焊缝应予以磨平）。裙座与封头对接高度查表为182mm。我们的设计中裙座的壁厚为50mm，则封头切线到裙座顶端的距离h参考表格选取为250mm。3、地脚螺栓的设计塔的地脚螺栓应预先埋设，预先埋设地脚螺栓时，为方便塔安装时的对中，应使用模板。此外，可在螺栓座盖板上加一方形小盖板，小盖板上岸规定的尺度开地脚螺栓 安装孔，而螺栓座的孔应开的比规定的尺寸稍大。带安装就绪后，再将小盖板与盖板焊死。小钢板的厚度课包括在盖板的计算厚度中。地脚螺栓间距为450mm。根据裙座底部直径查表选择地脚螺栓数为24。4 、人孔人孔裙座上必须开设人孔，以方便检修。其规格参数如下表：数量孔径D孔深M中心高H2450mm2

23、00mm900mm5 、排气管排气管塔运行中可能有气体逸出，就会积聚在裙座与塔底封头之间的死区中。因此必须在裙座的上部设排气孔。其规格参数如下表：数量外径 孔面积s排气孔直径孔中心与切线距离H61084100260注：当裙座敷设的防火层或保温层较厚时排气管两端伸出内外壁的长度，应为敷设层厚度ts50mm。6、引出管通道当塔釜内物料易堵或塔体与塔釜管内有防腐衬里时，考虑到检修方便和更换裙座引出管的需要，塔釜须用法兰连接。7、 防火层与保温层塔体的保温延伸到裙座与塔体的连接焊缝以下四倍保温层厚度的距离为止。裙座的其余部分不保温。裙座两侧均须敷设厚度50mm（以耐火两小时计算）得石棉水泥层（容积重度

24、约为1900N/m）。为便于绑扎钢丝网，可在壁上焊接M10的螺母。按正三角形排列，间距为300mm。5.8气体进料管设计 根据工艺参数一般烟气进口温度一般为1620m/s.由于本塔较高，所以设计烟气进口流速设为： 则烟气进口管道管径；壁厚75mm；选用16MnR钢。5.9保温、防冻层的设计为了满足生产工艺的要求和节约能源，需要做好管路和塔体的保温。5.9.1 保温材料的设计塔体及管路的保温选用岩石棉原棉，其主要性能如下表：品种导热系数千卡/(小时米)容重公斤/m最高使用温度备注岩石棉原棉0.0350.04380110800容重轻，导热系数小，耐高温，不燃，化学稳定性好，劳动条件差。保温性能良好

25、，质轻、防震、耐腐蚀。保温层的经济厚度（指根据年散热损失费与投资年分摊费之和求出的保温层厚度）计算如下：式中，管路外径，m；保温层外径，m；环境温度，；管壁温度，（计算时可取介质温度）；导热系数，千卡/（小时米）；对流放热系数，千卡/(小时米)【一般取1015千卡/(小时米)】；a保温层材料和安装费，元/；s保护壳价格，元/；p年折旧率和维修费率，；b热能价格，0.001元/千卡；h使用时间，小时根据相关经验值=0.038千卡/（小时米）；=10千卡/(小时米)；a=242元/；s=11元/；p=0.30；b=0.006元/千卡；h=7200小时计算得，=3.672m。所以塔体保温层厚度为50

26、mm。5. 10 操作平台和梯子的设计5.10.1 操作平台的设计1、 操作平台应设置在人孔、手孔、塔顶吊柱、液面计等需要经常检修和操作的地方。操作平台应布置得在检修时不需要另外设置脚手架和缆索。 2、依据本塔总高度为40米，设置底层平台距地面3.5 米，一共设 11层，其余每层间隔为3米 3、本设计塔较高，且需要设保温层和防冻层，需要经常检修和视察，操作平台宽度设计为1.10米。 4、平台内缘与塔壁之间应留出一定空隙，以便进行设备的保温和涂漆等工作。平台内缘距保温层表面的间隙设为50mm 5、支撑平台的槽钢梁沿着平台外圆周等分安排，相邻梁间的间距为1.2米。 6、平台栏杆采用dp=25mm的

27、黑铁管制成。管端予以密封，以防腐蚀性气体侵入。栏杆高度设为1.2米，中间需用双簧档。栏杆的立柱用牢固的型钢制造，间距为1.2米。 7、设计平台最小均布活载荷为20000Pa，集中载荷为40000N。栏杆的任意点能承受任何方向作用的900N载荷。 8、平台全部为钢结构，材料选用A3F。 9、平台铺板选用钢材，并在其上用模具敲出圆形鼓点，且开排水孔。10.、梯子尺寸结构图参见化工设备设计全书-塔设备设计（上海科学技术出版社）。此标准的其他其他参数设计为：设计载荷2000pa。平台宽度1.0m，栏杆高度1.0m。使用标准时，绘制单线平台部件图，标出平台内半径R、引出零件号、节点图号及列出材料表即可。

28、操作平台示意图如下：5.10.2 梯子的设计 本实验设计的脱硫塔较高，里面是酸碱反应，长时间工作容易使塔壁腐蚀，导致部分零件失灵或不同程度损坏。同时，由于工业石灰中含有其他杂质，容易堵塞喷嘴等小孔型零件，降低了塔的工作效率。因此在实际运行过程中，需要定期进行检修和维护。根据化工设备设计全书塔设备设计中相关的设计标准和要求，结合本塔的结构及其所处的地理环境，确定本设计的梯子1、不常操作的平台采用直梯。常用的设计为角度为50的斜梯。护栏高度为1.2m。笼梯之间间隔为0.25m。2、梯子至塔体、保温层外表面的距离为350mm。3、因为操作平台间距为3m，故梯子设设安全门。4、梯子的最底一级踏步高于高

29、于地面350mm。相邻踏步的间距取300mm；5、梯子的踏步承受1000N的短期集中载荷，整个梯子承受4500N的集中载荷。扶手的任意点承受任何方向作用的900N载荷。6、梯子所有构建采用A3F。7、梯子结构为多层平台连用型。进入中间平台处梯子上的开口，与侧面通过型梯上方的开口一样，根据梯子与平台的相应位置选用右侧通过型直梯。8、 梯子尺寸结构图参见化工设备设计全书-塔设备设计（上海科学技术出版社）。详细图纸如下：其部件参数如下件号123456789101112名称连接板10010螺栓M1640螺母M16立柱5010笼条406围栏406连接板10010踏步18笼条406扶手19安全门安全门材料

30、A3FA4A3A3FA3FA3FA3FA3A3F低合金钢组合件组合件在上述梯子标准中，选定的梯子尺寸为：梯子总高l=38m；连接板间距=2.0m；围栏间距=1.5m.第六章 脱硫装置的附属设备6.1制浆系统的设计石灰仓内的粉状石灰经螺旋输送机送入配浆槽，并过滤去除大颗粒的杂质。然后用计算水量稀释。制备好的石灰浆液用泵送到吸收剂罐，再用泵送到高位槽备用。6.1.1配浆槽的设计以半小时的浆液储量为计算依据，配浆池设计为圆柱体，则依据工程经验值得：式中 R池底半径，m；H池深，m。故设计值符合工艺参数，可以采用。6.1.2配浆槽内搅拌器的设置 由配浆槽的体积，依据絮凝原理，在浆液槽内的一定高度范围内

31、进行机械搅拌，使石灰和清水最大比例混溶，获得氢氧化钙的乳浊液。通过比对文献及参考设计标准，我们做以下设计： 选用的机械搅拌设备为螺杆式搅拌器，实现三级搅拌级别。其参数如下表所示：搅拌器结构型式尺寸特性动力特性NpRe混合性能TmNdj/Ds/ djhD螺杆式0.651.390.9020045表中 dj搅拌器直径，mm；D导流筒直径，mm；S螺距，mm；h桨叶在搅拌轴向的高度，mm。6.2除尘器的设计 根据出口烟气的流量本设计选用DMC脉冲式袋式除尘器进行脱硫后烟气的除尘。6.3风机的设计结合风机全压及送风量，选用Y5-47-6c型离心引风机，其性能参数见下表。Y5-47-12D型离心引风机性能

32、参数机号NO功率Kw转速r/min流量m3/h全压pa12D751450371006825024713609电机的效率式中； Ne电机功率，kW；Q风机的总风量，m3/h；-通风机全压效率，一般取0.50.7；-机械传动效率，对于直联传动为0.95；电动机备用系数，对引风机，=1.3；6.4烟囱的设计具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度，因此烟囱的有效高度为：式中： H烟囱的有效高度，m； 烟囱的几何高度，m； 烟囱抬升高度，m。参照国家标准，确定烟囱高度为6.4.1烟气释放热计算式中

33、： 烟气热释放率，； 大气压力，取邻近气象站年平均值；kPa 实际排烟量， 烟囱出口处的烟气温度，383； 环境大气温度，；取环境大气温度=277K，大气压力=99kPa 6.4.2烟气抬升高度计算由，可得 式中：系数，取0.33，取0.67，取1.303，则：则烟囱有效高度：6.4.3烟囱直径的计算设烟气在烟囱内的流速为，则烟囱平均截面积为：则烟囱的平均直径d为：可取烟囱平均直径为1500mm。6.4.4烟囱高度校核吸收塔排放烟气中二氧化硫的浓度为：二氧化硫排放的排放速率：式中： 常数，此处取0.7； 国家环境空气质量标准（GB 3095 - 1996）一级标准日平均的浓度为,所以设计符合要

34、求。6.5泵的选择抽取降液的泵：选取IS 5032200型，性能表如下：型号转速n/(r/min)流量扬程H/m效率/功率/kW必须气蚀余量/m质量（泵/底座）/kgm/hL/s轴功率电机功率IS 5032200290012.53.4750483.545.52.052/666.6 阀门的选择6.6.1输液管道阀门蝶阀流量调控性好，用于管道中的流量调节。本设计输液管道选用D71X-10蝶阀，DN50。其流量调控性如下图所示：6.6.2 烟气管道阀门烟气管道选用J41T-16截止阀，DN50。其流量调控性如下图所示：6.7 避雷措施避雷针是将雷电吸引到雷电吸引到自己身上来，并通过接地装置安全的将雷

35、电流泄入大地，避免了它所保护范围内的物体遭受雷击。避雷针分三部分组成，即接闪器、引下线、接地装置。烟囱避雷针结构如下图所示：塔体以及塔内的设备、管道、构架、电缆金属外皮等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。按照第三类工业建筑物标准防雷。第七章 经济分析7.1年运行费用估算年运行费用主要有：电费、水费、脱硫剂费用、工资福利费用、设备大修及折旧费等。 7.1.1电费 主要用电设备功率估算表名称型号数量电机功率（KW）总功率（KW）工艺水泵IS80-50-2001台1515石灰浆液泵IS50322001台5.55.5制浆池搅拌器J120-16001台44吸收剂

36、罐搅拌器J320-20001台44旋转喷雾器RW10T1台9090引风机Y5-47-12D1台7575袋式除尘器Dmc11245.522总功率215.5kW电源采用380V,50HZ交流电，按电费1.00元/kWh，年运行8000小时计。电费共172.4万元。7.1.2水费 系统用水主要有配浆用水，喷雾器冲洗水及管路冲洗水，每小时的水量为13t/h，按水价4.30元/吨计，年运行8000小时，每年工艺水费用为：1380004.30=44.72(万元)7.1.3脱硫剂费用表4.2 吸收剂费用初步估算表项 目用量(t/h)单价(元/吨)年消耗量(t)年药剂费用(万元)生石灰0.2300175252

37、.56（注：生石灰纯度为80%。）吸收剂费用为：52.56万元/年。7.1.4工资福利费用本脱硫除尘系统由于运行、维护管理简便，安排3人进行日常管理、维护，月工资为3000元，年费用为10.8万元；福利预算1.0万元。共计11.8万元。7.1.5设备检修及折旧费 按建造设施、设备费用的1.19计算,为30万元。7.1.6年运行费用合计以上费用合计全年(按8000小时计)总运行费用为311.48万元。7.2环境效益及社会效益本项目工程建成后每年将少排放1792吨二氧化硫，能有效的减少对当地区域大气环境的污染，并使企业在发展的同时，对环境的污染降到最低限度，提高企业的可持续发展能力和竞争实力，因此

38、，本项目的建设具有显著的环境效益和社会效益。脱硫成本是在SDA系统寿命期间包括投资还贷、运行费在内的一切费用与此期间的脱硫总量之比,即每脱除1t SO2所需费用。它综合、全面反映了SDA工艺的经济性。其计算公式:脱硫成本=(工程总投资+寿命年运行费)/(寿命年脱硫量)=主要设备分项报价表 单位：万元序号名称型号规格数量单价合计1SDA脱硫塔13.57m35m(碳钢)1座168.4168.42旋转喷雾器RW10T1套10103检修孔、梯子、平台2A3F1套444脱硫塔进出口烟道A3F 1套885烟道挡板门单轴双百叶挡板5套2.6136石灰浆液泵IS50322001台5.55.57工艺水泵IS80

39、-50-2001台0.20.29法兰3若干0.310阀门、管道与管件41套121211引风机Y5-47-12D1套2.12.112制浆池搅拌器J120-16001套1.61.613混合池搅拌器J320-20001套1.01.014袋式除尘器DMC脉冲式4套0.20.815配浆及附属设备51套121216电线电缆若干121217避雷针2套0.51.018各种电控仪表1套6619烟囱1202020照明及检修系统1套33合计（万元）280.9注释：1 脱硫塔包括封头、塔体、保温层和裙座。 2 检修孔包括手孔和人孔。 3 法兰包括塔上和管上法兰 4 阀门包括截止阀，蝶阀 5 配浆槽，高位槽及吸收剂罐7

40、.3 经济分析图参考文献【1】化工原理，陈敏恒等编（下册）. 化学工业出版社, 2006【2】环保设备设计基础，金兆丰主编 .化学工业出版社，2004【3】化学工程手册，第1篇，化学工程手册编委会. 化学工业出版社1980【4】化工设备设计，聂清德主编. 化学工业出版社, 1991【5】环保设备设计与应用，罗辉等编. 高等教育出版社, 1997【6】化工工艺设计手册，中国石化集团上海工程有限公司编（上册），化学工业出版社，2003【7】化工容器及设备，张石铭主编.湖北科学技术出版社，1984【8】化工计算手册，【美】NicholasP.Chopey 主编，朱开红（译）.中国石化出版社，2004

41、【9】喷雾干燥，王忠喜、于才渊等编.化学工业出版社，2002【10】化工设备设计全书塔设备设计，化工设备设计全书编辑委员会.上海科学技术出版社，1988【11】化工工艺设计概论，赵国芳主编.原子能出版社，1989【12】马思托思，喷雾干燥手册(黄照柏)，北京:中国建筑工业出版社，1983【13】刘文广，喷雾干燥实用技术大全，北京:中国轻工业出版社，2001【14】王丰春，垃圾焚烧发电技术在我国的应用，中国电力，2002，35(6)，36一38【15】胡德飞，垃圾焚烧发电厂中烟气净化系统的选择与分析，中国电力，2002，35(11)，79一82【16】郭宜枯，王喜忠，喷雾干燥，北京:化学工业出版

42、社，1983【17】Jozewicz，G.T.Rochelle，Modelingof50:removalbysPraydyrers，Proceedings:FirstPittsburghcoalconefrence，1984:664【18】Damle，Modellingof50:removalinsPraydyrerfluegasdesulufrizationsystem，EPA一600/7一85一038，1985【19】Maibodi，SimulationofsPryadyrerbasobrerofrremovalof50:rfomfluegas，Proceedings:TenthsymPosiumonfluegasdesulufrization，1987:7/19一7/23【20】Dombrowski，NandJohns，W.R.，TheAerodynamicInstabiliytandDisintegrationofViscousLiquidsheets，Chem.Eng.Sci，1963，18:203【21】金国森，干燥设备，北京:化学工业出版社，2002【22】潘永康，王喜忠，现代干燥技术，北京:化学工业出版社，1998【23】曹仁政，机械零件，北京:冶金工业出版社，1985