颗粒污染物控制课程设计实例

颗粒污染物控制课程设计

课程设计题目

某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计

课程设计的目的 通过课程设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识

系统化，培养 运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。 通过设计， 了解工程设计的内容、 方法及步骤， 培养确定大气污染控制系统的设计方案、 进行设计计算、 绘制工程图、 使用技术资料、编写设计说明书的能力。

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

' Y Y Y Y

Q

'

a

=4.76（1.867C Y +5.56 H Y +0.7 S Y -0.7 O Y

）（ m3/kg ）

式中C Y

, H Y

, S Y

, O Y

——分别为煤中各元素所含的质量分数。

Q ' a = 4.76 X （1.867 X 0.68+5.56 X 0.04+0.7 X 0.01-0.7 X 0.05） = 6.97

（ m3/kg ）

⑵ 标准状态下理论烟气量（设空气含湿量

Q '

s =1.867 （C Y +0.375 S Y

）+11.2 H

式中 Q a 标准状态下理论空气量， m3/kg ；

设计原始资料

锅炉型号： SZL4 — 1 3 型，共 4台 设计耗煤量： 600kg/h （ 台 ） 排烟温度：160

C 标准状态下烟气密度： 1.34kg/m 3 空气

过剩系数：a =1.4 排烟中飞灰占煤中不可燃烧成分的比例： 烟气在锅炉出口前阻力：

800Pa 当地大气压： 97.86kPa 冬季室外空

气温度：-1 C 标准状态下空气含水按

0.01293kg/m 3 烟气其他性质按空气计算 煤

的工业分析值：

YY

C Y =68% H Y

=4% YY N Y

=1% W Y

=6%

Y

S Y

=1%

Y A Y

=15%

按锅炉大气污染物排放标准（ 标准状态下烟尘浓度排放标准： 标准状态下二氧化硫排放标准： 净化系统布置场地为锅炉房北侧

16%

Y

O Y

=5%

Y

V Y

=13%

GB 13271-2001 ）中二类区标准执行。 200mg/m3 900mg/m3 15m 以内。

四、 12.93g/m 3

Y Y ' ' Y

Y

+1.24 W Y +0.016 Q '

a +0.79 Q '

a +0.8 N Y

（ m3/kg ）

W Y ――煤中水分的质量分数；

N

Y

—— N 元素在煤中的质量分数。

Q s = 1.867 X( 0.68+0.375 X 0.01 ) +11.2 X 0.04+1.24 X 0.06+ 0.016 X 6.97+0.79 X 6.97+0.8 X 0.01

=7.42 ( m3/kg )

⑶标准状态下实际烟气量

Q

s

= Q s +1.016 ( a -1 ) Q a (m8/kg

a ——空气过剩系数；

标准状态下理论烟气量， 标准状态下理论空气量，

标准状态烟气流量

Q 应以m3/h 计，因此，Q=QX 设计耗煤量

Q s

=7.42+1.016 X( 1.4-1 )X 6.97=10.25 (m3/kg )

Q = Q s

X 设计耗煤量

=10.25 X 600

=6150

(m3/h )

⑷烟气含尘浓度

-

d sh ? A

(kg/m 3)

n

=1- 2-^4^ =乳45

%

⑵除尘器的选择

工况下烟气流量 Q ' = Q

T (m 3/h)

标准状态下的烟气流量， m3/h ;

-排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数; -

煤中不可燃成分的含量； 标准状态下实际烟气量，

0.16 X 0.15 -3

式中d sh

A Y

Q

m3/kg

。 C = 一 =2.34 X10 (kg/m 3)

3

=2.34 X 10 (mg/mS)

⑸标准状态下烟气中二氧化硫的浓度计算

2S Y

6

so2

= — X 10

(mg/m3)

Q

煤中硫的质量分数；

标准状态下燃煤产生的实际烟气量，

2X 0.01 X 0.98 6

------------- X 106

10.25 X 103

(mg/m3)

式中

Q

SO2

=

=1.91 2、除尘器的选择

⑴除尘效率

,Cs n =

1-

G

——标准状态下烟气含尘浓度，

mg/m3;

――标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,

200

式中C

Cs

m3/kg

。

mg/ m3。

式中

Q Q m3/kg

;

m3/kg Q s

式中Q

根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定

尘器：由陕西蓝天锅炉设备制造有限公司所提供的“ XDC 型

陶瓷多管高效脱硫除尘器”(《国家级科技成果重点推广计 戈膠项目)中选取 XDCG 型陶瓷多管高效脱硫除尘器。

产品 性能规格见表3-3-1 ,设备外形结构尺寸见表

表

3-3-1 XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器产品性能规格

型号

配套锅炉

容量/(J/H)

处理 烟气量

/(m 3/h)

除尘效率

/% 排烟黑度

设备阻力

/Pa 脱硫效率

/% 质量

/kg

XDGC4

4 12000 >98

< 1级 林格曼黑

度

800?1400 >85 2800

H H1 H2 H3 A B C D E F

4460

2985

4235

700

1400

1400

300

50

350

1000

图3-3-1 XDCG1型陶瓷多管高效脱硫除尘器外形结构尺寸

3 、确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。并计算各管道的管径、长度、烟囱高度和出口内径以 及系统总阻力。

⑴各装置及管道布置的原则

根据锅炉运行情况及锅炉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、占地面积小，并使 安装、操作和检修方便。

「一一工况下烟气温度，K ; ——标准状态下温度，

, 6150 X (273+160)

273K 。

273 =9754 (m 3/h)

Q ，

则烟气流量为聞■

9754

3600 =2.如 3/S)

3-3-2 。

；1X)

式中Q ――工况下管道内的烟气流量，

nS/s ;

V ――烟气流速， m/s (对于锅炉烟尘 u=10?15 m/s )。

取 V =14 m/s

4 X 2.7

3^X ^ = o.49(m

)

圆整并查圆形通风管道规格选取风道

⑵管径的确定

由公式d=

4Q 一

— 可计算出实际烟气流速:

4 X 2.7

3.14 X 0.4955 2 = 13.8( m/s )

4Q

V =

2

n d

4 、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蒸发量

3-3-3 )的规定确定烟囱的高度。

(t/h ),然后根据锅炉大气污染物排放标准中 (表

d = 0.0188

式中Q m/s 。

锅炉总额定出力：4X 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:

选定3 = 4 m/s

\ 严

(m )

通过烟囱的总烟气量，

(m3/h);

3 ――按表3-3-4选取的烟囱出口烟气流速,

表3-3-4 烟囱出口烟气流速/(m/s)

圆整取d=1.8 m 。 烟囱底部直径 d 1=d 2 + 2 ? i ?

式中d 2――烟囱出口直径， H ――烟囱高度，m ；

i ――烟囱锥度（通常取 i=0.02?0.03 ）,取i=0.02。

d

1

= 1.83+2

⑶烟囱的抽力

1

S y = 0.0342 X 40X （ ------------------------

273-1

=183 （Pa ）

5、系统阻力的计算

⑴摩擦压力损失

K

入一一摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re 和管道相对粗糙度-的函数。可以查手册得到

（实际中对金属管道 入值可取0.02，对砖砌或混凝土管道

入值可取0.04 ）。

a 、对于①500管道 L=9.5m

273 273 P = p n 272160 = j 34 X 莎=0.

84 (kg/m

3)

9.5

0.84 X 13.81 2

△ p L = 0.02 X 0"5 X ----- 7 ---- = 30.4 (Pa)

b

、对于砖砌拱形烟道（参见图 3-3-2 ）

1

)X 97.86 X 103

273+160

1

S y = 0.

0342H(

时

1

273+t p )

-B (Pa) 式中

t

烟囱高度，

-外界空气温度，C ；

t p ――烟囱内烟气平均温

度, ――当地大气压， C

；

Pa

。 d = 0.0188

4 X 9754

■^―=倔

X 0.02 X 40=3.5 ( m) L

d

式中L ――管道长度，

d ——管道直径，

P ——烟气密度， V ――管中气流平均速率，

m/s ;

对于圆管

△ p L =入-

(Pa)

m ;

3

kg/ m ;

A = 2 X n

D 2 =B 2 + n

(

4 2

D=500mm

A 故 B=450 mm 则 R =-

X

式中，A 为面积，X 为周长。 ⑵局部压力损失

2

P V

△ P= — —(Pa)

式中E ——异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得;

V ――与E 相对应的断面平均气流速率， m/s ;

P ――烟气密度，(kg/m 3

)。

图3-3-3中一为渐缩管。

图3-3-3除尘器入口前管道示意图

aW 45° 时，E =0.1

取 a = 45 ° , V =13.8 m/s

Q

", I

-y <1

Aw

L ：

in

一

2 2

A .Pc c, 0.84x13.8 Qc

i p =匚? ----- = 0.1 X ----------- =8.0 (Pa)

2 -

I 1=0.05 X tan 67.5 = 0.12

( m

图3-3-2中二为30C Z 形弯头

h = 2.985 - 2.39 = 0.595 = 0.6 ( m )

取 E ‘ =0.157 h/D = 0.6/0.5 = 0.12, E =E Re J

由手册查得E Re =1.0

E =1.0 X 0.157=0.157

2 2

A 芦 Po c — 0.84x13.8

A p = J ?---- =0.157x

2 =

12.6( Pa)

图3-3-3中三为渐扩管

A i

0.35x1

2

c 一 0.4985

3.14X --------

4 = 1.79

查《大气污染控制工程》附表十一，并取

则 E =0.19

a

=30°

2 2

. 广 氏 c 0.84咒13.8

i p ? -------- =0.19x

2

=

15.2( Pa)

，竺4

瞥 X tan15 ° = 0.93(m)

图3-3-4中a 为渐扩管

第五章--颗粒污染物控制技术基础

第五章颗粒污染物控制技术基础 第一节颗粒的粒径及粒径分布 一、颗粒的粒径 大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～100μm的粒子。颗粒的大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。实际颗粒的形状多是不规则的，所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。下面介绍几种常用的粒径定义方法。 1.显微镜法 定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度 投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径 （ Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM）显微镜法观测粒径直径的三种方法

a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径 2.筛分法 筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度（筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数） 3.光散射法 等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径 4.沉降法 斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径 空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径 斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径 粒径的测定结果与颗粒的形状有关，通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度 圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs（Φs<1） 正立方体Φs＝0.806，圆柱体Φs＝2.62(l/d)2/3/(1+2l/d) 某些颗粒的圆球度

颗粒污染物控制技术基础

第五章颗粒污染物控制技术基础 1.粉尘的粒径及粒径分布 2.粉尘的物理性质 3.净化装置的性能 4.颗粒捕集理论基础

第一节颗粒的粒径及粒径分布 ?大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～ 100μm的粒子。颗粒的大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。?实际颗粒的形状多是不规则的，所以需要按一定的方 法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。 ?一般将粒径反映单个颗粒的单一粒径和反映由不同颗 粒组成的颗粒群的平均粒径

?单一颗粒的粒径 投影径 ?定向直径d F（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的 最大投影长度 ?定向面积等分直径d M（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一 方向将颗粒投影面积二等分的线段长度 ?投影面积直径d A(Heywood直径):与颗粒投影面积相等的圆的直 径 Heywood测定分析表明， 同一颗粒的d F>d A>d M a-定向直径b-定向面积等分直径c-投影面积直径

筛分径 ?筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛孔的大小， 用目(－每英寸长度上筛孔的个数)表示 当量直径 ?光散射法 ?等体积直径d V：与颗粒体积相等的球体的直径 ?沉降法 ?斯托克斯（Stokes）直径d s：同一流体中与颗粒密度相同、 沉降速度相等的球体直径 ?空气动力学当量直径d a：在空气中与颗粒沉降速度相等的单 位密度（1g/cm3）的球体的直径 斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径

环保颗粒物污染控制原理模拟练习(二)-环保报告师考试.doc

1、在正常过滤工况下，袋式除尘器中对捕 集粉尘起主要作用的是() A．滤袋 B．笼骨 C．花板 D．粉尘初层 标准答案：d 2、袋式除尘器滤尘效率的影响因素较多， 下列说法中错误的是()。 A．清洁滤料的滤尘效率最高，积尘后慢慢 降低 B．滤尘效率随着粉尘粒径的增大而增大C．较小的过滤速度有利于提高除尘效率 D．滤料刚清灰后滤尘效率最低，随着过滤 时间的增加迅速上升

标准答案：a 3、分级除尘效率为50％的尘粒粒径被称作 旋风分离器的（）。 A．算术平均径 B．中位径 C．分割粒径 D．众径 标准答案：c 4、对于旋风除尘器，下列说法中正确的是 ( ) A．减小进口面积，除尘器的压力损失增大B．增大进口面积，除尘器的除尘效率增大。 C．减小出口管直径，除尘器的压力损失减 小；

D．减小出口管直径，除尘器的除尘效率降 低 标准答案：a 5、湿式除尘器的优点包括（）。 A．适用于处理高温气体 B．适用于处理高湿气体 C．适用于处理含黏性大粉尘的气体 D．适用于处理含水硬性粉尘的气体 标准答案：a, b, c 6、在湿式除尘器中，水与含尘气流主要的 三种接触形式包括()_ A．水流 B．气泡 C．水膜

D．水滴 标准答案：b, c, d 7、与一般钢制湿式除尘器相比，麻石旋风水膜除尘器在处理含有如SO2、NOx等有腐蚀性的气体时的优点包括()。 A．抗腐蚀性好 B．耐磨性好 C．抗腐蚀性差 D．耐磨性差 标准答案：a, b 8、根据湿式除尘器中除尘机制的不同，湿式除尘器可分为重力喷雾除尘器、水膜式除尘器、自激式洗涤器、填料式除尘器和() A．颗粒层除尘器 B．泡沫式除尘器

可吸入颗粒物的去除技术

可吸入颗粒物控制技术研究热点与趋势 更新时间：2008-12-25 11:03 来源：环境污染与防治作者: 阅读：325 网友评论0条 摘要：综述了可吸入颗粒物的常规除尘技术和细颗粒凝并技术、联合脱除技术、电联合处理技术等新的控制技术。通过对可吸入颗粒物控制技术的研究现状分析，指出常规除尘技术和这些新的控制技术的应用局限性，在综合分析有关文献的基础上,提出利用纺织品滤料纤维改形（改性）后得到高效低阻的异型纤维材料来脱除可吸入颗粒物的新思路。 可吸入颗粒物指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物(PM2.5)。可吸入颗粒物污染已成为大气环境污染的突出问题，并日益引起人们高度重视。可吸入颗粒受到的主要作用一般是气体扩散和湍流扩散，由于它质量微小且对气流跟随性极好，故在常规除尘设备中，几乎总是跟随气流一起运动，难于从气流中分离出来。此外由于可吸入颗粒粒径小、比表面积大，因而其吸附性很强，容易成为空气中各种有毒物质的载体，特别是容易吸附多环芳烃、多环苯类和重金属及微量元素等，是多种污染物(如重金属、酸性氧化物、有害有机物等)的载体和催化剂，有时能成为多种污染物的集合体[1,2]。 因此，研究可吸入颗粒物的控制技术具有重要的意义。目前颗粒污染物控制技术的重点是如何提高细微颗粒物的分级效率，解决问题的思路有二：一是促使小颗粒变大颗粒；二是创造条件提高小颗粒的动力学捕集作用。小颗粒变大颗粒可以通过凝并也可以通过凝结作用，且在国外蒸汽凝结在冶金行业已有成功应用的案例。本文旨在对脱除可吸入颗粒物的控制技术做一定的归纳总结，以方便相关领域的科研工作。 1 控制技术的研究热点与趋势 1.1 常规除尘技术 目前工业上应用的除尘方法有干法和湿法两大类，传统的湿式除尘设备主要有水膜、泡沫、冲激、水浴等除尘器。湿法除尘存在物料难以回收、易造成污染转移以及高温环境下会造成能量浪费等缺点；干法除尘设备主要有旋风除尘器、布袋除尘器、电除尘器和颗粒层除尘器等。电除尘器对颗粒的比电阻要求严格；旋风除尘器处理粗粉尘颗粒效果较好，而对于微米级和亚微米级粒子其分离能力很低；多孔陶瓷高温除尘过滤器的除尘效率高,可达99 %以上,能除去粒径5μm以上的尘粒，但清灰比较困难；而移动颗粒层过滤除尘技术被认为是继陶瓷过滤器之后最具发展前途的高温除尘技术之一，但在高温下运行时,床层容易堵塞[3]。 为了弥补传统的控制技术在脱除超细颗粒物时的不足，细颗粒凝并技术、联合脱除技术、电催化氧化联合处理技术等新控制技术将成为未来发展的趋势,本文对这些技术的国内外研究现状进行了综述。 1.2 新控制技术 1.2.1 细颗粒凝并技术 从控制角度来看，清除可吸入颗粒可以通过内场力或外场力作用来使其发生凝并或团聚,其结果是使粒子的数目减少、粒子的有效直径增大,它易于被常规的分离设备分离，从而提高整体的清除效率。超细颗粒物凝并技术主要有声波凝并、电凝并、热凝并、化学凝并、磁凝并、光凝并和湍流边界层凝并等[3-7]。 声波凝并通过外加声波的作用使细颗粒发生碰撞团聚长大，团聚后产生的细颗粒团聚物的平均粒径大,从而通过常规的除尘设备将其清除，达到控制细颗粒排放的目的。通过声波团聚的方法控制超细颗粒物有较好的可行性和实际效果。但由于声波凝并问题本身的复杂性和超细颗粒物测试手段的局限性，目前还没有形成一个完整的体系，使得声波团聚超细颗粒物技术仍然处在实验探索和理论研究阶段。同时姚刚[6]指出，由于产生几十甚至几百千赫的声波，可能消耗大量能源，且产生很大的噪音等负面效果。

颗粒污染物控制课程设计实例

颗粒污染物控制课程设计 课程设计题目 某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计 课程设计的目的 通过课程设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识 系统化，培养 运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。 通过设计， 了解工程设计的内容、 方法及步骤， 培养确定大气污染控制系统的设计方案、 进行设计计算、 绘制工程图、 使用技术资料、编写设计说明书的能力。 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 ' Y Y Y Y Q ' a =4.76（1.867C Y +5.56 H Y +0.7 S Y -0.7 O Y ）（ m3/kg ） 式中C Y , H Y , S Y , O Y ——分别为煤中各元素所含的质量分数。 Q ' a = 4.76 X （1.867 X 0.68+5.56 X 0.04+0.7 X 0.01-0.7 X 0.05） = 6.97 （ m3/kg ） ⑵ 标准状态下理论烟气量（设空气含湿量 Q ' s =1.867 （C Y +0.375 S Y ）+11.2 H 式中 Q a 标准状态下理论空气量， m3/kg ； 设计原始资料 锅炉型号： SZL4 — 1 3 型，共 4台 设计耗煤量： 600kg/h （ 台 ） 排烟温度：160 C 标准状态下烟气密度： 1.34kg/m 3 空气 过剩系数：a =1.4 排烟中飞灰占煤中不可燃烧成分的比例： 烟气在锅炉出口前阻力： 800Pa 当地大气压： 97.86kPa 冬季室外空 气温度：-1 C 标准状态下空气含水按 0.01293kg/m 3 烟气其他性质按空气计算 煤 的工业分析值： YY C Y =68% H Y =4% YY N Y =1% W Y =6% Y S Y =1% Y A Y =15% 按锅炉大气污染物排放标准（ 标准状态下烟尘浓度排放标准： 标准状态下二氧化硫排放标准： 净化系统布置场地为锅炉房北侧 16% Y O Y =5% Y V Y =13% GB 13271-2001 ）中二类区标准执行。 200mg/m3 900mg/m3 15m 以内。 四、 12.93g/m 3 Y Y ' ' Y Y +1.24 W Y +0.016 Q ' a +0.79 Q ' a +0.8 N Y （ m3/kg ）