大气污染控制工程课程设计-文丘里除尘器(2)

（3）注意粉尘的物理特性（例如黏性、比电阻、润湿性等）对除尘器性能 有较大的影响

另外，不同粒径粉尘的除尘器除尘效率有很大的不同；

（4）气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力 的出净化设备，去除粗大粉尘，以使设备更好地发挥作用； （5）气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素； （6）所捕集粉尘的处理问题；

（7）设备位置，可利用的空间、环境条件等因素；

（8）设备的一次性投资（设备、安装和施工等）以及操作和维修费用等经 济因素。

综合考虑对除尘效率的要求、水泥的性质及经济成本等宜选用文丘里除尘器。

5.3 设计依据和原则

5.3.1 依据

（1）同类粉尘治理技术和经验

（2）《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004） （3）《大气污染防治技术及工程应用》 （4）《除尘技术手册》（张殿印 张学艺编著） 5.3.2 原则

本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定： （1）基础数据可靠，总体布局合理。

（2）避免二次污染，降低能耗，近期远期结合、满足安全要求。 （3）采用成熟、合理、先进的处理工艺，处理能力符合处理要求； （4）投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数， 各工艺参数的选择略有富余，并确保处理后的尾气可以达标排放； （5）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命； （6）废气处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施； （7）工程设计及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范 和标准。

5.4 管道设计计算

5.4.1 基本数据

锅炉型号：FG-35/3.82-M型（35t蒸气/h）；设计耗煤量：203.8 kg/h；排烟温度：160℃；空气过剩系数：α=1.4；烟气密度（标态）：1.37kg/m

3

6

室外空气平均温度；4℃；锅炉出口前烟气阻力：1200Pa；烟气其他性质按空气计算；排灰系数28%，按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：200mg/m。

煤的工业分析（无烟煤）：C：53.9%、H：4.08%、S：0.51%、O：16.26%、N：0.77%、水分：19.02%、灰分：5.46%。

5.4.2烟气排放量以及组成

表5-2 烟气排放量及组成

3

以1kg煤为基准各组分CHONSH2O 灰分质量539.0440.8162.67.75.1190.254.60mol44.9240.8010.160.550.1610.57需O2量（mol）44.9210.2-5.0812500.160产生烟气量（mol）CO244.9200000H2O020.400010.57SO200000.160N20.000.000.000.280.000.00

上表以1kg煤为基准计算

理论需氧量：44.92+10.2+0.159-5.082=50.197mol 理论空气量：50.197(1+3.76)=238.94mol 实际空气量：238.94*1.4=334.51mol 过剩空气量: 334.51-238.94=95.57mol 其中N2:50.197*3.76=188.74mol

理论烟气量：44.92+30.967+0.159+0.275=76.321mol

则总烟气量=烟气+过剩空气=(76.321+188.74+95.57)×22.4×0.001=8.078m 乘以用煤量：8.078*6732.9=54388.3662m/h=15.1m/s 1kg烟气中灰分：54.6*28％=15.288g

15.288*6732.9=102932.575g/h=29.59g/s 烟气含尘浓度：28.59/15.288=1.87g/m

3

3

3

3

据以上数据可得：

C?200mg/m3

5.4.3 管道计算

（1）除尘系统工艺流程图

7

锅炉 除尘器 换热器 风机 （2）管道直径的确定 管段（1-2） Q1?2?15.1?烟囱

550?273.15?45.5m3

273.154?45.54Q?2.198m 根据实际管= 3.14?12?v查设计手册取管道中气速v=12m/s，可得 d1-2=

道情况，管道内为气体如果速度小于12m,则有粉尘堵塞管道，为保证速度不小于12，取d1-2 =2.1m

实际流速 V实?4Q4?45.5??13.14m/s 22?d3.14?2.1343.15?18.97m3

273.154?18.974Q?1.42m =3.14?12?v管段（3-4） 标况下温度为120℃，即T=393.15 K Q3?4?0.61?取气体流速12m/s，d3-4=

管道取一致， 取d5-6 =1.4m 实际流速 V实?4Q?12.33m/s ?d2管道3-4与管道5-6的温差为

?T??42.01?0.59t1?191.97Wn??42.01?0.59?70?191.9?0.07?12.723

即5-6的温度为70-12.723=57.3 即T=330.45K Q5?6?15.1?330.45?18.27m3

273.154?18.274Q?1.39m =3.14?12?v取气体流速12m/s，d5-6=

管道取一致， 取d5-6 =1.3m 实际流速 V实?

8

4Q4?18.77??13.77m/s 22?d3.14?1.3管段（7-8） 标况下温度为57.3℃，即T=330.45 K Q5?6?15.1?330.45?18.27m3

273.154?18.274Q?1.39m =3.14?12?v取气体流速12m/s，d5-6=

管道取一致， 取d7-8 =1.3m 实际流速

V实?

4Q4?18.77??13.77m/s ?d23.14?1.32列表为（表5-3）：

气体体积m3/s管段1—22—33—44—5烟气0.76标况下实际中13.1412.3313.7713.77管段温度℃（K）5507057.357.3K823.15343.15330.45330.45气体流速（m/s）12121212计算管径(m)（取管道规格）2.11.41.31.3 5.4.4 管道压力损失的计算 5.4.4.1 摩擦阻力损失

流体力学原理，气体流经断面性状不变的直管时，圆形管道的摩擦阻力可按下式计算 ?PL?L???2d?2

式中△PL—一定长度管道的摩擦阻力，Pa L—直管道的长度，m λ—摩擦阻力系数，无量纲 d—圆形管道内直径，m ρ—管内气体的密度，kg/m

υ—管内气体的平均风度，m/s

烟气密度?g?

9

3

?1V1V2

管段1～2，在操作条件下

?g?1.37kg/m3，L?3m,d?2.1m,v?13.14m/s,??0.012（镀锌管）

?p1?22L?gv31.37?13.142???0.012???1.987Pa

d22.12管段3～4在操作条件下

?g?1.37kg/m3，L?8m,d?1.4m,v?12.33m/s,??0.012（镀锌管）

?p3?4

管段5～6，在操作条件下

2L?gv81.37?12.332???0.012???7.12044Pa

d21.42?g?1.37kg/m3 L?10m,d?1.3m,v?13.77m/s,??0.012（镀锌管）

?p5?6

管段7～8 在操作条件下

2L?gv101.37?13.772???0.012???12.0Pa

d21.32?g?1.37kg/m3 L?5m,d?1.3m,v?13.77m/s,??0.012（镀锌管） ?p5?6

整理数据表格如下（表5-4）：

标况下

管段

体积

1-2 3-4

0.61

5-6 7-8

1.37

0.79 0.79

1.37 1.37

0.012 0.012

10 5

13.77 13.77

12.00 5.921

密度

体积 0.97 0.88

密度 1.37 1.37

力系数 0.012 0.012

度 3 8

速 13.14 12.33

力损失 1.987 7.120

管道中

摩擦阻

管道长

气体流

摩擦阻

2L?gv51.37?13.772???0.012???5.92Pa

d21.32

总摩擦压力损失为：

?P???P?1.987?7.12044?12.00?5.92?27.02Pa 5.4.4.2局部压力损失

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