目 录目 录I第一章：摘要11.1 中文摘要11.2 ABSTRACT1第2章 综 述22.1大气污染状况22.2 煤炭燃烧产物及其危害22.3除尘、脱硫一般方法介绍32.3.1 除尘32.3.2 脱硫132.3.3脱硫除尘的现状与发展趋势212.3.4本设计采用的工艺流程及其分析23第3章 工艺计算以及结构设计253.1 设计任务253.1.1 燃媒量、烟气排放量及组成253.1.2 物料衡算253.2 工艺流程的确定263.2.1 除尘方法的选择263.2.2 脱流方法的选择273.2.3工艺流程，如下图273.3 除尘设备设计273.3.1一级除尘（重力沉降室）273.3.2 二级除尘（袋式除尘器）283.4 换热器设计283.4.1 工艺要求283.4.2确定设计方案283.4.3确定物性数据283.4.4估算传热面积283.4.5 工艺结构尺寸293.4.6 换热器核算303.4.7 换热器结构设计353.5 脱硫383.5.1 反应机理383.5.2 工艺流程383.5.3工艺计算403.5.4结构设计423.5.5 塔设备校核46设计小结60参考资料：61附录1：吸收塔工艺设计计算源程序（VISUAL BASIC语言）62附录2：气体组成部分在粉粒硫化床半干湿气体脱硫过程中对烟道废气脱硫的影响65第一章：摘 要第一章：摘要1.1 中文摘要我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭在我国一次能源消耗中，一直占70%以上。但煤燃烧产生二氧化硫、灰尘、氮氧化物等有害物质，严重污染环境。本设计探讨了脱硫、除尘的发展历史、现状，预测了脱硫、除尘的发展趋势。分析了各种脱硫、除尘方法的特点，并且通过对脱硫、除尘各种方式的比较，选择通过重力沉降室与袋式除尘器配合除尘，湿式石灰石/石膏法脱硫的方法处理燃煤锅炉尾气，并进行了完整的工艺设计、计算及设备设计，达到了设计的要求。关键词：煤炭；锅炉尾气；脱硫；除尘1.2 AbstractIn our country, the coal is the main energy sources。The coal occupy more than 70per in energy sources consume。But as the coal burn，it give out many maleficences，such as SO2 ,dust，Nox，ect，which pollute the environment。The design discuss the development history and actuality of the desulfurization and romoving dirt ，dope out the development current。Analyzing the characteristic of these manners，and by comparing with these manners，choose the gravity settlement chamber and bag filters for romoving dirt and wet lime /lime stone scrubber for desulfurization,dealing with the gas from boiler using coal。.Key Words:Coal；gas from boiler；desulfurization；romoving dirt1第二章：综 述第2章 综 述2.1大气污染状况进入工业化时代以来，随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象称之为大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。大气被污染后，由于污染物质的来源、性质和持续时间的不同，被污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，以及人的年龄、健康状况的不同，对人体造成的危害也不尽相同。大气中的有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害：通过人的直接呼吸而进入人体；附着在食物上或溶于水中，使之随饮食而侵入人体；通过接触或刺激皮肤而进入到人体。其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径，危害也最大。十八世纪以来，全球的大气污染主要可分为三个阶段：第一阶段：十八世纪到二十世纪中叶，随着工业的发展，大气污染变得越来越严重，大其中的SO2以及粉尘含量不断增加，政府、企业不重视环境保护。第二阶段：二十世纪五十年代到六十年代，各国工业畸形发展，全世界汽车数量倍增，污染范围进一步扩大，含重金属的飘尘，SOx、NOx、CO、CmHn等普遍存在，污染变成多种污染物共同作用的结果，即复合污染。严重的如英国的“伦敦烟雾”、美国“多诺拉烟雾”等，各国政府开始重视环境保护。第三阶段：七十年代以来，各国更加重视环境保护，开始进行综合治理在环保领域广泛地进行国际合作，环境污染基本地到了控制，环境质量明显改善。那么、全球大气污染产生哪些严重后果呢？ 1、气候变暖 ：本世纪以来全球平均气温升高了0.5 ，如果温室气体按目前的速度增加，到2030年，全球平均气温将再提高23， 灾害性天气和异常天气将更加频繁。 2、平流层臭氧层变薄：工业生产中释放的氯氟烃气体强烈地破坏臭氧层，使之减少变薄，甚至出现南极臭氧空洞。 3、陆地和海洋生物受到污染：工业生产中排放的含有氯、铅、汞、砷的有毒物质影响生物的生长发育，使生物组织中含有有毒物质，其中有些是致癌物质。 4、产生酸雨： 工业生产中释放的二氧化硫和氧化氮使降水中酸性成分增加，形成酸雨。酸雨可使湖泊酸化，造成鱼类死亡；酸雨还可遏制森林生长，甚至导致森林死亡。我国是世界上少数环境污染最严重的国家之一，我国年粉尘排放量以及SO2排放量远远超过了世界平均水平。造成我国大气污染严重的主要原因是： 煤炭均是采用直接燃烧的方式。近几年来燃煤排放的污染物约占燃料燃烧总污染物的95以上。 烧方式落后能源浪费严重，加大了大气污染。 城市交通污染严重。 城市布局，工业布局不够合理，人口密度大，都影响了大气状况。2.2 煤炭燃烧产物及其危害煤是古代植物转化而来的，因而其成分主要包括燃质、灰分、水分等。而燃质又包括炭、氢、氧、氮、硫等五种元素的化合物组成。煤在燃烧过程中产生多种大气污染物，有颗粒状的飞灰和黑烟，气体状的SOx、NOx、CO、CO2、烃类以及醛类等。下面对典型的污染物质分析如下：粉尘：具有载体作用，可以在颗粒表面富集各种有毒有害物质，直径在0.5-5微米的微小颗粒， 可以直接通过呼吸道沉积到人体肺部，引发呼吸道疾病，并可以被肺泡吸收而进入血液，导致其它器官疾病。二氧化硫：是无色而有刺激性臭味的气体，它可以与空气中水蒸汽结合，形成酸雨、酸雾及酸雪，对植物和人体造成很大危害。据资料表明，全球每年排入空气中的二氧化硫总量高达1.5亿吨。 我国每年排入大气中的二氧化硫达1800万吨。一氧化氮：是工业废气的主要成份之一。一氧化氮与大气中的氧结合，生成各种氮氧化物。如一氧化二氮、二氧化氮、碳水化合物等。一氧化二氮毒性极强，人一旦吸入这种气体，就会引起面部肌肉痉挛，看上去像在发笑，故称之为“笑气”。 一氧化氮受阳光照射，通过光化学反应还会生成乙醛、烷基硝酸酯、臭氧等刺激性气体污染。一氧化碳：与人体血红蛋白的亲合力比氧大 200倍，当大气中所含的一氧化碳被吸入人体时，它能抢先与血红蛋白结合，使血红蛋白失去输送氧气的功能。空气中的一氧化碳，浓度超过10%， 将会导致人缺氧窒息而死。目前，在我国煤炭仍就是主要的能源供应源，工业生产以及人们的日常生活都离不开燃煤，据统计我国每年的燃煤消耗量达到15亿吨以上，因此做好燃煤燃烧过程中产生的粉尘、SOx、NOx等污染产物的处理工作对于控制我国日益严峻的环境污染状况，改善和提高我们的生活环境质量具有重要的现实意义。2.3除尘、脱硫一般方法介绍实际的工业生产中需要处理的燃煤污染产物一般是粉尘、SO2、NOx等。下面对除尘、脱硫、去氮氧化物的方法进行简要的分析。2.3.1 除尘1.粉尘的分类粉尘是指在机械过程和燃烧过程中产生的能较长时间悬浮在空气中的固体颗粒。由燃烧过程产生的粉尘又称烟尘，一般其粒径范围在3500um之间。粉尘的分类方法有多种。按粉尘的颗粒大小可分为：a) 可见粉尘：粒径大于10m，对人体和环境有害；b) 显微粉尘：粒径为0.25-10m，对人体和环境危害大；c) 超显微粉尘；粒径小于0.25m，对人体和环境危害更大，其中小于0.1m的危害不太大。有时将粒径小于1m的粉尘称超微米粉尘或亚微米粉尘。粒径大于100m的粉尘易沉降，粒径在0.l100m的粉尘是除尘的主要对象，其中10m以下的粉尘对人体和环境危害最大，是除尘设备中必须要解决的。2.分割粒径分割粒径是指某除尘器能捕集一半的尘粒的直径，即除尘器分级效率为50%的尘粒直径。它是表示除尘器性能的很有代表性的粒径。3. 除尘效率一个除尘器的除尘效果的好坏是用除尘效率来表示的。除尘效率包括全（总效率）和分效率（分级效率）。全效率说明除尘器总的除尘效果，但它未能说明除掉的尘的颗粒大小状况。而分级效率反映的是正它所能除掉的尘 的颗粒大小状况。 全效率总效率通常用该除尘器所捕集的粉尘重量占进入除尘器的粉尘重量的百分数来表示，也可以根据除尘器进出口烟尘浓度及烟气量之比来表示。 =G2/G1*100%=(C1Q1-C2Q2)/C1Q1*100%=(1-C2Q2/C1Q1)*100%（1）式中除尘器效率（%）； G1除尘器人口烟气中尘粒质量（kg/h）； G2除尘器捕集的尘粒质量（kg/h）； C1、C2除尘器入、出口烟尘浓度（mg/m3）； Q1、Q2除尘器入、出口烟尘量（mg/h）。如果除尘器系统不漏风即Q1=Q2，则上式可简化为 =(1-C2/C1)*100%(2)若是n台除尘器串联使用，则其总效率t为 t=1(1-1)(1-2)(1-n)(3)式中，1、2n 为第1、2、n级除尘器的除尘效率。 分效率实践证明，除尘器效率与粉尘的分散度有密切的关系。同一除尘器，捕集大颗粒粉尘时效率较高，而用来捕集小颗粒粉尘时，其效率往往就很低。因此，在说明除尘效率时，有必要说明是指哪一类型分散度的粉尘。不同的除尘器，最好按粉尘的分散度来标定除尘器的除尘效率，即所谓分级效率。在已知除尘器的总效率和除尘器进出口的粒径分布（分散度）时，即可按下式计算分级效率f f(RR(1t)/R*100% (4)式中R除尘器入口