某260th燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统设计开题报告.docx

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某260th燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统设计开题报告

西安科技大学

毕业设计（论文）

开题报告

题目某260t/h燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统设计

院、系（部）地质与环境学院

专业及班级环境工程1002班

报告人孙凯

指导教师侯晨涛

日期2014年3月17日

西安科技大学毕业设计（论文）开题报告

题目

某260t/h燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统设计

类型

应用型

一、选题依据

（一）选题背景

人类已经跨入21世纪,现在面临着实现经济与社会协调发展的重大课题，环境问题对于经济和社会发展举足轻重。

我国的煤储量居世界第一，煤炭是我国近阶段乃至相当长一段时间内最主要的能源［1]。

中国是世界上排放燃煤污染物的大国，在以后相当长的一段时间内中国的大气污染仍以煤烟型为主，颗粒物和SO2已成为中国大气污染物中的主要污染物。

近年来，随着国民经济的增长以及迅速发展,我国的SO2排放量连续增长，SO2的大量排放己经造成了极其严重的后果,使我国的许多地区均出现不同程度的酸雨现象,导致酸雨区不断扩大,每年都给我国造成了巨大的经济损失，并危害人民群众生命健康。

由燃煤所造成的颗粒物污染和SO2污染己经制约我们国家经济和社会的可持续发展，并逐渐成为一项重要制约因素。

我国是个燃煤大国，且这个燃煤大国的煤炭资源多为高硫煤,SO2以及酸雨的污染面积已经占据了将近40%的国土面积，SO2的排放总量已经超过美国和欧洲，成为世界第一,给国民经济的发展造成了极大的损失,并成为影响我国经济社会持续、和谐发展的一个重要因素。

由于SO2以及酸雨的污染源流具有全球性，因此世界各国十分关注我国的SO2以及酸雨的污染治理措施，部分地区的SO2及酸雨污染己成为影响其对外开放的重要因素。

（二）选题意义

随着工业技术的发展，环境污染的问题特别是酸雨及二氧化硫污染问题现在有趋势表明己严重威胁并将危害人类自身与其周围的生存环境，将会影响国民经济以及其可持续发展，因此近段时间以来在国民环保意识不断提高的前提下,国家的环保投入也一直在不断加大力度。

加强对环境的保护是21世纪最重要的任务，也是我们作为一个公民应该尽到的责任、义务。

近年来，我国SO2排放量连年居世界第一位，其中工业燃煤锅炉是我国大气污染物中SO2的主要来源之一,工业燃煤锅炉的排硫量甚至已达到了总排硫量的1/3。

所以控制燃煤向大气中排放污染物是我们国家现在和今后一段时间内改善大气环境质量,减少和降低酸雨危害的重要措施,是保障国民经济快速发展的重点，应受到国家和各地方政府部门的重视[3］.我国的燃煤锅炉分布具有量大面广的性质,因为分布分散的原因,导致其造成的大气污染无法进行集中治理，因此锅炉烟气对大气环境的污染非常严重［4—5］。

环境保护是我们的一项基本国策，随着我国环境保护法律、法规的完善以及各行业科学技术水平的进步，人民生活水平的日益提高，对环境的要求也越来越高，对大气环境污染的治理，特别是锅炉烟气的脱硫除尘处理已经成为重中之重，当务之急[6]。

（三）国内外研究状况

1、国内外烟气脱硫技术现状。

为了控制大气环境中的二氧化硫，在19世纪时人类就开始研究有关内容，但对脱硫技术进行大规模的研究和应用则是从二十世纪50年代起始的。

经过这么多年的研究，目前世界各国己经开发出大约有200余种关于SO2的控制技术。

按照燃烧与脱硫工艺的结合点可以将这些技术分为：

①燃烧之前进行脱硫（如洗煤等）；

②燃烧过程中进行脱硫（炉内喷钙、型煤固硫等）;

③燃烧之后进行脱硫,即烟气脱硫（FlueGasDesulfurization,简写FGD）。

目前在世界各国内FGD是唯一进行大规模，并且成为商业化的典型脱硫方式，是我们控制酸雨以及二氧化硫等污染的最重要的技术手段。

世界各国研究开发和商业应用烟气脱硫技术估计超过200种.尽管由各国进行开发了很多的FGD方法，但是真正能在工业上进行应用的仅有有限的十几种方法.其中占主要地位的是湿式洗涤脱硫法，该方法占到总装置的73。

4%，剩余的喷雾干燥法占了约17.7%,其它方法约9.3％。

抛弃法在美国FGD的系统中占大多数。

在湿法FGD中，主要是石灰/石灰石法，其占到湿法的90%以上。

可见,在如今FGD法系统中占据主导地位的是湿式石灰/石灰石法。

目前工业化的主要技术有：

（1）湿式石灰/石灰石一石膏法

该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2生成半水亚硫酸钙或再氧化成石膏。

其技术成熟程度高,脱硫效率稳定，达90％以上，是目前国内外的主要方法。

（2）喷雾干燥法

该法是采用石灰乳作为吸收剂喷入脱硫塔内,经脱硫及干燥后为粉状脱硫渣排出，属半干法脱硫，脱硫效率85%左右，投资比湿式石灰石-石膏法低。

目前主要应用在美国.

（3）吸收再生法

主要有氨法、氧化镁法、双碱法、W—L法。

脱硫效率可达95％左右，技术较成熟.在吸收再生法中双碱法应用最为广泛，钠钙双碱法脱硫工艺克服了石灰石—石膏法容易结垢的不足,采用了碱金属盐（如NaOH，Na等）水溶液（作为吸收液）在设备内进行SO2的吸收后在循环池内采用Ca（OH）2将吸收SO2的吸收液进行再生。

再生后，吸收液可以循环使用，SO2最终将会以石膏以及亚硫酸钙的形式进行回收。

脱硫的过程实际上就是消耗Ca（OH）2的过程，脱硫反应的完成是在脱硫除尘设备内进行的，固硫则是在循环池内进行的。

采用了NaOH水溶液来作为SO2的吸收液，由于石膏和亚硫酸钙固体生成的过程不是在脱硫除尘设备内进行，这样就避免了脱硫设备的结垢、堵塞问题，脱硫效率较高，一般在90%以上[7］。

2、国内外烟气除尘技术现状

根据除尘过程中的粒子分离原理，除尘器可分为以下几种类型:

重力除尘器；惯性力除尘器；离心力除尘器;洗涤除尘器；过滤式除尘器；电除尘器；声波除尘器。

（1）干式机械除尘器

干式机械除尘器是指不用水或其它液体作为湿润剂,仅利用重力、惯性力及离心力等沉降机理去除气体中粉尘粒子的设备.包括重力除尘器、惯性力除尘器和静心力除尘器。

干式机械除尘器的主要特点是结构简单、易于制造、造价低、施工快、便于维护及阻力小等。

广泛应用于工业锅炉［8］。

这类除尘器对于大粒径粉尘的去除具有较高的效率。

因而在去除大颗粒粉尘以及除尘效率要求不高的情况下应用，有时也作为前置预除尘器。

（2）湿式除尘器

湿式除尘器采用洗涤水或其它液体与粉尘气体相互接触实现分离捕集粉尘粒子。

与其它除尘器相比具有以下优点：

在耗用相同的能耗的情况下，湿式除尘器的除尘效率比于式机械除尘器效率高,高能量温式除尘能去除0。

1微米以下的粉尘粒子，除尘效率仍然很高；湿式除尘器的除尘效率不仅能与布袋和电除尘器媲美,而且还可用于这些除尘器所不能胜任的场合，如处理高温、高湿、高比电阻、易燃、易爆的含尘气体；湿式除尘器去除含尘气体中粉尘粒子的同对，还可去除气体中的水蒸气及某些有毒有害的气态污染物［9]。

（3）电除尘器

电除尘器的除尘原理是在高压电场中使气体电离，进入电场中的尘粒得以荷电,并在电场库仑力的作用下，趋向收尘极,从而达到收尘的目的。

由于能量是直接作用在尘粒上，故能耗很低，而其它除尘器，能量是间接作用在尘粒上,因此能耗高。

电除尘器除了缓慢转动的振打部件外，没有其它运动的部件，维护工作量小，运行费用较低，所以在各种除尘技术中具有显著的优势。

特别是能源日益紧张的今天，电除尘器是理想的高效节能环保设备.我国电除尘技术和国外先进水平相比毫不逊色。

国内近年来对房式、横向极板、六角通道、移动电极、透镜电极等都有研究和应用［10］。

当今电除尘技术研究的目的在于提高电除尘器的效率，除了确保新上马的电除尘器有较高的效率外,还要改造原有电除尘器，以满足目益严格的排放要求，并减轻重量,降低成本.西方发达国家为了落实较为严格的“洁净空气修正案”，要求颗粒物的排放浓度控制要在50mg/Nm３以内，这使电除尘器面临着严重的挑战，特别受到袋式除尘器的严重冲击。

（4）过滤除尘器

过滤除尘器是用多孔过滤介质捕集气体中固体或液体粒子的净化装置.过滤介质亦称滤料。

过滤除尘器多用于工业原料气的精制、固体粉料的回收、特定空间内的通风和空调系统的空气净化及去除工业排放尾气或烟气中的粉尘粒子[11].过滤除尘器主要有袋式除尘器和颗粒层除尘器.袋式除尘器是含尘气体通过过滤袋（简称布袋）滤去其中粉尘粒子的分离捕集装置。

自从十九世纪中叶袋式除尘器开始用于工业生产以来,不断得到发展．特别是二十世纪五十年代，由于合成纤维滤料的出现、脉冲清灰及滤袋自动检漏等新技术的应用，为袋式除尘器的进一步发展及应用开辟了广阔的前景。

参考文献

［1］张少凡,李春燕.中小型燃煤锅炉烟气除尘脱硫装置一体化探讨［J].河北建筑工程学院学报,2000,7（18）:

19—21.

[2]郝吉明，马广大。

大气污染控制工程［M].北京:

高等教育出版社,2002.40—43。

［3]余新明.中小型燃煤锅炉烟气除尘脱硫研究的意义、现状与展望［J］.工业安全与防尘。

1999，15-17.

［4］减世军.锅炉烟气脱硫除尘技术研究[J].中国新技术新产品，2010:

N0.18。

［5]胡满银,赵毅,刘忠。

除尘技术［M］。

北京:

化学工业出版社，2006.

[6]陈丽，程延峰，张富茂.锅炉烟气除尘脱硫综合治理措施及成效［J］.山东化工,2011,40（7）:

81—83.

［7]余照阳.某厂加热烟气除尘脱硫治理及探讨.贵州工业大学学报［J].2002,31（3）:

100-102。

［8]毛健雄,毛健全,赵树民。

煤的清洁燃烧［M］.北京:

科学出版社，1998。

［9］杨海平.燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统改造[J］.煤气与热力。

2008，28（9）：

11—13.

[10］白敏菂，依成武，杨波等。

电除尘技术研究现状及趋势［J]。

环境工程学报，2007，1（8）:

3-5.

[11］姚燕生，袁根福,陈雪辉等。

布袋除尘技术与装备发展状况综述[J]。

安徽建筑工业学院学报,2010。

18（6）：

2—3。

二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程

1、研究内容

（1）根据所选锅炉出力，选择合理的除尘器类型。

（2）根据所选脱硫,除尘方法确定工艺流程。

（3）根据环境要求，根据提供的参数，对设备大小进行详细的设计如:

除尘器的选择、脱硫塔的直径、高度,风机的计算与选择，系统阻力的计算等。

（4）根据计算结果，绘制相应的工艺流程图、平面布置图、设备剖面图。

2、研究思路

（1）根据任务书,计算烟气量。

（2）通过计算的烟气量，进行除尘器设计

（3）通过计算的烟气量,进行除尘设计

（4）绘制图纸

3、研究方法

本次设计选用的是电厂锅炉，燃煤量大,烟气量高，通过比较各种除尘器和脱硫工艺的优缺点，选用布袋除尘器进行除尘设计，选用石灰石/石灰-石膏法进行脱硫设计.通过计算,完成设备选型，使得最终排放的烟气达到环境要求的排放标准。

三、毕业设计（论文）工作进度

1、开学至3月底：

毕业实习和开题报告阶段。

通过实习,更加深入的了解专业知识，提高理论与实践联系起来的能力.在查阅资料和老师的指导下，对毕业论文有了初步的设计，和一个整体思路，并完成开题报告。

2、4月初:

初次提交开题报告，经老师指导后改正，并再次提交报告。

与此同时提交毕业实习报告.

3、4月至5月底：

全面进行毕业设计的实验，在实验的过程中逐步完善毕业论文。

具体工作是，依据本论文的研究方向,

4、6月上旬：

向导师提交毕业论文初稿,并听取老师的指正,对论文进行改进，使其更加完善。

5、6月中旬:

向系毕业设计论文指导委员会提交设计（论文）正式稿件及答辩申请，准备答辩。

四、预期成果（或达到的目标）

（1）工艺流程的选择与设计，包括主要处理设备及管道系统设计与计算.

（2）绘制相关图件六幅,包括总平面图、设备剖面图、设备详图、工艺流程图等，其中总平面图、剖面图要在2号以上。

指导教师意见

难度

份量

综合训练程度

是否隶属科研项目

指导教师签字:

____________

2008年4月日

系

审

核

意

见

教学主任签字：

____________

2008年4月日