大气污染课程设计说明书.doc

1、 大气污染控制工程课程设计 第一章 总论1.1课程设计的目的 是学生在学习专业技术基础和大气污染控制工程专业课程的基础上，学习和掌握环境工程领域内主要设备电除尘器设计的基本知识和方法，培养学生综合运用所学的环境工程领域的基础理论，基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力，培养学生调查研究，查阅技术文献，资料，手册，进行工程设计计算，图纸绘制及编写说明书的基本能力。1.2课程设计的主要内容1.2.1基本资料 本设计处理一发电量为300MW机组发电厂的锅炉烟气（1）烟气气体性质锅炉排除的烟气量： 烟气温度压强： -2000Pa （当地大气压 8.76 Pa） 烟气含尘度： 粉尘比电阻：

2、(2)粉尘颗粒参数其原煤含硫量1.65%，煤灰中为0.39% 烟气的颗粒分布如下所示：表1-1 烟气颗粒分布粒径（um)50404030302020151588百分比组成18.417.216.115.926.65.81.2.2设计要求 设计电除尘器，除尘效率不低于99%（本设计取除尘率为99.50%）。第二章 电除尘器的概述2.1 原理 电除尘器的收尘，主要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，荷电尘粒趋向收尘极，达到了收尘的目的。由于能量是直接作用在尘粒上，故能耗根低，且电除尘器由于除了缓慢转动的振打部件外，没有其他运动的部件，维护工作量小，运行费用较低

3、，所以在各种除尘技术中具有显著的优越性。且净化效率高，处理量变动范围大：根据条件和要求，可以设计能达到任意净化度(99 999)和处理量(从几个m3h到几百万m3h)的电除尘器2.2 电除尘器的除尘过程 电除尘器是利用高压静电场捕捉烟气中的粉尘，从而使烟气净化的装置。电除尘器的除尘过程分为气体电离、粉尘荷电、粉尘沉集和清灰四个步骤。2.2.1 气体电离在两个曲率半径相差较大的金属阴极(放电极)和金属阳极(沉淀极)间，通过高压直流电，形成一个不均匀静电场。当对电极系统上施加的高压直流电压所形成的电场强度超过游离场强时，在放电极附近，就会发生急剧的放电现象，从而使气体中一部分分子的电子获得足够的能

4、量而脱离分子，形成一个带正电的离子和一个或几个带负电的电子。这些正离子和电子在电场的作用下沿相反的方向运动。在此过程中，大部分电子会和其它中性分子产生碰撞，并与中性分子相结合，形成了负离子。2.2.2 粉尘荷电电离产生的正负离子在自身不规则运动和沿电场中电力线作有规则运动的过程中，不断和通过电除尘器的烟气中的粉尘相碰撞，使粉尘荷电，从而形成带正电和带负电的粉尘。2.2.3 粉尘沉集荷电后形成的带正电和带负电的尘粒在电场力的作用下，分别向极性相反的电极漂移，最终沉积在电极上，形成灰尘层。2.2.4 清灰 在两极系统均设有机械振打装置，当振打锤敲打两极装置时，粘附在其上的粉尘被抖落，落入下部灰斗。

5、经由排灰装置排出机外，从而完成了烟气除尘过2.3电除尘器型号的确定 设计选用单区电除尘器，即粒子的捕集和荷电是在同一个区域中进行的；单区电除尘器按结构可分为立式和卧式电除尘。在设计过程由于烟气量较大，电场多，分段供电等，因此在这次设计中采用卧式电除尘器。 清灰方法按清灰方式可分干式和湿式。干式清灰是通过冲击振动来剥离电极上的粉尘，收集的粉尘是干燥的，便于综合利用。湿式清灰是用水冲洗电极，一般只在易爆气体净化或烟气温度过高，没有泥浆处理设备时才使用。设计中采用干式的清灰方法。 按电极形状可分板式、管式和棒帏式电除尘器。板式电除尘器的收尘极呈板状。为了减少粉尘的二次飞扬和增加极板的刚度，通常将极板

6、轧制成不同的凹凸槽型。通常用于除去气体中的液滴。设计中采用板式电除尘。 综上所述，本次设计采用的是卧式、板式电除尘器。第三章 电除尘器的基本设计计算3.1基本说明烟气含尘度 所以不需要前端设置灰斗。其原煤含硫量0.5%1.65%0.3%，故电晕线采用芒刺型电极，极板间的距离设300mm。烟气排放量 =；配备两台电除尘器。进风采用双进风方式。3.2 基本计算3.2.1驱进速度的确定 （31）表3-1 平均粒径影响系数101520253035K0.90.9511.051.11.15由上表可知的系数K=1.04极板间距为300mm所以 驱进速度 （32） 式中： 驱进速度 cm/s K 粒径系数 S

7、 硫的含量 1.65%3.2.2收尘极面积 (取K=1) （33） = = 13984.75m式中： Q 烟气流量 A 收尘极面积 除尘效率 3.2.3 初选电场断面 （34） 式中：Q 烟气流量 V 电场风速 m/s 取V=1.42 m/s 初选电场断面 3.2.4 电场高度 ； 即： （35） 取h = 11m 式中： 初选断面 h 电场高度 m3.2.5 通道数 （36） 取整数 取 Z= 60式中：2s 相邻两极板中心距 m 取2s=0.3m 收尘极板的阻流宽度 m 取=0.0015m 极板采用Z型极板3.2.6 除尘器内宽考虑双进风，中间设立柱，立柱宽 300mm ，取=100mm

8、(37) 式中： 最外层一排极板中心线与壁内的距离 mm s 相邻两极板中心距 m （ s=0.3m）本除尘器壳采用立柱不均匀分布的结构型式，收尘极的悬吊采用型，灰斗采用四棱台状灰斗，每个电场区对应一个灰斗。图3-1 立柱不均匀分布的结构型式除尘器壳图3-2 收尘极的悬吊型23.2.7柱间距 根据断面规格选用 表3-2 采用工字钢做电收尘器支柱时的尺寸电收尘器的断面规格B51015203040506070-120120-180工字钢支柱的规格250250320320320320450450500600由于F=195.618m所以 =600mm （38）式中： 除尘器壳体港版的厚度 一般取5mm

9、 柱的宽度 mm3.2.8内高 （39）式中：h收尘极板有效高度（mm） 等于11000 h1当极板上端悬吊顶梁的X型梁上时，h1=0;当极板悬吊于顶梁下面的悬挂装置时，h1=80-300mm，这里取h1=0 h2收尘极下端至撞击杆的中心距离，按结构型式不用取35-50mm，这里取h2=40mm h3撞击杆中心至灰斗上端的距离，一般取h3=160-300，这里取h3=220mm所以可得 H=11260 mm3.2.9电晕极框架高度表3-3 极板配置尺寸 极板距（mm)300400极板悬吊形式1212 （mm)220180380240 (mm)160220所以 取=180mm =160mm 考虑

10、框架有两段组成 （310）式中：100mm为下图中两框架的间隙宽度 100mm图2-3 电晕极框架图3.2.10每个电场长度 La）n 电场数量表3-4电场数量n的选择w47 79 5 3 45 59 2 3 4 913 2 3 因为 （311） w=10.524cm/s 所以 n = 3 （312）圆整 取 = 4m 3.2.11除尘器壳体内壁长 = 400 500 mm = 450 500mm C 380440mm 本结构取 =400mm = 460m C = 400mm （313）3.2.12 气流方向的柱距 外侧柱距 （314） 中间柱距 （315） =中间柱宽 最外侧柱与除尘器内壁距

11、离 = = 400mm3.2.13 进气箱 本系统采用水平引入式的进气箱，并且取 = 9 m/s 进气口尺寸 （316） 因为 由上式可得 所以电场断面取 3573 x 4319进气箱长度 (317)进气箱大端的顶端可取距梁底面350mm ，考虑下端气流不要直冲尘极的这个振动机构，所以上移600mm。 进气箱底板与水平夹角为，那么进气口中心高度H，设侧部底梁高度为800mm （318）3.2.14出气箱出气箱小端面积 出气箱长度 出气箱大端高度 （319） 取 9290mm出气箱中心高度 （320）3.2.15 灰斗采用角锥形灰斗，沿气流方向设四个灰斗，与气流垂直的方向上也设四个灰斗，斗壁斜度

12、最小角为。灰斗下口断面： 表3-5 四棱台状灰斗的排灰量排灰斗下口宽 B（mm）300 x 300350 x 350400 x 400500 x 500排灰量（t/h） 20 35 50 100 （321）式中： n 除尘器宽度方向的斗数 取 n=4 =0.995所以由上表查的灰斗的下口取 300 x 300 mm因为 ， 所以 （322）式中： 灰斗下口尺寸 mm电晕极框架吊杆沿电除尘器宽度方向的距离按表3-6计算表3-6 单框架双框架Z91112 1516 2021 2526 3132 3839 4243 4647 50K034681214162022 （3-23）=11400 （3-24

13、） =102003.3电除尘器的供电装置电除尘器的供电系统选择适当与否，直接影响着电除尘器的主要性能，因此必须保证供电系统的合理、可靠。电除尘器对供电系统的要求直流电源，高电压，小电流。电压波形要有明显的峰值和低值：峰值可提高除尘效率，低值则熄弧。平滑的整流电源波形，如三相全波整流，火花特性不好，而且不易熄弧。生产实践中，大部分采用单相全流整流，效果较好，对于高比电阻的粉尘，易采用半波整流为宜。电除尘器的均压于过载：电子表除尘器是阻容性负载，工作条件是电晕放电，有时扩大成闪络或者电弧。当电场闪络时，由于系统中有电感、电阻、电容的存在，系统就产生振荡过电压。因此，在硅整流器及供电回路中，必须适当

14、配入经过选择的电感、电阻、和电容，使回路振荡限制在非周期振荡和抑制过电压幅值范围之内，同时在硅堆制作、设计中，必须考虑均压、过载等问题，以防止设备在负载恶化的情况下被损坏。电除尘器的集尘电极等要接地：电除尘器的集尘电极、壳体等许多部分均要求接地；电晕电极的高压电由高压整流装置引来，一般，都采用负电晕，因为它具有较高的除尘效率。除尘效率与供电质量的关系：要求提高除尘效率，就必须尽量提高操作电压和电晕电流，即提高电晕功率。小结 这次大气污染控制工程课程设计主要为电除尘器系统的设计，通过这次课程设计我们进一步巩固和掌握课本中所学的专业知识，是我们综合运用大气所学的大气污染控制工程的内容，来充分分析和

15、理解电除尘器的优缺点，并且初步进行主要构造的基本计算。这次课程设计已经利用了各种渠道收集了不少关于电除尘器资料，但仍然感觉不足，希望能够学习有关大气污染控制工程的相关知识。 致谢 本次课程设计是在刘芳老师的精心指导和大力支持下并经过自己的努力完成的。刘芳老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。 另外，我还要特别感谢我们设计组的同学以及他们对我课程设计的指导，他们为我完成设计提供了巨大的帮助，最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢。参考文献1、高香林主编 除尘技术 华北电力大学 2001.32、罗辉主编 环保设备设计与应用 第一版 北京 高等教育出版社 19973、郝吉明、马广大 主编 大气污染控制工程 第二版 北京 高等教育出版社 2002.84、郑铭主编 环保设备原理 设计 应用 化学工业出版社 2001.45、胡志光、胡满银主编 火电厂除尘器 第一版 北京 中国水利水电出版社 20056、金国淼 主编 除尘设备 第一版 北京 化学工业出版社 2002 .15