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摘要
我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，也是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤為主要能源的國家之一。我國排放的SO2 90％來自于燃煤。年排放總量在2000萬噸左右，位居全球之首，由此造成的酸雨覆蓋面積超過國土總面積的1/3，年社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失近千億元。而火電廠的煙塵、SO2 排放量均居全國各行業(yè)的第一位，SO2 排放量占全國排放量的40％～50％，占“兩控區(qū)”內(nèi)排放量的59％以上。
本設(shè)計(jì)針對(duì)火電廠燃煤廢氣的性質(zhì)，采用靜電除塵，優(yōu)化雙循環(huán)濕式石灰石FGD工藝去除二氧化硫。靜電除塵具有除塵性能好，效率高，處理氣量大，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少等特點(diǎn)，優(yōu)化雙循環(huán)濕式石灰石法具有石灰石的利用率大，運(yùn)行可靠，沒有備用吸收塔，可以多臺(tái)鍋爐使用一個(gè)吸收塔，脫硫率達(dá)90％以上，高的可達(dá)95％，凈化后煙氣經(jīng)冷卻塔排出而不進(jìn)煙囪，適合不同含硫量的煤種等特點(diǎn)。根據(jù)要去除的污染物，采取先用靜電除塵器除塵，再用優(yōu)化雙循環(huán)濕式石灰石法脫除二氧化硫。
關(guān)鍵詞：二氧化硫，燃煤廢氣，靜電除塵器，雙循環(huán)濕式石灰石法
Abstract
China is the world's largest coal producer and consumer country, and also is one of the few countries still using coal as the main energy in the world. 90% of national emissions of SO2 come from coal-fired. Emissions totaled in about 20 million tons, ranking first in the world. It results that the acid rains cover the total area of more than 1 / 3, losing nearly 1,000 billion Yuan in economic. The smoke of the thermal power plant and SO2 emissions from all sectors are both in the nation's first. SO2 emissions account for national emissions of 40 percent to 50 percent, and the "two-controlled areas" in emissions of 59 percent or more.
The design for coal-fired thermal power plant emissions of nature, uses the electrostatic dust removal, and uses optimization of two-cycle wet limestone FGD technology to remove the sulphur dioxide. The electrostatic dust removal has good performance, high efficiency ,large gas processing, low energy consumption, operating costs less and many others features. Optimization of two-cycle wet limestone FGD technology has the features of high utilization of limestone, reliable operation, without backup absorber, able to use more than one boiler with a absorber, desulfurization rate of 90 percent, up to 95 percent higher, purified gas from the cooling tower into the chimney instead of chimney, suitable for different sulphur coal, and so on. According to the removal of pollutants, taking first to use electrostatic precipitator dust, removing the sulphur dioxide by optimization of two-cycle wet limestone FGD technology then.
Key words: Sulphur dioxide，Coal-fired emissions，The electrostatic dust removal，Optimization of two-cycle wet limestone FGD technology
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 大氣污染概述 1
1.2 我國的火電發(fā)展與大氣環(huán)境污染 1
1.3 SO2的控制 2
第2章 工藝流程論證 3
2.1 廢氣的除塵方法 3
2.1.1 除塵器的分類 3
2.1.2 除塵器的性能指標(biāo) 4
2.1.3 各種除塵器簡介 5
2.2 廢氣的脫硫方法 10
2.2.1 濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫 11
2.2.2 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫 13
2.2.4 簡易濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫 14
2.2.5 海水煙氣脫硫 14
2.2.6 電子束法煙氣脫硫技術(shù) 15
2.2.7 煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù) 15
第3章 煙氣脫硫工藝綜合評(píng)價(jià)與推薦方案 16
3.1 計(jì)算鍋爐煙氣和物料衡算 16
3.1.1 解鍋爐燃煤量、煙氣排放量及組成 16
3.1.2 確定煙氣除塵脫硫工藝并進(jìn)行物料衡算 17
3.2 從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)除塵器 19
3.3 從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)脫硫工藝 21
3.4 推薦方案 22
第4章 設(shè)備設(shè)施計(jì)算過程 23
4.1 電除塵器的設(shè)計(jì)和調(diào)試 23
4.1.1 電除塵器的設(shè)計(jì) 23
4.2 吸收塔的計(jì)算與設(shè)計(jì) 24
4.2.1 填料選擇 24
4.2.2 吸收過程的物料衡算和操作線方程 25
4.2.3 封頭的設(shè)計(jì) 32
4.2.4 填料塔總高度的確定 32
4.2.5 填料塔的附屬結(jié)構(gòu) 32
4.3 管道的計(jì)算 35
4.3.1 水管的計(jì)算 35
4.3.2 氣管的計(jì)算 35
4.4 泵的計(jì)算 36
4.5風(fēng)機(jī)的選擇 36
第5章 相關(guān)基本要求 37
5.1 電氣、自控和自動(dòng)檢測(cè) 37
5.2 電除塵的運(yùn)行要求 37
5.2.1 安裝 37
5.2.2 調(diào)試 37
5.3 供水 38
5.4 土建要求 38
第6章 工程投資概算 39
第7章 運(yùn)行費(fèi)用概算 41
結(jié)論 42
參考文獻(xiàn) 43
致謝 44
44
第1章 緒 論
1.1 大氣污染概述
地球表面被一層總質(zhì)量約為6000萬億噸、厚度約為1000km的大氣層所包圍。地球的大氣圈是經(jīng)歷了幾十億的演化和發(fā)展才形成現(xiàn)在這種適宜高等生物生存的組成成分，是地球生命的保護(hù)傘，是影響人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，是一種特殊形態(tài)的“人類共同遺產(chǎn)”。
大氣污染是由于人類活動(dòng)或一些自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣，并呈現(xiàn)出足夠的濃度和達(dá)到足夠長的時(shí)間，所造成的危害人體的舒適、健康及福利的一種環(huán)境問題。我國是一個(gè)煤炭儲(chǔ)量相當(dāng)豐富的國家，探明儲(chǔ)量在8600億噸以上，年開采量14億噸，分別居世界第三位和第一位。由于資源豐富和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，決定了煤炭在能源消費(fèi)中占有相當(dāng)高的比重，成為世界上少數(shù)幾個(gè)以煤為主要能源的國家之一，也因此導(dǎo)致我國的大氣污染是典型的煤煙型污染。而我國排放的SO2 90％來自與燃煤，年排放總量在2000萬噸左右，位居全球之首，由此造成的酸雨覆蓋面積超過國土總面積的1/3，年社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失近千億元。
1.2 我國的火電發(fā)展與大氣環(huán)境污染
電力作為國民經(jīng)濟(jì)的先行，在我國現(xiàn)代化建設(shè)中，起著舉足輕重的作用。改革開放以來，電力工業(yè)獲得了長足的發(fā)展。從1995年起，我國的電力工業(yè)裝機(jī)容量就已經(jīng)超過了日本和德國，僅次于美國，居世界第二位。中國的火電在電源結(jié)構(gòu)中約占總裝機(jī)容量的75％，且90％以上為煤電。
電力行業(yè)的迅速發(fā)展一方面促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；另一方面，大量燃煤電廠——火電生產(chǎn)耗煤量已經(jīng)占全國總量的40％左右，所帶來的煤煙型大氣污染對(duì)全國的生態(tài)環(huán)境也產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響和損害，其中火電生產(chǎn)所造成的酸性氣體的排放對(duì)我國環(huán)境酸化起的作用是舉足輕重的。
火力發(fā)電廠排煙中的SO2 濃度雖然低，但總量極大?；痣姀S的煙塵、SO2 排放量均居全國各行業(yè)的第一位，SO2 排放量占全國排放量的40％～50％，占“兩控區(qū)”內(nèi)排放量的59％以上。因此，深入研究燃煤過程中產(chǎn)生的SO2氣體控制方法，將是本課程的主要任務(wù)。
1.3 SO2的控制
國內(nèi)外可采用的防治SO2 污染的途徑很多，如可采用低硫燃料、燃料脫硫、高煙窗排放等方法。但從技術(shù)，成本等方面綜合考慮，今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，對(duì)大氣中SO2 的防治，仍會(huì)以煙氣脫硫的方法為主。因此，煙氣脫硫的方法為主。因此，延期脫硫技術(shù)仍會(huì)是各國研究的重點(diǎn)。我國目前已基本肯定了上煙氣脫硫裝置控制大氣質(zhì)量的必要性。但由于煙氣脫硫裝置投資大，而國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，因此大規(guī)模的發(fā)展受到限制。選擇和使用經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)先進(jìn)，適合我國國情的延期脫硫技術(shù)，仍會(huì)是今后防止SO2 污染的重點(diǎn)。
目前，各國研究的煙氣方法很多，已超過一百種，其中有的進(jìn)行了中間試驗(yàn)，有的還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，真正能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的只有十余種。
燃煤鍋爐煙氣的主要特點(diǎn)是含塵量大，溫度較高，SO2濃度低，氣量大，故鍋爐煙氣脫硫工藝中加有除塵、調(diào)溫等預(yù)處理過程。已有的 燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫工藝有：先除塵后脫硫工藝、先脫硫后除塵工藝和 脫硫除塵一體化工藝等。
本工藝對(duì)125MW燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程技術(shù)作了詳盡的說明。介紹和論證了各種除塵和脫硫的方法及工藝流程，通過對(duì)煙氣脫硫工藝進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選定工藝系統(tǒng)簡單，運(yùn)行可靠，占地面積小投資和運(yùn)行費(fèi)用低的工藝。同時(shí)，也對(duì)所選工藝的主要設(shè)備和附件作了詳細(xì)介紹。
第2章 工藝流程論證
2.1 廢氣的除塵方法
從含塵氣流中將粉塵分離出來并加以捕集的裝置稱除塵裝置或除塵器。
2.1.1 除塵器的分類
按除塵器分離捕集粉塵的主要機(jī)制，可將其分為如下四類(表2-1列出四大類六種除塵器的除塵過程)。
1、 機(jī)械式除塵器
它是利用質(zhì)量力（重力、慣性力、離心力）的作用使粉塵與氣流分離沉降的裝置，包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。
2、 電除塵器
它是利用高壓電場使塵粒荷電，在電場力的作用下使粉塵與氣流分離的裝置。
3、 過濾式除塵器
它是使含塵氣體通過織物或多孔填料曾進(jìn)行過濾分離的裝置，包括袋式過濾器、顆粒層過濾層等。
4、 濕式洗滌器
它是利用液滴或液膜洗滌含塵氣流，使粉塵與氣流分離沉降的裝置，它可用于除塵，也可用于氣體吸收。當(dāng)專用于氣體除塵時(shí)，也稱濕式除塵器。
表2-1 四大類六種除塵器的除塵過程
項(xiàng)目
機(jī)械力除塵器
電除塵器
過濾式除塵器
洗滌除塵器
捕
集
分
離
過
程
捕集階段作用（力）
重力
慣性力
離心力
電力
慣性碰撞攔 截
擴(kuò) 散
電力沉降
慣性碰撞
攔 截
擴(kuò) 散
分離區(qū)與作用力
流動(dòng)呆滯區(qū)重力
邊壁上超極限負(fù)荷
外筒內(nèi)壁超極限負(fù)荷
沉降極附著力
濾料層附著力
液體表面表面張力
按除塵效率的高低，可把除塵器分為高效除塵器（電除塵器、過濾式除塵器和高能文丘里洗滌器）、中效除塵器（旋風(fēng)除塵器和其他濕式除塵器）和低效除塵器（重力沉降室、慣性除塵器）三類。
此外，還按除塵器是否用水分為干式除塵器與濕式除塵器兩類。近年來，各國十分重視研究新的高效微?？刂蒲b置?，F(xiàn)代除塵裝置的發(fā)展趨勢(shì)是將多種捕集機(jī)制巧妙、綜合應(yīng)用于同一除塵過程，使其效率大為提高。例如，童志權(quán)等開發(fā)的XP系列濕式除塵裝置就綜合利用了離心力、慣性力及液滴、液膜、氣泡捕集的多種機(jī)理，使工業(yè)裝置的除塵效率均能達(dá)到99%以上，達(dá)到了電除塵器的效果。
2.1.2 除塵器的性能指標(biāo)
表示除塵器性能的指標(biāo)有下列六項(xiàng)：
1、 處理含塵氣體的量，是代表除塵器處理含塵氣體能力大小的指標(biāo)，一般用通過除塵器體的體積流量（m3/h或m3/s）表示；
2、 除塵效率；
3、 壓力損失；
4、 設(shè)備投資及運(yùn)行管理費(fèi)用；
5、 占地面積或占用空間體積；
6、 設(shè)備可靠性及使用壽命。
前三項(xiàng)屬于技術(shù)指標(biāo)，后三項(xiàng)屬于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
2.1.3 各種除塵器簡介
1、機(jī)械除塵法
機(jī)械式除塵法是一類利用重力、慣性力或離心力的作用將塵粒從氣體中分離的裝置。這類除塵法主要包括重力除塵器、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。
(1) 重力沉降器
重力除塵器又稱重力沉降室，它是利用塵粒與氣體的密度不同，通過重力作用使塵粒從氣流中自然沉降分離的除塵設(shè)備。
常見的重力沉降室有水平氣流沉降室、單層重力沉降室和多層重力沉降室，其基本結(jié)構(gòu)如圖2－1所示。含塵氣體由斷面較小的風(fēng)管進(jìn)入沉降室后，由于流道截面積擴(kuò)大而使氣體流動(dòng)速度大大降低，在流經(jīng)沉降使的過程中，塵粒便在重力的作用下緩慢向灰斗沉降，分離了部分塵粒的氣體從出口風(fēng)管流出，達(dá)到了初春的目的。
圖2-1 重力沉降室
重力沉降室的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、維護(hù)管理容易、阻力?。ㄒ话阍?00Pa以下）。主要缺點(diǎn)是：體積龐大，除塵效率低。清灰麻煩。鑒于以上特點(diǎn)，重力沉降室主要用以捕集那些密度大，粒徑大于50μm的粗粉塵。在多級(jí)除塵系統(tǒng)中常作為高效除塵器的預(yù)除塵。
（2） 慣性除塵器
慣性除塵器是使含塵氣流沖擊在擋板上，或讓氣流方向急劇轉(zhuǎn)變，使塵粒受慣性力作用而從氣流中分離出來的一種除塵裝置。起除塵機(jī)制示于圖2-2。沖擊到擋板B1上的塵粒當(dāng)中，慣性力大的粗塵d1首先被分離下來，而被氣流帶走的塵粒（如d2，d2＜d1）由于擋板B2使氣流方向轉(zhuǎn)變，借離心力作用又被分離下來，煙氣中帶走的塵粒d3
50
<50
50～130
少
少
慣性除塵器
20～50
50～70
300～800
少
少
旋風(fēng)除塵器
5～30
60～70
800～1500
少
中
沖擊水浴除塵器
1～10
80～95
600～1200
少
中下
臥式旋風(fēng)水膜除塵器
>5
95～98
800～1200
中
中
沖擊式除塵器
>5
95
1000～1600
中
中上
文丘里除塵器
0.5～1
90～98
4000～10000
少
大
電除塵器
0.5～1
90～98
50～130
大
中
袋式除塵器
0.5～1
95～99
1000～1500
中上
大
表3－2 除塵設(shè)備的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用
設(shè)備
投資費(fèi)用
運(yùn)行費(fèi)用
高效旋風(fēng)除塵器
100
100
袋式除塵器
250
250
電除塵器
450
150
塔式洗滌器
270
260
文丘里洗滌器
220
500
選擇除塵器時(shí)必須全面考慮有關(guān)因素，如除塵效率、壓力損失、一次投資、維修管理等，其中最主要的是除塵效率。以下問題要特別引起注意：
1. 選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放要求。
2. 粉塵顆粒的物理性質(zhì)對(duì)除塵器性能具有較大影響。
3. 氣體的含塵濃度。
4. 煙氣溫度和其他性質(zhì)是選擇除塵設(shè)備時(shí)必須考慮的因素。
5. 選擇除塵器時(shí)，需考慮收集粉塵的處理問題。
6. 除塵器投資和運(yùn)行費(fèi)用。
該設(shè)計(jì)的燃煤鍋爐出來的煙氣溫度高、氣量大、一次除塵效率要達(dá)到η ≥ 97.5%、粉塵含量比較大、回收的粉塵有很大的利用價(jià)值;除此還有考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用來選擇除塵器。
表3－3 各種除塵器技術(shù)指標(biāo)
除塵器名稱
技術(shù)指標(biāo)
η ≥ 96.2%
阻力≤1000
處理高溫
回用粉塵
投資
運(yùn)行
沖擊水浴除塵器
－
√
√
－
少
中下
臥式旋風(fēng)水膜除塵器
√
－
√
－
中
中
沖擊式除塵器
－
－
√
－
中
中上
文丘里除塵器
√
－
√
－
少
大
電除塵器
√
√
√
√
大
中
袋式除塵器
√
－
－
√
中上
大
從表3－3可以確定選用電除塵器一次投資偏大，但除塵性能好，效率高，處理氣量大，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少。
3.3 從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)脫硫工藝
表3－4 對(duì)幾種典型脫硫工藝綜合評(píng)價(jià)
FGD方法
項(xiàng)目
濕式石灰石/石膏法
簡易石灰石/石膏法
旋轉(zhuǎn)噴霧法
爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法
海水脫硫
電子束脫硫
適用煤種含硫/%
>1.5
>1.5
1～2
<2
<2
<5
脫硫效率/%
>90
>80
70～80
60～85
>90
80
Ca/S
1.01～1.02
1.01～1.02
1.5～2.0
2.0～3.0
－
－
占總投資/%
15～20
8～10
10～15
7左右
7～8
設(shè)備占地面積
大
較小
較大
小
大
較大
FGD方法
項(xiàng)目
濕式石灰石/石膏法
簡易石灰石/石膏法
旋轉(zhuǎn)噴霧法
爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法
海水脫硫
電子束脫硫
結(jié)垢、堵塞
有
有
有
有
無
無
灰渣狀態(tài)
濕
濕
干
干
－
干
運(yùn)行費(fèi)用
高
較高
較高
較低
較低
較高
煙氣再熱
需再熱
需再熱
不需再熱
不需再熱
需再熱
不需再熱
鈣利用率
>90
>90
40～50
35～40
－
－
推廣應(yīng)用前景
燃用高中硫鍋爐
同左（當(dāng)?shù)赜惺沂?
燃用中低硫煤鍋爐
燃用中、低硫煤鍋爐
燃用中低硫煤鍋爐
燃用高、中、低煤
脫硫副產(chǎn)品
脫硫渣為CaSO4及少量煙塵，送灰場堆放或制成石膏
脫硫渣為CaSO4及少量煙塵，送灰場堆放或制成石膏
脫硫渣為CaSO4、CaSO3、氫氧化鈣和塵的混合物
脫硫渣為CaSO4
CaSO3、CaO混合物，目前不能利用
－
脫硫副產(chǎn)品為硫酸銨和硝酸銨可直接做化肥
目前我國火電行業(yè)己經(jīng)將濕式石灰石（石膏）法作為大型火電廠采用的主要煙氣脫硫技術(shù)。因該法具有脫硫效率高、技術(shù)成熟、設(shè)備投運(yùn)率高、對(duì)煤種含硫量變化適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且我國石灰石資源豐富、價(jià)廉，多數(shù)地區(qū)石灰石品位高、質(zhì)優(yōu)。另外，脫硫渣可以綜合利用如做建筑材料、水泥緩凝劑等。加之該方法經(jīng)過不斷改進(jìn)，造價(jià)也有了大幅度地下降，是一種在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都比較適用于我國現(xiàn)階段火電廠發(fā)展水平的工藝。
因此，從該燃煤鍋爐煙氣的性質(zhì)和除塵脫硫要求，選用由濕式石灰石/石膏法改良、優(yōu)化后的雙循環(huán)濕式石灰石FGD工藝（DLWS）。
該工藝由德國諾爾（NOELL）公司開發(fā)的雙循環(huán)濕式FGD工藝一個(gè)比較好的FGD技術(shù)，在美國有7800MW以上容量的機(jī)組裝有該系統(tǒng)。目前，全世界已有26000MW的機(jī)組裝了該工藝系統(tǒng)。優(yōu)化雙循環(huán)石灰石FGD系統(tǒng)與傳統(tǒng)的濕式FGD相比有以下優(yōu)點(diǎn)：1.石灰石的利用率大97％以上；2.運(yùn)行可靠，沒有備用吸收塔，可以多臺(tái)鍋爐使用一個(gè)吸收塔；3.脫硫率達(dá)90％以上，高的可達(dá)95％；4.凈化后煙氣經(jīng)冷卻塔排出而不進(jìn)煙囪；5.適合不同含硫量的煤種。
3.4 推薦方案
從上面的比較可知，采用電除塵法和優(yōu)化雙循環(huán)石灰石FGD系統(tǒng)處理該125MW燃煤機(jī)組煙氣脫硫可以達(dá)標(biāo)，并且效果良好，技術(shù)成熟，總投資屬于中等；回收的粉塵還可以作為生產(chǎn)水泥的生料，取得良好得經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。
其流程圖如下圖3-1：
圖3-1 工藝流程圖
第4章 設(shè)備設(shè)施計(jì)算過程
4.1 電除塵器的設(shè)計(jì)和調(diào)試
4.1.1 電除塵器的設(shè)計(jì)
電除塵器的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)需要處理的含塵氣體流量和凈化要求，確定集塵極面積、電場斷面面積、電場長度、集塵極和電暈極的數(shù)量和尺寸等。
(1) 集塵極面積
A＝ Q ωeLn [ 1 / (1-η)]
式中 A－集塵極面積; m2 Q－處理氣體流量，m3/s; η－集塵效率；
ωe－微粒有效驅(qū)進(jìn)速度，m/s.
查表得火電廠鍋爐飛灰的有效驅(qū)進(jìn)速度為0.15m/s（平均值）而
Q＝4.55×105m3/h=126.38 m3/s;η=97.5％，則
A＝ Q ωeLn [ 1 / (1-η)]
＝126.38÷0.15× Ln[1÷(1-0.975)]
＝3108 m2
（2） 電場斷面面積
Ae = Q / u
式中 Ae －電場斷面面積，m2；Q－處理氣體流量，m3/s；u－除塵器斷面氣流速度，m/s。
取電場風(fēng)速u ＝1.0m/s，則
Ae = Q / u＝126.38÷1.0＝126.38 m2
（3）集塵室得通道個(gè)數(shù)
由于每兩塊集塵極之間為一通道，則集塵室的通道個(gè)數(shù)n可由下式確定：
n = Q / (bhμ)
n = Ae / (bh)
式中 b－集塵極間距，m; h－集塵極高度，m；Q－氣體流量，m3/s 。
通道寬一般為0.2～0.4m，取b=0.3m；而集塵板高取h=8.0，則通道數(shù)為：
n = Q / (bhμ)＝126.38÷（0.3×8×1.0）＝52.6取整為53個(gè)。
（4）電場長度
L＝ A / (2n H)
式中 L－集塵極沿氣流方向的長度，m。 H－電場高度，m。
L＝ A / (2n H)＝3108÷（2×53×8）＝14.67m
（5）工作電壓
根據(jù)實(shí)際需要，工作電壓U一般可按下式計(jì)算：
U＝ 250 b 則U＝ 250 b＝250×0.3＝75Kv
（6）工作電流
工作電流I可由集塵極的面積A與集塵極的電流密度Id的乘積計(jì)算：
I ＝A Id
式中I－工作電流，A；Id－集塵極電流密度，可取0.0005A/m 。
I ＝A Id ＝3108×0.0005＝1.554A.
4.2 吸收塔的計(jì)算與設(shè)計(jì)
4.2.1 填料選擇
塔內(nèi)填充填料的主要目的是，提供足夠大的接觸面積，促使氣液兩項(xiàng)從分接觸，對(duì)氣液流動(dòng)又不至于造成過大的阻力。它是填料塔的核心。填料塔操作性能的好壞，與所選用的填料有直接的關(guān)系。表4－1是幾種主要填料的性能與優(yōu)缺點(diǎn)。
表4－1 幾種主要填料的性能與優(yōu)缺點(diǎn)
填料
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
材料
拉西環(huán)填料
1、 形狀簡單
2、 制造容易
3、 對(duì)其研究充分，計(jì)算方法成熟
1、 氣體阻力大
2、 通量小
3、 溝流和壁流現(xiàn)象嚴(yán)重
1、 陶瓷
2、 金屬
3、 塑料
鮑爾環(huán)和階梯環(huán)
1、與拉西環(huán)相比較，其氣體通過能力與體積吸收系數(shù)都有顯著提高
1、比拉西環(huán)造價(jià)貴
1、 陶瓷
2、 金屬
3、塑料
鞍形填料
1、 有較好的穩(wěn)定性，液體分布均勻，效率和空隙率較高
2、 阻力較小，不易堵塞
3、 比鮑爾環(huán)制作方便
1、易在填料層中形成局部的疊合或空架現(xiàn)象
1、 陶瓷
2、 金屬
波紋填料
1、 結(jié)構(gòu)緊湊，通道規(guī)整，氣體阻力小，比表面積較大
2、 流動(dòng)性能和傳質(zhì)性能都好
1、 清理困難
2、 造價(jià)較高
3、 不適用于容易結(jié)垢、有沉淀物、粘性大的物質(zhì)
1、 金屬
2、 陶瓷
3、 塑料
4、 玻璃鋼
由上表的比較可得，塑料鮑爾環(huán)(亂堆)查《化工原理》[1]P245表5-4得相應(yīng)的填料，其性能如下表4-2：
表4-2 塑料鮑爾環(huán)(亂堆)性能
填料
尺寸/mm
比表面積(m2/m3)
空隙率ε/(m3/m3)
堆積密度ρ(Kg/m3)
填料因子φ/m-1
塑料鮑爾環(huán)（亂堆）
25
209
0.90
72.6
107
4.2.2 吸收過程的物料衡算和操作線方程
在穩(wěn)定操作狀態(tài),可通過物料衡算確定塔中任一截面上相互接觸得氣液兩相間得濃度關(guān)系,叫操作線方程。
1、 物料衡算
具體參數(shù)如下: SO2吸收率η=80.7% , 實(shí)際煙氣量Q=9.59 m3/kg(標(biāo)況),塔內(nèi)溫度為20℃,壓強(qiáng)101.325Kpa, SO2的摩爾分?jǐn)?shù)為0.002143。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知:
單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸收塔氣體摩爾流量為:
進(jìn)塔氣體中SO2濃度(用摩爾比Y表示)為:
出塔氣體中SO2濃度為:
進(jìn)塔石灰石漿所含的SO2為0,故 X2 = 0 .
查《化工原理》[1]下冊(cè)p78表2-1,得SO2在20℃時(shí)得亨利系數(shù)是 0.355×104 kPa .根據(jù) m = E / P，得
m = 0.355×104/ 101.325 =35.03
由氣液平衡方程:
取下列的點(diǎn)代入方程得:
編號(hào)
1
2
3
4
5