燃气锅炉尾气综合处理装置的设计研发

发布时间：2017-09-08 10:37

  本文关键词：燃气锅炉尾气综合处理装置的设计研发

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【摘要】：我国燃气锅炉是使用数量越来越多,其直接排放的尾气对大气环境造成的影响引起我们的重视。本论文旨在设计一种对燃气锅炉尾气进行综合性净化处理的装置,减小燃气锅炉尾气对环境造成的危害。对该处理装置的设计,本论文主要分四步进行:首先,燃气锅炉尾气成分分析。根据天然气的组成成分,结合其燃烧过程,在过剩空气系数取值1~1.25之间时,1Nm3的天然气完全燃烧会产生10.2~12.5Nm3的烟气。天然气燃烧产生的尾气主要由二氧化碳、水蒸气和氮气组成,其在烟气中的体积比例分别约为:14%、11%和72%。除了这三种物质,燃气锅炉尾气中还含有CO2、SO2、NO、NO2、固体颗粒物等会对大气环境造成危害的污染物。其次,以“雾霾”现象为例,分析燃气锅炉尾气对环境造成的负面影响。一方面,燃气锅炉尾气中含有SO2、NO2、固体颗粒物等污染物,会漂浮在空气中而不自身发生沉降,增加了空气中PM2.5的浓度;另一方面,燃烧的产物中含有大量的水蒸气,会增加空气的相对湿度,为“雾霾”现象中气溶胶的形成提供了湿度环境。所以说燃气锅炉尾气对“雾霾”现象的形成具有促进作用。再次,确定尾气中污染物的处理方法。该装置处理对象为尾气中的固体颗粒物、水蒸气、气体污染物(CO2、SO2、NO、NO2等),结合各物质的特性,本装置设计采用以下处理方法:(1)烟气的干燥除湿处理。通过将高温烟气与冷空气混合,并辅以对流换热,对燃气锅炉尾气进行降温处理,使混合后气体温度降低到其露点温度发生冷凝,从而达到干燥除湿的效果;(2)烟气的除尘处理。一方面利用装置内挡烟板上的耐高温过滤棉对尾气中的固体颗粒物的吸附和碰撞作用,另一方面降温过程中产生的冷凝水对部分细小颗粒物具有吸收作用。在这两方面共同作用下对尾气进行除尘处理;(3)烟气中气体污染物的处理。由于这些气体可溶于水的特性,利用烟气干燥处理过程中产生的冷凝水对其进行吸收,从而达到净化的效果。最后,该装置的结构设计,并将其应用到实际工程中。通过对实际工程中所测数据的分析计算发现,该装置对燃气锅炉尾气具有很好的净化效果,其中除尘率在40%以上,干燥率在50%以上。这说明该装置对燃气锅炉尾气具有很好的净化效果,从而达到降低甚至消除其对大气环境造成的危害。
【关键词】：燃气锅炉 雾霾 尾气组成 污染物处理 净化装置
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.8
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-13
• 1.1.1 国内大气环境现状9-11
• 1.1.2 国内燃气锅炉的应用现状11-13
• 1.2 本课题内容和意义13-17
• 1.2.1 研究课题的提出13-14
• 1.2.2 国内外研究现状14-15
• 1.2.3 研究课题内容15
• 1.2.4 研究路线15
• 1.2.5 研究课题意义15-17
• 2 燃气锅炉尾气分析17-37
• 2.1 燃气锅炉的尾气成分分析17-27
• 2.1.1 国内天然气组成17-19
• 2.1.2 燃气锅炉尾气成分19-20
• 2.1.3 燃气锅炉尾气成分计算20-24
• 2.1.4 实际应用中燃气锅炉尾气及污染物汇总24-27
• 2.2 锅炉尾气成分中含有的污染物27-30
• 2.2.1 烟尘（固体颗粒）27-28
• 2.2.2 二氧化硫28-29
• 2.2.3 二氧化碳和一氧化碳29
• 2.2.4 氮氧化合物29-30
• 2.3 燃气锅炉与“雾霾”现象30-34
• 2.3.1 国内雾霾现象及其危害30-32
• 2.3.2 雾霾形成条件和机理32-33
• 2.3.3 燃气锅炉对雾霾现象的促进作用33-34
• 2.4 本章小结34-37
• 3 处理装置的处理方法确定37-57
• 3.1 该装置的处理作用、对象及原则37-38
• 3.1.1 该装置的净化作用37
• 3.1.2 该装置的净化对象37-38
• 3.1.3 该装置选择净化处理方法的原则38
• 3.2 针对燃气锅炉尾气中硫化物和氮氧化合物的处理方法38-46
• 3.2.1 常用的烟气脱硫处理方法38-42
• 3.2.2 常用的烟气脱硝处理方法42-44
• 3.2.3 该装置针对硫化物和氮氧化合物的处理方法确定44-46
• 3.3 针对燃气锅炉尾气中固体颗粒物的处理方法46-52
• 3.3.1 烟气的除尘处理46-50
• 3.3.2 该装置针对固体颗粒物的处理方法确定50-52
• 3.4 针对燃气锅炉尾气中水蒸气的处理方法52-55
• 3.4.1 烟气除湿方式的选择52-53
• 3.4.2 烟气降温方式的选择53-55
• 3.5 本章小结55-57
• 4 燃气锅炉尾气处理装置结构设计57-83
• 4.1 该装置整体结构设计57-62
• 4.1.1 该装置整体结构设计57-61
• 4.1.2 该装置对烟气的处理过程61-62
• 4.2 该装置整体结构概述及锅炉尾气相关计算62-67
• 4.2.1 该装置整体结构概述62-63
• 4.2.2 外界环境参数及锅炉尾气相关计算63-67
• 4.3 外围结构设计67-71
• 4.3.1 设计要求67-68
• 4.3.2 外围结构设计68-71
• 4.4 送风系统设计71-74
• 4.4.1 设计要求71-72
• 4.4.2 送风机的选择72-73
• 4.4.3 送风风道——“中庭”设计73-74
• 4.5 挡板结构设计74-76
• 4.5.1 设计要求74
• 4.5.2 挡板设计74-76
• 4.6 装置结构整体设计76-80
• 4.7 其他设计80-81
• 4.8 本章小结81-83
• 5 燃气锅炉尾气处理装置实际工程应用83-99
• 5.1 项目工程概况83-84
• 5.2 烟气干燥效果84-91
• 5.2.1 试验设计84-85
• 5.2.2 实验数据处理分析85-91
• 5.2.3 试验结论91
• 5.3 气体污染物的处理效果91-93
• 5.4 固体颗粒物处理效果93-97
• 5.4.1 试验设计93-94
• 5.4.2 试验数据处理分析94-97
• 5.4.3 试验结论97
• 5.5 本章小结97-99
• 6 结论与展望99-101
• 6.1 结论99-100
• 6.2 展望100-101
• 致谢101-103
• 参考文献103-107
• 附录107-113
• A 国家锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）107-108
• B 北京锅炉大气污染物排放标准（DB11/139-2015）108-109
• C 水蒸气密度表（部分）109-110
• D SO_2在水中的溶解查询表110-111
• E CO_2在水中的溶解查询表111-112
• F 饱和水蒸气压力表（截取）112-113
• G 焓湿图113

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本文编号：813538