胡偉-林瑤-袁震-張瀟-張緒-張雅琪大氣課程設(shè)計(jì)

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)系部環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院課程名稱大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)適用班級(jí)13級(jí)環(huán)保設(shè)備班姓名 林瑤(Yao Lin) 張雅琪(Yaqi Zhang)胡偉(Wei hu) 袁震(Zhen Yuan)張瀟(Xiao Zhang) 張緒(Xu Zhang)學(xué)號(hào)1316022124 13160221501316022111 13160221441316022148 1316022149指導(dǎo)老師金磊廈門理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2016年1月酸洗廢氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 工廠生產(chǎn)需加濃硫酸酸洗處理。加酸時(shí)，有大量蒸汽、酸霧及有害氣體生成，對(duì)車間環(huán)境及工人身體健康造成嚴(yán)重危害。為此利用吸收塔對(duì)酸

2、洗廢氣進(jìn)行凈化處理。關(guān)鍵詞 酸洗廢氣、吸收塔、前言：大氣污染隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化和工業(yè)化的加速，越來(lái)越嚴(yán)重，特別是當(dāng)今以煤和石油為主要能源的構(gòu)架，煤的燃燒產(chǎn)生大量的溫室氣體、二氧化硫、顆粒物等，他們不僅會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染，而且將直接威脅人類的健康乃至生命。西歐，美國(guó)，日本等工業(yè)發(fā)到國(guó)家大氣污染事件日趨增多，本世紀(jì)50-60年代成為公害的泛濫時(shí)期，世界上由大氣污染引起的公害事件接連發(fā)生，例如：英國(guó)倫敦?zé)熿F事件，日本四日市哮喘事件，美國(guó)洛杉磯煙霧事件，印度博納爾毒氣泄漏事件等等，不僅嚴(yán)重地危害居民健康，甚至造成數(shù)百人，數(shù)千人的死亡。本課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一套關(guān)于處理濃硫酸在酸洗金剛砂時(shí)產(chǎn)生的煙霧

3、和有毒有害氣體的裝置系統(tǒng)。人如果吸入大量硫酸蒸汽，會(huì)損害上呼吸道以至肺部組織，嚴(yán)重時(shí)會(huì)失去知覺(jué)。與硫酸長(zhǎng)期接觸會(huì)引硫酸蒸汽起皮膚炎癥，經(jīng)常吸入硫酸蒸汽或酸霧會(huì)引起呼吸道或支氣道管炎，還有長(zhǎng)期吸入硫酸蒸汽會(huì)引起牙齒的酸蝕癥，先是失去琺瑯質(zhì)的光澤，繼而露出象牙質(zhì)，而造成缺損，表面變黑。所以對(duì)硫酸煙霧的處理非常有必要。該課程設(shè)計(jì)包括酸霧收集裝置，廢氣的處理裝置等過(guò)程的設(shè)計(jì)Pickling waste gas purification system designAbstract Factory production need to add sulfuric acid pickling treatmen

4、t. Adding acid, there are a lot of steam, acid mist and harmful gas generated, the workshop environment and cause serious damage to the body health workers. For the use of absorption tower of acid pickling waste gas purification treatment.Key words Pickling waste gas ，Absorption tower 目錄一、設(shè)計(jì)目的6二、設(shè)計(jì)任

5、務(wù)及要求6三、設(shè)計(jì)原始資料63.1 酸洗工藝特點(diǎn)63.2 廢氣特點(diǎn)63.3 氣象資料73.4 酸洗車間工藝布置圖73.5任務(wù)分工8四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容84.1凈化方案的比較與確定84.1.1吸收（洗滌）法84.1.2冷凝法94.1.3吸附法94.1.4燃燒法94.2集氣罩的設(shè)計(jì)94.2.1集氣罩的設(shè)計(jì)原則94.2.2集氣罩的分類104.2.3集氣罩基本參數(shù)的確定104.2.4集氣罩入口風(fēng)量的確定114.3填料塔的設(shè)計(jì)134.3.1填料塔的比較與選擇134.3.2擬選用填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù)；144.3.3計(jì)算泛點(diǎn)氣速uf164.3.4計(jì)算塔徑184.4填料層高度確定184.4.1填料層高度Z的計(jì)算1

6、84.4.2填料塔床壓降194.4.3填料塔附件選擇204.4.4填料塔總壓降204.5液體分布器的選型204.5.1高效液體分布器的設(shè)計(jì)要求204.5.2液體分布器的選型214.6管網(wǎng)設(shè)計(jì)214.6.1風(fēng)速和管徑的確定214.6.2凈化系統(tǒng)設(shè)備及管道布置圖224.6.3管段局部阻力計(jì)算224.6.4局部壓損計(jì)算234.6.5管徑確定及摩擦壓力損失計(jì)算234.6.6系統(tǒng)總壓力損失25五、風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇265.1風(fēng)機(jī)的計(jì)算265.2電動(dòng)機(jī)的選擇275.3煙囪的選取27六、經(jīng)費(fèi)運(yùn)算27七、設(shè)計(jì)圖紙28八、總結(jié)與致謝28九、參考文獻(xiàn)30一、設(shè)計(jì)目的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是配合大氣污染控制工程專業(yè)

7、課程而單獨(dú)設(shè)立的設(shè)計(jì)性實(shí)踐課程。教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)主要設(shè)備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、學(xué)生必須根據(jù)教學(xué)要求、設(shè)計(jì)工作量以及實(shí)際條件，進(jìn)行恰當(dāng)選題。2、能按照設(shè)計(jì)任務(wù)書，順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)運(yùn)用本學(xué)科的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)解決本專業(yè)實(shí)際問(wèn)題的能力，提高設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖和使用資料的能力。3、設(shè)計(jì)任務(wù)完成后，學(xué)生要根據(jù)設(shè)計(jì)

8、的全過(guò)程完成專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書， 按照一定格式寫出設(shè)計(jì)計(jì)算書。三、設(shè)計(jì)原始資料某廠生產(chǎn)需加濃硫酸酸洗處理。加酸時(shí)，有大量蒸汽、酸霧及有害氣體生成，對(duì)車間環(huán)境及工人身體健康造成嚴(yán)重危害。為此，需要對(duì)酸洗產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行治理，以改善車間的環(huán)境及工人的操作條件。要求設(shè)計(jì)的凈化系統(tǒng)效果好、操作方便、投資省，并且達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。3.1 酸洗工藝特點(diǎn)酸洗時(shí)，工人將預(yù)先裝入金剛砂的900mm的圓筒形料槽，沿酸洗槽前方的軌道，推入酸洗槽位置后，向料槽中加入濃硫酸，并不斷攪拌。酸洗完后，將料槽推出卸料；重新裝入一筒新料進(jìn)行酸洗。故酸洗為間斷操作，加酸后槽內(nèi)溫度可達(dá)80以上。3.2 廢氣特點(diǎn)廢氣成分：近似空氣，標(biāo)準(zhǔn)狀

9、態(tài)下酸霧含量為6000mg/m3；廢氣溫度：80。3.3 氣象資料氣溫：冬季：5，夏季：39大氣壓力：冬季：101.86kPa； 夏季：95.72kPa3.4 酸洗車間工藝布置圖酸洗車間平面圖見圖1，酸洗車間剖面圖見圖2。圖1 酸洗車間平面圖圖2 酸洗車間11剖面圖3.5任務(wù)分工胡偉：繪制凈化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖，凈化方案的比較與確定。林瑤：繪制凈化立面圖，經(jīng)費(fèi)預(yù)算。袁震：繪制凈化系統(tǒng)平面圖，填料塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算，撰寫word。張瀟：風(fēng)機(jī)與電機(jī)的選擇，液體分布器的選型。張緒：集氣罩的設(shè)計(jì)計(jì)算。張雅琪：管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，撰寫word。四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容4.1凈化方案的比較與確定4.1.1吸收（洗滌）法 溶劑

10、吸收法采用低揮發(fā)性或不揮發(fā)性溶劑對(duì)廢氣進(jìn)行吸收，再利用廢氣分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離。吸收的效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征。 吸收劑必須對(duì)去除的廢氣有較大的溶解性，同時(shí)，如果需回收有用的組分，則回收組分不得和其他組分互溶。吸收劑再吸收的運(yùn)行條件下，必須具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性及無(wú)毒無(wú)害；吸收劑摩爾質(zhì)量要盡可能低，以使它的吸收能力最大化。適用于氣態(tài)污染物濃度較高、溫度較低和壓力較高的場(chǎng)合。分析該廠廢氣，適合設(shè)計(jì)要求，可采用吸收法。 4.1.2冷凝法 冷凝法利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓的這一性質(zhì)，采用降低溫度、提高系統(tǒng)的壓力或者既降低溫度又提高壓力的方法，使處于蒸

11、汽狀態(tài)下的污染物冷凝并與廢氣分離。 適用于廢氣體積分?jǐn)?shù)在10-2以上的有機(jī)蒸汽，不適合處理低濃度的有機(jī)氣體，分析該廠廢氣，該方法運(yùn)行成本高，所以本設(shè)計(jì)不采用冷凝法。 4.1.3吸附法 吸附法是當(dāng)廢氣與多孔性固體接觸時(shí)，利用固體表面存在的未平衡的分子吸引力或化學(xué)鍵作用力，把廢氣組分吸附在固體表面的方法。 適用于處理高流量，低污染物濃度的污染物，但吸附劑的成本高，不適合本設(shè)計(jì)。 4.1.4燃燒法 燃燒法是將有害氣體、整齊、液體、貨煙塵轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。 只適用于凈化那些可燃的或在高溫情況下可以分解的有害物質(zhì)，具有局限性，所以該設(shè)計(jì)不采用燃燒法。 通過(guò)以上對(duì)四種方案的比較選擇，本設(shè)計(jì)采用吸收法處

12、理硫酸煙霧，即采用5%NaOH液體在填料塔中吸收凈化硫酸霧。凈化設(shè)備為填料塔操作條件下，氣相分傳質(zhì)系數(shù)kGa144 kmol/(m3hatm) 液相分傳質(zhì)系數(shù)kLa0.7 h1推薦標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下液氣比L/G2.54.5 L/m3。4.2集氣罩的設(shè)計(jì)4.2.1集氣罩的設(shè)計(jì)原則1) 改善排放粉塵有害物的工藝和環(huán)境，盡量減少粉塵排放及危害。 2) 集氣罩的吸氣氣流方向應(yīng)盡可能與污染源污染氣流運(yùn)動(dòng)方向一致，以充分利用污染氣流的初始動(dòng)能。 3) 在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，使風(fēng)量最小。 4) 集氣罩的吸氣氣流不允許通過(guò)人的呼吸區(qū)在進(jìn)入集氣罩內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮操作人員的位置和活動(dòng)范圍。

13、 5) 集氣罩的備置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作和設(shè)備檢修。 f.集氣罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用而造價(jià)低，并便于制作安裝和拆卸維修。 6) 要盡可能避免或減弱干擾氣流如堂風(fēng)、逆風(fēng)氣流等對(duì)吸氣氣流的影響。 7) 集氣罩盡可能包圍或靠近污染源，使污染物的擴(kuò)散限制在最小的圍內(nèi)，盡可能減小吸氣范圍，防止橫向氣流的干擾，減小排風(fēng)量。4.2.2集氣罩的分類按罩口氣流流動(dòng)方式可將集氣罩分為兩大類：吸氣式集氣罩和吹吸式集氣罩。利用吸氣氣流捕集污染空氣的集氣罩稱為吸氣集氣罩，而吹吸式集氣罩則是利用吹吸氣流來(lái)控制污染物擴(kuò)散的裝置。按集氣罩與污染源的相對(duì)位置已經(jīng)密閉情況還可以將吸氣式集氣罩分為密閉罩、排

14、氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩。4.2.3集氣罩基本參數(shù)的確定集氣罩的罩口尺寸不應(yīng)小于罩子所在污染位置的污染物擴(kuò)散的斷面積。如果設(shè)集氣罩連接風(fēng)管的特征尺寸為d0（圓形為直徑，方形為短邊），污染物的特征尺寸為d(圓形為直徑，方行為短邊)，集氣罩距污染源的垂直距離H，集氣罩口的特征尺寸為D0(圓形為直徑，方形為短邊)，集氣罩喇叭口長(zhǎng)度h2,則應(yīng)滿足d0/d0.2，1.0D0/d2.0，H/d0.7(若影響操作，可適當(dāng)增大)和h2/d0=3.0。由設(shè)計(jì)資料知：d=900mm，依據(jù)設(shè)計(jì)要求H/d0.7，取H=600mmD0=d+0.8H=900+480=1380 取整D0=1400mm，符合1.0D0

15、/d2.0d0/d0.2，取d0=300mmh2/d0=3.0。集氣罩對(duì)截面積集氣罩下口邊高為圖3集氣罩平面圖4.2.4集氣罩入口風(fēng)量的確定排風(fēng)量的確定分兩種情況：一種是運(yùn)行中的集氣罩是否符合設(shè)計(jì)要求，可用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的方法來(lái)確定；另一種是在工程設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定集氣罩的排風(fēng)量。夏季 環(huán)境溫度T2為39 加酸后槽內(nèi)溫度可達(dá)80式中：T1料槽溫度，K； T2環(huán)境溫度，K；污染源斷面積熱量流率熱煙氣流量式中：H集氣罩距污染源的垂直距離，m。集氣罩罩口面積與斷面面積之差最小吸入風(fēng)量式中： v最小吸入速度，0.1-1.0m/s;取 v=0.6m/s冬季 環(huán)境溫度T2為5 加酸后槽內(nèi)溫

16、度可達(dá)80式中：T1料槽溫度，K； T2環(huán)境溫度，K；污染源斷面積熱量流率熱煙氣流量式中：H集氣罩距污染源的垂直距離，m。集氣罩罩口面積與斷面面積之差最小吸入風(fēng)量式中： v最小吸入速度，0.1-1.0m/s;取 v=0.6m/s由于冬季排風(fēng)量大于夏季排風(fēng)量，應(yīng)以冬季排風(fēng)量來(lái)計(jì)算。Q=0.720 m3/s總設(shè)計(jì)流量為校核管道中風(fēng)速： 符合要求1020m/s.表1 控制速度參考表污染物的產(chǎn)生狀況舉例控制速度v（m/s）以輕微速度放散到相當(dāng)平靜的空氣中蒸氣的蒸發(fā)，氣體從敞開的容器中外溢0.255.0以輕微速度放散到尚屬平靜的空氣中噴漆室內(nèi)噴漆，焊接，斷續(xù)傾倒干物料0.51.0以相當(dāng)大的速度放散或放散

17、到空氣運(yùn)動(dòng)迅速區(qū)域翻砂，脫模，高速皮帶運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)混合裝袋或裝車1.02.5以高速度放散或放散到空氣運(yùn)動(dòng)迅速區(qū)域磨床，重破碎在巖石表面工作2.5104.3填料塔的設(shè)計(jì)4.3.1填料塔的比較與選擇一般地，將吸收塔分為兩大類：填料塔與板式塔。填料塔屬于微分接觸逆流操作，塔內(nèi)以填料作為氣液接觸的基本構(gòu)件。板式塔屬于逐級(jí)接觸逆流操作，塔內(nèi)以塔板作為氣液接觸的基本構(gòu)件2。填料塔塔內(nèi)填充適當(dāng)高度的填料，以增加兩種流體間的接觸表面。例如應(yīng)用于氣體吸收時(shí)，液體由塔的上部通過(guò)分布器進(jìn)入，沿填料表面下降。氣體則由塔的下部通過(guò)填料孔隙逆流而上，與液體密切接觸而相互作用。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，檢修比較方便。填料塔具有生產(chǎn)能力

18、大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。塔內(nèi)件主要包括以下幾個(gè)部分：液體分布裝置、填料壓緊裝置、填料支撐裝置、液體收集再分布及進(jìn)出料裝置、氣體進(jìn)料及分布裝置等。近年來(lái)，人們進(jìn)行了大量的研究，取得了突破性的進(jìn)展，目前應(yīng)用的規(guī)模填料最大直徑可達(dá)1420m9。板式塔由圓筒形塔體和按一定間距水平裝置在塔內(nèi)的若干塔板組成。廣泛應(yīng)用于精餾和吸收，有些類型（如篩板塔）也用于萃取，還可作為反應(yīng)器用于氣液相反應(yīng)過(guò)程。操作時(shí)（以氣液系統(tǒng)為例），液體在重力作用下，自上而下依次流過(guò)各層塔板，至塔底排出；氣體在壓力差推動(dòng)下，自下而上依次穿過(guò)各層塔板，至塔頂排出。每塊塔板上保持著一定深度的液層，氣體通過(guò)塔板分

19、散到液層中去，進(jìn)行相際接觸傳質(zhì)。板式塔已有100多年的發(fā)展歷史。長(zhǎng)期以來(lái)，人們圍繞高效、大通量、寬彈性、低降壓的宗旨，開發(fā)了不少于80種的各類型塔板10。對(duì)塔設(shè)備的要求生產(chǎn)能力大，即單位塔截面積的處理量要大；分離效率高，即達(dá)到規(guī)定分離要求的塔高要低；操作穩(wěn)定，彈性大，即允許氣體或液體負(fù)荷在相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)變化，而不致在操作上發(fā)生困難并引起分離效率降低過(guò)多；對(duì)氣體阻力小，即氣體通過(guò)每層塔板或單位高度填料層的壓降要小；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工制造、塔的造價(jià)低、安裝和維修方便。塔型選擇原則物料系統(tǒng)易起泡沫，宜用填料塔。因?yàn)樵诎迨剿幸自斐蓢?yán)重的霧沫夾帶，甚至泛塔，影響分離效率。有懸浮面體和殘?jiān)奈锪希蛞捉Y(jié)垢

20、的物料，宜用板式塔中大孔徑篩板塔、十字架型浮閥和泡罩塔。填料塔將會(huì)發(fā)生阻塞，又很難清理。高粘性物料宜用填料塔。在板式塔中鼓泡傳質(zhì)效果太差。具有腐蝕性的介質(zhì)宜選用填料塔，因?yàn)樗子媚透g材料制作，也可選用板式塔中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)溢流篩板塔。對(duì)于處理過(guò)程中有熱量放出或須加入熱量的系統(tǒng)，宜采用板式塔。傳質(zhì)速率由氣相控制，宜用填料塔，因?yàn)樵谔盍纤袣庀嗟耐膭?dòng)，液相分散為膜狀流動(dòng)。若傳質(zhì)速率由液相控制，宜采用板式塔，因?yàn)樵诎迨剿幸合嘣谕膭?dòng)，氣相分散為氣泡。當(dāng)處理系統(tǒng)的氣液比小時(shí)，宜用板式塔。操作彈性要求較大時(shí)，宜采用浮閥塔、泡罩塔等。伴有化學(xué)反應(yīng)的吸收過(guò)程，采用板式塔較適宜。氣相處理量大的系統(tǒng)宜采用板式塔

21、，小則填料塔適宜。因?yàn)榘迨剿r(jià)廉，小塔這填料塔便宜，一般塔徑小于800mm宜采用填料塔。由綜上要求所述，對(duì)于處理具有腐蝕性的氣體，凈化設(shè)備采用填料床反應(yīng)器，進(jìn)行氣液逆流操作，采用的5%NaOH吸收液(參數(shù)近似取水的物理參數(shù))。混合氣體由塔底進(jìn)入，自下而上穿過(guò)填料層，從塔頂排除；吸收液由塔頂通過(guò)液體分布器均勻噴淋到填料層中，沿填料表面向下流動(dòng)，直至塔底排除塔外。4.3.2擬選用填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù)；填料的選擇填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用最低。填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個(gè)方面：a、傳質(zhì)效率要高，一般而言

22、，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料b、通量要大在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料c、填料層的壓降要低d、填料抗污堵性能強(qiáng)，安裝、拆裝、檢修方便填料材質(zhì)的選擇工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。瓷填料：陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性能。陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不宜在高沖擊強(qiáng)度下使用。工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過(guò)程。金屬填料：金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材質(zhì)的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來(lái)綜合考慮。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤(rùn)濕性能，對(duì)于無(wú)腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先

23、考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除Cl-以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)極高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)(0.21.0mm)，與同種類型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。塑料填料：塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等，國(guó)內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無(wú)機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長(zhǎng)期在100以下使用。聚丙烯填料在低溫(低于0)時(shí)具

24、有冷脆性，在低于0的條件下使用要慎重，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。塑料填料具有質(zhì)輕。價(jià)廉、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能差，在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，需要對(duì)其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤(rùn)濕性能。有資料可知：操作條件下，氣相分傳質(zhì)系數(shù)kGa144 kmol/(m3hatm) 液相分傳質(zhì)系數(shù)kLa0.7 h1推薦標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下液氣比L/G2.54 L/m3選擇填料:塑料鮑爾環(huán)散裝填料類型表2 塑料鮑爾環(huán)散裝填料的相關(guān)特性填料類型工程直徑DN(mm)外徑高厚dh(mm)比表面/( m2/m3)空隙率(%)個(gè)數(shù)n(m3)堆積密度( kg/m3)干填

25、料因子(m-1)鮑爾環(huán)2525250.521390.748300852854.3.3計(jì)算泛點(diǎn)氣速uf本設(shè)計(jì)采用5%NaOH溶液為吸收液, 5%NaOH溶液密度為=1.05g/m3廢氣溫度為80，混合氣體的平均密度：=1.060kg/m3,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下取液氣比L/G=3的摩爾比用y()表示y()=氣相密度為式中：P標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1atm=101325PaR理想氣體常數(shù)，8.314J/(mol*K)已知：圖4?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖通過(guò)查閱?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖得：=0.140式中：-填料因子-液相密度校核系數(shù)，-液相粘度,mPas操作氣速u4.3.4計(jì)算塔徑，取整D=1300mm利用圓整后的塔徑重新計(jì)算操作氣速u

26、 ，處于uf的50%70%內(nèi)，符合要求校核填料直徑和塔體直徑的比（應(yīng)小于1/81/10）校核填料塔的噴淋密度當(dāng)填料d 符合要求4.4填料層高度確定4.4.1填料層高度Z的計(jì)算由資料可知：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，酸霧含量為6000mg/氣相傳質(zhì)系數(shù)kGa=144kmol/(m3hatm) (1atm=101325Pa)液相傳質(zhì)系數(shù)kLa=0.7，當(dāng)?shù)囟敬髿鈮簽镻s=101.86kPa查大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，硫酸煙霧最高允許排放濃度為45mg/式中：當(dāng)?shù)囟敬髿鈮?，KPa填料塔高度取7m4.4.2填料塔床壓降在填料塔泛點(diǎn)速度通用關(guān)聯(lián)圖中，根據(jù)橫、縱坐標(biāo)值定出塔的工作點(diǎn)。其位置在P/Z=400Pa/m處則該

27、填料塔壓降為: =P/ZZ=4007=2800Pa表3 填料塔相關(guān)參數(shù)參數(shù)數(shù)值泛點(diǎn)氣速操作氣速u塔徑D（圓整后）用圓整后的塔徑計(jì)算操作氣速uu/uf=64.1%校核填料直徑和塔體直徑的比校核填料塔的噴淋密度填料層高度Z填料塔壓降2.30m/s1.616m/s1.3m1.40m/s處于uf的50%70%內(nèi)，符合要求d/D=0.0317L噴min, 符合要求7m2800Pa4.4.3填料塔附件選擇 1、選用斜口氣體分布器，進(jìn)口管直徑340mm，進(jìn)口風(fēng)速16.96m/s，阻力約500Pa。 2、選用柵板支承板，阻力約200Pa。 3、選用多孔盤管式液體分布器，阻力約50Pa。 4、選用液封排液裝置。

28、 5、選用折板除霧器，出口管直徑200mm，阻力約100Pa。4.4.4填料塔總壓降 =2800+500+200+50+100=3650Pa4.5液體分布器的選型4.5.1高效液體分布器的設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)填料塔時(shí)，通常假設(shè)氣相和液相沿塔截面是均勻分布的，但大量試驗(yàn)表明，液體在填料層內(nèi)不是呈均勻的柱塞流狀態(tài)，而是由壁流、溝流等橫向流動(dòng)，這種不均勻的分布會(huì)降低塔的分離性能。造成液體不均勻分布的因素很多，除了填料本身固有的對(duì)液體的分散特性外，液體分布器則是影響液體分布的關(guān)鍵因素之一。液體在塔截面上的分布點(diǎn)不可能是無(wú)限的。對(duì)于小孔式分布點(diǎn)，常希望孔數(shù)越多越好。這樣可提高均勻分布程度，但對(duì)于一定的液體流量

29、，孔數(shù)越多，則孔徑越小?？讖竭^(guò)小必然對(duì)固體雜質(zhì)敏感，孔易被堵塞，孔數(shù)多反而造成分布不均勻，孔徑的下限應(yīng)視物料中固體顆粒情況而定。填料塔的操作彈性往往不是由填料性能決定，而是由液體分布器的操作彈性決定。連續(xù)操作的填料塔，液體回流量或噴淋量比較穩(wěn)定。通用型液體分布器的操作彈性一般為30%-100%，完全可以滿足操作塔的要求。對(duì)于分批精餾塔，在1個(gè)操作周期中回流比有大幅變動(dòng)。多用途塔的被分離物系經(jīng)常變換，回流比或噴淋量變化也很大。這種場(chǎng)合下液體分布器的操作彈性很高，需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，否則塔的性能會(huì)時(shí)好時(shí)壞。對(duì)于大多數(shù)物系，填料塔的效率除與填料本身的特性有關(guān)外，與液體均勻程度也有很大關(guān)系。除采用高效填

30、料外，還必須有結(jié)構(gòu)合理的塔內(nèi)件，特別是性能良好的液體分布器。良好的液體分布器應(yīng)具備下列特點(diǎn)：液體分布均勻，氣相通過(guò)的自由截面大，阻力小，操作彈性大，不易堵塞，不易造成霧沫夾帶和泡沫，制造容易，安裝方面。就液體分布的推動(dòng)力來(lái)講，液體分布可分為壓力型和重力型2大類。4.5.2液體分布器的選型該吸收塔氣相負(fù)荷大，液相負(fù)荷小，可選用槽式液體分布器。槽式液體分布器是一種新型高效液體分布器，其質(zhì)量高低對(duì)填料塔的操作影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該按實(shí)際結(jié)論及理論公式進(jìn)行詳細(xì)分析，充分發(fā)揮其布液均勻，操作彈性大的優(yōu)點(diǎn)，以改善填料塔的操作性能。安分布點(diǎn)集合均勻和流量均勻的嚴(yán)責(zé)，進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。結(jié)果為二級(jí)槽設(shè)計(jì)5道，在槽側(cè)面

31、開孔，槽寬度為100mm，槽高100mm，中心距200mm，給分布嗲采用三角形排列，實(shí)際設(shè)計(jì)不點(diǎn)數(shù)為n=50點(diǎn)，每根液槽上的不夜店個(gè)數(shù)依次為3和4、5和6、7和7、6和5、4和3/，同一側(cè)兩布液點(diǎn)間的距離為150mm。4.6管網(wǎng)設(shè)計(jì)4.6.1風(fēng)速和管徑的確定保證管道內(nèi)風(fēng)速在1020ms的范圍內(nèi)，以保證較小的壓力損失，并以此為標(biāo)準(zhǔn)選擇管徑，圓整后復(fù)核風(fēng)速。設(shè)計(jì)流量分別是，v=10.2m/s，Q=0.72 m/s取整d=0.300m,則管道內(nèi)風(fēng)速在10-20m/s的范圍內(nèi)，符合。根據(jù)一般通風(fēng)系統(tǒng)中常用空氣流速，利用薄鋼板為風(fēng)管材料。4.6.2凈化系統(tǒng)設(shè)備及管道布置圖管道布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單，緊湊，縮短管

32、線，減少占地和空間，節(jié)省投資，方便安裝，調(diào)節(jié)和維修。圖4 填料塔平面圖4.6.3管段局部阻力計(jì)算管段1-2：集氣罩一個(gè)：=0.11；90彎頭一個(gè)（R/D=1.5）, =0.17；合流三通=0.2管段2-3 4-5： 集氣罩一個(gè)：=0.11；合流三通2 =0.2。管段2-4：無(wú)局部壓損管段4-6：90彎頭二個(gè)（R/D=1.5）, =0.17 ； 管:段7-8：彎頭三個(gè)（R/D=1.5）, =0.17 ；4.6.4局部壓損計(jì)算式中：局部阻力系數(shù) u管道中氣流速度m/s，本設(shè)計(jì)u=22.4m/s管段1-2管段2-3 4-5管段4-6管段7-84.6.5管徑確定及摩擦壓力損失計(jì)算式中：py沿程阻力損失

33、，PaL風(fēng)管長(zhǎng)度，m 摩擦阻力系數(shù) d圓形風(fēng)管直徑，m 煙氣密度，kg/m3 u管道中的氣流速度，m/s u/2動(dòng)壓，Pa管段1-2：根據(jù)，10.2m/s,查表得,d1-2=300 mm,/d =0.0633，實(shí)際流速10.4m/s，動(dòng)壓為65.0Pa，則：管段2-3,4-5:管段2-3 4-5中的氣流量和流速與管段1-2相等，故其直徑，/d = 0.0633，實(shí)際流速10.4m/s，動(dòng)壓為65.0Pa，則：管段2-4：根據(jù),10.2/s,查表得,400mm，/d =0.044，實(shí)際流速11.6m/s，動(dòng)壓為80.8Pa，則：管段4-6：根據(jù),10.2m/s查表得,480mm，/d =0.03

34、5，實(shí)際流速12.0m/s，動(dòng)壓為86.5Pa，則：管段7-8：根據(jù),10.2m/s,查表得,480 mm，/d =0.035，實(shí)際流速10.8m/s，動(dòng)壓為86.5Pa，則：并聯(lián)管路壓損平衡管網(wǎng)內(nèi)各分支管的壓力損失相差應(yīng)小于10%，以上計(jì)算所得大于10%，故應(yīng)調(diào)節(jié)管徑。調(diào)整后管徑：取管徑為260mm；取管徑為230mm。4.6.6系統(tǒng)總壓力損失表4 管道計(jì)算表管段編號(hào)流量Q（L/s）管長(zhǎng)l /m管徑d/mm流速v/m/s/pa1-2720530010.20.063365.02-3720230010.20.063365.02-41440340010.20.04480.84-5720230010

35、.20.063365.04-62160648010.20.03586.5填料塔2160-7-82160848010.20.03570.0五、風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇5.1風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)機(jī)總風(fēng)量式中 ：Q風(fēng)機(jī)總風(fēng)量 Q 系統(tǒng)計(jì)算風(fēng)量 K1風(fēng)量修正系數(shù) k1 =0.1-0.15，取K1=0.15系統(tǒng)壓降式中：p系統(tǒng)壓降，pap 系統(tǒng)計(jì)算壓降，pa K2壓降修正系數(shù)，k2=0.1-0.15，取K2=0.152. 與風(fēng)機(jī)標(biāo)定工況換算實(shí)際工況下系統(tǒng)壓降式中：0風(fēng)機(jī)標(biāo)定時(shí)的氣體密度1.200實(shí)際工況下氣體密度，1.0055.2電動(dòng)機(jī)的選擇式中：K電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，取K=1.2 電動(dòng)機(jī)全壓效率，取=0.7 機(jī)械傳動(dòng)效率

36、，取=1 依據(jù)進(jìn)入風(fēng)機(jī)風(fēng)量=8942和實(shí)際工況下系統(tǒng)壓強(qiáng)=5134，選擇4-72型NO.5A型離心通風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為2900r/min，流量7950-14720hm/3 ，全壓3178-2197Pa5.3煙囪的選取由于經(jīng)過(guò)凈化裝置后的煙氣已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以選擇的煙囪的高度為15m，其材料為磚塊，并在內(nèi)襯耐酸泥膠。六、經(jīng)費(fèi)運(yùn)算表5 運(yùn)算經(jīng)費(fèi)集氣罩玻璃鋼50元/塑料70-90元/填料塔3-4萬(wàn)風(fēng)機(jī)和電機(jī)5000元管徑300mm120元/m管徑450mm130元/m總價(jià)8-9萬(wàn)元，七、設(shè)計(jì)圖紙附錄1 凈化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖附錄2 凈化系統(tǒng)平面布置圖附錄3 凈化系統(tǒng)立面圖八、總結(jié)與致謝胡偉（13160221

37、11）一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)大氣除塵設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。我們組在圖書館度過(guò)了艱苦又快樂(lè)的一周，讓我們這一組的同學(xué)更加團(tuán)結(jié)。大氣污染設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了更多關(guān)于環(huán)境工程的知識(shí)和大氣污染控制的知識(shí)，也因?yàn)橥ㄟ^(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)cad制圖也有了更深入的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。在課程設(shè)計(jì)中，我們重新溫習(xí)并應(yīng)用了很多課堂知識(shí)，。在理論與實(shí)際相結(jié)合的過(guò)程中，這讓我們更加認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。林瑤（1316022124）本次大氣的課程設(shè)計(jì)，是我們班的第四次課程設(shè)計(jì)了，在本次課程設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé)CAD圖的繪制等工作。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡管之前老師在課上都有強(qiáng)調(diào)過(guò)重點(diǎn)，但是還是發(fā)現(xiàn)有許多不懂的地

38、方，慢慢地，經(jīng)過(guò)查閱資料，重新溫習(xí)課上內(nèi)容，上網(wǎng)查找論文等方法，我們組一個(gè)一個(gè)地解決了設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，收獲頗多。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我更加深刻了解課本知識(shí)，以往對(duì)知識(shí)的疏忽得以補(bǔ)充，我相信書中還有很多我未搞清楚的問(wèn)題，但是這次的課程設(shè)計(jì)給我復(fù)習(xí)相當(dāng)多的基礎(chǔ)知識(shí)，為我以后學(xué)習(xí)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，我認(rèn)識(shí)到，遇到的問(wèn)題總有其解決的方法，要學(xué)會(huì)從自己的所學(xué)以及自己所知道的能解決問(wèn)題的渠道來(lái)找到方法，自己所具備的知識(shí)尚少，需要維持一顆好學(xué)心，一種求知欲。當(dāng)然，團(tuán)隊(duì)協(xié)作也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)要拿出好作品的必備條件。 袁震（1316022144）通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)大氣污染有了更深刻的了解，讓我明白了想要

39、把專業(yè)學(xué)得好，課本是基礎(chǔ)，實(shí)踐才是硬道理。通過(guò)實(shí)踐，我掌握了很多關(guān)于給水處理方面的知識(shí)，鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)，把理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)了解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。同時(shí)，我發(fā)現(xiàn)了自己專業(yè)理論基礎(chǔ)還不夠扎實(shí)，之前所學(xué)的內(nèi)容有很多都遺忘了，比如畫CAD時(shí)，還要拿出課本鞏固一下。此外觀察不仔細(xì)，考慮問(wèn)題不全面等方面的不足，認(rèn)為還需要通過(guò)進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和鍛煉來(lái)提高自己。總之，這次課程設(shè)計(jì)加深了我對(duì)本專業(yè)的了解，更加增添了我對(duì)本專業(yè)的信心。張瀟（1316022148）通過(guò)本次一周給大氣課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多東西。首先，這次的課程設(shè)計(jì)不像之前那樣4個(gè)人一組而是六個(gè)人一組，這也就意味著六個(gè)人任務(wù)會(huì)更輕松一些，但是也需要出更多的力才能按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。這一周確實(shí)挺辛苦的，每天都做好久，當(dāng)然也遇到了許許多多的問(wèn)題。我們通過(guò)向別的組請(qǐng)教和網(wǎng)上查詢的方式也都一一解決了。本次課程設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我的計(jì)算和處理問(wèn)題的能力，還鍛煉了我的CAD繪圖能力。，也讓我對(duì)本專業(yè)更有信心了。 張緒（1316022149）本次設(shè)計(jì)我主要負(fù)責(zé)一開始面對(duì)這個(gè)課題的時(shí)候我覺(jué)得很迷茫