大气课设酸洗废气净化系统

1、课程设计说明书课程设计名称：大气控制课程设计课程设计题目：酸洗废气学院名称：化学与环境工程学院专业班级：学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：课程设计时间：至课程设计任务书一、课程设计的任务和基本要求1.1 设计目的通过对气态污染物净化系统的工艺设计， 初步掌握大气污染控制工程中气态污染物 净化系统设计的基本方法。培养利用已学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能 力，绘图能力，以及正确使用手册和相关资料的能力。1.2 设计任务某厂生产用金刚砂，经湿式研磨后，需加浓硫酸酸洗处理。加酸时，有大量蒸汽、 酸雾及有害气体产生，对车间环境及工人身体健康造成严重危害。为此，需要对酸洗产 生的废气进行

2、治理，以改善车间的环境及工人的操作条件。要求设计的净化系统净化效 果好、操作方便、投资省，并且达到排放标准。1.3 设计资料1.3.1 工艺特点间断加酸，加酸后槽内温度可达100 C以上。1.3.2 废气特点(1) 废气成分：近似空气，标准状态下酸雾含量为3300mg/m3；(2) 废气温度：60 C。1.3.3 气象资料(1) 气温：冬季为-6 C；夏季为34C 。(2) 大气压力：冬季为 734mmHg(97.8& 103Pa);夏季为 18mmHg(95.72< 03Pa)。1.3.4 酸洗车间工艺布置图酸洗时，工人将预先装入金刚砂的© 700mnffl筒形料槽，

3、沿酸洗槽前方的轨道，推入酸洗槽位置后，向料槽中加入硫酸，并不断搅拌。酸洗完后，将料槽推出卸料；重新 推入一筒新料进行酸洗。故酸洗为间断操作。酸洗槽为 3 个，高度为 1米，每个酸洗槽 之间距离为 2.5 米。1.4 设计内1.4.1 绘制设计图设计图纸包括以下几种 :（1）净化系统平面布置图；（2）净化系统剖面图 2 张；（3）净化系统的系统图。要求用CAD绘制，用A3纸打印。1.4.2 编写设计计算书设计计算内容包括以下几方面。（1）净化方案的确定；（2）净化设备的选择及计算；（3）确定排气罩的形式，并计算罩子的排气量及压力损失；（4）设备与管道布置简图；（5）设备阻力及管网阻力平衡计算；（

4、6）风机及配用电机的选择与确定；（7）需要说明的其他问题。1.5 设计要求1.5.1 设计计算书设计计算书的内容应按上述要求编写，即包括与设计有关的阐述、说明及计算。要 求内容完整，叙述简明，层次清楚，设计过程详细、准确，书写工整，装订成册。设计 计算书应包括目录、前言、正文及参考文献等。1.5.2 设计图纸图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图规范要求1.6 设计程序（1）认真阅读设计任务书，明确设计任务与要求，研究并分析设计资料。（2）确定净化方案，此次课程设计要求采用液体吸收法进行净化。即采用5%NaOH溶液在填料塔中吸收净化硫酸烟雾。操作情况下，气相传质系数：kG尸14

5、4kmol/（m3 h atm）;液相传质系数kLa=0.7h-1 ； 推荐标准状态下液气比为 L/G=2.5-4 L/m3。（3）确定排气罩的结构形式、尺寸大小、排风量及压力损失。选择排气罩时，应考虑污染源的特征， 即要控制住污染物， 又要有较小的排风量， 而且又不妨碍工人操作（4）对净化设备填料塔进行计算。包括选定所用填料；计算塔径及填料层高 度。选定液体喷淋装置、出雾装置、进出气管的形式，确定填料塔的总高度，并计算填 料塔的阻力。（5）进行净化系统设备及管道布置，并绘制出布置简图。管道布置应力求简单、 紧凑、缩短管线，减少占地和空间，节省投资，方便安装、调节和维修。（6）进行净化系统管道

6、计算：确定管径与附属管件，计算管道系统的压力损失， 并进行管网损失平衡计算。（7）计算系统的总阻力，并选用系统所用风机及电动机。（8）设计绘图。设计图纸包括净化系统平面布置图、剖面图及系统图。（9）编写设计说明书。设计说明书内容应完整，应包括目录、前言、正文及参考 文献等。设计说明书要求 20 页左右。1.7 思考题1. 何为物理吸收？何为化学吸收？各有哪些优缺点？2. 吸收总效率与分级效率之间有什么关系？3. 化学吸收的吸收液解吸方法有哪些？如何选择？4. 吸收过程如何防止二次污染？要不要考虑经济成本？5. 吸收法处理废气的原理是什么？影响吸收效率的主要因素有哪些？若加大入口 气速，对吸收性

7、能会产生哪些影响？6. 吸收（净化）塔的吸收剂喷淋方法有哪些？各有哪些优缺点？7. 吸收（净化）塔气液进出口如何设置？管径如何计算？8. 气体净化对吸收设备有哪些基本要求？废气净化装置的性能指标主要有哪些？9. 工业企业常用的废气监测在线仪表有哪些？安装部位如何确定？二、进度安排2.1计划进度发题时间：2016年05月27 日指导教师布置设计任务、熟悉设计要求：0.5天准备工作、收集资料及方案比选：1.0天设计计算：1.5天整理数据、编写说明书：2.0天绘制图纸：1.0天质疑或答辩：1.0天指导教师：余训民教研室主任：2016年6月22日年月日三、参考资料或参考文献3.1主要参考书目1 郝吉明

8、，马广大.大气污染控制工程（第二版）M.北京：高等教育 出版社，2008.2 吴忠标.大气污染控制工程M.杭州：浙江大学出版社，2001.3 魏先勋等.环境工程设计手册（修订版）M.长沙：湖南科学技术 出版社，2002.4 刘天齐.三废处理工程技术手册（废气卷）M.北京：化学工业出 版社， 1999.5 黄学敏，张承中主编 . 大气污染控制工程实践教程 M. 北京：化 学工业出版社， 2003.6 国家环保局主编 . 工业锅炉除尘设备 M. 北京: 中国环境科学出 版社， 1991.7 张殿印、申丽主编 . 工业除尘设备设计手册 M. 北京：化学工业出 版社， 2012.8 郑铭主编、陈万金副

9、主编 .环保设备原理设计与应用 （第二版） M. 北京：化学工业出版社， 2011.9 王玉彬主编 . 大气环境工程师实用手册 M. 北京: 中国环境科 学出版社， 2003.本科生课程设计成绩评定表姓名乐艳专业班级环境工程02班学号课程设计题目：酸洗废气净化系统课程设计答辩记录：（手写）成绩评定依据：项目得分比例考勤记录设计结果报告撰写答辩成绩备注：成绩评定依据的项目内容和项目分值比例可以由老师按指导的专业进行调整，但成绩评定依据的项 目数不得少于3项。最终评定成绩：指导教师签名：年 月 日随着人口的剧增和城市化的加剧，空气中的污染物越来越多，空气质量越来 越差，尤其是空气中的二氧化硫含量急

10、剧增长， 它在大气中与水和氧气混合生成 硫酸，形成酸雨。酸雨是世界三大环境问题之一，危害甚多，控制大气中二氧化 硫含量无疑是当今人们正在努力的一件事。 而某厂生产用金刚砂，经湿式研磨后， 需加浓硫酸酸洗处理，加酸时，有大量蒸汽、酸雾及有害气体产生。因此，需要 合理处理废气中的酸性气体。生产用金刚砂，经湿式研磨后，需加浓硫酸酸洗处理。加酸时，有大量蒸汽、 酸雾及有害气体产生，对车间环境及工人身体健康造成严重危害。 为此，需要对 酸洗产生的废气进行治理，以改善车间的环境及工人的操作条件。 要求设计的净 化系统净化效果好、操作方便、投资省，并且达到排放标准。本课程设计由余训民老师指导完成，在设计参数

11、数据方面给予了很大的帮 助，在此表示感谢。参考了其他学校一些酸洗废气课程设计的报告， 其中的取值，设 计方法都给予了我深深的启发，自己的思考加上些微的资料，或许不 足以作出一个很好的课设方案，设计之中不妥之处在所难免，恳请审阅老 师批评指正。目录第一章 概论 11.1 设计任务 11.2 设计目的 11.3 酸洗废气的危害 1错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。1.4 设计规范 21.5 设计原则 31.6 金刚砂的生产过程 31.7 处理要求 3第二章 方案选择 42.1设计方案要求 42.2 气态污染物处理技术方法比较 4错误 !未定义书签

12、。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。2.3 方案选择 5第三章 工艺流程及设备 53.1 工艺流程 53.2 集气罩 5错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。3.3 吸收塔 63.4 管道 63.5 风机 7第四章 附录计算书 74.1 集气罩的设计 7错误 !未定义书签。4.2 集气罩入口风量的确定 84.3填料塔的设计 10 10 10错误 !未定义书签。uf 错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。 11 11错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。 12

13、 12 12 13 13 13 13第五章 管网设计 145.1 风速和管径的确定 145.2 净化系统设备及管道布置简图 145.3 阻力计算 14错误!未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。 18错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。 18错误 !未定义书签错误 !未定义书

14、签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误!未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误 !未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签第六章 动力系统选择 196.1 风机的风量 196.2 风机的风压 196.3 与风机标定工况换算 206.4动力系统选择 20第七章 附属构件选择 217.1 管道支架 21错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。 21第八章 思考题 228.1 思考题题目 228.2 思考题答案 22第九章 心得与体会 25第一章 概论1.1 设

15、计任务某厂生产用金刚砂，经过湿式研磨后，经浓硫酸酸洗处理。加酸时，有大量 蒸汽，酸雾和其他有害气体产生，对车间环境和工人身体健康造成危害。为此， 需要对酸洗产生的气体进行治理，以改善车间的环境及工人的操作条件。1.2 设计目的通过设计酸洗废气净化系统， 使该厂的废气达到排放的标准， 同时减少酸洗 过程产生蒸汽， 酸雾和其他有害气体的排放， 有利于给车间以及工人营造一个良 好的工作生活环境，同时使有害气体的浓度大大降低，减少了对人体、植物、动 物以及气候等造成的危害，同时保护了地球的环境。1.3 酸洗废气的危害目前，大气污染已经成为全球问题， 而大气污染主要是人类活动造成的， 大 气污染物对人体

16、健康、植物、器物和材料，及大气能见度和气候皆有重要影响。由于该厂生产用金刚砂，经过湿式研磨后，经浓硫酸酸洗处理。加酸时，有 大量蒸汽，酸雾和其他有害气体产生，对人体及环境产生极大的危害。特别是 SQ、硫酸和硫酸烟雾，以及产生的酸雨等危害更加严重。以下是SQ等酸性气体对人类以及环境的影响。污染物侵入人体主要通过表面接触、 食入含污染物的食物和水、 吸入被污染 的空气，对人体健康的危害主要表现为引起呼吸道疾病。用浓硫酸进行酸洗过程中，会有SQ产生，资料表明：SQ在空气中的浓度达 到（0.31.0 ）x 10-6时，人们就会问到它的气味。包括人类在内的各种动物， 对SQ反应都会表现为支气管收缩，这可

17、从气管阻力稍有增加判断出来。一般认 为，空气中的SQ浓度在0.5 x 10-6以上，对人体健康已有潜在性影响，（13）X 10-6时多数人受到刺激，10X 10-6时加剧，个别人还会出现支气管痉挛。与颗 粒物和水分结合的硫氧化物是对人类健康影响非常严重的公害。当大气中的SO氧化成酸雨和硫酸烟雾时即使其浓度只相当于 SO的1/10， 其刺激和危害也将更加显着。 据动物实验表明， 硫酸烟雾引起的生理反应要比单 一 SO气体强420倍。污染物对植物的伤害， 通常发生在叶子结构， 因为叶子含有整棵植物的构造 机理。最常遇到的毒害植物的气体就有 SO2。大气中含SQ过高，对叶子的危害首先是对叶肉的海绵状

18、软组织部分，其次 是对栅栏细胞部分。侵蚀开始时，叶子出现水浸透现象，干燥后，受影响的叶面 部分呈漂白色或乳白色。如果 SQ的浓度为（0.30.5 ）X 10-6，并持续几天后， 就会对敏感性植物产生慢性危害。 SO2 直接进入气孔，叶肉中的植物细胞时期转 化为亚硫酸盐，再转化成硫酸盐。当 SQ过量的存在时，植物细胞就不能尽快地 吧亚硫酸盐转化为硫酸盐，并开始破坏细胞结构。对器物的损害主要包括玷污性损害和化学性损害两个方面， 化学性损害是指 由于污染物的化学作用，使器物和材料腐蚀或损坏。大气中SQ的及其生成的酸雾、酸滴等，能使金属表面产生严重的腐蚀，使纺织品、纸品、皮革制品等腐蚀 磨损，是金属涂

19、料变质， 降低其保护效果。 造成金属腐蚀最为有害的污染物一般 是 SQ2 。大气污染最常见的后果之一是大气能见度的降低。 SQ2 和其他气态含硫化合 物在大气中以较大的反应速度生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子， 对能见度有潜在影 响。大气污染对能见度的长期影响相对较小， 但是对气候产生的大规模影响， 则 其结果肯定是极为严重的。SQ等排放产生的酸雨，对环境更是造成极大的危害。1.4 设计规范烟气排放达标 , 整套设备运行经济合理 , 占地面积较小执行标准是 : 大气污染物综合排放标准( GB16297-1996)。1.5 设计原则要求设计的净化系统效果好；操作方便；投资省，并且达到排放标准。1工艺特

20、点：间断加酸，加酸后料槽内温度可达 100C以上。2 废气特点：近似空气，标准状态下酸雾含量为 3300mg/m3。温度为60 C。3气象资料：气温：冬季， -6 C ；夏季,34 C 。大气压力：冬季，734mmHg(97.8泳 103Pa);夏季，718mmHg(95.72< 103Pa)。4酸洗车间工艺布置图说明：酸洗时，工人将预先装入金刚砂的© 700mn圆筒形斜槽，沿酸洗槽前 方的轨道，推入酸洗槽位置后，向斜槽中加入浓硫酸，并不断搅拌。酸洗完后， 将斜槽退出卸料;重新推入一桶新料进行酸洗。故酸洗为间断操作。1.6 金刚砂的生产过程金刚砂的学名叫碳化硅，外观黑色，略有金

21、属光泽，化学性质比硅砂稳 定，因为硬度很高，所以在工业上常用作研磨材料。金刚砂的生产过程需要 家浓硫酸酸洗处理，加酸的时候有大量蒸汽、酸雾以及有害气体生成。1.7 处理要求处理前硫酸烟雾浓度为 3300mg/m3。硫酸烟雾最高排放浓度小于 45mg/m3。第二章 方案选择2.1 设计方案要求此次设计要求采用液体吸收法进行净化，即采用 5%NaO液体在填料塔中吸 收净化硫酸雾。2.2 气态污染物处理技术方法比较溶剂吸收法采用低挥发性或不挥发性溶剂对废气进行吸收， 再利用废气分子 和吸收剂物理性质的差异进行分离。 吸收的效果主要取决于吸收剂的吸收性能和 吸收设备的结构特征。吸收剂必须对去除的废气有

22、较大的溶解性，同时，如果需回收有用的组分， 则回收组分不得和其他组分互溶。 吸收剂再吸收的运行条件下， 必须具有较好的 化学稳定性及无毒无害； 吸收剂摩尔质量要尽可能低， 以使它的吸收能力最大化。适用于气态污染物浓度较高、温度较低和压力较高的场合。分析该厂废气， 适合设计要求，可采用吸收法。冷凝法利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的这一性质， 采用降低温 度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法， 使处于蒸汽状态下的污 染物冷凝并与废气分离。适用于废气体积分数在 10-2 以上的有机蒸汽，不适合处理低浓度的有机气 体，分析该厂废气，该方法运行成本高，所以本设计不采用冷凝法。吸附法是

23、当废气与多孔性固体接触时， 利用固体表面存在的未平衡的分子吸 引力或化学键作用力，把废气组分吸附在固体表面的方法。适用于处理高流量， 低污染物浓度的污染物， 但吸附剂的成本高， 不适合本 设计。燃烧法是将有害气体、整齐、液体、货烟尘转化为无害物质的过程只适用于净化那些可燃的或在高温情况下可以分解的有害物质，具有局限 性，所以该设计不采用燃烧法。2.3方案选择通过以上对四种方案的比较选择，本设计采用吸收法处理硫酸烟雾，即采用5%NaO液体在填料塔中吸收净化硫酸雾。净化设备为填料塔。操作情况下，气相传质系数 kGa 144kmol/(m3 h atm)(latm 101325Pa)；液相传系数kL

24、a 0.7h 1。液气比为：L/G 2.54L/m3，本设计中，取L/G=3.5。该排气净化系统如图所示，包括酸洗废气集气罩、风管、填料塔、引风机、 烟囱。图2.1 排气净化系统第三章工艺流程及设备3.1工艺流程酸洗废气 一集气罩 f 吸收塔f 风机f 烟囱一排放3.2集气罩按罩口气流流动方式可将集气罩分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气 罩。利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气集气罩，而吹吸式集气罩则是 利用吹吸气流来控制污染物扩散的装置。按集气罩与污染源的相对位置已经密闭 情况还可以将吸气式集气罩分为密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩。a. 改善排放粉尘有害物的工艺和环境，尽量减

25、少粉尘排放及危害。b. 集气罩的吸气气流方向应尽可能与污染源污染气流运动方向一致， 以充分 利用污染气流的初始动能。c. 在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，使风量最小。d. 集气罩的吸气气流不允许通过人的呼吸区在进入集气罩内， 设计时要充分 考虑操作人员的位置和活动范围。e. 集气罩的备置应与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作和设备检修。f. 集气罩应力求结构简单， 坚固耐用而造价低，并便于制作安装和拆卸维修。g. 要尽可能避免或减弱干扰气流如堂风、逆风气流等对吸气气流的影响。h. 集气罩尽可能包围或靠近污染源， 使污染物的扩散限制在最小的围内， 尽 可能减小吸气范围，防止横

26、向气流的干扰，减小排风量。采用伞型集气罩。有些生产过程或设备本身会产生或诱导气流运动，并带动污染物一起运动， 如由于加热或惯性作用形成的污染气流。 接受式集气罩即沿污染气流流线方向设 置集气罩口，污染气流便可借助自身的流动能量进入罩口。3.3 吸收塔在填料塔内， 气体由填料间的空隙流过， 液体在在填料表面形成液膜并沿填 料间的空隙而下流，气液两相间的传质过程在润湿的表面上进行吸收塔用填料 塔。3.4 管道管道采用普通薄钢板，由于钢板制作的管道具有坚固，耐用，造价低，易于 制作安装等优点。该系统管道采用光滑直管 , 接头处采用 900或 450弯管。3.5风机根据经验以及查风机表可选用?9- 2

27、6N05A及电动机Y160MZ 2型号。第四章附录计算书4.1集气罩的设计根据金刚砂工艺特点以及酸洗操作类别，本设计选用伞型集气罩装置。如图所示：图4.1 集气罩装置简图集气罩的罩口尺寸不应小于罩子所在污染位置的污染物扩散的断面积。如果设集气罩连接风管的特征尺寸为 do,污染源的特征尺寸为d,集气罩距污染源的 垂直距离H,取H=0.5米，集气罩口的特征尺寸为 D,集气罩喇叭口长度h2，则 应满足d°/d>0.2、1.0<Do/dv2.0和Hd<0.7(若影响操作，可适当增大)、lWdo 3。由设计资料知：d=700mm H' =1000mm取当H=500mm

28、! 500 0.71 0.7，不大符合要求，但在该设计中，可接受。 d 700则 D0=d+ 0.8H=700+ 0.8 x 500=1100(mm)罩下口面积为：2 2F°=0.25D0=0.25 x 1.102 x 3.14=0.95( m2)罩下口边高为：h 1=0.25 F 0 =0.25 x、0.95 =0.24 (m)罩上口直径拟定为d0=200 ( mm则罩净高为 h2=D。d。1.10 0.2 0.45(m校核do200d 7000.29 >0.21.0< D11007001.57 <2.0045 2.25 <3基本符合要求。4.2集气罩入口风

29、量的确定排风量的确定分两种情况：一种是运行中的集气罩是否符合设计要求， 可用 现场测定的方法来确定；另一种是在工程设计中，为了达到设计目的，通过计算 来确定集气罩的排风量。(1) 冬季环境气温为-6o C,料槽内加酸后温度可达100C?温差T的确定T T1 T2=100-(-6)=106K式中：T 温差，K;T1 料槽温度，K;T2 环境温度，Ko式中：q-热量流量f-污染源断面积，m。热烟气流量Q0为：式中：H-集气罩距污染源的垂直距离，m集气罩最小吸入风量：取吸气罩入口速度 'V=0.7 m/s式中：Q最小吸入风量，mVs;F '集气罩罩口面积与污染面积之差， m2V &#

30、39; 最小吸入速度， 0.51.0m/s(2) 夏季 环境温度为34 T，加酸后槽内温度可达100 CT=T1T2(K)=100 34=66(K)式中： T温差，K;T1料槽温度 , K;T2环境温度， K;式中： q- 热量流量， kJ/s;F- 污染源断面积， m2。热烟气流量Q为：式中： H- 集气罩距污染源的垂直距离， m集气罩最小吸入风量：取吸气罩入口速度 'V=0.6 m/s式中：Q最小吸入风量，mVs;F '集气罩罩口面积与污染面积之差，m2V ' 最小吸入速度， 0.51.0m/sQ=0.513(m3/s)由于冬季排风量大于夏季排风量， 应以冬季排风量

31、来计算，校核管道中风速：4Q 4 0.513do0.2216.33 (m/s)符合要求(1020 m/s)4.3填料塔的设计4.3.1填料塔参数确定拟选用填料的规格及相关参数操作条件下，气相分传质系数kGa= 144 kmol/(m 3 h atm)，液相分传质系_ 1数 kLa= 0.7 h _推荐标准状态下液气比L/G= 2.54 L/m3填料塔常用的规整填料，由于分离效率高，空隙率大，持液量小因而操作压 降小等方面的特点，应用越来越广泛，而好的填料如果没有一个好的液体分布器， 也达不到很好的汽液分布效果。本设计拟选用75*45*5规格陶瓷鲍尔环填料(乱堆)填料参数为：122m 1, a1

32、 103 m2. m3本设计采用质量分数为5%的NaOF为吸收液(参数近似取水的参数)。废气 成分：酸雾含量为3300mg/m3，温度为60 C。取液气比丄3.5G由式L Wl MlGWg Mm可得:WLM L ?LWgMm?G3.52.16929.051H2SO4的摩尔比用yH2sq表示:所以:图4.2埃克特通用关联图2查埃克特通用关联图知()L0.2 0.12gL可得：Uf3.014(m/s),'0.12 1000 9.81 122 1.062 10.2填料塔径：D挖3令号眾0.964(m)圆整后D=1m(查资料的塔 径规格通常为偶数如 800mm 1000mm 1200mm 40

33、0mm等)校核料塔直径与塔体直径的比d _J5_D 10000.075(0.125 0.1)，符合要求。校核填料塔的喷淋密度当填料d 75mm寸，填料的最小湿率为0.08m3/(m2 h)，最小喷淋量为:L喷 min (MWR)a10.081038.24 m3/(m2 h)塔截面积A 上 3Z 0.785m244QlA5.387 36001000 0.78524.70m3/(m2 h)>L喷.，符合要求min 7由设计资料知：标准状态下，酸雾含量3300mg/m；操作情况下，气相传质数kGa=144kmol/(m3 h atm)，液相传系数&a 0.7h 1 ,大气压力：冬季为7

34、34mmHg(97.86< 103Pa);夏季为 18mmHg(95.72<0 3Pa)。查大气污染物综合排放标准，硫酸烟雾最高允许排放浓度为45 mg / m3所以:述 97.86539 27315 i.22m3/s=4392m3/hTSPn333.15 101.3所以填料高度为Z=7.44m由上面计算可得横坐标为：纵坐标计算得：其位阻力在填料塔泛点气速通用关联图中，根据横、纵坐标值定出塔的工作点 置约在：p' 70mmH2O/m 处由于 1mmH 2O/ m 9.80665Pa所以填料床层压力降为：70x 9.80665=686.47Pa/m 686Pa/m该填料塔得压

35、降为：P P' Z 686 7.44 5104Pa1、选用斜口气体分布器，进口管直径 340mm进口风速16.96m/s , 约 500Pa。2、选用栅板支承板，阻力约200P&3、选用多孔盘管式液体分布器，阻力约 50Pa4、选用液圭寸排液装置。5、选用折板除雾器，出口管直径 200mm阻力约100P&4.3.6填料塔总压降4.3.7填料塔附件选择填料支撑板般多用竖扁钢制成栅板型式液体分布器选用筛孔式盘式喷洒器， 一般分布盘的直径为塔径的 0.6-0.8 倍，盘底均匀 地钻有直径为310mm勺小孔，液体流到盘上后，通过溢流管的齿槽或盘底小孔 均匀地分洒在整个塔截面上。

36、液体再分布器选用截锥式再分布器，截锥体与塔壁的夹角一般为35。-45 。, 截锥下口直径约为（ 0.7-0.8 ）D气体分布器填料塔的气体进口装置应能防止液体流入进气管，同时还能使气体均匀分 布。选用多孔盘管式气体分布器。排液装置塔内液体从塔底排时， 一方面要使液体顺利流出， 另一方面应保证塔内气体 不会从排液管排出，一般采用下图中的结构。图 4.3 排液装置图除雾器选用丝网除雾器。 它是用一定规格的丝网带卷成盘状， 再用支撑板加以固定 的一种装置。丝网盘高一般为100-150mm这种除雾装置分离效率高（对于 5um 的雾滴，可达98%-99%，阻力小（约小于250Pa），占空间小。第五章管网

37、设计5.1风速和管径的确定保证管道内风速在io2Om/s的范围内，以保证较小的压力损 失，并以此为标准选择管径，圆整后复核风速。本设计选用16.33m/s左右。Q 0.513m3/s贝憎径 D管4Q 4 0.513 0.20m¥v 16.33圆整后D管0.2m复合风速：v 竺 4 °2513 16.33m/sD 管0.2在1020m/s的范围内，符合5.2净化系统设备及管道布置简图图5.1净化系统设备及管道布置简图5.3阻力计算各部件的局部阻力系数查三废处理工程技术手册608-611页集气罩一个 0.1190° 弯头一个（R/D=1.5）0.17合流三通（合流1-

38、3 ）查得13 -0.080.11 0.17 （ - 0.08） 0.290909090集气罩一个 0.11°弯头一个（ R/D=1.5） 0.17合流三通 （合流 2-3 ）合流三通 （合流 3-5 ） 35 0.03渐扩管一个300.8集气罩一个0.11°弯头一个（ R/D=1.5） 0.17渐扩管一个 30 0.8合流三通 （合流 4-5 ） 35 -0.03°弯头两个（ R/D=1.5） 0.17渐扩管一个300.8°弯头三个（ R/D=1.5） 0.17渐扩管一个450.1渐扩管一个300.8伞形风帽一个（排风h/D0=0.5 ）532圆形风管

39、的单位摩擦阻力的计算查得材料制作风管的粗糙度表，薄钢板关闭粗糙度K=0.15 0.18，取K=0.15。由于所查资料均为20C,101.325KPa下的数据，需转化为当前温度和气压下的数 据。查得材料制作风管的粗糙度表，薄钢板K=0.150.18 ,取K=0.15表5.1 圆形通风管道规格根据三废处理技术手册602页由Q=0.513m3/s=1846.8m3/h, v=16.33m/s4 0.51316.33 3.140.20mRm=19.59Pa/m因此:取管径 d=200mm ，取 L=4.75mKr (Kv严5 (0.15 16.33)0'25 1.25根据三废处理技术手册602

40、页3a由Q=0.513m/s=1846.8m /h，v=16.33m/s可知,4 0.513,16.33 3.140.20mRm =19.59Pa/m取管径d=200mm ，取 L=2.25m因此:Kr (Kv)0.25(0.15 16.33严 1.25根据三废处理技术手册602页由 Q=1.026riT/s=3693.6m3/h , v=15m/s,可知,4 1.02615 3.140.30m由表3-1可知，没有直径300的圆管，取d=320mmRm =8.65Pa/m，取 L=1.00m因此：Kr (Kv)0.25(0.15 15.0)0.251.22根据三废处理技术手册602页由Q=0.

41、513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/sRm =19.59Pa/m4Q 4 0.513可知，d 管.一 .0.20m v V 16.33 3.14取管径 d=200mm 取 L=3.5m因此:Kr(Kv)0.25 (0.15 16.33)0.25 1.25根据三废处理技术手册602页d管4 倔90.37m14 3.14Q=1.539m3/s=5540.4m3/h，v=14m/s可知,圆整得:d=400mmRm' =5.10Pa/m，取 L=8.15m因此：Kr (Kv)0.25(0.15 14.0)0.251.20根据三废处理技术手册600页由33Q=1.539m/s

42、=5540.4m /h，v=14m/s可知，;4Q-4 1.539 门“d 管、0.37m vV14 3.14圆整得：d=400mmRm' =5.10Pa/m，取 L=8.15m因此：Kr(Kv)0'25(0.15 14.0)0.251.20根据三废处理技术手册600页由33Q=1.539m/s=5540.4m /h，v=14m/s可知，'40：4 1.539c"d 管0.37m管 . v,14 3.14圆整得：d=400mmRm' =5.10Pa/m，取 L=8.15m因此：Kr (Kv)0.25(0.15 14.0)0.251.20533沿程阻力损

43、失计算534局部阻力损失计算由三废处理工程技术手册585页可知：对并联管路进行压损平衡计算，两支管的压损差相对值，对于除尘系统应小于 10%其他系统可小于15%由于此系统是除酸雾，压损相对值可为 15%以下。为使管段 1、2达到阻力平衡，增大管段 2 的管径，减小其阻力取管190mm对应的阻力：为使管段 3、4达到阻力平衡，减小管段 3 的管径，增大其阻力取管径250mm对应的阻力：故取d2=190mm d3=250mm71229.62Pappi 150.16 183.74 110.22 238.46 92.86 198.99 255.19i1第六章 动力系统选择6.1 风机的风量式中：Q&#

44、39;风机总风量，nVhQz系统计算风量，nVhk1风量修正系数， k 1=0.1-0.156.2 风机的风压p' p (1 k2)1229.62 1.151414.06Pa式中：p'系统压降，Pap 系统计算压降， Pa6.3与风机标定工况换算273.15 60p = p1414.061724.67 Pa0273.15式中：p "实际工况下系统压降，Pa0 风机标疋时的气体密度，kg/m实际工况下气体密度，kg/m36.4动力系统选择选择风机时要注意以下几个方面问题： 根据输送气体的性质，确定风机的类型； 根据所需风量、风压或选定的风机的类型选择合适的风机的机号；

45、考虑到管道可能漏风，有些阻力计算不够完善，选用风机的风压和风量应大于通风系统计算的风压和风量。由于酸雾具有腐蚀性，所以选择离心防腐风机。在通风工程中，在表示通风机性能的表格中往往有配套的电机型号和功率。依据进入风机风量'Q和实际工况下系统压强p''，选择4-72型N0.4A型离心通风机，转速为 2900r/min，配电电机5.5-2kw-p,流量4012-7419m3/h，全压 2014-1320Pa 如下:表6.1几种离心通风机参数第七章 附属构件选择7.1 管道支架管道支架设计主要包括支架类型选择、支架坐标确定和支架荷载计算等内 容。在管道系统不允许有位移的净化装置

46、进出口、 风机进出口等设固定支架， 热 补偿管段的端点设固定支架， 补偿器两侧设活动支架， 热补偿拐弯处设铰接支架 等。支架坐标确定的基本原则是支架间距不超过允许的最大跨距。 管道断面的最 大应力不得超过管材允许应力， 以保证管道有足够的强度。 在一定跨距下管道总 有一定的挠度，根据对挠度的限制所确定的管道允许跨距则称为按刚度条件确定 的管道跨距基本荷载包括垂直荷载和水平荷载。 高温烟气管道固定支架承受的水平推力 往往比垂直荷载大得多。因此，对常温运行的管道支架，主要考虑其垂直荷载， 而对于高温烟气管道支架，则必须在充分分析支架所受水平推力情况的基础上， 再确定支架的间距。7.1.4 补偿器为

47、了保证管道系统在热状态下的稳定和安全， 吸收管道热胀冷缩 所产生的应力，管道系统每隔一定距离应装设固定支架或补偿装置。 补偿器分为自然补偿器和补偿器补偿。此系统选择 Z 形补偿器，是常用的自然补偿器之一， 它的优点在于在管道中很容易实现补偿图 7.1 形补偿器第八章思考题8.1思考题题目1. 何为物理吸收？何为化学吸收？各有哪些优缺点？2. 吸收总效率与分级效率之间有什么关系？3. 化学吸收的吸收液解吸方法有哪些？如何选择？4. 吸收过程如何防止二次污染？要不要考虑经济成本？5. 吸收法处理废气的原理是什么？影响吸收效率的主要因素有哪些？若加大入口气速，对吸收性能会产生哪些影响？6. 吸收（净

48、化）塔的吸收剂喷淋方法有哪些？各有哪些优缺点？7. 吸收（净化）塔气液进出口如何设置？管径如何计算？8. 气体净化对吸收设备有哪些基本要求？废气净化装置的性能指标主要有 哪些？9. 工业企业常用的废气监测在线仪表有哪些？安装部位如何确定？8.2思考题答案1. 物理吸收：物理吸收是溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分并不发生任何 化学反应的吸收过程。此时，溶解了的气体所产生的平衡蒸汽压与溶质及溶剂的 性质、体系的温度、压力和浓度有关。吸收过程的推动力等于气相中气体的分压 与溶液溶质气体的平衡蒸汽压之差。化学吸收：一般气体在溶剂中的溶解度不高。 利用适当的化学反应，可大幅 度地提高溶剂对气体的吸收能力

49、。利用化学反应大大扩展了吸收操作的应用范 围，此种利用化学反应而实现吸收的操作称为化学吸收。物理吸收优点：气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结，故物理吸附热较小，与相应气体的液化热相近；气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压 越低,它们越容易液化或凝结，物理吸附量就越大；物理吸附一般不需要活化 能，故吸附和脱附速率都较快；任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生 物理吸附，没有选择性；物理吸附可以是单分子层吸附， 也可以是多分子层吸 附;被吸附分子的结构变化不大，不形成新的化学键，故红外、紫外光谱图上无 新的吸收峰出现，但可有位移；物理吸附是可逆的物理吸收缺点：选择性较差化学吸收优点：（1）

50、化学反应提高了吸收的选择性；（2）加快吸收速率，从而减小设备容积；（3）反应增加了溶质在液相的溶解度，减少吸收剂用量；（4）反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。例如，为清洗氯乙烯气体中的HCI,先用水进行吸收，然后用碱液为吸收剂以除去氯乙烯中残留的少量 HCI气体。化学吸收缺点：（1）如果该反应不可逆，溶剂将难以再生和循环使用（2） 化学反应其速度较慢2. 分级效率（E）是指分级溢流中某一级别的重量与分级机给料中同一粒级重 量的百分比。它是考查分级机工作好坏的指标。 而除尘效率表示除尘器除尘效果 的技术指标。可以总除尘效率或分级除尘效率表示。 总除尘效率指同时间内除尘 器捕集的粉尘量与进入粉尘量之百分比，是反映装置除尘程度的平均值。3. 吸收指的是目标气体与吸收剂（液体）接触并进入液相的过程。化学意义 在于目标气体的富集，例如工厂尾气内含5%勺S02经过吸收剂后大部分气体不 被吸收剂所吸收，而S02可以大量被吸收。吸附和吸收类似，但是吸附剂，或者 说载体一般指的是固体。吸收和吸附可以是化学过程，也可以是物理过程，或者 是两者的结合（一般物理过程