大气污染设计

1、.：.；辽 宁 科 技 大 学课程设计阐明书设计标题： 大气污染控制工程课程设计 学院、系： 化学工程学院 专业班级： 环境工程 学生姓名： 薛武丹 指点教师： 吕艳丽 学 号： 成 绩： 年月日目录 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc概论 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.义务来源 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.设计目的 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.设计规范 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.排放气态污染物的危害 PAGEREF _Toc

2、 h HYPERLINK l _Toc.设计原那么 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.金刚砂的消费过程 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.处置要求 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc方案选择 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.气态污染物处置技术 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.吸收法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.吸附法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.冷凝法 PAGEREF _T

3、oc h HYPERLINK l _Toc.熄灭法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.方案选择 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc本设计采用吸收法处置硫酸烟雾工艺。净化设备为填料塔。 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.工艺流程 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc排放 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc处置系统 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.集气罩 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.集气罩的

4、分类 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.集气罩的设计原那么 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.集气罩的选择以及参数确实定 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.吸收塔 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc. 管道 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc.风机 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc平面布置图 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc参考文献 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _T

5、oc附录计算书 PAGEREF _Toc h 大气污染控制工程课程设计 酸洗废气净化系统设计义务指点书概论.义务来源辽宁科技大学化学工程学院环境工程课程设计。.设计目的经过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的根本方法。培育利用已学知识，综合分析问题和处理实践问题的才干，绘图才干，以及正确运用设计手册和相关资料的才干。.设计规范烟气排放达标, 整套设备运转经济合理 ,占地面积较小执行规范是:GB-.排放气态污染物的危害目前，大气污染曾经成为全球问题，而大气污染主要是人类活动呵斥的，危害人体温馨及安康。气态污染物对人体安康的危害表现为引起呼吸道疾病。在高浓度污染物的忽然

6、作用下，人体可发生急性中毒，甚至在短时间内死亡。长期接触低浓度污染物，会引起支气管炎、支气管哮喘、肺气肿和肺癌等病症。SO在空气中的浓度到达.-时，人们就会问到它的气味。包括人类在内的各种动物，对SO反响都会表现为支气管收缩，这可从气管阻力稍有添加判别出来。普通以为，空气中的SO浓度在.-以上，对人体安康已有潜在性影响，-时多数人遭到刺激，-时加剧，个他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安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/，其刺激和危害也将更加显著。高浓度的CO可以引起人体在生理上和病理上的变化，甚至死亡。CO是一种夺去

7、人体组织所需的有毒吸入物。氧化剂、臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN) 、过氧苯酰硝酸酯PBN和其他能使碘化钾的碘离子氧化的痕量物质，都成为光化学氧化剂。氧化剂会严重的刺激眼睛，当它和臭氧混在一同时，他们还会刺激鼻腔、喉，引起胸腔收缩，在浓度高达.mg/m 时，就引起猛烈的咳嗽，是留意力不能集中。城市大气中有很多有机化合物是可疑的量变物和致癌物，包括卤代甲烷、卤代乙烷、卤代丙烷、氯烯烃、氯芳烃、芳烃、氧化产物和氮化产物等。特别是多环芳烃类大气污染物，大多数有致癌作用，其中苯并芘是前致癌物质。城市大气中的苯并芘主要煤油等燃料的未完全熄灭及机动车排气。苯并芘主要经过呼吸道侵入肺部，并引起肺癌。从世界范围

8、看，城市肺癌死亡率约比乡村高倍，有的城市高达倍。.设计原那么某厂消费用金刚砂，经过湿式研磨后，经浓硫酸酸洗处置。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安康呵斥危害。为此，需求对酸洗产生的气体进展治理，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效果好；操作方便；投资省，并且到达排放规范。工艺特点延续加酸，加酸后料槽内温度可达以上。.废气特点废气成分：近似空气，酸雾含量为m废气温度：。气候资料气温：冬季 夏季 大气压力：冬季 mmHg(.Pa) 夏季 mmHg(.Pa).酸洗车间工艺布置图参见图-。阐明：酸洗时，工人将预先装入金刚砂的mm圆筒形斜槽，沿酸洗槽前方

9、的轨道，推入酸洗槽位置后，向斜槽中参与浓硫酸，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展酸洗。故酸洗为延续操作。.金刚砂的消费过程金刚砂的学名叫碳化硅，外观黑色，略有金属光泽，化学性质比硅砂稳定，由于硬度很高，所以在工业上常用作研磨资料。金刚砂的消费过程需求家浓硫酸酸洗处置，加酸的时候有大量蒸汽、酸雾以及有害气体生成。.处置要求处置前硫酸烟雾浓度为mg/m。硫酸烟雾最高排放浓度小于mg/m。方案选择此次设计要求采用液体吸收法进展净化，即采用%NaOH液体在填料塔中吸收净化硫酸雾。操作情况下：气相传质系数液相传系数 液气比:.气态污染物处置技术.吸收法采用低挥发性或不挥发性溶剂对

10、废气进展吸收，再利用废气分子和吸收剂物理性质的差别进展分别的方法，适用于气态污染物浓度较高、温度较低和压力较高的场所。适宜设计要求。.吸附法 废气与多孔性固体接触时，利用固体外表存在的未平衡的分子吸引货化学键作用力，把废气组分吸附在固体外表的方法，适宜处置高流量，低污染物浓度的污染物，但吸附剂的本钱高，不适宜本设计。.冷凝法是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，适用于废气体积分数在-以上的有机蒸汽，但此方法运转本钱高，不适宜处置低浓度的有机气体，所以本设计不采用此方法。.熄灭法是将有害气体、整齐、液体、货烟尘转化为无害物质的

11、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，本设计不采用。.方案选择本设计采用吸收法处置硫酸烟雾工艺。净化设备为填料塔。.工艺流程 烟囱吸收塔集气罩硫酸烟雾 风机 排放处置系统 .集气罩.集气罩的分类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，而吹吸式集气罩那么是利用吹吸气流来控制污染物分散的安装。按集气罩与污染源的相对位置曾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。 .集气罩的设计原那么a.改善排放粉尘有害物的工艺和环境，尽量减少粉尘排放及危害。b.集气罩的

12、吸气气流方向应尽能够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经过人的呼吸区在进入集气罩内，设计时要充分思索操作人员的位置和活动范围。 e.集气罩的备置应与消费工艺协调一致，力求不影响工艺操作和设备检修。 f.集气罩应力求构造简单，巩固耐用而造价低，并便于制造安装和装配维修。 g.要尽能够防止或减弱干扰气流如堂风、逆风气流等对吸气气流的影响。h.集气罩尽能够包围或接近污染源，使污染物的分散限制在最小的围内，尽能够减小吸气范围，防止横向气流的干扰，减小排风量 .集气罩的选择以及参数确

13、实定 采用伞型集气罩。有些消费过程或设备本身会产生或诱导气流运动，并带动污染物一同运动，如由于加热或惯性作用构成的污染气流。接受式集气罩即沿污染气流流线方向设置集气罩口，污染气流便可借助本身的流动能量进入罩口。根据金刚砂工艺特点以及酸洗操作类别取采用低悬罩其设计尺寸 = D= mm d= mm.吸收塔在填料塔内，气体由填料间的空隙流过，液体在在填料外表构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外表上进展吸收塔用填料塔 填料塔高度是m 直径是m 压降是 Pa. 管道管道采用普通薄钢板，由于钢板制造的管道具有巩固，耐用，造价低，易于制造安装等优点。该系统管道采用光滑直管,接头处采

14、用或弯管，.风机根据阅历以及查风机表可选用NA及电动机YM型号。 平面布置图另附A纸一张参考文献化工设备设计全书编辑委员会编著.除尘设备设计【M】.上海科学技术.吴忠标. 适用环境工程设计手册大气污染控制工程.化学工业.郝吉明，马宽广，王书肖. 大气污染控制工程【M】.北京：高等教育.附录计算书附录：计算阐明书一、集气罩的设计、集气罩根本参数确实定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安装，由设计资料知酸洗槽直径d=mm，设计酸洗槽高H/mm取H=mm= D= mm d=mm D圆形罩口的直径，mm； d酸洗槽的直径，mm；H热源面到罩口的间隔 ，mm。罩下口面积F=.m罩上

15、口直径设为d=mm那么罩净高为h=.-./=.m校核：d/d=/=. 符合要求 D/d=/=. 符合要求H/d=/=. 符合要求h/d =/=. 符合要求、集气罩入口风量确实定排风量确实定分两种情况：一种是运转中的集气罩能否符合设计要求，可用现场测定的方法来确定；另一种是在工程设计中，为了到达设计目的，经过计算来确定集气罩的排风量。冬季环境气温为-，料槽内温度可达C T=T-T(K)=(+)-= K -其中T温度，K;T料槽温度，K;T环境温度，K;F=.=.m q=.T.F/ -=./=. KJ/s 其中q热量流量，kJ/s;F污染源断面积，m。 热烟气流量Q：Q=.(qHF)/ (-)=.

16、(.)/ =. m/s H集气罩距污染源的垂直间隔 ，m 。最小吸入风量Q=Q+vF (-)取v=.m/sF=F-F =.-. =. m Q冬=.+.=.m/sQ最小吸入风量，m/s;F集气罩罩口面积与污染面积之差，m夏季环境温度为C料槽内温度可达C T=(+)+)= K F=.=.m q=.T.F/=./ =.KJ/s Q=.(qHF)/ =.(.)/ =. m/s 集气罩排风量Q夏=Q+VF=.+.=. m/s 由于冬季排风量大于夏季排风量，所以应以冬季排风量来计算。 、集气罩压力损失确实定 集气罩的压力损失p普通表示为压力损失系数与直管中的压力pd之乘积的方式即 p=/(pa) 式中压力

17、损失系数； 气体密度，kg/m 气流的流速，m/s。经过集气罩口的流量系数和部分阻力系数表可知=.,气体密度为.kg/m,取m/s,那么 p=/=./ =.pa二、管网设计、风速和管速确实定管道中风速v=./.=. m/s 符合要求m/s、阻力计算设计资料可知，混合气体中污染物浓度为mg/m,混合气体温度为C，冬季大气压为mmHg(.Pa)混合污染物体积分数：y=./.=.混合气体平均分子量Mm=M(y)My=(.).=.(g/mol)混合气体密度：=PMm/RT=(.)/.(+)=. kg/m取摩擦阻力系数=. 管径d=mm 号管长m ， 号管长m 管长共m，一个规范弯头 阻力系数.，个规范通管阻力系数.圆形单管的单位摩擦阻力计算公式： R=/du/=.式中R比摩尔,Pa/m； 摩擦阻力系数； d圆管道直径； m烟气的密度，kg/m u管径中气流速度，m/s； u/动压，单位：Pa。沿程阻力损失计算公式Py=RL=.*=.Pa式中Py沿程阻力损失，单位：Pa； L网管长度，