大气课设-酸洗废气净化系统

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：至课程设计任务书课程设计的任务和根本要求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根本方法。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，并且到达排放标准。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℃以上。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℃。气象资料〔1〕气温：冬季为-6℃；夏季为34℃。〔2〕大气压力：冬季为734mmHg(97.86×103Pa)；夏季为18mmHg(95.72×03Pa)。酸洗车间工艺布置图酸洗时，工人将预先装入金刚砂的φ700mm圆筒形料槽，沿酸洗槽前方的轨道，推入酸洗槽位置后，向料槽中参加硫酸，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〕净化方案确实定；〔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；〔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，表达简明，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。设计图纸图纸幅面、图线等应符合国家标准；图面布置均匀；符合制图标准要求。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：kGa=144kmol/(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=2.5-4L/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，而且又不阻碍工人操作。〔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？要不要考虑经济本钱？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？假设加大入口气速，对吸收性能会产生哪些影响？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根本要求？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方案进度发题时间：2023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天质疑或辩论：1.0天指导教师：余训民教研室主任：2023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，马广阔.大气污染控制工程(第二版)[M].北京:高等教育出版社，2023.[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，2023.[8]郑铭主编、陈万金副主编.环保设备原理设计与应用(第二版)[M].北京：化学工业出版社，2023.[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1301170308课程设计题目：酸洗废气净化系统课程设计辩论记录：〔手写〕成绩评定依据：工程得分比例考勤记录设计结果报告撰写辩论成绩备注：成绩评定依据的工程内容和工程分值比例可以由老师按指导的专业进行调整，但成绩评定依据的工程数不得少于3项。最终评定成绩：指导教师签名：年月日前言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，并且到达排放标准。本课程设计由余训民老师指导完成，在设计参数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，或许缺乏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TOC\o"1-4"\h\u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11.3.1酸洗废气对人体的危害11.3.2酸洗废气对植物的危害21.3.3酸洗气体对器物的影响21.3.4酸洗气体对大气能见度和气候的影响21.4设计标准31.5设计原那么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拟42.2.1吸收〔洗涤〕法42.2.2冷凝法42.2.3吸附法42.2.4燃烧法52.3方案选择5第三章工艺流程及设备63.1工艺流程63.2集气罩63.2.1集气罩的分类63.2.2集气罩的设计原那么63.2.3集气罩的选择以及参数确实定73.3吸收塔73.4管道73.5风机7第四章附录计算书74.1集气罩的设计74.1.1集气罩根本参数确实定74.2集气罩入口风量确实定94.3填料塔的设计114.3.1填料塔参数确定114.3.1.1拟选用填料的规格及相关参数114.3.1.2填料的规格及相关参数114.3.1.3计算泛点气速uf114.3.1.4计算操作气速u134.3.1.5计算塔径，并进行圆整134.3.1.6利用圆整后的塔径重新计算操作气速u134.3.1.7校核料塔直径与塔体直径的比134.3.1.8校核填料塔的喷淋密度134.3.2填料层高度确定144.3.3计算填料塔床层压降144.3.4计算填料塔压降154.3.5填料塔附件选择154.3.6填料塔总压降154.3.7填料塔附件选择154.3.7.1填料支撑板154.3.7.2液体分布器154.3.7.3液体再分布器164.3.7.4气体分布器164.3.7.5排液装置164.3.7.6除雾器16第五章管网设计165.1风速和管径确实定165.2净化系统设备及管道布置简图175.3阻力计算175.3.1各管段的局部阻力系数175.3.1.1管段1185.3.1.2管段2185.3.1.3管段3185.3.1.4管段4185.3.1.5管段5195.3.1.6管段6195.3.1.7管段7195.3.2圆形风管的单位摩擦阻力的计算195.3.2.1管段1205.3.2.2管道2215.3.2.3管道3215.3.2.4管道4225.3.2.5管道5225.3.2.6管道6225.3.2.7管道7235.3.3沿程阻力损失计算235.3.3.1管道1235.3.3.2管道2235.3.3.3管道3235.3.3.4管道4245.3.3.5管道5245.3.3.6管道6245.3.3.7管道7245.3.4局部阻力损失计算245.3.4.1管道1245.3.4.2管道2245.3.4.3管道3245.3.4.4管道4255.3.4.5管道5255.3.4.6管道6255.3.4.7管道7255.3.5管段阻力损失255.3.5.1管道1255.3.5.2管道2255.3.5.3管道3255.3.5.4管道4265.3.5.5管道5265.3.5.6管道6265.3.5.7管道7265.3.6对并联管路进行阻力平衡计算265.3.6.1集合点A265.3.6.2集合点B275.3.7系统的总阻力27第六章动力系统选择276.1风机的风量276.2风机的风压276.3与风机标定工况换算286.4动力系统选择28第七章附属构件选择297.1管道支架297.1.1支架类型选择297.1.2支架坐标确定297.1.3支架荷载297.1.4补偿器29第八章思考题308.1思考题题目308.2思考题答案31第九章心得与体会33第一章概论1.1设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，使该厂的废气到达排放的标准，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SO2、硫酸和硫酸烟雾，以及产生的酸雨等危害更加严重。以下是SO2等酸性气体对人类以及环境的影响。1.3.1酸洗废气对人体的危害污染物侵入人体主要通过外表接触、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SO2产生，资料说明：SO2在空气中的浓度到达〔0.3~1.0〕×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SO2反响都会表现为支气管收缩，这可从气管阻力稍有增加判断出来。一般认为，空气中的SO2浓度在0.5×10-6以上，对人体健康已有潜在性影响，〔1~3〕×10-6时多数人受到刺激，10×10-6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SO2氧化成酸雨和硫酸烟雾时即使其浓度只相当于SO2的1/10，其刺激和危害也将更加显著。据动物实验说明，硫酸烟雾引起的生理反响要比单一SO2气体强4~20倍。1.3.2酸洗废气对植物的危害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SO2过高，对叶子的危害首先是对叶肉的海绵状软组织局部，其次是对栅栏细胞局部。侵蚀开始时，叶子出现水浸透现象，枯燥后，受影响的叶面局部呈漂白色或乳白色。如果SO2的浓度为〔0.3~0.5〕×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SO2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。1.3.3酸洗气体对器物的影响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SO2的及其生成的酸雾、酸滴等，能使金属外表产生严重的腐蚀，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SO2。1.3.4酸洗气体对大气能见度和气候的影响大气污染最常见的后果之一是大气能见度的降低。SO2和其他气态含硫化合物在大气中以较大的反响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，那么其结果肯定是极为严重的。SO2等排放产生的酸雨，对环境更是造成极大的危害。1.4设计标准烟气排放达标,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设计原那么要求设计的净化系统效果好；操作方便；投资省，并且到达排放标准。1．工艺特点：间断加酸，加酸后料槽内温度可达100℃以上。2．废气特点：近似空气，标准状态下酸雾含量为3300。温度为60。3．气象资料：气温：冬季，-6；夏季,34。大气压力：冬季，734mmHg(97.86×10³Pa)；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φ700mm圆筒形斜槽，沿酸洗槽前方的轨道，推入酸洗槽位置后，向斜槽中参加浓硫酸，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%NaOH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拟2.2.1吸收〔洗涤〕法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别离。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较大的溶解性，同时，如果需回收有用的组分，那么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。2.2.2冷凝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别离。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，该方法运行本钱高，所以本设计不采用冷凝法。2.2.3吸附法吸附法是当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力或化学键作用力，把废气组分吸附在固体外表的方法。适用于处理高流量，低污染物浓度的污染物，但吸附剂的本钱高，不适合本设计。2.2.4燃烧法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拟选择，本设计采用吸收法处理硫酸烟雾，即采用5%NaOH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；液相传系数。液气比为：，本设计中，取L/G=3.5。该排气净化系统如下图，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烟囱风机吸收塔集气罩酸洗废气3.1工艺流程烟囱风机吸收塔集气罩酸洗废气排放3.2集气罩3.2.1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。3.2.2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，巩固耐用而造价低，并便于制作安装和拆卸维修。g.要尽可能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，防止横向气流的干扰，减小排风量。3.2.3集气罩的选择以及参数确实定采用伞型集气罩。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，液体在在填料外表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外表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巩固，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

9－26N05A及电动机Y160M2－2型号。第四章附录计算书4.1集气罩的设计4.1.1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装置。如下图：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d0,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D0，集气罩喇叭口长度h2，那么应满足d0/d>0.2、1.0<D0/d<2.0和H/d<0.7〔假设影响操作，可适当增大〕、h2/d03。由设计资料知：d=700mm，H′=1000mm取当H=500mm,，不大符合要求，但在该设计中，可接受。那么D0=d＋0.8H=700＋0.8×500=1100(mm)罩下口面积为:F0=0.25=0.25××3.14=0.95(㎡)罩下口边高为:h1=0.25=0.25×=0.24〔m〕罩上口直径拟定为=200〔mm〕那么罩净高为=〔m〕校核>0.21.0<<2.0≤3，根本符合要求。4.2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，为了到达设计目的，通过计算来确定集气罩的排风量。(1)冬季环境气温为-6ºＣ，料槽内加酸后温度可达100C温差确实定=100-(-6)=106K式中：—温差，K；—料槽温度，K；—环境温度，K。式中：q热量流量F污染源断面积，m2。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=0.7m/s式中：Q——最小吸入风量，m3/s;F’——集气罩罩口面积与污染面积之差，m2V’——最小吸入速度，0.5~1.0m/s夏季环境温度为34℃，加酸后槽内温度可达100℃△T=T1－T2(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=0.6m/s式中：Q——最小吸入风量，m3/s;F’——集气罩罩口面积与污染面积之差，m2V’——最小吸入速度，0.5~1.0m/s由于冬季排风量大于夏季排风量，应以冬季排风量来计算，Q=0.513(m3/s)校核管道中风速：〔m/s)符合要求〔10~20m/s〕4.3填料塔的设计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＝144kmol/(m3·h·atm)，液相分传质系数kLa＝0.7h－1推荐标准状态下液气比L/G＝2.5～4L/m3填料塔常用的规整填料，由于别离效率高，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。4.3.1.2填料的规格及相关参数本设计拟选用75*45*5规格陶瓷鲍尔环填料〔乱堆〕。填料参数为：。4.3.1.3计算泛点气速本设计采用质量分数为5%的NaOH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℃。取液气比由式可得:的摩尔比用表示：所以：图4.2埃克特通用关联图查埃克特通用关联图知可得：4.3.1.4计算操作气速u4.3.1.5计算塔径，并进行圆整填料塔径：圆整后D=1m。(查资料的塔径规格通常为偶数如800mm，1000mm，1200mm，400mm等〕4.3.1.6利用圆整后的塔径重新计算操作气速u校核料塔直径与塔体直径的比，符合要求。校核填料塔的喷淋密度当填料mm时，填料的最小湿率为0.08，最小喷淋量为：塔截面积>，符合要求4.3.2填料层高度确定由设计资料知：标准状态下，酸雾含量3300mg/m3；操作情况下，气相传质数kGa=144kmol/(m3·h·atm)，液相传系数,大气压力：冬季为734mmHg(97.86×103Pa)；夏季为18mmHg(95.72×03Pa)。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所以：=4392所以填料高度为Z=7.44m4.3.3计算填料塔床层压降由上面计算可得横坐标为：纵坐标计算得：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。其位置约在：处由于所以填料床层压力降为：70×9.80665=686.47Pa/m≈686Pa/m4.3.4计算填料塔压降该填料塔得压降为：4.3.5填料塔附件选择1、选用斜口气体分布器，进口管直径340mm，进口风速16.96m/s，阻力约500Pa。2、选用栅板支承板，阻力约200Pa。3、选用多孔盘管式液体分布器，阻力约50Pa4、选用液封排液装置。5、选用折板除雾器，出口管直径200mm，阻力约100Pa。4.3.6填料塔总压降填料塔附件选择填料支撑板一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3~10mm的小孔，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。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，一般采用下列图中的结构。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。这种除雾装置别离效率高〔对于5um的雾滴，可达98%-99%〕，阻力小〔约小于250Pa〕，占空间小。第五章管网设计5.1风速和管径确实定保证管道内风速在10~20m／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。那么管径圆整后复合风速：在10~20m/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5.3.1各管段的局部阻力系数各部件的局部阻力系数查三废处理工程技术手册608-611页5.3.1.1管段1集气罩一个90°弯头一个〔R/D=1.5)合流三通〔合流1-3〕根据查得5.3.1.2管段2集气罩一个90°弯头一个〔R/D=1.5)合流三通〔合流2-3〕5.3.1.3管段3合流三通〔合流3-5〕渐扩管一个5.3.1.4管段4集气罩一个90°弯头一个〔R/D=1.5)渐扩管一个合流三通〔合流4-5〕5.3.1.5管段590°弯头两个〔R/D=1.5)5.3.1.6管段6渐扩管一个90°弯头三个〔R/D=1.5)渐扩管一个5.3.1.7管段7渐扩管一个伞形风帽一个〔排风h/D0=0.5〕圆形风管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20℃,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=0.15~0.18，取K=0.15表5.1圆形通风管道规格5.3.2.1管段1根据三废处理技术手册602页由Q=0.513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/s可知，Rm’=19.59Pa/m取管径d=200mm，取L=4.75m因此：5.3.2.2管道2根据三废处理技术手册602页由Q=0.513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/s可知，Rm’=19.59Pa/m取管径d=200mm，取L=2.25m因此：5.3.2.3管道3根据三废处理技术手册602页由Q=1.026m3/s=3693.6m3/h，v=15m/s，可知，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：5.3.2.4管道4根据三废处理技术手册602页由Q=0.513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/s可知，Rm’=19.59Pa/m取管径d=200mm，取L=3.5m因此：5.3.2.5管道5根据三废处理技术手册602页由Q=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：5.3.2.6管道6根据三废处理技术手册600页由Q=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：5.3.2.7管道7根据三废处理技术手册600页由Q=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：沿程阻力损失计算5.3.3.1管道15.3.3.2管道25.3.3.3管道35.3.3.4管道45.3.3.5管道55.3.3.6管道65.3.3.7管道7局部阻力损失计算5.3.4.1管道15.3.4.2管道25.3.4.3管道35.3.4.4管道45.3.4.5管道55.3.4.6管道65.3.4.7管道75.3.5管段阻力损失5.3.5.1管道15.3.5.2管道25.3.5.3管道35.3.5.4管道45.3.5.5管道55.3.5.6管道65.3.5.7管道75.3.6对并联管路进行阻力平衡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。5.3.6.1集合点A为使管段1、2到达阻力平衡，增大管段2的管径，减小其阻力取管190mm,对应的阻力：5.3.6.2集合点B为使管段3、4到达阻力平衡，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=190mmd3=250mm5.3.7系统的总阻力第六章动力系统选择6.1风机的风量式中：Q′—风机总风量，m3/hQZ—系统计算风量，m3/hk1—风量修正系数，k16.2风机的风压p′式中：p′—系统压降，Pa—系统计算压降，Pak2—压降修正系数，k26.3与风机标定工况换算″=′式中：″—实际工况下系统压降，Pa—风机标定时的气体密度，kg/m3—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适宜的风机的机号；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，选择4-72型NO.4A型离心通风机，转速为2900r/min，配电电机5.5-2kw-p,流量4012-7419，全压2023-1320Pa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。7.1.1支架类型选择在管道系统不允许有位移的净化装置进出口、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。7.1.2支架坐标确定支架坐标确定的根本原那么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那么称为按刚度条件确定的管道跨距7.1.3支架荷载根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，那么必须在充分分析支架所受水平推力情况的根底上，再确定支架的间距。补偿器为了保证管道系统在热状态下的稳定和平安，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？要不要考虑经济本钱？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？假设加大入口气速，对吸收性能会产生哪些影响？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根本要求？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响的吸收过程。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。利用适当的化学反响，可大幅度地提高溶剂对气体的吸收能力。利用化学反响大大扩展了吸收操作的应用范围，此种利用化学反响而实现吸收的操作称为化学吸收。物理吸收优点：①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；②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；③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；④物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附;⑤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；⑥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〕化学反响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〕反响增加了溶质在液相的溶解度，减少吸收剂用量；〔4〕反响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HCl,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HCl气体。化学吸收缺点：〔1〕如果该反响不可逆，溶剂将难以再生和循环使用〔2〕化学反响其速度较慢分级效率(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。吸收指的是目标气体