大氣課設(shè)酸洗廢氣凈化系統(tǒng)

1、課程設(shè)計說明書課程設(shè)計名稱： 大氣控制課程設(shè)計 課程設(shè)計題目： 酸洗廢氣 學(xué) 院 名 稱： 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級： 學(xué) 生 學(xué) 號： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 成 績： 指 導(dǎo) 教 師： 課程設(shè)計時間： 至 課程設(shè)計任務(wù)書1、 課程設(shè)計的任務(wù)和基本要求1.1設(shè)計目的通過對氣態(tài)污染物凈化系統(tǒng)的工藝設(shè)計，初步掌握大氣污染控制工程中氣態(tài)污染物凈化系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。培養(yǎng)利用已學(xué)理論知識，綜合分析問題和解決實際問題的能力，繪圖能力，以及正確使用手冊和相關(guān)資料的能力。1.2設(shè)計任務(wù)某廠生產(chǎn)用金剛砂，經(jīng)濕式研磨后，需加濃硫酸酸洗處理。加酸時，有大量蒸汽、酸霧及有害氣體產(chǎn)生，對車間環(huán)境及工人身

2、體健康造成嚴(yán)重危害。為此，需要對酸洗產(chǎn)生的廢氣進行治理，以改善車間的環(huán)境及工人的操作條件。要求設(shè)計的凈化系統(tǒng)凈化效果好、操作方便、投資省，并且達到排放標(biāo)準(zhǔn)。1.3設(shè)計資料1.3.1工藝特點間斷加酸，加酸后槽內(nèi)溫度可達100以上。廢氣特點（1）廢氣成分：近似空氣，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下酸霧含量為3300mg/m3；（2）廢氣溫度：60。氣象資料（1）氣溫：冬季為-6；夏季為34 。（2）大氣壓力：冬季為734mmHg(97.86×103Pa)；夏季為18mmHg(95.72×03Pa)。酸洗車間工藝布置圖酸洗時，工人將預(yù)先裝入金剛砂的700mm圓筒形料槽，沿酸洗槽前方的軌道，推入酸洗槽位

3、置后，向料槽中加入硫酸，并不斷攪拌。酸洗完后，將料槽推出卸料；重新推入一筒新料進行酸洗。故酸洗為間斷操作。酸洗槽為3個，高度為1米，每個酸洗槽之間距離為2.5米。1.4設(shè)計內(nèi)繪制設(shè)計圖設(shè)計圖紙包括以下幾種:（1）凈化系統(tǒng)平面布置圖；（2）凈化系統(tǒng)剖面圖2張；（3）凈化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。 要求用CAD繪制，用A3紙打印。1.4.2編寫設(shè)計計算書設(shè)計計算內(nèi)容包括以下幾方面。（1）凈化方案的確定；（2）凈化設(shè)備的選擇及計算；（3）確定排氣罩的形式，并計算罩子的排氣量及壓力損失；（4）設(shè)備與管道布置簡圖；（5）設(shè)備阻力及管網(wǎng)阻力平衡計算；（6）風(fēng)機及配用電機的選擇與確定；（7）需要說明的其他問題。1.5設(shè)

4、計要求設(shè)計計算書設(shè)計計算書的內(nèi)容應(yīng)按上述要求編寫，即包括與設(shè)計有關(guān)的闡述、說明及計算。要求內(nèi)容完整，敘述簡明，層次清楚，設(shè)計過程詳細、準(zhǔn)確，書寫工整，裝訂成冊。設(shè)計計算書應(yīng)包括目錄、前言、正文及參考文獻等。設(shè)計圖紙圖紙幅面、圖線等應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)；圖面布置均勻；符合制圖規(guī)范要求。1.6設(shè)計程序（1）認真閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要求，研究并分析設(shè)計資料。（2）確定凈化方案，此次課程設(shè)計要求采用液體吸收法進行凈化。即采用5%NaOH溶液在填料塔中吸收凈化硫酸煙霧。操作情況下，氣相傳質(zhì)系數(shù)：kGa=144kmol/(m3·h·atm)；液相傳質(zhì)系數(shù)kLa=0.7h-1；推薦標(biāo)

5、準(zhǔn)狀態(tài)下液氣比為L/G=2.5-4L/m3。（3）確定排氣罩的結(jié)構(gòu)形式、尺寸大小、排風(fēng)量及壓力損失。選擇排氣罩時，應(yīng)考慮污染源的特征，即要控制住污染物，又要有較小的排風(fēng)量，而且又不妨礙工人操作。（4）對凈化設(shè)備填料塔進行計算。包括選定所用填料；計算塔徑及填料層高度。選定液體噴淋裝置、出霧裝置、進出氣管的形式，確定填料塔的總高度，并計算填料塔的阻力。（5）進行凈化系統(tǒng)設(shè)備及管道布置，并繪制出布置簡圖。管道布置應(yīng)力求簡單、緊湊、縮短管線，減少占地和空間，節(jié)省投資，方便安裝、調(diào)節(jié)和維修。（6）進行凈化系統(tǒng)管道計算：確定管徑與附屬管件，計算管道系統(tǒng)的壓力損失，并進行管網(wǎng)損失平衡計算。（7）計算系統(tǒng)的總

6、阻力，并選用系統(tǒng)所用風(fēng)機及電動機。（8）設(shè)計繪圖。設(shè)計圖紙包括凈化系統(tǒng)平面布置圖、剖面圖及系統(tǒng)圖。（9）編寫設(shè)計說明書。設(shè)計說明書內(nèi)容應(yīng)完整，應(yīng)包括目錄、前言、正文及參考文獻等。設(shè)計說明書要求20頁左右。1.7思考題1.何為物理吸收？何為化學(xué)吸收？各有哪些優(yōu)缺點？ 2.吸收總效率與分級效率之間有什么關(guān)系？3.化學(xué)吸收的吸收液解吸方法有哪些？如何選擇？4.吸收過程如何防止二次污染？要不要考慮經(jīng)濟成本？5.吸收法處理廢氣的原理是什么？影響吸收效率的主要因素有哪些？若加大入口氣速，對吸收性能會產(chǎn)生哪些影響？6.吸收（凈化）塔的吸收劑噴淋方法有哪些？各有哪些優(yōu)缺點？7.吸收（凈化）塔氣液進出口如何設(shè)置

7、？管徑如何計算？8.氣體凈化對吸收設(shè)備有哪些基本要求？廢氣凈化裝置的性能指標(biāo)主要有哪些？9.工業(yè)企業(yè)常用的廢氣監(jiān)測在線儀表有哪些？安裝部位如何確定？二、進度安排2.1計劃進度發(fā)題時間： 2016年 05 月 27 日指導(dǎo)教師布置設(shè)計任務(wù)、熟悉設(shè)計要求： 0.5天準(zhǔn)備工作、收集資料及方案比選： 1.0天設(shè)計計算： 1.5天整理數(shù)據(jù)、編寫說明書： 2.0天繪制圖紙： 1.0天質(zhì)疑或答辯： 1.0天 指導(dǎo)教師： 余訓(xùn)民 教研室主任： 2016 年 6月22日 年 月 日 三、參考資料或參考文獻3.1主要參考書目1郝吉明，馬廣大.大氣污染控制工程(第二版)M.北京: 高等教育出版社，2008.2吳忠標(biāo)

8、.大氣污染控制工程M.杭州：浙江大學(xué)出版社，2001.3魏先勛等. 環(huán)境工程設(shè)計手冊(修訂版) M. 長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2002.4劉天齊. 三廢處理工程技術(shù)手冊(廢氣卷) M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，1999.5黃學(xué)敏，張承中主編. 大氣污染控制工程實踐教程M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6國家環(huán)保局主編.工業(yè)鍋爐除塵設(shè)備M. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社，1991.7張殿印、申麗主編.工業(yè)除塵設(shè)備設(shè)計手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.8鄭銘主編、陳萬金副主編.環(huán)保設(shè)備原理設(shè)計與應(yīng)用(第二版) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.9王玉彬主編.大氣環(huán)境工程師實用手冊M

9、. 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.本科生課程設(shè)計成績評定表姓名樂艷專業(yè)班級環(huán)境工程02班學(xué)號1301170308課程設(shè)計題目：酸洗廢氣凈化系統(tǒng)課程設(shè)計答辯記錄：（手寫）成績評定依據(jù)：項目得分比例考勤記錄設(shè)計結(jié)果報告撰寫答辯成績備注：成績評定依據(jù)的項目內(nèi)容和項目分值比例可以由老師按指導(dǎo)的專業(yè)進行調(diào)整，但成績評定依據(jù)的項目數(shù)不得少于3項。最終評定成績： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日前 言隨著人口的劇增和城市化的加劇，空氣中的污染物越來越多，空氣質(zhì)量越來越差，尤其是空氣中的二氧化硫含量急劇增長，它在大氣中與水和氧氣混合生成硫酸，形成酸雨。酸雨是世界三大環(huán)境問題之一，危害甚多，控制大氣中二氧化硫

10、含量無疑是當(dāng)今人們正在努力的一件事。而某廠生產(chǎn)用金剛砂，經(jīng)濕式研磨后，需加濃硫酸酸洗處理，加酸時，有大量蒸汽、酸霧及有害氣體產(chǎn)生。因此，需要合理處理廢氣中的酸性氣體。生產(chǎn)用金剛砂，經(jīng)濕式研磨后，需加濃硫酸酸洗處理。加酸時，有大量蒸汽、酸霧及有害氣體產(chǎn)生，對車間環(huán)境及工人身體健康造成嚴(yán)重危害。為此，需要對酸洗產(chǎn)生的廢氣進行治理，以改善車間的環(huán)境及工人的操作條件。要求設(shè)計的凈化系統(tǒng)凈化效果好、操作方便、投資省，并且達到排放標(biāo)準(zhǔn)。本課程設(shè)計由余訓(xùn)民老師指導(dǎo)完成，在設(shè)計參數(shù)數(shù)據(jù)方面給予了很大的幫助，在此表示感謝。參考了其他學(xué)校一些酸洗廢氣課程設(shè)計的報告，其中的取值，設(shè)計方法都給予了我深深的啟發(fā)，自己的

11、思考加上些微的資料，或許不足以作出一個很好的課設(shè)方案，設(shè)計之中不妥之處在所難免，懇請審閱老師批評指正。目 錄第一章 概論11.1設(shè)計任務(wù)11.2設(shè)計目的11.3酸洗廢氣的危害11.3.1酸洗廢氣對人體的危害11.3.2酸洗廢氣對植物的危害21.3.3酸洗氣體對器物的影響21.3.4酸洗氣體對大氣能見度和氣候的影響21.4設(shè)計規(guī)范31.5設(shè)計原則31.6金剛砂的生產(chǎn)過程31.7處理要求3第二章 方案選擇42.1設(shè)計方案要求42.2氣態(tài)污染物處理技術(shù)方法比較42.2.1吸收（洗滌）法42.2.2冷凝法42.2.3吸附法42.2.4燃燒法52.3方案選擇5第三章 工藝流程及設(shè)備63.1工藝流程63.

12、2集氣罩63.2.1集氣罩的分類63.2.2集氣罩的設(shè)計原則63.2.3集氣罩的選擇以及參數(shù)的確定73.3吸收塔73.4管道73.5風(fēng)機7第四章 附錄計算書74.1集氣罩的設(shè)計74.1.1集氣罩基本參數(shù)的確定74.2集氣罩入口風(fēng)量的確定94.3填料塔的設(shè)計114.3.1填料塔參數(shù)確定114.3.1.1擬選用填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù)114.3.1.2填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù)114.3.1.3計算泛點氣速uf114.3.1.4計算操作氣速u134.3.1.5計算塔徑，并進行圓整134.3.1.6利用圓整后的塔徑重新計算操作氣速u134.3.1.7校核料塔直徑與塔體直徑的比134.3.1.8校核填料塔的噴淋

13、密度134.3.2填料層高度確定144.3.3計算填料塔床層壓降144.3.4計算填料塔壓降154.3.5填料塔附件選擇154.3.6填料塔總壓降154.3.7填料塔附件選擇154.3.7.1填料支撐板154.3.7.2液體分布器154.3.7.3液體再分布器164.3.7.4氣體分布器164.3.7.5排液裝置164.3.7.6除霧器16第五章 管網(wǎng)設(shè)計165.1風(fēng)速和管徑的確定165.2凈化系統(tǒng)設(shè)備及管道布置簡圖175.3阻力計算175.3.1各管段的局部阻力系數(shù)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.

14、3.1.6管段6195.3.1.7管段7195.3.2圓形風(fēng)管的單位摩擦阻力的計算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沿程阻力損失計算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局部阻力損失計算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52

15、55.3.4.6管道6255.3.4.7管道7255.3.5管段阻力損失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對并聯(lián)管路進行阻力平衡計算265.3.6.1匯合點A265.3.6.2匯合點B275.3.7系統(tǒng)的總阻力27第六章 動力系統(tǒng)選擇276.1風(fēng)機的風(fēng)量276.2風(fēng)機的風(fēng)壓276.3與風(fēng)機標(biāo)定工況換算286.4動力系統(tǒng)選擇28第七章 附屬構(gòu)件選擇297.1管道支架297.1.1支架類型選擇297.1.2支架坐標(biāo)確定297.1.3支架荷載297.1.

16、4補償器29第八章 思考題308.1思考題題目308.2思考題答案31第九章 心得與體會33第一章 概論1.1設(shè)計任務(wù)某廠生產(chǎn)用金剛砂，經(jīng)過濕式研磨后，經(jīng)濃硫酸酸洗處理。加酸時，有大量蒸汽，酸霧和其他有害氣體產(chǎn)生，對車間環(huán)境和工人身體健康造成危害。為此，需要對酸洗產(chǎn)生的氣體進行治理，以改善車間的環(huán)境及工人的操作條件。1.2設(shè)計目的通過設(shè)計酸洗廢氣凈化系統(tǒng)，使該廠的廢氣達到排放的標(biāo)準(zhǔn)，同時減少酸洗過程產(chǎn)生蒸汽，酸霧和其他有害氣體的排放，有利于給車間以及工人營造一個良好的工作生活環(huán)境，同時使有害氣體的濃度大大降低，減少了對人體、植物、動物以及氣候等造成的危害，同時保護了地球的環(huán)境。1.3酸洗廢氣的

17、危害目前，大氣污染已經(jīng)成為全球問題，而大氣污染主要是人類活動造成的，大氣污染物對人體健康、植物、器物和材料，及大氣能見度和氣候皆有重要影響。由于該廠生產(chǎn)用金剛砂，經(jīng)過濕式研磨后，經(jīng)濃硫酸酸洗處理。加酸時，有大量蒸汽，酸霧和其他有害氣體產(chǎn)生，對人體及環(huán)境產(chǎn)生極大的危害。特別是SO2、硫酸和硫酸煙霧，以及產(chǎn)生的酸雨等危害更加嚴(yán)重。以下是SO2等酸性氣體對人類以及環(huán)境的影響。1.3.1酸洗廢氣對人體的危害污染物侵入人體主要通過表面接觸、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空氣，對人體健康的危害主要表現(xiàn)為引起呼吸道疾病。用濃硫酸進行酸洗過程中，會有SO2產(chǎn)生，資料表明：SO2在空氣中的濃度達到（0.3

18、1.0）×10-6時，人們就會問到它的氣味。包括人類在內(nèi)的各種動物，對SO2反應(yīng)都會表現(xiàn)為支氣管收縮，這可從氣管阻力稍有增加判斷出來。一般認為，空氣中的SO2濃度在0.5×10-6以上，對人體健康已有潛在性影響，（13）×10-6時多數(shù)人受到刺激，10×10-6時加劇，個別人還會出現(xiàn)支氣管痙攣。與顆粒物和水分結(jié)合的硫氧化物是對人類健康影響非常嚴(yán)重的公害。當(dāng)大氣中的SO2氧化成酸雨和硫酸煙霧時即使其濃度只相當(dāng)于SO2的1/10，其刺激和危害也將更加顯著。據(jù)動物實驗表明，硫酸煙霧引起的生理反應(yīng)要比單一SO2氣體強420倍。1.3.2酸洗廢氣對植物的危害污染物

19、對植物的傷害，通常發(fā)生在葉子結(jié)構(gòu)，因為葉子含有整棵植物的構(gòu)造機理。最常遇到的毒害植物的氣體就有SO2。大氣中含SO2過高，對葉子的危害首先是對葉肉的海綿狀軟組織部分，其次是對柵欄細胞部分。侵蝕開始時，葉子出現(xiàn)水浸透現(xiàn)象，干燥后，受影響的葉面部分呈漂白色或乳白色。如果SO2的濃度為（0.30.5）×10-6，并持續(xù)幾天后，就會對敏感性植物產(chǎn)生慢性危害。SO2直接進入氣孔，葉肉中的植物細胞時期轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽，再轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。當(dāng)SO2過量的存在時，植物細胞就不能盡快地吧亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，并開始破壞細胞結(jié)構(gòu)。1.3.3酸洗氣體對器物的影響對器物的損害主要包括玷污性損害和化學(xué)性損害兩個方面

20、，化學(xué)性損害是指由于污染物的化學(xué)作用，使器物和材料腐蝕或損壞。大氣中SO2的及其生成的酸霧、酸滴等，能使金屬表面產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，使紡織品、紙品、皮革制品等腐蝕磨損，是金屬涂料變質(zhì)，降低其保護效果。造成金屬腐蝕最為有害的污染物一般是SO2。1.3.4酸洗氣體對大氣能見度和氣候的影響大氣污染最常見的后果之一是大氣能見度的降低。SO2和其他氣態(tài)含硫化合物在大氣中以較大的反應(yīng)速度生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子，對能見度有潛在影響。大氣污染對能見度的長期影響相對較小，但是對氣候產(chǎn)生的大規(guī)模影響，則其結(jié)果肯定是極為嚴(yán)重的。SO2等排放產(chǎn)生的酸雨，對環(huán)境更是造成極大的危害。1.4設(shè)計規(guī)范煙氣排放達標(biāo),整套設(shè)備運

21、行經(jīng)濟合理,占地面積較小。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是:大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）。1.5設(shè)計原則要求設(shè)計的凈化系統(tǒng)效果好；操作方便；投資省，并且達到排放標(biāo)準(zhǔn)。1工藝特點：間斷加酸，加酸后料槽內(nèi)溫度可達100以上。2廢氣特點：近似空氣，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下酸霧含量為3300。溫度為60。3氣象資料：氣溫：冬季，-6；夏季,34。大氣壓力：冬季，734mmHg(97.86×10³Pa)；夏季，718mmHg(95.72×10³Pa)。4酸洗車間工藝布置圖說明：酸洗時，工人將預(yù)先裝入金剛砂的700mm圓筒形斜槽，沿酸洗槽前方的軌道，推入酸洗槽位置后，向斜槽中加入

22、濃硫酸，并不斷攪拌。酸洗完后，將斜槽退出卸料；重新推入一桶新料進行酸洗。故酸洗為間斷操作。1.6金剛砂的生產(chǎn)過程金剛砂的學(xué)名叫碳化硅，外觀黑色，略有金屬光澤，化學(xué)性質(zhì)比硅砂穩(wěn)定，因為硬度很高，所以在工業(yè)上常用作研磨材料。金剛砂的生產(chǎn)過程需要家濃硫酸酸洗處理，加酸的時候有大量蒸汽、酸霧以及有害氣體生成。1.7處理要求處理前硫酸煙霧濃度為3300mg/m³。硫酸煙霧最高排放濃度小于45mg/m³。第二章 方案選擇2.1設(shè)計方案要求此次設(shè)計要求采用液體吸收法進行凈化，即采用5%NaOH液體在填料塔中吸收凈化硫酸霧。2.2氣態(tài)污染物處理技術(shù)方法比較2.2.1吸收（洗滌）法溶劑吸收法

23、采用低揮發(fā)性或不揮發(fā)性溶劑對廢氣進行吸收，再利用廢氣分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分離。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。吸收劑必須對去除的廢氣有較大的溶解性，同時，如果需回收有用的組分，則回收組分不得和其他組分互溶。吸收劑再吸收的運行條件下，必須具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性及無毒無害；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合。分析該廠廢氣，適合設(shè)計要求，可采用吸收法。2.2.2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，使處于蒸汽狀態(tài)下的污

24、染物冷凝并與廢氣分離。適用于廢氣體積分?jǐn)?shù)在10-2以上的有機蒸汽，不適合處理低濃度的有機氣體，分析該廠廢氣，該方法運行成本高，所以本設(shè)計不采用冷凝法。2.2.3吸附法吸附法是當(dāng)廢氣與多孔性固體接觸時，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。2.2.4燃燒法燃燒法是將有害氣體、整齊、液體、貨煙塵轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程。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)計不采用燃燒法。2.3方案選擇通過以上對四種方案的比較選擇，本設(shè)計采用吸收法處理硫酸煙霧，即

25、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。操作情況下，氣相傳質(zhì)系數(shù)；液相傳系數(shù)。液氣比為：，本設(shè)計中，取L/G=3.5。該排氣凈化系統(tǒng)如圖所示，包括酸洗廢氣集氣罩、風(fēng)管、填料塔、引風(fēng)機、煙囪。圖2.1 排氣凈化系統(tǒng)第三章 工藝流程及設(shè)備煙囪風(fēng)機吸收塔集氣罩酸洗廢氣3.1工藝流程排放3.2集氣罩3.2.1集氣罩的分類按罩口氣流流動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控制污染物擴散的裝置。按集氣罩與污染源的相對位置已經(jīng)密閉情況還可以將吸氣式集氣罩分為密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接

26、受式集氣罩。 3.2.2集氣罩的設(shè)計原則a.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。b.集氣罩的吸氣氣流方向應(yīng)盡可能與污染源污染氣流運動方向一致，以充分利用污染氣流的初始動能。c.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。d.集氣罩的吸氣氣流不允許通過人的呼吸區(qū)在進入集氣罩內(nèi)，設(shè)計時要充分考慮操作人員的位置和活動范圍。e.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)簡單，堅固耐用而造價低，并便于制作安裝和拆卸維修。g.要盡可能避免或減弱干擾氣流如堂風(fēng)、逆風(fēng)氣流等對吸氣氣流的影響。h.集氣罩盡可能包圍或靠近污染源，使污染

27、物的擴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。3.2.3集氣罩的選擇以及參數(shù)的確定采用傘型集氣罩。有些生產(chǎn)過程或設(shè)備本身會產(chǎn)生或誘導(dǎo)氣流運動，并帶動污染物一起運動，如由于加熱或慣性作用形成的污染氣流。接受式集氣罩即沿污染氣流流線方向設(shè)置集氣罩口，污染氣流便可借助自身的流動能量進入罩口。3.3吸收塔在填料塔內(nèi)，氣體由填料間的空隙流過，液體在在填料表面形成液膜并沿填料間的空隙而下流，氣液兩相間的傳質(zhì)過程在潤濕的表面上進行吸收塔用填料塔。3.4管道管道采用普通薄鋼板，由于鋼板制作的管道具有堅固，耐用，造價低，易于制作安裝等優(yōu)點。該系統(tǒng)管道采用光滑直管,接頭處采用900

28、或450彎管。3.5風(fēng)機 根據(jù)經(jīng)驗以及查風(fēng)機表可選用 926N05A及電動機Y160M22型號。第四章 附錄計算書4.1集氣罩的設(shè)計4.1.1集氣罩基本參數(shù)的確定根據(jù)金剛砂工藝特點以及酸洗操作類別，本設(shè)計選用傘型集氣罩裝置。如圖所示：圖4.1 集氣罩裝置簡圖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散的斷面積。如果設(shè)集氣罩連接風(fēng)管的特征尺寸為d0,污染源的特征尺寸為d，集氣罩距污染源的垂直距離H，取H=0.5米，集氣罩口的特征尺寸為D0，集氣罩喇叭口長度h2，則應(yīng)滿足d0/d>0.2、1.0<D0/d<2.0和H/d<0.7（若影響操作，可適當(dāng)增大）、

29、h2/d03。由設(shè)計資料知：d=700mm，H=1000mm取當(dāng)H=500mm,，不大符合要求，但在該設(shè)計中，可接受。則D0=d0.8H=7000.8×500=1100(mm)罩下口面積為: F0=0.25=0.25××3.14=0.95()罩下口邊高為: h1=0.25=0.25×=0.24（m）罩上口直徑擬定為=200（mm）則罩凈高為=（m）校核 >0.21.0<<2.0 3，基本符合要求。4.2集氣罩入口風(fēng)量的確定 排風(fēng)量的確定分兩種情況：一種是運行中的集氣罩是否符合設(shè)計要求，可用現(xiàn)場測定的方法來確定；另一種是在工程設(shè)計中，為了

30、達到設(shè)計目的，通過計算來確定集氣罩的排風(fēng)量。(1)冬季 環(huán)境氣溫為-6º，料槽內(nèi)加酸后溫度可達100Co溫差的確定=100-(-6)=106K 式中：溫差，K； 料槽溫度，K； 環(huán)境溫度，K。 式中：q-熱量流量 F-污染源斷面積，m2。 熱煙氣流量Q0為： 式中：H-集氣罩距污染源的垂直距離，m 集氣罩最小吸入風(fēng)量： 取吸氣罩入口速度'V=0.7 m/s 式中：Q最小吸入風(fēng)量，m3/s; F集氣罩罩口面積與污染面積之差，m2 V 最小吸入速度，0.51.0m/s（2） 夏季 環(huán)境溫度為34，加酸后槽內(nèi)溫度可達100 T=T1T2(K)=10034=66(K) 式中：T溫差，

31、K; T1料槽溫度, K; T2環(huán)境溫度，K; 式中：q-熱量流量，kJ/s; F-污染源斷面積，m2。 熱煙氣流量Q0為： 式中： H-集氣罩距污染源的垂直距離，m 集氣罩最小吸入風(fēng)量： 取吸氣罩入口速度'V=0.6 m/s 式中：Q最小吸入風(fēng)量，m3/s; F集氣罩罩口面積與污染面積之差，m2 V 最小吸入速度，0.51.0m/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)量來計算，Q=0.513(m3/s) 校核管道中風(fēng)速：（m/s) 符合要求（1020 m/s）4.3填料塔的設(shè)計填料塔參數(shù)確定擬選用填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù)操作條件下，氣相分傳質(zhì)系數(shù)kGa144 kmol/(m3&#

32、183;h·atm)，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填料塔常用的規(guī)整填料，由于分離效率高，空隙率大，持液量小因而操作壓降小等方面的特點，應(yīng)用越來越廣泛，而好的填料如果沒有一個好的液體分布器，也達不到很好的汽液分布效果。4.3.1.2填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù) 本設(shè)計擬選用75*45*5規(guī)格陶瓷鮑爾環(huán)填料（亂堆）。填料參數(shù)為：。4.3.1.3計算泛點氣速本設(shè)計采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH為吸收液（參數(shù)近似取水的參數(shù)）。廢氣成分：酸霧含量為3300mg/m3 ，溫度為60。 取液氣比 由式 可得: 的摩爾比用表示： 所以：圖4.2 埃克特通用關(guān)聯(lián)圖

33、 查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖知 可得：4.3.1.4計算操作氣速u 4.3.1.5計算塔徑，并進行圓整 填料塔徑：圓整后D=1m。(查資料的塔徑規(guī)格通常為偶數(shù)如 800mm，1000mm，1200mm，400mm等）4.3.1.6利用圓整后的塔徑重新計算操作氣速u 校核料塔直徑與塔體直徑的比 ，符合要求。校核填料塔的噴淋密度 當(dāng)填料mm時，填料的最小濕率為0.08，最小噴淋量為：塔截面積 >，符合要求4.3.2填料層高度確定 由設(shè)計資料知：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，酸霧含量3300mg/m3；操作情況下，氣相傳質(zhì)數(shù)kGa=144kmol/(m3·h·atm)，液相傳系數(shù),大氣壓力：冬季為7

34、34mmHg(97.86×103Pa)；夏季為18mmHg(95.72×03Pa)。 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45 所以： =4392 所以填料高度為Z=7.44m4.3.3計算填料塔床層壓降 由上面計算可得橫坐標(biāo)為： 縱坐標(biāo)計算得： 在填料塔泛點氣速通用關(guān)聯(lián)圖中，根據(jù)橫、縱坐標(biāo)值定出塔的工作點。其位置約在： 處 由于 所以填料床層壓力降為：70×9.80665=686.47Pa/m686Pa/m4.3.4計算填料塔壓降 該填料塔得壓降為： 4.3.5填料塔附件選擇 1、選用斜口氣體分布器，進口管直徑340mm，進口風(fēng)速16.96m/s

35、，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。 5、選用折板除霧器，出口管直徑200mm，阻力約100Pa。4.3.6填料塔總壓降 填料塔附件選擇填料支撐板一般多用豎扁鋼制成柵板型式液體分布器選用篩孔式盤式噴灑器，一般分布盤的直徑為塔徑的0.6-0.8倍，盤底均勻地鉆有直徑為310mm的小孔，液體流到盤上后，通過溢流管的齒槽或盤底小孔均勻地分灑在整個塔截面上。液體再分布器選用截錐式再分布器，截錐體與塔壁的夾角一般為35。-45。,截錐下口直徑約為（0.7-0.8）D氣體分布器 填料塔的氣體進口裝置應(yīng)能防止液體流

36、入進氣管，同時還能使氣體均勻分布。選用多孔盤管式氣體分布器。排液裝置 塔內(nèi)液體從塔底排時，一方面要使液體順利流出，另一方面應(yīng)保證塔內(nèi)氣體不會從排液管排出，一般采用下圖中的結(jié)構(gòu)。圖4.3 排液裝置圖除霧器 選用絲網(wǎng)除霧器。它是用一定規(guī)格的絲網(wǎng)帶卷成盤狀，再用支撐板加以固定的一種裝置。絲網(wǎng)盤高一般為100-150mm。這種除霧裝置分離效率高（對于5um的霧滴，可達98%-99%），阻力?。s小于250Pa），占空間小。第五章 管網(wǎng)設(shè)計5.1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。 本設(shè)計選用16.33m/s左右。 則管徑

37、圓整后復(fù)合風(fēng)速：在1020m/s的范圍內(nèi)，符合5.2凈化系統(tǒng)設(shè)備及管道布置簡圖圖5.1 凈化系統(tǒng)設(shè)備及管道布置簡圖5.3阻力計算 5.3.1各管段的局部阻力系數(shù) 各部件的局部阻力系數(shù)查三廢處理工程技術(shù)手冊608-611頁5.3.1.1管段1 集氣罩一個 90°彎頭一個（R/D=1.5) 合流三通 （合流1-3） 根據(jù) 查得 5.3.1.2管段2 集氣罩一個 90°彎頭一個（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） 漸擴管一個 5.3.1.4管段4 集氣罩一個 90°彎頭一個（R/D=1.5) 漸擴管一個 合流三通

38、（合流4-5） 5.3.1.5管段5 90°彎頭兩個（R/D=1.5) 5.3.1.6管段6 漸擴管一個 90°彎頭三個（R/D=1.5) 漸擴管一個 5.3.1.7管段7 漸擴管一個 傘形風(fēng)帽一個（排風(fēng)h/D0=0.5） 圓形風(fēng)管的單位摩擦阻力的計算 查得材料制作風(fēng)管的粗糙度表，薄鋼板關(guān)閉粗糙度K=0.150.18，取K=0.15。由于所查資料均為20,101.325KPa下的數(shù)據(jù)，需轉(zhuǎn)化為當(dāng)前溫度和氣壓下的數(shù)據(jù)。 查得材料制作風(fēng)管的粗糙度表，薄鋼板K=0.150.18，取K=0.15表5.1 圓形通風(fēng)管道規(guī)格5.3.2.1管段1根據(jù)三廢處理技術(shù)手冊602頁 由 Q=0.

39、513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/s 可知， Rm=19.59Pa/m取管徑 d=200mm，取L=4.75m因此： 5.3.2.2管道2根據(jù)三廢處理技術(shù)手冊602頁由 Q=0.513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/s可知， Rm=19.59Pa/m取管徑 d=200mm，取L=2.25m因此： 5.3.2.3管道3根據(jù)三廢處理技術(shù)手冊602頁由Q=1.026m3/s=3693.6m3/h，v=15m/s，可知， 由表3-1可知，沒有直徑300的圓管，取d=320mm Rm=8.65Pa/m，取L=1.00m 因此： 5.3.2.4管道4根據(jù)三廢處理技術(shù)

40、手冊602頁由 Q=0.513m3/s=1846.8m3/h，v=16.33m/s可知， Rm=19.59Pa/m取管徑d=200mm，取L=3.5m因此： 5.3.2.5管道5根據(jù)三廢處理技術(shù)手冊602頁由 Q=1.539m3/s=5540.4m3/h，v=14m/s可知， 圓整得： d=400mm Rm=5.10Pa/m，取L=8.15m因此： 5.3.2.6管道6根據(jù)三廢處理技術(shù)手冊600頁由 Q=1.539m3/s=5540.4m3/h，v=14m/s可知， 圓整得： d=400mm Rm=5.10Pa/m，取L=8.15m因此： 5.3.2.7管道7根據(jù)三廢處理技術(shù)手冊600頁由 Q

41、=1.539m3/s=5540.4m3/h，v=14m/s可知， 圓整得： d=400mm Rm=5.10Pa/m，取L=8.15m因此： 沿程阻力損失計算5.3.3.1管道1 5.3.3.2管道2 5.3.3.3管道3 5.3.3.4管道4 5.3.3.5管道5 5.3.3.6管道6 5.3.3.7管道7 局部阻力損失計算5.3.4.1管道1 5.3.4.2管道2 5.3.4.3管道3 5.3.4.4管道4 5.3.4.5管道5 5.3.4.6管道6 5.3.4.7管道7 5.3.5管段阻力損失5.3.5.1管道1 5.3.5.2管道2 5.3.5.3管道3 5.3.5.4管道4 5.3.5

42、.5管道5 5.3.5.6管道6 5.3.5.7管道7 5.3.6對并聯(lián)管路進行阻力平衡計算 由三廢處理工程技術(shù)手冊585頁可知：對并聯(lián)管路進行壓損平衡計算，兩支管的壓損差相對值，對于除塵系統(tǒng)應(yīng)小于10%，其他系統(tǒng)可小于15%。由于此系統(tǒng)是除酸霧，壓損相對值可為15%以下。5.3.6.1匯合點A 為使管段1、2達到阻力平衡，增大管段2的管徑，減小其阻力 取管190mm,對應(yīng)的阻力： 5.3.6.2匯合點B 為使管段3、4達到阻力平衡，減小管段3的管徑，增大其阻力 取管徑250mm,對應(yīng)的阻力： 故取 d2=190mm d3=250mm5.3.7系統(tǒng)的總阻力第六章 動力系統(tǒng)選擇6.1風(fēng)機的風(fēng)量

43、式中： Q風(fēng)機總風(fēng)量，m3/h QZ系統(tǒng)計算風(fēng)量，m3/h k1風(fēng)量修正系數(shù)，k 16.2風(fēng)機的風(fēng)壓 p 式中： p系統(tǒng)壓降，Pa 系統(tǒng)計算壓降，Pa k2壓降修正系數(shù)，k26.3與風(fēng)機標(biāo)定工況換算 = 式中： 實際工況下系統(tǒng)壓降，Pa 風(fēng)機標(biāo)定時的氣體密度，kg/m3 實際工況下氣體密度，kg/m36.4動力系統(tǒng)選擇選擇風(fēng)機時要注意以下幾個方面問題：1 根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，確定風(fēng)機的類型；2 根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓或選定的風(fēng)機的類型選擇合適的風(fēng)機的機號；3 考慮到管道可能漏風(fēng)，有些阻力計算不夠完善，選用風(fēng)機的風(fēng)壓和風(fēng)量應(yīng)大于通風(fēng)系統(tǒng)計算的風(fēng)壓和風(fēng)量。由于酸霧具有腐蝕性，所以選擇離心防腐風(fēng)機。在通

44、風(fēng)工程中，在表示通風(fēng)機性能的表格中往往有配套的電機型號和功率。 依據(jù)進入風(fēng)機風(fēng)量'Q和實際工況下系統(tǒng)壓強，選擇4-72型NO.4A型離心通風(fēng)機，轉(zhuǎn)速為2900r/min，配電電機5.5-2kw-p,流量4012-7419，全壓2014-1320Pa如下:表6.1 幾種離心通風(fēng)機參數(shù)第七章 附屬構(gòu)件選擇7.1管道支架 管道支架設(shè)計主要包括支架類型選擇、支架坐標(biāo)確定和支架荷載計算等內(nèi)容。7.1.1支架類型選擇 在管道系統(tǒng)不允許有位移的凈化裝置進出口、風(fēng)機進出口等設(shè)固定支架，熱補償管段的端點設(shè)固定支架，補償器兩側(cè)設(shè)活動支架，熱補償拐彎處設(shè)鉸接支架等。7.1.2支架坐標(biāo)確定支架坐標(biāo)確定的基本原

45、則是支架間距不超過允許的最大跨距。管道斷面的最大應(yīng)力不得超過管材允許應(yīng)力，以保證管道有足夠的強度。在一定跨距下管道總有一定的撓度，根據(jù)對撓度的限制所確定的管道允許跨距則稱為按剛度條件確定的管道跨距7.1.3支架荷載 基本荷載包括垂直荷載和水平荷載。高溫?zé)煔夤艿拦潭ㄖЪ艹惺艿乃酵屏ν却怪焙奢d大得多。因此，對常溫運行的管道支架，主要考慮其垂直荷載，而對于高溫?zé)煔夤艿乐Ъ?，則必須在充分分析支架所受水平推力情況的基礎(chǔ)上，再確定支架的間距。補償器為了保證管道系統(tǒng)在熱狀態(tài)下的穩(wěn)定和安全，吸收管道熱脹冷縮所產(chǎn)生的應(yīng)力，管道系統(tǒng)每隔一定距離應(yīng)裝設(shè)固定支架或補償裝置。補償器分為自然補償器和補償器補償。此系

46、統(tǒng)選擇Z形補償器，是常用的自然補償器之一，它的優(yōu)點在于在管道中很容易實現(xiàn)補償。圖7.1 形補償器第8章 思考題8.1思考題題目1.何為物理吸收？何為化學(xué)吸收？各有哪些優(yōu)缺點？ 2.吸收總效率與分級效率之間有什么關(guān)系？3.化學(xué)吸收的吸收液解吸方法有哪些？如何選擇？4.吸收過程如何防止二次污染？要不要考慮經(jīng)濟成本？5.吸收法處理廢氣的原理是什么？影響吸收效率的主要因素有哪些？若加大入口氣速，對吸收性能會產(chǎn)生哪些影響？6.吸收（凈化）塔的吸收劑噴淋方法有哪些？各有哪些優(yōu)缺點？7.吸收（凈化）塔氣液進出口如何設(shè)置？管徑如何計算？8.氣體凈化對吸收設(shè)備有哪些基本要求？廢氣凈化裝置的性能指標(biāo)主要有哪些？9.工業(yè)企業(yè)常用的廢氣監(jiān)測在線儀表有哪些？安裝部位如何確定？8.2思考題答案1. 物理吸收：物理吸收是溶解的氣體與溶劑或溶劑中某種成分并不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)的吸收過程。此時，溶解了的氣體所產(chǎn)生的平衡蒸汽壓與溶質(zhì)及溶劑的性質(zhì)、體系的溫度、壓力和濃度有