大氣課設(shè)-酸洗廢氣凈化系統(tǒng)

武漢工程大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)武漢工程大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)名稱：大氣控制課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)間：至課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和基本要求1.1設(shè)計(jì)目的通過對氣態(tài)污染物凈化系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)，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(jì)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(shí)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(jì)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(shí)，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(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)凈化效果好、操作方便、投資省，并且達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。1.3設(shè)計(jì)資料1.3.1工藝特點(diǎn)間斷加酸，加酸后槽內(nèi)溫度可達(dá)100℃以上。1.3.2廢氣特點(diǎn)（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℃。1.3.3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)。1.3.4酸洗車間工藝布置圖酸洗時(shí)，工人將預(yù)先裝入金剛砂的φ700mm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(jìn)行酸洗。故酸洗為間斷操作。酸洗槽為3個(gè)，高度為1米，每個(gè)酸洗槽之間距離為2.5米。 二、進(jìn)度安排2.1計(jì)劃進(jìn)度發(fā)題時(shí)間：2016年05月27日指導(dǎo)教師布置設(shè)計(jì)任務(wù)、熟悉設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)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(xiàn)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).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(jì)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(shí)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，\o"1991年出版的圖書"1991.[7]張殿印、申麗主編.工業(yè)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)用手冊》[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003. 本科生課程設(shè)計(jì)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(jì)題目：酸洗廢氣凈化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)答辯記錄：（手寫）成績評定依據(jù)：項(xiàng)目得分比例考勤記錄設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告撰寫答辯成績備注：成績評定依據(jù)的項(xiàng)目內(nèi)容和項(xiàng)目分值比例可以由老師按指導(dǎo)的專業(yè)進(jìn)行調(diào)整，但成績評定依據(jù)的項(xiàng)目數(shù)不得少于3項(xiàng)。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(shí)，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(shí)，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(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)凈化效果好、操作方便、投資省，并且達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。本課程設(shè)計(jì)由余訓(xùn)民老師指導(dǎo)完成，在設(shè)計(jì)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(jì)的報(bào)告，其中的取值，設(shè)計(jì)方法都給予了我深深的啟發(fā)，自己的思考加上些微的資料，或許不足以作出一個(gè)很好的課設(shè)方案，設(shè)計(jì)之中不妥之處在所難免，懇請審閱老師批評指正。第一章概論1.1設(shè)計(jì)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(shí)，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(jìn)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(jì)目的通過設(shè)計(jì)酸洗廢氣凈化系統(tǒng)，使該廠的廢氣達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)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(gè)良好的工作生活環(huán)境，同時(shí)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(shí)保護(hù)了地球的環(huán)境。1.3酸洗廢氣的危害目前，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(shí)，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(jìn)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(dá)到（0.3~1.0）×10-6時(shí)，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(rèn)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，（1~3）×10-6時(shí)多數(shù)人受到刺激，10×10-6時(shí)加劇，個(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)表明，硫酸煙霧引起的生理反應(yīng)要比單一SO2氣體強(qiáng)4~20倍。1.3.2酸洗廢氣對植物的危害污染物對植物的傷害，通常發(fā)生在葉子結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿~子含有整棵植物的構(gòu)造機(jī)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(xì)胞部分。侵蝕開始時(shí)，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（0.3~0.5）×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(jìn)入氣孔，葉肉中的植物細(xì)胞時(shí)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(shí)，植物細(xì)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(xì)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(gè)方面，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(hù)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(jì)規(guī)范煙氣排放達(dá)標(biāo),整套設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(jì)原則要求設(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)。1．工藝特點(diǎn)：間斷加酸，加酸后料槽內(nèi)溫度可達(dá)100℃以上。2．廢氣特點(diǎn)：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(shí)，工人將預(yù)先裝入金剛砂的φ700mm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(jìn)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?yàn)橛捕群芨?，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(shí)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(jì)方案要求此次設(shè)計(jì)要求采用液體吸收法進(jìn)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）法溶劑吸收法采用低揮發(fā)性或不揮發(fā)性溶劑對廢氣進(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(jì)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。2.2.3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)。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(jì)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(jì)采用吸收法處理硫酸煙霧，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(jì)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(jī)、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(jī)吸收塔集氣罩酸洗廢氣3.1工藝流程煙囪風(fēng)機(jī)吸收塔集氣罩酸洗廢氣 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(kuò)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、接受式集氣罩。3.2.2集氣罩的設(shè)計(jì)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(yùn)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(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(jiān)固耐用而造價(jià)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。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(yùn)動，并帶動污染物一起運(yùn)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(jìn)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(jìn)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(jiān)固，耐用，造價(jià)低，易于制作安裝等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)管道采用光滑直管,接頭處采用900或450彎管。3.5風(fēng)機(jī)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及查風(fēng)機(jī)表可選用

9－26N05A及電動機(jī)Y160M2－2型號。第四章附錄計(jì)算書4.1集氣罩的設(shè)計(jì)4.1.1集氣罩基本參數(shù)的確定根據(jù)金剛砂工藝特點(diǎn)以及酸洗操作類別，本設(shè)計(jì)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(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,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）、h2/d03。由設(shè)計(jì)資料知：d=700mm，H′=1000mm取當(dāng)H=500mm,，不大符合要求，但在該設(shè)計(jì)中，可接受。則D0=d＋0.8H=700＋0.8×500=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(yùn)行中的集氣罩是否符合設(shè)計(jì)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(jì)中，為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，通過計(jì)算來確定集氣罩的排風(fēng)量。(1)冬季環(huán)境氣溫為-6oＣ，料槽內(nèi)加酸后溫度可達(dá)100C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=0.7m/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，m2V’——最小吸入速度，0.5~1.0m/s夏季環(huán)境溫度為34℃，加酸后槽內(nèi)溫度可達(dá)100℃△T=T1－T2(K)=100—34=66(K)式中：△T——溫差，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=0.6m/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，m2V’——最小吸入速度，0.5~1.0m/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(jì)算，Q=0.513(m3/s)校核管道中風(fēng)速：（m/s)符合要求（10~20m/s）4.3填料塔的設(shè)計(jì)4.3.1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)kGa＝144kmol/(m3·h·atm)，液相分傳質(zhì)系數(shù)kLa＝0.7h－1推薦標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下液氣比L/G＝2.5～4L/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(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛，而好的填料如果沒有一個(gè)好的液體分布器，也達(dá)不到很好的汽液分布效果。填料的規(guī)格及相關(guān)參數(shù)本設(shè)計(jì)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：。計(jì)算泛點(diǎn)氣速本設(shè)計(jì)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)圖查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖知可得：計(jì)算操作氣速u計(jì)算塔徑，并進(jìn)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）利用圓整后的塔徑重新計(jì)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(shí)，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(jì)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734mmHg(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(jì)算填料塔床層壓降由上面計(jì)算可得橫坐標(biāo)為：縱坐標(biāo)計(jì)算得：在填料塔泛點(diǎn)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(diǎn)。其位置約在：處由于所以填料床層壓力降為：70×9.80665=686.47Pa/m≈686Pa/m4.3.4計(jì)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(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50Pa4、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4.3.7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3~10mm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(gè)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(jìn)口裝置應(yīng)能防止液體流入進(jìn)氣管，同時(shí)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(shí)，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(dá)98%-99%），阻力?。s小于250Pa），占空間小。第五章管網(wǎng)設(shè)計(jì)5.1風(fēng)速和管徑的確定保證管道內(nèi)風(fēng)速在10~20m／s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(jì)選用16.33m/s左右。則管徑圓整后復(fù)合風(fēng)速：在10~20m/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(jì)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頁管段1集氣罩一個(gè)90°彎頭一個(gè)（R/D=1.5)合流三通（合流1-3）根據(jù)查得管段2集氣罩一個(gè)90°彎頭一個(gè)（R/D=1.5)合流三通（合流2-3）管段3合流三通（合流3-5）漸擴(kuò)管一個(gè)管段4集氣罩一個(gè)90°彎頭一個(gè)（R/D=1.5) 漸擴(kuò)管一個(gè) 合流三通（合流4-5）管段5 90°彎頭兩個(gè)（R/D=1.5)管段6漸擴(kuò)管一個(gè)90°彎頭三個(gè)（R/D=1.5) 漸擴(kuò)管一個(gè)管段7 漸擴(kuò)管一個(gè) 傘形風(fēng)帽一個(gè)（排風(fēng)h/D0=0.5）5.3.2圓形風(fēng)管的單位摩擦阻力的計(jì)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=0.15—0.18，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=0.15~0.18，取K=0.15表5.1圓形通風(fēng)管道規(guī)格管段1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=4.75m因此：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：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=320mmRm’=8.65Pa/m，取L=1.00m因此：管道4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=3.5m因此：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=400mmRm’=5.10Pa/m，取L=8.15m因此：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=400mmRm’=5.10Pa/m，取L=8.15m因此：管道7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=400mmRm’=5.10Pa/m，取L=8.15m因此：5.3.3沿程阻力損失計(jì)算管道1管道2管道3管道4管道5管道6管道75.3.4局部阻力損失計(jì)算管道1管道2管道3管道4管道5管道6管道75.3.5管段阻力損失管道1管道2管道3管道4管道5管道6管道75.3.6對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡計(jì)算由三廢處理工程技術(shù)手冊585頁可知：對并聯(lián)管路進(jìn)行壓損平衡計(jì)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。匯合點(diǎn)A為使管段1、2達(dá)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：匯合點(diǎn)B為使管段3、4達(dá)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=190mmd3=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(jī)的風(fēng)量式中：Q′—風(fēng)機(jī)總風(fēng)量，m3/hQZ—系統(tǒng)計(jì)算風(fēng)量，m3/hk1—風(fēng)量修正系數(shù)，k1=0.1-0.156.2風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓p′式中：p′—系統(tǒng)壓降，Pa—系統(tǒng)計(jì)算壓降，Pak2—壓降修正系數(shù)，k2=0.1-0.56.3與風(fēng)機(jī)標(biāo)定工況換算″=′式中：″—實(shí)際工況下系統(tǒng)壓降，Pa—風(fēng)機(jī)標(biāo)定時(shí)的氣體密度，kg/m3—實(shí)際工況下氣體密度，kg/m36.4動力系統(tǒng)選擇選擇風(fēng)機(jī)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面問題：根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，確定風(fēng)機(jī)的類型；根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓或選定的風(fēng)機(jī)的類型選擇合適的風(fēng)機(jī)的機(jī)號；考慮到管道可能漏風(fēng)，有些阻力計(jì)算不夠完善，選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量應(yīng)大于通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)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(jī)。在通風(fēng)工程中，在表示通風(fēng)機(jī)性能的表格中往往有配套的電機(jī)型號和功率。依據(jù)進(jìn)入風(fēng)機(jī)風(fēng)量'Q和實(shí)際工況下系統(tǒng)壓強(qiáng)，選擇4-72型NO.4A型離心通風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為2900r/min，配電電機(jī)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(jī)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(jì)主要包括支架類型選擇、支架坐標(biāo)確定和支架荷載計(jì)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(jìn)出口、風(fēng)機(jī)進(jìn)出口等設(shè)固定支架，熱補(bǔ)償管段的端點(diǎn)設(shè)固定支架，補(bǔ)償器兩側(cè)設(shè)活動支架，熱補(bǔ)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(qiáng)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(yùn)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。7.1.4補(bǔ)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(bǔ)償裝置。補(bǔ)償器分為自然補(bǔ)償器和補(bǔ)償器補(bǔ)償。此系統(tǒng)選擇Z形補(bǔ)償器，是常用的自然補(bǔ)償器之一，它的優(yōu)點(diǎn)在于在管道中很容易實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。圖7.1形補(bǔ)償器思考題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(diǎn)？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(jì)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(diǎn)？7.吸收（凈化）塔氣液進(jìn)出口如何設(shè)置？管徑如何計(jì)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(shí)，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、壓力和濃度有關(guān)。吸收過程的推動力等于氣相中氣體的分壓與溶液溶質(zhì)氣體的平衡蒸汽壓之差?；瘜W(xué)吸收：一般氣體在溶劑中的溶解度不高。利用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，可大幅度地提高溶劑對氣體的吸收能力。利用化學(xué)反應(yīng)大大擴(kuò)展了吸收操作的應(yīng)用范圍，此種利用化學(xué)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)吸收的操作稱為化學(xué)吸收。物理吸收優(yōu)點(diǎn)：①氣體的物理吸附類似于氣體的液化和蒸氣的凝結(jié)，故物理吸附熱較小，與相應(yīng)氣體的液化熱相近；②氣體或蒸氣的沸點(diǎn)越高或飽和蒸氣壓越低,它們越容易液化或凝結(jié),物理吸附量就越大；③物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脫附速率都較快；任何氣體在任何固體上只要溫度適宜都可以發(fā)生物理吸附，沒有選擇性；④物理吸附可以是單分子層吸附，也可以是多分子層吸附;⑤被吸附分子的結(jié)構(gòu)變化不大,不形成新的化學(xué)鍵，故紅外、紫外光譜圖上無新的吸收峰出現(xiàn)，但可有位移；⑥物理吸附是可逆的物理吸收缺點(diǎn)：選擇性較差化學(xué)吸收優(yōu)點(diǎn)：（1）化學(xué)反應(yīng)提高了吸收的選擇性；（2）加快吸收速率，從而減小設(shè)備容積；（3）反應(yīng)增加了溶質(zhì)在液相的溶解度，減少吸收劑用量；（4）反應(yīng)降低了溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，可較徹底地除去氣相中很少量的有害氣體。例如，為清洗氯乙烯氣體中的HCl,先用水進(jìn)行吸收，然后用堿液為吸收劑以除去氯乙烯中殘留的少量HCl氣體。化學(xué)吸收缺點(diǎn)：（1）如果該反應(yīng)不可逆，溶劑將難以再生和循環(huán)使用（2）化學(xué)反應(yīng)其速度較慢分級效率(E)是指分級溢流中某一級別的重量與分級機(jī)給料中同一粒級重量的百分比。它是考查分級機(jī)工作好壞的指標(biāo)。而除塵效率表示除塵器除塵效果的技術(shù)指標(biāo)?？梢钥偝龎m效率或分級除塵效率表示。總除塵效率指同時(shí)間內(nèi)除塵器捕集的粉塵量與進(jìn)入粉塵量之百分比，是反映裝置除塵程度的平均值。吸收指的是目標(biāo)氣體與吸收劑（液體）接觸并進(jìn)入液相的過程?；瘜W(xué)意義在于目標(biāo)氣體的富集，例如工廠尾氣內(nèi)含5%的SO2，經(jīng)過吸收劑后大部分氣體不被吸收劑所吸收，而SO2可以大量被吸收。吸附和吸收類似，但是吸附劑，或者說載體一般指的是固體。吸收和吸附可以是化學(xué)過程，也可以是物理過程，或者是