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1、大气污染控制工程课程设计大气污染控制工程课程设计系部环境工程系课 程 名 称大气污染控制工程课程设计适用班级姓名 学号 指导老师金磊厦门理工学院环境工程系2015年1月某厂酸洗硫酸烟雾治理设施设计TheFacilityDesignof XCompanyforPickling Sulphuric AcidGasGovernance摘 要 大气污染已经成为了一个全球性的问题，大气污染已经直接影响到人们的身体健康，所以必须通过有效的措施进行治理，大气污染控制工程课程设计是配合大气污染控制工程专业课程而单独设立的设计性实践课程。本次设计是对某厂酸洗硫酸烟雾治理设施进行设计。其主要内容包括：集气罩的设计
2、、填料塔的设计、管网的布置及阻力计算等。本设计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，经过净化后的气体达到大气污染物综合排放标准。本次设计通过对酸洗硫酸烟雾治理净化，使我们能够初步掌握治理净化系统设计的基本方法，以及综合分析问题和解决实际问题的能力。AbstractAtomsphere pollection has become a global issue.And efficient measures are urgengtly needed to govern the air pollution,as the air pollution has cause
3、d the direct impact on human health. Curriculum Design of Air Pollution Covernace is an experiment-designing course which is set up to assist the course of Air pollution control engineering.This design is aim to devise the treatment facility on pickling sulphuricacid for x factery , which includes t
4、he design of gas- ullecting hood and packed tower,the layout of prpe network ,and the calculation of resistance and soon.This design is on the basis of the purification by uguid absorption -stripping,that is the using of 5% liquor NaOH is packed tower to absorb and purity sulphuric acid.After purifi
5、cation,the air reaches air pollutant release standards. 关键词 硫化工艺；脱硫；Sulfurous smog Sulfurous smog碱液吸收法；SDG法Key words Vulcanization process；Desulphurization；Alkali absorption method；SDG目录前 言- 5 -一、设计概述- 6 -1.1设计目的- 6 -1.2设计要求及任务- 6 -1.3设计任务分工- 6 -二、设计内容- 7 -2.1设计任务书- 7 -2.1.1 课程名称- 7 -2.1.2 基础资料- 7 -
6、2.2工艺原理- 9 -2.3设计方案的比较和确定- 9 -2.3.1 除雾器- 11 -2.3.2 SDG法- 11 -2.3.3液体吸收法- 12 -2.4. 处理单元的设计计算- 13 -2.4.1 集气罩的设计计算- 13 -2.4.2集气罩入风口的计算- 14 -2.4.3填料塔的设计- 16 -2.4.4填料塔有关附件的选择- 22 -2.4.5加料搅拌池和储液池的设计计算- 24 -2.4.6储液池的设计计算- 25 -2.4.7水泵的选取- 25 -2.4.8管网的设计及系统阻力计算- 26 -2.4.9系统阻力计算- 29 -2.4.10节点压力平衡计算- 33 -2.4.1
7、1总压力损失- 34 -2.4.12烟囱设计高度- 35 -2.5工艺流程图、设备图- 38 -三、总结- 39 -四、参考文献- 40 -五、附录- 41 -前 言我国的能源结构以煤为主，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。随着经济的快速发展，我国因燃煤排放的二氧化硫急剧增加，所造成的酸雨污染已经到了十分严重的程度，必须引起密切关注。随着人口的剧增和城市化的加剧，煤和石油燃烧排放到大气中的二氧化硫越来越多，它在大气中与水蒸气和氧气混合，生成硫酸，形成酸雨，它对生态系统的危害已成为举世瞩目的环境问题。控制大气中二氧化硫的含量无疑是当今正在努力的一个问题。而酸洗产生的废气中含有大量酸性气体，合理处
8、理废气中的酸性气体是控制大气污染的必要措施。大气污染防治既是重大民生问题，也是经济升级的重要抓手。日益突出的区域性复合型大气污染问题是长期积累形成的。治理好大气污染是一项复杂的系统工程。本次设计是对某厂酸洗硫酸烟雾治理设施进行设计。酸雾主要是硫酸雾、磷酸雾、铬酸雾。本设计是指硫酸雾，它是浓硫酸酸洗时产生的，所含酸雾浓度超过规定限值。处理的酸雾的方法有多种。本设计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，经过净化后的气体达到大气污染物综合排放标准。此设计通过对酸洗硫酸烟雾治理净化系统的工艺设计，使我们能够初步掌握酸洗硫酸烟雾治理净化系统设计的基本方法。培养我们利用
9、已学理论知识，综合分析问题和解决实际问题，减少有害气体生成，以及减轻有害气体对车间环境及工人身体健康造成的严重危害。一、 设计概述1.1设计目的大气污染控制工程课程设计是配合大气污染控制工程专业课程的设计性实践课程。教学目的和任务是使学生在学习专业技术基础和主要专业课程的基础上，学习和掌握环境工程领域内主要设备设计的基本知识和方法，培养学生综合运用所学的环境工程领域的基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力，培养学生调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力。1.2设计要求及任务本次设计的目标是对某厂酸洗硫酸烟雾治理设施进行设计。
10、其主要内容包括：集气罩的设计、填料塔的设计、管网的布置及阻力计算等，经过净化后的气体达到大气污染物综合排放标准。主要设备的设计计算工艺管道设计及风机的选择绘制治理设施系统图编写课程设计说明书1.3设计任务分工：设计方案简介：包括对选定的工艺流程、主要设备（或构筑物）的形式进行简要论述。编写设计说明书：设计说明书的编写方法和格式。包括设计任务书、目录、设计方案评述、工艺设计、主要设备设计、工艺流程设计图及主要设备（或构筑物）结构图、设计结构总汇、参考文献等。：主要设备（或构筑物）的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备（或构筑物）的工艺尺寸计算及结构设计。典型辅助设备的选型和
11、计算：包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。编写计算程序：主要设备（或构筑物）的工艺设计计算流程和格式；典型辅助设备的选型的计算流程和格式。: 工艺流程图:以单线图的型式绘制，标出主要设备（或构筑物）和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要参数测量点。主要设备（或构筑物）的工艺条件图：包括设备（或构筑物）的主要工艺尺寸。：部分设备（或构筑物）的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备（或构筑物）的工艺尺寸计算及结构设计。编写计算程序：主要设备（或构筑物）的工艺设计计算流程和格式；典型辅助设备的选型的计算流程和格式。二、设计内容2.1设计任务书2.1.1 课
12、程名称某厂酸洗硫酸烟雾治理设施设计2.1.2 基础资料某厂生产需加浓硫酸酸洗处理。加酸时，有大量蒸汽、酸雾及有害气体生成，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效果好、操作方便、投资省，并且达到排放标准。酸洗工艺特点酸洗时，工人将预先装入金刚砂的900mm的圆筒形料槽，沿酸洗槽前方的轨道，推入酸洗槽位置后，向料槽中加入浓硫酸，并不断搅拌。酸洗完后，将料槽推出卸料；重新装入一筒新料进行酸洗。故酸洗为间断操作，加酸后槽内温度可达80以上。废气特点废气成分：近似空气，标准状态下酸雾含量为6000mg/m3；废气温
13、度：80。气象资料气温：冬季：5；夏季：39大气压力：冬季：101.86kPa； 夏季：95.72kPa酸洗车间工艺布置图酸洗车间平面图见图1，酸洗车间剖面图见图2图4-1 酸洗车间平面图图4-2 酸洗车间剖面图2.2工艺原理酸雾是指雾状的酸性物质，酸雾主要有硫酸雾、磷酸雾、铬酸雾。硫酸雾产生于湿法制硫酸及稀硫酸浓缩过程；磷酸雾产生于磷酸及磷肥生产过程；铬酸雾产生于电镀镀铬过程。同时二氧化硫等硫氧化物和其他酸性物质在有水雾、飘尘存在时也生成酸雾。酸雾的危害性极大，对人体健康、植物、器物和材料及大气能见度皆有重要影响，而且它的影响比二氧化硫更严重。当大气中的二氧化硫氧化形成硫酸和硫酸烟雾时，即使
14、其浓度只相当于二氧化硫的十分之一，其刺激和危害也将更为显著。治理酸雾可采用丝网过滤法、碱液吸收法、水溶液吸收法，本设计采用5%NaOH溶液在填料塔中吸收净化酸雾，这是一种酸碱中和吸收方法。反应式为： SO2+2NaOHNaSO3+H2O2.3设计方案的比较和确定酸雾因其性质不同，对其控制及净化的难易程度亦不同。其净化方法一般可分为物理净化和化学净化两大类。物理净化包括吸附-解吸法、离心法、过滤法等；化学法包括燃烧法、氯化法、催化法、中和法等。以下列出了几种不同的酸雾的净化方法。表4-1几种不同的酸雾的净化方法种类净化方法净化机理硫酸雾（气溶胶状态）丝网过滤法（干式）碱液洗涤法（湿式）水洗涤（湿
15、式）拦截、碰撞、吸附、凝聚、静电酸碱中和利用酸雾的水溶性盐酸雾（气态与气溶胶状态）静电抑制（干式）覆盖法（干式）碱液洗涤（湿式）水洗涤（湿式）高压静电造成荷电酸雾返回液面覆盖材料抑制酸雾外溢酸碱中和利用酸雾的水溶性硝酸雾（主要是气态）催化还原法（干式）碳质固体还原法（干式）吸附法（干式）电子一束法（干式）碱液洗涤法（湿式）稀硝酸吸收法（湿式）硝酸钒液吸收法（湿式）氧化-吸收法（湿式）吸收-还原法（湿式）催化剂作用使NO2还原为N无催化剂作用，C将NO还原为N利用吸附材料的高吸附能力利用高速电子促进分子反应转化为硝酸铵酸碱中和酸雾的溶解性酸雾的溶解性提高氧化度，增加吸收能力使NO还原为N氢氟酸雾（气态与气溶胶状态）氧化铝吸附法（干式）石灰石吸附法（干
