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1、1概述- 1 -任务来源- 1 -设计目的- 1 -设计依据- 1 -设计原则- 1 -气象资料- 1 -2处理要求及方案的选择- 2 -处理要求- 2 -2.2 处理方法简介- 2 -处理方法的比较- 3 -处理方法选择- 3 -3工艺流程- 4 -3. 1 工艺流程图- 4 -3. 2 工艺流程简介- 4 -3. 2.1 集气罩- 4 -吸收塔- 4 -管道- 4 -风机及电机- 5 -4平面布置- 6 -5参考文献- 6 -1集气罩的设计- 7 -集气罩的基本参数的确定- 7 -集气罩入口风量的确定- 7 -冬季- 7 -夏季- 8 -2集气罩压力损失的确定- 9 -3管道设计- 9 -
2、阻力计算- 9 -4动力系统选择- 12 -安全系数修正- 12 -风机标定工况计算- 13 -动力系统的选择- 13 -酸洗废气净化系统设计说明书1概述某厂生产用金刚砂，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，因此要求对酸洗废气净化，设计任务来源于本企业。利用废气净化设备，通过回收或去除减少排放气体的有害成分，达到保护环境、净化空气，消除污染，以及保护车间的生产工作人员。设计依据工业企业卫生设计标准 TJ 361979大气污染物排放标准 GB 16297-1996设计原则1）技术先进、工艺合理、适用性强、有较好的可操作性
3、。2）处理效果稳定，有害物去除率高，稳定达到国家排放标准。3）运行经济合理，占地面积小节省空间。4）运行、管理、设备维护简便易行。1.5气象资料该厂所处地区冬季最低温度为-6。夏季最高温度为31；冬季大气压力734mmHg，夏季大气压力为718mmHg2处理要求及方案的选择（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：酸雾含量为3500，具有腐蚀性，有一定的挥发性 （3）酸洗时，工人将预先装入金刚砂的650mm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。酸洗完成后，将料槽推出卸料，重新推入另一桶新料进行酸洗。生产方式为间歇操作
4、。要求处理后的废气符合大气污染物排放标准（GB 16297-1996）要求，即单酸洗废气浓度 产生浓度排放浓度mg/ m3350045 处理方法简介根据国内外已运行的大中小企业酸洗废气净化系统的调查，要达到合理的设计标准可采用的处理方法有：吸收法，吸附法，燃烧及催化净化等。1）吸收法：主要是采用低挥发性或不挥发性溶剂对废气中有害物质进行吸收，再利用有害粒子和吸收剂物理性质的差异进行分离的方法，当气体自吸收塔底部进入塔内，在上升过程中与来自塔顶的吸收剂接触使净化后的气体由塔顶排出。2）吸附法： 废气与多孔性固体接触时，利用固体表面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表面的方
5、法。3）燃烧及催化净化法：原理是用过量的空气使废气燃烧，大多数生成水蒸气和二氧化碳，对于生成产物中的HCl或SO2再进一步处理。处理方法的比较处理方法吸收法吸附法燃烧催化净化处理方法的优缺点比较处理过程简单适用于气态污染物浓度较高、温度较低和压力较高的场合，能够稳定达到排放标准。吸附过程中可达到去除废气中污染物质，回收有用物质，适合处理高流量低污染的气体，吸附剂成本高。处理过程简单，去除率高，具有局限性，只适用于净化可燃的或在高温情况下可以分解的有害物质，再次处理比较麻烦。处理方法选择综上所述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烟雾。操作情况下：气相
6、传质系数液相传系数 液气比:3工艺流程3. 1 工艺流程图酸洗废气集气罩吸收塔(NAOH)风机烟囱排放3. 2 工艺流程简介3. 2.1 集气罩本设计采用圆形接收罩集气罩，设计要求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。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。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 。本设计选用圆形接受式集气罩装置，由设计资料知酸洗槽直径d=650mm。设计集气罩连接风管的直径d0=200mm 集气罩喇叭口长度h=500mm集气罩距污染
7、源的垂直距离H/350mm 集气罩口的直径D0=1000mm3吸收塔本设计采用填料塔，填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。塔径为1.5m 压力损失为4000Pa管道采用普通镀锌薄钢板，具有一定的防腐蚀性能造价低，容易安装。各段管道系数：27: 90阻力系数） 68： 圆形弯头阻力系数0.081 直流三通： 911:90, 0.25） 直流三通（直管）=30 28: 圆形弯头（R=1.5D）5； 圆形弯头（R=1.5D）2；吸入三通 1518： 圆形弯头2个：0.55； 软连接0.11 3.风机及电机通过计算根据进入风机风量和实际工况下的系统压降查表后，本设计采用型号为F462
8、的离心式通风机以及型号为Y160M22的电动机。4平面布置 另附A3纸一张5参考文献1.郝吉明，马广大，王书肖. 4552.95.3.周兴求,叶代启.环保设备设计手册.J化学工业出版社.2202.2.4.蒋展鹏.环境工程学.M.高等教育出版社.1999.5.李连山.大气污染控制工程.武汉理工大学出版社.2003.8.6.曾光明，袁兴中，李彩亭.环境工程设计与运行案例.化学工业出版社.2004.5.酸洗废气净化系统计算说明书1集气罩的设计本设计选用圆形接受式集气罩装置，由设计资料知酸洗槽直径d=650mm。设计集气罩连接风管的直径d0=200mm 集气罩喇叭口长度h=500mm集气罩距污染源的垂
9、直距离H/350mm 集气罩口的直径D0=1000mm校核：d0/d=200/650=0.2 符合要求 1D0/d=1000/650=1.542 符合要求H/d=350/6540.7 符合要求h/d0 =500/200=2.53 符合要求根据资料可知该厂所处区域季节温差较大故分为冬季和夏季分别计算冬季（1）环境气温为-6，料槽内温度可达100C T=T1-T2(K)=(100+273)-（273-6）=94 K 式中 T-温差，K;T1-料槽温度，K;T2-环境温度，K;（2）污染源断面积F=0.6532m 热量流率T9432/3600= KJ/s （3）热烟气流量Q0=0.403(qHF2)
10、1/3=(0.35322)1/3= m2/s 式中H-集气罩距污染源的垂直距离，m 。（4）最小吸入风量 Q=Q0+vF 式中 vm/s。取v= m/s。F集气罩罩口面积与污染源面积之差 F=F0-F=1-0.65= m2故 Q冬=+0.8=m3/s夏季（1）环境温度为310C料槽内温度可达1000C T=(100+273)（273+31)=69 K （2）污染源断面积F=0.6532m 热量流率T6932/3600= KJ/s （3）热烟气流量Q0=0.403(qHF2)1/3(0.35322)1/3 = m2/s式中H-集气罩距污染源的垂直距离，m 。（4）最小吸入风量 Q=Q0+vF 式
11、中 vm/s。取v m/s。F集气罩罩口面积与污染源面积之差 F=F0-F=1-0.65= m2故Q夏=+0.8=m3/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即Q=m3/s2集气罩压力损失的确定集气罩的压力损失p一般表示为压力损失系数与直管中的压力之乘积的形式即 式中压力损失系数； 气体密度，kg/m3 气流的流速，m/s通过集气罩口的流量系数和局部阻力系数表可知3,气体密度为kg/m3,取=15m/s,则 3（152/2）=Pa3管道设计3.1阻力计算由设计资料可知，混合气体中污染物浓度为3500mg/m3,混合气体温度为1000C，冬季大气压为73410Pa) 1）混合污
12、染物体积分数：y=(3.5/98)=82）混合气体平均分子量=(1y)y=29(18)988=28.85(g/mol)3）混合气体密度：(100+273)=kg/、管道2-7：流量3/s=管径d=200mm，管道中气流速度v=40.447/（0.202）=m/s查摩擦压损系数表可知此类管道/d=则动压2/2=Pa比摩阻R0=/d=Pa/m局部阻力系数：90圆形弯头（R/D=1.5）, =0.25；直流三通（直管）=30=0.12局部阻力损失：=P罩=(0.250.12)=Pa沿程阻力系数：2；长度分别为：0.50m 2.50m沿程阻力损失：=R0L=Pa 总阻力损失：P1=+=Pa（2）管道6
13、-8局部阻力系数：300弯头：0.081；三通：9则局部阻力损失：=P罩=(0.0816) +=Pa沿程阻力系数：2；长度分别为：0.4m沿程阻力损失：=R0L=0.4=Pa 总阻力损失：P2=3.48=Pa校核 因为3.48/=%10%所以 符合要求（3）管道911：流量Q=4747=0.894m3/s =取管径d=250mm管道中气流速度v=40.894/（0.252）=m/s则动压432/2=Pa 查表可知：比摩阻R0=/d674=11.41Pa/m局部阻力系数90圆形弯头（R/D=1.5）, 0.25；直流三通（直管）=30则局部阻力损失：=P罩50.3)+=Pa沿程阻力系数：7；长度
14、为：1m 沿程阻力损失：=R0L=11.412=Pa总阻力损失：P3=121.87Pa校核：11.41121.87=9.3%10%(4)管道28流量3/s=管径d=200mm，管道中气流速度v=40.447/（0.202）=m/s查摩擦压损系数表可知此类管道/d=则动压2/2=比摩阻R0=/d=局部阻力系数：900弯头2个（R=1.5D）：5；450弯头：2；三通局部阻力损失：=P罩520.3)=Pa沿程阻力系数：2；长度为：1m 沿程阻力损失：=R0L=1=Pa 总阻力损失：P4=Pa校核：/=8.28%10%所以 符合要求（5）管道1518：流量Q=0.4473=m3/s 取管径d=300
15、mm管道中气流速度v=4/（0.302）=m/s则 动压=2/2=Pa 查表可知：/d482比摩阻R0=/d482=Pa/m局部阻力系数：900弯头2个：0.25；软连接：1. 局部阻力系数：2 局部阻力损失：=21=Pa 局部阻力损失：= =(0.2521) =Pa 沿程阻力系数：4；长度分别为：1.2m，0.3m 沿程阻力损失：=R0L=7.95=Pa 总阻力损失：P5=10+18.8=Pa校核：11.925135.38=8.8%10%系统总阻力损失为P总=+1+4000=4Pa4动力系统选择安全系数修正 Q=Q（1+K1） =3(1+0.12)=(m3 )式中Q风机总风量，m3 Q系统计算风量，m3 K1风量修正系数，P=P（1+K2） =4(1+0.12)= Pa 式中 P系统压降，PaP系统计算压降Pa K2压降修正系数风机标定工况计算 =(273+100)/(273+20) =Pa式中 实际工况下系统压降0风机标定时的气体密度实际工况下气体密度动力系统的选择风机型号F462电动机型号YB280