大氣污染控制課程設(shè)計----鑄造廠烘干爐臭氣治理工藝設(shè)計

1、<p>　　《大氣污染控制工程》課程設(shè)計</p><p>　　鑄造廠烘干爐臭氣治理工藝設(shè)計</p><p><b>　　說明書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　課程設(shè)計的目的······

2、83;····································&

3、#183;·············2</p><p>　　設(shè)計原始資料··················

4、;····································

5、83;····2</p><p>　　設(shè)計工藝資料···························&

6、#183;·······························2</p><p>　　設(shè)計內(nèi)容與

7、要求····································&#

8、183;····················2</p><p><b>　　工藝設(shè)計計算</b></p><p>　　<一>噴淋塔的設(shè)計·

9、83;····································&

10、#183;················2</p><p>　　<二>吸附塔的設(shè)計·············&#

11、183;····································

12、·····6</p><p>　　<三>煙囪的設(shè)計·························&#

13、183;·······························10</p><p>　　<四

14、>管道的設(shè)計···································&

15、#183;·····················11</p><p>　　<五>風(fēng)機(jī)選擇········

16、83;····································&

17、#183;·············12</p><p>　　參考文獻(xiàn)··················

18、····································

19、3;········13</p><p>　　附圖（治理工藝高程圖、平面布置圖）</p><p><b>　　課程設(shè)計的目的</b></p><p>　　通過課程設(shè)計進(jìn)一步消化和鞏固本課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力

20、。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，進(jìn)行設(shè)計計算，繪制工程圖，使用技術(shù)資料，編寫設(shè)計書的能力。</p><p><b>　　設(shè)計原理資料</b></p><p>　　某鑄造廠現(xiàn)有兩座遠(yuǎn)紅外烘干爐，用于烘干集團(tuán)公司所生產(chǎn)的主要產(chǎn)品——推土機(jī)和壓路機(jī)的型砂。廠房的平面示意圖如圖2.</p><p>　

21、　烘干工序?yàn)椋汉娓蔂t采用間歇式操作，兩座烘干爐每一個平均烘干三爐型砂，在加熱過程中有恒溫控制系統(tǒng)進(jìn)行自動控制，每加熱一爐型砂需要4小時左右，其排放煙氣是間歇性的，一般爐內(nèi)溫度加熱到180°C開始用風(fēng)機(jī)進(jìn)行排氣，大約排放15分鐘，以后每30分鐘進(jìn)行一次排氣。爐內(nèi)煙氣通過安裝在爐頂?shù)膬膳艢夤埽╠=200mm）引出，沒有設(shè)置煙囪，煙氣直接排入室外環(huán)境。</p><p>　　從某鑄造廠得來的資料了解到型砂是用3

22、—4%的合脂油和黃沙混合而成的。從合脂油的硬化主要是由于羥基酸之間的羥基團(tuán)起作用并聚合成分子量知道更大的聚合物。由于合脂中含有較多的羥基酸中的羥基（-OH）和羧基（-COOH）相互脫水而合成聚合物“交脂”。加熱的作用除了為合脂的硬化提供環(huán)境外，也起到蒸發(fā)水分和促進(jìn)合脂油中稀釋劑（煤油）的生成的作用。這就使得在加熱的過程中有各種復(fù)雜的物理質(zhì)以氣體的形式排出。主要有合脂油在縮聚過程中產(chǎn)生的水、有機(jī)酸、煤油以及合脂油和黃沙所含雜質(zhì)在加熱過程中

23、所產(chǎn)生的一些易揮發(fā)的小分子有機(jī)物等。這些物質(zhì)排入環(huán)境產(chǎn)生惡臭污染。</p><p><b>　　設(shè)計工藝參數(shù)</b></p><p>　　系統(tǒng)風(fēng)量（Q）：800 風(fēng)量：3807</p><p>　　煙氣溫度（T）：88—99°C 功率：5.5KW</p><p>　　排風(fēng)管直徑（D）：2

24、25mm 原風(fēng)機(jī)型號：Y132S1—2</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容與要求</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計原始資料，利用所學(xué)的大氣污染控制工程的有關(guān)知識，設(shè)計以下內(nèi)容：</p><p>　　分析污染物的組成和特點(diǎn)，合理凈化工藝流程；</p><p>　　根據(jù)選擇的凈化工藝，確定凈化裝置的類型；

25、</p><p>　　進(jìn)行凈化裝置的設(shè)計計算；</p><p>　　完成管道的布置與計算；</p><p><b>　　進(jìn)行煙囪設(shè)計計算；</b></p><p><b>　　編制設(shè)計說明書；</b></p><p>　　繪制凈化工藝的平面布置圖、高程圖共兩張。</p&

26、gt;<p><b>　　工藝設(shè)計計算</b></p><p>　　<一> 噴淋塔的設(shè)計</p><p>　　煙氣量為800要求煙氣入口溫度90°C，出口溫度將為40°C，用自來水冷卻氣體，自來水進(jìn)塔溫度為20°C，出塔為35°C</p><p><b>　　煙氣量換算

27、</b></p><p><b>　　Q=</b></p><p><b>　　進(jìn)口煙氣量</b></p><p><b>　　出口煙氣量</b></p><p><b>　　塔徑的計算</b></p><p>　　初取

28、空塔氣速v=1.8m/s</p><p>　　則 取D=500mm</p><p><b>　　V=</b></p><p><b>　　濕段高度計算</b></p><p>　　初取噴淋塔的停留時間t=1.4m/s</p><p>　　則停留高度(濕段高度)：，取h

29、=2.50m</p><p><b>　　t=</b></p><p><b>　　用水量計算</b></p><p>　　根據(jù)熱平衡式計算：Q=W</p><p><b>　　，此時</b></p><p><b>　　，此時</b&g

30、t;</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　噴淋塔設(shè)置</b></p><p>　　<一> 布水裝置的設(shè)計</p><p>　　噴淋塔塔徑D=500mm（600mm屬于小塔，所以選擇蓮蓬頭噴灑器。在蓬頭下部球面鉆有許多小孔。這種噴灑器安裝簡單，噴灑范圍而和

31、壓頭有關(guān)。安裝如圖<1></p><p>　　蓮蓬頭直徑：d=D/4=500mm/4=125mm</p><p><b>　　蓮蓬頭的開孔數(shù)：</b></p><p>　　采用同心圓排列法，取圈數(shù)m=4，第一圈圓周上孔數(shù)為2。</p><p><b>　　所以n=</b></p&g

32、t;<p><b>　　小孔孔徑：</b></p><p><b>　　Q=</b></p><p>　　取小孔流量系數(shù)φ=0.85，g=9.81，孔以上的高度h=180mm</p><p><b>　　小孔孔徑d=</b></p><p><b>　　

33、取噴灑角：=60°</b></p><p><b>　　安裝高度：</b></p><p><b>　　W=</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　<二> 除霧器</b></p&

34、gt;<p>　　氣液接觸后，氣體中會有一定量的液體沫霧，在進(jìn)入吸附塔之前，必須將水霧去除。常用的除霧器有拆版除霧器，填料除霧器，絲網(wǎng)除霧器，考慮到噴淋塔的特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)因素和效果，本工藝采用絲網(wǎng)除霧器。此裝置分離效率高（可達(dá)98—99%）,阻力小（小于250P），占空間小，對于無雜質(zhì)固體顆粒的氣體尤其適用。相關(guān)參數(shù)設(shè)計如下：</p><p><b>　　設(shè)計氣速的確定</b>&l

35、t;/p><p><b>　　液體重度：</b></p><p><b>　　氣體重度：</b></p><p>　　選用標(biāo)準(zhǔn)型絲網(wǎng)?。篕=0.110</p><p><b>　　所以V=</b></p><p><b>　　絲網(wǎng)的面積</b

36、></p><p>　　故，取D=300mm</p><p>　　絲網(wǎng)的厚度及絲線直徑</p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取絲線直徑D’=0.3mm，厚度S=100mm，容積重度1500</p><p><b>　　除霧器的壓力損失</b></p><p><b>　　除霧器安裝位置：&

37、lt;/b></p><p>　　距塔頂250mm，距噴灑器550mm，所以</p><p>　　<三> 進(jìn)氣口及布?xì)庋b置</p><p>　　為了防止液體進(jìn)入進(jìn)氣管，同時能夠使氣體分布均勻，對于500慢慢的噴淋器采用如下圖（3）的進(jìn)氣布置，有以下優(yōu)點(diǎn)：有效防止液體進(jìn)入，氣體能更均勻分散，氣體沖擊塔底液面，加強(qiáng)效果。</p><

38、p>　　在進(jìn)氣口上方設(shè)置一均流板（使上升氣體更均勻分散），開口率為：50%。</p><p>　　取進(jìn)口管徑d=220mm和烘干爐出氣管徑一樣。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　<四> 塔頂及塔斗設(shè)計</p><p>　　根據(jù)氣體在管道內(nèi)的速度范圍及噴淋塔的出口氣體的細(xì)致特點(diǎn)

39、，在塔頂設(shè)計成錐形，選取噴淋塔的出口口徑D=160mm，外接外徑為160mm壁厚0.5mm的鋼質(zhì)管道，其中塔斗邊角為45°，如圖</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　V=</b></p><p><b>　　取</b></p><p>

40、　　<五> 塔的總高度及壓力損失</p><p><b>　　塔的總高度：</b></p><p><b>　　H=</b></p><p>　　塔的壓力損失：△P=△PH=180×3.624=652.32Pa</p><p>　　<六>噴淋塔的結(jié)構(gòu)示意圖如下：出氣

41、口</p><p>　　<一> 吸附塔的設(shè)計</p><p><b>　　吸附劑的選擇</b></p><p>　　工業(yè)上應(yīng)用廣泛的吸附劑主要有四種：活性炭、活性氧化鋁、硅膠和沸石分子篩。通過常用吸附劑的比較，我們可以選擇活性炭作為吸附劑。它是由各種含碳物質(zhì)在低溫下碳化，然后在高溫下活化而得到。其優(yōu)點(diǎn)是吸附效率高，比表面積大，有足夠

42、的機(jī)械強(qiáng)度，提熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，價格便宜，且易獲得。</p><p><b>　　選取相關(guān)參數(shù)如下：</b></p><p><b>　　堆積密度：</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)確定活性炭的用量為：400kg/3個月，采用固定床活性炭吸附裝置。</p><p><b>　　吸附塔

43、煙量的計算</b></p><p><b>　　活性炭的體積</b></p><p><b>　　塔徑D的確定</b></p><p>　　取空塔氣速v=0.36m/s</p><p><b>　　，取D=1.0m</b></p><p>&

44、lt;b>　　則v=</b></p><p><b>　　吸附塔的壓力損失</b></p><p><b>　　P=[150</b></p><p>　　取粒徑，40°C取煙密度，</p><p><b>　　黏度</b></p>&l

45、t;p>　　L=，取L=1.0m</p><p>　　所以取吸附塔高度L=1m</p><p><b>　　壓力損失</b></p><p>　　6. 停留時間的計算</p><p>　　7. 吸附塔的附件裝置</p><p>　?。?）承載裝置的設(shè)計</p><p>

46、;　　選用典型的柵板作為支撐裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度大，操作方便。材料為不銹鋼，分為2塊組成，如圖5</p><p><b>　　a）柵板的結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p>　　柵條由豎扁鋼制成，柵條之間的距離</p><p><b>　　b）支撐圈的設(shè)計</b></p><p>　　支撐圈焊接于塔壁

47、上，柵條擱于上面</p><p><b>　　外徑： 內(nèi)徑：</b></p><p>　　厚度： 可支撐6塊柵板</p><p><b>　　c）柵板的校核</b></p><p><b>　　填積重度：</b></p><p><b>　

48、　所以柵板符合要求。</b></p><p><b>　?。?）填料孔</b></p><p>　　如圖7 位于塔頂</p><p>　　螺栓及螺母數(shù)量為12個，螺栓（直徑×長度）：M16×40</p><p><b>　　總程27.4kgf</b></p

49、><p><b>　　d）人孔和卸料孔</b></p><p>　　人孔和卸料孔設(shè)計為一個孔，如圖8</p><p><b>　　參數(shù)如下：</b></p><p>　　螺栓及螺母數(shù)量為12個，螺栓（直徑×長度）：M16×40 ，總重為42.1kgf。</p><

50、p><b>　　e）填料壓板</b></p><p>　　采用絲網(wǎng)壓板，絲網(wǎng)壓板是由金屬絲編織而成的大孔金屬網(wǎng)與扁鋼圈焊接而成，在扁鋼圈外周下側(cè)，焊以限位肩，利用焊在塔壁上的限位板，來控制壓板的上限位置，但壓板不固定在塔壁上。如圖9</p><p><b>　　f）絲網(wǎng)壓板尺寸</b></p><p>　　網(wǎng)孔尺寸取

51、0.4mm，壓板外徑D=990mm，分3塊方便裝入塔內(nèi)，用螺栓連接。絲網(wǎng)壓板整體與吸附塔采用法蘭連接，在裝料時，取出壓板，裝料后再進(jìn)行安裝，固定螺栓。</p><p>　　g）進(jìn)氣口、出氣口設(shè)計</p><p><b>　　初取 則</b></p><p>　　取內(nèi)徑： 壁厚5mm的管道</p><p><b>

52、;　　設(shè)計底角：</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　在塔斗上側(cè)安裝一安全閥，作應(yīng)急處理。</p><p>　　h）廢液排除口的設(shè)計、</p><p>　　氣體中含有一定量的水分，會影響活性炭和風(fēng)機(jī)的工作效果，所以在吸附塔底設(shè)置一個排液口，同時亦可排除落下的活性炭顆粒。取管徑為

53、160mm。</p><p><b>　?。ㄈ焽璧脑O(shè)計</b></p><p><b>　　1. 煙囪出口內(nèi)徑</b></p><p><b>　　初取出口氣速：</b></p><p><b>　　取D=2.00m</b></p>&l

54、t;p>　　2. 出口處平均風(fēng)速</p><p>　　取地面10m處的氣速，初步取煙囪高度為20米，坡度i=0.01</p><p><b>　　3. 煙氣抬升高度</b></p><p><b>　　4. 校核</b></p><p><b>　　選用氣體校核</b>&

55、lt;/p><p><b>　　取大氣為C類氣體</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　　5. 煙囪底部

56、直徑</b></p><p><b>　　坡度i=0.01</b></p><p><b>　　煙囪底部內(nèi)徑：</b></p><p><b>　　6. 煙囪阻力</b></p><p><b>　　煙囪摩擦阻力</b></p>

57、<p><b>　　煙囪出口阻力</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　煙囪總阻力</b></p><p><b>　?。ㄋ模┕艿赖脑O(shè)計</b></p><p>　　200mm的直管：L=12m <

58、/p><p>　　160mm的直管： </p><p>　　局部阻力計算表如下：</p><p><b>　　管道阻力：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)阻力</b></p><p><b>　?。ㄎ澹╋L(fēng)機(jī)選擇</b></p>&l

59、t;p><b>　　1. 風(fēng)量計算</b></p><p><b>　　2. 風(fēng)壓計算</b></p><p>　　根據(jù)，，選擇型離心通風(fēng)機(jī)，機(jī)號為4.5，配用的電動機(jī)型號為，功率為7.5kW,風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓為1666-2528Pa，風(fēng)量，外型尺寸為：943×777×884（mm）。</p><p>

60、;<b>　?。﹨⒖嘉墨I(xiàn)</b></p><p>　　1. 孫一堅主編 《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》 中國建筑工業(yè)出版社 1997</p><p>　　2. 郝吉明等主編 《大氣污染控制工程》 高等教育出版社 1989</p><p>　　3. 孫一堅主編 《工業(yè)通風(fēng)》 中國建筑工業(yè)出版社 1994</p><

61、p>　　4. 劉天齊主編 《三廢處理工程技術(shù)手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　5. 吳中標(biāo)主編 《實(shí)用環(huán)境工程手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社 2001</p><p>　　6. 王麗萍主編 《大氣污染控制工程》 煤炭工業(yè)出版社 2002</p><p>　　7. 魏北仙主編 《塔設(shè)備設(shè)計》 上?？萍汲霭嫔?1988</p>