大氣課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、高效霧化吸收異味氣體處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要：大氣污染是我國(guó)當(dāng)前最突出的環(huán)境問題之一，工業(yè)廢氣所排放的大量污 染物是造成我國(guó)嚴(yán)重大氣污染的最重要的原因，尤其是臭氣，它主要來(lái)自污水處理廠 分選車間、穩(wěn)定化工藝及污泥脫水處理。其污染物的特性是：垃圾臭氣成分復(fù)雜、臭 度高，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及皮膚造成明顯的傷害；硫化氫的嗅閾值極低，使 處理后的氣體能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，但人的嗅覺仍能感覺到，且有較濃的刺激性。 本設(shè)計(jì)臭氣基本情況為：臭度 5495；硫化氫 (H2S) 濃度 7.8mg/m3；甲硫醇 (CH3SH)的濃度 0.89 mg/m3 ；廢氣流量 15000m3/h；當(dāng)?shù)卮髿鈮?100kP

2、a；廢氣排放溫 度 35。 按照惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB14554-93，現(xiàn)有項(xiàng)目執(zhí)行惡臭污染物廠界二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 因此，本設(shè)計(jì)所以選擇污染物的排放濃度為：H 2S 0.10 mg/m3,甲硫醇 0.01mg/m3。 經(jīng)處理工藝的比較，最終選用高效霧化吸收異味氣體處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝。該工藝 是一種濕-干法脫硫工藝，其脫硫過(guò)程是 H2S 被霧化的 NaOH 溶液，甲硫醇被 NaClO 氧化后又被 NaOH 溶液吸收，該工藝的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)能耗較小，減少投資，便 于管理，使排放的氣體達(dá)到惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵字：廢氣處理；脫硫；吸收；填料塔 目 錄 序 言 ...............

3、..........................................1 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 .................................................2 第一章 概 述 ...................................................2 1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)和采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 ............................................2 1.2 設(shè)計(jì)范圍 ..............................................................2

4、 1.3 設(shè)計(jì)原則 ..............................................................2 1.4 排氣概況及自然條件.....................................................2 第二章 廢氣處理工藝設(shè)計(jì) ........................................4 2.1 處理工藝的確定 ........................................................4 2.1.1 廢氣處理工藝的比較 .................

5、.............................4 2.1.2 廢氣處理工藝的確定 ..............................................5 2.2 相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 ....................................................5 2.3 處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì) ......................................................5 2.3.1 填料塔直徑高度壓降的設(shè)計(jì) ........................................6 2.3.2 填

6、料塔內(nèi)部構(gòu)件的選取 ............................................6 2.3.3 系統(tǒng)總阻力的計(jì)算 ................................................6 2.3.4 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇 ................................................7 2.3.5 費(fèi)用核算.........................................................8 第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算書 ...................................

7、...........9 3.1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料...........................................................9 3.2 填料塔直徑高度的計(jì)算...................................................9 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積的換算.............................................9 3.2.2 填料塔直徑的確定.................................................9 3.2.3 驗(yàn)算噴淋密度.........

8、...........................................12 3.2.4 填料塔高度 H....................................................12 3.2.5 填料層壓降P...................................................13 3.3 填料塔內(nèi)部構(gòu)建的選取..................................................13 3.3.1 氣液進(jìn)出口管徑的選取.....................................

9、.......13 3.3.2 除霧器的選擇 ..................................................13 3.3.3 殼體 ...........................................................14 3.3.4 吸收液儲(chǔ)存和循環(huán)水箱 ...........................................14 3.3.5 填料和格柵 .....................................................14 3.3.6 液位計(jì)和噴嘴 .........

10、..........................................15 3.4 系統(tǒng)總阻力 ............................................................ 3.4.1 各管段的管徑和流速..............................................15 3.4.2 各管段局部阻力系數(shù) .............................................16 3.4.3 總壓力損失.............................................

11、.........18 3.5 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇......................................................18 3.5.1 風(fēng)機(jī)的選型原則..................................................18 3.5.2 風(fēng)機(jī)計(jì)算 .......................................................19 3.6 費(fèi)用核算..............................................................20 3.6.1 藥劑費(fèi)..

12、........................................................20 3.6.2 電費(fèi)............................................................21 3.6.3 總費(fèi)用..........................................................21 參考文獻(xiàn) ......................................................22 高效霧化吸收異味氣體處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 序 言 近年來(lái)，工業(yè)廢氣所排放的大量污染物

13、是造成我國(guó)嚴(yán)重大氣污染的最重要的原因。 工業(yè)廢氣指企業(yè)廠區(qū)內(nèi)燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的各種排入空氣的含有污染物 氣體的總稱。 這些廢氣有：二氧化碳、 二硫化碳、 硫化氫、 氟化物、 氮氧化物、 氯 氯花氫、 一氧化碳、 硫酸(霧)、 鉛、 汞、 鈹化物、 煙塵及生產(chǎn)性粉塵，排入 大氣，會(huì)污染空氣。這些物質(zhì)通過(guò)不同的途徑呼吸道進(jìn)入人的體內(nèi)，有的直接產(chǎn)生危 害，有的還有蓄積作用，會(huì)更加嚴(yán)重的危害人的健康。廢氣污染和生態(tài)環(huán)境惡化已成 為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素，保護(hù)大氣環(huán)境是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 我國(guó)工業(yè)結(jié)合技術(shù)改造，結(jié)構(gòu)調(diào)整，開發(fā)綜合利用新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，工 業(yè)廢氣的治理也取得了顯著成就

14、，一些地區(qū)的工業(yè)廢氣污染受到控制或緩解。 常用的廢氣處理方法有廢氣燃燒法、廢氣液體吸收法、廢氣活性炭吸附法。燃燒 法只適用于凈化那些可燃有害組分濃度較高的廢氣，或者是用于凈化有害組分燃燒時(shí) 熱值較高的廢氣；采用吸附法時(shí)，當(dāng)有機(jī)廢氣中含有易燃?xì)怏w時(shí)，由于吸附過(guò)程中會(huì) 產(chǎn)生熱量，因此存在安全隱患，因此，吸附法要依據(jù)有機(jī)廢氣的性質(zhì)合理采用。 由于該工廠產(chǎn)生的惡臭氣體主要是 H2S 和 CH3SH，而目前硫化物的處理多采用半 干法或濕法，所以經(jīng)比較，選擇吸收法，選用高效霧化吸收異味氣體處理工藝，它在 實(shí)際的廢氣處理工程中也取得了顯著環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第一章 概 述 1.1 設(shè)計(jì)

15、依據(jù)和采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 （1）惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB14554-93 （2）簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè) （3）大氣污染控制工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 1.2 設(shè)計(jì)范圍 工藝確定與構(gòu)筑物的計(jì)算，各部分細(xì)部計(jì)算和高程計(jì)算。繪制填料吸收塔結(jié)構(gòu)圖、 填料塔內(nèi)部構(gòu)件圖。計(jì)算書與說(shuō)明書的整理。 1.3 設(shè)計(jì)原則 根據(jù)環(huán)境治理與綜合整治為指針，根據(jù)技術(shù)先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行總體 和各單元構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)。 1.4 排氣概況及自然條件 臭度為 5495 硫化氫 (H2S) 濃度為 7.8mg/m3 甲硫醇(CH 3SH)的濃度為 0.89mg/m3 廢氣流量 15000m3/h 當(dāng)?shù)卮髿鈮?100kPa 廢氣排放溫度 35 按照

16、惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB14554-93，現(xiàn)有項(xiàng)目執(zhí)行惡臭污染物廠界二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 因此，本設(shè)計(jì)所以選擇污染物的排放濃度為：H 2S 0.10 mg/m3,甲硫醇 0.01mg/m3。 表 1-1 惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值 序 號(hào) 控制項(xiàng)目 單位 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 新擴(kuò)改建 現(xiàn)有 新擴(kuò)改建 現(xiàn)有 1 氨 mg/m3 1.0 1.5 2.0 4.0 5.0 2 三甲胺 mg/m3 0.05 0.08 0.15 0.45 0.80 3 硫化氫 mg/m3 0.03 0.06 0.10 0.32 0.60 4 甲硫醇 mg/m3 0.004 0.007 0.010 0.020 0.035 5 甲硫醚 mg/

17、m3 0.03 0.07 0.15 0.55 1.10 6 二甲二硫 mg/m3 0.03 0.06 0.13 0.42 0.71 7 二硫化碳 mg/m3 2.0 3.0 5.0 8.0 10 8 苯乙烯 mg/m3 3.0 5.0 7.0 14 19 9 臭氣濃度 無(wú)量綱 10 20 30 60 70 第二章 廢氣處理工藝設(shè)計(jì) 2.1 處理工藝的確定 2.1.1 廢氣處理工藝的比較 常用的廢氣處理方法有廢氣燃燒法、廢氣液體吸收法、廢氣活性炭吸附法。 燃燒法：只適用于凈化那些可燃有害組分濃度較高的廢氣，或者是用于凈化有害 組分燃燒時(shí)熱值較高的廢氣。由于有機(jī)氣態(tài)污染物燃燒氧化的最終產(chǎn)物是 CO

18、2 和 H2O，因而使用這種方法不能回收到有用的物質(zhì)，但由于燃燒時(shí)放出大量的熱，使排氣 的溫度很高，所以可以回收熱量。目前，在實(shí)際中使用的燃燒凈化方法有直接燃燒、 熱力燃燒和催化燃燒。直接燃燒法雖然運(yùn)行費(fèi)用較低，但容易發(fā)生爆炸，并且浪費(fèi)熱 能產(chǎn)生二次污染，因此目前較少采用；熱力燃燒法通過(guò)熱交換器回收了熱能，降低了 燃燒溫度，但當(dāng) VOCs 濃度較低時(shí)，需加人輔助燃料，從而增大了運(yùn)行費(fèi)用；催化燃 燒法由于燃燒溫度顯著降低，從而降低了燃燒費(fèi)用，但由于催化劑容易中毒，因此對(duì) 進(jìn)氣成分要求極為嚴(yán)格，同時(shí)催化劑成本高，使得該方法處理費(fèi)用較高。 吸附法：是處理低濃度 VOCs 的有效方法之一，它是采用吸附

19、劑將氣體中的 VOCs 吸附，凈化后的氣體排入大氣。由于活性炭性價(jià)比高，它是目前最常用的吸附劑。但 當(dāng)有機(jī)廢氣中含有易燃?xì)怏w時(shí)，由于吸附過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，因此存在安全隱患，解 決辦法是限制入口氣流的 VOCs 含量小于 25%。當(dāng) VOCs 分子量大于 130 且具有低揮 發(fā)性（沸點(diǎn)大于 240 ）時(shí)，吸附劑會(huì)對(duì)其強(qiáng)烈吸附，從而導(dǎo)致解吸困難；相反，當(dāng) VOCs 分子量小于 45 時(shí)，又出現(xiàn)了吸附不牢的情況，而且對(duì)于混合型有機(jī)廢氣當(dāng)其中 的有機(jī)物分子量相差過(guò)大時(shí)，吸附效果也不佳。因此，吸附法要依據(jù)有機(jī)廢氣的性質(zhì) 合理采用。 吸收法：當(dāng)采用某種液體處理氣體混合物時(shí)，在氣-液相的接觸過(guò)程中，氣體混合

20、 物中的不同組分在同一種液體中的溶解度不同，氣體中的一種或數(shù)種溶解度大的的組 分將進(jìn)入到液相中，從而使氣相中各組分相對(duì)濃度發(fā)生了改變，即混合氣體得到分離 凈化，這個(gè)過(guò)程稱為吸收。吸收法可分為化學(xué)吸收及物理吸收，物理吸收使廢氣中一 種或幾種組分溶解于選定的液體吸收劑中，這種吸收劑應(yīng)具有與吸收組分有較高的親 和力，低揮發(fā)性，吸收液飽和后經(jīng)加熱解吸再冷卻重新使用。本法適合于溫度低、中 高濃度的廢氣，需配備加熱解析冷凝等回收裝置，裝機(jī)體積大、投資較大，要選擇一 種廉價(jià)高效的低揮發(fā)性吸收液，同時(shí)還應(yīng)注意吸收液二次污染的處理。 2.1.2 廢氣處理工藝的確定 H2S 不穩(wěn)定，具有酸性、還原性、可燃性，它是

21、無(wú)色有刺激性氣味的氣體。蒸汽 壓 2026.5kPa/25.5，閃點(diǎn)：<-50 ，熔點(diǎn)：-85.5 ，沸點(diǎn)：-60.4 ，溶解性：溶 于水、乙醇，溶解度：1 ： 2.6（溶于水），密度：相對(duì)密度 (空氣=1)1.19 由于該工廠產(chǎn)生的惡臭氣體主要是 H2S 和 CH3SH，目前硫化物的處理多采用半干 法或濕法。燃燒法可能去除有用的物質(zhì)，而且本設(shè)計(jì)的廢氣處理量較大，有機(jī)廢氣的 化學(xué)活性高，濃度相當(dāng)，最終選擇液體吸收法，采用高效霧化吸收異味氣體。它是一 種濕-干法脫硫工藝，其脫硫過(guò)程是 H2S 被霧化的 NaOH 溶液，甲硫醇被 NaClO 氧化 后又被 NaOH 溶液吸收，該工藝的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，

22、系統(tǒng)能耗較小，減少投資，便于管 理，使排放的氣體達(dá)到惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。 圖 2-1 廢氣吸收示意圖 2.2 相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 (1)H2S+2NaOHNa 2S+H2O (2)CH3SH+4NaClOCH 3OH+H2SO3+4NaCl H2SO3+2NaOHNa 2SO3+2H2O 2.3 處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì) 廢氣 堿吸收 煙囪排放引風(fēng)機(jī) 2.3.1 填料塔直徑高度壓降的設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的處理氣流量 Vs=1.4885104m3/h 塔徑 D=2.15m 填料層厚度 h=1.96m，分二層，每層 0.98 米 填料層壓降P=599.9Pa 填料塔高度 H=8.1m 2.3.2 填料塔內(nèi)部構(gòu)

23、件的選取 （1）氣液進(jìn)出口管徑均選取 700mm。 （2）除霧器的選擇：根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)選用的是重力沉降型除霧器，絲網(wǎng)型結(jié)構(gòu)。 （3）殼體選用具有耐酸耐堿性質(zhì)的玻璃鋼（FRP）。 （4）吸收液儲(chǔ)存和循環(huán)水箱分別設(shè) 1m。 （5）填料和格柵 本設(shè)計(jì)選用塑料鮑爾環(huán)（亂堆）填料因子，規(guī)格為 25mm25mm1.2mm。 格柵通常選用絲網(wǎng)型格柵，孔徑應(yīng)小于 25mm。 （6）液位計(jì)和噴嘴 液位計(jì)安裝在水箱上，用以讀取水箱內(nèi)液面高度，以保證充足的水量。 噴嘴將吸收液充分潤(rùn)濕填料，填料塔的中間部位可設(shè) 3 個(gè)噴嘴，兩側(cè)相應(yīng)少些， 分別設(shè) 2 個(gè)噴嘴。 2.3.3 系統(tǒng)總阻力的計(jì)算 (1)設(shè)漏風(fēng)率為

24、 10% 管段 1：設(shè)備密閉罩 =1.0 90彎頭（取 r/d=1.5）1 個(gè)彎頭 =0.2 填料塔入口處變徑管的局部壓力損頭忽略不計(jì)，=0 管段 2：填料塔出口處變徑管的局部壓力損頭 =0.1 90彎頭（取 r/d=1.5）1 個(gè)彎頭 =0.2 管段 3：90彎頭（取 r/d=1.5）2 個(gè)彎頭 =0.22=0.4 風(fēng)機(jī)入口處變徑管的局部壓力損頭忽略不計(jì)，=0 管段 4：支流三通（=90）=1 （2 個(gè)） 閥門 =0.3 （2 個(gè)） 風(fēng)機(jī)出口 估算 =0.1 管段 5：帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽，取 h/d=0.4， =0.7 （2）各管段長(zhǎng)度、管徑、流速

25、、局部阻力損失、摩擦壓力損失等總結(jié)如表 2-1： 表 2-1 壓力損失表 編號(hào) 流量 L 長(zhǎng) 度 l 管徑 D 流速 u 動(dòng)壓 U2/ 2 局部 阻力 系數(shù) 局部 阻力 損失 Z 單位 長(zhǎng)度 摩擦 壓力 損失 Rm 摩擦 壓力 損失 Rml 管段壓力 損失 （Z+Rml） 1 20000 11 800 11.05 61.1 2.5 152.75 1.5 16.5 169.25 2 19000 6 700 13.7 99.5 2 199.00 2.7 16.2 215.2 3 19000 15 700 13.7 99.5 1.6 159.2 1.7 35.1 194.3 4 22000 7 8

26、00 12.16 75.3 2 150.6 1.8 12.6 163.2 5 22000 14 800 12.16 75.3 1.7 128.01 1.8 25.2 153.21 總壓力損失=169.5+215.2+194.3+163.2+153.21=895.16Pa 2.3.4 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇 （1）風(fēng)機(jī)選型計(jì)算風(fēng)量（Q f） K1：管網(wǎng)漏風(fēng)附加系數(shù)，一般送、排風(fēng)系統(tǒng) K1=1.051.1，取 1.1 K2:設(shè)備漏風(fēng)附加系數(shù)，按有關(guān)設(shè)備樣本選取，K 2 一般處于 1.021.05 范圍，取 1.02 則：Q f =K1K2Q=16500 m3/h （2）風(fēng)機(jī)選型計(jì)算全壓（P f）

27、 1-----管網(wǎng)計(jì)算的總壓力損失附加系數(shù)。對(duì)于定轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)，按 1.11.15 取值，取 1.1 2-----通風(fēng)機(jī)全壓負(fù)差系數(shù)，一般可取 2=1.05（國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)） 則：P f=(P 1+PS) 2=956.13Pa (3)查取相關(guān)表格，選擇機(jī)號(hào) No.10， 傳動(dòng)方式 C，主軸轉(zhuǎn)速 1120r/min，序號(hào) 1 的風(fēng) 機(jī)，其全壓為 2090Pa,流量為 27358 m3/h，內(nèi)效率為 87.6%，所需功率 21.5kW,電動(dòng)機(jī) 型號(hào)為 Y200L(JO282-4)，功率為 30（40）kw 所需功率 N= = PQ1000 in mK Umin）591.2

28、4/105 經(jīng)核算，選用塔徑 2.15m 符合要求。 3.2.4 填料塔高度 H 廢棄進(jìn)入時(shí)硫化氫的體積分?jǐn)?shù)： 61 10.53402.8.Y 廢氣出口處的硫化氫體積分?jǐn)?shù)： 82 10.56.421. 則： 68621 1024.105./.ln/Yl- 填料層總高 m96.101.2490.825.433/85-4P0.8DSH 6-2 去 除 總 量 取 H=1.96m ，所以，填料層分兩層，高度分別為 0.98m。 設(shè)置水箱 1m，空氣管徑 0.70m，格柵厚 0.2m，填料層與噴淋口距 0.5m，噴淋口 距下層填料 0.5m，除霧器高 0.3m 則：填料塔總高 h=0.4 0.2+

29、0.30.51.961.30.2+0.3+0.50.5+0.7+1.5=8.1m 3.2.5 填料層壓降P 縱坐標(biāo)： ,31.057..04gu2L.2v2 ）（ 橫坐標(biāo)：0.58 根據(jù)以上兩個(gè)數(shù)值，在圖 3-1 中確定塔的操作點(diǎn)，P/Z=249.81=235.44Pa/m 即填料層的總壓強(qiáng)降為 1.96235.441.3=599.90Pa。 3.3 填料塔內(nèi)部構(gòu)建的選取 3.3.1 氣液進(jìn)出口管徑的選取 氣體進(jìn)口管徑的取值一般為（mm）： 560，630，700，800，900，1120，1250，1400 等 3 若取管徑 560mm，則風(fēng)速 表 3-2 一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速（m/s）

30、 生產(chǎn)廠房機(jī)械通風(fēng) 民用及輔助建筑物風(fēng)管部位 鋼板及塑料風(fēng)管 磚及混泥土風(fēng)管 自然通風(fēng) 機(jī)械通風(fēng) 干管 614 412 0.51.0 58 支管 28 28 0.50.7 25 查表 3-2 選用塑料風(fēng)管，干管的風(fēng)速范圍為 614 m/s 則 v 滿足要求。 液體管徑通常取 20mm。 3.3.2 除霧器的選擇 除霧器用來(lái)除去塔內(nèi)上部逸出的氣體中的霧滴。 除霧器的種類主要有：重力沉降型；慣性碰撞型；離心分離型；吸附過(guò)濾型； 靜電吸引型等。目的是將氣體中攜帶的霧沫或夾帶的液滴分離出來(lái)。一般直徑大于 50m 的液滴可用重力沉降法分離，5m 以上的液滴可用慣性碰撞與離心分離的 形式除去，對(duì)于更小的細(xì)

31、液滴則采用先凝聚后除液的方法，或采用高效的纖維過(guò)濾 器及靜電除霧器等。 目前在煙氣脫硫大型裝置中應(yīng)用較多的除霧器結(jié)構(gòu)形式有：折板式、波紋擋板 式、人字形、板翅式、渦輪旋風(fēng)式、絲網(wǎng)型等。 根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)選用的是重力沉降型除霧器，絲網(wǎng)型結(jié)構(gòu)。 3.3.3 殼體 廢氣中含有的污染物 H2S 和 CH3SH 具有強(qiáng)酸性和堿性，所以殼體選用具有耐酸耐 堿性質(zhì)的玻璃鋼（FRP）。 LmgSQv /05.14/.380.62 3.3.4 吸收液儲(chǔ)存和循環(huán)水箱 吸收液儲(chǔ)存和循環(huán)水箱是廢氣處理系統(tǒng)中另一個(gè)重要部分。 吸收液儲(chǔ)存根據(jù)吸收液的用量，并使吸收槽有一定的富裕量。吸收槽可設(shè) 1m，并 通過(guò)不斷補(bǔ)

32、充藥劑量來(lái)滿足生產(chǎn)需求。 循環(huán)水箱為噴霧氧化提供水源，將吸收液加以反復(fù)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，設(shè)水箱 高度 1m。 3.3.5 填料和格柵 在填料塔內(nèi)，氣體由填料間的空隙流過(guò)，液體在填料表面形成液膜并沿填料間的 空隙而下流，氣液的傳質(zhì)過(guò)程在潤(rùn)濕的填料表面上進(jìn)行，因此，填料塔的生產(chǎn)能力和 傳質(zhì)速率均與填料特性密切相關(guān)。 在選擇填料時(shí)，一般要求比表面積和空隙率要大，填料的潤(rùn)濕性能好，單位體積 填料的質(zhì)量輕，造價(jià)低，并有足夠的力學(xué)強(qiáng)度。 填料的種類很多大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩類。實(shí)體填料有環(huán)形填料（如 拉西環(huán)、鮑爾環(huán)及階梯環(huán)）和鞍形填料（如弧鞍、矩鞍）以及柵板、波紋板填料。網(wǎng) 體填料主要是由金屬絲

33、網(wǎng)制成的各種填料，如鞍形網(wǎng)、波紋網(wǎng)填料等。 本設(shè)計(jì)選用塑料鮑爾環(huán)（亂堆）填料因子，規(guī)格為 25mm25mm1.2mm。 格柵主要起了承托的作用，其上接除霧器和填料，通常選用絲網(wǎng)型格柵，同時(shí)值 得注意的是格柵的孔徑應(yīng)小于填料的孔徑，避免填料通過(guò)孔徑而下落，則格柵孔徑應(yīng) 小于 25mm。 3.3.6 液位計(jì)和噴嘴 液位計(jì)安裝在水箱上，用以讀取水箱內(nèi)液面高度，以保證充足的水量。 噴嘴將吸收液充分潤(rùn)濕填料，填料塔的中間部位可設(shè) 3 個(gè)噴嘴，兩側(cè)相應(yīng)少些， 分別設(shè) 2 個(gè)噴嘴。 3.4 系統(tǒng)總阻力 3.4.1 各管段的管徑和流速 圖 3-2 工藝流程示意圖 （1）設(shè)漏風(fēng)率為 10% 則： 管段 3

34、 和管段 4 的風(fēng)量 L=1.510 41.023=15350 m3/h 則：管段 3 和管段 4 流速為 v= s/m09.1.8604152 管段 2 的風(fēng)量 L=0.910 41.02=15300 m3/h 則：管段 3 流速為 v= s/.5.2 管段 1 的風(fēng)量 L=1500010 41.01=15100 m3/h 則：v= s/9.108.360152 管段 5 的風(fēng)量 L=150001041.03=15400 m3/h 則：= s/.5.2 由圖 3-3 查得：不同管徑對(duì)應(yīng)的流速和單位長(zhǎng)度摩擦壓力損失，總結(jié)如表 3-3. 圖 3-3 圓形風(fēng)管沿程摩擦壓力損失線算圖 3.4.

35、2 各管段局部阻力系數(shù) 管段 1: 設(shè)備密閉罩 =1.0 設(shè)支流三通（=90），查表 3-4，=1.0 填料塔入口處變徑管的局部壓力損頭忽略不計(jì)，=0 =1+0.2+0.3+0.3=1.8 管段 2：填料塔出口處變徑管的局部壓力損頭 =0.1 90彎頭（取 r/d=1.5）1 個(gè)彎頭 =0.2 =0.2+0.3=0.5 管段 3：90彎頭（取 r/d=1.5）2 個(gè)彎頭 =0.22=0.4 風(fēng)機(jī)入口處變徑管的局部壓力損頭忽略不計(jì)，=0 =0.2+0.2=0.5 管段 4：支流三通（=90）=1 （2 個(gè)） 閥門 =0.3 （2 個(gè)） 風(fēng)機(jī)出口

36、 估算 =0.1 =2（1.0+0.2+0.3）+0.1=3.1 管段 5：帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽，取 h/d=0.4， =0.7 =0.7 表 3-4三通局部阻力系數(shù) 局部阻力系數(shù) 23 13 10 0.06 15 0.09 20 0.12 25 0.15 30 0.18 35 0.21 40 0.25 45 0.28 0.20 表 3-5 帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽 局部阻力系數(shù) h/D 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 進(jìn)風(fēng) 1.32 0.77 0.60 0.48 0.41 0.30 0.29 0.28 0.25 0.25 0.

37、25 排風(fēng) 2.60 1.30 0.80 0.7 0.60 0.60 - 0.60 - 0.60 - （2）各管段長(zhǎng)度、管徑、流速、局部阻力損失、摩擦壓力損失等總結(jié)如表： 編號(hào) 流量 L 長(zhǎng) 度 l 管徑 D 流速 u 動(dòng)壓 U2/ 2 局部 阻力 系數(shù) 局部 阻力 損失 Z 單位 長(zhǎng)度 摩擦 壓力 損失 Rm 摩擦 壓力 損失 Rml 管段壓力 損失 （Z+Rml） 1 20000 11 800 11.05 61.1 2.5 152.75 1.5 16.5 169.25 2 19000 6 700 13.7 99.5 2 199.00 2.7 16.2 215.2 3 19000 15 7

38、00 13.7 99.5 1.6 159.2 1.7 35.1 194.3 4 22000 7 800 12.16 75.3 2 150.6 1.8 12.6 163.2 5 22000 14 800 12.16 75.3 1.7 128.01 1.8 25.2 153.21 3.4.3 總壓力損失 單塔總壓力損失=管段壓力損失+ 設(shè)備壓力損失 =169.5+215.2+194.3+163.2+153.21=895.16Pa 3.5 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇 3.5.1 風(fēng)機(jī)的選型原則 在選擇風(fēng)機(jī)前，應(yīng)了解國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況，如生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)品種、 規(guī)格和各種產(chǎn)品的特殊用途，以及生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品

39、質(zhì)量、后續(xù)服務(wù)等情況等綜合考慮。 根據(jù)風(fēng)機(jī)輸送氣體的性質(zhì)不同，選擇不同用途的風(fēng)機(jī)。如輸送易燃易爆氣體的 應(yīng)選防爆型風(fēng)機(jī)；輸送煤粉的應(yīng)選擇煤粉風(fēng)機(jī)；輸送有腐蝕性氣體的應(yīng)選擇防腐風(fēng)機(jī)； 在高溫場(chǎng)合工作或輸送高溫氣體的應(yīng)選擇高溫風(fēng)機(jī)；輸送濃度較大的含塵氣體應(yīng)選擇 排塵風(fēng)機(jī)等。 在風(fēng)機(jī)樣本給出的標(biāo)定條件下，根據(jù)風(fēng)機(jī)樣本性能參數(shù)選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。風(fēng)機(jī)選 擇應(yīng)使工作的處在高效率區(qū)，即不應(yīng)低于風(fēng)機(jī)最高效率的 90%。同時(shí)還要注意風(fēng)機(jī)工作 的穩(wěn)定性。樣本中以表格形式提供數(shù)據(jù)的性能表上的數(shù)據(jù)點(diǎn)都是處在高校而又穩(wěn)定工 作的工況下，可以直接選用。當(dāng)出現(xiàn)有兩種以上的風(fēng)機(jī)可供選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮效率 較高的機(jī)號(hào)較小、調(diào)節(jié)范

40、圍較大的一種。 當(dāng)風(fēng)機(jī)配用的電機(jī)功率75KW 時(shí)，可不設(shè)預(yù)啟動(dòng)裝置。當(dāng)排送高溫?zé)煔饣蚩諝?而選擇離心鍋爐引風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)設(shè)預(yù)啟動(dòng)裝置及調(diào)節(jié)裝置，以防冷態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成過(guò)載。 對(duì)有消聲要求的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮低噪聲風(fēng)機(jī)，例如效率高、葉輪圓周速 度低的風(fēng)機(jī)，且使其在最高效率點(diǎn)工作；還要采取相應(yīng)的消聲措施，如裝設(shè)專用消聲 設(shè)備。風(fēng)機(jī)和電機(jī)的減震措施，一般可采用減震基礎(chǔ)，如彈簧減震器或橡膠減震器等。 在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作。當(dāng)風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，應(yīng) 盡可能選擇同型號(hào)同規(guī)格的風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作；當(dāng)采用串聯(lián)時(shí)，第一級(jí)風(fēng)機(jī)到第二 級(jí)風(fēng)機(jī)之間應(yīng)有一定的管路聯(lián)結(jié)。 3.5.2 風(fēng)機(jī)計(jì)算 2.3.4

41、 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇 (3) 風(fēng)機(jī)選型計(jì)算風(fēng)量（Q f）:風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)在凈化系統(tǒng)計(jì)算總排風(fēng)量上附加風(fēng)管和設(shè)備 的漏風(fēng)量。 Qf =K1K2Q=16500 m3/h 式中：Q-------- 系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大總排風(fēng)量， m3/h K1-------管網(wǎng)漏風(fēng)附加系數(shù)，一般送、排風(fēng)系統(tǒng) K1=1.051.1，取 1.1 K2-------設(shè)備漏風(fēng)附加系數(shù)，按有關(guān)設(shè)備樣本選取，K 2 一般處于 1.021.05 范圍， 取 1.02 風(fēng)機(jī)選型計(jì)算全壓（P f） Pf=(P 1+PS) 2=956.13Pa 式中： P-------管網(wǎng)計(jì)算總壓力損失，Pa PS------設(shè)備的壓

42、力損失，Pa，可按有關(guān)設(shè)備樣本選取 1-----管網(wǎng)計(jì)算的總壓力損失附加系數(shù)。對(duì)于定轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)，按 1.11.15 取值， 取 1.1 2-----通風(fēng)機(jī)全壓負(fù)差系數(shù)，一般可取 2=1.05（國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)） 查取相關(guān)表格 4，選擇機(jī)號(hào) No.10， 傳動(dòng)方式 C，主軸轉(zhuǎn)速 710r/min，序號(hào) 1 的風(fēng)機(jī)， 其全壓為 840Pa,流量為 17343m3/h，內(nèi)效率為 87.6%，所需功率 5.72kW,電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M-4,功率為 7.5kW 則：離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)：47211 No.8 C 右 90 修正：m 查表 3-7，取電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，m=1.0 表 3-7

43、 傳動(dòng)方式與機(jī)械效率 傳動(dòng)方式 機(jī)械效率 m 傳動(dòng)方式 機(jī)械效率 m 電動(dòng)機(jī)直聯(lián) 1.0 減速器傳動(dòng) 0.95 聯(lián)軸器直聯(lián)傳動(dòng) 0.98 V 帶傳動(dòng) 0.92 K 查表 3-8，得 K=1.1 表 3-8 功率儲(chǔ)備系數(shù) K 功率儲(chǔ)備系數(shù) K 離心式 軸流式 電機(jī)功率 （KW） 一般用途 灰塵 高溫 0.5 1.5 0.51.0 1.4 1.02.0 1.3 2.05.0 1.2 5.0 1.1 1.2 1.3 1.051.10 所以所需功率 N= = <5.72kW 式 PQ1000 in mK kW51.1%6.871030/95 中：N------所需功率， KW Q------風(fēng)

44、機(jī)樣本工作點(diǎn)風(fēng)量，m 3/h P-----風(fēng)機(jī)樣本全壓數(shù)值換算成運(yùn)行工況條件下的全壓值，Pa K-----電機(jī)的功率儲(chǔ)備系數(shù) 3.6 費(fèi)用核算 3.6.1 藥劑費(fèi) 按照費(fèi)用 NaOH ：2000 元/噸 ；NaClO：2000 元/噸 H2S：進(jìn) 8.520000=170000mg/h=108mol/d 出 0.114885.9=1488.59mg/h=0.95 mol/d CH3SH：進(jìn) 0.7820000=15600mg/h=9.91 mol/d 出 0.0114885.9=148.859 mg/h=0.095 mol/d 根據(jù)反應(yīng)式(1)H 2S+2NaOHN

45、a 2S+H2O (2)CH3SH+4NaClOCH 3OH+H2SO3+4NaCl H2SO3+2NaOHNa 2SO3+2H2O 初始量：m(NaOH)=(1082+9.912)40=9432.8g/d=3493.6kg/年 m(NaClO)=27g/d=734.2kg/年 排出量：m(NaOH)=(0.95240+0.095240)=83.6g/d=31kg/年 m(NaClO)=0.066474.5=19.67g/d=7.18kg/年 則消耗純 NaOH：3462.60kg/年；純 NaClO：727.02kg/年 藥劑總費(fèi)用為 NaOH：6925.20 元/年；NaClO：1454.04 元/年 3.6.2 電費(fèi) 按工業(yè)電費(fèi)：1 元/度 用電量為 1124365=96360 度/年 電費(fèi)為 196360=96360 元/年 3.6.3 總費(fèi)用 總費(fèi)用=藥劑費(fèi)+電費(fèi)=總費(fèi)用=6925.20+1454.04+96360=10473.24 元/年 參考文獻(xiàn) 1 郝吉明,馬廣大 . 大氣污染控制工程M.北京：高等教育出版社，2002. 2 夏清,陳常貴 .化工原理M.天津：天津大學(xué)出版社，2005.1. 3 孫一堅(jiān).簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009. 4 葉招蓮.大氣污染控制工程設(shè)計(jì)手冊(cè)縮印版.