《大氣污染控制工程》課程設(shè)計鑄造廠烘干爐臭氣治理工藝設(shè)計

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1、 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計 鑄造廠烘干爐臭氣治理工藝設(shè)計 說明書 環(huán)境工程08-2班 楊戰(zhàn)平（07083218） 指導(dǎo)教師：田立江 目錄 一． 課程設(shè)計的目的2 二． 設(shè)計原始資料2 三． 設(shè)計工藝資料2 四． 設(shè)計內(nèi)容與要求2 五． 工藝設(shè)計計算 <一>噴淋塔的設(shè)計2 <二>吸附塔的設(shè)計6 <三>煙囪的設(shè)計10 <四>管道的設(shè)計11 <五>風(fēng)機選擇12 六． 參考文獻13 七． 附圖（治理工藝高程圖、平面布置圖）

2、 一． 課程設(shè)計的目的 通過課程設(shè)計進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)運用所學(xué)理論知識進行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。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。 二． 設(shè)計原理資料 某鑄造廠現(xiàn)有兩座遠紅外烘干爐，用于烘干集團公司所生產(chǎn)的主要產(chǎn)品——推土機和壓路機的型砂。廠房的平面示意圖如圖2. 烘干工序為：烘干爐采用間歇式操作，兩座烘干爐每一個平均烘

3、干三爐型砂，在加熱過程中有恒溫控制系統(tǒng)進行自動控制，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180C開始用風(fēng)機進行排氣，大約排放15分鐘，以后每30分鐘進行一次排氣。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。 從某鑄造廠得來的資料了解到型砂是用3—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

4、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、有機酸、煤油以及合脂油和黃沙所含雜質(zhì)在加熱過程中所產(chǎn)生的一些易揮發(fā)的小分子有機物等。這些物質(zhì)排入環(huán)境產(chǎn)生惡臭污染。 三． 設(shè)計工藝參數(shù) 系統(tǒng)風(fēng)量（Q）：800 風(fēng)量：3807 煙氣溫度（T）：88—99C 功率：5.5KW 排風(fēng)管直徑（D）：225mm 原風(fēng)機型號：Y132S1—2 四． 設(shè)計內(nèi)容與要求 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： 1. 分析污染物的組成和特點，合理

5、凈化工藝流程； 2. 根據(jù)選擇的凈化工藝，確定凈化裝置的類型； 3. 進行凈化裝置的設(shè)計計算； 4. 完成管道的布置與計算； 5. 進行煙囪設(shè)計計算； 6. 編制設(shè)計說明書； 7. 繪制凈化工藝的平面布置圖、高程圖共兩張。 五． 工藝設(shè)計計算 <一> 噴淋塔的設(shè)計 煙氣量為800要求煙氣入口溫度90C，出口溫度將為40C，用自來水冷卻氣體，自來水進塔溫度為20C，出塔為35C 1. 煙氣量換算 Q= 進口煙氣量 出口煙氣量 1. 塔徑的計算 初取空塔氣速v=1.8m/s 則 取D=500mm V= 2. 濕段高度計算 初

6、取噴淋塔的停留時間t=1.4m/s 則停留高度(濕段高度)：，取h=2.50m t= 3. 用水量計算 根據(jù)熱平衡式計算：Q=W ，此時 ，此時 所以 4. 噴淋塔設(shè)置 <一> 布水裝置的設(shè)計 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，噴灑范圍而和壓頭有關(guān)。安裝如圖<1> 蓮蓬頭直徑：d=D/4=500mm/4=125mm (2) 蓮蓬頭的開孔數(shù)： 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。

7、所以n= (3) 小孔孔徑： Q= 取小孔流量系數(shù)φ=0.85，g=9.81，孔以上的高度h=180mm 小孔孔徑d= (4) 取噴灑角：=60 (5) 安裝高度： W= 取 <二> 除霧器 氣液接觸后，氣體中會有一定量的液體沫霧，在進入吸附塔之前，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及經(jīng)濟因素和效果，本工藝采用絲網(wǎng)除霧器。此裝置分離效率高（可達98—99%）,阻力?。ㄐ∮?50P），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： （1） 設(shè)計氣速的確定 液體重度：

8、 氣體重度： 選用標(biāo)準(zhǔn)型絲網(wǎng)?。篕=0.110 所以V= （2） 絲網(wǎng)的面積 故，取D=300mm （3） 絲網(wǎng)的厚度及絲線直徑 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取絲線直徑D’=0.3mm，厚度S=100mm，容積重度1500 （4） 除霧器的壓力損失 （5） 除霧器安裝位置： 距塔頂250mm，距噴灑器550mm，所以 <三> 進氣口及布氣裝置 為了防止液體進入進氣管，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）的進氣布置，有以下優(yōu)點：有效防止液體進入，氣體能更均勻分散，氣體沖擊塔底液面，加強效果

9、。 在進氣口上方設(shè)置一均流板（使上升氣體更均勻分散），開口率為：50%。 取進口管徑d=220mm和烘干爐出氣管徑一樣。 則 <四> 塔頂及塔斗設(shè)計 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致特點，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 故 V= 取 <五> 塔的總高度及

10、壓力損失 （1） 塔的總高度： H= （2） 塔的壓力損失：△P=△PH=1803.624=652.32Pa <六>噴淋塔的結(jié)構(gòu)示意圖如下：出氣口 <一> 吸附塔的設(shè)計 1. 吸附劑的選擇 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)點是吸附效率高，比表面積大，有足夠的機械強度，提熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性強，價格便宜，

11、且易獲得。 選取相關(guān)參數(shù)如下： 堆積密度： 實驗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。 2. 吸附塔煙量的計算 3. 活性炭的體積 4. 塔徑D的確定 取空塔氣速v=0.36m/s ，取D=1.0m 則v= 吸附塔的壓力損失 a) P=[150 取粒徑，40C取煙密度， 黏度 L=，取L=1.0m 所以取吸附塔高度L=1m 壓力損失 6. 停留時間的計算 7. 吸附塔的附件裝置 （1）承載裝置的設(shè)計 選用典型的柵板作為支撐裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，強度大，操作方便。材料為不銹鋼，分為2塊組成，如圖5

12、 a）柵板的結(jié)構(gòu)尺寸 柵條由豎扁鋼制成，柵條之間的距離 b）支撐圈的設(shè)計 支撐圈焊接于塔壁上，柵條擱于上面 外徑： 內(nèi)徑： 厚度： 可支撐6塊柵板 c）柵板的校核 填積重度： 所以柵板符合要求。 （2）填料孔 如圖7 位于塔頂 螺栓及螺母數(shù)量為12個，螺栓（直徑長度）：M1640 總程27.4kgf d）人孔和卸料孔 人孔和卸料孔設(shè)計為一個孔，如圖8 參數(shù)如下： 螺栓及螺母數(shù)量為12個，螺栓（

13、直徑長度）：M1640 ，總重為42.1kgf。 e）填料壓板 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 f）絲網(wǎng)壓板尺寸 網(wǎng)孔尺寸取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，裝料后再進行安裝，固定螺栓。 g）進氣口、出氣口設(shè)計 初取 則 取內(nèi)徑： 壁厚5mm的管道 設(shè)計底角： 取 在塔斗上側(cè)安裝一安全閥，作應(yīng)急

14、處理。 h）廢液排除口的設(shè)計、 氣體中含有一定量的水分，會影響活性炭和風(fēng)機的工作效果，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160mm。 （三）煙囪的設(shè)計 1. 煙囪出口內(nèi)徑 初取出口氣速： 取D=2.00m 2. 出口處平均風(fēng)速 取地面10m處的氣速，初步取煙囪高度為20米，坡度i=0.01 3. 煙氣抬升高度 4. 校核 選用氣體校核 取大氣為C類氣體 則 即 符合要求 5. 煙囪底部直徑 坡度i=0.01 煙囪底部內(nèi)徑： 6. 煙囪阻力 煙囪摩擦阻力 煙囪出口阻力

15、 取 煙囪總阻力 （四）管道的設(shè)計 200mm的直管：L=12m 160mm的直管： 局部阻力計算表如下： 序號 名稱 函數(shù) 公式 1 200mm直管 51.19 2 160mm直管 68.11 3 三通（3個） 4.84 4 200mm彎頭（7個） 86.42 5 160mm彎頭（6個） 87.05 6 噴淋塔入口 12.86 7 吸附塔入口 45.34 8 噴淋塔出口 45.34 9 吸附塔出口 18.14 管道阻力： 系統(tǒng)阻力

16、（五）風(fēng)機選擇 1. 風(fēng)量計算 2. 風(fēng)壓計算 根據(jù)，，選擇型離心通風(fēng)機，機號為4.5，配用的電動機型號為，功率為7.5kW,風(fēng)機的全風(fēng)壓為1666-2528Pa，風(fēng)量，外型尺寸為：943777884（mm）。 （六）參考文獻 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 2. 郝吉明等主編 《大氣污染控制工程》 高等教育出版社 1989 3. 孫一堅主編 《工業(yè)通風(fēng)》 中國建筑工業(yè)出版社 1994 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 5. 吳中標(biāo)主編 《實用環(huán)境工程手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社 2001 6. 王麗萍主編 《大氣污染控制工程》 煤炭工業(yè)出版社 2002 7. 魏北仙主編 《塔設(shè)備設(shè)計》 上?？萍汲霭嫔? 1988 8. 金國淼主編 《除塵設(shè)備設(shè)計》 上?？萍汲霭嫔? 1985