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

大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)鑄造廠烘干爐臭氣治理工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(jì)的目的2二 設(shè)計(jì)原始資料2三 設(shè)計(jì)工藝資料2四 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求2五 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算<一>噴淋塔的設(shè)計(jì)2<二>吸附塔的設(shè)計(jì)6<三>煙囪的設(shè)計(jì)10<四>管道的設(shè)計(jì)11<五>風(fēng)機(jī)選擇12六 參考文獻(xiàn)13七 附圖（治理工藝高程圖、平面布置圖）一 課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)課程設(shè)計(jì)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(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過(guò)設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)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(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制工程圖，使用技術(shù)資料，編寫(xiě)設(shè)計(jì)書(shū)的能力。二 設(shè)計(jì)原理資料某鑄造廠現(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. 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(gè)平均烘干三爐型砂，在加熱過(guò)程中有恒溫控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，每加熱一爐型砂需要4小時(shí)左右，其排放煙氣是間歇性的，一般爐內(nèi)溫度加熱到180C開(kāi)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(guò)安裝在爐頂?shù)膬膳艢夤埽╠=200mm）引出，沒(méi)有設(shè)置煙囪，煙氣直接排入室外環(huán)境。 從某鑄造廠得來(lái)的資料了解到型砂是用34%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(guò)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(guò)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(guò)程中所產(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。三 設(shè)計(jì)工藝參數(shù)系統(tǒng)風(fēng)量（Q）：800 風(fēng)量：3807煙氣溫度（T）：8899C 功率：5.5KW排風(fēng)管直徑（D）：225mm 原風(fēng)機(jī)型號(hào)：Y132S12四 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料，利用所學(xué)的大氣污染控制工程的有關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)以下內(nèi)容：1. 分析污染物的組成和特點(diǎn)，合理凈化工藝流程；2. 根據(jù)選擇的凈化工藝，確定凈化裝置的類(lèi)型；3. 進(jìn)行凈化裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算；4. 完成管道的布置與計(jì)算；5. 進(jìn)行煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算；6. 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；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(jì)計(jì)算<一> 噴淋塔的設(shè)計(jì)煙氣量為800要求煙氣入口溫度90C，出口溫度將為40C，用自來(lái)水冷卻氣體，自來(lái)水進(jìn)塔溫度為20C，出塔為35C1. 煙氣量換算Q= 進(jìn)口煙氣量 出口煙氣量1. 塔徑的計(jì)算初取空塔氣速v=1.8m/s則 取D=500mmV=2. 濕段高度計(jì)算初取噴淋塔的停留時(shí)間t=1.4m/s則停留高度(濕段高度)：，取h=2.50mt=3. 用水量計(jì)算根據(jù)熱平衡式計(jì)算：Q=W，此時(shí)，此時(shí) 所以 4. 噴淋塔設(shè)置<一> 布水裝置的設(shè)計(jì) 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(jiǎn)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(kāi)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。所以n=(3) 小孔孔徑：Q=取小孔流量系數(shù)=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(huì)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)9899%）,阻力?。ㄐ∮?50P），占空間小，對(duì)于無(wú)雜質(zhì)固體顆粒的氣體尤其適用。相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)如下：（1） 設(shè)計(jì)氣速的確定液體重度：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(xiàn)直徑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取絲線(xiàn)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(jìn)氣口及布?xì)庋b置 為了防止液體進(jìn)入進(jìn)氣管，同時(shí)能夠使氣體分布均勻，對(duì)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。 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(kāi)口率為：50%。 取進(jìn)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(jì) 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)，在塔頂設(shè)計(jì)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(jì)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(guò)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，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，提熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，價(jià)格便宜，且易獲得。選取相關(guān)參數(shù)如下：堆積密度：實(shí)驗(yàn)確定活性炭的用量為：400kg/3個(gè)月，采用固定床活性炭吸附裝置。2. 吸附塔煙量的計(jì)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(shí)間的計(jì)算7. 吸附塔的附件裝置（1）承載裝置的設(shè)計(jì)選用典型的柵板作為支撐裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度大，操作方便。材料為不銹鋼，分為2塊組成，如圖5a）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(jì)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(gè)，螺栓（直徑長(zhǎng)度）：M1640總程27.4kgfd）人孔和卸料孔人孔和卸料孔設(shè)計(jì)為一個(gè)孔，如圖8參數(shù)如下： 螺栓及螺母數(shù)量為12個(gè)，螺栓（直徑長(zhǎng)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(lái)控制壓板的上限位置，但壓板不固定在塔壁上。如圖9f）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(shí)，取出壓板，裝料后再進(jìn)行安裝，固定螺栓。g）進(jìn)氣口、出氣口設(shè)計(jì)初取 則取內(nèi)徑： 壁厚5mm的管道設(shè)計(jì)底角：取在塔斗上側(cè)安裝一安全閥，作應(yīng)急處理。h）廢液排除口的設(shè)計(jì)、氣體中含有一定量的水分，會(huì)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(gè)排液口，同時(shí)亦可排除落下的活性炭顆粒。取管徑為160mm。（三）煙囪的設(shè)計(jì)1. 煙囪出口內(nèi)徑初取出口氣速： 取D=2.00m2. 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=0.013. 煙氣抬升高度4. 校核選用氣體校核 取大氣為C類(lèi)氣體則 即符合要求5. 煙囪底部直徑坡度i=0.01煙囪底部?jī)?nèi)徑：6. 煙囪阻力煙囪摩擦阻力煙囪出口阻力取煙囪總阻力（四）管道的設(shè)計(jì)200mm的直管：L=12m 160mm的直管： 局部阻力計(jì)算表如下：序號(hào)名稱(chēng)函數(shù)公式1200mm直管51.192160mm直管68.113三通（3個(gè)）4.844200mm彎頭（7個(gè)）86.425160mm彎頭（6個(gè)）87.056噴淋塔入口12.867吸附塔入口45.348噴淋塔出口45.349吸附塔出口18.14管道阻力：系統(tǒng)阻力（五）風(fēng)機(jī)選擇1. 風(fēng)量計(jì)算2. 風(fēng)壓計(jì)算根據(jù)，選擇型離心通風(fēng)機(jī)，機(jī)號(hào)為4.5，配用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)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：943777884（mm）。（六）參考文獻(xiàn)1. 孫一堅(jiān)主編 簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 19972. 郝吉明等主編 大氣污染控制工程 高等教育出版社 19893. 孫一堅(jiān)主編 工業(yè)通風(fēng) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 19944. 劉天齊主編 三廢處理工程技術(shù)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社5. 吳中標(biāo)主編 實(shí)用環(huán)境工程手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 20016. 王麗萍主編 大氣污染控制工程 煤炭工業(yè)出版社 20027. 魏北仙主編 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 上?？萍汲霭嫔?19888. 金國(guó)淼主編 除塵設(shè)備設(shè)計(jì) 上?？萍汲霭嫔?1985