《大气污染控制工程》课程设计专业/班级环境工程091班姓名/学号 XXXXXXXXXXX 指导老师xxxxxxxxxx浙江树人大学生环学院二O一三年一月目录第一章总论---------------------------------------------------------------------3第一节设计任务和内容--------------------------------------------------------3第二节基本资料-----------------------------------------------------------------4第二章烟囱高度设计工艺原理及结构--------------------------------------4第一节烟囱高度设计的工艺原理------------------------------------------------4第二节影响烟囱设计高度的因素------------------------------------------------5一、计算公式-------------------------------------------------------------------5二、气象参数---------------------------------------------------------------------------5三、烟流出口速度V S-------------------------------------------------------------------5四、烟气的干、湿沉降-----------------------------------------------------------5五、烟囱的散热------------------------------------------------------------------------5第三节烟囱的基本结构-----------------------------------------------------------------5一、砖烟囱-------------------------------------------------------------------------------------------5二、钢烟囱--------------------------------------------------------------------------------------------6第三章烟囱高度设计计算-----------------------------------------------------6第一节烟囱高度的计算方式选择----------------------------------------------------------------61.按地面最大浓度计-------------------------------------------------------------------------------62.按地面绝对最大浓度计算----------------------------------------------------------------------63.按一定保证率的计算法-------------------------------------------------------------------------74.P值法-----------------------------------------------------------------------------------------------7第二节设计参数说明---------------------------------------------------------------------------------7第三节烟囱高度的计算-----------------------------------------------------------------------------7第四节烟囱设计注意事项----------------------------------------------------------------------------8第四章平面结构图设计---------------------------------------------------------------------------9参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------------9 附图第一章总论现如今，大气污染严重危害人类的生命健康和生存，大气中有害物质的浓度越高，其污染就越重，危害也就越大。

污染物在大气中的浓度，除了取决于排放的总量外，还同排放源高度、气象和地形等因素有关。

污染物一进入大气，就会稀释扩散。

风越大，大气湍流越强,大气越不稳定,污染物的稀释扩散就越快；相反，污染物的稀释扩散就慢。

在后一种情况下，特别是在出现逆温层时，污染物往往可积聚到很高浓度，造成严重的大气污染事件。

降水虽可对大气起净化作用，但因污染物随雨雪降落，大气污染会转变为水体污染和土壤污染。

地形或地面状况复杂的地区，会形成局部地区的热力环流，如山区的山谷风，滨海地区的海陆风，以及城市的热岛效应等，都会对该地区的大气污染状况发生影响。

烟气运行时，碰到高的丘陵和山地，在迎风面会发生下沉作用,引起附近地区的污染。

烟气如越过丘陵,在背风面出现涡流，污染物聚集，也会形成严重污染。

在山间谷地和盆地地区，烟气不易扩散，常在谷地和坡地上回旋。

特别在背风坡，气流作螺旋运动，污染物最易聚集，浓度就更高。

夜间，由于谷底平静，冷空气下沉，暖空气上升,易出现逆温，整个谷地在逆温层覆盖下,烟云弥漫，经久不散，易形成严重污染。

位于沿海和沿湖的城市，白天烟气随着海风和湖风运行，在陆地上易形成“污染带”。

早期的大气污染，一般发生在城市、工业区等局部地区，在一个较短的时间内大气中污染物浓度显著增高，使人或动、植物受到伤害。

60年代以来，一些国家采取了控制措施，减少污染物排放或采用高烟囱使污染物扩散，大气的污染情况有所减轻。

高烟囱排放虽可降低污染物的近地面浓度，但是把污染物扩散到更大的区域，从而造成远离污染源的广大区域的大气污染。

随着环保事业的发展，工厂的烟囱已经不单纯是一个排烟装置，而发展成为控制大气污染保护环境的一个设备。

因而烟囱高度的计算，也不冉单纯从满足工艺生产的需要进行计算，而是还要从环保的要求进行计算确定。

文章着重阐述了烟囱高度的计算模式( 其计算方法分为二步: 第一步, 烟囱抬升高度; 第二步, 依照大气扩散的数学模式以保证大气质量为标准来确定必要的烟囱高度。

) 以及计算模式中输入参数(气象参数、烟流出口速度V S、烟气的干、湿沉降等) 的讨论。

第一节、设计任务和内容烟囱高度的设计：第一步, 烟囱抬升高度; 第二步, 依照大气扩散的数学模式以保证大气质量为标准来确定必要的烟囱高度。

并画出烟囱示意图。

第二节、基本资料地处丘陵的某炼油厂要进行扩建，拟新建一烟囱排放污染物。

烟囱排放条件为：出口内径3 m,出口速度15（12、10、18、20） m/s,排放温度140℃，大气温度17℃，H 2S 排放量7.2 kg/h 。

离该厂2500 m 处有一城镇，大气中H 2S 的现状浓度为0.5 μg/m 3。

为使该城镇中H 2S 浓度低于10μg/m 3，要建多高的烟囱才能满足要求？设计风速取1~3 m/s 。

第二章 烟囱高度设计工艺原理及结构第一节 烟囱高度设计的工艺原理高架连续点源的典型代表就是孤立的高烟囱。

烟囱的作用除了利用热烟气与环境冷空气之间的密度差产生的自生通风力来克服烟气流动阻力向大气排放外，还要把烟气中的污染物散逸到高空之中，通过大气的稀释扩散能力降低污染物的浓度，使烟囱的周边的环境处于允许的污染程度之下。

事实证明，烟囱愈高，烟气上升力愈强，燃料燃烧也愈好，污染物可以在离地面较高的大气中扩散，再加上高空风速大，稀释能力强，可使大气污染程度减轻。

当然，烟囱的高度并非愈高越好，当烟囱高度超过一定的高度后如果再增加其高度，对地面浓度的降低收效就很小，而烟囱造价却随高度增加而急剧增大。

烟气从烟囱排出以后，由于受惯性力(烟速的作用)和浮升力(温度的作用)的综合作用向纵向扩散，即抬升一定的高度：又由于炯气还受大气风力和湍度梯度的作用使炯气横向扩散(见图1)。

因此烟囱高度的计算方法分为以下二步： 第一步：计算烟气抬升高度△H 。

第二步：依照大气扩散的数学模式以保证大气质量为标准来确定必需的烟囱几何高度H S 。

图1 烟囱高度计算图烟囱的作用在于使其根部产生足够吸力来克服加热系统阻力(包括分烟道阻力)及下降气流段浮力,使炉内废气排出,空气吸入.炉内上升气流段浮力则有助于气抬升高度ΔH烟囱几何高度H S烟囱有效高度H体流动,烟囱根部吸力靠烟囱内热废气的浮力产生,其值高度和热废气与大气密度之差决定的。

烟囱的工艺设计主要是根据加热系统的阻力和浮力确定烟囱根部吸力的需要值,并据此计算烟囱的高度和直径。

烟囱的直径取决于废气通过烟囱的阻力和烟囱的投资费用。

烟囱的高度使产生的浮力保证烟囱根部有足够的吸力，并足以克服废气通过烟囱的阻力，还要考虑备用的吸力及根据气压进行必要的校正。

烟囱的设计应合理地确定烟囱高度，做到既减少污染又不浪费。

因为高烟囱虽然非常有利于污染物浓度的扩散稀释，但烟囱达到一定高度后，再继续增加高度对污染物落地浓度的降低已无明显作用，而烟囱的造价也近似地与烟囱高度的平方成正比。

因此，烟囱高度设计的基本要求是，在排放源造成的地面最大浓度不超过国家规定的数值标准下，使得建造投资费用最小。

第二节影响烟囱设计高度的因素一、计算公式烟囱高度设计中，选择适当的计算公式是准确确定烟囱高度的必要条件。

除了上述介绍的以外，还有一些计算公式。

这些公式对地形地貌及气象条件的依赖性很强，且计算结果差别也很大。

目前应用最普遍的是按高斯模式的简化公式。

二、气象参数主要的气象参数有风速和扩散参数。

近地面的风速是影响大气扩散和烟囱高度的重要因素。

，随着风速的增大，一方面增强了大气对污染物扩散稀释的能力，直接使地面最大浓度值减小；另一方面减小了烟流的抬升高度，降低了烟囱有效高度，反而使地面最大浓度值增大。