目录一．概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计任务及要求 (1)1.3设计内容 (1)1.4设计资料 (1)二．方案选择 (2)2.1气态污染物处理技术方法比较 (2)2.2方案选择 (2)2.3工艺流程 (3)三．集气罩的设计 (3)3.1集气罩基本参数的确定 (3)3.2集气罩入口风量的确定 (4)四．填料塔的设计 (5)4.1填料塔参数的确定 (5)4.2填料塔高度及压降的确定 (8)五．储液池的设计 (9)5.1储液池尺寸计算 (9)5.2水泵的选取 (10)六．管网设计 (11)6.1风速和管径的确定 (11)6.2系统布置流程图 (11)6.3阻力计算 (11)七．烟囱设计 (13)7.1烟囱高度的设计 (13)7.2烟囱进出口内径计算 (14)7.3烟囱阻力计算 (14)八．风机的选择 (15)8.1风量与风压 (15)8.2动力系统的选择 (15)九．结论和建议 (15)十．参考文献 (16)十一．致谢 (16)十二．附录 (17)一．概述1.1设计目的通过对气态污染物净化系统的工艺设计，初步掌握气态污染物净化系统设计的基本方法。

培养利用已学理论知识，综合分析问题和解决实际问题的能力，绘图能力，以及正确使用设计手册及相关资料的能力。

1.2设计任务及要求对某化工厂酸洗硫酸烟雾治理设施进行设计，其主要内容包括：集气罩的设计、填料塔的设计、管网的布置及阻力计算等，经过净化后的气体达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中二类区污染源大气污染物排放限值。

具体内容包括：①主要设备的设计计算；②工艺管道计算及风机选择；③绘制治理设施系统图及Y型管图；④编写课程设计说明书。

1.3设计内容1.集气罩的设计2.填料塔的设计3.储液池的设计4.管网的设计5.烟囱的设计6.设备选型1.4设计资料1.设计题：酸洗硫酸烟雾治理设施2.已知条件；(1)采用5%NaOH溶液在填料塔中吸收净化硫酸烟雾;(2)标准状态下硫酸浓度为3000mg/m3，排风量为V G=0.60m3/s。

经过净化后的气体达到70mg/m3。

二．方案选择2.1气态污染物处理技术方法比较表1 处理方法对比2.2方案选择通过以上对四种方案的比较选择，本设计采用吸收法处理硫酸烟雾，即采用5%NaOH 液体在填料塔中吸收净化硫酸雾。

净化设备为填料塔。

操作情况下，气相传质系数：3144/()(101325)Ga k kmol m h atm latm Pa =⋅⋅=； 液相传系数：10.7La k h -= 液气比为：3/ 2.5~4/L G L m = 2.3 工艺流程三． 集气罩的设计3.1 集气罩基本参数的确定集气罩的罩口尺寸应不小于罩子所在污染位置的污染物扩散的断面积。

如果设集气罩连接风管的特征尺寸为d 0，（圆形为直径，方形为短边），污染源的特征尺寸为E ，集气罩距污染源的垂直距离H ，集气罩口的特征尺寸为D 0，集气罩喇叭口长度L ，应满足d 0/E ＞0.2,1.0＜D 0/E ＜2.0和H/E ＜0.7（若影响操作，可适当增大）和L/d 0≤3。

由酸洗槽排风量V G =0.60m 3/s ，可知该厂酸洗处理规模较小，故采用单个集气罩进行废气收集即可。

取E=800mm ，H=500mm 则：1200mm 5000.88000.8H E D 0=⨯+=+= 集气罩下口面积：ππ22002.125.041⨯==D F =1.13m 2 集气罩下口罩裙高：13.125.025.00⨯==F h 裙=0.27m 集气罩上口直径拟定为0d =250mm集气罩喇叭口长度：225.02.1200-=-=d D L =0.48m 校核：2.03125.08002500>==E d 1.0<80012000=E D =1.5<2.0 800500=E H =0.625<0.7 25.048.00=d L =1.92<3 校核结果表明设计参数全部满足设计要求 3.2 集气罩入口风量的确定冬季：环境温度为－6℃，加酸后槽内温度可达100℃106K =(-6)-100=T -T =T 21∆222m 50.048.041===ππd F 源36005.010698.8360098.825.125.1⨯⨯=∆=F T q =0.424kJ/s()()3131205.05.0424.0403.0403.0⨯⨯⨯==源qHF Q =0.151m 3/s50.013.1'0-=-=F F F =0.63m 2 取吸气罩入口速度'V =0.8 m/s63.08.0151.0''0⨯+=+=F V Q Q =0.655m 3/s夏季：环境温度为31℃，加酸后槽内温度可达100℃69K =31-100=T -T =T 21∆36005.06998.8360098.825.125.1⨯⨯=∆=F T q =0.248 kJ/s()()3131205.05.0248.0403.0403.0⨯⨯⨯==源qHF Q =0.127m 3/s取吸气罩入口速度'V =0.8 m/s63.08.0127.0''0⨯+=+=F V Q Q =0.631m 3/s由于冬季排风量大于夏季排风量，应以冬季排风量来计算，Q=0.655(m 3/s) 校核管道中风速：ππ22025.0655.044⨯==d Q V =13.3 (m/s),符合要求(10~20m/s) 上式中ΔT ——温差，K T 1——料槽温度, K T 2——环境温度，Kq ——热量流量，kJ/s Q 0——-热烟气流量, m 3/s Q ——最小吸入风量，m 3/s'F ——集气罩罩口面积与污染面积之差，m 2'V ——最小吸入速度，0.5~1.0m/s四． 填料塔的设计4.1 填料塔参数的确定 1. 填料的规格及相关参数(1) 拟选用陶瓷鲍尔环填料的规格及相关参数表2 填料参数填料类型规格mm尺寸mm 比表面积 m 2/m 3孔隙率 %堆积个数 n/m 3干填料因子 m -1陶瓷鲍尔环填料Φ38 38×38×4 150 78% 13400 356(2) 计算泛点气速本设计采用5%NaOH 溶液为吸收液,。

标准状态下酸雾含量为3000mg/m3 ，温度为60℃。

标准状态下取液气比L/G=3L/ m 3%1001000984.220.3y 42SO H ⨯⨯⨯==0.069%()()05.29%069.029%069.012914242=⨯+-⨯=+-=SO H SO H y M y M M 酸空T=273+t=273+60=333K 所以:333314.805.293.101⨯⨯==RT PM G ρ=1.065 kg/ m 3 1%510001000⨯+=L ρ=1050kg/m 3 G Q =0.655m 3/s=2358 m 3/h10003655.01000⨯==G LQ Q GL =1.965×10-3m 3/s=7.074m 3/h 065.12358⨯==G G G Q W ρ=2511.3kg/h 1050074.7⨯==L L L Q W ρ=7427.7kg/h1050065.13.25117.7427⨯=L G G LW W ρρ=0.094 上式中M ——混合气体的分子量Q G ——气体流量，m 3/s 或m 3/hQ L ——吸收液流量，m 3/s 或m 3/h W G ——气体的质量流速，kg/hW L ——吸收液的质量流速，kg/h查埃克特关联图取ΔP=150mm 水柱/m 填料⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L G Lf gu u ρρφϕ2.02=0.13 u L 取1m/s ，Lρρϕ水==0.95 2.02.01065.195.035610508.913.013.0⨯⨯⨯⨯⨯==L G Lf ug u φϕρρ=1.92m/s 上式中u f ——泛点气速，m/sφ——干填料因子，m -1(3) 计算操作气速1.920.8=u 0.8=u f ⨯=1.54m/s 计算塔径，并圆整ππ54.1655.044⨯==uQ D GT =0.74=0.8m(4) 重新计算操作气速ππ228.0655.044⨯==D Q u G =1.3/s 92.13.1=f u u =0.68 处于f u 的50%~70%内，符合要求 (5) 校核填料直径与塔体直径的比120038=TD d 填=0.048<0.1，符合要求 (6) 校核填料塔的喷淋密度当填料d<75mm 时，填料的最小润湿率为0.08m 3/(m 2·h)，要求L 喷>L 喷minL 喷min =最小润湿率×填料比表面积=0.08×150=12m 3/(m 2·h)填料塔横截面积：48.0422ππ==D A =0.50m 2 50.0074.7==A Q L L 喷=14.15m 3/(m 2·h) >L 喷min ，符合要求 4.2 填料塔高度及压降的确定 1. 计算填料层高度Z由资料可知标准状态下，酸雾含量为3000mg/m 3；查大气污染物综合排放标准，硫酸烟雾最高允许排放浓度为70mg/m 3；操作情况下，气相传质数为3144/()(101325)Ga k kmol m h atm latm Pa =⋅⋅=当地冬季大气压取Ps=98kPa1Y = y (H2SO4)= 0.069%%10098104.22070.032⨯⨯⨯=-Y =0.0016%*12Y Y dYN Y Y OG -=⎰=ln0.069%-ln0.0016%=3.76 2733334.2200⨯==T T V V =27.3(L/mol) 50.03.272358⨯==VA Q G G =171.8kmol/(m 3·h) 76.31448.171⨯==OG GaN K G Z =4.5m 上式中Y 1——进口处气体中硫酸的摩尔百分比 Y 2——出口处气体中硫酸的摩尔百分比 N OG ——传质单元数GaK G ——传质单元高度，mZ——填料层高度，m2.填料层压降根据所取ΔP=150mm水柱/m填料，1mmH20的压强为9.8Pa填料层压降为：ΔP Z=150×9.8×4.5=6615Pa3.填料塔相关附件的选择表3 填料塔附件表附件名称装置层高度(mm) 阻力(Pa)封头100折板除雾器200 100多环管喷淋器400多孔盘式液体再分布装置300 50栅板支承板200斜口气体分布器400 400废液收集槽400支座2004.填料塔总高度+++++H=6.5m=++1.0+4.04.02.04.05.44.03.02.0T5.填料塔总压降+++∆P=7365Pa=200100+661540050五．储液池的设计5.1储液池尺寸计算1.设计容量（单位时间内的流量减去过程中的蒸发量，此处取蒸发系数为0.2，单位时间为1h）8.0074.72.01=-=L Q V 储=8.85m 3 2. 取储液池直径储D =1.5m ，则储液池高度为：π⨯⨯==25.125.085.8储储储A V H =5.0m 5.2 水泵的选取 1. 输水管的规格吸收液的输送采用不易结垢，水流阻力小，耐腐蚀、高压的PPR 管，直径取60mm ；当储液池内水深小于0.5m 时，补充吸收液。