大气污染控制工程课程设计-标准模板

大气污染控制工程课程设计学校：河南农业大学姓名：学长学号：914151901班级：09级环境工程（1）班目 录前言.2一、设计原始资料及要求2二、选取除尘器的类型和理由32.1.其他除尘器的特点32.2. 旋风除尘器的特点及选择旋风除尘器的原因42.3.旋风除尘器型号选择52.4.选择XLP/B型旋风除尘器的理由5三、设计计算6四、除尘效率计算及校核84.1.除尘效率计算84.2.除尘效率校核9五、附图10六、小结11七、参考资料.11前言 大气是人类生存、发展所必须的环境因素之一。地球上的一切动物、植物和微生物都离不开大气。因此，大气的状态和变化都与人类的活动和生存息息相关。由于人类生存、发展的需要，现代工业发展迅速，然而，工业发展带来经济利益的同时，也带来了日益严重的大气污染，如酸雨、光化学烟雾、粉尘等。目前，大气中的颗粒物是人类比较关心的环境问题，它对人类的呼吸系统有严重的危害。其中PM10、PM2.5是备受关注的颗粒物。因此，在生产过程中严格控制粉尘的排放对人类的健康和生活有重要作用。关键词：锅炉 粉尘 除尘器一、设计资料某工厂一台锅炉，风量10000立方米小时，烟气温度300，粉尘密度4.5克立方米，烟尘密度2000千克立方米，经测试，粉尘粒径分布如表1所示。要求经除尘装置后粉尘排放浓度为0.8克立方米，压力损失不大于2000Pa。 表一 烟尘粒度分布粒径范围（ ）平均粒径（ ）质量百分数分布()809013 根据以上数据设计一旋风除尘器 二、选取除尘器2.1.其他除尘器的特点（1）重力沉降室是使含尘气流中的尘粒借助重力作用自然沉降来达到净化气体的目的的装置。这种装置具有结构简单、造价低、施工容易（可以用砖砌或用钢板焊制）、维护管理方便、阻力小（一般50-150Pa）等优点，但由于它体积大，除尘效率低（一般只有40%-50%），适于捕集大于50粉尘粒子，故一般只用于多级除尘系统中的第一级除尘。（2）惯性除尘器是利用尘粒在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将尘粒从含尘气体中分离出来的设备。这种除尘器结构简单、阻力较小、但除尘效率较低，一般常用于一级除尘。惯性除尘器用于净化密度和粒径较大（捕集10-20以上的粗尘粒）的金属或矿物性粉尘，具有较高的除尘效率。对于黏结性和纤维性粉尘，因其易堵塞，故不宜采用。（3）电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，是尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒趁机在集尘板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。其与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，因此具有耗能小、气流阻力小的特点。其主要优点有压力损失小、处理烟气量大、耗能低、对粉尘具有很高的捕集效率和可在高温或强腐蚀性气体下操作。但其缺点为一次性投资大、安装精度要求高和需要调节比电阻。（4）湿式除尘器是使含尘气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。它具有结构简单、造价低、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀以及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。（5）过滤式除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。虽然其除尘效率一般可达99%以上，且效率高、性能稳定可靠、操作简单，但其不能在“结露”状态下工作、电除尘相比阻力损失稍大、当烟气中硫氧化物、氮氧化合物浓度很高时，除FE滤料外，其他化纤合成纤维滤料均会被腐蚀损坏，布袋寿命缩短、不适于在高温状态下运行工作，当烟气中粉尘含水分重量超过25%以上时，粉尘易粘袋堵袋，造成布袋清灰困难、阻力升高，过早失效损坏。2.2. 旋风除尘器的特点及选择旋风除尘器的原因（1）旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便以及适用面宽的优点。适用于工业炉窑烟气除尘和工业通风除尘；工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘干回收。（2）旋风除尘器的除尘效率一般达85%左右，高效的旋风除尘器对于输送、破碎、卸料、包装、清扫等工业生产过程产生的含尘气体除尘效率可达95%-98%，对于燃煤炉窑产生烟气的除尘效率可以达到92%-95%。（3）旋风除尘器捕集5m颗粒的效率不高，一般可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，与其他类型高效除尘器合用。可用于10m以上颗粒的去除，符合此题的题设条件。（4）粘性大的粉尘容易粘结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；比电阻过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘不宜采用湿法除尘。本题为锅炉排烟，锅炉排烟的特点是烟气流量大，而且烟气流量变化也很大，选取旋风除尘器是适当的。（5）旋风除尘器适宜于高温高压含尘气体的除尘。综合气体的含尘浓度、烟气温度和其他性质以及收集粉尘的处理、运行费用等多项因素，可选用旋风除尘器。2.3.旋风除尘器型号选择本设计选择旋风除尘器的型号为XLP/B-8.2型。2.4选择XLP/B型旋风除尘器的理由 XLP/B型(原为CLP/B型)、扩大型XLP/B型旋风除尘器，是带有旁路的干式高效旋风除尘器。根据出风口连接方式分为X型（吸出式）和Y型（压入式）两种，其中X型是在除尘器本体中增加了出口螺旋壳。根据气流在除尘器中旋转方式不同（顶视），分为逆时针旋转的左旋（N）和顺时针旋转的右旋（S）两种。该除尘器主要适用于清除非粘固灰尘、煤炭、泥沙、烟尘等烟尘，XLP/B型除尘效率略高于XLP/A型。（1）XLP/B型旋风除尘器是在一般旋风除尘器的基础上增设旁路式分离器的一种除尘器，阻力损失较小，特别对5以上的粉尘有较高的除尘效率。（2）XLP/B型旋风除尘器对5以上的粉尘有较高的除尘效率，设计处理的烟气平均粒径为5以上的颗粒占95%，基本满足了颗粒物得处理要求。（3）XLP/B型旋风除尘器一般压力损失在2000Pa以内，符合设计要求的压力损失。（4）XLP/B型在颗粒粒径大于5以上时其分级除尘效率大于87.8%。三、设计计算基本参数：风量Q=10000m3/h，烟气温度T=573K，粉尘密度=4.5g/m3，烟尘真密度=2000g/m3，300K时空气粘度=2.910-5Pas,经除尘装置后粉尘排放浓度=0.8g/m3，压力损失不大于2000Pa。当选用XLP/B型旋风除尘器时，其局部阻力系数5.8。假设进口气速=23m/s。（1）根据上述数据，本设计要求达到的除尘效率为：=1-=1-=0.822=82.2%（2）573K时的烟气密度：=1.293=0.616kg/m3（3）根据假设进口气速=23m/s，计算压力损失：=5.8=945.0Pa2000Pa符合设计要求（3）旋风除尘器其他部件的尺寸：进口截面积: 0.1208m2入口宽度: 0.246m=246mm入口高度: 0.492m=492mm筒体直径: 819mm参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径修正为820mm排出筒直径: 492mm 筒体长度: 1394mm 椎体长度: 1886mm 灰口直径: 353mm表二 各部件尺寸整理：尺寸名称计算公式尺寸（mm）入口宽度246入口高度492筒体直径819参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径修正为820mm排出筒直径492筒体长度1394椎体长度1886灰口直径353四、除尘效率计算及校核4.1.除尘效率计算（1）根据旋风除尘器的特征长度，得出交界圆柱面的高度：（2）由交界圆柱面直径,得平均径向速度（3）漩涡指数：（4）气流在交界面上的切向速度:（5）分割直径：=6.21（6）分级效率： 表三 各分级除尘效率计算结果：粒径范围（ ）平均粒径（）质量百分数分布()分级效率8090130.9953（7）总除尘效率：0.18920.05+0.59330.07+0.91210.22+0.98130.35+0.99220.18+0.99530.013=0.9031=90.31%4.2.除尘效率校核因为总除尘效率90.31%82.2%（本设计要求的除尘效率），所以，所设计的XLP/B-8.2型旋风除尘器符合设计要求。五、附图图一 旋风除尘器结构简图七、 小结在对颗粒物排放要求日益严格的情况下，工厂应合理的设置除尘装置去除废气中的颗粒物。这对于保护环境、维持人类的健康以及实现可持续发展有着重要作用。因此，对于即将走上工作岗位的环境工程专业人士，应熟练掌握各种常用设备的设计原则和方法，为以后的工作打下坚实的基础。 在学习了大气污染控制工程之后，我们学到了很多关于环保设施的理论知识，但是这距离真正实践还有一定的差距，通过此次课程设计，我熟悉了在设计中的基本步骤及注意事项，对于以后的学习工作有良好的帮助。作为一名环工人士，我们应在以后的学习工作中将理论付诸实践，积极学习专业知识，培养自己的专业素质。参考文献1 大气污染控制工程M. 郝吉明等. 高等教育出版社,2009;2 环境工程设计. 童华. 化学工业出版社 ;3环保设备设计手册大气污染控制设备周永兴主编;4大气污染控制工程. 沈柏雄 主编. 鞠美庭 副主编. 化学工业出版社;5大气污染控制工程 . 郭静 阮宜纶 主编 . 马德刚 副主编. 化学工业出版社.