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大气污染控制工程课程设计

—酸洗废气净化系统设计说明书

第一章 概论 3

1.1设计任务 3

1.2设计目的 3

1.3酸洗废气的危害 3

1.3.1酸洗废气对人体的危害 3

1.3.2酸洗废气对植物的危害 4

1.3.3酸洗气体对器物的影响 4

1.3.4酸洗气体对大气能见度和气候的影响 4

1.4设计规范 5

1.5设计原则 5

1.6金刚砂的生产过程 5

1.7处理要求 5

第二章 方案选择 6

2.1设计方案要求 6

2.2气态污染物处理技术方法比较 6

2.2.1吸收（洗涤）法 6

2.2.2冷凝法 6

2.2.3吸附法 6

2.2.4燃烧法 7

2.3方案选择 7

第三章 工艺流程及设备 7

3.1工艺流程 7

3.2集气罩 7

3.2.1集气罩的分类 7

3.2.2集气罩的设计原则 8

3.2.3集气罩的选择以及参数的确定 8

3.3吸收塔 8

3.4管道 8

3.5风机 9

第四章 附录计算书 9

4.1集气罩的设计 9

4.1.1集气罩基本参数的确定 9

4.1.2集气罩入口风量的确定 10

4.2填料塔的设计 11

4.2.1填料塔参数的确定 11

4.2.2填料塔高度的确定 12

4.2.3填料塔附件选择 13

4.2.4填料塔总压降 14

4.3管网设计 14

4.3.1风速和管速的确定 14

4.3.2阻力计算 14

4.4动力系统选择 16

4.4.1安全系数修正 16

4.4.2动力系统选择 16

4.5附属构建选择 16

4.5.1管道支架 16

4.5.2补偿器 16

第五章 设计图纸（A3纸平面图） 16

第一章 概论

1.1设计任务

某厂生产用金刚砂，经过湿式研磨后，经浓硫酸酸洗处理。加酸时，有大量蒸汽，酸雾和其他有害气体产生，对车间环境和工人身体健康造成危害。为此，需要对酸洗产生的气体进行治理，以改善车间的环境及工人的操作条件。

1.2设计目的

通过设计酸洗废气净化系统，使该厂的废气达到排放的标准，同时减少酸洗过程产生蒸汽，酸雾和其他有害气体的排放，有利于给车间以及工人营造一个良好的工作生活环境，同时使有害气体的浓度大大降低，减少了对人体、植物、动物以及气候等造成的危害，同时保护了地球的环境。

1.3酸洗废气的危害

目前，大气污染已经成为全球问题，而大气污染主要是人类活动造成的，大气污染物对人体健康、植物、器物和材料，及大气能见度和气候皆有重要影响。

由于该厂生产用金刚砂，经过湿式研磨后，经浓硫酸酸洗处理。加酸时，有大量蒸汽，酸雾和其他有害气体产生，对人体及环境产生极大的危害。特别是SO2、硫酸和硫酸烟雾，以及产生的酸雨等危害更加严重。以下是SO2等酸性气体对人类以及环境的影响。

1.3.1酸洗废气对人体的危害

污染物侵入人体主要通过表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气，对人体健康的危害主要表现为引起呼吸道疾病。

该厂用浓硫酸进行酸洗过程中，会有SO2产生，资料表明：SO2在空气中的浓度达到（0.3~1.0）×10-6时，人们就会问到它的气味。包括人类在内的各种动物，对SO2反应都会表现为支气管收缩，这可从气管阻力稍有增加判断出来。一般认为，空气中的SO2浓度在0.5×10-6以上，对人体健康已有潜在性影响，（1~3）×10-6时多数人受到刺激，10×10-6时加剧，个别人还会出现支气管痉挛。与颗粒物和水分结合的硫氧化物是对人类健康影响非常严重的公害。

当大气中的SO2氧化成酸雨和硫酸烟雾时即使其浓度只相当于SO2的1/10，其刺激和危害也将更加显著。据动物实验表明，硫酸烟雾引起的生理反应要比单一SO2气体强4~20倍。

1.3.2酸洗废气对植物的危害

污染物对植物的伤害，通常发生在叶子结构，因为叶子含有整棵植物的构造机理。最常遇到的毒害植物的气体就有SO2。

大气中含SO2过高，对叶子的危害首先是对叶肉的海绵状软组织部分，其次是对栅栏细胞部分。侵蚀开始时，叶子出现水浸透现象，干燥后，受影响的叶面部分呈漂白色或乳白色。如果SO2的浓度为（0.3~0.5）×10-6，并持续几天后，就会对敏感性植物产生慢性危害。SO2直接进入气孔，叶肉中的植物细胞时期转化为亚硫酸盐，再转化成硫酸盐。当SO2过量的存在时，植物细胞就不能尽快地吧亚硫酸盐转化为硫酸盐，并开始破坏细胞结构。

1.3.3酸洗气体对器物的影响

对器物的损害主要包括玷污性损害和化学性损害两个方面，化学性损害是指由于污染物的化学作用，使器物和材料腐蚀或损坏。大气中SO2的及其生成的酸雾、酸滴等，能使金属表面产生严重的腐蚀，使纺织品、纸品、皮革制品等腐蚀磨损，是金属涂料变质，降低其保护效果。造成金属腐蚀最为有害的污染物一般是SO2。

1.3.4酸洗气体对大气能见度和气候的影响

大气污染最常见的后果之一是大气能见度的降低。SO2和其他气态含硫化合物在大气中以较大的反应速度生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子，对能见度有潜在影响。

大气污染对能见度的长期影响相对较小，但是对气候产生的大规模影响，则其结果肯定是极为严重的。SO2等排放产生的酸雨，对环境更是造成极大的危害。

1.4设计规范

烟气排放达标,整套设备运行经济合理,占地面积较小。

执行标准是:《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）。

1.5设计原则

要求设计的净化系统效果好；操作方便；投资省，并且达到排放标准。

1．工艺特点：间断加酸，加酸后料槽内温度可达100℃以上。

2．废气特点：近似空气，标准状态下酸雾含量为4000
。温度为60
。

3．气象资料：

气温：冬季，-6
；夏季,31
。

大气压力：冬季，734mmHg(97.86×103Pa)；夏季，718mmHg(95.72×103Pa)。

4．酸洗车间工艺布置图（参见图4-1-1）。

说明：酸洗时，工人将预先装入金刚砂的φ700mm圆筒形斜槽，沿酸洗槽前方的轨道，推入酸洗槽位置后，向斜槽中加入浓硫酸，并不断搅拌。酸洗完后，将斜槽退出卸料；重新推入一桶新料进行酸洗。故酸洗为间断操作。

1.6金刚砂的生产过程

金刚砂的学名叫「碳化硅」，外观黑色，略有金属XX，化学性质比硅砂稳定，因为硬度很高，所以在工业上常某某「研磨材料」。金刚砂的生产过程需要家浓硫酸酸洗处理，加酸的时候有大量蒸汽、酸雾以及有害气体生成。

1.7处理要求

处理前硫酸烟雾浓度为4000mg/m3。

硫酸烟雾最高排放浓度小于45mg/m3。

方案选择

2.1设计方案要求

此次设计要求采用液体吸收法进行净化，即采用5%NaOH液体在填料塔中吸收净化硫酸雾。

2.2气态污染物处理技术方法比较

2.2.1吸收（洗涤）法

溶剂吸收法采用低挥发性或不挥发性溶剂对废气进行吸收，再利用废气分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。吸收的效果主要取决于吸收剂的吸收性能和吸收设备的结构特征。

吸收剂必须对去除的废气有较大的溶解性，同时，如果需回收有用的组分，则回收组分不得和其他组分互溶。吸收剂再吸收的运行条件下，必须具有较好的化学稳定性及无毒无害；吸收剂摩尔质量要尽可能低，以使它的吸收能力最大化。

适用于气态污染物浓度较高、温度较低和压力较高的场合。分析该厂废气，适合设计要求，可采用吸收法。

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风机总风量：

风机总风压，并与风机标定工况换算。

4.4.2动力系统选择

可选用9-26No5A。

可选用Y160M2-2，功率15Kw.

4.5附属构建选择

4.5.1管道支架

1、在不影响生产的情况下，集气罩附近现场安装吊架（垂直负荷500kg,水平负荷0kg）3个。

2、在风机进出口处现场安装支架（垂直负荷1000kg，水平负荷100kg）各一个。

3、在填料塔距地面7m处四角拉线固定，并安装适当的操作平台。

4、在烟筒距地面35m处四角拉线固定。

4.5.2补偿器

由于管道较短，且温差不大，可不选用管道补偿器。

第五章 设计图纸（A3纸平面图）

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