环境工程大气毕业论文设计.docx

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1、环境工程大气毕业论文设计 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 目录 前言 (3) 第一章设计说明书 (4) 1 设计目的 (4) 2 设计课题 (4) 3 设计原始资料 (4) 4 设计内容和深度要求 (4) 5 提交的设计成果 (5) 6 参考文献 第二章设计方案比较及相关选择 (16) 1 烟气脱硫工艺比较、选取确定的工艺 (16) 2 针对设计要求及吸收塔本身性能特点，选取吸收设备 3 吸收剂的选取 4 除尘器装置的比较及其选择 第三章设计计算书 (14) 1 烟气量的计算 (14) 浓度的计算 (15) 2 粉尘和SO 2 3 除尘系统的设计计算 (15) 4 脱硫系统

2、的设计计算 (18) 5 烟囱的设计计算 (20) 6 管道的设计计算 (22) 第四章工程概算 (25) 一投资费用 (25) 二运行管理费用 (27) 参考文献 (28) 心得体会 (29) 前言 包围地球的空气称为大气。像鱼类生活在水中一样，我们人类生活在地球大气的底部，并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。 大气科学是研究大气圈层的一门科学。它研究大气的具体情况，包括组成大气的成分、这些成分的分布和变化、大气的结构、大气的基本性质和主导状态的运动规律.大气的运动变化是由大气中热能的交换所引起的，热能主要

3、来源于太阳，热能交换使得大气的温度有升有降。空气的运动和气压系统的变化活动，使地球上海陆之间、南北之间、地面和高空之间的能量和物质不断交换，生成复杂的气象变化和气候变化。大气科学将从气压的变化、气压分布不均形成的气压场和气压系统、各层大气中空气运动的各种情况、风的现象和性质等方面，深入研究大气中各种环流系统、天气系统，以及基于流体力学、热力学研究大气运动的本质和现象。天气，从现象上来讲，绝大部分是大气中水分变化的结果。在太阳辐射、下垫面强迫作用和大气环流的共同作用下，形成的天气的长期综合情况称为气候。大气科学将研究气候的成因，不同区域的气候状况，气候变迁以及人类活动对气候的影响等问题。 大气污

4、染对大气物理状态的影响，主要是引起气候的异常变化。这种变化有时是很明显的，有时则以渐渐变化的形式发生，为一般人所难以觉察，但任其发展，后果有可能非常严重。大气是在不断变化着的，其自然的变化进程相当缓慢，而人类活动造成的变化祸在燃眉，已引起世界范围的殷切关注，世界各地都已动员了大量人力、物力，进行研究、防范、治理。控制大气污染，保护环境，已成为当代人类一项重要事业。 据环保总局介绍，在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主的能源格局不会改变，煤炭消耗量将将持续增长。我国发电装机容量中火电装机容量占74%以上，火电机组又以燃煤机组为主，是大气污染物的主要来源之一。中国环境科学研究院和清华大学等单位的研

5、究结果表明，酸雨污染给我国造成的损失每年超过1100亿元。 燃煤锅炉烟气是气体和烟尘的混合物，是城市大气污染的主要原因。烟气 的成分很复杂，气体中包括SO 2 、CO、CO 2 、氮氧化物以及碳氢化合物等。烟尘 包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染 本次毕业设计是对火电厂锅炉烟气脱硫系统进行初步设计。是为了进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容，方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能

6、力。 补充：摘要与英文翻译 1.设计任务书 1.1设计课题 火电厂燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统初步设计。 1.2设计原始资料 （1）设计参数 设计燃煤量35t 收尘极排数； B 电场断面宽度，根据前面计算为7m ； B ?收尘极板间距(2b)，根据经验多取2b=400mm. 所以 收尘级的排数 n=70.4+1=17.5,取18 则放电极的排数为n-1=17排. 通道数（每两个集尘极之间为一个通道）n-1=17个 再算电除尘器的电场总长度L 为： L= NH A 2=3549（2179）=11.60m ，取电场总长度为12m. 于是电场个数为n=Ll=124=3(单一电场长度通常选取l=34m ）

7、 3.3.2.8电场高度h 2 F h = =5.5 m 2,圆整后取h=6 m 3.3.2.9同极距（2s ）的确定 本设计宽间距电除尘器，加宽极间距可以提高两极的工作电压，粉尘的驱进速度也相应提高且电除尘器内电极的安装和维修方便，在处理相同烟气量和达到相同集尘效率条件下，所需的集尘面积也少。故，本次设计采用400的同极距。 3.3.2.10电场断面F (2)F Zh s k =-=61.56 m 2 实际风速Q F = =1.14ms 3.3.2.11选型结果如下表所示 选型结果 序号 名称 单 位 数量 序号 名称 单位 数量 1 型号 CDPK 202 7 除尘效率 99.7% 2 数

8、量 个 1 8 有效驱进速度 /cm s 12 3 处理烟气量 3/m h 251615 9 集尘极面积 3549 4 烟气温度 150 10 比集尘面积 23/()m m s 50.78 5 电场风速 /m s 1.14 11 电场数 个 3 6 截面积 61.56 12 电场长度 m 12 3.3.2.12每个电场的有效长度 2A l hZn = =5.48m 根据所选阳极板看,板宽为480 ，则电场长度方向需要的阳极板数为： 1480 l n = =11.41 圆整后取n=12 故需要的板的块数为12块，则电场的有效长度为：L=48012=5760mm 3.3.2.13 灰斗的设计计算

9、采用四棱台状（角锥形）灰斗,斗壁倾角为60o ,灰斗出料口的尺寸由排灰 量大小确定,排灰量由式 G=3QC 0n 1 计算: 式中,系数3是考虑排灰能力增大倍数, n 1是沿宽度方向上的灰斗数。 所以G=2 36007 .99.0102983425161536?-=1.04Kgs=3.7t C B2=251615 (0.036-0.00625)=7485.5mol s ，其中填料塔的空塔气速一般为0.3 1.5ms ，针对本设计选用3.5ms 作为需要设计的填料塔中的空塔气速。 将已知条件代入（27）式中，可得该填料塔塔径： m D 7.43600 414.3251615 4=?= ,实际工程

10、中取4.8米 3.5.3确定填料塔的吸收系数 吸收液 排气y G2 y G1=10004 .22251615251615036.0?=0.81?10-3=0.08% P G1=0.08101325=81.7pa y G2=0.0062522.410-3=0.014 y G1混合气 P G2=0.014101325=14.18pa 石灰石吸收SO 2的气速宜在1.62.5ms 范围，液气比在0.88.2lm 3 当气速为2.5ms ，液气比为1.42lm 3时，传质阻力受气膜控制 48325.2510 1.09110/()AG G k a K kmol m h pa -=?=? 3.5.3填料塔

11、的横截面的面积 24D =47 .47.414.3?=17.3m 2 3.5.4任一截面上的气体质量流率G G=3.1710004.22251615 ?=649.3Kmol(m h ?) 3.5.5填料层的高度H ： 12ln G G G P G H k a P P = =18 .147.81ln 1013251000091.16.550?=8.8m 圆整后，填料层高度取H=9m 3.6.烟囱的设计计算 3.6.1烟囱内径的计算 为了利于烟气抬升,烟气出口流速不宜过低,一般宜在2030ms 。本设计中取烟气出口流速s =20 ms 。 则烟囱出口内径m V Q D s 20 14.336002

12、51615 44?= =2.11m 取烟囱出口内径为2.11m ， 反算s = =?=11.211.2360014.3251615 442 D Q 20.10ms 3.6.2烟气抬升高度的计算 由当地大气条件为中性D 类，可采用霍兰德公式计算烟气抬升高度H ?： H ?=? ? ?-+-D T T T u D V s a s s 7.25.1 式中：- u 烟囱出口处平均风速，此处近似取年平均风速2.2ms ； s T 烟囱出口处烟气温度，此处取433K(160)； a T 环境大气温度,此处取年平均气温288.6。 所以 H ?= ? ? ?-? +?11.24336.2884337.25.

13、12.211.210.206.85m 3.6.3 烟囱高度的计算 由计算式 s H () -? - y z b u e Q 02H ? 式中 Q 源强，SO 2源强为89.52516153600 =6255.4mgs ； 粉尘源强为44.752516153600 =3127.7mgs 0国家标准规定的SO 2和粉尘浓度限值，此处取二级标准,分别为 0.5mgm 3(小时标准)和0.3mgm 3(日标准); b 环境中SO 2和粉尘本底浓度,分别为0.30 mgm 3 (小时均值) 和 0.225 mgm 3(日均值)； y z 常数，一般取0.51，此处取1。 所以 s H () 13.05.

14、07183.22.214.34 .62552?-?-6.85=50.87m s H () 1225.03.07183.22.214.37 .31272?-?-6.85=59.80m 设计烟囱高度为60m 。 3.7 管道的设计计算 管道压力损失计算的目的是确定管道断面尺寸和系统的压力损失，并由总风量和总压力损失选择适当的风机和电机。 又由于该工程所处理的是锅炉中所产生的含尘烟气，且设该通风管道为截面为圆形的除尘风管。因此根据除尘技术手册中表9-1可知烟气在除尘管道中的分布为：垂直管-14ms;水平管16ms 3.7.1 压力损失计算 整个除尘系统采用钢板管道(粗糙度k=0.15mm)。除尘系统

15、管道图如下： 通风管道设计计算的目的，是根据生产工艺的特点及管道配置，确定系统的总抽风量、管道尺寸及系统的总阻力，然后选择相匹配的风机。 （1）净化系统的管段直径按下式计算： G v Q D 36004= （1） 式中：D 管道直径，m ； Q 通过除尘管道的气体量，m 3s 。 （2）管道摩擦阻力损失的计算： 对干净气体：2 2 G L v D L f p ? =? （2） 对含尘气体：)1(222 2g G G L V v c v D L f p +?=? （3） 式中：L p ?直管道的摩擦阻力，Pa ； f 摩擦阻力系数； L 直管道的长度，m ； D 直管道的直径，m ； G v 管

16、道内气体的流速，ms ； 管道气体的密度，kgm 3； g v 管道内粉尘的流速，ms ； c 含尘气体质量浓度，kgm 3。 由于G v g v 接近1，且c 通常很小，所以可以近似用干净气体阻力计算式 ，计算含尘气体。 （3）局部压力损失计算 管道内的气流经异形管件时所造成的局部压力损失，可按下式计算： 2 2G Z v p =? （4） 式中：Z 异形管件的局部阻力系数； G v 管道内气体的流速，ms ； 管道气体的密度，kgm 3； A 、管段：据Q 1=251615m 3s ，且设水平管段每段管长为10m 。对于垂直管段，根据实际情况设计此段管长为5m 。由于垂直管道的要求最小流速

17、比水平管道流速大，因此对于同一条管段而言，满足水平流速的管径也满足垂直流速。 将已知条件代入（28）式，可得管道直径： mm m D 236036.216 14.33600251615 41=?= 则取D 1=2400mm, 由于该管段输送的烟气温度很高，其通风管道一般选用可耐高温的钢管，根据通风管道统一规格,可知该管道的壁厚为2.0mm 。 查除尘风道计算表：得出00537.0/1=d ，实际风速为18ms ，由于烟气的温度为150，因此时烟气的密度为0.7893 /m kg ，则动压为2 2 G v =127.8Pa 。 则管道摩擦压力损失Pa p L 3.108.1270537.0)510(1=?+=? 各管件局部压力损失系数（查手册）为: 090弯头, 一个，75.0=；进口1=；锅炉的压力损失为650 Pa 。 局部压力损失：Pa v p G Z 3.8726508.127)175.0(4002 2 1 1=+?+=+=? B 、管段：Q 2=28828.1m 3s ，设水平管段管长为2m 。 将已知条件代入（28）式，可得管道直径： mm D 2432m 4.216 14.336001 .2882842=?=