大气课程设计

河南城建学院水污染课程设计1前言1.我国大气污染的情况我国大气污染属煤烟型污染，以粉尘和酸雨危害最大，污染程度在加重。1995年，据87个城市监测，大气中总悬浮微粒年日均值为55～732微克/立方米，北方城市平均392微克/立方米；南方城市平均242微克/立方米。45个城市年日均值超过国家二级标准，占监测城市数的51.7％。据84个城市监测，降尘年月均值3.70～60.13％吨/平方公里，平均值为17.7吨/平方公里·月，南方城市降尘量平均值为10.16吨/平方公里·月；北方平均值为24.73吨/平方公里·月。据88个城市监测，二氧化硫年日均值2～424微克/立方米，北方城市平均值为81微克/立方米；南方城市平均值为80微克/立方米，南北方城市总体污染水平相近。超过年日均值标准的城市为48个，占监测城市数的54.4％。据88个城市监测，氮氧化物年日均值12～129微克1立方米，北方城市平均值为53微克/立方米；南方城市平均值为41微克/立方米，北方城市较南方城市污染严重。氮氧化物已成为广州、北京冬季的首位污染物，表明我国一些特大城市大气污染开始转型。由于大气受到污染，一些地区开始形成酸雨区。我国的酸雨区主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最重，其中心区域酸雨年均pH值低于4.0，酸雨频率在80％以上。西南地区以南充、宜宾、重庆和遵义等城市为中心的酸雨区，近年来有所缓减，但仅次于华中地区，其中心地区年均pH值低5.0，酸雨频率高于80％。华东沿海地区的酸雨主要分布在长江下游地区以南至厦门的河南城建学院水污染课程设计2沿海地区，该区域酸雨污染强度较华中、西南地区弱，但区域分布范围较广，覆盖苏南、皖南、浙江大部及福建沿海地区。华南地区的酸雨主要分布于珠江三角洲及广西的东部地区，重污染城市降水年均pH值在4.5～5.0之间，中心区域酸雨频率在60～90％范围。广西地区的酸雨污染较普遍，除南部滨海地区，大部分地区酸雨频率在30％以上，酸雨区沿湘桂走廊向东西扩展，东与珠江三角洲相连。2.我国大气污染的治理措施（1）减少或防止污染物的排放①改革能源结构，采用无污染能源(如太阳能、风力、水力)和低污染能源（如天然气、沼气、酒精）。②对燃料进行预处理（如燃料脱硫、煤的液化和气化），以减少燃烧时产生污染大气的物质。③改进燃烧装置和燃烧技术（如改革炉灶、采用沸腾炉燃烧等）以提高燃烧效率和降低有害气体排放量。④采用无污染或低污染的工业生产工艺（如不用和少用易引起污染的原料，采用闭路循环工艺等）。⑤节约能源和开展资源综合利用。⑥加强企业管理，减少事故性排放和逸散。⑦及时清理和妥善处置工业、生活和建筑废渣，减少地面扬尘。（2）治理排放的主要污染物燃烧过程和工业生产过程在采取上述措施后,仍有一些污染物排入大气,应控制其排放浓度和排放总量使之不超过该地区的环境容量。主要方法有：①利用各种除尘器去除烟尘和各种工业粉尘。②采用气体吸收塔处理有害气体（如用氨水、氢氧化钠、碳酸钠等碱性溶河南城建学院水污染课程设计3液吸收废气中二氧化硫；用碱吸收法处理排烟中的氮氧化物）。③应用其他物理的(如冷凝)、化学的（如催化转化）、物理化学的（如分子筛、活性炭吸附、膜分离）方法回收利用废气中的有用物质，或使有害气体无害化。（3）发展植物净化植物具有美化环境、调节气候、截留粉尘、吸收大气中有害气体等功能，可以在大面积的范围内，长时间地、连续地净化大气。尤其是大气中污染物影响范围广、浓度比较低的情况下，植物净化是行之有效的方法。在城市和工业区有计划地、有选择地扩大绿地面积是大气污染综合防治具有长效能和多功能的措施。（4）利用环境的自净能力大气环境的自净有物理、化学作用（扩散、稀释、氧化、还原、降水洗涤等）和生物作用。在排出的污染物总量恒定的情况下，污染物浓度在时间上和空间上的分布同气象条件有关，认识和掌握气象变化规律，充分利用大气自净能力，可以降低大气中污染物浓度，避免或减少大气污染危害。例如，以不同地区、不同高度的大气层的空气动力学和热力学的变化规律为依据，可以合理地确定不同地区的烟囱高度，使经烟囱排放的大气污染物能在大气中迅速地扩散稀释。河南城建学院水污染课程设计4目录前言....................................................................................................1目录....................................................................................................4第一章、大气污染控制工程课程设计任务书..............................51.1设计目的................................................................................51.2设计原始资料........................................................................51.3设计内容和要求....................................................................8第二章、除尘器的选择....................................................................92.1计算参数的选择....................................................................92.2燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算................92.3.1除尘器的选用要点.....................................................122.3.2袋式除尘器相关参数的计算.....................................16第三章脱硫设备的选择................................................................183.1脱硫吸收器的选择.............................................................18第四章烟囱的设计........................................................................224.1烟囱高度.............................................................................22第五章系统压力的计算................................................................22第六章风机和电动机选择的计算................................................27河南城建学院水污染课程设计5第一章、大气污染控制工程课程设计任务书1.1设计目的加深理解课本所学知识，培养学生所学理论和有关工程知识，综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在运算、绘图、查阅资料和设计手册使用等基本技能方面得到训练和提高。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力。1.2设计原始资料1.单位生产情况设计项目为160t/h+175t/h三废锅炉，燃料为某工业区洗中煤，掺烧化肥厂造气炉排出的废渣和废气。其中60t/h三废余热锅炉：燃用洗中煤及炉渣：12~16t/h，造气炉吹风气气流量50000~80000m3/h，H2S含量800~1000mg/m3；其中75t/h三废余热锅炉：燃用洗中煤及炉渣：15~20t/h，造气炉吹风气气流量50000~80000m3/h，H2S含量800~1000mg/m3。治理工程在厂区内60m50m范围内，烟管出锅炉房的相对标高为3.5m。2.煤质资料参数序号项目符号单位1工作基碳份Car%22~26河南城建学院水污染课程设计62工作基氢份Har%1.9~2.43工作基氧份Oar%8~104工作基氮份Nar%---5工作基硫份Sar%0.6~1.06工作基水份Mar%1.22~1.937工作基灰份Aar%49~598可燃挥发份Vdaf%14.5~15.69工作基低位发热量Qnet，arMJ/kg10.583.灰成分分析序号名称符号单位设计煤种校核煤种1二氧化硅SiO2%52.750.982三氧化二铝Al2O3%28.3632.083三氧化二铁Fe2O3%53.854氧化钙CaO%4.644.125氧化镁MgO%1.381.446氧化钾K2O%1.791.04河南城建学院水污染课程设计77氧化钠Na2O%0.210.148三氧化硫SO3%1.512.269五氧化二磷P2O5%0.220.6010二氧化钛TiO2%0.860.964.气象和地理条件序号气象和地理条件参数1多年平均大气温度15.6℃2多年极端最高气温42.3℃3多年极端最低气温-15.3℃4多年平均相对湿度67%5多年平均风速2.4m/s6累年瞬时最大风速20m/s7最大冻土深度22cm8最大积雪深度22cm9地基承载力230kPa10抗震设防烈度6度11设计基本地震加速度值0.05g6.排放浓度按国家相关排放标准河南城建学院水污染课程设计81.3设计内容和要求1.基本熟悉各类除尘器的除尘机理以及选用原则。掌握管道设计与计算，初步达到具有独立进行大气污染控制工程的设计能力。2.净化系统设计方案的分析确定。3.除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。4.管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。5.风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。6.编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。7.编写设计计算书：根据设计说明书确定的工程主要设计参数、工艺条件，计算各工艺设备、管道工程、动力工程。计算出的设计设备及其大样应画附图，并注明相关尺寸。管道工程等应列表计算。河南城建学院水污染课程设计98.图纸要求：（１）、除尘系统图一张（推荐图幅A2）。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。（２）、除尘系统平面图一张（推荐图幅A2）。第二章、除尘器的选择2.1计算参数的选择按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行（1）标准状态下烟气浓度排放标准：200mg/m3标准状态下二氧化硫浓度排放标准：900mg/m3（2）煤的组成成分（3）根据原始资料的数据可以设：①60t/h锅炉燃洗中煤16t/h，造气炉废气60000m3/h，（含H2S900mg/m3）；②75t/h锅炉燃洗中煤20t/h，造气炉废气70000m3/h，（含H2S900mg/m3）。2.2燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算⑴标准状态下理论空气量4.761.8675.560.70.7aQCHSO项目CyHyOyNySyAyMyVy%23.02.010O0.650.01.715.0河南城建学院水污染课程设计10Qa’=4.76×（1.867×0.23+5.56×0.02+0.7×0.006-0.7×0.