酸洗废气净化系统课程设计指导书

酸洗废气净化系统课程设计指导书一、确定净化方案此次课程设计要求采用液体吸收法进行净化。即采用5%NaOH溶液在填料塔中吸收净化硫酸烟雾。操作情况下，气相传质系数：kGa=144kmol/(m3·h·atm)(1atm=101325Pa)；液相传质系数kLa=0.7h-1；推荐液气比为L/G=3L/m3。\二、集气罩的设计1.集气罩基本参数的确定集气罩的罩口尺寸不应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d0,污染源的特征尺寸为d，集气罩距污染源的垂直距离H，取H=0.5米，集气罩口的特征尺寸为D0，集气罩喇叭口长度h2，则应满足d0/d0.2、1.0D0/d2.0和H/d0.7（若影响操作，可适当增大）、h2/d03。由设计资料知：d=700mm，H′=1000mm取当H=500mm,7.071.0700500dH，不大符合求，但在该设计中，可接受。则D0=d＋0.8H=700＋0.8×500=1100(mm)罩下口面积为F0=0.2520D=0.25×210.1×3.14=0.95(㎡)罩下口边高为h1=0.250F=0.25×95.0=0.24（m）罩上口直径拟定为0d=200（mm）则罩净高为2h=45.022.010.1200dD（m）校核29.07002000dd0.21.057.170011000dD2.07.071.0700500dH25.22.045.002dh≤3，基本符合要求。2.集气罩入口风量的确定排风量的确定分两种情况：一种是运行中的集气罩是否符合设计要求，可用现场测定的方法来确定；另一种是在工程设计中，为了达到设计目的，通过计算来确定集气罩的排风量。(1)冬季环境气温为-6ºＣ，料槽内加酸后温度可达100C温差T的确定21TTT=100-(-6)=106K式中：T—温差，K；1T—料槽温度，K；2T—环境温度，K。222385.07.04141mdF)/(327.03600385.010698.8360098.825.125.1skJFTq其中q---热量流量F---污染源断面积，m2。热烟气流量Q0为：smqHFQ/117.0)385.05.0327.0(403.0)(403.033/123/120H---集气罩距污染源的垂直距离，m集气罩最小吸入风量：20'm565.0385.095.0FFF取吸气罩入口速度'V=0.7m/ssmFVQQ/513.0565.07.0117.0''30Q——最小吸入风量，m3/s;F’——集气罩罩口面积与污染面积之差，m2V’——最小吸入速度，0.5~1.0m/s（2）夏季环境温度为34℃，加酸后槽内温度可达100℃△T=T1－T2(K)=100—34=66(K)式中△T——温差，K;T1——料槽温度,K;T2——环境温度，K;222385.07.04141mdF)/(179.03600385.06698.8360098.825.125.1skJFTq其中q---热量流量，kJ/s;F---污染源断面积，m2。热烟气流量Q0为：0954.0)385.05.0179.0(403.0)(403.03/123/120qHFQH---集气罩距污染源的垂直距离，m集气罩最小吸入风量：20'm565.0385.095.0FFF取吸气罩入口速度'V=0.6m/s431.0565.07.00954.0''0FVQQ:Q——最小吸入风量，m3/s;F’——集气罩罩口面积与污染面积之差，m2V’——最小吸入速度，0.5~1.0m/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=0.513(m3/s)总设计流量smQQV/539.1513.0333校核管道中风速：33.162.0513.044220dQV（m/s)，符合要求（10~20m/s）三、填料塔的设计1.填料塔参数确定（1）拟选用填料的规格及相关参数操作条件下，气相分传质系数kGa＝144kmol/(m3·h·atm)液相分传质系数kLa＝0.7h－1推荐标准状态下液气比L/G＝2.5～4L/m3填料塔常用的规整填料，由于分离效率高，空隙率大，持液量小因而操作压降小等方面的特点，应用越来越广泛，而好的填料如果没有一个好的液体分布器，也达不到很好的汽液分布效果。(1)填料的规格及相关参数本设计拟选用75*45*5规格陶瓷鲍尔环填料（乱堆）。填料参数为：3211103,122mmam。2）计算泛点气速fu本设计采用质量分数为5%的NaOH为吸收液（参数近似取水的参数）。废气成分：酸雾含量为3300mg/m3，温度为60℃。取液气比5.3GL由式mGLLMWMWGL,可得169.25.3051.2918GMLMWWmLGL42SOH的摩尔比用42SOHy表示%0754.0%1001000984.2230.342SOHy0.29%0754.029%)0754.01(29y)y14242SOHSOHMMM空空（KKtT15.33360273)15.273(所以：3/061.115.333314.80.293.101mkgRTPMGhmsmQV/4.5540/539.13333.1910005.34.55401000GLQQVLhkgQGGV/36.5878061.14.5540'hkgQLLL/19330100033.19'107.01000061.136.587819330''LGGL查埃克特通用关联图知12.0)(2.02LLGfgu可得：)/(016.31061.112281.9100012.02.0smuf（3）计算操作气速u)/(11.2016.37.07.0smuuf(4)计算塔径，并进行圆整填料塔径：)(964.011.214.3539.144muQDV圆整后D=1m。(查资料的塔径规格通常为偶数如800mm，1000mm，1200mm，1400mm等）（5）利用圆整后的塔径重新计算操作气速u。)/(96.1114.3539.142smu6、校核料塔直径与塔体直径的比：)1.0~125.0(075.0100075Dd，符合要求。7、校核填料塔的喷淋密度当填料75dmm时，填料的最小湿率为0.08)/(23hmm，最小喷淋量为：24.810308.0)(1minaMWRL填料比表面积最小润湿率喷)/(23hmm.塔截面积222785.04114.34mDA)/(387.55.3539.1smGLQQVL)/(70.24785.010003600387.523hmmAQLL喷min喷L，符合要求3.2填料层高度确定（1）填料层高度由设计资料知：由设计资料知:气相传质系数3144/()(101325)GakkmolmhatmlatmPa；液相传系数10.7Lakh,大气压力：冬季为734mmHg(97.86×103Pa)；夏季为18mmHg(95.72×03Pa)。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453/mmg所以%0754.0)(421SOHyY%00103.0%10098104.22045.032Y29.4%00103.0ln%0754.0ln12eYYOGYYdYNsmPTTQPQnSnvsVN/22.13.10115.33315.273539.186.973=4392hm/3kmol07.1964.2243922/77.249785.007.196mkmolAQGVNmKGNZGaOG44.714429.477.249所以填料高度为Z=7.44m(2)计算填料塔床层压降由上面计算可得横坐标为：107.0''LGGL纵坐标计算得：0587.011000061.181.912211.2)(22.02LLGgu在填料塔泛点气速通用关联图中，根据横、纵坐标值定出塔的工作点。其位置约在mOmmHp/70'2处由于PamOmmH80665.9/12所以填料床层压力降为：70×9.80665=686.47Pa/m≈686Pa/m(3)计算填料塔压降该填料塔得压降为：PaZPP510444.7686'3.3填料塔附件选择1、选用斜口气体分布器，进口管直径340mm，进口风速16.96m/s，阻力约500Pa。2、选用栅板支承板，阻力约200Pa。3、选用多孔盘管式液体分布器，阻力约50Pa。4、选用液封排液装置。5、选用折板除雾器，出口管直径200mm，阻力约100Pa。4.2.4填料塔总压降PaP5954100502005005104⒈风速和管径的确定保证管道内风速在10~20m／s的范围内，以保证较小的压力损失，并以此为标准选择管径，圆整后复核风速。本设计选用16.33m/s左右。smQ/513.03则管径mQD20.033.16513.04v4管圆整后m2.0管D复合风速：m/s33.162.0513.0442管DQv在10~20m/s的范围内，符合2.进行净化系统设备及管道布置，并绘制出布置简图管道布置应力求简单、紧凑、缩短管线，减少占地和空间，节省投资，方便安装、调节和维修。省略一万点4.4动力系统选择4.4.1安全系数修正风机总风量：hmsmVQG/6094/693.1539.11.11.133风机总风压，并与风机标定工况换算。Papp71.4941202736027383.39521.11.10