大气污染控制工程课程设计

目 录

前 言 ...................................................................................................................................... 1 第一章 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 ..................................................................... 3 1.1 标准状态下理论空气量 .................................................................................................... 3 1.2 标准状态下理论烟气量 .................................................................................................... 3 1.3 标准状态下实际烟气量 .................................................................................................... 3 1.4 标准状态下烟气含尘浓度 ................................................................................................ 4 1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 ......................................................................... 4 第二章 除尘器的选择 ............................................................................................................. 5 2.1 除尘器的比较和选择 ....................................................................................................... 5 2.2 除尘效率 ............................................................................................................................ 6 2.3 除尘器的选择 .................................................................................................................... 6 2.4 旋风除尘器 ........................................................................................................................ 7 第三章 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 ..................................................... 9 3.1 各装置及管道布置的原则 ................................................................................................ 9 3.2 管径的确定 ........................................................................................................................ 9 3.3 烟道的设计计算 .............................................................................................................. 10 第四章 烟囱的设计 ................................................................................................................ 11 4.1 烟囱高度的确定 ............................................................................................................... 11 4.2 烟囱直径的计算 ............................................................................................................... 11 4.3 烟囱的抽力 ...................................................................................................................... 12 第五章 系统阻力的计算 ....................................................................................................... 13 5.1 摩擦压力损失 .................................................................................................................. 13 5.2 局部阻力损失 .................................................................................................................. 14 5.3总的阻力损失 ................................................................................................................... 16 第六章 系统中烟气温度的变化 ........................................................................................... 17 6.1 烟气在管道中的温度降 .................................................................................................. 17 6.2 烟气在烟囱中的温度降 .................................................................................................. 18 第七章 风机和电动机选择及计算 ....................................................................................... 19 7.1标准状态下风机风量的计算 ........................................................................................... 19 7.2 风机风压的计算 .............................................................................................................. 19 7.3 电动机功率的计算 .......................................................................................................... 20 7.4 风机和电机的选择 .......................................................................................................... 20 第八章 小结 ........................................................................................................................... 21 致谢 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................................................................................. 22

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前 言

按照国际标准化组织(1SO)作出的定义，“空气污染：通常系指由于人类活动和自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。”

大气污染物的种类非常多，根据其存在状态，可将其概括为两大类：气镕胶状态污染物和气体状态污染物。

所谓气溶胶，在物理、化学中概括为：几分散介质为气体的胶体物系。在大气污染中，ISO提出了明确的定义，“气溶胶：系指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。”从大气污染控制的角度，按照气溶胶的物理性质，可将其分为如下几种：(1)粉尘；（2）烟；（3）飞灰： (4)黑烟(smoke)：(5)液滴(droPlet)：(6)轻雾或霓〔mist)：（7）雾；（8）降尘；（9）飘尘；（10）总悬浮颗粒

气体状态污染物种类极多，主要有五个方面：以二氧化硫为主的含硫化合物、以氧化氮和二氧化氮为主的台氮化合物、碳的氧化物、碳氢化合物及卤素化合物等。

关于大气污染物的危害，在这里主要介绍粉尘和二氧化硫的危害。 粉尘的危害：粉尘的危害，不仅取决于它的暴露浓度，还在很大程度上取决于它的组成成分、，理化性质、粒径和生物活性等。粉尘的成分和理化性质是对人体危害的主要因素。有毒的金属粉尘和非金属粉尘（铬、锰、镐、铅、汞、砷等）进入人体后，会引起中毒以至死亡。无毒性粉尘对人体亦有危害。例如含有游离二氧化硅的粉尘吸，入人体后，在肺内沉积，能引起纤维性病变，使肺组织际渐硬化，严重损害呼吸功能，发生“矽肺”病。

二氧化硫的危害：二氧化硫为一种无色的中等强度刺激性气体。在低浓皮下，二氧化硫主要影响是造成呼吸道管腔缩小，最初呼吸加快，每次呼吸曼减少。浓度较高时，喉头感觉异常，并出现咳嗽、喷嚏、咯痰、声哑、胸痛、呼吸困难、呼吸道红肿等症状，造成支气管炎、哮喘病，严重的可以引起肺气肿，甚至致人于死亡。

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随着经济和社会的发展，燃煤锅炉排放的二氧化硫严重地污染了我们赖以生存的环境。由于中国燃料结构以煤为主的特点，致使中国目前大气污染仍以煤烟型污染为主，其中尘和酸雨危害最大，且污染程度还在加剧。因此，控制燃煤烟尘的SO2对改善大气污染状况至关重要。

高温气体净化主要包括脱硫和除尘两部分，此外还须脱除HCI、HF和碱金属蒸汽等有害杂质。在常规工艺中，脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成。而在脱硫除尘一体化工艺过程中，将脱硫和除尘两个单元操作结合起来，即在一个操作单元中既达到除尘的目的又满足脱硫的要求。脱硫除尘一体化操作可以简化工艺流程，节约设备投资。因而，研究开发适合于我国燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化设备具有重要的使用价值。

目前烟气脱硫除尘一体化装置主要是通过工艺改造和设备优化组合来实现脱硫除尘的目的，很少有人来通过改良脱硫除尘剂的配方来实现这一目的。假如能够在现有的成熟的高效率脱硫工艺的基础上，在投资成本和运营成本都不高的情况下，通过一些工艺的改良和脱硫药剂的改善来提高其除尘效率，使得该脱硫除尘一体化装置既有良好的脱硫效果，又能获得较高的除尘效率。这种技术的研制和开发一定会有很好的推广价值，产生良好的社会效益和经济效益。

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第一章 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算

煤燃烧的假设：（1）煤中固定氧可用于燃烧；（2）煤中硫主要被氧化成二氧化硫；（3）不考虑氮氧化物的生产；（4）煤中的氮在燃烧时转化为氮气。

1.1 标准状态下理论空气量

Va0?(1.866wC?5.556wH?0.699ws?0.7wo)/0.21

?(1.866?0.67?5.556?0.0348?0.699?0.0122?0.7?0.0678)/0.21 ?6.689m3/kg

1.2 标准状态下理论烟气量

Vf0?1.866wC?11.111wH?1.24(Va0da?ww)?0.699wS?0.79Va0?0.8wN

) ?1.866?0.67?11.11?0.0348?1.24?(6.689?0.01293?0.0556 ?0.699?0.0122?0.79?6.689?0.8?0.01 ?7.114m3/kg

1.3 标准状态下实际烟气量

Vf?Vf0?(??1)Va0?1.24(??1)Va0da

?7.114?(1.4?1)?6.689?1.24?(1.4?1)?6.689?0.01293 ?9.832m3/kg

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