环境工程原理课程设计--雷文琦
《环境工程原理实验指导书》-环境工程专业
环境工程原理实验指导书目录前言----------------------------------------------------------------------------------------------------2实验守则-------------------------------------------------------------------------------------------------3对学生基本要求----------------------------------------------------------------------------------------3实验一化工流体过程综合实验-------------------------------------------------------------------4实验二恒压过滤常数测定实验-------------------------------------------------------------------12实验三传热综合实验-------------------------------------------------------------------------------16实验四填料吸收塔实验----------------------------------------------------------------------------23、前言21世纪人类将进入知识经济的时代，人们正将其视为继农业经济、工业经济之后人类社会所面临的又一次生产方式、生活方式乃至思维方式的历史性变革。
面对知识经济的到来，我国高等教育改革势在必行，以培养出知识面宽广且具有较强创新能力的人才。
化工原理实验作为化工类创新人才培养过程中重要的实践环节，在化工教育中起着重要的作用，它具有直观性、实践性、综合性和创新性，而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
环境工程原理课程设计
0.4
64.4% 50% F
需要进行校正
由下式
1 .4 k a 1 9.5 0.5 k G a F ' G
可得
2 .2 k a 1 2.6 0. 5 k L a F ' L
液膜吸收系数由下式计算：
UL k L 0.095 a w L
2 3
L D L L
0.5
L g L
1 3
代入得
. 3.6 7422266 k L 0.095 -6 119.751 3.6 998.2 5.29 10 0.868m / h
填料选择：
常用填料 环形 （拉西环、鲍尔环、阶梯环） 形状 鞍形 （矩鞍形、弧鞍形）
波纹形（板波纹、网状波纹）
材料：陶瓷、金属、塑料 堆放：整砌、乱堆
选用DN25塑料阶梯环，结构简单，高径比小，在 填料层中填料间有更多的接触点，床层均匀且孔隙 率大，气体的流动阻力小，生产能力大，成本低
基础物性参数
可取： 计算塔径：
u 0.7uF
D 4VS u 4 2400 3600 1.151m 3.14 0.6412
环境工程原理电子教案-第01章绪论
三、环境净化与污染控制技术概述
（一）水质净化与水污染控制技术
1. 水中的主要污染物及其危害
按化学性质分
无机污染物 有机污染物
可生物降解性污染物 难生物降解性污染物
悬浮固体体(（SS粒∶径粒0径.10～.1－0.04.54μ5微m）米以上)
按物理形态分 胶体性物物质质（(粒粒径径00..10－010～.00.11微μ米m）)
处理技术
利用的主要原理
客土法
稀释作用
隔离法
物理隔离（防止扩散）
清洗法（萃取法） 溶解作用
吹脱法（通气法） 挥发作用
热处理法
热分解作用、挥发作用
电化学法
电场作用（移动）
焚烧法
燃烧反应
微生物净化法
生物降解作用
植物净化法
植物转化、植物挥发、植物吸收/固定
主要去除对象 所有污染物 所有污染物 溶解性污染物 挥发性有机物 有机污染物 离子或极性污染物 有机污染物 可降解性有机污染物 重金属、有机污染物
转化（化学转化、生物转化） 微观过程：宏观现象（机理）的产生机制与微观步骤 设计计算基本理论：污染物净化装置的设计计算理论
五、《环境工程原理》的主要研究内容和方法
3.《环境工程原理》的目的
为提高环境净化与污染控制工程（污染物净化装 置）的效率提供理论支持。 （从理论上指导环境净化与污染控制技术的选择，阐 述提高污染物去除效率的思路、手段和方法）
环境学科是本世纪推动科学发展的核 心学科，是改造传统学科的生长点。
环境+X学 绿色+X学
环境X学 绿色X学
一、环境问题与环境学科的发展
环境学科体系
环境学科体系
环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理
环境工程学课程设计(终稿)详解
《环境工程学课程设计》指导书编制人邓国志审核编制日期2015.6安徽大学资源与环境工程学院环境科学系二0一五年六月一、课程设计选题××镇污水处理厂工艺设计二、课程设计目的课程设计是重要的实践性教学环节，《环境工程学》课程是环境科学专业一门重要的专业课。
本课程设计是综合应用《环境工程学》和有关先修课程所学基础知识，以水处理构筑物和相关设备为主，进行水处理工艺设计的实践环节，达到以下目的。
1. 依据《课程设计任务书》所提出的资料和要求，学生亲自动手设计一个污水处理厂，主要包括完成设计计算书和设计说明书的编写以及污水处理厂的平面、高程布置图的绘制，以巩固和深化《环境工程学》所学的水处理论知识，实现由理论与实践结合到技术技能提高的目的；2. 熟悉国家建设工程的基本设计程序以及与我专业相关的步骤的主要内容和要求；基本设计程序包括：可行性研究（立项）----初步设计----技术设计----施工设计----施工----竣工验收（有时视工程规模和技术复杂程度将初步设计和技术设计合并为扩大初步设计）。
3. 学习《给水排水工程设计手册》和相关《设计规范》等工具书的应用；4. 提高对工程设计重要性的认识。
1）基础理论研究中的许多创新课题是由应用的需要提出来的，而创新的价值也往往在应用中才能体现出来，在理论研究----应用研究-----实际应用这一过程中,工程设计扮演着一个很重要的角色，也就是说在科研成果转化为生产力的过程中，一般是离不开工程设计的； 2）工程设计能力是理工科大学毕业生综合素质能力的体现，同时也是大多数用人单位对环境科学与工程专业学生所要求掌握的基本技能之一,也是环境科学与工程专业学生立足于激烈的就业市场竞争所必备的技能之一。
三、课程设计内容及要求通过本设计，使学生能独立完成某种处理工艺设计方案的制定、单体构筑物的设计、图纸的绘制，完成设计说明书的编制。
（一）主要内容包括：1. 根据原始资料，计算设计流量和水质污染浓度；2. 根据水质情况、地形和上述计算结果，确定污水处理方法和污水、污泥处理的流量以及有关的处理构筑物；3. 对各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目和尺寸；4. 进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计；5. 完成图纸的绘制（工艺流程图、平面布置图及主要构筑物图）；6. 设计说明书的编制。
环境监测与治理技术专业《环境工程原理》项目课程建设探索
环境监测与治理技术专业《环境工程原理》项目课程建设探索作者：夏志新郭艳平等来源：《职业教育研究》2013年第11期摘要：在对当前本科和高职《环境工程原理》课程开设现状分析的基础上，基于环境监测与治理技术专业的培养目标，对《环境工程原理》课程教学内容进行了解构与重构，探讨了项目课程整体设计，并对有效完成《环境工程原理》课程目标需要解决的问题进行了分析，提出了相应的解决办法。
关键词：环境工程原理；项目课程；重构中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）11-0097-03环境工程旨在解决环境污染控制与环境净化的问题。
“环境工程原理”探讨水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置工程等环境污染防治工程以及生态修复工程中涉及的具有共性的基本现象和基本过程的基本原理。
环境工程原理脱胎于化工原理，课程内容以化工原理中的基本理论，如流体流动与传输、传热、传质理论为基础，结合环境工程中的具体情况来设计不同类型单元操作的设备和构筑物，具有浓厚的工程特色。
2003年，清华大学首次为该校环境工程专业本科生开设《环境工程原理》课程。
2004年8月，教育部高等学校环境工程教学指导委员会将《环境工程原理》列为高等学校环境工程专业的核心课程。
各高职院校也根据其学校情况，陆续将环境工程原理纳入人才培养方案中。
关于高职环境监测与治理技术专业《环境工程原理》课程“学什么，如何学”的问题，不同学校教师都根据自己学校的实际情况，进行了创造性的探索。
我校2010年开设《化工原理》课程，2011年改为《环境工程原理》。
按照高职院校培养高素质技能型专业人才的要求，根据环境监测与治理技术专业人才培养目标，我校对《环境工程原理》课程开设目的、开设内容、教学方法和教学手段进行了系统的探索。
《环境工程原理》课程“学什么，教什么”传统的《化工原理》课程主要讲动量传递、质量传递和热量传递。
胡洪营等人在传统《化工原理》课程内容的基础上，将《环境工程原理》的内容分为三大部分：环境工程原理基础（包括：质量衡算与能量衡算、流体流动、热量传递、质量传递）、分离过程原理（包括：沉降、过滤、吸收、吸附、其他分离过程）、化学与生物反应过程原理（包括：反应动力学基础、均相化学反应器、非均相化学反应器、微生物反应器、反应动力学的解析方法），全面论述了涉及的环境工程基本问题。
环境工程课程设计
环境工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解环境工程的基本概念，掌握环境污染的类型及其成因；2. 掌握环境污染防治的基本原理和技术方法，了解环境监测与评价的基本流程；3. 了解我国环境工程领域的发展现状及政策法规，提高学生的环保意识。
技能目标：1. 能够运用环境工程的基本原理，分析和解决实际环境污染问题；2. 学会使用环境监测设备，进行简单的环境数据收集与分析；3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、实践操作等形式，提高学生的沟通与表达技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对环境问题的关注和责任感，树立绿色环保观念；2. 激发学生学习环境工程的兴趣，培养其探究精神和创新意识；3. 引导学生尊重自然、珍爱生命，形成良好的环保行为习惯。
本课程针对高中年级学生，结合环境工程学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合。
课程旨在通过系统的教学，使学生掌握环境工程的基本知识，提高解决实际问题的能力，同时培养学生的环保意识和责任感。
课程目标的设定既符合学科要求，又兼顾学生年龄特点和认知水平，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 环境工程基本概念：环境污染与防治、环境质量评价、环境管理体系；2. 环境污染类型及成因：大气污染、水污染、土壤污染、噪声污染等；3. 环境污染防治技术：大气污染治理技术、水处理技术、固废处理与处置技术、噪声控制技术；4. 环境监测与评价：环境监测方法、监测数据处理、环境评价程序；5. 我国环境工程发展现状及政策法规：环境保护政策、环境标准、环境法律法规；6. 环境工程实践案例：分析典型环境污染案例，探讨解决方案。
教学内容依据课程目标，结合课本知识体系，按照以下教学大纲进行组织：第一周：环境工程基本概念、环境污染类型及成因；第二周：环境污染防治技术（大气污染治理技术、水处理技术）；第三周：环境污染防治技术（固废处理与处置技术、噪声控制技术）；第四周：环境监测与评价；第五周：我国环境工程发展现状及政策法规；第六周：环境工程实践案例分析与讨论。
环境工程原理课程设计报告
环境工程原理课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解环境工程基本原理，掌握环境污染治理的基本方法和技术；2. 了解环境工程在保护和改善环境质量方面的重要作用，认识我国环境工程领域的发展现状及趋势；3. 掌握环境质量评价、环境规划与管理的基本理论和方法。
技能目标：1. 能够运用环境工程原理分析和解决实际问题，具备初步的环境工程设计与实践能力；2. 能够运用所学知识，对环境工程案例进行综合评价，并提出合理的改进措施；3. 能够通过小组合作，进行环境工程项目的设计与实施，提高沟通协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对环境问题的关注和责任感，激发他们为改善环境质量贡献力量的意愿；2. 树立正确的环境保护观念，使学生认识到环境保护与可持续发展的重要性；3. 培养学生的创新精神和实践能力，提高他们面对环境问题时的自信心。
本课程针对高中年级学生，结合环境工程原理课程特点，注重理论与实践相结合，培养学生的环保意识和实践能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，引导他们通过小组合作、实践探究等途径，达到课程目标。
课程目标的设定旨在使学生在掌握环境工程基本知识的同时，能够运用所学技能解决实际问题，提高他们的环境保护意识和责任感。
后续教学设计和评估将围绕这些具体的学习成果展开。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 环境工程原理基础：介绍环境工程的基本概念、原理和方法，涉及水污染治理、大气污染治理、固废处理与处置等方面的内容。
参考教材相关章节，组织学生了解环境污染的类型、成因及危害。
2. 环境污染治理技术：详细讲解水处理技术、大气污染控制技术、固废处理技术等，并结合实际案例进行分析。
教学内容涵盖教材中相关章节，旨在使学生掌握环境污染治理的基本技术及其应用。
3. 环境质量评价与规划：介绍环境质量评价、环境规划与管理的基本理论、方法和技术。
依据教材相关章节，组织学生进行环境质量评价实践，提高他们的环境管理能力。
环境工程原理课程设计教学的改革与实践
目 前 ，开设该课程的院校快速增加 ， 一些院校已经将环境工程原理纳入硕士和博士研究生入学考试科 目， 从而显示 了该课程的辐射力和示范作用陶 ．我校环境科学与工程系在 ２ ０ ０ ５ 级环境工程专业本科生第一
自从环境工程专业开设 以来 ，环境工程原理的教学在 国内高校一直处于探索阶段 ，之前普遍采用化工 专业化工原理教材来代替．２ ０ ０ ４ 年， 教育部高等学校环境工程教学指导委员会将环境工程原理列为高等学
校环境工程专业的核心课程 ；２ ０ ０ ６年 ，清华大学胡洪营教授主编的环境工程原 成为普通高等教育 “ 十 五”国家级规划教材后 ，逐渐得到 国内较为广泛的认同．
ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｏ ｙ ， 山ｉ ｒ ｎ ｋ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｙ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｎａ ａ ｌｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｐ ｂｉ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
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中图分类号 ：Ｘ １ ９ ２： Ｇ ６ ４ ２ ． ０ 文献标识码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — ９ ８ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ３ １
Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｕ ｒ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｕ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
环境工程原理实验教案
韶关学院环境工程原理实验教案教学部门化学与环境工程学院教学专业环境工程教学班级 16环境工程课时 18学时实验内容及学时分配序号实验名称时数实验一流体流动阻力的测定装置 4 实验二 BTC离心泵特性曲线的测定 4 实验三 LHQ列管换热器传热系数测定 4 实验四 BGG板式过滤器过滤常数的测定 4 实验五雷诺实验 4 实验六旋风分离器演示实验 4 实验教材自编实验一流体流动阻力的测定装置教学内容：1.测定摩擦系数和雷诺数的关系。
2．闸阀的阻力系数和雷诺数的关系。
教学目标及要求：1.掌握流体流动过程中阻力损失的测定方法。
2.了解工程实验的基本实验技能。
3.掌握离心泵的使用方法。
教学重点：1.离心泵的使用方法。
2.流体流动过程中阻力损失的测定方法。
教学难点：1.离心泵的启动。
2. U行管压差计的使用。
教学方法：1.教师简述实验方法、原理及实验注意问题，采用启发提问、师生讨论等方法。
2.教师检查学生的预习情况。
3.学生动手做实验，教师指导实验。
教学过程：一、实验要求1.掌握流体流动过程中阻力损失的测定方法。
2.了解工程实验的基本实验技能。
3.掌握离心泵的使用方法。
二、实验原理化工管路由直管部分和管件部分组成。
流体在管路中流动嗣，由于粘性剪应力和涡流的存在，因此不可避免要消耗一定的机械能。
直管部分损失的流体机械能称为直管阻力损失（或称沿程阻力损失）；管件部分损失的称为局部阻力损失。
工程上必须对这种机械能的损失作出定量计算。
分析流体流动过程可知它是一个多参数过程，h r=f(d 、l 、u ：μ、ρ、ε)。
由因次论的指导，从诸多影响流体流动的因素中组合流体流经管件时的阻力损失为如下的函数关系式：即寻找出λ、ξ就可计算出流体在管道内流动时的能量损失：式中：入——直管摩擦系数 d ——直管内径m1——直管长度m μ——流体流速m ／s 一 ε——管件的阻力系数 △P1——直管沿程压力降N ／m 。
△P2——管件局部压力降N ／m2 △P1、△P2由水银压差计读出； △p==h(ρ Hg 一p)g N ／rm2流速由涡轮流量计及MMD 智能流量仪算出：u=Vs ／π／4d 2(m/s) 式中：g ——重力加速度m ／s 2 p ——流体的密度kg ／m 。
环境工程设计基础课程设计
环境工程设计基础课程设计引言环境工程设计基础课程是环境工程专业的一门核心课程，主要涉及环境评价、环境污染控制、水处理工艺等内容。
本课程设计旨在通过实际案例分析和实验模拟，深入了解环境工程设计的基础理论和方法，提高环境问题分析解决能力。
课程设计内容本课程设计包括两个方面的内容：实际案例分析和实验模拟。
具体设计如下：实际案例分析选择两个典型的环境污染案例，结合相关的环评报告和国家标准，进行详细的案例分析，分析其污染源、污染物种类和浓度、环境影响等因素。
针对不同的污染源和环境问题，提出相应的治理与控制方案，并进行技术经济分析。
实验模拟选取两种常见的水处理工艺，进行实验模拟。
分别是生物膜反应器（MBR）和超滤膜技术。
通过实验验证不同处理工艺对污染物的去除效果、能耗、运行费用等方面的差异。
并探究工艺优化对处理效果的影响。
设计要求在实际案例分析和实验模拟过程中，学生需要：•独立选择案例和实验方案，确定课程设计的问题和目标；•收集并阅读相关数据库、资料和文献，确定环境问题的性质和范围；•进行实验前准备工作，包括仪器设备调试、药品配制等；•进行实验和案例分析过程中的数据记录和处理；•编写课程设计报告，结合分析结果进行技术、经济、环境等方面的综合评价。
评分标准本次课程设计总成绩满分100分，其中实际案例分析和实验模拟分别占50分。
评分标准如下：实际案例分析•案例选择合理，问题明确，分析全面深刻（满分20分）；•治理控制方案可行性大，技术经济分析合理（满分20分）；•分析报告写作规范，内容充实，条理清晰（满分10分）。
实验模拟•实验过程规范，数据准确，处理分析得当（满分20分）；•清晰表达实验结果，对比分析不同工艺的差异（满分20分）；•实验报告写作规范，内容充实，条理清晰（满分10分）。
总结本课程设计通过实际案例分析和实验模拟，加深了学生对环境工程设计的理解和认识，提高了分析解决环境问题的能力。
同时，通过实践操作让学生了解环境工程设计的具体实现和操作技术，同时加强学生的实验操作能力。
环境工程学课程设计
第一章：环境工程学课程设计任务书（水污染控制单元构筑物工艺设计）1.1课程设计基本目的本课程设计环节是环境科学专业的主要实践环节之一。
本实践环节的主要任务是熟悉环境工程学原理及水污染控制技术的基本原理和应用。
通过本环节的实践，使学生掌握水处理工程单元构筑物设计的理念和方法；使学生能从整体的角度和系统的观点出发，了解环境工程水处理单元构筑物设计的过程和特点，增强其设计能力，掌握水处理设计的基本原则、方法和步骤；并通过对某一典型流程的设计计算、绘图，使学生初步具备水处理工程的设计能力，增强学生的工程观念，加深对课本知识的理解和掌握。
1.2 学习收获1 掌握环境工程水处理单元构筑物设计的基本原则、方法和步骤；2 了解水处理的设计规范及常用资料的查阅；3 掌握典型水处理工艺流程的设计计算过程；4 掌握水处理机械设备的选型及管渠系统的设计。
5 掌握对处理单元的构筑物的图纸的绘制。
1.3 内容提要与要求：1.3.1 水处理单元构筑物工艺流程的设计计算按照任务书的要求，完成工艺流程的选择，牢固掌握各部分处理单元的设计过程。
1.3.2 机械设备的选型了解设备选型的方法和依据。
1.3.3 绘图绘制某一单元构筑物的工艺图纸。
1.3.4 完成设计说明书的编写1.4 设计基础资料：题目: 5万m3/d城市污水主要构筑物工艺设计初始条件：1.4.1、设计总水量：污水类别为城市污水，设计水量为5万m3/d；1.4.2 水质情况为170mg/L；（1）、BOD5（2）、TN为20mg/L；（3）、TP为2.5mg/L。
1.4.3 出水情况出水标准按照国家标准（GB18918-2002）中的一级B的标准:最大为20mg/L；（1）、BOD5（2）、TN最大为20mg/L；（3）、TP最大为1.0 mg/L。
第二章：设计说明书该城市污水处理厂主要是用于处理区内生活污水。
由于各个企业都具有不定量不定时排放废水，并且水质变化很大，污水厂所处理的废水水量波动都较大，根据这一特征，可见对污水必须进行较好的预处理，活性污泥法的处理效果较好，所以污水厂的主要工艺流程设计为：1. 污水厂的工业废水与生活污水分流进入，由于工业废水不含大的垃圾，进水处不设格栅，格栅只是设在生活污水进水处，对生活污水进行预处理。
《环境工程原理》课程教学大纲
《环境工程原理》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：260352课程名称：环境工程原理英文名称：Principles of Environmental Engineering课程类别：专业基础课学时：90学时，其中理论学时80，实验学时10。
学分：5.0适用对象: 环境工程专业考核方式：考试先修课程：高等数学、物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学等。
二、课程简介《环境工程原理》是环境工程、环境科学、给水排水工程等相关专业的主干专业基础课，主要讲述水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理处置工程等环境污染防治以及生态修复工程中涉及的具有共性的基本现象和基本过程的基本原理。
主要内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分。
环境工程原理基础部分主要讲述物料与能量守恒原理、传递过程等。
分离过程原理部分主要讲述沉淀、过滤、吸收、吸附的基本原理。
反应工程原理部分讲述化学和生物反应计量学、动力学、各类反应器的过程解析等。
三、课程性质与教学目的《环境工程原理》是环境工程专业的重要专业基础课，该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程，即水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理与处置及资源化工程、物理污染控制工程，以及其他污染控制工程中涉及的具有共性的工程学基础基本过程和现象，以及污染控制装置的基本原理，为后期相关的专业课学习打下良好基础。
通过教学使学生掌握以下内容：1. 环境工程学的基本概念和基本理论：主要包括物料与能量衡算、流体流动、热量传递和质量传递过程的基本概念和基本理论。
2. 分离过程的原理：主要包括沉淀、过滤、吸收、吸附、离子交换、膜分离等基本分离过程的原理。
3. 反应工程原理：主要包括化学与生物反应计量学及动力学，各类化学与生物反应器的解析与基本设计理论等。
四、教学内容及要求第一章绪论（一）目的与要求1、了解环境问题与环境学科的发展；了解环境工程学的学科体系。
《环境工程原理》课程设计
第一节前言塔设备是化工生产装置中不可或缺的重要组成部分,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或除去工艺气体中的有害成分,使气体净化,以便进一步加工处理,或除去工业放空尾气中的有害成分以免污染空气。
根据塔内件结构型式可分为板式塔和填料塔两大类。
与板式塔相比,填料塔具有运行能力大、压力降小、分离效率高、负荷范围大、持液少等优点,随着新型填料及塔内件的不断运用,其应用范围越来越广。
1.1填料塔的主体结构与特点图1填料塔结构填料塔是常用的吸收操作的设备，它不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。
液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流进行传质。
因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。
1.2氨气体的有关介绍氨气，Ammonia，NH，无色气体。
有强烈的刺激气味。
密度0.7710。
相对3密度0.5971(空气=1.00)。
易被液化成无色的液体。
在常温下加压即可使其液化(临界温度132.4℃，临界压力11.2兆帕，即112.2大气压。
沸点-33.5℃。
也易被固化成雪状固体。
熔点-77.75℃。
溶于水、乙醇和乙醚。
在高温时会分解成氮气和氢气，有还原作用。
有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。
用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等。
可由氮和氢直接合成而制得，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡。
1.3填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。
设计步骤：1)根据设计任务和工艺要求，确定设计方案；2)针对物系及分离要求，选择适宜填料；3)确定塔径、填料层高度等工艺尺寸（考虑喷淋密度）；4)计算塔高、及填料层的压降；5)塔内件设计。
1.4填料塔设计条件及操作条件1.气体混合物成分：空气和氨2.空气中氨的含量：5.9%（体积含量即为摩尔含量）3.混合气体流量：1800m3/h4.操作温度：293K5.混合气体压力：101.3KPa6.回收率：99.3%7.采用清水为吸收剂8.填料类型：散装聚丙烯DN50鲍尔环填料第二节填料塔主体设计方案的确定2.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔底进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由底排出，即逆流操作。
环境工程原理课程设计
2.2 流体流动途径的确定........................................................................3 3 设计计算........................................................................................................3
表格 3-4
Ⅰ详细参数 ................................... 16
2
环境工程原理课程设计
1 设计任务书
压载水的温度为 15℃，拟利用船舶的主机缸套冷却水进行热交换（取换热器进口的缸套水
温度 T1=75℃，出口温度 T2=65℃），将压载水加热到 25℃或 30℃，其中，压载水的流量为
管程流速的选择：对于壳管式换热器，一般要求管程流速达 0.2～2.5m⁄s， 壳程流速达 0.5～2.5m⁄s，结合本设计实例，为防止压载水杂质沉积，管程压载 水流速取 u1=1.5m/s。
管子排列方式选择：管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和 正方形错列等，等边三角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少， 且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高；相同的壳内径可排列更多的管子。 正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于壳程流体易产生污垢的场 合；但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之 间，即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。本例选择正三角形排列。
环境科学专业《环境工程原理》理论教学大纲
环境科学专业《环境工程原理》理论教学大纲《环境工程原理》教学大纲课程编号：课程中文名称：《环境工程原理》课程英文名称：Principles of Environmental Engineering课程类别：专业基础课总学时：56学时（其中理论40学时，实验16学时）总学分：3.5分适用专业：环境科学一、课程性质、地位与任务《环境工程原理》是高等院校环境工程类专业的一门重要的专业基础课程和核心课程。
通过本课程的教学，使学生正确理解环境净化与污染控制技术体系，掌握以“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”为代表的三类污染控制技术的基本原理和一般方法；掌握水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理与处置及资源化工程、污染环境净化与生态修复工程等所涉及的技术原理，以及其他污染控制工程中涉及的具有共性的工程学基础、基本过程和现象，以及污染控制装置的基本原理；掌握解决复杂环境问题的综合能力，培养学生系统、整体优化的环境观念，为以后学习其它专业课程打下扎实、系统和宽厚的理论基础。
二、课程的基本要求（1）掌握受污染大气、水、土壤环境的净化与控制技术及其原理；（2）掌握单位和量纲分析、环境工程中分析问题的基本方法：质量衡算、能量衡算；（3）掌握流体流动和热量、质量传递的基础理论和相关环境问题的分析计算方法；（4）掌握机械分离如沉降、过滤的基本原理、特点和工艺过程的计算方法；掌握传质分离如吸收、吸附、萃取、离子交换、膜分离等的基本原理、特点和工艺过程的计算方法；（5）了解反应动力学基础、反应器的基本类型、操作原理与设计的计算方法。
三、本课程与其他课程的联系先修课程和教学环节：《高等数学》、《基础化学》、《物理化学》、《流体力学》后续课程和教学环节：《大气污染控制工程》、《水污染控制工程》四、教学内容、基本要求及学时安排第一章绪论（2学时）（一）教学内容1、环境问题与环境科学发展2、环境污染与环境工程学3、环境净化与污染控制技术概述4、环境净化与污染控制技术原理（二）基本要求1、了解环境污染的危害、环境工程的学科体系、本课程的主要内容。
本科环境工程课程设计
本科环境工程课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握环境工程的基本概念、原理和技术，培养学生对环境问题的认识和解决环境问题的能力。
具体来说，知识目标包括了解环境工程的定义、目标和主要研究领域；掌握环境污染的基本原理和治理技术；了解我国环境政策和管理制度。
技能目标包括能够运用所学知识分析和解决环境问题；具备一定的环境监测和评价能力；能够运用现代技术手段获取和处理环境信息。
情感态度价值观目标包括培养学生对环境保护的意识和责任感，使学生认识到环境保护的重要性，树立可持续发展的观念。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括环境工程的基本概念、环境污染及其控制技术、环境监测与评价、环境管理与政策等。
具体包括以下几个方面：1. 环境工程的定义、目标和主要研究领域；2. 环境污染的基本原理和治理技术，包括大气污染、水污染、固体废物污染等；3. 环境监测与评价的方法和技术；4. 我国环境政策和管理制度，包括环境保护法律法规、环境标准、环境规划等；5. 可持续发展与环境保护的关系。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
在教学过程中，应以讲授法为主，辅以讨论法、案例分析法和实验法。
讲授法主要用于传授基本概念、原理和知识；讨论法主要用于激发学生思考和探讨环境问题；案例分析法主要用于分析实际环境问题和解决方案；实验法主要用于验证环境污染控制技术的原理和效果。
通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的分析和解决问题的能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教材和参考书应选择权威、实用的版本，以保证教学内容的科学性和系统性。
多媒体资料可以用于辅助教学，丰富学生的学习体验。
实验设备应具备一定的先进性，以保证实验教学的质量和效果。
同时，教师应根据教学需要，不断更新和完善教学资源，以满足学生的学习需求。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，全面客观地评价学生的学习成果。
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环境工程原理课程设计设计题目填料吸收塔工艺设计说明书班级环境工程102班学生姓名雷文琦学号201018060302日期2011/12/20填料吸收塔工艺设计一、概述（一）填料塔的作用：填料塔由填料、塔内件及筒体构成。
填料分规整填料和散装填料两大类。
塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。
与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。
（二）填料种类：（1）拉西环拉西环填料于1914年由拉西发明，为外径与高度相等的圆环。
拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。
（2）鲍尔环鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。
鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。
与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。
鲍尔环是一种应用较广的填料。
（3）矩鞍填料矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。
矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。
矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。
目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。
（4）阶梯环阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。
由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。
阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。
（5）金属环矩鞍填料金属环矩鞍填料环矩鞍填料是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。
环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环。
（三）设计内容包括1、根据生产任务和有关要求确定设计方案2、吸收剂选择3、填料类型选择4、基础物性数据5、塔径计算6、填料层高度计算7、填料塔阻力计算8、填料塔辅助设备选择与估算二、填料吸收塔工艺设计（一）明确设计任务，确定设计方案1、设计任务试设计常压填料塔，以水吸收丙酮。
a混合气（空气、丙酮）处理量为1400m3/h；b进塔混合气含丙酮体积分数2％，相对湿度70％，温度35；c进塔吸收剂（清水）的温度25℃；d丙酮回收率90％；e操作压力为常压；2、选择吸收剂：25℃的清水填料类型：鲍尔环3、确定流程：选用逆流操作流程（二）基础物性数据1、混合气：空气的分子量：29 ；丙酮的分子量：58 ；2、吸收剂：25℃的清水，35℃饱和水蒸气压强为5623.4 Pa（三）物料衡算1、物料衡算1. 进塔混合气中各组分的量 近似取塔平均操作压力为101.3 kPa,故： 混合气量=1400（273/308）×122.4＝ 55.40kmol ／h 混合气中丙酮的量=55.40×0.02=1.108kmol ／h=64.26 kg / h因为35℃饱和水蒸气压强为5623.4 Pa ，则相对湿度为70％的混合气中含水蒸气量＝h kmol /0404.04.56237.0103.1017.04.56233=⨯-⨯⨯（水气）/ kmol （空气十丙酮）混合气中水蒸气含量（55.40*0.0404）/(1+0.0404)=2.15 kmol / h2.15 kmol / h *18=38.70kg / h混合气中空气量＝55.40－1.108-2.15＝52.142 kmol / h＝52.142×29＝1512.128kg / h2． 混合气进出塔的（物质的量的比）组成已知1y ＝0.02,则y 2＝1.12*0.1/(532.65+2.17+1.12*0.1)=0.0023. 混合气进出塔（物质的量比）组成若将空气与水蒸气视为惰气，则惰气量=52.142 +2.15=54.292 kmol/h =1574.468 kg / hY1=1.108/54.292=0.02 kmol （丙酮）/kmol （惰气） Y2=1.108*0.1/54.292=0.002 kmol （丙酮）/kmol （惰气）4．出塔混合气量出塔混合气量=1574.468+64.26×0.1=1580.8kmol/h2、操作线方程：根据X —*Y 数据，绘制X —Y 平衡曲线0E ，如图所示丙酮溶于水其亨利系数:1gE =9.171－[2040/（t+273）], m=PE，分别将相应E 值及相平衡常数m 值列于下表中的第3，4列。
由*Y =mX 求取对应m 及X 时的气相平衡组成*Y ，结果列于表中第5列。
T=25℃,E=211.5pa m=E/p=211.5/101.3=2.087 惰性气体流量：v=54.82 kmol/h X 2=0 Y 1=0.02 Y 2=0.002(Ls/v)mis =( Y 1 -Y 2)/( Y 1/m- X 2)=1.8783 依物料衡算式：B V (12Y Y -)＝S L （12X X -）1X =54.40×(0.02-0.002)/163.7 = 0.006依操作线方程式：22S S B BL LY X Y X V V =+- =(163.7/54.40)*X+0.002 Y=3.01X+0.0023、最小吸收剂用量和实际吸收剂用量： 计算最小吸收剂用量min S,L min S,L =1.8783* 54.40= 102.18 kmol/hLs =1.1～2.0 min S,L ; 取Ls=1.6min S,L Ls =1.6*102.18=164.5 kmol ∕h （四）填料塔径求取（1）.采用Eckert 通用关联图法计算泛点气速F u ①有关数据计算塔底混合气流量V ’S ＝64.96+38.70+1512.128＝1615.788 kg/h 吸收液流量L ’＝163.7*18＋1.108×0.9×58＝3004.43 kg/h 进塔混合气密度G ρ＝4.2229×35273273+＝1.15 kg/3m (混合气浓度低，可近似视为空气的密度)吸收液密度L ρ＝995.65 kg/3m 吸收液黏度L μ＝0.7993 mP a ·s经比较，选DG50mm 塑料鲍尔环(米字筋)。
查《化工原理》教材附录可得，其填料因子φ=1201m -，比表面积A ＝106.423/m m 。
②关联图的横坐标值``V L (L G ρρ)1/2= 3004.43/1615.788*(65.99515.1)1/2 = 0.0631 ③由图2查得纵坐标值为0.135即L L G2F g μρρμ）（Φ0.2=7993.065.99515.181.91202F ⨯⨯）（μ0.2=0.01352Fu = 0.135 故液泛气速F u = (0.135/0.0135) ^0.5= 3.16 m/s （2）空塔气速u ＝0.6F u ＝0.6×3.16＝1.896 m/s （3）塔径D =（（1400/（3600*0.785*1.896））^0.5= 0.511m = 511 mm取塔径为600 mm) 选择填料 D/d =600/50=12（4）核算操作气速U=1400/(3600*0.785*0.600^2)= 1.376m/s < F u （5）核算径比D/d ＝600/50＝12，满足鲍尔环的径比要求。
（6）喷淋密度校核d ＜75mm 约环形及其它填料的最小润湿速率为0.083m /(m ·h)： 最小喷淋密度Umin ＝0.08×106.4＝8.512 3m /(m 2·h)实际喷淋密度U ＝3004.43/(995.65*0.785*0.6^2)＝10.67 3m /(m ·h) 实际喷淋密度U ＞Umin,所以满足最小喷淋密度要求。
实际泛点率D/d ， U ＞Umin 均符合要求。
（五）填料层高度计算一、传质单元高度的计算传质单元高度OG H 计算： OG H =BYa V K Ω其中Ya K =Ga K P ；111Ga Ga LaK k Hk =+ 计算填料润湿面积a w 作为传质面积a ，依改进的恩田式分别计算L k 及G k ，再合并为La k 和Ga k 。
1.列出备关联式中的物性数据气体性质(以塔底35℃，101.325kPa 空气计)：G ρ＝1.15 kg/3m (前已算出)；G μ＝0.01885×310-.Pa s (查附录)；G D ＝1．09×510-2/m s液体性质(以塔底30.13℃水为准)：L ρ＝995.65 kg/3m ；L μ＝0.7993×310-Pa ·s ；L D =1.451×910-2/m s气体与液体的质量流速：L G `=3004.43/(3600*0.785*(0.6^2)) = 2.95/kg 2（m .s ） V G `=1615.788/(3600*0.785*0.6*0.6) =1.59/kg 2（m .s ）50Dg mm 塑料鲍尔环(乱堆)特性:pd ＝50mm ＝0.05m;A ＝106.423/m m ;C σ=40dy/cm=40×10-3N/m;有关形状系数ψ=1.45（鲍尔环为开孔环）2.⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎩⎨⎧--=2.022'05.02'1.075.02')(45.1ex p 1g L G L L G t G gaL L a L c at aw t ρρμσσ=1exp -{-1.45（33106.711040--⨯⨯）0.75（2.95/(106.4×0.7993×10^-3)）0.1（(2.95^2×106.4)/(995.65^2×9.81)）-0.05(2.95^2)/(995.65×71.6×10^-3×106.4)）0.2}=1exp -{-1.45（0.646）（1.43）（1.58）（0.26）} =1exp -（-0.550）=0.428 故w a =.wa A A=0.428×106.4 =45.54 23/m m 3.K L =0.0051(L t G a L μ`)2/3(LL L D ρμ)-1/2(L L g ρμ)1/3(a t d p )0.4 =0.0051(2.95/(48.3*0.7993*0.001)2/3(9310451.165.995107993.0--⨯⨯⨯)-1/2(65.99581.9107993.03⨯⨯-)1/3(5.32)0.4=1.38×10-4 m/s 4.k G= 5.23(G t G a V μ`)0.7(G G G D ρμ)1\3(RTD a Gt )(a t d p )-2=5.23(1.59/(106.4*1.855*10^(-5)))0.7( 551009.115.110885.1--⨯⨯⨯)1/3(308314.81009.14.1065⨯⨯⨯-) (5.32)-2=5.23(124.3)(1.152)(4.529×10-7)(0.035) =1.187×10-5 kmol/(m 2·S ·kPa)故L L w k a k a ==1.38×410-×48.3=0.67×10-2 (m/s)G G w k a k a ==1.187×10-5×48.3 =5.73×10-4 2/(..)kmol m s kPa5.计算Y K aY K a ＝G K aP ，而111Ga Ga La K k Hk =+，H=L SEM ρ,由于在操作范围内，随液相组成和温度L t 的增加，m (E)亦变，故本设计分为两个液相区间，分别计算G K a (I)和G K a (II)区间I X ＝0.0095~0.005 (为G K a (I)) 区间II X ＝0.005~0 (为G K a (II))I E ＝2.60×210kPa , I H ＝LI SE M ρ=181060.265.9952⨯⨯=0.213 3/(.)kmol m kPaII E =2.27×210 kPa, II H =LII SE M ρ=181027.265.9952⨯⨯=0.244 3/(.)kmol m kPa)I (1a K G =1/(5.73×10-4)＋1/(0.213*0.67×10-2)＝2445.9 ()Ga I K =1/(2672.2)=4.08×10-4 3/(..)kmol m S kPa ()Ya I K =()Ga I K .P=4.08×10-4×101.3 =0.0413/(.)kmol m S)II (1a K G =1/(5.73×10-4)＋1/(0.244*0.67×10-2) =2356.9 ()Ga II K =4.24×10-4 3/(..)kmol m S kPa()().Ya II Ga II K K P ==4.24×10-4×101.3 =0.0433/(.)kmol m S二、传质单元数及传质单元高度的计算 传质单元数OG N 计算在上述两个区间内，可将平衡线视为直线，操作线系直线，故采用对数平均推动力法计算OG N 。