大气污染处理设计课程

环境工程专业

大气污染课程设计计算说明书

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南京工业大学环境学院环境工程系

目录

一．设计目的........................................ 错误!未定义书签。二．设计条件........................................ 错误!未定义书签。

2.1 设计任务.................................... 错误!未定义书签。

2.2 原始材料.................................... 错误!未定义书签。

2.3 排放标准 (1)

2.4 处理方法.................................... 错误!未定义书签。三．工艺设计与计算.. (3)

3.1 工艺流程的初步确定 (3)

3.2 吸附塔计算 (3)

3.2.1 吸附剂筛选 (3)

3.2.2吸附剂再生 (4)

3.2.3 吸附塔设计 (4)

3.3 确定工艺流程 (8)

3.4 管道计算及选材 (8)

3.5 排气筒高度 (9)

3.6 系统阻力计算 (9)

3.6.1 沿程阻力计算 (9)

3.6.2 局部阻力计算 (10)

3.7 风机选型 (10)

3.8 吸附塔气速校核 (11)

3.9 工艺参数核算 (12)

3.10 其他参数说明和计算 (12)

四．工艺流程说明 (13)

五．绘图 (14)

5.1 工艺流程高程图.............................. 错误!未定义书签。

5.2 吸附塔结构图................................ 错误!未定义书签。

5.3 平面布置图.................................. 错误!未定义书签。参考文献.. (16)

一、设计目的：

（1）通过课程设计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工业废气处理系统设计的初步能力（2）通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养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、查找与使用技术资料、编写设计说明书的能力。

二、设计条件：

2.1设计任务

1、根据工艺废气相关资料，确定废气处理流程；

2、对废气处理流程中相关设备进行工艺计算，确定其形式、数目与尺寸；

3、对标准设备进行选型，计算相关管道尺寸并确定材质；

4、进行各设备的总体布置，吸附塔设备结构图（主视图、俯视图、剖面图）。

2.2原始材料

某化工厂生产过程中需排放含甲苯的有机工艺废气。相关数据：流量：2100Nm3/h；温度：40℃；压力：由风机决定；组成（v/v）：甲苯：0.28%；其它：空气。试设计出一种废气处理工艺，使处理后工艺废气满足《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)中规定的二级排放要求。

2.3排放标准

《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)甲苯排放标准（执行二级标准）

2.4处理方法的确定

VOCs的处理方法有：

（1）燃烧法

用燃烧方法将有害气体、蒸汽、液体或烟尘转化为无害物质的过程称为燃烧法净化，燃烧法净化时所发生的化学反应主要是燃烧氧化作用及高温下热分解。；很高时，可把废气当燃料燃烧；在热力燃烧和催化燃烧情况下，所处理废气中可燃物浓度太低，必须借助辅助燃料来实现燃烧。

在绝大多数处理有机废气场合，废气中VOC浓度一般较低，而风量较大。往往因为回收废气中的有机溶剂在经济上不划算或难以使回收后的溶剂重复使用，以及在回收过程中可能产生二次污染等问题，才采用燃烧法处理有机废气。（2）吸收法

溶剂吸收法采用低挥发或不挥发性溶剂对VOCs进行吸收，再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。在对含VOCs废气进行治理的方法中，吸收法的应用不如燃烧法、吸附法等广泛，影响应用的主要原因是因为有机废气的吸收剂均为物理吸收，其吸收容量有限。吸收法净化有机废气，最常见的是用于净化水溶性有机物，国内已有一些有机废气吸收的应用实例，但净化效率都不高。

另外，吸收法的投资费用较大，用于吸收剂循环的操作费用也较高，如果废气中含多种有机组分，则难以再生利用或必须添加分离设备，还可能产生废水而造成二次污染。目前此法多用于废气中无机污染物的净化。

（3）吸附法

目前工业上常用吸附剂主要有活性炭，活性氧化铝，硅胶，分子筛等

（4）冷凝法

冷凝法利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的污染物（如VOCs）冷凝并与废气分离。该法特别适用于处理废气体积分数在10-2以上的有机蒸气。

冷凝法在理论上可达到很高的净化程度，但是当体积分数低于10-6时须采取进一步的冷冻措施，使运行成本大大一高提高。所以冷凝法不适宜处理低浓度的有机气体，主要用于回收溶剂，作为废气净化的一道预处理工序，以降低有机负荷，回收有机物。

（5）生物法

生物法控制VOCs污染是近年发展起来的污染控制技术，主要针对既无回收价值又严重污染环境的工业废气研究开发的。该技术已在德国、荷兰得到规模化应用，有机物去除率大都在90%以上。与常规处理法相比，生物法具有设备简单，运行费用低，较少形成二次污染等优点，尤其在处理低浓度、生物降解性好的气态污染物时更显经济。生物法适合处理气量在800-20000Nm /h左右的废气，废气的浓度一定要小，设备的占地面积很大。

此次课程设计是去除烟气中的甲苯，采用吸附法。

三、工艺设计与计算：

3.1工艺流程的初步确定

说明：

简易的工艺流程图如上，含甲苯的废气先通过过滤器除去颗粒状污染物，由于含甲苯的废气温度在40℃，所以必须要先经过冷凝器将废气温度将在室温左右，然后有机废气进入吸附塔内，有机废气被吸附剂（活性炭)吸附，净化后的气体被排入大气中。

3.2吸附塔计算

3.2.1. 吸附剂筛选

工业吸附剂的要求应具备以下特性：

A、具有大的比表面积

B、具有良好的选择性吸附作用

C、具有良好的机械强度和均匀的颗粒尺寸

D、具有足够的热稳定性及化学稳定性

E、有良好的再生性能

F、吸附剂的来源广泛，价格低廉