文档介绍：目录
一、课程设计题目
二、课程设计目的
三、设计的原始资料
四、设计工艺参数
五、净化工艺流程的确定
六、设计计算
喷淋塔的设计计算
吸附塔的设计计算
烟囱设计计算
管道设计计算
风机选择
七、参考文献
一、课程设计题目
某铸造厂烘干炉臭气治理设计
二、课程设计目的
通过课程设计进一步消化和巩固课程所学内容,并使所学的知识系统化,培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力、通过设计,了解工程设计的内容、方法和步骤,培养学生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、实用技术资料、编写设计说明书的能力。
三、设计的原始资料
某铸造厂现有两座远红外烘干炉,用于烘干集团公司所生产的主产品——推土机和压路机的型砂。
烘干工序为:烘干炉采用间歇操作,两座烘干炉每一个天平均烘干三炉型砂,在加热过程中有恒温控制系统进行自动控制,每加热一炉型砂需要4个小时左右,其排放烟气是间歇性的,一般炉内温度加热到180℃开始使用通风机进行排气,大约排放15分钟,以后每30分钟经行一次排气。炉内烟气通过安装在炉顶的两个排气管(d=200mm)引出,没有设置烟囱,烟气直接排入室外环境。
从某铸造厂的来的资料进一步了解到型砂是有3-4%的合脂油和黄沙混合而成的。从合脂油的硬化机理知道合脂的硬化主要是由于羟基酸之间的羟基团和羧基团起作用并聚合成为分子量更大的聚合物,同时合脂中少量的不饱和脂肪酸在烘干过程中发生氧化聚合反应。由于合脂中含有较多的羟基酸(醇酸),在加热过程中容易脱水聚合,形成长链的聚酯。例如两个分子羟基酸中的羟基(-OH)和羧基(-COOH)相互脱水缩合而生成聚合物“交酯”。加热作用除了为了合脂的硬化提供硬化环境外,也起到蒸发水分和促进合脂油中的稀释剂(煤油)的生成作用。这就会使得在加热过程中有各种复杂的物质以气体的形式排出。主要有合脂油在浓缩过程中产生的水、有机酸、煤油,以及合脂油和黄沙所含杂质在加热过程中所产生的一些易挥发的小分子有机物、硫化物等。这些物质排入环境产生恶臭污染。
四、设计工艺参数
系统风量(Q):800 N/h
烟气温度(T):80-95 ℃
排气管直径(D):225 mm
原风机型号:Y132S1—2
风量:3807/h 功率: KW
五、净化工艺流程的确定
根据原始资料,拟确定有以下方法处理方法:冷凝法、吸附法、洗涤法和洗涤-吸附联合工艺。
冷凝法虽然既有一定的效果,但是烟气的温度难以降低,出口烟气温度在100℃以上,大部分小分子难于冷却下来,因此处理效率很低,出口部位的烟气中仍有恶臭,去除效率不高,冷凝下来的油脂容易附在冷凝管上,不易收集。
吸附法对烟气治理效果较好,因为吸附剂能吸附绝大部分的油脂类物质和小分子物质。在系统的出口部位,烟气中基本上闻不出恶臭味,因此吸附法对恶臭处理具有良好的治理效果。但是吸附法带来一系列问题,如吸附剂的再生、吸附室温度过高对吸附剂带来不良作用等问题。
洗涤法也是利用冷凝的原理,对烟气进行处理,同时能去除部分易溶水的气体。洗涤法对烟气的冷凝作用明显,洗涤器进口管中的烟气温度在120
-170℃,经过洗涤后,烟气温度降到40-50℃。油水静止后能分层,在水面上漂浮着油层,水中具有强烈的恶臭气味,说明部分恶臭气体是溶于水的。洗涤法能去除大部分烟气中的气味,但是在出口部分还能闻出少许恶臭的气味,说明洗涤法去除不彻底。
将洗涤法和吸附法联合起来处理,烟气先洗涤,后吸附,经过两道工序,保证了治理效果,同时解决了吸附法存在温度过高处理效果不好的的问题。因此在工艺选择上,我们采用了洗涤——吸附法的联合工艺。
由以上工艺,洗涤器设置为喷淋塔,吸附器设置为吸附塔。
六、设计计算
由于吸附塔在0-40℃时随着温度升高,活性炭吸附效果越好,所以取出喷淋塔温度为40℃。烟气量为800N/h,令烟气温度为90℃,出口温度为40℃,冷流体进入状况,进水温度为25℃,出水温度为45℃。
(1)烟气量计算
式中:Q、Q0——标准状态下和温度为T时的烟气流量,m3/h
T——烟气进口温度
代入数据得:
进口烟气流量:= m3/h= m3/s
(2)塔径的计算
式中:Q——烟气流量,m3/h
V——空塔气速m/s
由于喷淋塔是小型喷淋塔,根据GB/T50392-2006的机械通风冷却塔设计规范。塔内风速一般为2~,取空塔气速为2m/s。
所以:
,
实际空塔气速为m/s
(3)湿段高度
为了取得较好的降温效果,一般取2-5秒的停留时间,本次设计取停留时间为5