Yibin University
环境工程原理课程设计
题目列管式换热器设计
专业资源环境与城乡规划管理
学生姓名
年级
指导教师
化学与化工学院
任务书
一、设计目的
培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力
二、设计目标
设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的
三、设计题目
列管式换热器设计
四、设计任务及操作条件
原料温度
石油： 入口96℃，出口34℃ 地点：兰州 石油物性数据
(
)()
33815/3.0102.2/0.128/c c o pc o
c kg m Pa s
c kJ kg C
W m C ρμλ-==??=?=?
煤油： 入口132℃，出口47℃ 地点： 宜宾 煤油物性数据
()
()
C m W C kg kJ c s
Pa m kg o c o
pc c c ?=?=??==-/14.0/22.21005.7/82543
λμρ
硝基苯：入口124℃，出口50℃ 地点：广州 硝基苯物性数据
()()
341154/9.8101.558/0.129/c c o pc o
c
kg m Pa s
c kJ kg C
W m C ρμλ-==??=?=?
允许压降：不大于0.1MPa 冷却介质任选
五、设计内容
1、换热器概述
换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。
在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，
列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。
其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。
列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响
（1）固定管板式换热器
这类换热器如图1-1所示。固定管办事换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结余构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。
（2） U型管换热器
U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。U型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以抽出，管间清洗方便。其缺点是管内清洗困难；哟由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。此外，其造价比管定管板式高10%左右。
（3）浮头式换热器
浮头式换热器的结构如下图1-3所示。其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体内抽搐，便与管内管间的清洗。其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。
（4）填料函式换热器
填料函式换热器的结构如图1-4所示。其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用
2、设计方案的选择 （1）设计任务 处理能力： 10万吨/年 设备型式： 列管式 （2）操作条件
①煤油：入口温度132℃，出口47℃ 地点： 宜宾 ②冷却介质：循环水 入口温度 20℃ 出口温度 40℃ ③允许压降：不大于0.1MPa ④煤油物性数据
()
()
C m W C kg kJ c s
Pa m kg o c o
pc c c ?=?=??==-/14.0/22.21005.7/82543
λμρ
⑤每年按300天机算，每天24小时连续运行 3、确定物理性质数据
定性温度：可取流体进出口温度的平均值
壳程流体煤油的定性温度为5.89247
132=+=
T 管程流体水的定性温度为30240
20=+=T
在定性温度下，分别查取管程和壳程流体(冷却水和植物油)的物性参数，见下表：
4、设计计算 m s1=89.1388824
30010107
=??=
-m m t T ㎏/h=3.86kg/s
Q=m s1c p1(T 1-T 2)=13888.89x2.22x(132-47)=2620833.543kJ/h=728.01kw
平均传热温差
计算两流体的平均传热温差 暂时按单壳程、多管程计算。 逆流时，我们有 煤油油：132℃→47℃
循环水： 40℃←20℃
从而，
82.4420
85ln 20
85'=-=
?m t
而此时，我们有：
25.420
85
20404713224
.08520
47132204012212112==--=--=
==--=--=t t T T P T T t t R
式中：
21,T T ——热流体（煤油）的进出口温度，单位℃； 21t t ，——冷流体（循环水）的进出口温度，单位℃；
R 2+1R-1
ln
1-PR
1-P ln
2-P(1+R-
2-P(1+R+R 2+1R 2+1)
)
ψ=
ψ>0.8符合要求
则平均温差：△tm='m t ?×ψ=0.883x44.82=39.58℃ 冷却水用量
由以上的计算结果以及已知条件，很容易算得冷却水用量：
883
. 0 )
1 5 5 1 ( 16 . 0
2 ) 1 5 5 1 ( 16 . 0 2 ln 5 16 . 0 1 16
. 0 1 ln 1 5 1 5 2 2 2 = + + + ? - + - + ? - ? - - - + =
Qc=
)
(12t t C Q
pc -=2620833.543/[4.174x(40-20)]=31394.75㎏/h=8.72㎏/s
由《常用化工单元设备设计》表1-6。，查得水与煤油之间的传热系数在290—698w/(㎡·℃)。初步设定K=500 w/(㎡·℃)
估算传热面积
估算的传热面积为
49.3282.44500728010
t =?=?=K Q A ㎡ 5、主要设备工艺尺寸计算 （1） 管径尺寸和管内流速的确定
按单管程计算，所需的传热管长度为 L=
71.1921
025.014.349
.32n d s 0=??=??πA
按单管程设计，传热管过长，现取传热管长l=6.5，则该换热器管程数为
N p =403.35
.671.19≈==l L （管程）
热管总根数N=21×4=84(根)
由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。 横过管束中心线的管数为 n c =1.1N =1.1×84≈11（根）
(3)按管尺寸的确定
壳程流体进出口接管：取接管内煤油流速为u=1.0m/s ，则接管内径为
d=m u
V
109.01
14.382572
.744=??=π
DN,mm 400
管程数 4
壳程数 1
管子规格25*2.5
管子根数60
中心排管数9
管程流通面积，m20.005966
换热面积，m226.41
换热管长度，mm 6000
通过查表，可以发现下面的结构尺寸的换热器和所需的比较接近，故而选择该种换热器：
DN,mm 400
管程数 4
壳程数 1
管子规格25*2.5
管子根数84
中心排管数11
管程流通面积，m20.0060
换热面积，m237.2
换热管长度，mm 6500
6.换热管
6.1换热管的规格及尺寸偏差
管子在管板上的排列方式最常用的为图4-1所示的（a）、（b）、（c）、（d）四种，即正三角形排列（排列角为30°）、同心圆排列、正方形排列（排列角为90°）、转角正方形排列（排列角为45°）。当管程为多程时，则需采取组合排列，图1-10为二管程时管小组合排列的方式之一。
图4.1.管子在管板上的排列方式和组合排列示意图
采用组合排列法，即每程均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
6.3横过管束中心线的管数
n c =114.107619.119.1≈==N
采用多管程结构，取管板利用率η=0.7，壳体内径为 D=mm mm N
t
40092.3677
.084
32
05.105.1≈=?=?η
7.折流板
折流板间距系列为：100mm ，150mm ，200mm ，300mm ，450mm ，600mm ，800mm ，1000mm 。
折流板厚度与壳体直径和折流板间距有关，见表4-4所列数据。
支承板允许不支承的最大间距可参考表4-5（右）所列数据。
表4-5支承板厚度以及支承板允许不支承的最大间距
经选择，我们采用弓形折流板，取弓形折流圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为：
h=100mm
取折流板间距B=0.7D ，则： B=0.5×400=200mm 可取B=200mm
因而查表可得：折流板厚度为5mm ，支承板厚度为8mm ，支承板允许不支承最大间距为1800mm 。
折流板数N B 291200
6000
=-=
折流板圆缺面水平装配。 8.接管
8.1.壳程流体进出口时接管
取接管内植物油流速为u=0.1m/s 则接管内径为：
d=
m u
V
049.00
.114.3)
8253600/(650044=???=π
所以，取标准管的内径为50mm 。 8.2.管程流体进出口时的接管
取接管内循环水流速u=1.5m/s ，则接管内径：
d=
m 062.05
.114.3)
7.9953600/(16250.604=???
取标准管径为60mm 。
9.壁厚的确定、封头
9.1壁厚
查GB151-99P21表8得圆筒厚度为：8 mm
查JB/T4737-95，椭圆形封头与圆筒厚度相等，即8mm
9.2椭圆形封头 示意图如下：
10.管板
管板除了与管子和壳体等连接外，还是换热器中的一个重要的受压器件。 10.1.管板结构尺寸
10.2.考虑到腐蚀裕量，以及有足够的厚度能防止接头的松脱、泄露和引起振动等原因，建议最小厚度应大于20mm 。
换热管的外径为25mm ，因而管板厚度取为30d /4=18.75，取上述的最小厚度20mm 。
六、换热器核算
1.热量核算
（1）壳程对流传热系数 可采用克恩公式，
14
.03155.00
036.0????
?????=w r eo e u p R d μλα
取114
.0=???
? ??w
μμ
当量直径d e ，由于是正三角形排列
d e =m d d t 020.042340
202=?
???
?
?-ππ 壳程流通截面积A 0=01969.0032.0025.016.015.010=???
??-??=??? ?
?-?t d hD ㎡
壳程流体流速及其雷诺系数分别为
u 0238.001969
.082586
.300==
=A V m/s R eo 2.5570000705
.0825
238.0020.00=??=
??=
μ
ρ
u d e
普兰特准数 Pr=
179.1114
.0000705
.022.2=?=
λ
μ
p C
7.6461179.112.5570020
.014
.036
.0155.00=???=αW/(㎡·℃) （2）管程对流传热系数 谁在管程中是被加热
4.08
.0Pr 023
.0e
i
i
i R d λα=
其中：
管程流通截面积
0066.04
84
402.014.34422=??=?=N
d A i i π㎡
管程流体流速以及其雷诺数分别为
3.10066
.07.99572.8==
i u m/s Re i =
422.419170006176
.07
.9953.102.0=??=
λ
ρ
i i u d
普朗特准数 Pr=
41.56176
.00008007
.0174.4=?=
λ
u
C p
故管程对流换热系数
7.695941.54191702
.06176
.0023.04.08.0==i α W/(㎡·℃)
（3） 污垢热阻和管壁热阻 查阅《化工原理（上）》P354，附录20，得 煤油侧的热阻R 0=0.000172 ㎡·℃/w 循环水侧的R i =0.000344㎡·℃/w 钢的导热系数为λ=45 （4） 传热系数K
4
.8981
000172.00225.045025.00025.002.0025.0000344.002.01.6528025.0110000+
+??+?+?=
++++=αλαso m i si i i R d bd d d R d d K
解得K=508.05W/(㎡·℃) 传热面积S=
17.3082
.4405.508728010
=?=?m t K Q ㎡ 实际传热面积S p =25.37)1184(5.6025.014.3=-???==dlN π㎡ （5） 传热面积裕度 该换热器的面积裕度为 H=
%19%10025
.3717
.3025.37%100=?-=?-p P S S S 2壁温核算
由于换热管内侧污垢热阻较大，会使传热管内侧污垢热阻较大，会使传热管壁温升高，减低了传热管和壳体的壁温之差。但在操作初期，污垢热阻较小，壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中应按最不利的操作条件考虑，因此，取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。
h
c h
m c m 11t αααα++=
T t w
式中液体的平均温度m t 和m T 为：
302
20
40221=+=+=
t t t m （℃） 5.892
47
132221=+=+=
T T T m （℃） 6959.7==i c ααW/m 2℃
646.7== ααh W/m 2℃
传热管平均壁温：18.367
.64617.695917
.646307.69595.89=++=
w t ℃
壳体壁温可近似取为壳程流体的平均温度，即T=90℃
壳体壁温和传热管壁温之差为：82.5318.3690=-=?t ℃
由于换热器壳程流体的温差不大，壳程压力不高，因此，选用固定管板式换热器较为适宜。
3.壳程和管程的压力降的计算
因为壳程和管程都有压力降的要求，所以要对壳程和管程的压力降分别进行核算。
（1）管程压力降
管程压力降的计算公式为：
p s N N p p pi )(21?-?=∑
Re i =41917.422（前面已求），为湍流。
取绝对粗糙度005.020
1
.0d ,1.0i ==
=ξξ mm 查，关联图，可得摩擦因数035.0:e =-λλR
a 67.8622
76
.07.99532
u
3
p a
36.3019276.07.99502.06035.0u 2d l p 2
2
222
1i P P =?
?==?=???==?∴ρρλ
另外，式子中： 壳程数N s =1 管程数N p =4
代入公式中，有：
p s N N p p pi )(21?-?=∑=（3019.36+862.67）×1×4=15528.12Pa<35kpa
（2）壳程压力降
由于壳程流体的流动状况比较地复杂，所以计算壳程流体压力降的表达式有很多，计算结果也相差很大。下面以埃索法计算壳程压力降：
壳程压力降埃索法公式为：
s
s
P F N ?=
??∑1
2
（P +P ）'
' 1p ?——流体横过管束的压力降，Pa ；
2p ?——流体通过折流挡板缺口的压力降，Pa ；
Fs ——壳程压力降的垢层校正系数，无因次，对于液体取1.15，对于气体取1.0；
Ns ——壳程数；
而2
0.2281
000.55Re 232
c c P Ff N F f N ρ-?====0B u （N +1）
，其中，，'
=0.86，n c =11，
N B =29,u o =0.097m/s 。
F ——管子排列方法对压力降的校正系数，对正三角形排列，F=0.5，对正方形斜转45o 排列，F=0.4，正方形排列，F=0.3;
f o ——壳程流体的摩擦系数，当Re ﹥500时，228.0)(Re 5-=o fo n c ——横过管束中心线的管子数，对正三角形排列 N B ——折流挡板数 代入数值得：
'1p ?=0.5×0.86×11×30×950×2
097.02
=634.19Pa 而2
02B u p N ρ?=2h （3.5-）D 2
'
，其中h=0.2m ，d=0.4m ，N B =29, D ——壳径，m
h ——折流挡板间距，m d o ——换热器外径，m
u o ——按壳程流通截面积S 计算的流速，而S=h （D-n c d o ）=0.0252m
故s m u 8.0825
025.036006500
=??=
代入数值得： 202B u p N ρ?=2h （3.5-）D 2'
=29×（3.5-0.42.02?）×2
07.08252
? =168.74Pa
对于液体s F =1.15，于是我们有：
s
s
P F N ?=
??∑1
2
（P +P ）'
'=1.15×1×（634.19+168.74）=923.37Pa<35kpa
经过以上的核算，管程压力降和壳程压力降都符合要求。
处于要求的15%~20%的范围内，该换热器符合实际生产要求
七、设计结果汇总：
见下表
八、设计心得
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
列管式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这
种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。进行换热的冷热两流体，按以下原则选择流道：①不洁净和易结垢流体宜走管程，因管内清洗较方便；②腐蚀性流体宜走管程，以免管束与壳体同时受腐蚀；③压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力；④饱和蒸汽宜走壳程，因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出；⑤若两流体温度差较大,选用固定管板式换热器时，宜使传热分系数大的流体走壳程，以减小热应力。
通过此次设计，了解了很多关于换热器的知识，如换热器的选型，换热器结构和尺寸的确定，以及计算换热器的传热面积和流体阻力等等。最最重要的是我深刻认知做设计计算时要非常小心，因为一不留神就会出错，如果前面错了没发现，后面就全错。这是设计中的禁忌。设计内容很多，必须要付出努力才可以。为此，也要感谢老师及同学的互相帮助。
九、工艺流程图
主要符号说明
英文字母
B——折流板间距，m；
C——系数，无量纲；
d——管径，m；
D——换热器外壳内径，m；f——摩擦系数；
F——系数；
h——圆缺高度，m；
K——总传热系数，W/(m2·℃)；L——管长，m；
m——程数；
n——指数；
管数；
程数；
N——管数；
程数；
NB——折流板数；
Nu——努塞尔特准数；
P——压力，Pa；
因数；
Pr——普兰特准数；
q——热通量，W/m2；
Q——传热速率，W；
r——半径，m；
气化潜热，kJ/kg；
R——热阻，m2·℃/W；
因数；
e——雷诺准数；
S——传热面积，m2；
t——冷流体温度，℃；
管心距，m；
T——热流体温度，℃；
u——流速，m/s；
W——质量流量，kg/s，
V——体积流量，m3/s。
希腊字母
α——对流传热系数，W/(m2·℃)；Δ——有限差值；
λ——导热系数，W/(m·℃)；μ——粘度，Pa·S；
ρ——密度，kg/m3；
ψ——校正系数。
下标
c——冷流体；
h——热流体；
i——管内；
m——平均；
o——管外；
s——污垢。
大型作业报告 班级:12级机械设计与制造(环保设备) 姓名: 学号: 完成时间: 2013年12月30日 环境科学与工程学院
大气污染控制工程课程设计任务书 设计题目： 某冶炼厂工艺设备每小时产生3000（3200）Nm 3的含尘烟气，烟气含尘浓度85（90）g/Nm 3，烟气进口温度为250℃，除尘器内平均静压P s = -340 Pa ，试设计一台双筒CLT/A 型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备。 设计参数： 烟气密度：3/293.1Nm kg g =ρ 烟气粘度：26/10849.1m s kg ??=-μ 粉尘密度：3/2160Nm kg p =ρ 旋风除尘器进口粉尘的粒径分布 平均粒径 )(m d p μ 1.5 3.5 5 10 15 22 28 36 44 粒径分布 (%)D ? 3.5 6 15 17 24 16 11 5 2.5
前言 除尘器是控制尘粒污染的有效措施，也是研究应用较早的一项技术。但在尘粒初始量增加，排放量进一步严格的情况下，企业必须重新计划自己的操作条件和排放控制系统，开发或应用更高效的除尘器，以满足现行法规的要求。所以本设计要求完成一台CLT/A型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计。 旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。在机械式除尘器中，旋风式除尘器是效率最高的一种。它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，大多用来去除5μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率。因此，它属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。 旋风除尘器在我国应用还不是很广泛，但是随着工业的发展以及人们生活水平和对环境质量要求的提高，旋风除尘器必将有越来越重要的应用，而管式以其显著的优点将会在除尘器的未来发展中显示越来越重要的作用，这可从发达国家除尘器发展的过程中得到证明；另一方面，开发新型除尘装置也是大势所趋。基于我国的特殊国庆，这个过程可能还需要较长的一段时间，但无论如何，由中小型，低效除尘设备向大型高效除尘设备发展是一个必然的趋势。
环境工程学（第二版）课后答案绪论环境工程学的发展和内容 第一章水质与水体自净 第二章水的物理化学处理方法 第三章水的生物化学处理方法 第五章大气质量与大气污染 第六章颗粒污染物控制 第七章气态污染物控制 第八章污染物的稀释法控制 绪论环境工程学的发展和内容 0-1名词解释： 环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。 环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。 环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，
其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。 污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。 公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。 环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。 0-2 试分析人类与环境的关系。 “环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。 0-3试讨论我国的环境和污染问题 0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？ 环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。 环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。它脱胎于土木工程、卫生工程、化学工程。机械工程等母系学科，又融入了其他自然科学和社会科学的有关原理和方法。
辽宁科技学院 （20 级） 本科课程设计题目： 专业：班级： 姓名：学号： 指导教师： 说明书页，图纸张
课程设计评语
炼钢转炉除尘废水处理工艺设计 摘要 本设计中，主要采用混凝沉淀的方法来处理除尘废水。处理构筑物主要有粗颗粒沉淀池、浓缩池、冷却塔等。该系统可在构筑物中对悬浮物进行高效的去除，使水体温度得到大幅降低。该系统具有高效，节能的特点，且工艺可靠，出水水质好。 本设计经过详细论证工艺，对工艺过程的设备和构筑物进行了参数选择、设计计算和选型。进行了平面布置、高程布置等方面的设计，污水经过处理后可作为循环冷却水继续使用。 关键词：污水处理，浓缩池，混凝沉淀
The Process Design Of Steelmaking Converter Dedusting Wastewater Treatment Abstract In this design, mainly adopts the method of coagulation deposition to handle dedusting wastewater.Mainly processing structures are Coarse particle settling basin，Concentrated tank, cooling tower, etc。The system can be efficient removal of suspended solids in the structure, make the water temperature reduced greatly . The characteristics of the system has high efficiency, energy saving, and reliable technology, good effluent water quality Through detailed demonstration of our design process, process equipment, and design of structure parameter selection, calculation and https://www.doczj.com/doc/137889724.html,yout, vertical layout and other aspects of design,After treatment，sewage may continue to use as cooling water Key words: sewage disposal, thickener, coagulation sedimentation
《环境工程学》课程设计指导书 一、课程设计的目的 运用环境工程学的基本理论和基本技能，去解决环境工程领域的实际工程问题，全面提高学生的分析、计算、总体设计、绘图和综合表达能力。 二、课程设计内容和要求 某电厂新建一台300MW火电机组，对应锅炉额定蒸发量为1000t/h，燃用大同煤，锅炉尾部烟气产生量Q=2218700m3/h，排烟温度为160℃，气体压力为5880Pa，烟气含尘浓度为25.41g/m3，粉尘比电阻为5×1010Ω·cm。需配备2台电除尘器，要求该电除尘器的除尘效率η>99.2；要求该电除尘器的压力损失ΔP<300Pa，要求该电除尘器的漏风率Δα<3%。试对该电除尘器进行总体设计计算，并利用AutoCAD2000画出电除尘器总图。 三、电除尘器主要结构形式和参数的选择 1．当电场断面积F>150m2时，选择电除尘器的室数m=2； 2．当要求除尘效率η>99%时，选择电除尘器电场数n=4～5； 3．为保证粉尘在电场中的停留时间，选择电场风速v=0.6～1.2m/s； 4．根据粉尘比电阻和烟气状态参数，选择粉尘驱进速度ω=0.05～0.1m/s； 5．按电除尘器的常规极距，选择板间距2b=0.4m； 6．按照大C形板+管状芒刺线的极配形式，选择每条极板宽度为0.5m（含拼接缝隙），选择线间距2c=0.5m； 7．按照常规清灰方式，选择阴、阳极侧部挠臂锤振打清灰；振打电机台数按每室、每电场各一台设定，电动机额定功率取0.2～0.3kW； 8．按照大型电除尘器的常规结构，选择进、出气烟箱和灰斗为四棱台形式；每室、每电场至少一个灰斗，卸灰电机台数等于灰斗数，卸灰电动机额定规律取1.2～2.0kW； 9．电加热器套数=4×m×n；每台电加热器的额定功率取2.0kW； 10．高压电源台数等于m×n；取额定输出电压U2=b×360kV/m (kV)； 取额定输出电流I2=2×Li×Hi×Z×0.4mA/m2(mA)。（符号见后） 四、电除尘器总体设计计算 1．每台电除尘器的电场断面积：F=Q/（2×3600×v）（m2）（取整数）； 2．电场有效高度：Hi=（F/2）0.5（m）（取整数或保留1位小数）； 3．每个室的电场通道数：Z=F/（m×2b×Hi）（取整数）； 4．电场有效宽度：Bi=m×2b×Z （m）； 5．每台电除尘器所需总收尘面积：A=-k×Q×ln（1－η）/（2×3600×ω）（取整数）；k为储备系数，一般取1.2～1.3； 6．单电场有效长度：Li=A/（2×n×m×Z×Hi）（m）（取整数或保留0.5小数）；
第一次作业 1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。 解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下： SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为 mol 643.444 .2210 13 =?。故三种污染物体积百分数分别为： SO 2： ppm 052.0643.44641015.03=??-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03 =??- CO ： ppm 20.3643 .44281000.43 =??-。 2. CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？ 解：1）ρ（g/m 3N ）3 3 4 /031.110 4.221541050.1N m g =???=-- c （mol/m 3 N ）3 33 4/1070.6104.221050.1N m mol ---?=??=。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg 3.已知重油元素分析结果如下：C ：85.5% H ：11.3% O ：2.0% N ：0.2% S ：1.0%，试计算：1）燃油1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量； 2）干烟气中SO 2的浓度和CO 2的最大浓度； 3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。 解：1kg 燃油含： 重量（g ） 摩尔数（g ） 需氧数（g ） C 855 71.25 71.25 H 113－2.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H 2O 22.5 1.25 0 N 元素忽略。 1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg 设干空气O 2：N 2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg 重油。即474.12×22.4/1000=10.62m 3 N /kg 重油。 烟气组成为CO 271.25mol ，H 2O 55.25+11.25=56.50mol ，SO 20.1325mol ，N 23.78×99.1875=374.93mol 。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m 3 N /kg 重油。 2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。
目录 第一章总论 (1) 第一节设计任务和内容 (1) 第二节基本资料 (1) 第二章污水处理工艺流程说明 (2) 第二节工艺确定 (2) 第三章处理构筑物设计 (3) 第一节格栅间和泵房 (3) 第二节沉砂池 (5) 第三节初沉池 (7) 第四节CASS池 (9) 第六节加氯间 (20) 第七节污泥浓缩池 (20) 第八节污泥脱水间 (21) 第四章污水厂总体布置 (22) 第一节主要构（建）筑物与附属建筑物 (22) 第二节污水厂平面布置 (22) 第三节污水厂高程布置 (22) 第五章总结及参考文献 (22) 第一节设计总结 (22) 第二节参考文献 (23)
第一章总论 第一节设计任务和内容 一、《水处理工程》的课程设计的目的与要求 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、以巩固和深化《水处理工程》所学的理论知识，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，克服轻视工程设计的倾向。 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）一个工程类理论研究的试验装置的设计质量直接影响理论研究工作的开展； 3）工程设计能力是工科大学毕业生综合素质能力的体现，在用人单位对应聘者工程设计能力的要求是较高。 二、课程设计的内容和深度 污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼。 针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定活水厂的平面布置和高程布置。最后完成设计计算说明书和设计图。设计深度一般为初步设计的深度。 第二节基本资料 1.水量为 10000 m3/d；生活污水和工业污水混合后的水质预计为： BOD 5 = 200 mg/L，SS = 220 mg/L，COD = 400 mg/L，NH 4 ＋-N＝ 40 mg/L，TP= 8 mg/L。 2.要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A 标准。即COD<50mg/l，BOD 5<10 mg/l，SS<10 mg/l，NH 4 -N <5 mg/l，TP<0.5mg/L。
环境工程课程设计课题名称：传统活性污泥法中核心构筑物设计 院系： 完成时间： 2015 年 7月 5 日 环境工程学课程设计任务书 学生姓名 课题名称 传统活性污泥法中核心构筑物设计—初沉池和曝气池 设计条件： 某城区拟采用传统活性污泥法工艺处理其生活污水， 设计生活污水流量为100000m3/d； 为200mg/L，TP为5 mg/L，SS为250 mg/L，COD为450 mg/L ，进水水质：BOD 5 TN为20 mg/L。 为20mg/L，COD为30 mg/L ,TP为1.0 mg/L，SS为出水水质要求：BOD 5 20 mg/L，TN为5 mg/L。 排放标准：（GB8978-1996）《污水综合排放标准》 设计要求： 设计说明书一份(不少于5000字)，内容要求： (1)掌握传统活性污泥法二级污水处理厂主要构筑物的设计计算及计算机绘图方 法，主要包括格栅、污泥泵房、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、 以及高程的计算. (2)确定曝气池的尺寸，并对供气量进行计算。 (3)绘制曝气池的平面布置图和剖面图。 参考资料：参考资料： 1 1 张自杰.排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1996 2 孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京：科学出版社,2001 3 娄金生编.水污染治理新工艺与设计[M]..北京：海洋出版社，1999，3
感谢你的观看 4 曾科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行[M]..北京:化学工业出版 社,2001 5 高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，1999 6 张中和.排水工程设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1986 7郑兴灿. 污水生物除磷脱氮技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1992 目录 1 引言 (3) 2.工艺选择 2.1传统活性污泥法的背景及现状 (4) 2.2工艺设计原始资料 (4) 3.设计计算 3.1传统活性污泥法流程图 (5) 3.2各处理单元设计计算 (6) 3.2.2污泥泵房尺寸计算 (7) 3.2.3沉砂池尺寸计算 (8) 3.2.4初沉池及其计算 (9) 3.2.5曝气池及其计算 (11) 3.2.6曝气系统的计算与设计 (13) 感谢你的观看
第一次作业 1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2 、NO 2 、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积 分数。 解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下： SO2：0.15mg/m 3 ，NO2：0.12mg/m 3 ，CO ：4.00mg/m 3 。按标准状态下1m 3 干空气计算，其摩尔数为 mol 643.444 .221013 =?。故三种污染物体积百分数分别为： SO 2 ： ppm 052.0643.44641015.03=??-，NO 2 ：ppm 058.0643 .44461012.03 =??- CO ： ppm 20.3643 .44281000.43 =??-。 2. CCl 4 气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4 的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定： 1）CCl 4 在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3 N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4 质量是多 少千克？ 解：1）ρ（g/m 3N ）3 3 4/031.110 4.221541050.1N m g =???=-- c （mol/m 3N ）3 33 4/1070.610 4.221050.1N m mol ---?=??=。 2）每天流经管道的CCl 4 质量为1.031×10×3600×24×10－3 kg=891kg 3.已知重油元素分析结果如下：C ：85.5% H ：11.3% O ：2.0% N ：0.2% S ：1.0%，试计算：1）燃油1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量； 2）干烟气中SO 2 的浓度和CO 2 的最大浓度； 3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。 解：1kg 燃油含： 重量（g ） 摩尔数（g ） 需氧数（g ）
环境工程设计课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 提交日期：
任务书 一、设计题目 1875m3的平流式沉淀池的设计 二、设计内容 污水流量Q为120000m3/d 进水SS=370 mg/L 出水SS=20 mg/L 三、设计要求 1、设计依据 初次沉淀池设计中应遵守的准则 初次沉淀池设计中应遵循下列一般准则： (1)沉淀池的个数或分格数应不少于2个，并按并联工作考虑。 (2)沉淀池的设计流量应按具体情况决定： ①当污水由泵提升后进入沉淀池时，应按水泵的最大设计出水量计算； ②当污水直接自流入沉淀池时。应按入流管道最大设计流量计算； ③当沉淀池为合流制排水系统服务时，应按降水时的设计流量计算，沉淀时间应不小于30min。 (3)对于生活污水或与之近似的废水，已有较可靠的设计参数可供使用。如表3-1～表3-5。而对于其他废水，理应通过试验求得设计参数方可设计。 一般试验条件比较单纯，没有风力的扰动，也很少受短流和进出
口构造的干扰，为了切合实际，在设计时应将试验得出的负荷值除以l.25～1.75，将试验得出的停留时问乘以1.25～1.75。 (4)初次沉淀池应设置撇除浮渣的设施。 (5)沉淀池的入口和出口均应采取整流措施，以使水流均匀分布，避免短流。 (6)初次沉淀池的污泥。采用机械排泥时可连续或间歇排泥，不用机械排泥时应每日排泥。 (7)采用多斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管，两个或多个泥斗不宜共用一条排泥管。 (8)配水井有消能和向数池均匀分配进水的作用。当进水管有压力时，进水管应由配水井的井壁接入井内，不宜由井底接入。且应将进水管的进口弯头朝向井底。 (9)当每组有两个以上沉淀池时，为使每个池子的进水量均等，应在进口处设置调整流量的设备，如进水闸阀等。 (10)池子的超高至少采用0.3m。 (11)一般沉淀时间不小于1.0h，有效水深多采用2～4m，对辐流式指池边水深。 (12)沉淀池的缓冲层高度，一般采用0.3～0.5m。 (13)污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60°，圆斗不宜小于55°。 (14)初次沉淀池的污泥区容积，一般按不小于2d的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4h污泥量计算；二次沉淀池的污泥区容积按
环境工程课程设计 课题名称：传统活性污泥法中核心构筑物设计 院系： 完成时间： 2015 年 7月 5 日 环境工程学课程设计任务书 学生姓名 课题名称 传统活性污泥法中核心构筑物设计—初沉池和曝气池 设计条件： 某城区拟采用传统活性污泥法工艺处理其生活污水， 设计生活污水流量为100000m3/d； 为200mg/L，TP为5 mg/L，SS为250 mg/L，COD为450 mg/L ，进水水质：BOD 5 TN为20 mg/L。 出水水质要求：BOD 为20mg/L，COD为30 mg/L ,TP为1.0 mg/L，SS为20 5 mg/L，TN为5 mg/L。
排放标准：（GB8978-1996）《污水综合排放标准》 设计要求： 设计说明书一份(不少于5000字)，内容要求： (1)掌握传统活性污泥法二级污水处理厂主要构筑物的设计计算及计算机绘图方法，主要包括格栅、污泥泵房、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、以及高程的计算. (2)确定曝气池的尺寸，并对供气量进行计算。 (3)绘制曝气池的平面布置图和剖面图。 参考资料：参考资料： 1 1 张自杰.排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1996 2 孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京：科学出版社,2001 3 娄金生编.水污染治理新工艺与设计[M]..北京：海洋出版社，1999，3 4 曾科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行[M]..北京:化学工业出版社,2001 5 高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，1999 6 张中和.排水工程设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1986 7郑兴灿. 污水生物除磷脱氮技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1992 目录 1 引言 (3) 2.工艺选择 2.1传统活性污泥法的背景及现状 (4) 2.2工艺设计原始资料 (4) 3.设计计算
武汉理工大学 《环境工程学》课程设计指导书 适用专业：环境科学 指导教师：黄永炳黄敏 武汉理工大学资环学院 二O一一年六月
第一章 概论 课程设计是高等工科院校培养具有创新精神和实践能力的高级专业人才不可缺少的重要实践教学环节，是教学计划的重要组成部分，是对学生进行综合训练的重要阶段。通过课程设计，能够培养学生综合运用专业知识及相关知识的能力和工程实践能力，使学生受到工程师的基本训练，在查阅中外文献﹑资料收集及调查研究﹑计算机编程及应用﹑工程设计及图纸绘制﹑设计计算说明书的撰写等方面的能力得到一定的提高，进而提高学生适应实际工作需要的能力。 第一节 环境工程学课程设计基本要求 1．主要任务：学生应在教师指导下独立完成一项给定的设计任务，主要包括绘制一定数量的设计图纸，编写出符合要求的设计计算说明书。 2．知识要求：学生在课程设计工作中，应能综合运用工程学科的基本理论、基本知识和基本技能，去分析和解决水污染控制工程实际问题；能够进行设计计算说明和绘图。 3．能力培养要求：学生应学会依据课程设计任务，进行资料调研﹑收集﹑加工和整理，能够正确运用工具书；培养学生掌握水污染控制工程设计程序﹑方法和技术规范，提高水污染控制工程设计计算﹑图表绘制﹑设计计算说明书编写的能力。不仅能够绘图，而且能独立进行设计计算。 4．综合素质要求：通过课程设计，应使学生树立正确的设计思想，培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风，能遵守纪律，善于与他人合作和敬业精神，树立正确的工程观点﹑生产观点﹑经济观点和全局观点。 第二节 环境工程学课程设计题目的内容及来源 水处理单元构筑物工艺流程的设计计算题目有些来源于工程建设的实际课题，有些是有明确工程背景和实际意义的模拟课题。 第三节 环境工程学课程设计的阶段划分及应该达到的深度 （见课程设计指定参考书“给水排水工程专业毕业设计指南”，李亚峰，尹士君主编，化学工业出版社环境科学与工程出版中心出版；张林生主编，环境工程专业毕业设计指南，中国水利水电出版社，2002年参考书） 第四节 环境工程学课程设计所需的基础资料 有关的水质、水量由指导教师根据课程设计分组以及具体分组的内容区分分
《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。 （二）课程设计基本要求 1. 参考文献查阅：查阅近几年的相关文献和有关设计手册等资料。 2. 设计方案：设计应以所给资料为依据，至少比较3种成熟的处理工艺，确定采用的工艺。 3. 设计计算：主要构筑物的设计计算应准确、完整。
环境工程（气） 课程设计 姓名： 学号： 班级： 时间：
课程设计任务书 一、课程设计目的 课程设计是《环境工程学》课程的主要教学环节之一。通过课程设计了解大 气污染控制工程工艺设计内容、程序和基本原则，学习设计计算方法和步骤，提 高运算和制图能力。同时，通过设计巩固所学的理论知识和实际知识，并学习运 用这些知识解决工程问题。 二、设计课题及有关参数 1.题目2 （1）黄石某柠檬酸厂15t/h燃煤锅炉除尘系统设计（第6组） 2.设计参数 （1）燃煤的组成： O-3.4%，O-11.98%，N-1.01% C-66.27%，灰分-12.2%，S-1.12%，H-4.02%，H 2 （2）锅炉热效率为80%，空气过剩系数为1.2，低位发热量为25246kJ/kg， 水的蒸发热为2570.89 kJ/kg，烟尘的排放因子为70%。 （3）烟尘密度（堆积密度）：1.25×103kg/m3;润湿性：强亲水性， V >8.0mm/min，比电阻为8×1010Ω·cm；黏附性：中等黏性，断裂强度为20 300-600Pa。烟气平均温度为150℃。烟尘真密度为2.09×103kg/m3。 （4）粉尘粒径组成： 粒径（μm）<3 3~5 5~10 10~20 20~30 30~40 >40 d50 重量百分比 8 12 18 21.5 28.5 5.2 6.8 12.3 （%） 执行标准《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001） 三、当地气象条件 年平均气温17℃， 极端最高、最低气温分别为40.7和-11.0℃， 气温最高7月份，平均气温29.2℃， 气温最低1月份，平均气温3.9℃， 全年主导风向为E， 年平均风速为2.2m/s，
第一次作业 1. 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出 SQ 、NQ 、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分 数。 解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下： 污染物体积百分数分别为: 2. CCl 4气体与空气混合成体积分数为X 10「4的混合气体，在管道中流动的流量为 10乩、/$，试确定：1） CCl 4 在混合气体中的质量浓度 （g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）； 2）每天流经管道的 CCb 质量是多少千克 2)每天流经管道的 CCl 4质量为X 10X 3600X 24X 10「3kg=891kg 3. 已知重油元素分析结果如下： C ： % H : % Q ： % N : % S : %试计算：1）燃 油1kg 所需理论空气量和 产生的理论烟气量； 2 ）干烟气中SQ 的浓度和CQ 的最大浓度； 3 ）当空气的过剩量为10%寸，所需的空气量及产生的烟气量。 解：1kg 燃油含： 重量（g ） 摩尔数（g ） 需氧数（g ） C 855 H 113 - S 10 H 2Q N 元素忽略。 1） 理论需氧量++=kg 设干空气Q: N 2体积比为1 :,则理论空气量X =kg 重油。即X 1000=kg 重油。 烟气组成为，HQ +=，，X =。 理论烟气量 +++=kg 重油。即X 1000=11.27 m 3Jkg 重油。 2） 干烟气量为—=kg 重油。 0 3125 SQ 百分比浓度为 100% 0.07%， 446.49 71 25 SQ 2 m ，NQ 2 m ，CO m 。按标准状态下im 干空气计算，其摩尔数为 1 io 3 22.4 44.643mol 。故三种 SQ: 3 0.15 10 64 44.643 0.052 ppm ，NQ ： 0.12 10 46 44.643 0.058 ppm CQ 4.00 10 28 44.643 3.20 ppm 解：1） (g/m 3N ) 4 1.50 10 154 22.4 10 1.031g/m N c (mol/m 3N ) 1.50 10 4 3 22.4 10 3 3 3 6.70 10 mol /m N
环境工程课程设计书设计题目：湖北某印染厂工业废水处理站设计 姓学专学名：院：业：号： 指导老师：设计日期：
环境工程课程设计任务书 课题名称：湖北省某印染厂工业废水处理站设计 一、设计训练内容 本课程设计主要培养学生的理论与实践相结合的能力。 1.确定工业废水处理站的处理工艺流程及处理构筑物（或设备）的类型和数量。 2.对工艺流程中的主要构筑单元的设计与计算，如：格栅、沉砂池、沉淀池、生化反应池、曝 气池、SBR反应池、消毒池、污泥浓缩池等。 3.工业废水处理站平面布置、高程布置设计。 4.管道水力阻力的计算，水泵、风机等主要设备选型。 5.工业废水处理工程初步经济核算（分析），如人工、药品、设备运行费用等。 6.采用CAD制图，制作图纸包括： （1）工业废水站平面布置图；（3＃图纸1张） （2）工业废水站的高程布置图；（3＃图纸各1张） 二、设计（论文）任务和要求 （一）设计任务 1.根据国内外先进技术水平，分析本工程实际状况。内容包括：该类工业废水处理工艺技术的 国内外水平、现状与发展状况；提出本次设计工艺流程确定并说明选择理由； 2.根据给定的原始资料设计湖北省某印染厂工业废水处理站； （1）工业废水处理站的工艺流程选择； （2）工业废水处理站主要构筑物的计算； （3）管道水力损失计算； （4）配套设备的选型； （5）工业废水处理站的平面布置设计； （6）工业废水处理站的高程布置设计； （7）工业废水处理站运行费用分析。 3. CAD绘图：处理站的平面布置图、高程图； （二）设计要求 1.设计选定工艺流程合理，构筑物尺寸计算准确，构筑物选型及主要参数计算准确； 2
环境工程课程设计 课题名称：A2/O活性污泥法中核心构筑物池设计 院系： 得分： 完成时间： 2015 年 7月 4 日 课题名称A2/O活性污泥法中核心构筑物池设计—A2/O池 设计条件： 某城区拟采用活性污泥法中的A2/O工艺处理其生活污水， 设计生活污水流量为80000m3/d； 为250mg/L，TP为4 mg/L，SS为250 mg/L，COD为450 mg/L ，进水水质：BOD 5 TN为20 mg/L。
出水水质要求：BOD 为20mg/L，COD为60 mg/L ,TP为0.5 mg/L，SS为20 mg/L， 5 TN为5 mg/L。 排放标准：（GB8978-1996）《污水综合排放标准》 设计要求： 设计说明书一份(不少于5000字)，内容要求： (1)掌握A2/O法二级污水处理厂主要构筑物的设计计算及计算机绘图方法，主要包括格栅、污泥泵房、沉砂池、A2/O池、二沉池、污泥浓缩池、以及高程的计算. (2)确定A2/O池的尺寸、曝气系统的供气量。 (3)绘制A2/O池的平面布置图和剖面图。 参考资料：参考资料： 1 1 张自杰.排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1996 2 孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京：科学出版社,2001 3 娄金生编.水污染治理新工艺与设计[M]..北京：海洋出版社，1999，3 4 曾科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行[M]..北京:化学工业出版社,2001 5 高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，1999 6 张中和.排水工程设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1986 7 郑兴灿. 污水生物除磷脱氮技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1992
学习-----好资料 绪论环境工程学的发展和内容 0-1名词解释： 环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。 环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。 环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。 公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。 环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。 0-2 试分析人类与环境的关系。 “环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。 0-3试讨论我国的环境和污染问题 0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？ 环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。 环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。它脱胎于土木工程、卫生工程、化学工程。机械工程等母系学科，又融入了其他自然科学和社会科学的有关原理和方法。 0-5环境工程学的主要任务是什么？ 环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法来研究控制环境污染、保护和改善环境质量，合理利用自然资源的技术途径和技术措施。因此，它有着两方面的任务：既要保护环境，使其免受和消除人类活动对它的有害影响；又要保护人类的健康和安全免受不利的环境因素损害。具体讲就是重点治理和控制废水、废气、噪声和固体废弃物，研究环境污染综合防治的方法和措施。 0-6环境工程学的主要内容有哪些？ （1）水质净化与水污染控制工程； （2）大气污染控制工程； （3）固体废弃物控制及噪声、振动与其他公害防治工程； （4）清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程； （5）环境规划、管理和环境系统工程； （6）环境监测与环境质量评价。
环境工程的课程设 计
课程设计说明书 《环境工程原理》 课程设计任务书 课程设计题目: 填料吸收塔
山东农业大学资源与环境学院 11月
一、课程设计的意义与目的 课程设计是《环境工程原理》课程的一个总结性教学环节, 是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中, 它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业, 在设计中需要学生自己做出决策, 即自己确定方案, 选择流程, 查取资料, 进行过程和设备计算, 并要对自己的选择做出论证和核算, 经过重复的分析比较, 择优选定最理想的方案和合理的设计。因此, 课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 经过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养: 1. 查阅资料, 选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力; 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性, 又考虑经济上的合理性, 并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想, 在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力; 3. 迅速准确的进行工程计算的能力; 4. 用简洁的文字, 清晰的图表来表示自己设计思想的能力。 二、设计资料 ( 一) 题目: 清水吸收混合气中的二氧化硫填料吸收塔设计 ( 二) 设计条件:
1、混合气( 空气+二氧化硫) 2、处理量: 3000 m3/h 3、进塔混合气中含二氧化硫: 13% 4、进塔吸收剂( 清水) , 温度293K 5、二氧化硫的吸收率: 99% 6、操作压力: 101.3KPa; 7、所选填料: 乱堆塑料阶梯环, 规格自定。 ( 三) 、设计内容: 1、确定吸收流程; 2、物料衡算, 确定塔顶、塔底的气液流量和组成; 3、选择填料、计算塔径、填料层高度、填料的分层、塔高的 确定。 4、流体力学特性的校核: 液气速度的求取, 喷淋密度的校核, 填料层压降△P的计算。 5、附属装置的选择与确定: 液体喷淋装置、液体再分布器、气 体进出口及液体进出口装置、栅板。 ( 四) 、设计要求( 交纸质的设计说明书和设计图) : 1、设计说明书内容包括:
清水吸收氨过程填料吸收塔设计2011级环工一班董峻宇20116048
目录 第一节前言 (8) 1.1 填料塔的主体结构与特点 (8) 1.2 填料塔的设计任务及步骤 (8) 1.3 填料塔设计条件及操作条件 (8) 第二节精馏塔主体设计方案的确定 (9) 2.1 装置流程的确定 (9) 2.2 吸收剂的选择 (9) 2.3 填料的类型与选择 (9) 2.3.1 填料种类的选择 (9) 2.3.2 填料规格的选择 (9) 2.3.3 填料材质的选择 (10) 2.4 基础物性数据 (10) 2.4.1 液相物性数据 (10) 2.4.2 气相物性数据 (11) 2.4.3 气液相平衡数据 (11) 2.4.4 物料恒算 (11) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (12) 3.1 塔径的计算 (12) 3.2 填料层高度的计算及分段 (14) 3.2.1 传质单元数的计算 (14) 3.2.3 填料层的分段 (17) 3.3 填料层压降的计算 (17) 第四节填料塔件的类型及设计 (18) 4.1 塔件类型 (18) 4.2 塔件的设计 (18) 4.2.1 液体分布器设计的基本要求： (18) 4.2.2 液体分布器布液能力的计算 (18) 注：
1填料塔设计结果一览表 (18) 2 填料塔设计数据一览 (19) 3 参考文献 (20) 4 后记及其他 (20)
环境工程原理课程设计任务书 一、课程设计的意义与目的 课程设计是《环境工程原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 二、设计资料 （一）、设计题目：清水吸收氨过程填料吸收塔设计 （二）、设计条件： 1、气体混合物成分：空气和氨；