炔烃液相选择加氢固定床床反应器设计计算
由于固定床反应器具有结构简单、操作方便、操作弹性大、建设投资低等优点，而广泛应用于各类油品催化加氢裂化及精制、低碳烃类选择加氢精制等领域。将碳四馏分液相加氢新工艺就是采用单台固定床绝热反应器进行催化选择加氢脱
除碳四馏分中的乙基乙炔和乙烯基乙炔等。在工业装置中，由于实际所采用的流速足够高，流体与催化剂颗粒间的温差和浓差，除少数强放热反应外，都可忽略。对于固定床反应器来讲最重要的是处理好床层中的传热和催化剂粒子内扩散传
质的影响。
一、固定床反应器设计
碳四馏分选择性加氢反应器一般采用绝热固定床反应器。在工程上要确定反应器的几何尺寸，首先得确定出一定生产能力下所需的催化剂容积，再根据高径比确定反应器几何尺寸。
反应器的设计主要依据试验结果和技术要求确定的参数，对反应器的大小及高径比、催化剂床层和液体分布板等进行计算和设计。
1.设计参数
反应器进口温度： 20℃
进口压力：0.1MPa
进料量(含氢气进料组分)
3/h 体积流量：197.8m质量流量：3951kg/h
-1 400h液相体积空速：2.催化剂床层设计计算
3/h 正常状态下反应器总进料量为2040m-1液体体积空速400h3则催化剂用量5.1m/2040400?V?V/S?VR总3?催化剂堆密度m850kg/?B?催化剂质量
kg4335kg?V?850?m?5.1?RBB求取最适宜的反应器直径D:
设不同D时，其中高径比一般取2-10，设计反应器时，为了尽可能避免径向的影响，3h2040m ／及液体按正常进料量，则算出反应器的直径和高度为：取反应器的长径比5-1，计算反
应器的诸参数：空速400h2，则截面积取床层高度L=5m.02m1?5.1/5?L?SV/R
??4?1.02/3.14?/4D?S1.140m床层直径1200mm 圆
整可得反应器内径可以选择,因此．
4V4?5.1此时，床层高度R m4.512??L?022?1.23.14D?
反应器选型
表4-1和表4-2为反应器类型。
表4-1 固定床反应器类型比较
二、流化床反应器设计
1.1 反应器设计原则
（1）具有适宜的流体力学条件，流动性能好，有利于热量传递和质量传递；
（2）合理的结构，能有效的加速反应和水的脱除；
（3）保证压力和温度符合操作条件；
）操作稳定，调节方便，能适应各种操作条件的变化。4（
1.2 流化床反应器的设计
以Superflex工艺为依托，以C4为原料,以ZSM-5分子筛为催化剂活性组分,通过流化床反应器,将C 4转换为乙烯、丙烯产品。其特点是在2个独立的流化床反应器(区)中分别进行 (乙烯和丁烯歧化反应)过程,产物汇总后进入分离系统,乙烯、丙烯产品出装置,C及C以上组分循环返回反应器继续转化C及以上444组分两股物流在返回烯烃转化反应区之前有少量驰放,以免惰性组分积累。催化剂顺次通过反应器,经汽提后进入再生器烧焦,再生催化剂连续返回反应器以实现连续反应-再生。
1.3 流化床反应器计算说明
1.基本参数:
3? : 催化剂颗粒密度m /?1500kg P3? : 催化剂堆密度m/?700kg B?4m1.2?10d?0.12m?催化剂平均粒径: 区粒子）B（属于p-5? : 混合气体粘度Pa.s?10?2.0 o C : T=550反应温度反应压力:P= 0.2MPa
3处理流量: Ch/m?30584m40 h/?17505kgV03?混合气体密度: m/30584/17505?1.75 kgV ?m/?003流化床出口流量:h? V29667m/14.2.2 工艺计算
当流体流过颗粒床层的阻力等于床层颗粒重量时，床层中的颗粒开始流动起来，此时流体的流速称为起始流化速度，记作。起始流化速度仅与流体和颗粒的u mf 物性有关，其计算公式如下式所示：
?ud mfp的小颗粒对于20R??ep???2??g?d pp
（1）?U mf?1650?Ud mfp对于的大颗粒1000??R ep?1????gd???2pp?U??mf?5.24??由于C4裂解反应需要较长的接触时间，故流化床的操作线速不必太高。
4.2.2.1 操作气速
u的确定(1) 起始流化速度mf2??)?d(g?42????????????????????????pp?3设，
s/m6.41?10???u20Re?mf?5?1650?16502.0?10?ud?4?3??10101.75?6.411.2?mfp复核值，20?Re??0.0673?Re?5?2.0?10故假设合理。20Re?2u mf u作为判断流化形式的依据。将散式流化，带入弗鲁德准数公式?F rmfmf gd p F?0.13；聚式流化，F?0.13。rmfrmf代入已知数据求得
2u23?)10?(6.41mf u，复带入弗鲁德准数公式流化形式将0.13?F???0.035mf
mf4?9.8dg1.2?10?p为散式流化。u(2) 逸出速度的确定t，则设
500??Re0.4m22??11g4(?)229.8?(1500?1.75)?4p4?s/??u?0.574m101.2?(??d)?33
pt5???????10?2.0?225?225．
复核值Re?ud?4?0.574?10?1.751.2tp???Re6.03????
m?5?2.0?10故假设合理。500?0.4?Re m (3)流化床操作气速
u表示流化床在正常操作时流体的速度，一般操作速度。根据u??uu0tmf0?3，两个速度之比C4裂解反应流化床操作速度围为s/?0.574mm/s?6.41?10u o u?0.25m/s故可取。为89.5，所选气速不应太接近这一允许气速范围的任一极端。04.2.2.2 流化床反应器尺寸
(1) 流化床浓相段直径的确定
经计算，采用单个流化床反应器
4V4??????0 m4.97?D???u3600?3.14?0.250圆整为5000mm
(2) 催化剂装填量的确定
根据反应动力学，为了确保C4馏分在一定时间内保持较高的转化率，需控1－。
C4馏分质量流量为30584kg/h。制C4馏分质量空速为l～5h根据操作空速为1－，以反应空速计算催化剂装填量为3h=30584/3=10195kgm cat(3)静床层高度的确定L03?催化剂堆密度: m700kg/?B3?m?14.56/10195/?700?Vm
Bcatcat4V4??????cat??L=0.74m02??D??????(4)流化床床层高度的确定
查阅资料知，对于带有挡板流化床，可采用下面的公式计算膨胀比：
0.517R?0.0?9u7?0.适用范围0.1924u0.761?。m/s为流化床的操作气速，u式中0.5170.517?1.2R??4?
0.419240.19201?0.7u.?760.26?15在通入气体起到起始流化时，床高
m?0.74L?L0mf L=RL?1.24?0.74?0.92m所以浓相段床高mff稀相段床高
?ud?4?0.2510?1.751.2?0p 2.625?Re??p?5?2.0?10由阿基米德数，
3???)gd(??43?1.75?109.8??????)??????(1.2?pp 111???Ar
?522?(2.0?10)有挡板时，由经验方程估算，
31.45?1.131.45?1.1?12.32?1111.2??10m?L?0.73?10ReL0.74Ar?2.625 p02(5) 扩大段直径的确定
在流化过程中，小颗粒容易被流体带到反应器的上部或外部当气体速度较大的操作状态下，被气体带走的固体颗粒数量较大，为了回收这部分颗粒，在流化床中必须设有气固分离装置。设计采用的是在反应器上部连接一个扩大段作为自由沉降段，气速降低，部分颗粒自由沉降分离。由于，反应的催化剂使用寿命极短，所以要像乙烯催化裂化装置一样另设一个再生器与之串联，且有研究表明催化剂床层下部的积炭程度较轻，床层内存在积碳分布，高失活区域位于催化剂床层上部；如此必须加强床层上部催化剂颗粒与气体的分离，可在稀相段设置一个气固初步分离器，在扩大段设置一个串联的二级旋风分离器，分离出来的固体，通过一个倒锥体一部分进入再生器，一部分进入浓相段。
(6) 扩大段的计算
最小颗粒的带出速度：
2?????dg?42??1500???????)9.810(0.8?ppmin0.26m/s?u?=
t?5??????1.0?104V4??????1扩大段直径Dm6.3?D??
2 2?u0.26?3.14?3600t m?D6 圆整后取2．
扩大段高度，取经验值=6m=DL23(7) 锥体部分
固定流化床反应器锥体角度不大于45°，选取反应器锥体的角度为45°。根据反应器直径计算可知锥体段高度，下面接口管的直径为0.6m，
由此可以推出：
D?0.65?0.6tan45?L???1?2.2m422综上，流化床反应器反应器高度m?22.44?6?2.2L?L?0.92?12.32?L?L?L4F23 (8) 各段壁厚的计算
设计压力0.25MPa，设计温度550℃，材料为0Cr18Ni9，则其许用应力为100MPa，根据壁厚公式计算，
PD?????????ic浓稀相段厚度mm8.36???1??=C
2dt2[?]??P2?????0.85?0.25c考虑钢板负偏差圆整后，（参考化工机械基础·陈国恒P161）
mmC0.8C?11表4-6钢板厚度负偏差
2.0 2.2 2.5 2.8~
3.0 3.2~3.5 3.8~
4.0 4.5~
5.5 钢板厚度C0.50 0.20 0.30 0.18 0.22 0.19 0.25 负偏差152~60 26~30 42~50 8.0~25 36~40 32~34
6.0~
7.0 钢板厚度C1.3
0.9
1.2
0.8
0.6
1.1
1．负偏差1取mm?10?故n R/D?0.5，则f=0.5
过渡段半锥角为60℃，取i fPD?????????????ic，mm0.8C?mm?=1?8.36??C?
2d1t[?]??0.5P????0.85?0.5?0.25c圆整后去，mm?10?n密相段与过渡段连接部分的厚度K=0.5 : KPD?????????????ic，mm10?3.68?=mm???C?1
2dt2[?]??0.5P??????0.85?0.5?0.25c故取。mm?10?n PD?????????ic，扩大段厚度mm0.8C?mm??=9.84??1?C
2d1t2[?]??P??????0.85?0.25c取mm?11?n上部封头壁厚PD?????????ic，mm0.8C?mm?8.83?=?C?1?
2d1t2[?]??0.5P??????0.85?0.5?0.25c故取；根据JB/T 4737-95 椭圆形封头深度为1500mm，直边高度为50mm。mm11??n(9）气体分布器
气体分布器是流化床反应器的主要构件之一，具有支承催化剂、均匀分布气体、证催化剂正常流化而不出现沟流，偏流，实现流化床稳定操作、强化传热传质等过程的重要部件。而反应器为双层流化床反应器，其中下层采用管式分布器，上层采用板式分布器。分布器的开孔率均为1%。
(10)分布板压力降计算
气体通过分布板的压力降可用下式计算：
2?gu?（10）??P
2?g2式中：ξ为阻力系数，其取值范围为1.5～2.5；φ为开孔率；u为空塔气速2?10.25?9.8?781.25Pa?P?2.5?22?9.8?0.01（11)挡板或挡网
挡板或挡网是流化床反应器的重要构件之一，床内加设挡板或挡网后，能够破坏气泡的生成和长大，改善气体在床内的停留时间分布和两相接触，在相当程度上减轻气体返混，从而提高了反应转化率。其一般厚度为2～6mm。
（12）内旋风分离器
内旋风分离器是装在反应器内部的气固分离器，目前在流化床反应器中已得到广泛采用。它能将经过床层反应后气体中夹带的固体颗粒分离出来，以减少催化剂的浪费，降低生产成本。．
内旋风分离器的圆筒直径取2m，选型可以参照下表进行：
表1-2 内旋风分离器
器身形状及尺寸进口形状及位置旋风分离排灰口排气管进口圆锥圆筒进
口器型式型式高度高度高度直径直径宽度 13）裙座（地脚螺栓座、均由裙座筒体、基础环、裙座结构有圆筒形和圆锥形两种形式，人孔、排气孔、引出管通道、保温支承圈等组成。 14）排气孔和排气管（若该气塔设备运行过程中有可能有气体逸出，积聚在裙座与塔底封头之间。因此必须在裙座上部设对进入裙座的检修人员造成伤害。体易爆、有毒或腐蚀，置排气管或排气孔。无保温层的裙座上部应均匀设置排气孔，排气孔规格和数量按表规定。排气孔规格参照表表1-3
600～1200 1400～2400 >2400 mm塔式容器内直径（）
φ100 φ80 φ mm排气孔尺寸（）80
排气孔中心线至220
180
140
）mm裙座壳顶端的距离（
有保温层的裙座上部应按图所示均匀设置排气管，排气管规格按表的规定。．
图1-1 裙座上的排气管结构
表1-4 排气管规格参照表
600～1200
1400 ～2400
>2400
塔式容器内直径（mm）89×4 89×4 108×4 排气孔尺寸（mm）???排气孔中心线至220
180
140
）裙座壳顶端的距离（mm
15（）隔气圈℃时，在裙座上部靠近封头处当塔式容器下封头的设计温度大于或等于 400 应设置隔气圈，隔气圈分为可拆和不可拆两种。的排气管，而反应本装置选用比较经济的碳素钢为材料，选用内径为100mm 器反应温度为550℃，故在裙座上部靠近封头处设置隔气圈。
（）裙座人孔16只一般设计比较简单，人孔裙座用于维修检查反应器锥体及甲醇进料管道，
1500mm是在裙座上开两个口。为了便于检修人员的进出，设计人孔的直径为。再生器4.2.2.3
?53，催化剂循环量为℃下，空气密度为，黏度为600s?Pa4?100.625kg/m3。出空气
进口的体积流量为1600，1000空气的质量流量为1000。/hmhkg/hkg/3/hm。同上
计算得：口的体积流量约为2000浓相段直径m3D?1静床层高度mH=0.39浓相
段高度0.6m H?f4V4?????1扩大段直径
m4?D??2?u3600?3.14?0.044t D?0.6?30.6tan4?5???1m1.2H?锥体段高度
122稀相段高度为3m;
设计压力0.25MPa，设计温度650℃，材料为0Cr18Ni9，则其许用应力为42MPa，根据壁厚公式，计算得，稀相段及密相段厚度为7mm ；过渡段厚度为7mm；扩大段厚度为8mm；锥体部分厚度为7mm，其加强段厚度为15mm，长度为0.7m；上部封头厚度为8mm，深度为1000mm，直边高度为50mm。
其他附件接管，取热器，旋风分离器按国家标准设计。
乙烯～丙烯选择性可达到90％以上，并且乙烯与丙烯之间的比例可以调节，主要是通过反应温度的调节来完成，而且低碳烯烃的选择性受反应温度的影响最大。随着反应温度的升高，乙烯选择性明显升高，丙烯选择性下降，而乙烯+丙烯总选择性变化幅度不大。设计希望降低能耗且提高丙烯的选择性，故取较低的反应温度550℃。
目录 5.0×104t/y甲醛生产用固定床反应器设计 (1) Fixed-bed Reactor Design of 5.0×104t/y Formaldehyde (1) 1. 概述 (2) 1.1银法制甲醛生产工艺 (2) 1.2铁钼催化氧化法 (2) 2. 原料、辅助原料、产品的主要技术规格 (4) 2.1银法和铁钼法生产甲醛的技术经济指标 (4) 2.2原辅料规格及消耗配比 (4) 2.3产品质量标准 (5) 3. 反应工段工艺简介 (6) 4. 反应工段工艺计算 (7) 4.1催化反应过程的物料衡算 (7) 4.1.1 计算用原始数据 (7) 4.1.2 化学反应 (7) 4.2合成甲醛过程的热量衡算 (9) 4.2.1 各物质比热容的计算 (9) 4.2.2 各物质焓值的计算 (10) 5．反应器工艺尺寸计算 (12) 5.1反应器型式的确定 (12) 5.2合成甲醛反应器几何尺寸的确定 (12) 5.2.1 设计依据 (12) 5.2.3 列管根数的确定 (15) 5.2.4 列管式固定床反应器壳体内径的确定 (15) 6. 设计体会 (18) 参考文献 (19)
3.6×104t/y甲醛生产用固定床反应器设计 根据自己的产量确定题目 摘要：本文选用铁钼法，以甲醇、空气和水蒸气为原料，经预热、反应、换热后得甲醛产品。设计规模为3.6万吨/年的工业级甲醛。根据反应特征，采用等温固定床列管式反应器，通过物料衡算，确定了反应器的工艺参数、类型及特征尺寸，容器内径1500 mm、列管根数为1805根、三角形排列、管长6000mm。 关键词：甲醛；甲醇；设计；固定床反应器（根据自己的设计选用的路线确定关键词） Fixed-bed Reactor Design of 5.0×104t/y Formaldehyde Abstract:Industrial grade formaldehyde of 50, 000 ton per year was designed via iron molybdenum process, methanol, air, and water vapor as raw material by preheating, the reaction, and heat transfer. According to the reaction characteristics, isothermal packed-bed reactor tube was chose, and at same time according to material balance, process parameters, type and feature size determine. The reactor diameter is 1, 500 mm, the number of tubes is 1805, equilateral triangle arranged and the length of tube is 6000mm. Key words: Formaldehyde; Methanol; Design; Fixed-bed reactor 请根据自己的设计进行润色修改完善！
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水量Q=1600m 3/h ，取NH 3-N 负荷为d m N kgNH ?-33/5.0 故：3316901000 5.0) 325(241600m N N NH Q V V =?-??=-?= 取填料层高度为H=3.4m ，则滤池总平面积为24974 .31690m H Q A === 取单池面积为A=297m ?，则所需池个数为个89 7497=?==A V n 水力负荷h m m A Q ?=??== 23/2.38 971600 q 水力停留时间h Q V 1.11600 1690t === 滤池总高度：m h h h h H H 4.65.00.13.02.14.343210=++++=++++= 曝气风机计算： 微生物需氧量=降解有机物需氧量+硝化需氧量 d kg C Q C Q R N NH BOD /48201000 )]325(57.4)530[(241600100057.410003=-?+-??=??+?= -滤池氧的利用率取30%，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率Q t 为： %7.15) 3.01(2179) 3.01(21)1(2179)1(21=-?+-?=-?+-?= A A t E E O 当滤池水面压力Pa P 510013.1?=时，曝气器安装在水面下H=4.6m 深度时，曝气器处的绝对压力为：
Pa H P P b 5353104638.16.4108.910013.1108.9?=??+?=?+= 当水温为25℃时，清水中的饱和溶解氧浓度为C S =8.4mg/L ，则25℃时滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值C Sm(25)为： L mg P Q C C b t S Sm /21.9)10 026.2104638.1427.15(4.8)10026.242(5 5 5) 25(=??+?=?+?= 水温为25℃时，BAF 的实际需氧量R 为： ] [025 .11)25() 20() 25(0C C C R R S T Sm -?= -βρα 式中L mg C /3,1,9.0,8.01====ρβα 代入公式后可得： d kg R /10809] 34.819.0[025.18.021 .94820)2025(=-????= - 则总供气量为： min /83/12010010030 3.010809 1003.033m d m E R G A S ==??=?= ∑ 每个单孔膜滤池专用曝气器供气量为h m ?个/3.0~2.03，取供气量为 h m ?个/25.03 则所需曝气器数量为个2001625.0/608325.0/60=?=?=∑S G n ，曝气器间距为125mm 为了布气均匀，取8台风机为8个滤池供氧，故每台供气量为： min /375.103m 曝气风机所需压力（取曝气器安装水深H=4.6m ）： m kPa H h h h h P 678.598.9)6.45.1(8.9)5.1(4321==?+=?+=+++= 取风量15m 3/min ，风压6.5m ，N=30kW 的罗茨风机FSR150型10台，8用2备
化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目：管式反应器设计 化工系
化工专业课程设计——设计文档质量评分表（100分） 评委签名: 日期：
目录 绪论 .........................................................错误!未定义书签。1设计内容与方法介绍..........................................错误!未定义书签。 反应器设计概述............................................错误!未定义书签。 设计内容..................................................错误!未定义书签。 生产方法介绍..............................................错误!未定义书签。 反应器类型特点............................................错误!未定义书签。 反应器选择及操作条件说明..................................错误!未定义书签。2工艺计算....................................................错误!未定义书签。 主要物性数据..............................................错误!未定义书签。 计算，确定管长，主副反应收率.............................错误!未定义书签。 管数计算..................................................错误!未定义书签。3压降计算公式................................................错误!未定义书签。4催化剂用量计算..............................................错误!未定义书签。5换热面积计算................................................错误!未定义书签。6反应器外径计算..............................................错误!未定义书签。7壁厚计算....................................................错误!未定义书签。 8 筒体封头计算................................................错误!未定义书签。9管板厚度计算................................................错误!未定义书签。10设计结果汇总...............................................错误!未定义书签。11设计小结...................................................错误!未定义书签。
炔烃液相选择加氢固定床床反应器设计计算 由于固定床反应器具有结构简单、操作方便、 操作弹性大、建设投资低等优点，而广泛应用于各类油品催化加氢裂化及精制、低碳烃类选择加氢精制等领域。将碳四馏分液相加氢新工艺就是采用单台固定床绝热反应器进行催化选择加氢脱除碳四馏分中的乙基乙炔和乙烯基乙炔等。在工业装置中，由于实际所采用的流速足够高，流体与催化剂颗粒间的温差和浓差，除少数强放热反应外，都可忽略。对于固定床反应器来讲最重要的是处理好床层中的传热和催化剂粒子内扩散传质的影响。 一、固定床反应器设计 碳四馏分选择性加氢反应器一般采用绝热固定床反应器。在工程上要确定反应 器的几何尺寸，首先得确定出一定生产能力下所需的催化剂容积，再根据高径比确定反 应器几何尺寸。 反应器的设计主要依据试验结果和技术要求确定的参数，对反应器的大小及高径比、催化剂床层和液体分布板等进行计算和设计。 1. 设计参数 反应器进口温度： 20℃ 进口压力：0.1MPa 进料量(含氢气进料组分) 体积流量：197.8m 3/h 质量流量：3951kg/h 液相体积空速：400h -1 2. 催化剂床层设计计算 正常状态下反应器总进料量为2040m 3/h 液体体积空速400h -1 则催化剂用量3R V V V /S 2040/400 5.1m ===总 催化剂堆密度3850/B kg m ρ= 催化剂质量850 5.14335B B R m V kg kg ρ=?=?= 求取最适宜的反应器直径D: 设不同D 时，其中高径比一般取2-10，设计反应器时，为了尽可能避免径向的影响， 取反应器的长径比5，则算出反应器的直径和高度为：按正常进料量3 2040m h ／及液体 空速400h -1，计算反应器的诸参数： 取床层高度L=5m ，则截面积2R S V /L 5.1/51.02m === 床层直径 1.140D m == 因此,圆整可得反应器内径可以选择1200mm
：高负荷生物滤池的设计 已知：Q=7000m3/h 进水水质：BOD5=180m g/L 出水水质要求：BOD5≤30/L (1) 主要设计参数 ①以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为40~70mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为70~100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m； ②正常气温下，处理城市废水时，表面水力负荷为10~30 m3/m2.d，BOD5容积负荷不大于1.2kgBOD5/m3.d，高负荷生物滤池BOD5去除率一般为75~90%； ③进水BOD5大于200mg/l时，应采取回流措施； ④池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%； ⑤滤池数不应小于2座。 (2) 计算公式： 高负荷生物滤池的计算公式 设计内容计算公式参数意义及取值 滤池高度(H) 以碎石为滤料时，H = 0.9~2.0m 用塑料滤料时，H = 2~4m 滤料总体积(V) V = QS/LvBOD V??滤料总体积，m3 Q??废水量，m3/d S??未经回流稀释时的BOD5浓度，mg/l LvBOD??容积负荷，一般不大于1.2kgBOD/m3.d 滤池面积(F)与直径(D) F = V/H n??滤池个数 F??滤池面积，m2 D??滤池直径，m 回流比(R) R = Fq/Q - 1 R??回流比 q??表面水力负荷，通常在10~30m3/m2.d之间 （3）高负荷生物滤池的流程 (4) 出水水质与滤池高度和水力负荷之间的关系 高负荷单级生物滤池的出水水质与滤池高度以及水力负荷之间存在如下的关系： 式中：——出水BOD5浓度，mg/l； ——进水浓度；mg/l； H——滤池高度，m； q——水力负荷，m3/m2.d; K——常数，min-1； n——常数。
（一） 生物滤池工艺及外形计算 生物滤池尺寸的计算，一般是根据空气在滤床中的停留时间、空气的单位负荷率、以及组分去除能力的考虑来定。废水处理设施所排臭气的停留时间一般在15~40s 之间。根据我们工程经验，停留时间应该＞20s 。 1.工艺计算： 风量Q=80000m 3/h 表面负荷率选用200m 3/m 2.h 。 生物活性介质装填高度h=1.2m 生物滤池表面积S= 80000/200=400m 2 生物活性介质的需要量：V= 1.2*S=1.2x20=24m 3 空床停留时间的核算：t= V/ Q=24/4000*3600=22s ＞20s （可用） 2.外形尺寸计算： 根据表面积S=20m 2，则： 生物滤池的直径D= 2* S =2*14.320=5m 生物滤池高度的计算： 滤池底部排水区的高度h 1=400mm 滤池底部布气区的高度h 2=200mm 滤池生物活性介质区的高度h 3=1200mm 滤池顶部布水区的高度h 4=600mm 滤池顶部尾气收集区的高度h 5=300mm 生物滤池总的高度H= h 1 +h 2+h 3+h 4+h 5=2700mm 生物滤池外形尺寸DxH=Φ5000x2700mm （二） 增湿循环系统设计 生物滤池 1、循环水泵的选择： 从气味源收集到的气体被送到生物滤池除臭装置处理，进滤池的气体要求
潮湿，相对湿度必须控制在90%～95%以上，否则填料会干化，微生物将失活。通常处理1m3的臭气需要散水量需要0.5～3L。 =（0.5～3）*4000=2～12m3/h，选取泵的流量为5m3/h。 水泵流量：Q 水 为保证螺旋喷嘴喷出的水能够形成雾状，充分对臭气进行保湿，水泵需要足够的扬程，考虑管道沿程阻力的损失，选取水泵扬程H=30m。 根据水泵流量及扬程，选取水泵型号为：CDL8-3，品牌为南方泵业， 电机功率：1.1Kw，380V/50Hz ，IP55 2、预处理塔的计算： 进水量Q1=5m3/h，液体密度ρ1=1000kg/ m3 进气量Q2=4000 m3/h，气体密度取为空气的密度ρ2=1.20kg/ m3 预处理塔内装设鲍尔环乱堆填料，采用φ25x25的塑质乱堆填料，填料因子为300 m2/ m3 液气质量通率之比：5x1000/（4000x1.2）=1.04 查得泛点流速为1m/s 取操作气体流速为泛点流速的0.5倍，塔内气体流速v=0.5*1=0.5 m/s 塔的截面面积A= Q2/v=2.22m2 选取预处理塔直径D=1800mm 填料高度取800mm，则填料堆积体积V=1.78m3 预处理塔底部排水区的高度h1=400mm 预处理塔底部布气区的高度h2=200mm 预处理塔塑质乱堆填料的高度h3=800mm 预处理塔顶部布水区的高度h4=600mm 预处理塔顶部尾气收集区的高度h5=300mm 预处理塔总的高度H= h1 +h2+h3+h4+h5=2300mm 预处理塔外形尺寸RxH=Φ1800x2300mm
周波主编.反应过程与技术.高等教育出版社,2006年6月. 四、固定床反应器的设计计算 固定床反应器的设计方法主要有两种：经验法和数学模型法。 经验法的设计依据主要来自于实验室、中间试验装置或工厂实际生产装置的数据。对中间试验和实验室研究阶段提供的主要工艺参数如温度、压力、转化率、选择性、催化剂空时收率、催化剂负荷和催化剂用量等进行分析，找出其变化规律，从而可预测出工业化生产装置工艺参数和催化剂用量等。 固定床反应器的主要计算任务包括催化剂用量、床层高度和直径、床层压降和传热面积等。(一)催化剂用量的计算 经验法比较简单，常取实验或实际生产中催化剂或床层的重要操作参数作为设计依据直接计算得到。1．空间速度 空间速度Sv指单位时间内通过单位体积催化剂的原料处理量，单位为s-1。它是衡量固定床反应器生产能力的一个重要指标。 (2-36) 式中： 2．停留时间 停留时间r指在规定的反应条件下，气体反应物在反应器内停留的时间，单位为s。 式中：； 停留时间与空间速度的关系为
。(二)反应器床层高度及直径的计算 催化剂的用量确定后，催化剂床层的有效体积也就确定。很明显，床层高度增高，床层截面积将变小，操作气速、流体阻力(动力)将增大；反之，床层高度降低必然引起截面积(直径)增大，对传热不利或易产生短路等现象。因此，床层高度与直径应通过操作流速、压降(即动力消耗)、传热、床层均匀性等影响因素作综合评价来确定。 通常，床层高度或直径的计算是根据固定床反应器某一重要操作参数范围或经验选取，然后校验其他操作参数是否合理，如床层压降不超过总压力的15％。床层高度与直径的计算步骤如下。
化工与制药学院 课程设计说明书 课题名称:年产?１、5万吨环氧乙烷固定床反应器设计专业班级:2011 级有机与石油化工1 班 学生学号:１10６1７0104 学生姓名:陈正飞 学生成绩: 指导教师:杨昌炎 设计时间:2０15、1、6—2015、01、20
武汉工程大学课程设计任务书 系别化工与制药学院班级有机一班?学生陈正飞 一、设计名称 年产吨环氧乙烷固定床反应器设计 二、任务 根据设计条件,通过物料衡算、热量衡算、反应器得选型及尺寸得确定,计算压降、催化剂得用量等,设计出符合设计要求得反应器，并画出设备得装配图。 三、内容 １、概述 2、环氧乙烷物化性质 3、设计方案 4、设计条件 5、工艺计算 6、设计总结 7、参考文献 四、计划进度 1、发题2０15年１月6日 ２、第一阶段:20１5年1月6日～1月12日?工艺计算与设备计算 3、第二阶段:1月13日~1月18日画图、撰写设计报告、答辩 4、第三阶段:1月19-日~1月2０日?设计答辩 指导老师?杨昌炎?教研室主任?刘生鹏
目录 摘要?I Ａbｓtrａｃt?IＩ 第一章概述1? 第二章环氧乙烷物化性质 ------------------------------------------------------------------------------- 3 2、1 物理性质3? 2、2 化学性质------------------------------------------------------------------------------------------ 4 3、1 环氧乙烷生产艺------------------------------------------------------------------------------- ７ 3、2 环氧乙烷生产得设计方案?８ ３、3、2 工艺参数 ------------------------------------------------------------------------------------ 8 3、3、３环氧乙烷生产工艺流程 ------------------------------------------------------------- 10第四章工艺计算-------------------------------------------------------------------------------------------- 13 4、１设计条件1?３ 4、1、1 反应原理1?３ 4、1、2原料组成1?４ 4、1、３反应器设计条件 --------------------------------------------------------------- 1４ 4、２物料衡算14? 4、3 热量衡算17? 第五章反应器得工艺参数优化-------------------------------------------------------------------------- 21５、１催化剂得用量------------------------------------------------------------------------------ ２1５、2 确定氧化反应器得基本尺寸 ------------------------------------------------------------- 2５ 5、3 床层压力降得计算--------------------------------------------------------------------------- ２6 5、4 传热面积得核算27? ５、４、1 床层对壁面得给热系数27? 5、4、２总传热系数得计算28? ５、4、3 传热面积得核算?２8 5、5 反应器塔径得确定29? 第六章设计参数总结 ------------------------------------------------------------------------------------- ３1第七章安全生产 ----------------------------------------------------------------------------------------- 33第八章三废治理与环境保护---------------------------------------------------------------------------- 3７第九章资金核算 ------------------------------------------------------------------------------------------- 39第十章设计体会-------------------------------------------------------------------------------------------- 41
生物滤池曝气计算和说 明书 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
曝气生物滤池设计 1 曝气生物滤池滤料体积 BOD 容积负荷选3Kg d m BOD ?35，采用陶粒滤料，粒径5mm 。 2 滤料面积 滤料高度取h 3=3m 滤池采用圆形，则滤池直径m A d 52.214 .35 441=?= = π ，取2.5m 取滤池超高h1=0.5m ，布水布气区高度h2=1.0m ，滤料层上部最低水位h4=1.0m ，承托层高h5=0.3m 滤池总高度H=5.8m 3 水力停留时间 空床水力停留时间h Q V t 2.124300 43 5.221=????= =π 实际水力停留时间h t t 6.02.15.012=?==ε 4 校核污水水力负荷 5 需氧量 OR =)(32.0)( 82.05BOD X BOD BOD O ?+?△ 设3.0)20(La =K ，8.0=MLSS MLVSS ， 7.0BOD BOD 5 5 =进水总进水溶解性 出水SS 中BOD 含量： L mg e e X MLSS MLVSS S La K e ss 5.19)1(42.1208.01(42.154.05)28(=-???=-??=?-出水溶解性BOD 5含量 Se==L 去除溶解性BOD5的量： 单位BOD 需氧量： 实际需氧量: 6 标准需氧量换算 设曝气装置氧利用率为E A =12%，混合液剩余溶解氧C 0=2mg/L,曝气装置安装在水面下4.2m ，取α=，β=，Cs=L ，ρ=1 标准需氧量：
§２－４固定床反应器的计算 Calculation of fixed bed 计算内容：①催化剂用量；②床层高度和直径；③传热面积；④床层压力降。 计算基础：反应动力学方程；物料衡算；热量衡算。 固定床反应器的经验计算法： 利用实验室；中间试验装置；工厂现有装置最佳条件测得数据。 一．催化剂用量的计算 Calculation of catalyst use level 1.空间速度：Space velocity []1-=h V V S R ON V ~ON V 原料气体积（标）流量 ~R V 催化剂填充体积 意义：单位体积催化剂在单位时间内通过原料标准体积流量 ２.接触时间：Contact time V V R ε τ= ~0V 反应条件下，反应物体积流量 ~ε床层空隙率 00,nRT V p nRT PV ON == p T Tp S p T Tp V V p T Tp V V V R ON ON 00 0000 0ε ετ===∴代入 a p p K T 300103.101273?==， 3.空时收率：Space time yield(STY) S G W W W S =
意义：反应物流经床层时，单位质量（或体积）催化剂在单位时间内所获得的目的产物量。 ４.催化剂负荷 Catalyst load []h Kg W W /~原料 [][] 3~m Kg cat W S 或 单位质量催化剂在单位时间内通过反应所消耗的原料 ５.床层线速度与空床速度 Linear velocity and superficial velocity 线速度：ε R A V u 0= 反应体积在反应下，通过催化剂床层自由截面积的速率。 空床速度：R A V u 00= 在反应条件下，反应气体通过床层截面积时的气速。 使用条件：所设计的反应器与提供数据的装置具有相同的操作条件等）、、、、原料、、（P T u cat μ 只能估算。不可能完全相同∴ 二．反应器床层高度及直径的计算 Calculation of reactor 体积一定：床层高度↑→H 床层截面积↓→A 气速 ↑↑→?P ↑动力消耗流动阻力,u ； 床层高度↓↑→A ↓→u H ，对传热不利，另：H 太小， 气体易产生短路。 根据经验：①取气体各空床速度； ②再计算床层工截面积； ③校床层阻力降； ④确定床层的结构尺寸。 S W G W W S =
曝气生物滤池计算 转载的资料： 曝气生物滤池 上向流曝气生物滤池将水解（酸化）池出水中的碳化有机物进行好氧生物降解，并将TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分硝化。上向流曝气生物滤池主要包括缓冲配水室，曝气系统，承托层和滤料层，出水系统，反冲洗系统等，所以曝气生物滤池的计算主要包括上述各部分的计算。 1）曝气生物滤池池体的设计在本工程中，由于处理对象为医疗废水，曝气生物滤池的作用包括对污水中有机物的去除和对污水中的营养物质如氨氮、磷的去除。曝气生物滤池主要用于去除污水中的有机污染物并进行部分硝化脱氮，其池体的设计计算分按有机负荷法计算与按有机物降解动力学公式计算两种方法，由于按有机负荷法计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。 按有机负荷法计算的设计参数主要是BOD有机负荷，COD有机负荷和水力负荷。设计时根据BOD有机负荷进行计算，并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。 当进水BOD为 71-140 mg/L 时，BOD容积负荷可达 1.3 - 2.6 kgBOD/(m3 滤料?d，而其COD有机负荷一般控制在 6 kgCOD/(m3 滤料?d以下，空塔水力负荷一般为 1.5 - 3.5 m3 /(m2 ? h)之间。 在本工程中，经水解（酸化）池每天进入C / N 曝气生物滤池的污水量 Q = 400 m3/d,在C / N 曝气生物滤池中，每天所要求去除的BOD5 的重量为： △WBOD = (Q△CBOD)/1000 代入数据后，则： △WBOD = [400 ×（121-30）]/1000 = 36.4 kg/d 取BOD有机负荷 qBOD = 1.3 kgBOD/(m3 滤料 d ,则所需滤料体积 V滤料= △WBOD / qBOD = 36.4 / 1.3 = 28 m3 采用COD有机负荷进行校核： 当滤料体积为 28 m3 时，每天经 C / N 曝气生物滤池去除的COD的重量为： △WCOD = (Q△CCOD)/1000 式中△WBOD ——在曝气生物滤池中每天需去除的COD重量，kg/d Q -—每天进入曝气生物滤池的废水量，m3/d； △CBOD ——进入曝气生物滤池的COD浓度差，mg/L. 代入数据后，则： △WBOD = [400 ×（300 - 100）]/1000 = 80 kg/d 实际上，C / N 曝气生物滤池内COD的有机负荷为： qBOD = △WCOD/ V滤料 = 80/28 = 2.86 kgCOD/(m3 滤料·d 所以， C / N 曝气生物滤池内的实际COD有机负荷小于 6 kgBOD/(m3 滤料·d ,
5．主要构筑物与设备参数 (一)格栅 见草图： 1.栅条的间隙数： 设栅前水深 h＝0.1m ，栅前流速 u1 ＝0.4m /S 过栅流速 u = 0.6 m/S,栅条间宽度e=20mm，格栅安装倾斜角a=60o n=Qmax×（Sina）1/2/(bhv) = 0.00463×（Sin60o）1/2/（0.018×0.1×0.6）≈4 2.栅条宽度： 设栅条宽度为 S=0.01m B=S(n－1)+bn=0.01×（4－1）＋0.018×4＝0.102m 3.进水水渠道渐宽部分长度： 设进水水渠宽B1=0.06m，渐宽部分展开角a1＝20o l1=(B-B1)/(2tga1)＝（0.102-0.06）/（2tg20o）＝0.06m 4.栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度 l2＝l1/2＝0.06/2＝0.03m 5.通过格栅的水头损失： 设栅条为矩形断面，取k＝2.5 h1=β（s/b）4/3sinαk(v2/2g) ＝2.5×2.42×（0.01/0.018）4/3×0.866×(0.62/19.6) = 0.044 m 6.槽后槽总高度： 取栅前渠道超高h2=0.1m， 有总高度H=h+h1+h2=0.1+0.1+0.044=0.244m 7.栅槽总长度： L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tga =0.06+0.03+0.5+0.8+0.2/tg60o≈1.413m 8.每日渣量： 取W1＝0.07m3/103m3（污水） 所以，W＝Qmax×W1×86400/K2/1000 ＝0.0463×0.07×86400/2.5/1000 ≈0.0112m3/d≤0.2m3/d 栅渣量极小，适宜人工清渣。 (二) 水解酸化池体的计算 （1）水解（酸化）池有效池容V有效是根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解（酸化）池内水力停留时间需根据污水可生化性、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定，一般为2.5- 4.5h.考虑综合情况，本工程设计中水力停留时间取 T = 4 h,本工程设计流量 Q = 400 m3/d =1 6.67 m3/h, 取 T = 4 h,则有效池容为： 水解酸化池的有效容积 V有效 = QT
第七章设计依据和指导思想 7.1设计依据 7.1.1《XX市桥东污水处理厂升级改造工程反硝化生物滤池和高效沉淀池主要机械设备供货（QD-M1-103包）招标文件》 7.1.2业主及招标机构投供的相关图纸资料及现场实际条件。 7.1.3我司采用同类工艺治理同类污水的工程经验及相关工艺设计资料。 7.2设计规范及标准 7.2.1《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918－2002 7.2.2《室外排水设计规范》（GB50014-2006） 7.2.3《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002） 7.2.4《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003） 7.2.5《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002） 7.2.6《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002） 7.2.7《城市污水处理站污泥排放标准》(CJ3025-93 ) 7.2.8《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93） 7.2.9《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90) 7.2.10《采暖通风和空调设计规范》（GBJ19-87） 7.2.11《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93） 7.2.12《低压配电设计规范》(GB50054-95) 7.2.13《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93） 7.2.14《供配电系统设计规范》（GB50052-95） 7.2.15《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92） 7.2.16《民用建筑照明设计标准》（GJ133-90） 7.2.17《民用建筑节能设计标准》（JGJ26-95） 7.2.18《工业企业照明设计标准》（GB50034-92） 7.2.19《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）
春柳河污水处理厂提供的中水水质 中水深度处理站出水水质
BAF 计算： 水量Q=1600m 3/h ，取NH 3-N 负荷为d m N kgNH ?-33/5.0 故：3316901000 5.0) 325(241600m N N NH Q V V =?-??=-?= 取填料层高度为H=3.4m ，则滤池总平面积为24974.31690 m H Q A === 取单池面积为A=297m ?，则所需池个数为个89 7497 =?==A V n 水力负荷h m m A Q ?=??==23/2.38 971600 q 水力停留时间h Q V 1.11600 1690t === 滤池总高度：m h h h h H H 4.65.00.13.02.14.343210=++++=++++= 曝气风机计算： 微生物需氧量=降解有机物需氧量+硝化需氧量 d kg C Q C Q R N NH BOD /48201000 )]325(57.4)530[(241600100057.410003=-?+-??=??+?=-滤池氧的利用率取30%，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率Q t 为： %7.15) 3.01(2179) 3.01(21)1(2179)1(21=-?+-?=-?+-?= A A t E E O 当滤池水面压力Pa P 510013.1?=时，曝气器安装在水面下H=4.6m 深度时，曝气器处的绝对压力为： Pa H P P b 5353104638.16.4108.910013.1108.9?=??+?=?+= 当水温为25℃时，清水中的饱和溶解氧浓度为C S =8.4mg/L ，则25℃时滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值C Sm(25)为： L mg P Q C C b t S Sm /21.9)10 026.2104638.1427.15(4.8)10026.242(5 5 5) 25(=??+?=?+?= 水温为25℃时，BAF 的实际需氧量R 为：
四、生物滤池系统的设计计算 1、一、二级生物滤池 ⑴滤池滤料体积及其几何尺寸的确定 设计参数； Q=20000 m3/d 回流比r=200% F W范围800～1200 gBOD5/ m3·d 初沉池出水BOD=132mg/L 滤池出水BOD=30mg/L 按有机负荷法计算： ①滤料的体积 V =（L1-L2）Q / u= L1Q / F W 式中：V—滤料体积，m3 L1—滤池进水有机物浓度，mg/l L2—滤池出水有机物浓度，30mg/l Q—流入滤池的污水设计流量，m3/d u—以有机物去除量为基础的有机负荷率，gBOD5/ m3滤料·d F W—以进水有机物为基础的有机负荷率，gBOD5/ m3滤料·d 采用碎石滤料，设F W=1125gBOD5/ m3·d ，出水BOD5=30 mg/L L1=（L+rL2）/(1+r)=(132+2×30）/(1+2)=64(mg/L) V = 20000（1+2）×64 / 1125 =3200m3 ②滤池的平面面积 A = V / H 式中：A—生物滤池的平面面积,㎡ V—生物滤池的滤料体积，m3
H—生物滤池的滤料厚度。 取滤料厚度4m A = 3200 / 4= 800㎡ 采用2格，单格有效过滤面积20.0×20.0＝400m2。 ③用水力负荷率校核 q = Q / A 式中q—生物滤池水力负荷率， m3/（㎡·d） q一般为10～30 m3/（㎡·d） q = 20000/800= 25 [m3/(㎡·d)]符合要求 ④过滤速度 V=Q/A=2000/800=1.04 m3/（m2?h） (2)滤池高度 承托层厚380mm，由卵石级配，粒径8～32mm。滤料层采用双层滤料，厚h=400mm，滤板厚12mm，超高60mm。配水室高100mm，清水区高100mm。滤池高度H为 H=380+400+12+60+100+100=1052mm （3）每个滤池的配水系统 滤池配水系统的设计为选用长柄滤头配水方式，并兼气反冲洗布气用。滤头布置按58.7个/m2设计，采用污水专用大缝隙长柄滤头，缝隙宽2.5mm。滤池反冲洗：采用气反冲洗方式、进水漂洗进行。空气反冲洗强度43.2m3/（m2?h），一次反冲洗历时15min。 反冲洗空气量计算: Q气冲= S ×q1 式中Q气冲——反冲洗用气量;
生物滤池的设计计算 ??生物滤池的设计内容主要包括滤床容积、布水系统、排水系统等三个部分。 1、普通生物滤池 (1)主要设计参数 ① 工作层填料的粒径为25~40mm，厚度为1.3~1.8m； 承托层填料的粒径为70~100mm，厚度为0.2m。 ② 在正常气温条件下，处理城市废水时，表面水力负荷为1~3 m3/m2.d，BOD5容积负荷为 0.15~0.30kgBOD5/m3.d，BOD5的去除率一般为85~95%； ③ 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的1%； ④ 滤池数不应小于2座。 (2)计算公式 表5-6 生物滤池计算公式 设计内容计算公式参数意义及取值 滤料总体积(V) V = QS/L V——滤料总 体积，m3 Q——进水平均流量，m3/d S——进水BOD5浓度，mg/l L—— 容积负荷，一般取0.15~0.3kgBOD/m3.d 滤床有效面积(F) F = V/H F——滤床的 有效面积，m2 H——滤料高度，1.5~2.0m 表面水力负荷校核(q) q = Q/F q——表面水力负荷， 应为1~3m3/m2.d。
2、高负荷生物滤池 （1）主要设计参数 ① 以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为40~70mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为 70~100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m； ② 正常气温下，处理城市废水时，表面水力负荷为10~30 m3/m2.d，BOD5容积负荷不大于 1.2kgBOD5/m3.d，单级滤池的BOD5的去除率一般为75~85%；两级串联时，BOD5的去除率一 般为90~95%； ③ 进水BOD5大于200mg/l时，应采取回流措施； ④ 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%； ⑤ 滤池数不应小于2座。 （2）计算公式： 表5-7 高负荷生物滤池的计算公式 设计内容计算公式参数意义及取值 滤池高度 (H) 以碎石 为滤料时，H = 0.9~2.0m 用塑料滤料时，H = 2~4m 滤料总体积(V) V = QS/L V——滤 料总体积，m3 Q——废水量，m3/d S——未经回流稀释时的BOD5浓度，mg/l L——容积负荷，一般不大于1.2kgBOD/m3.d 滤池面积(F) F = V/H n——滤池个数 F——滤池面积，m2 回流比(R) R = Fq/Q - 1 R——回流比 q——表面水力负荷，通常在10~30m3/m2.d 之间
曝气生物滤池 1：滤池尺寸的计算 ①滤料体积 W N S Q W 1000?= = d m kgBOD d kgBOD ????3/21000/2024670=160.8m 3 其中，BAF 除碳的滤料负荷为2~6d m kgBOD ?3/，取2d m kgBOD ?3/ ②滤池表面积 BAF 的滤料高度一般为2~4m ，取3m ，则BAF 的表面积为53.6m 2 滤池面积过大时，会不利于布水布气的均匀，因此滤池面积过大时应当分格。因此将滤池分六格，并联运行，单格表面积为：6mx6m （考虑到水力负荷将滤池面积适当扩大） 正常水力负荷：670/36/6=3.10h m m ?2/3 当有一格滤池反洗时，最大水力负荷为：670/36/3=3.72h m m ?2/3 满足除碳时最大水力负荷6.0h m m ?2/3的要求。 ③滤池深度 滤料层高度3m 配水配气室高度1.2m 承托层高度0.3m 清水区高度1.5m 超高0.5m 则滤池的总深度为6.5m （承托层，清水区，配气配水室高度不确定，只在一些地方看到滤料被淹没1.5~m 比较好） 2：反冲洗水量计算 在资料中共查到如下几个数： 室外给水设计规范P206：活性炭11.1（大粒径）或6.7S m L ?2/（小粒径），15~20min 城镇给水第3册过滤那一章：P609固定式表面冲洗2~3S m L ?2/，冲洗水头0.2MPa P612常用气水冲洗：先气冲——再气水同时（3~4S m L ?2/）——后水冲（4~10S m L ?2/） P617快滤池，只水冲时12~15S m L ?2/ 参考的华北院项目中一般取18S m L ?2/
曝气生物滤池设计 1 曝气生物滤池滤料体积 3 153 10001503001000m N QS V v =??= = BOD 容积负荷选3Kg d m BOD ?3 5 ，采用陶粒滤料，粒径5mm 。 2 滤料面积 滤料高度取h 3=3m 2 3 5315m h V A === 滤池采用圆形，则滤池直径m A d 52.214 .35441 =?= = π ，取2.5m 取滤池超高h1=0.5m ，布水布气区高度h2=1.0m ，滤料层上部最低水位h4=1.0m ，承托层高h5=0.3m 滤池总高度H=5.8m 3 水力停留时间 空床水力停留时间h Q V t 2.124300 435.22 1=????= = π 实际水力停留时间h t t 6.02.15.012 =?==ε 4 校核污水水力负荷 h m m d m m A Q N q ?=?=?= =2 3 2 3 2 55.215.615 .24 300 π 5 需氧量 OR =)( 32.0)( 82.05 BOD X BOD BOD O ?+?△ 设 3 .0)20(La =K ， 8 .0=MLSS MLVSS ， 7 .0BOD BOD 5 5 =进水总进水溶解性 ) 20T () La(20La(T)024 .1K K -?= 4 .0024 .10.3K ) 2028(La(28) =?=- 出水SS 中BOD 含量：
L mg e e X MLSS MLVSS S La K e ss 5.19)1(42.1208.01(42.15 4.05) 28(=-???=-??= ?-出水溶解性BOD 5含量 Se=50-19.5=30.5mg/L 去除溶解性BOD5的量： L mg BOD 5.745.301507.05 =-?=? 单位BOD 需氧量： 5 2 /60.015 .009.032.015 .00745.082.0KgBOD KgO OR =? +? = 实际需氧量: h KgO d KgO Q S OR AOR /6.1/8.3730015.06.04.14.12 2 0==???=???= 6 标准需氧量换算 设曝气装置氧利用率为E A =12%，混合液剩余溶解氧C 0=2mg/L,曝气装置安装在水面下4.2m ，取α=0.8，β=0.9，Cs=7.92mg/L ，ρ=1 Pa H P P b 5 3 5 3 1042.12.410 8.910 013.1108.9?=??+?=?+= % 3.19%100) 1(2179)1(21=?-+-= A A t E E Q L mg Q P C C t b s sb /2.9)42 3.1910 026.210 42.1( 92.7)42 10 026.2( 5 55 =+ ???=+ ?= 标准需氧量： h KgO C C C AOR SOR T T sb s /4.2024 .1]22.99.0[8.02 .96.1024 .1][2 ) 2028() 20()() 20(=?-???= -???= --ρβα供气量： min 1.17.6610 3.0100 4.23.03 3 m h m E SOR G A s ==??= = 曝气负荷校核： h m m 6.135 .24 7 .66A G 2 2 s ?=?= = π气N 满足要求。 7 反冲洗系统 采用气水联合反冲洗 （1） 空气反冲洗计算，选用空气反冲洗强度h m m 542 3 ?=气 q