环境工程课程设计
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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%,H2(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,>8.0mm/min,比电阻为8×1010Ω·cm;黏附性:中等黏性,断裂强度为V20300-600Pa。
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: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,年最大风速为17.0m/s,年平均气压101.2Kpa大气稳定度为中性D类。
当地环境空气质量标准:二级。
四、设计内容和深度要求1.除尘系统方案论证。
包括除尘器的选择及除尘基本工艺路线确定,除尘工艺流程和主要设备的选择。
2.方案论证主要进行方案的技术比较,如处理效果,技术合理性和先进性;同时进行经济比较,如一次性投资,运行管理费用及运行管理的复杂程度。
3.进行除尘系统的工艺设计计算。
4.绘制除尘系统工艺流程图、平面布置图、立面图和主要设备三视图。
5、计算烟气中SO2浓度是否超标,说明是否需要脱硫。
(注:该要求只针对第1、2、5、6组,第3、4组无该要求。
)五、提交的设计成果1.设计说明书,计算书一份。
2.设计图纸:除尘系统工艺流程图、系统总平面布置图、立面图、主要设备三视图各一张。
六设计参考资料:1.《大气污染控制工程》(教材);2.《采暖通风设计手册》;3.《三废处理工程设计手册废气卷》;4.《全国通用通风管道计算表》;5. 其他参考资料自选。
随着社会和经济的发展,工厂和各类企业的数目逐日增加。
在不进行环境保护的情况下,一个企业的经济越增长,意味着它将消耗的资源更多,产生的污染也相应更多。
目前,大气污染已经变成了一个全球性的问题,主要表现有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是由于人类活动造成的,大气污染对人体健康的危害包括对人的正常生活和生理方面的影响。
现在,大气污染已经直接影响到人们的身体健康。
此次课程设计就是通过设计除尘系统,来达到减少污染物排放,回收有用物质的目的。
柠檬酸工业是排放污染物较大的一般工业,因其的特殊地位,为它排放的污染气体设计除尘系统是必然的选择。
而我们也能通过此次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。
通过对工厂的实地实习的切身感受,深深的感受到治理污染气体的重要性及必要性。
有一个好的空气质量环境,对在内长期工作的工人来说,在生理和心理都是莫大的帮助。
一个成功的企业领导者,应该在观念上就应该认识到环保的重要性及必然性。
只有正确的思想观念,企业结合自身实际顺应国家政策,企业才能长久稳定的发展。
希望我能通过此次的课程设计,发现自己的不足,并及时的改正。
同时提高自身的能力,逐步的完善自己。
课程设计任务书 (2)前言 (4)1.概述 (8)1.1.课程题目 (8)1.2.设计目的 (8)1.3.设计要求 (8)2. 设计依据 (8)2.1.大气质量标准 (8)2.2烟尘排放浓度 (8)2.3 锅炉烟囱高度应根据锅炉房总设计确定 (9)3. 设计原始资料 (10)3.1设计参数 (10)3.2.煤质表 (10)3.3.粉尘粒径组成 (10)3.4.流程图 (10)4.燃烧及效率计算 (11)4.1.燃烧的计算 (11)4.1.1.设计耗煤量 (11)4.1.2.燃煤的计算 (11)4.1.3.烟尘浓度与效率的计算 (12)4.1.4.污染源的确定 (13)5. 除尘方案的制定及除尘器的选择 (13)5.1.除尘方案确定依据 (13)5.2.设计参数 (13)5.3. 方案的比较 (13)6. 旋风除尘器的计算 (15)6.1.确定旋风除尘器的几何尺寸 (15)6.2.压力损失计算 (16)6.3.除尘效率计算 (16)6.4.旋风除尘器的选型 (17)7. 电除尘器的计算 (17)7.1.除尘器主要参数的确定 (17)7.2.确定主要部件的结构形式 (18)7.3.各部尺寸计算 (18)8.除尘系统计算 (21)8.1.管道设计 (21)8.2.管道阻力计算 (22)9.烟囱设计及计算 (24)9.1.烟气抬升高度 (24)9.2.烟气在烟囱及烟道中的温度降 (25)9.3.烟囱尺寸计算 (25)9.4.烟囱的阻力计算 (26)10. 风机选型计算 (26)10.1.总阻力计算 (27)10.2.选型 (27)11.预算 (27)11.1土建投资A (27)111.2.设备及器材费用A (27)211.3.间接费 (28)11.4.工程总造价 (28)总结 (28)成绩评定表附图1.概述1.1.课程题目黄石某柠檬酸厂15t/h燃煤锅炉除尘系统设计。
1.2.设计目的1)通过课程设计全面总结课程学习的成果,加深对课程理论内容的理解,掌握应用理论知识解决实际工程问题的完整过程。
2)掌握大气污染物处理工程设计的全过程。
3)掌握编制设计方案(除尘方案的设计与选择)。
4)掌握除尘器的选型计算,系统布置,烟风道阻力计算,风机选型等。
5)除尘系统的平面布置,立面,除尘装置的布置,及主要构筑物设计。
6)工程造价估算。
1.3.设计要求方案选择合理,系统布置紧凑,占地面积小,计算准确,图纸绘制达到扩大初步设计要求(图纸线条均匀,标注准确,说明齐全)。
2.设计依据2.1.大气质量标准当地大气质量执行《大气环境质量标准》“GB13271-2001”中的二级标准。
2.2烟尘排放浓度执行《大气环境质量标准》“GB13271-2001”中的二级标准。
本标准按锅炉建成使用年限分为两个阶段,执行不同的大气污染物排放标准:Ⅰ时段:2000年12月31日前建成使用的锅炉。
Ⅱ时段:2001年1月1日起建成使用的锅炉(含在Ⅰ时段立项未建成或未运行使用的锅炉、建成使用锅炉中需要扩建、改建的锅炉)见表2.2-1。
表2.2-1燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值2.3 锅炉烟囱高度应根据锅炉房总设计确定新建锅炉烟囱周围半径200m 的距离内有建筑物时,烟囱高度应高出最高建筑物3m 以上,达不到此要求时,锅炉烟尘排放浓度限值及黑度按“GB13271-2001”中的二类区域的浓度标准执行。
烟囱的高度由锅炉蒸发量确定见表2.3-1。
表2.3-1 锅炉房烟尘最低允许高度注:燃煤、燃油(燃轻柴油、煤油除外)2.4燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值 根据锅炉锅炉销售出厂时间按表2.4-1的时间段规定执行。
表2.4-1 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值3.设计原始资料3.1设计参数烟气粘度:中等黏性,断裂强度为300-600Pa。
烟气温度:150℃。
烟气密度:1.25×103kg/m3。
烟气真密度:2.09×103kg/m3。
空气过剩系数:a=1.2锅炉种类:层燃炉,4台当地大气压:101.2Kpa3.2.煤质表表4 煤质资料3.3.粉尘粒径组成:4.1.燃烧的计算4.1.1.设计耗煤量h kg B j /37.1909252468.089.257015000=⨯⨯=4.1.2.燃煤的计算:燃煤的组成成分:C-66.27%,灰分-12.2%,S-1.12%,H-4.02%,H2O-3.4%,O-11.98%,N-1.01%1) 标准状态下理论氧气气量:)/(56.7547.07.01.2023.55kg mol =-++2) 标准状态下理论空气量:)/77.43121.056.752.1kg mol (=⨯ )/67.910004.2277.4313kg m (=⨯3) 标准状态下理论烟气量:)/(74.41979.077.43172.089.11.207.023.55kg mol =⨯+++++ )/(40.910004.2274.4193kg m =⨯4)标准状态下实际烟气量:)/08.1794837.190940.93h m Q N (=⨯=5)运行工况下除尘器需净化的烟气量Q : PQ nRT =12N Q Q T T =42327308.17948Q= )/(66.278093h m Q =4.1.3.烟尘浓度与效率的计算:1)锅炉的飞灰排放量:()h kg M A /5.1272.074.01.026.037.1909=⨯⨯+⨯=2) 烟尘的初始浓度0OM C Q==36m m g 3.458666.27809105.127=⨯ 3) 除尘效率要求达到的除尘效率00100%C CC η-=⨯ 式中 C ——按《锅炉烟尘排放标准》中二类区域规定的浓度限额取值计算,即C 为2003m mg 。
%1003.45862003.4586⨯-=η%64.95=含硫浓度的计算燃料中转化为二氧化硫的百分率为100%23122.410so mV M-=⨯⨯⨯)/(36.03kg m =22610so so y V Bj C V =⨯式中 Bj ——锅炉在额定蒸发量时的耗煤量h kgy V ——实际烟气量m 3ppm C 2401066.2780937.19091003.863SO 2=⨯⨯⨯=- 将ppm 转化为3m mg)/(7.6854.22642403SO 2m mg C =⨯=二氧化硫浓度未超标,无需脱硫。
4.1.4.污染源的确定① 污染源:为工业性污染源② 二氧化硫的排放量:kg B G s j so 27.376.12==ω5. 除尘方案的制定及除尘器的选择5.1.除尘方案确定依据(1)根据除尘烟气的含尘浓度。
(2)根据除尘器的除尘效率和处理烟气量是否达到设计要求,除尘后排尘浓度是否达到排放标准。