畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-生物法去除甲苯氣體工藝與設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-生物法去除 甲苯氣體工藝與設(shè)備的研究與 設(shè)計(jì).doc河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書作者：學(xué)號(hào)：學(xué)院：系（專業(yè)）：環(huán)境工程題 目：生物法去除甲苯氣體工藝與設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)指導(dǎo)者：評(píng)閱者：2014 年 6 月 5 日1.4生物法去除VOCs的工藝選擇原則通常根據(jù)VOCs氣體組分的亨利系數(shù)Hc （Hc=Cg/Cl）選用裝置。HC&0.01的易溶 氣體用生物洗滌池，Hc21的難溶氣體用生物過濾池，0.01VHcV1的氣體用生物滴 濾塔13。一般對(duì)于難溶性有機(jī)氣體而言，選用生物過濾法與生物滴濾法并無嚴(yán)格界限。生 物滴濾塔作為新型生物處理設(shè)備較生物過濾池具有制造和管理成本低廉、操作條件易 實(shí)

2、現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，本文據(jù)此選用生物滴濾塔作為研究與設(shè)計(jì)的對(duì)象，完成課題所 給的任務(wù)。2 生物滴濾塔的凈化原理生物膜凈化有機(jī)氣體的基本理論影響生物滴濾塔凈化效率的因素VOCs 種類菌種的影響表2.1 部分常用填料及特性名稱塑料鮑爾環(huán)填料特性規(guī)格多樣（直徑從 25mm到76mm）,密度 6085kg/m3,比 表面積在72-213m2/g間屬于質(zhì) 輕材料。通量大、阻力小、分離 效率高、操作彈性大，耐壓性能 強(qiáng)。比起其它形式填料（拉西環(huán)、 鞍環(huán)、波紋填料等），在強(qiáng)度、 硬度、表面粗糙度、尺寸等方面 更適合用于生物法處理設(shè)備中。活性炭聚氨酯海綿密度為1800 kg/m3由天然碳 性材質(zhì)經(jīng)燒結(jié)、活化而成

3、，具有 一定的吸附能力，來源環(huán)保；比 表面積在5001700m2/g間，內(nèi) 部有無數(shù)的毛細(xì)孔，增大了與介 質(zhì)的接觸面積，這兩種因素使活 性炭的吸附能力大大增強(qiáng);生產(chǎn) 實(shí)踐中可以根據(jù)不同需要加工 成不同大小的顆粒。活性炭的質(zhì) 地脆，容易從表面上脫落粉末。 目前多用于廢水廢氣的除臭處 理中。是一種新型的有機(jī)填料，密度 18 kg/m3,質(zhì)地松軟輕快，內(nèi)外分布著大量的通氣孔。材質(zhì)分為 耐水不易拉伸與耐油抗拉伸兩 種類型,做成填料后會(huì)吸收一部 分噴淋液，表面平坦，接觸生物 膜后易相互黏著。由于堆放時(shí)孔 隙率小，阻塞氣體與水分的通 過，因而常常不單獨(dú)使用，而是 作為輔助材料在填料塔內(nèi)起到氣液兩相流動(dòng)方式

4、一般分為順流、逆流、橫流3種方式。順溜阻力小，壓降小，但是氣體吸收效果 差；逆流傳質(zhì)效果好，但是氣體壓力損失較大容易造成液泛；橫流運(yùn)行穩(wěn)定性好，但 是氣液垂直分布的方式縮短了氣相的停留時(shí)間。填料塔的運(yùn)行條件主要從塔內(nèi)環(huán)境狀況、噴淋液性質(zhì)、進(jìn)氣條件3個(gè)方面分析：（1）環(huán)境狀況包括塔內(nèi)溫度、濕度、pH,這三個(gè)變量既由進(jìn)氣與噴淋液的性質(zhì)控制，又與微生 物的代謝活動(dòng)影響密不可分。因此對(duì)它們的分析以后兩方面的解析為主。（2）噴淋液性質(zhì)包括噴淋液成分、水溫、流量、噴淋時(shí)間和噴淋方式。（3）進(jìn)氣條件主要有氣體濕度、有機(jī)物濃度、空塔氣速、停留時(shí)間和有機(jī)負(fù)荷等。主要研究?jī)?nèi)容生物滴濾塔處理甲苯研究處理甲苯氣體的意

5、義甲苯既是目前生物法凈氣領(lǐng)域著重研究的對(duì)象，也是VOCs的一種，給其它種類有機(jī)氣體的去除方法研究提供了很好的參考。2.4.2 甲苯氣體的特性表2.2 我國(guó)相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名 稱工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì) 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) （TJ36-79）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）項(xiàng)目?jī)?nèi)容車間空氣中甲二級(jí)要求40三要求60苯的最高容許濃度mg/m3100mg/m3最高允許 排放速率（kg/h）3.6365.554無組織排 放監(jiān)控濃 度限值 mg/m30.32.4.3 相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）菌種的選擇有文獻(xiàn)資料記載，一般去除甲苯以細(xì)菌和真菌為主，其中以下列菌種為最優(yōu)：惡 臭假單胞菌，不動(dòng)桿菌，門多薩假單胞菌，滕黃

6、微球菌，杰氏棒桿菌12。本組進(jìn)行了 菌種的甲苯馴化實(shí)驗(yàn)，在通過顯微鏡觀察個(gè)體形態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)，真菌在甲苯馴化過程中全 部被篩除，只有細(xì)菌保留了下來，這可能與提取的真菌菌種有關(guān)。（2）其它條件的實(shí)驗(yàn)摘錄見表2.3表 2.3 本文摘錄的部分 實(shí)驗(yàn)資料實(shí)驗(yàn)處填料液反應(yīng)表觀負(fù)荷相應(yīng)效員及理氣時(shí)間氣速(g/m3濃度率對(duì)應(yīng)氣比(S)(m/s)h)(mg/(文獻(xiàn)體(L/m3)%序號(hào)m3)李清 雪 16甲 苯鮑爾 環(huán) 階梯 環(huán)4 01170.00631100087劉永 慧10堆肥 火山 灰280.0065040010 0羌寧19纖維 活性 炭1.4170.0663.230097.5續(xù)表2.3實(shí)驗(yàn)溫度 （）備注20-

7、30該實(shí)驗(yàn)變量為氣 相濃度，當(dāng)其為 400 g/m3 時(shí)，負(fù) 荷為 13g/m3 h, 效率為100%該實(shí)驗(yàn)變量為氣 相濃度，并證明此濃度為最佳運(yùn) 行情況27-30該實(shí)驗(yàn)變量為液 氣比，作者指出 當(dāng)液氣比過高和 過低時(shí)均會(huì)降低 塔的處理能力從上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以初步得出生物滴濾塔處理能力的參數(shù)，如溫度宜取為27-30；最佳氣體濃度為400mg/m3；最佳液氣比為L(zhǎng)4L/m3；填料負(fù)荷約為50 g/m3h；停留時(shí)間不小于28$；空塔氣速在0.01-0.06之間。值得說明的是，大部分實(shí)驗(yàn)的表觀氣速均在0.010.08m/s之間，鑒于實(shí)際工程 中氣體流量大，塔徑有限，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的表觀氣速。

8、3 生物滴濾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 廢氣基本條件的確定本次設(shè)計(jì)采用某印刷廠的排放工況，具體數(shù)據(jù)如下所示：表3.1 印刷廠甲苯排放參量地 點(diǎn) 成品車 間甲苯產(chǎn) 量19 t / a年工作 日250 d日工作 時(shí)間甲苯濃 度760mg /250 x 8則排放速率= E1000、1000 = 9500g / h,車間空氣量=9500g/h = 12500m3 ； 0.76g/m3(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，生物滴濾塔在進(jìn)氣濃度為400 mg / m3,停留時(shí)間30s時(shí) 達(dá)到最大負(fù)荷50g /(m3h),因此總空氣量9500gh = 23750m3 / h , 0.4g/m3需額外補(bǔ)充空氣量=23750-12500

9、=11250 m3/h (2)空塔氣速的選擇總結(jié)各篇文獻(xiàn)中所作實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，污染物的表觀氣速均在0.010.06m/s范圍內(nèi)， 可見實(shí)際工程中的空塔氣速也應(yīng)取較小值,在氣體流量較大的情況下,可以直接從 0.06m/s開始取。填料塔的氣速選取一般以液泛氣速為準(zhǔn)，但是本文計(jì)算得到的液泛 氣速為10m/s,該值的使用意義不大。本文空塔氣速的選擇方法是,先假定某一值作為空塔氣速,由總氣體流量、停留 時(shí)間計(jì)算出理論塔徑與填料層高度,比較兩者大小使塔外觀合理。在本文的前提條件 下，經(jīng)過反復(fù)計(jì)算確定空塔氣速為0.12m/s,停留時(shí)間40s。3.2 滴濾塔主體結(jié)構(gòu)的計(jì)算及選型氣體凈化系統(tǒng)流程從印刷車間排出的廢氣先

10、與空氣泵擠入的空氣在管道混合器中混勻,通入裝有清 水的洗氣池進(jìn)行洗滌,去除氣體中夾雜的固體顆粒并得到潤(rùn)濕,隨后從底部進(jìn)入生物 滴濾塔發(fā)生生物凈化過程；噴淋管從頂端噴灑營(yíng)養(yǎng)液,供給微生物代謝所需其它養(yǎng)分, 多余的液體經(jīng)塔底流出,由管道過濾器處理后回流至噴淋液池。本文設(shè)計(jì)出的完整工藝流程如下圖：圖3.1 生物滴濾塔凈化甲苯流程生物滴濾塔設(shè)計(jì)（1）運(yùn)行條件進(jìn)氣濃度c=400 mg / m3進(jìn)氣量 Q 總=23750 m3 / h=6.6m3 /s停留時(shí)間t=40s空塔氣速v=0.12m/s最大有機(jī)負(fù)荷P=50g /（m3h）最佳液氣比 L/G=1.4L/m3（2）塔徑的求解生物滴濾塔可視為化學(xué)填料塔

11、的一種形式，本文設(shè)計(jì)時(shí)部分計(jì)算方法和公式參考 了填料塔的設(shè)計(jì)內(nèi)容。填料高h(yuǎn)=0.12x40=4.8m,取5m,對(duì)于直徑在2.5m以上的塔來說，由于h小于 6m,因此填料不用分層。由空塔氣速得到塔徑Q總73600 = 兀23750/3600 o,二 8.40 m。冗-x 0.124由于D過大，因此將滴濾塔設(shè)置為4個(gè)，則D=8.40/ .v7=4.20m,查塔徑標(biāo)準(zhǔn)（1m 以上間隔200mm）可知塔直徑為4200mm。此時(shí)有機(jī)負(fù)荷為400mg/m3 x 6.6m3 /sx3600s/4 = 34.3g/（m3/h）,未超過最大負(fù)荷值- x （2.1m）2 x5m（3）滴濾塔零件的選用進(jìn)氣管設(shè)計(jì)工業(yè)

12、輸氣管道運(yùn)送物質(zhì)與適宜氣體流速關(guān)系如下表 表3.2單輸位氣/管道內(nèi)最低氣流速度22輸送 物質(zhì)垂直 管水平 管輸送 物質(zhì)垂直 管水平 管干微 塵 染料 粉塵 棉絮8 14-16810 16-1810灰塵、 沙塵 粉狀 土輕礦 物粉 塵161112181314本次設(shè)計(jì)針對(duì)的有機(jī)混合氣體雖然不含質(zhì)量較大的固體類物質(zhì)，但是由于氣體流量大，工作時(shí)間有限，因此參考上表選擇水平與垂直管道內(nèi)的氣體流速分別為12m/s、10m/s當(dāng)水平進(jìn)氣管內(nèi)氣體流速v1=12m/s,管直徑1=0.42m，即 420mm；氣體進(jìn)口結(jié)構(gòu)要能使氣體均勻分布，同時(shí)防止液體淹沒氣體管道。6 5001nm以下 的小塔可使進(jìn)氣管伸到塔的中

13、心位置，管末端斜切成45向下，或凹形口向下；。 1.5m以下的塔，管的末端可做成向下的喇叭形擴(kuò)大口。當(dāng)塔直徑大于2.5小，采用上述裝置效果較差，這時(shí)應(yīng)采用底部敞開式進(jìn)口管， 管端封口作為緩沖擋板。這種形式的裝置進(jìn)氣性能好，應(yīng)用廣泛，大直徑、高氣相負(fù) 荷時(shí)更為適用。其中一種變體是在中間加上緩沖擋板，僅遮住管道下半部分，氣體分 為兩部分進(jìn)入塔內(nèi)，分布更均勻。本設(shè)計(jì)采用底部敞開式氣體進(jìn)口管，前部與中間設(shè)置擋板控制氣體流向分布。另：考慮到塔徑過大，單根進(jìn)氣管可能會(huì)使氣體過于集中，不利于大面積擴(kuò)散， 故在塔內(nèi)設(shè)置兩根擴(kuò)散管，以便于擴(kuò)大氣體分布面積。擴(kuò)散管的直徑為d = d / v 2 =0.30m,即

14、300mm 擴(kuò) i進(jìn)出圖3.2底部敞開式進(jìn)氣管示意圖填料填料要有透氣率高、質(zhì)輕、吸收水分性能差、表面粗糙的特點(diǎn)，并有助于處理效 率的提高，綜合表2.2的內(nèi)容和李清雪的實(shí)驗(yàn)（塑料階梯環(huán)與鮑爾環(huán)混合裝填，微生 物在一天后出現(xiàn)掛膜現(xiàn)象，5 天后生物膜包裹填料表面并出現(xiàn)菌膠團(tuán)），本次設(shè)計(jì)選 用最大直徑塑料鮑爾環(huán)（規(guī)格d x h xo：76x76x2.6）、塑料階梯環(huán)填料（規(guī)格76x37x3.0） 混合亂填。一般生物過濾器填料壓降損失在5001000Pa/m（大氣污染），本設(shè)計(jì)取600Pa/m， 共 600 x5=3000Pa支撐裝置支撐裝置滿足兩個(gè)基本條件：自由截面積不小于填料孔隙率以保證不在支撐裝置

15、 是發(fā)生液泛；有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。常用的支撐裝置有柵板式、駝峰式、孔管式等，對(duì)于散裝填料最簡(jiǎn)單的支撐裝置 是柵板式支撐。它由豎立的扁鋼條焊接而成，柵條間距為0.60.7倍填料直徑。為安裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便起見，選用柵板型支撐裝置。取0.65倍填料直徑一501，高度 150mm，一般壓降為 200Pa23。進(jìn)液口設(shè)計(jì)a.進(jìn)液管設(shè)計(jì)由進(jìn)氣量求得營(yíng)養(yǎng)液噴淋量V 總=23750 x1.4/1000=33.3 m3/h,每塔噴淋量 33.3/4 = 8.32 m3/ h；噴淋頻率設(shè)置：每20min噴淋一次，每次噴淋時(shí)間2min,故噴淋速率 q=8.32 /360 = 0.023 up / s,設(shè)液體在管內(nèi)流速為1m

16、/s,進(jìn)液管直徑d = -q = ,，0.023 = 0.17m,取0.20m,核算水速為0.74m/s。2不 v 士 1b.液體噴淋裝置其作用是沿塔截面均勻分布噴淋液，保證填料表面潤(rùn)濕。一般有管式噴淋器、蓮 蓬式噴灑器、盤式淋灑器。管式噴淋器和蓮蓬式噴灑器噴淋范圍較小，一般適用于直徑在 600mm 以下的小 塔。盤式淋灑器適用于直徑800mm以上的塔，分布盤直徑為塔徑的0.60.8倍23若由塔徑選擇盤式淋灑器，經(jīng)過計(jì)算確定淋灑器直徑3.2m，孔徑0.02m的情況 下，盤體高60mm，降水速度1m/s。此時(shí)盤體過大不利于進(jìn)入塔體的噴淋液在盤表面 均勻分布，本次設(shè)計(jì)的滴濾塔不同于普通填料塔的地方

17、在于其塔徑大、噴淋液少。因 此設(shè)計(jì)中擬定使用可旋轉(zhuǎn)式噴水管。計(jì)算如下：管長(zhǎng)L=0.8xD=3.40m,因?yàn)楣軆?nèi)流量q =q/2,所以管徑d =d2/、5 =0.14m，取0.10m長(zhǎng)管每邊穿16個(gè)孔，為使管子轉(zhuǎn)動(dòng)，噴淋管材質(zhì)宜取為PVC等輕便材料，出水 流速應(yīng)在合理范圍內(nèi)盡量大，擬定出水流速5m/s，則孔徑d = ,1 0.023、2 = 0.015m，即15mm0 V16 x x 54注：若水速小無法使水管旋轉(zhuǎn)和水滴霧化，則通過調(diào)整噴淋孔的大小實(shí)現(xiàn)水霧化 和管道旋轉(zhuǎn)的目的。除霧裝置除霧裝置常用的有折板除霧器、填料除霧器、絲網(wǎng)除霧器三種。折板除霧器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單效果明顯的除霧裝置。除霧板由（5

18、0 x50 x3） mm的 角鋼組成，板間橫間距為25mm。壓力降一般為50100pa，能除去的最小霧滴直徑為填料除霧器即在塔頂氣體出口前，再通過一層填料以達(dá)到分離霧沫的目的。填料一般為環(huán)形，高度根據(jù)除沫要求和允許壓強(qiáng)來決定。該裝置效率高，但阻力大，占空 間也大。絲網(wǎng)除霧器由一定規(guī)格的絲網(wǎng)帶卷成盤狀，再用支撐板固定。絲網(wǎng)盤高一般為 100-150mm,支撐板自由截面積應(yīng)大于90%。它的分離效率高（對(duì)大于5M的霧滴， 可達(dá)98%99%）,阻力較?。ㄐ∮?50pa）,重量較輕，所占空間不大。但不宜用于 液滴中含有或溶有固體物質(zhì)的場(chǎng)合，以免液相蒸發(fā)后固體產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除霧器，高1001

19、nm，由于生物滴濾塔的產(chǎn)生的霧滴較少，故而可 將其安置于排氣口之下，直徑略大于排氣口，設(shè)壓降為2502。（4）塔高與壓降的計(jì)算填料層以上空間一般取0.8L4m,本設(shè)計(jì)取L2m；填料層以下空間一般取1.2 1.5m,本設(shè)計(jì)取L5m,進(jìn)氣管距填料層0.5米，底部用于承裝未及時(shí)排出的噴淋液。 塔總高 H=1.2m+5.0m+1.5m=7.7m。綜上所述，塔的總壓降為3000+250+200=3450Pa,外界大氣壓為0.1MPa,使氣體 順利排出則塔內(nèi)工作氣壓至少為0.105MPa。（5）滴濾塔壁厚計(jì)算24塔體采用不銹鋼材料,壁厚設(shè)計(jì)過程如下：一般而言，鋼材有壓容器計(jì)算厚度8 = MD2俗中一p8上

20、：溫度1下鋼板的許用應(yīng)力，MPa；6：焊接接頭系數(shù)；全焊接頭系數(shù)為1.0Di：設(shè)計(jì)圓筒內(nèi)徑，mm；P：圓筒計(jì)算壓力，MPa；相應(yīng)的設(shè)計(jì)厚度8廠6 +C2C ：腐蝕裕量，等于年損耗厚度*設(shè)計(jì)使用年限，一般單面腐蝕取3mm；2若6t6 100MPa,設(shè)計(jì)壓力p100MPa,p=0.105 MPa 0.4MPa,所以設(shè)計(jì)厚度6:6+勺=2的+31mli=5mm （6）塔體支座的選用通常立式容器支座有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座。腿式支座是直接焊裝在筒體上的支座，構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于公稱直徑小于1600mm、 總高度小于5000mm的小型直立容器；支承式支座適用于公稱直徑8004000min、

21、總 高度小于10m且離地面較近的中型直立容器，安裝、操作、維修靈活性大；耳式支座 是一種懸掛式支座，廣泛用于反應(yīng)器及立式換熱器等中小型立式設(shè)備；結(jié)構(gòu)高大的塔 則廣泛采用裙式支座。針對(duì)本設(shè)計(jì)，選用支承式支座，查閱支承式支座標(biāo)準(zhǔn)(JB/T 4724-1992)確 定支座型號(hào)88,各部分?jǐn)?shù)據(jù)為圖3.3 B型支承式支座表3.3 B8支承式支座結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)適 用高 度底板鋼管墊板地 栓腳螺Dr支 座公hb5 1d5 2d5 3dd規(guī)高稱2345格度直上(7)尾氣不達(dá)標(biāo)的解決辦法排放的尾氣中污染物濃度高于國(guó)家規(guī)定的限值的情況屬于意外工況，此時(shí)應(yīng)停止 排放尾氣，將其全部回流至進(jìn)氣口進(jìn)行二次處理，同時(shí)排查事故原因

22、，盡早使尾氣濃 度恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)濃度以下?；亓鳉夤芸梢园惭b在塔頂，直徑應(yīng)根據(jù)塔頂大小進(jìn)行調(diào)整， 既保證氣體能順暢排出，又不會(huì)占據(jù)塔頂過多面積、減少塔頂?shù)姆€(wěn)定性。目前尚未有針對(duì)處理后氣體體積的研究計(jì)算，在本論文設(shè)計(jì)中，回流管直徑取為 200mm3.3 工藝流程其它設(shè)備的設(shè)計(jì)與選用外部氣管的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)中的通風(fēng)管氣體流速采用水平管12 m/s,豎直管10 m/s(1)對(duì)于車間出氣口氣量125001n3,水平流速12m/s,管徑d_ = & = 12500/3600 = 0.61m,取 0.60 米；同理，豎直管管徑 0.65 米；車間，兀 兀14 v I4 義12風(fēng)機(jī)接口水平管徑d風(fēng)機(jī)=0.60米，豎直

23、管徑0.60米；(3)氣流混合管水平管徑d總=0.85米，豎直管徑0.90米；(4)對(duì)于混合輸氣管漸減段，應(yīng)保持氣體主管道流速不變，因而第一次分流后管徑d =d /、.-? =0.60m,如圖所示氣分 總圖 3.4 進(jìn)氣（液）管俯視圖管道采用法蘭連接，材料為焊接鋼管；在進(jìn)入洗氣池之前安置一段管道混合器， 使空氣與甲苯氣體充分混合，管道混合器直徑850mm,長(zhǎng)度在10m左右。外部構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)（1）洗氣池的設(shè)計(jì)洗氣池除了給混合氣加濕，還要起到一定的緩沖作用，當(dāng)主管道關(guān)閉時(shí)，洗氣池 內(nèi)應(yīng)能儲(chǔ)存部分管道內(nèi)殘留氣體。設(shè)氣體在洗氣池內(nèi)停留5s, V氣=6.6 m3/sX5s=33 m3,22內(nèi)部水量占容積

24、的-,V =33x 2 =22 m3。3水3令長(zhǎng)寬分別為5m,3m,得到高=22/15=1.5111,設(shè)超高為L(zhǎng)0m,總高為2.5m。洗氣池規(guī)格為5X3X2.5m為了便于維修，輸氣總管從池子頂部安裝，另備一個(gè)井蓋（。700mm）供維修檢 查使用；池子底部安裝6 200mm的進(jìn)出水管，供清水更新時(shí)使用；清水池每?jī)芍芨?一次。某公司生產(chǎn)的洗氣塔（1000 - 2000mm，處理量2800-11000 m3/h）壓力損失 在300-800Pa之間，據(jù)此估計(jì)洗氣池的壓力損失為1700Pa（2）配液池的設(shè)計(jì)A、由于噴淋液每20min噴淋一次，噴淋液調(diào)配時(shí)間充足，因而配液池準(zhǔn)備1h液 量即可，即33.3

25、m3,取整35 m3,設(shè)長(zhǎng)與寬分別為5m,41高為1.8m,另取1m超高， 則配液池規(guī)格為5X4X2.8m。進(jìn)出水管設(shè)為6 250mm，池內(nèi)放置一個(gè)攪拌器，噴淋液每40min調(diào)配一次。注：兩座水池均為磚混結(jié)構(gòu)8、與配液池相連的輸水總管的計(jì)算出水管直徑 d 出水=d2 X J4 =0.20 X 2=0.40m,流量 0.092 m3/s同氣體輸送管一樣，水管第一段分支d水分=d2X J2 =0.20X 22 =0.28m,取0.30m,流量0.046 m3/s容器與管道法蘭的選用法蘭連接有較高的強(qiáng)度、剛度和嚴(yán)密性，能迅速、多次拆裝，成本低廉，適于大 批量制造，而且尺寸范圍很大，在設(shè)備與管道上都能

26、用，常被用于壓力容器各部件的 連接。法蘭密封面有凸面、凹凸面、全平面、環(huán)連接面等形式；法蘭類型有整體法蘭、 松式法蘭、任意式法蘭?？紤]到法蘭的密封性與耐壓性，設(shè)備上與管道上采用全平面 板式焊接法蘭，兩者均采用平焊方法與設(shè)備連接。法蘭參數(shù)如下：表3.4 法蘭結(jié)構(gòu)參數(shù)名稱|DN |DD1D3數(shù)值 4200 4376 4326 4260 301148T-20注：查閱壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)JB470292發(fā)現(xiàn)法:大標(biāo)準(zhǔn)適用于6 3000的容器，由于目前工業(yè)用容器直徑較大，有的制造廠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了適合大 直徑容器的法蘭，以上數(shù)據(jù)采自廣州某公司設(shè)計(jì)的 適于64200的壓力容器的法蘭。圖 3.5容器法蘭圖風(fēng)機(jī)與水

27、泵的選型（1）水泵的計(jì)算伯努利原理的應(yīng)用基于無流量變化的恒定流，為此將4個(gè)滴濾塔合并為一個(gè)并畫出相應(yīng)的管路圖（圖3.6）圖3.6管路合并圖噴淋管距地面h=8.0m, P =0.105MPa 2管線的實(shí)際布置參考圖3.4a.水力沿程損失年的計(jì)算：設(shè)輸水總管長(zhǎng)7m，第一段支管長(zhǎng)V=2V= 0.74m/s；P =0.1MPa；12m，進(jìn)水管長(zhǎng)15m,由海曾-威廉公式,10.67 x q 1.852h =1 Cw1.852D4.87xL，可以得到h= 10.67xO.09。852 x7 + 10.67x0.0471.852 x12 + 也67x032 x15140.61.852 x 0.404.871

28、40.61.852 x 0.304.87140.61.852 x 0.204.87=0.19mCw：海曾-威廉系數(shù)，焊接管取120,修正后為140.6b.局部損失h2的計(jì)算：管路內(nèi)有11個(gè)90彎頭（R/d=1.5）,局部損失系數(shù)已=0.18； 3個(gè)三通閥門，局 部損失系數(shù)。=1.67v20.742h =q =(11x 0.18 + 3 x1.67)x =0.20m2 g2 x 9.8所以水頭損失 ht=h +h =0.19+0.20=0.39m12P2 v 2 P2 v2c.水泵揚(yáng)程 H= h + ( 2- +-2-) (+ -i) + hmaxp g 2 gp g 2 gt=8.0 + 0.

29、39(0.105 0.1) x 106 _1000 x 9.8=8.50m選型時(shí)應(yīng)選擇臨近計(jì)算值并較大的揚(yáng)程，即9.0m及以上?？紤]到流量與揚(yáng)程的裕量,需將各參賽乘以安全系數(shù)（1.1-1.2）,最終確定水泵Q=1.1 x V 總=1.1 x 33.3 m3/h =36.6 m3/h；H=1.1x Hmax=1.1x9.0=9.90md .與水泵連接的電機(jī)的選擇計(jì)算水泵的有效功率Ne=PQH/1000電機(jī)功率Nm=K Ne/（nni）：流量單位 m3/s, 36.6/3600=0.01 m3/sn :通風(fēng)機(jī)全壓效率或水泵工作效率，一般為0.50.7,本設(shè)計(jì)取0.6ni：電機(jī)傳動(dòng)效率，由傳動(dòng)方式?jīng)Q

30、定,直聯(lián)傳動(dòng)為1,聯(lián)軸器傳動(dòng)為0.98,皮帶 傳動(dòng)為0.95。本設(shè)計(jì)用直聯(lián)傳動(dòng)，ni=1K：電機(jī)安全系數(shù)，取值見表3.5。表3.5 電機(jī)安全系數(shù)電機(jī)功/kW 5.0安全系數(shù)K1.501.401.301.201.15Ne=1000 x 0.01 x 9.90/102=0.97kWNe/(nni )=0.97/0.6=L6kW Nm 介于 1.02.0,因此 K=L30,Nm=1.30 x 1.6=2.1kW綜上所述，選用管道泵3 8 6-33人，參數(shù)如下：表3.6 3BG -33A管道泵參數(shù)項(xiàng)流揚(yáng)轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)泵汽最目量Q程速功率型功效“A J蝕大吸(m 3Hn(r/P/k號(hào)率率余上真/h)(min

31、W(kn1%空度m)W)(NPSHs(%H(m)m)392.97.6據(jù)24.2903.5Y135.575502S1-2（2）風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)機(jī)的計(jì)算原理同上，風(fēng)機(jī)出口處P2=0.105MPa, v2=12m/s,進(jìn)口處P：0.1MPa, v1=0；洗氣圖 3.7 進(jìn)氣管全程示意圖a.沿程損失查“計(jì)算表”得到總風(fēng)管%=0.0178、第一段分管-=0.0268、進(jìn)氣管 dd-=0.0413,設(shè)總風(fēng)管長(zhǎng)20m、第一段分管長(zhǎng)10m、進(jìn)氣管長(zhǎng)8m,則沿程損失d- v2P = p l y d 2122122122=0.0178 x 1.2 x x 20 + 0.0268 x 1.2 x x10 + 0.041

32、3 x 1.2 x x 8 222=168Pab.局部損失管線中包含10個(gè)90彎管”4=1.5),。=0.18；3個(gè)三通閥，Z=L70局部損失P =Qp=j2122=(10 x 0.18 + 3 x1.70) x 1.2 x =596Pa總壓損 Pt=Py+Pj+P 洗氣池=168Pa +596Pa+1700 Pa=2442Pac.計(jì)算得到風(fēng)機(jī)的全壓P =(P + PV2/2)-(P + PV2/2) +P max 2211t122=(0.105-0.1)MPa+1.2 義 一 +2442Pa2=7528Pa =769mm H2O經(jīng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣體流量Qmax=11250 m3/h,將二者乘以安

33、全系數(shù)1.1,得到使用 工況下的風(fēng)機(jī)參數(shù)：Q=1.1Qmax=1.1x11250=12375 m3/h,P=Pmax x 1.1=8288Pa=846mm H2Od.現(xiàn)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)條件下的參數(shù)：30條件下空氣密度BT 101.3 x (273 + 20)p = p 0- = 1.2 x= 1.16 kg / m 30 p0T101.3 x (273 + 30)B：當(dāng)?shù)卮髿鈮?標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下PP x*=846mm HOX1.2/1.162=875mm H2Oe. 與通風(fēng)機(jī)連接的電機(jī)的選擇計(jì)算風(fēng)機(jī)的有效功率Ne=Q P/1000n取 0.6Ne=(12375/3600) 7534/(1000 x0.6)

34、=25.9kW電機(jī)功率Nm=K -Ne/(nin)Ne/(nni) =25.9/(0.6 1)=43.2kWNm儼然大于5.0,因此K=1.15,Nm=1.15 43.2/1=50kW根據(jù)通風(fēng)機(jī)性能表，可選擇9-19 12.5口型風(fēng)機(jī)，參數(shù)如下：表3.7 風(fēng)機(jī)及配備的電機(jī)參數(shù)轉(zhuǎn)速全風(fēng)壓風(fēng)量軸功率電動(dòng)機(jī)n/(r/min)p/mm H2OQ/(m3 /h)N/kW型號(hào)功 率 /k W145092291257747.9Y280-S754 處理工藝的運(yùn)行突發(fā)情況的處理在實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)備因發(fā)生損害或意外造成無法使用的狀況時(shí)有發(fā)生，工作設(shè)備 的減少使得一部分氣體無法得到及時(shí)處理，解決的方法是：1、額外配置

35、一臺(tái)備用裝 置，當(dāng)有設(shè)備損壞時(shí)將其承擔(dān)處理的氣體通入備用裝置。這種做法的缺點(diǎn)是會(huì)增加成 本，包括裝置的購(gòu)買、平時(shí)養(yǎng)護(hù)及運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備的安裝占據(jù)一定的廠區(qū)面積；2、將部 分污染氣體暫時(shí)儲(chǔ)存起來，待設(shè)備修好后再釋放出來完成處理。這樣會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備工作 時(shí)間，氣體壓縮儲(chǔ)存也會(huì)耗用一定成本。若考慮到廠區(qū)面積有限，且生物滴濾塔同等 時(shí)長(zhǎng)運(yùn)行的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它設(shè)備，氣體壓縮儲(chǔ)存便利低廉，宜選用第二種方法，即 氣體的延時(shí)處理。同所有設(shè)備一樣，生物滴濾塔的運(yùn)行狀況也會(huì)有波動(dòng)，極端情況造成污染物凈化 不完全，排放出的氣體超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，這種情況也屬于意外。解決的辦法是在塔側(cè) 安裝回流管道，當(dāng)檢測(cè)到污染物濃度超標(biāo)時(shí)關(guān)閉排氣口，讓氣體回流至滴濾塔進(jìn)氣口 進(jìn)行第二次凈化，同時(shí)應(yīng)檢測(cè)其它環(huán)境因素，確保塔的運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，去除能力 達(dá)到最大值。生物滴濾塔的