大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)?一、課程設(shè)計(jì)目的大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是大氣污染控制工程課程教學(xué)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠深入理解大氣污染控制的基本原理和方法，掌握各類大氣污染控制設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維，為今后從事大氣污染控制工程領(lǐng)域的工作或進(jìn)一步深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)題目某城市一工業(yè)鍋爐大氣污染控制設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)原始資料1.鍋爐基本參數(shù)鍋爐型號(hào)：[具體型號(hào)]額定蒸發(fā)量：[X]t/h蒸汽壓力：[具體壓力值]MPa蒸汽溫度：[具體溫度值]℃燃料種類：[如煤炭、天然氣等]低位發(fā)熱量：[具體熱值]kJ/kg2.氣象資料當(dāng)?shù)啬昶骄L(fēng)速：[X]m/s當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向：[風(fēng)向名稱]大氣穩(wěn)定度分類：[穩(wěn)定度類別，如A、B、C等]3.污染物排放要求煙塵排放濃度：不超過[具體濃度值]mg/m3二氧化硫排放濃度：不超過[具體濃度值]mg/m3氮氧化物排放濃度：不超過[具體濃度值]mg/m3四、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟（一）燃燒過程分析與污染物生成量計(jì)算1.根據(jù)燃料種類和鍋爐參數(shù)，計(jì)算燃料燃燒所需的空氣量。對(duì)于煤炭燃燒，采用理論空氣量計(jì)算公式：$V^0=0.0889C+0.265H0.0333O$（其中$C$、$H$、$O$分別為燃料中碳、氫、氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）?？紤]到過量空氣系數(shù)，實(shí)際空氣量$V=\alphaV^0$，$\alpha$一般取[具體值]。2.計(jì)算燃燒過程中煙塵、二氧化硫和氮氧化物的生成量。煙塵生成量：根據(jù)煤的灰分含量和燃燒效率等因素估算。假設(shè)煤的灰分含量為$A$，燃燒效率為$\eta$，則煙塵生成量$G_d=A\timesB\times(1\eta)$，其中$B$為鍋爐每小時(shí)的燃料消耗量。二氧化硫生成量：根據(jù)煤中硫的含量計(jì)算。若煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$S$，則二氧化硫生成量$G_{SO_2}=2\timesS\timesB\times(1\eta)$。氮氧化物生成量：采用經(jīng)驗(yàn)公式估算。對(duì)于煤粉爐，$G_{NO_x}=1.56\timesB\times(\frac{N}{100}+0.000938)$（其中$N$為燃料中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（二）大氣污染控制方案選擇1.煙塵控制方案考慮采用旋風(fēng)除塵器作為預(yù)處理設(shè)備。旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，能去除大部分較大粒徑的煙塵顆粒。然后采用布袋除塵器作為主要除塵設(shè)備。布袋除塵器除塵效率高，能滿足嚴(yán)格的煙塵排放要求。2.二氧化硫控制方案對(duì)于中低硫煤，可采用石灰石石膏濕法脫硫工藝。該工藝脫硫效率高，技術(shù)成熟，運(yùn)行穩(wěn)定。在吸收塔內(nèi)，二氧化硫與石灰石漿液反應(yīng)生成亞硫酸鈣，再氧化生成硫酸鈣（石膏），從而達(dá)到脫硫目的。3.氮氧化物控制方案采用選擇性催化還原（SCR）法脫硝。SCR法在催化劑作用下，利用氨作為還原劑將氮氧化物還原為氮?dú)夂退?，脫硝效率高，能有效降低氮氧化物排放。（三）設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算1.旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口尺寸。根據(jù)處理風(fēng)量$Q$和進(jìn)口氣速$v_1$（一般取[具體值]m/s），進(jìn)口截面積$A_1=\frac{Q}{v_1}$，進(jìn)而確定進(jìn)口直徑$D_1$。計(jì)算旋風(fēng)除塵器的筒體直徑$D$、高度$H$、錐體高度$H_2$等尺寸。通過相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式和計(jì)算方法確定這些參數(shù)，以保證旋風(fēng)除塵器的除塵效率。核算旋風(fēng)除塵器的壓力損失$\DeltaP$，計(jì)算公式為$\DeltaP=\xi\frac{\rhov_1^2}{2}$（其中$\xi$為阻力系數(shù)，根據(jù)旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)和尺寸確定，$\rho$為煙氣密度）。2.布袋除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)處理風(fēng)量$Q$和過濾風(fēng)速$v_f$（一般取[具體值]m/min），計(jì)算過濾面積$A$，$A=\frac{Q}{60v_f}$。確定布袋除塵器的濾袋數(shù)量$n$和尺寸。根據(jù)過濾面積和濾袋的規(guī)格（如直徑、長(zhǎng)度）計(jì)算濾袋數(shù)量，濾袋尺寸要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。計(jì)算布袋除塵器的壓力損失$\DeltaP$，包括清潔濾袋壓力損失$\DeltaP_0$和粉塵層壓力損失$\DeltaP_d$，$\DeltaP=\DeltaP_0+\DeltaP_d$。3.石灰石石膏濕法脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定脫硫塔的類型和尺寸。選擇噴淋塔作為脫硫塔，根據(jù)處理煙氣量和液氣比等參數(shù)計(jì)算脫硫塔的直徑和高度。計(jì)算石灰石漿液的消耗量。根據(jù)二氧化硫脫除量和石灰石的有效成分含量等因素，確定每小時(shí)石灰石漿液的用量。設(shè)計(jì)漿液循環(huán)系統(tǒng)，包括漿液循環(huán)泵的選型。根據(jù)脫硫塔的流量和揚(yáng)程要求選擇合適的漿液循環(huán)泵。4.SCR脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定催化劑的類型和用量。根據(jù)脫硝效率和煙氣流量等參數(shù)選擇合適的催化劑，計(jì)算催化劑的體積。設(shè)計(jì)氨儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)。包括液氨儲(chǔ)罐的選型和氨氣蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)，以保證氨氣的穩(wěn)定供應(yīng)。核算SCR反應(yīng)器的尺寸，根據(jù)煙氣流量和停留時(shí)間等要求確定反應(yīng)器的長(zhǎng)度、寬度和高度。（四）煙囪設(shè)計(jì)1.根據(jù)大氣擴(kuò)散計(jì)算結(jié)果，確定煙囪的高度。煙囪高度要滿足污染物排放的擴(kuò)散要求，避免對(duì)周圍環(huán)境造成不良影響。采用大氣擴(kuò)散模型（如高斯擴(kuò)散模型）計(jì)算在不同氣象條件下污染物的落地濃度，根據(jù)排放要求確定煙囪高度。2.計(jì)算煙囪的出口內(nèi)徑。根據(jù)煙氣排放速度$v_s$和處理煙氣量$Q$，煙囪出口截面積$A_s=\frac{Q}{v_s}$，進(jìn)而確定煙囪出口內(nèi)徑$d_s$。（五）設(shè)計(jì)結(jié)果匯總與分析1.將各類大氣污染控制設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果整理成表格形式，包括設(shè)備名稱、尺寸、處理能力、效率、壓力損失等。2.分析設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿足污染物排放要求。對(duì)各污染物的排放濃度進(jìn)行核算，若不滿足要求，分析原因并提出改進(jìn)措施。3.對(duì)整個(gè)大氣污染控制工程的投資和運(yùn)行成本進(jìn)行初步估算。投資包括設(shè)備購置、安裝、土建等費(fèi)用，運(yùn)行成本包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等。五、設(shè)計(jì)成果要求1.設(shè)計(jì)說明書包括課程設(shè)計(jì)的目的、原始資料、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總與分析等內(nèi)容，要求條理清晰，計(jì)算過程詳細(xì)，分析準(zhǔn)確。字?jǐn)?shù)不少于[具體字?jǐn)?shù)]。2.設(shè)計(jì)圖紙繪制大氣污染控制工程的工藝流程圖，標(biāo)注各設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格和主要工藝參數(shù)。根據(jù)需要繪制部分關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、脫硫塔、SCR反應(yīng)器等，標(biāo)注主要尺寸。3.計(jì)算表格整理各類設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算過程中的數(shù)據(jù)表格，如旋風(fēng)除塵器計(jì)算表、布袋除塵器計(jì)算表、脫硫系統(tǒng)計(jì)算表、SCR脫硝系統(tǒng)計(jì)算表、煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算表等，表格內(nèi)容要完整、準(zhǔn)確。六、設(shè)計(jì)總結(jié)通過本次大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)工業(yè)鍋爐的大氣污染控制有了全面深入的了解。從燃燒過程分析到污染物生成量計(jì)算，再到大氣污染控制方案的選擇與設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，最后進(jìn)行煙囪設(shè)計(jì)和結(jié)果分析，整個(gè)過程培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了運(yùn)用所學(xué)的大氣污染控制理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題，掌握了各類大氣污染控制設(shè)備的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算技巧。同時(shí)，通過對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的分析和總結(jié)，學(xué)生也認(rèn)識(shí)到了大氣污染控制工程的重要性以及在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮的各種因素，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過程中，也遇到了一些問題和挑戰(zhàn)。例如，在選擇大氣污染控制方案時(shí)，需要綜合考慮多種因素，如污染物排放要求、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)可行性等，經(jīng)過反復(fù)比較和論證才能確定最優(yōu)方案。在設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算中，部分參數(shù)的選取需要參考大量的工程資料和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何準(zhǔn)確合理地