大氣污染控制工程課程設計?一、課程設計目的大氣污染控制工程課程設計是大氣污染控制工程課程教學的重要實踐環節。通過課程設計，學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備的設計計算方法，培養學生運用所學知識解決實際工程問題的能力，提高學生的工程設計素養和創新思維，為今后從事大氣污染控制工程領域的工作或進一步深造打下堅實的基礎。二、設計題目某城市一工業鍋爐大氣污染控制設計三、設計原始資料1.鍋爐基本參數鍋爐型號：[具體型號]額定蒸發量：[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]低位發熱量：[具體熱值]kJ/kg2.氣象資料當地年平均風速：[X]m/s當地主導風向：[風向名稱]大氣穩定度分類：[穩定度類別，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、設計內容與步驟（一）燃燒過程分析與污染物生成量計算1.根據燃料種類和鍋爐參數，計算燃料燃燒所需的空氣量。對于煤炭燃燒，采用理論空氣量計算公式：$V^0=0.0889C+0.265H0.0333O$（其中$C$、$H$、$O$分別為燃料中碳、氫、氧的質量分數）。考慮到過量空氣系數，實際空氣量$V=\alphaV^0$，$\alpha$一般取[具體值]。2.計算燃燒過程中煙塵、二氧化硫和氮氧化物的生成量。煙塵生成量：根據煤的灰分含量和燃燒效率等因素估算。假設煤的灰分含量為$A$，燃燒效率為$\eta$，則煙塵生成量$G_d=A\timesB\times(1\eta)$，其中$B$為鍋爐每小時的燃料消耗量。二氧化硫生成量：根據煤中硫的含量計算。若煤中硫的質量分數為$S$，則二氧化硫生成量$G_{SO_2}=2\timesS\timesB\times(1\eta)$。氮氧化物生成量：采用經驗公式估算。對于煤粉爐，$G_{NO_x}=1.56\timesB\times(\frac{N}{100}+0.000938)$（其中$N$為燃料中氮的質量分數）。（二）大氣污染控制方案選擇1.煙塵控制方案考慮采用旋風除塵器作為預處理設備。旋風除塵器具有結構簡單、造價低、維護方便等優點，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備。布袋除塵器除塵效率高，能滿足嚴格的煙塵排放要求。2.二氧化硫控制方案對于中低硫煤，可采用石灰石石膏濕法脫硫工藝。該工藝脫硫效率高，技術成熟，運行穩定。在吸收塔內，二氧化硫與石灰石漿液反應生成亞硫酸鈣，再氧化生成硫酸鈣（石膏），從而達到脫硫目的。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氣和水，脫硝效率高，能有效降低氮氧化物排放。（三）設備設計計算1.旋風除塵器設計計算確定旋風除塵器的進口尺寸。根據處理風量$Q$和進口氣速$v_1$（一般取[具體值]m/s），進口截面積$A_1=\frac{Q}{v_1}$，進而確定進口直徑$D_1$。計算旋風除塵器的筒體直徑$D$、高度$H$、錐體高度$H_2$等尺寸。通過相關經驗公式和計算方法確定這些參數，以保證旋風除塵器的除塵效率。核算旋風除塵器的壓力損失$\DeltaP$，計算公式為$\DeltaP=\xi\frac{\rhov_1^2}{2}$（其中$\xi$為阻力系數，根據旋風除塵器的結構和尺寸確定，$\rho$為煙氣密度）。2.布袋除塵器設計計算根據處理風量$Q$和過濾風速$v_f$（一般取[具體值]m/min），計算過濾面積$A$，$A=\frac{Q}{60v_f}$。確定布袋除塵器的濾袋數量$n$和尺寸。根據過濾面積和濾袋的規格（如直徑、長度）計算濾袋數量，濾袋尺寸要根據實際情況合理選擇。計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設計計算確定脫硫塔的類型和尺寸。選擇噴淋塔作為脫硫塔，根據處理煙氣量和液氣比等參數計算脫硫塔的直徑和高度。計算石灰石漿液的消耗量。根據二氧化硫脫除量和石灰石的有效成分含量等因素，確定每小時石灰石漿液的用量。設計漿液循環系統，包括漿液循環泵的選型。根據脫硫塔的流量和揚程要求選擇合適的漿液循環泵。4.SCR脫硝系統設計計算確定催化劑的類型和用量。根據脫硝效率和煙氣流量等參數選擇合適的催化劑，計算催化劑的體積。設計氨儲存和供應系統。包括液氨儲罐的選型和氨氣蒸發器的設計，以保證氨氣的穩定供應。核算SCR反應器的尺寸，根據煙氣流量和停留時間等要求確定反應器的長度、寬度和高度。（四）煙囪設計1.根據大氣擴散計算結果，確定煙囪的高度。煙囪高度要滿足污染物排放的擴散要求，避免對周圍環境造成不良影響。采用大氣擴散模型（如高斯擴散模型）計算在不同氣象條件下污染物的落地濃度，根據排放要求確定煙囪高度。2.計算煙囪的出口內徑。根據煙氣排放速度$v_s$和處理煙氣量$Q$，煙囪出口截面積$A_s=\frac{Q}{v_s}$，進而確定煙囪出口內徑$d_s$。（五）設計結果匯總與分析1.將各類大氣污染控制設備的設計參數和計算結果整理成表格形式，包括設備名稱、尺寸、處理能力、效率、壓力損失等。2.分析設計結果是否滿足污染物排放要求。對各污染物的排放濃度進行核算，若不滿足要求，分析原因并提出改進措施。3.對整個大氣污染控制工程的投資和運行成本進行初步估算。投資包括設備購置、安裝、土建等費用，運行成本包括電費、藥劑費、維護費等。五、設計成果要求1.設計說明書包括課程設計的目的、原始資料、設計內容與步驟、設計結果匯總與分析等內容，要求條理清晰，計算過程詳細，分析準確。字數不少于[具體字數]。2.設計圖紙繪制大氣污染控制工程的工藝流程圖，標注各設備名稱、型號、規格和主要工藝參數。根據需要繪制部分關鍵設備的結構示意圖，如旋風除塵器、布袋除塵器、脫硫塔、SCR反應器等，標注主要尺寸。3.計算表格整理各類設備設計計算過程中的數據表格，如旋風除塵器計算表、布袋除塵器計算表、脫硫系統計算表、SCR脫硝系統計算表、煙囪設計計算表等，表格內容要完整、準確。六、設計總結通過本次大氣污染控制工程課程設計，學生對工業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算，再到大氣污染控制方案的選擇與設備設計計算，最后進行煙囪設計和結果分析，整個過程培養了學生的工程實踐能力和創新思維。在設計過程中，學生學會了運用所學的大氣污染控制理論知識解決實際工程問題，掌握了各類大氣污染控制設備的設計方法和計算技巧。同時，通過對設計結果的分析和總結，學生也認識到了大氣污染控制工程的重要性以及在實際應用中需要考慮的各種因素，為今后從事相關領域的工作積累了寶貴的經驗。在設計過程中，也遇到了一些問題和挑戰。例如，在選擇大氣污染控制方案時，需要綜合考慮多種因素，如污染物排放要求、經濟性、技術可行性等，經過反復比較和論證才能確定最優方案。在設備設計計算中，部分參數的選取需要參考大量的工程資料和經驗數據，如何準確合理地