大气污染控制工程课程设计如何优化？

《大气污染控制工程》课程设计指导方案

课程设计目的与意义

本课程设计是《大气污染控制工程》课程的重要实践环节，旨在通过一个完整的工程设计流程，综合运用课程所学的理论知识，解决一个具体的工业大气污染问题,其主要目的和意义如下：

1. 巩固理论知识：将课堂上学的大气污染控制技术（如除尘、脱硫、脱硝、VOCs治理等）的原理、特点、适用范围及设计计算方法应用于实际工程。
2. 培养工程能力：训练学生查找技术资料、进行方案比选、工艺设计、设备选型、技术经济分析和撰写工程报告的能力。
3. 建立系统思维：理解一个完整的废气处理系统是如何构成的，各单元设备之间如何协同工作，并考虑系统的整体性能、稳定性和可靠性。
4. 强化规范意识：熟悉国家及行业相关的环保法规、排放标准和设计规范,使设计成果具有合规性和可实施性。
5. 激发创新精神：在满足基本要求的前提下，鼓励学生探索更高效、更经济、更环保的新型技术或组合工艺。

课程设计基本要求

1. 选题：通常由指导教师指定，或学生在给定范围内自选,题目应具有一定的代表性和工程背景，

   
   • 某燃煤电厂烟气脱硫脱硝除尘系统设计
   • 某化工厂酸性废气（如H₂S, SO₂）处理系统设计
   • 某汽车涂装车间VOCs废气治理方案设计
   • 某水泥厂窑尾废气除尘脱硫系统设计
   • 某生物质锅炉烟气净化系统设计

2. ：必须包含以下核心部分：

   • 设计任务分析：明确废气来源、成分、风量、温度、浓度等关键参数。
   • 排放标准确定：查找并明确项目需要执行的国家或地方排放标准。
   • 处理方案比选与确定：至少提出2种可行的技术方案，从技术可行性、经济合理性、运行管理难度等方面进行论证,最终确定一种最优方案。
   • 工艺流程设计：绘制详细的工艺流程图,并说明各单元的功能和连接关系。
   • 工艺计算：进行详细的物料衡算和热量衡算,确定主要设备的处理负荷和关键尺寸。
   • 主要设备选型与设计：
     • 选型：根据计算结果，选择风机、吸收塔、吸附器、除尘器等核心设备的型号和规格。
     • 设计：对至少1-2个核心设备（如吸收塔、吸附床）进行详细的工艺设计，计算其主要结构尺寸（如塔径、塔高、填料高度等）。
   • 平面布置与高程布置：绘制处理车间的平面布置图和高程布置图，考虑设备间距、管道走向、检修空间和安全规范。
   • 技术经济分析：估算项目的总投资和运行成本（包括电费、水费、药剂费、人工费、维护费等）,进行简单的经济性评价。
   • 结论与建议：总结设计成果，指出设计的优点和可能存在的问题,并提出改进建议。

3. 成果提交：

   • 设计计算书：一份完整的Word或PDF文档，包含上述所有设计内容、详细计算过程、数据来源和参考文献。
   • 设计图纸：
     • 工艺流程图
     • 主要设备结构图（如吸收塔）
     • 处理车间平面布置图
     • 处理车间高程布置图
   • 答辩PPT：用于最终成果汇报和答辩。

课程设计流程与时间安排（示例）

一个为期2-3周的课程设计可按以下阶段进行：

设计报告（计算书）结构模板

封面

• 课程名称、设计题目、学院、专业、班级、姓名、学号、指导教师、完成日期
• 简要介绍设计背景、目的、采用的主要技术、主要设计内容和结论。

目录

第一章 设计任务概述 1.1 项目背景与来源 1.2 废气特性分析（风量、温度、压力、污染物成分及浓度） 1.3 设计依据与排放标准（列出具体标准号和限值）

第二章 处理方案比选与确定 2.1 方案一：[石灰石-石膏湿法脱硫 + SCR脱硝 + 布袋除尘] 2.1.1 工艺原理 2.1.2 工艺流程 2.1.3 优缺点分析 2.2 方案二：[半干法脱硫 + SNCR脱硝 + 电袋复合除尘] 2.2.1 工艺原理 2.2.2 工艺流程 2.2.3 优缺点分析 2.3 方案比选与确定

• 制作对比表格，从处理效率、投资成本、运行成本、技术成熟度、占地面积、副产物等方面进行综合比较。
• 确定最终方案,并详细说明选择理由。

第三章 工艺流程设计 3.1 工艺流程说明

• 详细描述从废气进口到净化气体排放的整个流程，说明每个单元设备的作用和操作条件。 3.2 工艺流程图
• 绘制清晰的工艺流程图，标注主要设备、管道、阀门、测点等。

第四章 工艺计算 4.1 物料衡算

• 以污染物（如SO₂, NOx, 粉尘）为对象,计算各单元的进出口浓度和流量。
• 计算所需吸收剂/吸附剂/反应剂的用量。 4.2 热量衡算（如需要）
• 计算系统中的热量变化，用于确定是否需要降温或加热设备。 4.3 主要设备工艺计算与选型
• 除尘器：根据处理风量和浓度，计算总过滤面积，选择布袋除尘器的过滤风速、滤袋数量、尺寸等。
• 吸收塔/吸附器：根据传质单元数或传质单元高度法计算塔径和塔高；确定液气比、喷淋密度等。
• 反应器：计算反应停留时间,确定反应器体积和尺寸。
• 风机：根据系统总风量和总阻力（沿程阻力+局部阻力+设备阻力）选择风机的型号和电机功率。

第五章 主要设备设计

• 选择一个核心设备（如吸收塔）进行详细的结构设计。
• 绘制该设备的结构图，标注尺寸，并说明设计依据（如塔体材料、填料选择、分布器设计、除雾器选型等）。

第六章 车间布置设计 6.1 平面布置图

• 绘制处理车间的平面布置图，合理布置设备、操作平台、控制室、配电室等。
• 考虑设备间距、检修通道、安全距离等。 6.2 高程布置图
• 绘制处理系统的高程布置图,确定各设备的高度和相对位置。
• 考虑重力流、管道坡度、风机位置等。

第七章 技术经济分析 7.1 投资估算

• 设备购置费、安装工程费、建筑工程费、其他费用等。 7.2 运行成本估算
• 年运行成本 = 电费 + 水费/药剂费 + 人工费 + 维护费 7.3 经济性评价
• 可进行简单的投资回报期或处理单位污染物成本分析。

第八章 结论与建议 8.1 设计总结

• 概括设计完成的主要工作和达到的指标。 8.2 问题与展望
• 指出本设计中存在的不足或可以优化的地方,并提出未来的改进方向。

参考文献

• 列出所有引用的书籍、期刊、标准、网页等。

致谢

常用参考资料

1. 教材：《大气污染控制工程》（宁平、郝吉明、马广大等版本）
2. 设计手册：《三废处理工程技术手册》（大气卷）、《化工工艺设计手册》、《除尘设备设计手册》
3. 标准规范：
   • 《大气污染物综合排放标准》(GB 16297)
   • 《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223)
   • 《工业窑炉大气污染物排放标准》(GB 9078)
   • 《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822)
   • 相关行业污染物排放标准
4. 网络资源：
   • 国家生态环境部官网
   • 各大环保设备制造商官网（如龙净环保、菲达环保等）的技术资料 *知网、万方等学术数据库

希望这份详细的指导方案能帮助你顺利完成《大气污染控制工程》的课程设计！祝你设计顺利！

标签： 多技术耦合 全流程模拟 绿色低碳