某车间气体净化系统中烟囱的设计

济南大学课程设计用纸1设计题目：某车间气体净化系统中烟囱的设计一、课程设计原始资料甲苯浓度500mg/m3,允许的排风速度最大1.5m/s；车间有3个，相距5m。车间平均温度：25℃允许罩内最大负压：25Pa；允许压力损失：1000pa按中国(GB16297-1996)大气污染物综合排放标准最高允许浓度排放环境温度：-9℃当地气压：100KPa净化系统布置场地在车间北侧20-25米以内二、课程设计应完成的工作1、根据排气量以及当地气候条件等数据确定烟气出口速、烟囱高度，直径；2、选择风机；3、完成风机、烟囱的位置及管道布置4、按照工程制图要求绘制一张烟囱和系统A3图。目录1.绪论…………………………………………………………………………1济南大学济南大学课程设计用纸21.1烟囱的作用……………………………………………………………..31.2烟囱的分类................................................................................................31.3烟囱的防腐................................................................................................51.4烟囱的材料................................................................................................71.5烟囱设计的一般原则................................................................................81.6烟囱的设计目的及要求.............................................................................81.6.1设计目的.............................................81.6.2设计要求.............................................92.除尘系统设计的原始资料………………………………………………93烟囱设计计算………………………………………………………………103.1烟囱出口处烟气速度的计算...................................................................103.2烟囱内径与烟囱高度的计算...................................................................114.烟气设计中的几个问题：…………………………………………………….95.风机的选择……………………………………………………………….135.1通风机风量..............................................................................................145.2通风机风压..............................................................................................155.3选型..........................................................................................................15型号.................................................................................................................166.课程设计小结………………………………………………………………..16参考文献..........................................................................................................17某车间气体净化系统中烟囱的设计济南大学课程设计用纸31.绪论甲苯是有机化工的重要原料，但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比，目前的产量相对过剩。一些车间在生产中会制造大量的甲苯，对环境造成一些潜在的威胁。甲苯的危险性具体体现为：健康危害：对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。急性中毒：短时间内吸入较高浓度该品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。慢性中毒：长期接触可发生神经衰弱综合征，肝肿大，女工月经异常等。皮肤干燥、皲裂、皮炎。环境危害：对环境有严重危害，对空气、水环境及水源可造成污染。燃爆危险：该品易燃，具刺激性。1.1烟囱的作用在于使其根部产生足够吸力，克服焦炉加热系统阻力（包括分烟道阻力）和下降气流段热浮力，从而使炉内废气排出，空气吸入。炉内上升气流热浮力则有助于气体流动和废气排出。烟囱根部吸力靠烟囱内热废气的浮力产生，其值由烟囱高度和热废气与大气的密度差决定。烟囱的工艺设计主要是根据加热系统的阻力和浮力值确定根部需要的吸力值，并据此计算烟囱高度和直径。1.2烟囱的分类一般有砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。1、钢烟囱（steelchimney）:钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地；但耐腐蚀性差，需经常维护。钢烟囱按其结构可分为拉线式、自立式和塔架式。拉线式钢烟囱。耗钢量小,但拉线占地济南大学课程设计用纸4面积大,宜用与高度不超过50米的烟囱。自立式钢烟囱。一般上部呈圆柱、下部呈圆截锥形,筒壁钢板厚6～12毫米，建造高度不超过120米。塔架式钢烟囱。与塔架式排气塔相似,整体刚度大,常用与高度超过120米的高烟囱。塔架式钢烟囱由塔架和排烟管组成，塔架是受力结构，平面呈三角形或方形。塔架内可以设置一个或几个排烟管。自立式钢烟囱（self-supportingsteelchimney）：筒身在不加任何附加受力支撑条件下，与基础一起构成一个稳定结构的钢烟囱。拉索式钢烟囱（guyedsteelchimney）：筒身与拉索共同组成稳定体系的钢烟囱。塔架式钢烟囱（framedsteelchimney）：筒身与塔架共同组成稳定体系的钢烟囱。2、钢筋混凝土烟囱（reinforcedconcretechimney）：多用与高度超过50米的烟囱。其优点是抗风、抗震性能好，施工简便，维修量小。外形为圆截锥形，沿高度有几个不同的坡度，坡度变化范围为0～10％。筒壁厚度约为140～800毫米,混凝土标号为200～300号。钢筋混凝土烟囱按内衬布置方式的不同，可分为单筒式、双筒式和多筒式。单筒式烟囱。内衬紧靠外筒，并将内衬和保温层直接支承与外筒壁向内挑出的环形挑头上。其特点是结构简单、造价低，但应注意外筒的防护，免受烟气侵蚀。双筒式烟囱。内衬筒与外筒完全分开，两筒间留有较宽的通风检修通道。内衬筒可以分段支承与外筒壁上，也可以做成独立自承重形式。其特点是外筒壁基本上不受烟气的温度作用和烟气的侵蚀。多筒式烟囱。用在多台锅炉合用一个烟囱并要求烟囱顶部烟气的出口流速基本保持不变的情况。一般每台锅炉设置一个排烟管。排烟管分段支承与各层平台上，也可全部直接支承与基础上。3、砖烟囱（brickchimney）：高度一般不超过50米,多数呈圆截锥形,外表面坡度约为2.5％,筒壁厚度约为240～740毫米，用普通黏土砖和水泥石灰砂浆砌筑。为防止外表面产生温度裂缝,筒身每隔1.5米设一道预应力扁钢环箍或在水平砖缝中配置环向钢筋。位与地震区的砖烟囱，筒济南大学课程设计用纸5壁内尚须加配纵向钢筋。为减少现场砌筑工作量，可采用尺寸较大的组合砌块、石块、耐热混凝土砌块砌筑。烟囱也可分为：单筒式烟囱（singletubechimney）：内衬分段支承在筒壁上的普通烟囱。套筒式烟囱（tube-in-tubechimney）：筒壁内设置一个排烟筒的烟囱。多管式烟囱（multi-fluechimney）：两个或多个排烟筒共用一个筒壁或塔架组成的烟囱。1.3烟囱的防腐为了解决湿烟囱的防腐问题,必须寻求一种耐酸防腐、耐温变强、耐高温同时耐磨附着力又好的材料。相关数据表明，为了解决这一难题，各厂家先后采用了增设钢内筒加钛板防腐、在混凝土烟囱内加装钢排烟筒、钢排烟囱内用聚脲弹性体防腐、在耐火砖上喷涂耐火胶泥、采用轻型耐酸浇注料进行整体浇注等方法，均未得到行业的一致认可。1、ZS-1041烟气防腐涂料与传统的聚脲、泡沫玻璃砖、玻璃鳞片、OM涂料或胶泥不同，它耐温幅度高，涂层轻盈、使用寿命长，耐久性好，损坏的涂层可以方便地进行修补。在制备、涂装和形成涂层过程中对环境无污染。①、烟囱防腐涂料涂层有优良的耐化学腐蚀特别是冷凝硫酸腐蚀的能力；②、烟囱防腐涂料与钢基体有非常好的粘结力。③、烟囱防腐涂料涂层有非常高的抗水蒸汽渗透性能；④、烟囱防腐涂料涂层还有较高的抗挠曲性及热膨胀抗变性，能抵抗钢烟囱虽经加固但仍不可避免的运行中振动；济南大学课程设计用纸6⑤、烟囱防腐涂料涂层有优异的耐高温和耐温度急变的性能，可满足长期工作温度在45-600℃之间波动，短期运行温度800℃，保护动作温度850℃。2、玻璃钢(FRP)①由于玻璃钢化学腐蚀而且造价比高镍合金低，所以许多湿法脱离系统装置使用玻璃钢已取得了很好的效果，根据国外资料介绍，玻璃钢已在湿法脱硫系统以下方面获得了成功的应用：吸收塔塔体，石灰溶解槽，集液器，除雾器，浆液输送管道，烟道，烟囱。②由于玻璃钢内表光滑，不易积垢，耐磨耐酸，所以在流速很高及颗粒物浓度较高的区域通常都有比较好的效果。玻璃钢系列的防腐材料在国内市场上比较常见的有:环氧树脂，改性的有OM特种防腐涂料。3、橡胶在国内市场上比较常见的有硅橡胶，聚脲，但该产品不耐高温，防水防酸性能极好，不利于燃煤机组长时间直排。4、玻璃磷片由于玻璃鳞片的主要填充材料是SiO2，其耐温性，耐酸性极好，在市场上比较常见的有：泡沫玻璃砖和玻璃鳞片。5、耐酸胶泥。①用途：用于湿法脱硫耐酸砖内筒烟囱内衬防腐。涂层耐温性及耐酸性能好、附着力强、使用寿命长（20年以上），可以承受高低温烟气的长期冲刷和急热急冷工况下的长期作用，是湿法FGD后排放净烟气的烟囱内衬防腐的专用涂料材料。②特性：KY2耐酸胶泥涂料是以优质高硅粉、分散剂、固定剂以及细粒料等为原料，按一定比例科学配制而成，它具有以下优良特性：优良的耐化学介质，耐高温湿态腐蚀性气体性能；极低的水蒸气渗透率、硬化收缩率低、线膨胀系数低；能承受高低温烟气的长期冲刷和急热急冷之工况；极佳的耐磨性；良好的粘接性；常温硬化，成型施工简单、修补容易。济南大学课程设计用纸71.4烟囱的材料1、砖石①砖烟囱筒壁的材料应按下列规定采用：烧结普通黏土砖强度等级不应低于MU10，水泥石灰混合砂浆强度等级不应低于M5。②石砌基础的材料应采用未风化的天然石材。③规范中给出了砖砌体在温度作用下的抗压强度设计值和弹性模量，若不考虑温度的影响，可按国家标准《砌体结构设计规范》（GB50003）的规定采用。2、混凝土①钢筋混凝土烟囱筒壁用的混凝土宜采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制，强度等级不应低于C25；水灰比不宜大于0.5，每立方米混凝土水泥用量不应超过450kg；混凝土的骨料应坚硬致密，粗骨料宜采用玄武岩、闪长岩、花岗岩、石灰岩等破碎的碎石或河卵石，细骨料宜采用天然砂；粗骨料粒径不应超过筒壁厚度的1/5和钢筋净距的3/4，同时最大粒径不应超过60mm。②基础及烟道的混凝土强度等级按下列