大气污染控制工程课程设计
则u?3?(500.15)?3.83m/s 10?H=2?(1.5vs?d?0.01Qh) （3-65）
u2?(1.5?10?0.01?51.32)?8.1m
3.83?H——烟气抬升高度，m
?H?有效源高：H?Hs??H?50?8.1?58.1m （3-66）
Q?C0(1??)QV （3-67）
Q——SO2排放量，mg/s
C0——烟气中SO2浓度，mg/m3 ?——吸收塔中SO2去除效率，取90%
4300Q?3000?(1?90%)??358mg/s
3600地面轴线最大浓度：
2Q?z （3-68） ?max=2?ueH?y?zx?xmax?H58.1??41.4m 22距离x=200m处，?z=35.8m，?y=20.5m
?max?2?358?35.83?0.0513mg/m 23.14?3.83?2.718?58.1?20.5根据国家规定二级标准0.0513mg/m3<0.06mg/m3[2]，（与二级标准接近，烟囱高度合理）可以排放。烟囱高度满足需要。 烟囱底部直径d1：
d1?d2?2?i?Hs （3-69）
i——烟囱锥度，取0.02
d1?0.42?2?0.02?50?2.42m，取2.5m。
3.7填料塔的计算
3.7.1填料塔的相关计算
（1）填料塔参数的确定：
25
大气污染控制工程课程设计
填料的选择要具备以下要求：
单位体积填料的比表面积尽量要大；气液接触的自由体积尽量大；气体阻力小，即孔隙率要大，一般在0.45到0.95之间；重量要轻，机械强度大，堆积密度小，且耐腐蚀，稳定性好，价格便宜，容易得到，有良好的润湿性，尺寸适当，通常不应长于塔径的0.1到0.125倍。[4]
综合考虑到烟气中含有的二氧化硫，烟尘等物质的性质，因此选用陶瓷鲍尔环填料。
表3-7 填料选择结果
陶瓷矩鞍乱推 填料直径do 比表面积? 孔隙率? 堆积密度?B 填料因子?
单位 mm
数值 20 120 0.67 643 130
m2/m3 m3/m3
Kg/m3
m?1
填料参数为：?=130m?1，?=120m2/m3。 （2）泛点气速uf的计算：
本设计采用质量分数为5%的NaOH溶液为吸收液（参数近视取水的物理参数）。
取液气比为：
L?2.5 GWLWM?LLM因为?L，即L?L （3-70）
WGWGMm?GGMm则
WL18??2.5?1.55， WG29WL?G0.51.340.5?()?1.55?()?0.567 WG?L1000所以
uf2???G查埃克特通用关联图可知：（3-71） ???L2=0.179
g?L吸收液温度为20℃：
?L=1mPa·s
26
大气污染控制工程课程设计
?=
?S=1 ?L0.179?1000?9.8=3.17m/s
130?1?1.34?10.2可得uf=（3）操作气速u的计算：
u?0.5uf
u?0.5?3.17?1.6m/s
（4）塔径的计算： 流量Q?4247.8m3/h 填料塔塔径：
D＝D＝４Q ?u４Q4?4250??0.97m ?u3600?3.14?1.6圆整D=1m
（5）利用圆整后塔径重新计算操作气速：
u?4?4250?1.5m/s
3.14?1?3600（6）校核填料直径与塔径之比：
do20?0.002?0.1，符合要求。 D1000（7）校核填料塔喷淋密度的计算：
当填料do?75mm时，填料的最小润湿率(MWR)为0.08m3/(m2?h)，最小喷淋量为：
Lmin?(MWR)?? （3-72）
Lmin?0.08?120?9.6m3/m2?h
（8）除硫效率的计算：
0.0513??1??99.998%?90%满足条件，可以达标。
3000（9）填料层高度的确定：
由设计资料可知：kGa?144kmol/m3?h?atm kLa?0.7h-1 当地大气压取P=101.325KPa=1atm 1Kg煤燃烧产生的SO2的体积：
27
大气污染控制工程课程设计
VSO223400?22.4?10?33??0.0105m/Kg 350?100.0105?0.00515 2.04入塔气体中污染物体积含量y2?y?出塔气体中污染物体积含量y1?0.358?22.4?10?3?0.0001253 64则入塔气体中污染物的分压：PA2?Py2?0.00515?1atm=0.00515atm 出塔气体中污染物的分压：PA1?Py1?0.0001253?1atm=0.0001253atm 吸收液中活性组分的临界浓度：
k144 CKP?bGaPA?2?PA?411.43PA （3-73）
kLa0.7CKL1?411.43PA1
填料塔液相入口的临界浓度：
CKL1?411.43?0.0001253?0.052kmol/m3
填料塔液相出口的临界浓度：
CKL2?411.43PA2?411.43?0.00515?2.118kmol/m3
液相进口处活性组分的浓度：
0.010522.4?10?3?1000 40CB1??12.09kmol/m31.551000?55.556kmol/m3 18液相总浓度：CT?由物料平衡式知：
GL (PA2?PA1)??(CB2?CB1) （3-74）
PbCT可得：即?bC(P?PA1)L=2.5 ??TA2GP(CB2?CB1)2?55.556?(0.0515?0.0001253)?2.5
1?(CB2?12.09)解得：CB2?14.37kmol/m3
因为CKP1?CB1，CKP2?CB2所以塔中反应为界面反应。
28
大气污染控制工程课程设计
30℃时气体的摩尔体积：
V3022.4? 273273?30所以V30=24.86L/mol 气体的摩尔流率G：
QVG?302 （3-75）
?D44250G?24.862?217.8kmol/(m2?h)
3.14?14液体摩尔流率L：
L?2.5G?2.5?217.8?544.5kmol/(m2?h) 填料层高度：
Gh?PkGa?PA2PA1dPA （3-76） PA217.80.0515dPAh??9.103m取9.2m。 1?144?0.0001253PA（10）填料床层压降的计算：
2uf2???L23.17?130?11.34???L=??10.2?0.056
g?G9.81000由埃克特通用关联图查得填料塔选型：
?P?0.65467KPa/m=654.67Pa/m Z表3-8 填料塔尺寸
名称 塔径 处理气体量
塔高 进出气口尺寸 进出水口直径
单位 mm
数值 1000 4000~5400 9200 300 100
m3/h
mm mm mm
29