环境与生命科学系课程设计
《污染控制课程设计》
题 目 某啤酒厂麻石水膜除
学生姓名
学 号 XXXXXXXXXX
专 业 环境工程
班 级
指导教师 XXX
二0一一年十月
某啤酒厂麻石水膜除尘器工艺设计
麻石水膜除尘器又称花岗岩水膜除尘器。当用一般钢制湿式除尘器处理某些工业含尘气体时，这些含尘气体不仅含有粉尘粒子，而且还含有如SO2、NOx等有腐蚀性的气体，这些腐蚀性气体往往会使钢制湿式除尘器遭受腐蚀，使其使用寿命缩短。为了解决钢制湿式除尘器的化学腐蚀问题，常常采用在钢制湿式除尘器内涂装衬里，但在施工安装时较为麻烦。而采用厚度为200—300mm的麻石（花岗岩）砌成的麻石水膜除尘器则从根本上解决了除尘防腐的问题。用它处理含有SO2的锅炉烟气，寿命长达几十年，实际上可以认为是永久性的，该除尘器在锅炉烟气的净化中使用较广。
1概述
麻石水膜除尘器是一种利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化的净化设备。是一种应用广泛的湿式除尘器，主要用于工业锅炉和发电锅炉的烟气除尘，在烟气净化中发挥着非常重要的作用。能有效地脱除二氧化硫等有害气体，有利于减少二氧化硫对大气的污染，是中小型燃煤锅炉烟气净化、脱硫最理想的产品。
1.1麻石水膜除尘器的构造和工作原理
麻石水膜除尘器由圆筒体（麻石砌筑）、环形喷嘴（或溢流水槽）、水封锁气器、沉淀池等组成。当含尘烟气由圆筒下部烟道进口以16-23m/s的速度切向进入筒体，形成急剧上升的旋转气流，，同时含尘气体中的尘粒在离心力的作用下被甩到筒壁，被筒壁自上而下流动的水膜捕获后随水膜下流，经锥形灰斗，水封和排灰（水）沟冲至沉淀池，沉淀中和后，循环使用；净化后的烟气从除尘器的出口排出，经排气管、烟道、引风机后再由烟囱排入大气。
1.2麻石水膜除尘器的特点与存在问题
1.2.1麻石水膜除尘器的特点
良好的耐腐蚀性和耐磨性、经久耐用；不仅能净化抛煤机和燃煤炉烟气中的粉尘，而且还能净化煤粉炉和沸腾炉含尘浓度高的烟气；正常运转时，除尘效率高，一般可达90%左右；由于麻石水膜除尘器的主体材料为花岗岩，可以节省投资和钢材。
1.2.2麻石水膜除尘器存在的问题
采用安装环形喷嘴形成筒壁水膜，喷嘴易被烟尘堵塞；液气比大，含酸废水需处理后才能排放，不适宜处理急冷急热变化的除尘过程，处理烟气温度不超过100℃为宜。
1.3麻石水膜除尘器的性能及设计参数
2 设计计算说明书
2.1麻石水膜除尘器设计说明
2.1.1给水装置与供水方式
麻石水膜除尘器的筒体内壁上能否形成均匀、稳定的水膜，是保证除尘器性能的必要条件。而水膜的形成除了与筒体内烟气的旋转方向、旋转速度及上升速度有关外，供水的方式也是十分关键的因素。
若供水方式为环形喷嘴，这种方式的筒体结构简单，但在运转中喷嘴容易被堵塞和腐蚀，造成断水和喷射方向发生改变，同时各喷嘴的喷水量难以均匀，导致圆筒内壁四周水膜的不均匀而影响除尘效果，一般不采用。
若供水方式为内水槽溢流式，则基本消除了沿圆筒内壁四周水膜的不均匀和断水现象，但由于内水槽无法对水位进行控制，溢流水量随供水量的多少而变化，因而除尘效率很难稳定，一般也不采用。
若供水方式为外水槽溢流式，其原理是靠除尘器内外压差溢流供水，保持外水槽内的水位恒定，溢流的水压就为一恒定值，这就形成稳定的水膜。为了防止烟气带水现象，可在溢水口上沿设置挡水檐。
所以啤酒厂麻石水膜除尘器供水方式一般选择带挡水檐的外水槽溢流式。
2.1.2水封装置
水封装置包括锥形灰斗和水封池。当筒体内径小于1500mm时，锥形灰斗尽量做成整体。为了确保水封装置的可靠性，排灰水管和水封锁气器都要用耐腐蚀材料制作。排灰水管如采用麻石制作，则高度不超过500-600mm。
2.1.3烟气进口
为了防止烟气进入筒体时将进口截面的水膜吹散，在进口的上檐及非进口侧应设挡水檐，将进口截面这部分水膜引开。为了检查和疏通烟气进口处的堵灰现象，在烟气进口管的顶部及与烟气进口相对的圆筒壁上设置通灰口，在烟气进口管的侧壁上设置检修门，以便及时清除堵灰。
2.2麻石水膜除尘器设计计算
（1）假设该麻石水膜除尘器的型号为MCLS-1.75。
查得该麻石水膜除尘器的总高度H为12.78m，底部排灰装置高度H1为2.50m，通灰口至排灰装置的高度H2为1.375m，中部烟气进口区的高度H3为7.475m，上部集水区高度H4为1.307m。
（2）根据麻石水膜除尘器的主要构造尺寸：
MCLS-1.75型号的麻石水膜除尘器的烟气进口尺寸（b*h）为420*1300(mm);外径D1为1.75m。 因为采用厚度为200mm的麻石（花岗岩），所以麻石水膜除尘器的内径d1=D1-2*0.2=1.35m。
（3）因为直径大于2m 的麻石水膜除尘器入口的气速可采用22m/s，而小于2m的一般采用18m/s，所以该麻石水膜除尘器的入口气速选用18m/s。
根据入口气速与烟气进口面积求得:烟气量Q=A*v=b*h*18=0.42*1.30*18*3600=35380m/h.
3
图1 麻石水膜除尘器结构示意图
3设计原则
在节省投资的基础上，本着彻底解决啤酒厂内大气污染问题的目的，结合现场考察结果，本次设计力求考虑周全，形成完整的工艺流程和综合治理方案；选用麻石水膜除尘器处理啤酒生产排放的烟气经工程实践证明是行之有效的、技术经济效益明显、使用寿命长、管理方便、效果稳定的设备和处理构筑物；
结束语：
课程设计作为教学计划中最后一个综合性实践教学环节，其目的是培养我们如何综合运用所学的理论知识，同时也是我们对四年来所学知识和技能进行综合化、系统化、总结和深化过程。因而我从中收获了很多。
通过对大气污染控制工程课程的学习，掌握一定的大气污染控制技术原理。并结合对烟气问题的
处理，使我们在学习专业技术和主要专业课程的基础上，了解和掌握环境工程领域内主要设备设计的基本知识和方法，体验设备的具体设计过程。培养我们综合运用所学的环境工程领域的基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力，同时培养调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力，提高我们分析解决实际问题的能力。 致谢：
首先，感谢指导老师XXX老师，在我遇到难题时总是耐心的讲解，让我对麻石水膜除尘器有了更深一步的了解。其次，感谢我的同学们，查阅到文献时能共享，遇到困难时互相帮助，克服课程设计中的一个个难关，让我能顺利地完成这次的课程设计。在此，我衷心地向老师和同学们表示感谢！ 参考文献：
[1].周兴求.《环保设备设计手册》：大气污染控制设备.北京：化学工业出版社，2003.12:272-276.
[2].熊振湖.《大气污染防治技术及工程应用》：费学宁.池勇志.北京：机械工业出版社，2003.7:111-113.
[3].张殿印.《除尘工程设计手册》：王纯.北京：化学工业出版社，2003.6；238-244.
[4].王作遂.麻石水膜除尘器[J].明胶科学与技术，1982年，03期
[5].刘天齐.《三废处理工程技术手册-废气卷》：北京：化学工业出版社，1999.
[6].黄学敏.《大气污染控制工程实践教程》：北京：化学工业出版社教材出版中心，2003.
环境与生命科学系课程设计
《污染控制课程设计》
题 目 某啤酒厂麻石水膜除
学生姓名
学 号 XXXXXXXXXX
专 业 环境工程
班 级
指导教师 XXX
二0一一年十月
某啤酒厂麻石水膜除尘器工艺设计
麻石水膜除尘器又称花岗岩水膜除尘器。当用一般钢制湿式除尘器处理某些工业含尘气体时，这些含尘气体不仅含有粉尘粒子，而且还含有如SO2、NOx等有腐蚀性的气体，这些腐蚀性气体往往会使钢制湿式除尘器遭受腐蚀，使其使用寿命缩短。为了解决钢制湿式除尘器的化学腐蚀问题，常常采用在钢制湿式除尘器内涂装衬里，但在施工安装时较为麻烦。而采用厚度为200—300mm的麻石（花岗岩）砌成的麻石水膜除尘器则从根本上解决了除尘防腐的问题。用它处理含有SO2的锅炉烟气，寿命长达几十年，实际上可以认为是永久性的，该除尘器在锅炉烟气的净化中使用较广。
1概述
麻石水膜除尘器是一种利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化的净化设备。是一种应用广泛的湿式除尘器，主要用于工业锅炉和发电锅炉的烟气除尘，在烟气净化中发挥着非常重要的作用。能有效地脱除二氧化硫等有害气体，有利于减少二氧化硫对大气的污染，是中小型燃煤锅炉烟气净化、脱硫最理想的产品。
1.1麻石水膜除尘器的构造和工作原理
麻石水膜除尘器由圆筒体（麻石砌筑）、环形喷嘴（或溢流水槽）、水封锁气器、沉淀池等组成。当含尘烟气由圆筒下部烟道进口以16-23m/s的速度切向进入筒体，形成急剧上升的旋转气流，，同时含尘气体中的尘粒在离心力的作用下被甩到筒壁，被筒壁自上而下流动的水膜捕获后随水膜下流，经锥形灰斗，水封和排灰（水）沟冲至沉淀池，沉淀中和后，循环使用；净化后的烟气从除尘器的出口排出，经排气管、烟道、引风机后再由烟囱排入大气。
1.2麻石水膜除尘器的特点与存在问题
1.2.1麻石水膜除尘器的特点
良好的耐腐蚀性和耐磨性、经久耐用；不仅能净化抛煤机和燃煤炉烟气中的粉尘，而且还能净化煤粉炉和沸腾炉含尘浓度高的烟气；正常运转时，除尘效率高，一般可达90%左右；由于麻石水膜除尘器的主体材料为花岗岩，可以节省投资和钢材。
1.2.2麻石水膜除尘器存在的问题
采用安装环形喷嘴形成筒壁水膜，喷嘴易被烟尘堵塞；液气比大，含酸废水需处理后才能排放，不适宜处理急冷急热变化的除尘过程，处理烟气温度不超过100℃为宜。
1.3麻石水膜除尘器的性能及设计参数
2 设计计算说明书
2.1麻石水膜除尘器设计说明
2.1.1给水装置与供水方式
麻石水膜除尘器的筒体内壁上能否形成均匀、稳定的水膜，是保证除尘器性能的必要条件。而水膜的形成除了与筒体内烟气的旋转方向、旋转速度及上升速度有关外，供水的方式也是十分关键的因素。
若供水方式为环形喷嘴，这种方式的筒体结构简单，但在运转中喷嘴容易被堵塞和腐蚀，造成断水和喷射方向发生改变，同时各喷嘴的喷水量难以均匀，导致圆筒内壁四周水膜的不均匀而影响除尘效果，一般不采用。
若供水方式为内水槽溢流式，则基本消除了沿圆筒内壁四周水膜的不均匀和断水现象，但由于内水槽无法对水位进行控制，溢流水量随供水量的多少而变化，因而除尘效率很难稳定，一般也不采用。
若供水方式为外水槽溢流式，其原理是靠除尘器内外压差溢流供水，保持外水槽内的水位恒定，溢流的水压就为一恒定值，这就形成稳定的水膜。为了防止烟气带水现象，可在溢水口上沿设置挡水檐。
所以啤酒厂麻石水膜除尘器供水方式一般选择带挡水檐的外水槽溢流式。
2.1.2水封装置
水封装置包括锥形灰斗和水封池。当筒体内径小于1500mm时，锥形灰斗尽量做成整体。为了确保水封装置的可靠性，排灰水管和水封锁气器都要用耐腐蚀材料制作。排灰水管如采用麻石制作，则高度不超过500-600mm。
2.1.3烟气进口
为了防止烟气进入筒体时将进口截面的水膜吹散，在进口的上檐及非进口侧应设挡水檐，将进口截面这部分水膜引开。为了检查和疏通烟气进口处的堵灰现象，在烟气进口管的顶部及与烟气进口相对的圆筒壁上设置通灰口，在烟气进口管的侧壁上设置检修门，以便及时清除堵灰。
2.2麻石水膜除尘器设计计算
（1）假设该麻石水膜除尘器的型号为MCLS-1.75。
查得该麻石水膜除尘器的总高度H为12.78m，底部排灰装置高度H1为2.50m，通灰口至排灰装置的高度H2为1.375m，中部烟气进口区的高度H3为7.475m，上部集水区高度H4为1.307m。
（2）根据麻石水膜除尘器的主要构造尺寸：
MCLS-1.75型号的麻石水膜除尘器的烟气进口尺寸（b*h）为420*1300(mm);外径D1为1.75m。 因为采用厚度为200mm的麻石（花岗岩），所以麻石水膜除尘器的内径d1=D1-2*0.2=1.35m。
（3）因为直径大于2m 的麻石水膜除尘器入口的气速可采用22m/s，而小于2m的一般采用18m/s，所以该麻石水膜除尘器的入口气速选用18m/s。
根据入口气速与烟气进口面积求得:烟气量Q=A*v=b*h*18=0.42*1.30*18*3600=35380m/h.
3
图1 麻石水膜除尘器结构示意图
3设计原则
在节省投资的基础上，本着彻底解决啤酒厂内大气污染问题的目的，结合现场考察结果，本次设计力求考虑周全，形成完整的工艺流程和综合治理方案；选用麻石水膜除尘器处理啤酒生产排放的烟气经工程实践证明是行之有效的、技术经济效益明显、使用寿命长、管理方便、效果稳定的设备和处理构筑物；
结束语：
课程设计作为教学计划中最后一个综合性实践教学环节，其目的是培养我们如何综合运用所学的理论知识，同时也是我们对四年来所学知识和技能进行综合化、系统化、总结和深化过程。因而我从中收获了很多。
通过对大气污染控制工程课程的学习，掌握一定的大气污染控制技术原理。并结合对烟气问题的
处理，使我们在学习专业技术和主要专业课程的基础上，了解和掌握环境工程领域内主要设备设计的基本知识和方法，体验设备的具体设计过程。培养我们综合运用所学的环境工程领域的基础理论、基本技能和专业知识分析问题和解决工程设计问题的能力，同时培养调查研究，查阅技术文献、资料、手册，进行工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的基本能力，提高我们分析解决实际问题的能力。 致谢：
首先，感谢指导老师XXX老师，在我遇到难题时总是耐心的讲解，让我对麻石水膜除尘器有了更深一步的了解。其次，感谢我的同学们，查阅到文献时能共享，遇到困难时互相帮助，克服课程设计中的一个个难关，让我能顺利地完成这次的课程设计。在此，我衷心地向老师和同学们表示感谢！ 参考文献：
[1].周兴求.《环保设备设计手册》：大气污染控制设备.北京：化学工业出版社，2003.12:272-276.
[2].熊振湖.《大气污染防治技术及工程应用》：费学宁.池勇志.北京：机械工业出版社，2003.7:111-113.
[3].张殿印.《除尘工程设计手册》：王纯.北京：化学工业出版社，2003.6；238-244.
[4].王作遂.麻石水膜除尘器[J].明胶科学与技术，1982年，03期
[5].刘天齐.《三废处理工程技术手册-废气卷》：北京：化学工业出版社，1999.
[6].黄学敏.《大气污染控制工程实践教程》：北京：化学工业出版社教材出版中心，2003.