1、2.4常用氮氧化物废气处理的方法及其分类 32.5吸收塔的类型及结构 62.6唐山开平治城化工厂采用的治理工艺 93 项目概况 103.1设计参数 103.2排放要求 113.3设计原则 114 方案选择 124.1选择原则 124.2选择的工艺 125填料塔设计与计算 135.1吸收液用量计算 135.2选择填料 135.3塔径的计算 145.4塔高的计算 165.5填料塔内件的设计 175.6压降的计算 195.7管道的布置 195.8系统阻力的计算 206 风机和泵的选择 276.1.离心通风机的选择 276.2电动机的校核 276.3离心泵的选择 287 烟囱高度的设计 297.1根据
2、地面最大浓度公式计算 297.2按地面绝对最大浓度公式计算 297.3根据一定保证率计算烟囱高度 308 结论与建议 318.1 结论 318.2建议 31参考文献 32摘 要本设计介绍了唐山治城化工厂生产草酸装置产生的氮氧化物废气的危害、来源及治理现状，选用填料塔对该厂生产草酸过程中产生的氮氧化物进行吸收处理。本设计对填料塔本体进行了设计计算，并对其中的设备进行了选型。该工艺有效地降低了生产过程中氮氧化物的排放，降低了生产成本，减少了环境污染。本设计对填料塔本体尺寸进行了分析，结合已有的工程设计经验，给出了确定填料塔本体尺寸的具体步骤，并讨论了设计应考虑的主要问题。二氧化氮对人体和农作物都有
3、危害作用，同时它是酸雨和光化学烟雾形成的一个重要因素，因此减少向大气中排放二氧化氮是至关重要的。通过对该厂生产过程中产生的氮氧化物尾气治理，实现二氧化氮排放的总量控制目标，实现增产不增污，具有重要的环境意义。关键词：草酸，氮氧化物，废气，填料塔 AbstractThis design introduced the source and damage of nitrogen oxides waste gas and managed present condition that Oxalic acid device produced in Tangshan Zhicheng chemical fa
4、ctory, packed tower selected for the production of oxalic acid plant process for the absorption of nitrogen oxides to deal with. This design made ontology calculation for the main filler tower and did equipment selection. That craft availably reduced the emissions of nitrogen oxide in the production
5、, lowered production cost and reduced environmental pollution.This design analysis the filler towers body size, combined with existing experience in engineering design, gives the concrete steps to determine the size of packed tower, and discussed the main issues that should be considered of the desi
6、gn.Nitrogen dioxide endangered the human body and the farm crops, it is an important factor of acid rain formation and photochemical smog in the meantime, and therefore decrease to exhaust Nitrogen dioxide nitrogen in the atmosphere is to pass important. Have a tail gas treatment of nitrogen oxides
7、through the production process of the plant, it has important environment meaning to achieve the total amount of nitrogen emissions control target and to boost production with not to increase dirty.Keywords: Oxalic acid, Nitrogen oxides, Emissions, Packed tower1 引言环境问题是当代人类普遍关注的全球问题。随着现代工业生产的迅速发展，对环
8、境污染实施有效控制已变得越来越重要和紧迫；人类的可持续发展成为21世纪国际社会关注的焦点。随着社会、经济和科技的快速发展，我国的大气污染控制技术水平、装备水平和管理水平皆有了长足进步。我国吸取了世界上工业化国家“先污染、后治理”的教训，把实现可持续发展作为一项基本国策。自1973年8月召开全国第一次环境保护工作会议以来，我国在开展环境保护工作方面做了大量的工作，取得了一定的成绩，使一些地区、部门、企业的环境质量得到了明显的改善，有力的减缓了污染对环境的影响。唐山开平治城化工厂在生产草酸过程中产生氮氧化物尾气。二氧化氮对人体和农作物都有危害作用，同时它是形成酸雨和光化学烟雾的一个重要因素。对该厂
9、尾气进行治理，使其做到达标排放是十分必要的。2 综述2.1 草酸简介及草酸生产工艺草酸遍布于自然界，常以草酸盐形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢浆草和酸模草的细胞膜，几乎所有的植物都含有草酸。草酸是植物特别是草本植物常具有的成分，多以钾盐或钙盐的形式存在。秋海棠、芭蕉中以游离酸的形式存在。目前工业制取草酸的方法主要有甲酸钠法、碳水化合物硝酸氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶联法等。由于碳水化合物硝酸氧化法生产草酸具有原料易得、投资少、工艺简单、成本低等特点，至今仍是草酸生产所普遍采用的方法之一。草酸主要用作还原剂和漂白剂，广泛应用于生产抗菌素和冰片等药物以及提炼稀有金属的
10、溶剂、染料还原剂、鞣革剂等。草酸还可用于钴-钼-铝催化剂的生产、金属和大理石的清洗及纺织品的漂白，金属表面清洗和处理。唐山开平治城化工厂主要产品为草酸。采用碳水化合物硝酸氧化法制备草酸。主要原料为淀粉、硝酸、硫酸。在钒系催化剂和酸性条件下，先将淀粉水解为葡萄糖水溶液，葡萄糖再与硝酸反应制备草酸，生产工艺流程见图2-11。图2-1淀粉生产草酸工艺流程生产工艺流程包括糖化、氧化、结晶、蒸发、干燥等工序，有关反应方程式如下2：淀粉水解（糖化） ：（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6 葡萄糖氧化 ： C6H12O6+6HNO33H2C2O4+6H2O+6NO该法原料易得，工艺流程简单，操作条
11、件温和，投资少，缺点是收率较低，消耗大量的粮食，尾气中含有大量的氮氧化物，污染较严重。2.2草酸生产过程中产生的污染物尾气的主要来源有：淀粉水解产生葡萄糖，葡萄糖被硝酸氧化成草酸，同时产生NO 和NO2。同时NO2和H2O反应生成NO，而NO又和空气中的氧反应生成NO2。反应方程式如下：3NO2+H2O2HNO3+NO2NO+O22NO2。2.3氮氧化物的危害大气中的氮氧化物对人有致毒作用。NO与血液中血红蛋白亲和力较强，从而使血液输氧能力下降，人体急性中毒后会出现缺氧发绀症状。NO还会导致中枢神经受损，引起痉挛和麻痹。高浓度急性中毒时，将迅速导致肺部充血和水肿，甚至窒息死忙。NO2是具有特异
12、刺激臭味的棕色气体，人对其特异臭味非常敏感，浓度为110-6就能感觉到。NO2严重刺激呼吸系统，并使血液中血红蛋白硝化；同时对人体的心、肝、肾、造血组织都有影响。人在有10010-6NO2的大气中呼吸60min，或在40010-6的大气中呼吸5min，就可能导致死亡。NO2慢性中毒表现为支气管和肺部呼吸阻碍、肠胃痛、牙痛。（0.250.5）10-6NO2长期吸入可引起支气管和肺部组织发生病变，使呼吸机能慢性衰退34。NO2对植物有损害作用。2.510-6NO2在7h内可使豆类、西红柿等作物的叶子变白，更严重时会使植物枯萎，甚至死亡。NOX的危害，还在于它能与碳氢化合物在阳光照射下发生一系列光化
13、学反应而生成光化学烟雾。光化学烟雾最明显的危害作用是刺激人的眼睛，发生红眼病。此外，对人的鼻、咽、喉、器官和肺等呼吸器官也有明显的刺激作用，从而增大呼吸阻力。光化学烟雾对植物的损害十分严重，严重时使农作物减产、树木枯萎。自20世纪40年代在美国洛杉矶市发现光化学烟雾以来，世界上许多大城市都发生了光化学烟雾。70年代后期，我国兰州西固地区也出现过光化学烟雾5。作为酸性气体，NOX是仅次于SO2的形成酸雨和酸雾的大气污染，已对生态环境造成了巨大危害6。据报道，N2O也是污染高层大气的污染物之一，参与对大气臭氧层的破坏。2.4常用氮氧化物废气处理的方法及其分类2.4.1 液体吸收法液体吸收法是用水或
14、酸、碱、盐的水溶液来吸收废气中的氮氧化物，以达到净化目的。按吸收剂的种类可分为水吸收法、稀硝酸吸收法、碱性溶液吸收法。由于吸收剂种类较多，来源广，适应性强，便于因地制宜、综合利用，目前广泛为中小企业采用。2.4.1.1水吸收法用水吸收氮氧化物时，水和二氧化氮反应生成硝酸和亚硝酸。2NO2+H2OHNO3+HNO2亚硝酸在通常情况下不稳定，很快发生分解生成硝酸、一氧化氮和水。3HNO2HNO3+2NO+H2O一氧化氮不与水发生化学反应，在水中的溶解度很小（0时，100g水中可溶解一氧化氮7.34ml，100时一氧化氮根本不溶解），并且在水吸收二氧化氮时，还放出部分一氧化氮，因而水吸收法的净化效率
15、不高，不能用于主要含一氧化氮的燃烧废气的净化。但由于水价格低、方便，可用于净化小气量的已含二氧化氮为主的氮氧化物废气。增加气体压力有助于气体吸收过程的进行，但一般不为常压的氮氧化物废气增设加压装置。2.4.1.2稀硝酸吸收法利用NO和NO2在硝酸中的溶解度比在水中大的原理，可采用稀硝酸对含有NOX的废气进行吸收。稀硝酸吸收NOX废气的工艺流程图如图2-2所示。图2-2 稀硝酸吸收NOx废气的工艺流程图1硝酸吸收法；2尾气吸收塔；3加热器；4冷却器；5漂白塔；6尾气预热塔；7尾气透平吸收液采用的是脱除NOX后的硝酸。从吸收塔中出来含有NOX的废气由吸收塔下部进入，与吸收液逆流接触，净化后的尾气在回收能量之后排空。吸收过NOX的硝酸经过加热器加热后进入漂白塔，利用二次空气进行漂白，冷却后循环使用。吹出的NOX再进入吸收塔进行吸收。使用硝酸吸收液的浓度为15%30%，空塔速度小于0.2m/s，净化效率可达67%87%。该法主要是物理吸收，降低温度有利于吸收。硝酸
