(完整版)除臭设备设计计算书讲解
8、除臭设备设计计算书
8.1、生物除臭塔的容量计算
1#生物除臭系统
参数招标要求计算过程
序
号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目
1 2 设备尺寸
处理能力
2.5×2.0×
3.0m
2000m3/h Q=2000m3/h
V=处理能力Q/（滤床接触面积m2）/S=2000/
（2.5×2）/3600=0.1111m/s
3 空塔流速＜0.2 m/s
臭气停留
时间4
5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1111=14.4S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa
设备风阻＜600Pa
2#生物除臭系统
参数
序
招标要求计算过程
号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目
1 2 设备尺寸
处理能力
4.0×2.0×3.0m
3000m3/h Q=3000m3/h
V=处理能力Q/（滤床接触面积m2）/S=3000/
（4×2）/3600=0.1041m/s
3 空塔流速＜0.2 m/s
臭气停留
时间4
5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1041=15.36S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa
设备风阻＜600Pa
3#生物除臭系统
参数招标要求计算过程
序
号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目
1 2 设备尺寸
处理能力
7.5×3.0×3.3m（两台）
20000m3/h Q=20000m3/h
V=处理能力Q/2（滤床接触面积m2）/S=10000/
（7.5×3.0）/3600=0.1234m/s
3 空塔流速＜0.2 m/s
臭气停留
时间4
5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.7/0.1234=13.77S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.7m=374Pa
设备风阻＜600Pa
4#生物除臭系统
参数
序
招标要求计算过程
号太仓市港城组团污水处理厂改扩建工程设备采购、安装项目
1 2 设备尺寸
处理能力
7.5×3.0×3.0m（两台）
18000m3/h Q=18000m3/h
V=处理能力Q/2（滤床接触面积m2）/S=18000/
（7.5×3）/3600=0.1111m/s
3 空塔流速＜0.2 m/s
臭气停留
时间4
5 ≥12s S=填料高度H/空塔流速 V(s)=1.6/0.1111=14.4S 炭质填料风阻220Pa/m×填料高度 1.6m=352Pa
设备风阻＜600Pa
8.2、喷淋散水量(加湿)的计算
生物除臭设备采用生物滤池除臭形式，池体上部设有检修窗，进卸料口，侧面设有观察窗等，其具体计算如下：
1号除臭单元总风量：2000m 3/h ，设计 1套 8.0×5.0×3.0m 生物滤池除臭设备。
根据《环保设备设计手册》，实际选用液气比为：G/L=500
再根据《化工工艺设计手册》，额定流量取正常流量的 1.0~1.1倍，因此我司选用 液气比为 G/L=500。 则循环水泵流量为
a: Q 水泵=L/G×Q 气量=2000/500=4m 3/h
因此，选用水泵参数：流量为 4m 3/h ，扬程为 15m ，功率为 0.55kW 。 同理可得喷淋水泵及 2#、3#、4#系统的散水量的计算过程。
8.3、化学除臭系统能力计算
已知条件：
处理风量：V h =2000m 3/h 水的密度（20℃）ρL =998.2 kg/m 3 废气温度，常温 T=20℃
废气密度（20℃，按空气密度计）ρV =1.205 kg/m 3 水的密度和液体的密度之比? =1
填料因子（1/m ）φ =274（空心多面球 Φ50） 液体粘度（mPa·S ）μ L =1.005（20℃） 相关计算： 1）泛点气速 u f
0.5
? ρ ? 由 L =0.0632查填料塔泛点和压降通用关系图乱堆填料泛点线可得 ? ? h
V h L ρ ? ? V u f 2?φρ V g ρL μ 0.2
L
=0.037；
（1）
根据已知条件，并由式（1）可计算出泛点气速 u f =1.15m/s 2）塔体相关计算
取设计气速为泛点气速 70%，则 u=0.805m/s ，取 0.8 m/s 在设计气速下，喷淋塔截面积 A=V h /u=0.7m 2
喷淋塔为卧式，故设计为矩形截面，则截面为 0.7m×1m 。 2）塔设备有效高度 h 计算
设备设计停留时间 t=1.5s （填料段）
则在设计气速下，设备填料层高度 h=u*t=1.44m ；取 h=1.5m ，另设备底部水箱及布气 段高度取 h 1=0.9m ，除雾层高度 h 2=0.2，喷淋所需高度 h 3=0.4m ，塔设备高度 H=h+h 1+h 2+ h 3=1.5+0.9+0.2+0.4=3.0m 。 3）液体喷淋量核算： 采用水为吸收剂。
由液气比（L/ m 3）一般为 2~3之间，这里取 2 则喷淋水量 L h =V h *2=4 m 3/h 4）压降计算
填料层高度：取 1~1.5m ，这里为 1.5m;填料为 Φ50空心多面球
0.5
? ρ ? =0.0632； u 2 ?φρ V μL 0.2 =0.018；查填料塔泛点和压降通用关 在设计气速下， L ?
? h
L V h ρ V g ρL ? ? 系图可知每米填料压降约 ΔP=300Pa 5）喷嘴数量 n 喷嘴覆盖面积 A 0； 2
θ
A 0 = πH 2 tg
（3）
2
其中，H 为喷嘴距离填料高度 m （这里取 H=0.3m ）
θ为喷嘴喷雾角度（根据喷嘴不同有 120°、90°、60°等，这里可选 θ=90°） 喷嘴数量 n n = αA （4）
A 0
α为喷淋覆盖率，一般取 200%~300%（这里取 α=300%） A 为塔截面积 m 2
A 0为单个喷嘴覆盖面积 m 2
根据公式（3）可得 A 0=0.283，由（4）可计算出 n=6.14，圆整后得喷嘴数量 7个。由 于喷淋水量为 4m 3/h,则每个喷嘴的小时喷淋量为 4/7=0.57 m 3/h
8.4、加药系统计算
污水处理厂高峰浓度经验值，在化学除臭设备正常运转的情况下，当进口 H 2S 浓
度在 20ppm 和设计空气流量时，须能达到 99%的最终除去率。
H 2S ： NH 3：
15~30mg/m 3 10~15mg/m 3
臭味浓度： 2000~5000 已知条件：
25%NaOH 密度（20℃）：ρ1=1.28g/cm 3 93%H 2SO 4密度（20℃）：ρ2=1.83g/cm 3 12%NaClO 密度（20℃）：ρ3=1.1g/cm 3 H 2S 初始浓度：30mg/m 3 NH 3初始浓度：15mg/m 3
1#化学除臭设备(废气处理量 2000m 3/h)：
根据化学反应式
H 2S + 2NaOH → Na 2S + 2H 2O Na 2S + 4NaClO → Na 2SO 4 + 4NaCl
2NH 3 + H 2SO 4 →（NH 4）2SO 4 1) 2)
3)
由已知条件及式 1），可计算 H 2S 去除 99%后 NaOH 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ? 2? 40
M NaOH = =140 g/h
34
由 25%NaOH 密度为 1.28g/cm 3，可计算出 25%NaOH 消耗量为 140/(1.28*25%*1000)=0.45L/h
由已知条件及式 2），可计算 NaClO 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ?78 ? 4?74.5
=526 g/h
M NaClO = 34 78
由 12%NaClO 密度为 1.1g/cm 3，可计算出 12%NaClO 消耗量为 526/(1.1*12%*1000)=4L/h
由已知条件及式 3），可计算 NH 3去除 98%后 H 2SO 4消耗量 98%?Q 废气 ?C NH ?98
M H2SO4 = 3
=85 g/h
2?17
由 93% H 2SO 4密度为 1.83g/cm 3，可计算 93% H 2SO 4消耗量为 85/(1.83*93%*1000)=0.05L/h
2#化学除臭设备(废气处理量 3000m 3/h)：
根据化学反应式
H 2S + 2NaOH → Na 2S + 2H 2O Na 2S + 4NaClO → Na 2SO 4 + 4NaCl 2NH 3 + H 2SO 4 →（NH 4）2SO 4
1)
2)
3)
由已知条件及式 1），可计算 H 2S 去除 99%后 NaOH 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ? 2? 40
M NaOH = =210 g/h
34
由 25%NaOH 密度为 1.28g/cm 3，可计算出 25%NaOH 消耗量为 210/(1.28*25%*1000)=0.66L/h
由已知条件及式 2），可计算 NaClO 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ?78 ? 4?74.5
=789 g/h
M NaClO = 34 78
由 12%NaClO 密度为 1.1g/cm 3，可计算出 12%NaClO 消耗量为 789/(1.1*12%*1000)=6L/h
由已知条件及式 3），可计算 NH 3去除 98%后 H 2SO 4消耗量 98%?Q 废气 ?C NH ?98
M H2SO4 = 3
=127 g/h
2?17
由 93% H 2SO 4密度为 1.83g/cm 3，可计算 93% H 2SO 4消耗量为 127/(1.83*93%*1000)=0.075L/h
3#化学除臭设备(废气处理量 20000m 3/h)：
根据化学反应式
H 2S + 2NaOH → Na 2S + 2H 2O Na 2S + 4NaClO → Na 2SO 4 + 4NaCl 2NH 3 + H 2SO 4 →（NH 4）2SO 4
1)
2)
3)
由已知条件及式 1），可计算 H 2S 去除 99%后 NaOH 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ? 2? 40
M NaOH = =1398 g/h
34
由 25%NaOH 密度为 1.28g/cm 3，可计算出 25%NaOH 消耗量为 1398/(1.28*25%*1000)=4.4L/h
由已知条件及式 2），可计算 NaClO 消耗量
99%?Q 废气 ?C H 2S ?78 ? 4?74.5
=5259 g/h
M NaClO = 34 78
由 12%NaClO 密度为 1.1g/cm 3，可计算出 12%NaClO 消耗量为 5259/(1.1*12%*1000)=40L/h
由已知条件及式 3），可计算 NH 3去除 98%后 H 2SO 4消耗量 98%?Q 废气 ?C NH ?98
M H2SO4 = 3
=848 g/h
2?17
由 93% H 2SO 4密度为 1.83g/cm 3，可计算 93% H 2SO 4消耗量为 848/(1.83*93%*1000)=0.5L/h
4#化学除臭设备(废气处理量 18000m 3/h)：
根据化学反应式
H 2S + 2NaOH → Na 2S + 2H 2O Na 2S + 4NaClO → Na 2SO 4 + 4NaCl 2NH 3 + H 2SO 4 →（NH 4）2SO 4 3)
1)
2)
由已知条件及式 1），可计算 H 2S 去除 99%后 NaOH 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ? 2? 40
M NaOH = =1258 g/h
34
由 25%NaOH 密度为 1.28g/cm 3，可计算出 25%NaOH 消耗量为 1258/(1.28*25%*1000)=3.95L/h
由已知条件及式 2），可计算 NaClO 消耗量 99%?Q 废气 ?C H 2S ?78 ? 4?74.5
=4733 g/h
M NaClO = 34 78
由 12%NaClO 密度为 1.1g/cm 3，可计算出 12%NaClO 消耗量为 4733/(1.1*12%*1000)=36L/h
由已知条件及式 3），可计算 NH 3去除 98%后 H 2SO 4消耗量 98%?Q 废气 ?C NH ?98
M H2SO4 = 3
=767 g/h
2?17
由 93% H 2SO 4密度为 1.83g/cm 3，可计算 93% H 2SO 4消耗量为 767/(1.83*93%*1000)=0.45L/h
8.5、除臭风机能力计算
生物除臭设备采用生物滤池除臭形式，池体上部设有检修窗，进卸料口，侧面设
有观察窗等，其具体计算如下：
1号除臭单元总风量：2000m 3/h ，设计 1台风机，技术参数： Q=2000m3/h,P=1900Pa,N=4Kw 。 风机选型计算
恶臭气体通过收集输送系统，通过风机的抽吸作用进入生物除臭设备，现对风机 进行全压计算。 ?管道阻力计算
总设计风量为 Q=2000 m 3/h ，计算公式如下： 风管流速计算：
Q ：管段风量-------m 3/h ； A ：管段截面积-------m 2， A=Πd 2/4，d 为风管半径
沿程摩擦压力损失：
h = λ l u 2
= h ?l f
d 2g h ：比压阻-------
引风管主要管段 1：
Q=2000m 3/h ，查管道内气体最低速度表，取 V=12m/s ，则风管截面积为：
Q 2000m /h 3
= 0.069m
A = 3600?V = 2
8m / s ?3600s 得 r=0.149m ，取整得 d=0.298m ，选 DN300管径。 验证气体流速：
Q
2000m /h 3
= 8.05m /S
V = 3600? A = 0.069?3600s 可知，符合招标文件要求，
查表可查得各管段的管径及沿程阻力，如下表所示。
主管道沿程阻力计算表
序号1
流量
(m3/h)
2000
1300
700
数量
(米)
5
单位长度阻沿程阻力
主要技术规格流速（m/s）
力(Pa) (Pa)
?300
?300
8.05
5.8
3.01 15
2 65 1.27 83
3 52 ?200 6.18
5.41 2.14 111
153
362
4 300 60 ?150 2.55
管道动压 Pa
合计沿程阻力 Pa 362
各管件局部摩擦系数（查手册）为：风管入口，根据局部阻力计算公式，90°弯头、三通，软
接
得到各局部阻力损失统计结果如下：
管道局部阻力损失计算表
序号局部阻力
风阀个数单个阻力 Pa 阻力 Pa
1 2 3 4
4 10
10
10
8
40
490
10 弯头、三通
软接
49
1
变径8 64
合计总阻力 Pa 604
综上所述，管道阻力=沿程阻力+局部阻力=362+604=966Pa。?设备阻力计算
生物滤床阻力计算
查表可得以下参数：
颗粒体积表面积平均直径（米）： 0.003
气体密度（千克/立方米）：1.2
气体粘度（帕·秒）×10-5: 1.81
空床空隙率（%）：0.51
通过上述公式计算可得雷诺系数R em=9.4712，阻力系数f=17.59，从而固定床阻力损失P为352Pa。总设备阻力=352*2=704Pa
?风机设计选型
综合设备阻力、管道阻力及烟囱段阻力，则系统总风压损失约为1373Pa。根据招标文件要求，风压在最大臭气量的条件下，具有高于系统压力损失10%的余量，风压损失如下表所示：
设备阻力管道阻力设计余量 10% 风压损失
704Pa 966Pa 167Pa 1837Pa
风压取整得2000Pa。综上所述并且风量根据招标文件要求，风机风量为2000m3/h，风压为1900Pa，功率：4kW，品牌：台湾顶裕风机。
同理可算2/3/4号除臭单元的风机能力计算过程。