南昌大學(xué)大氣課程設(shè)計(jì)資料

1、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)目錄課程設(shè)計(jì)目的1課程設(shè)計(jì)題目描述和要求 1課程設(shè)計(jì)說明書3一、大氣污染概述 31.1大氣污染定義31.2大氣污染的主要內(nèi)容 3二、大氣污染防治的必要性 42.1大氣污染的危害422煙氣除塵的必要性5三、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 6四、集氣罩的集氣機(jī)理 74.1吸入氣流的運(yùn)動規(guī)律 74.2吹出氣流的運(yùn)動規(guī)律 84.3吹吸氣流9五、集氣罩以及管道的設(shè)計(jì)要求 9六、集氣罩的優(yōu)缺點(diǎn) 106.1集氣罩的優(yōu)點(diǎn) 106.2集氣罩的缺點(diǎn) 10七、集氣罩的設(shè)計(jì)原則 10八、除塵器的設(shè)計(jì)原則 11九、設(shè)計(jì)參數(shù) 11設(shè)計(jì)計(jì)算書 12一、集氣罩設(shè)計(jì) 121.1集氣罩尺寸的確定 121.2集氣罩排風(fēng)

2、量的確定 141.3集氣罩高度的確定 141.4集氣罩的壓力損失計(jì)算 14二、管道布置圖 152.1走向原則 15三、管道、彎頭及三通設(shè)計(jì) 153.1管道設(shè)計(jì) 153.2彎頭的設(shè)計(jì) 173.3三通設(shè)計(jì) 18四、除塵設(shè)備設(shè)計(jì) 194.1除塵器的選型 19（1）選擇除塵器的原則; 194.2計(jì)算參數(shù)的選擇 194.3 進(jìn)氣方式和過濾方式的確定 204.4濾料的確定 214.5過濾面積的確定 224.6濾袋的排列和平面布置的確定 224.7清灰裝置的確定 244.8灰斗高度的確定 254.9除塵器壓損 264.9除塵器的確定 26五、總壓損計(jì)算 275.1摩擦阻力損失 275.2局部壓力損失 275

3、.3驗(yàn)證并連管路壓力平衡 285.4總壓損的統(tǒng)計(jì) 28六、風(fēng)機(jī)的確定 286.1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)量 286.2風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)壓 286.3風(fēng)機(jī)的確定 29總結(jié) 29參考書目 30課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深課程理論知識，并能結(jié)合實(shí)踐，學(xué)以致用。本設(shè)計(jì)為某工廠集氣罩的設(shè)計(jì)，使自己得到一次綜合訓(xùn)練， 特別是： 工程設(shè)計(jì)的基本方法、步驟，技術(shù)資料的查找與應(yīng)用； 基本計(jì)算方法和繪圖能力的訓(xùn)練； 綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)課程的理論知識解決工程設(shè)計(jì) 中的實(shí)際問題；熟悉、貫徹國家環(huán)境保護(hù)法規(guī)及其它有關(guān)政策。課程設(shè)計(jì)題目描述和要求已知條件：a. 車間面積與兩臺產(chǎn)生污染設(shè)備的位置：見附圖 1b

4、. 污染源：立方體 1200x600x1000c. 操作條件：20 C 101.3kPa污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到平靜的空氣中；煙氣含塵濃度為 2200mg/m3，煙氣溫度為120C，煙氣粘度為2.4 X0-5Pa.S,塵粒粒徑為0.1-100 m，塵粒平均粒徑為15m。1）在污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)二個(gè)傘形集氣罩。設(shè)計(jì)要求：使用材料為鋼板，罩口邊須距污染面積 H=600mm2）設(shè)計(jì)一套管路使集氣罩與除塵器形成一個(gè)除塵系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要求：所用除塵器為 LDB型對噴脈沖袋式除塵器，使用相對粗糙度為K=0.15的鋼管，彎頭及三通設(shè)備自取，排氣筒e希昌大孝MHChng Unhwulty口需離地面咼

5、12m3）選擇一臺風(fēng)機(jī)使個(gè)除塵系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)要求：最大風(fēng)量不超過 25200 m3/h。4）使用計(jì)算機(jī)繪圖，并用 A2圖紙打印。5）要求說明書以及計(jì)算書內(nèi)容完整、簡潔明了，排版工整、計(jì) 算正確。6）設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)能較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，要求內(nèi)容完整，布局合 理，正確清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。污染源bt-in附圖1.課程設(shè)計(jì)說明書一、大氣污染概述1.1大氣污染定義大氣污染系指由于人類活動或自然過程使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣層中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、 健康和人們的福 利，甚至危害了生態(tài)環(huán)境。所謂人類活動不僅包括生產(chǎn)活動， 而且也包括生活活 動，如做飯、取暖等

6、。自然過程包括火山活動、山林火災(zāi)、海嘯等，一般說來， 由于自然環(huán)境所具有的物理、化學(xué)和生物機(jī)能（即自然環(huán)境的自凈作用），會使 自然過程造成的大氣污染，經(jīng)過一定時(shí)間后自動消除（即使生態(tài)平衡自動恢復(fù)）。 所以可以說，大氣污染主要是人類活動造成的。1.2大氣污染的主要內(nèi)容造成大氣污染和影響大氣能見度的主要是大氣懸浮顆粒物。根據(jù)空氣動力學(xué) 當(dāng)量直徑（Dp）不同，空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑w 100卩m的顆粒物為總懸浮顆粒物， Dp 10 Jm的為可吸入懸浮顆粒物，Dp2.5 Jm的為可入肺顆粒物，它的直徑還 不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20，多為二次污染物。大氣污染物根據(jù)形成可以分為 以下幾個(gè)方面：1 還原型（煤

7、炭型）污染：常發(fā)生在以使用煤炭和石油為主的地區(qū)，主要 污染物是SO、CO和顆粒物。在低溫、高濕、風(fēng)速很小，并伴有逆溫存在的陰天， 污染物易在低空生成還原性煙霧。2. 氧化型（汽車尾氣型）煙霧：汽車排氣、燃油鍋爐以及石油化工企業(yè)產(chǎn)生 的主要一次污染物CO N碳?xì)浠衔锏?，在太陽的照射下能引起光化學(xué)反應(yīng)， 生成二次污染物。3. 石油型污染：主要來自汽車排放、石油冶煉以及石油化工廠的排放。4. 混合型污染：包括以煤炭為燃料的污染源排放的污染物， 以及從各類工廠 企業(yè)排出的各種化學(xué)物質(zhì)等。5. 特殊型污染：由工廠排出的特有污染物而造成的污染。目前中國的大氣污染仍以煤煙型為主，主要污染物為TSP和SO2

8、少數(shù)大城市屬煤煙與汽車尾氣污染并重類型（如北京、上海、廣州等）。二、大氣污染防治的必要性2.1大氣污染的危害人類體驗(yàn)到的大氣污染的危害，最初主要是對人體健康的危害，隨后逐步 發(fā)現(xiàn)了對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種危害以及對天氣和氣候產(chǎn)生的不良影響。 人們對大氣 污染物造成危害的機(jī)理、分布和規(guī)模等問題的深入研究，為控制和防治大氣污染 提供了必要的依據(jù)。一、對人體健康的危害大氣污染對人體的影響，首先是感覺上不舒服，隨后生理上出現(xiàn)可逆性反應(yīng)， 再進(jìn)一步就出現(xiàn)急性危害癥狀。大氣污染對人的危害大致可分為急性中毒、慢性 中毒、致癌三種。（一）、急毒性中大氣中的污染物濃度較低時(shí)，通常不會造成人體急性中毒，但在某些特 殊條

9、件下，如工廠在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)特殊事故， 大量有害氣體泄露外排，外界氣 象條件突變等，便會引起起人群的急性中毒。如印度帕博爾農(nóng)藥廠甲基異氰酸酯 泄露，直接危害人體，發(fā)生了 2500人喪生，十多萬人受害。（二）、慢性中毒大氣污染對人體健康慢性毒害作用，主要表現(xiàn)為污染物質(zhì)在低濃度、長時(shí)間 連續(xù)作用于人體后，出現(xiàn)的患病率升高等現(xiàn)象。，近年來我國城市居民肺癌發(fā)病 率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系統(tǒng)疾病明顯高于郊區(qū)。（三）、致癌作用這是長期影響的結(jié)果，是由于污染物長時(shí)間作用于肌體，損害體內(nèi)遺傳物質(zhì)， 引起突變，如果生殖細(xì)胞發(fā)生突變，使后代機(jī)體出現(xiàn)各種異常，稱致畸作用；如 果引起生物體細(xì)胞遺傳物質(zhì)

10、和遺傳信息發(fā)生突然改變作用，又稱致突變作用；如果誘發(fā)成腫瘤的作用稱致癌作用。這里所指的“癌”包括良性腫瘤和惡性腫瘤。 環(huán)境中致癌物可分為化學(xué)性致癌物， 物理性致癌物，生物性致癌物等。致癌作用 過程相當(dāng)復(fù)雜，一般有引發(fā)階段，促長階段。能誘發(fā)腫瘤的因素，統(tǒng)稱致癌因素。 由于長期接觸環(huán)境中致癌因素而引起的腫瘤，稱環(huán)境瘤。二、對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害大氣污染對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害十分嚴(yán)重， 這些危害可影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，造成大 量人力物力和財(cái)力的損失。大氣污染物對工業(yè)的危害主要有兩種： 一是大氣中的 酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等，對工業(yè)材料、設(shè)備和建筑設(shè)施的腐蝕；二 是飄塵增多給精密儀器、設(shè)備的生產(chǎn)、安裝調(diào)試和使

11、用帶來的不利影響。大氣污 染對工業(yè)生產(chǎn)的危害，從經(jīng)濟(jì)角度來看就是增加了生產(chǎn)的費(fèi)用，提高了成本，縮 短了產(chǎn)品的使用壽命。大氣污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也造成很大危害。酸雨可以直接影響植物的正常生長， 又可以通過滲入土壤及進(jìn)入水體，引起土壤和水體酸化、有毒成分溶出，從而對 動植物和水生生物產(chǎn)生毒害。嚴(yán)重的酸雨會使森林衰亡和魚類絕跡。三、對大氣和氣候的影響大氣污染物質(zhì)還會影響天氣和氣候。顆粒物使大氣能見度降低，減少到達(dá)地 面的太陽光輻射量。尤其是在大工業(yè)城市中，在煙霧不散的情況下，日光比正常 情況減少40%。高層大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖头葻N類等污染物使臭 氧大量分解，弓I發(fā)的“臭氧洞”問題，成為了全球關(guān)

12、注的焦點(diǎn)。從工廠、發(fā)電站、汽車、家庭小煤爐中排放到大氣中的顆粒物，大多具有水 汽凝結(jié)核或凍結(jié)核的作用。這些微粒能吸附大氣中的水汽使之凝成水滴或冰晶， 從而改變了該地區(qū)原有降水（雨、雪）的情況。人們發(fā)現(xiàn)在離大工業(yè)城市不遠(yuǎn)的 下風(fēng)向地區(qū)，降水量比四周其它地區(qū)要多，這就是所謂“拉波特效應(yīng)”。如果,微粒中央夾帶著酸性污染物，那么，在下風(fēng)地區(qū)就可能受到酸雨的侵襲。大氣污染除對天氣產(chǎn)生不良影響外，對全球氣候的影響也逐漸引起人們關(guān) 注。由大氣中二氧化碳濃度升高引發(fā)的溫室效應(yīng)，是對全球氣候的最主要影響。 地球氣候變暖會給人類的生態(tài)環(huán)境帶來許多不利影響，人類必須充分認(rèn)識到這一 點(diǎn)。四、對植物的傷害在氣污染物濃度

13、過植物的忍耐限度，會使植物的細(xì)胞和組織器官受到傷害， 生理功能和生長發(fā)育受阻，產(chǎn)量下降，產(chǎn)品品質(zhì)變壞，群落組成發(fā)生變化，甚至 造成植物個(gè)體死亡，種群消失。植物容易受大氣污染危害，首先是因?yàn)樗鼈冇旋嫶蟮娜~面積同空氣接觸并進(jìn) 行活躍的氣體交換。其次，植物不象記等動物那樣具有循環(huán)系統(tǒng)， 可以緩沖外界 的影響，為細(xì)胞和組織提供比較穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。此外，植物一般是固定不動的， 不象動物可以避開污染。植物受大氣污染物注傷害冊般分冊兩類：受高濃度大氣污染物注襲擊 ，短斯 內(nèi)即注葉片上出現(xiàn)壞死斑，稱注急性傷害；長斯與低濃度污染接觸，因而生長受 阻，發(fā)育不良，出現(xiàn)失綠、早衰等現(xiàn)象，稱為慢性傷害。大氣污染物中對植物

14、影響較大的是二氧化硫（SO2、氟化物、氧化劑和乙 烯。氮氧化物也會傷害植物，但毒性較小。氯、氨和氯化氫等雖會對植物產(chǎn)生毒 害，但一般是由于事故性泄漏引起，危害范圍不大。2.2煙氣除塵的必要性般，粒徑在100m以上的塵粒會很快在大氣中沉降，10m以上的粉塵可 以滯留在呼吸道中；510 F的塵粒大部分會在呼吸道沉積，被分泌的粘液吸 附，可以隨痰排出；小于 5 5的微粒能深入肺部，0.010.1 m的塵粒，50% 以上將沉積在肺腔中，引起各種塵肺病。并且粒徑越小，粉塵的比表面積越大， 物理、化學(xué)活性越高，加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生與發(fā)展。 此外粉塵的表面可以吸附 空氣中各種有害氣體及其他污染物， 而成為他

15、們的載體，如可以承載強(qiáng)致癌物質(zhì) 苯并a 芘及細(xì)菌等，從而危害人的身體健康。同時(shí)會對大氣能見度造成一定的 影響從而影響交通。而中國作為一個(gè)以煤炭為主要燃料的國家， 主要污染物中就 含有TSP所以對工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污染氣體進(jìn)行除塵刻不容緩。三、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程局部凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的基本內(nèi)容包括污染物的捕捉裝置、 凈化設(shè)備、管道系 統(tǒng)及排氣管設(shè)計(jì)四個(gè)部分，簡易流程圖如圖（3-1）。當(dāng)然，為滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行 的需要，還應(yīng)針對處理污染物的特性，完成上述系統(tǒng)增設(shè)設(shè)備及部件的設(shè)計(jì)。圖3-1、凈化系統(tǒng)簡易流程圖1. 捕集裝置設(shè)計(jì)污染物的捕集裝置通常稱為集氣罩。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括集氣罩結(jié)構(gòu)形式、 安裝位置以及性能參

16、數(shù)（排風(fēng)量，壓力損失）確定等內(nèi)容。2. 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括管道布置、管道內(nèi)氣體流速的確定、管徑的選擇、 壓力損失的計(jì)算、風(fēng)機(jī)選擇（風(fēng)量、風(fēng)壓）等內(nèi)容。3. 凈化設(shè)備選擇或設(shè)計(jì)凈化設(shè)備的選擇或設(shè)計(jì)一般按以下程序進(jìn)行：（1 ）工程調(diào)查。收集有關(guān)資料，全面考慮影響設(shè)備性能的各種因素；（2）根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)要求，計(jì)算需要到達(dá)的凈化效率；（3）確定凈化方法和凈化流 程。在此基礎(chǔ)上，決定凈化設(shè)備的選擇范圍；（4）選定最適宜的凈化裝置；（5） 確定凈化設(shè)備的型號規(guī)格及運(yùn)行參數(shù)。4. 排氣管的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)尺寸及工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)。四、集氣罩的集氣機(jī)理集氣罩匯集污染物，是一種流體動力學(xué)捕集，

17、因此要對集氣罩合理設(shè)計(jì)，必須要了解吸氣罩罩口的氣流流動規(guī)律。 集氣罩口氣流流動方式有兩種：一種是 吸氣口氣流的吸人流動，一種是吹氣口氣流的吹出流動。4.1吸入氣流的運(yùn)動規(guī)律吸氣口吸氣時(shí)，在吸氣口附近形成負(fù)壓，周圍的空氣從四面八方流向吸氣口， 形成吸入氣流或匯流。在吸氣口面積較小時(shí)，可視為“點(diǎn)匯流”。假定：流動沒有阻力，在吸氣口外氣流流動的流線是以吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣口為球心的球面（見圖4-1a）。1. 通過每個(gè)等速面的吸氣量相等為 Q,等速面的半徑分別為*和a，相應(yīng)的 氣流速度為V1和V2，則有2 2Q =4二* w =4二r2 v2（4-1）或足（4-2）V25表明吸氣口外氣

18、流速度衰減很快，應(yīng)盡量減少罩口至污染源的距離，以提高捕 集效率。4-1.點(diǎn)匯氣流流動情況2. 罩口的設(shè)置位置對氣流分布的影響如果吸氣口設(shè)在墻上，如圖4-1b所示，吸氣范圍減少一半，其等速面為半 球面,則吸氣口的吸氣量為2 2Q = 2二 * w = 2 二r2 v2（4-3）比較式（4-1）和（4-3）兩式，可見：（1） 吸氣速度相同時(shí)，同一距離上Q （懸空設(shè)置的吸氣口） =2Q（有一面阻 擋的吸氣口）；（2）吸風(fēng)量相同時(shí)，同一距離上 v （有一面阻擋的吸氣口） =2v （懸空設(shè)置 的吸氣口）。3. 吸風(fēng)罩的形式對氣流速度分布的影響有邊的吸風(fēng)口比無邊的吸風(fēng)口流速衰減慢，實(shí)際等速面為橢圓形。4.

19、2吹出氣流的運(yùn)動規(guī)律空氣從管口噴出，在空間形成的一股氣流稱為空氣射流.（1）空氣射流的一般特性。如圖4-2所示，這是等溫圓射流的示意圖。管口 速度假設(shè)是完全均勻的。M為射流極點(diǎn)，射流中保持原出口速度vo的部分稱為射 流核心，速度小于vo的部分稱為射流主體，射流核心消失的斷面BOE稱為過渡斷 面，出口斷面至過渡面稱為起始段，過渡斷面以后稱為主體段。4-2.射流結(jié)構(gòu)示意圖其中，等溫自由圓射流的一般特性為：射流邊緣有卷吸周圍空氣的作用，這主要是由于紊流動量變換引起的。由于射流邊緣的娟吸作用，射流斷面不斷擴(kuò)大，射流量隨射流長度增加而 增加。射流核心段呈錐形不斷縮小。核心段后，射流速度逐漸下降。射流中的

20、靜壓與周圍靜止空氣的壓強(qiáng)相同。、射流各斷面動量相等。4.3吹吸氣流吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流。在集氣罩設(shè)計(jì)中，利用吹出氣流與吸入氣流聯(lián)合作用來提高所需“控制風(fēng)速”的形成，稱為吹吸式集氣罩。五、集氣罩以及管道的設(shè)計(jì)要求集氣罩的設(shè)計(jì)要求：1. 盡可能將污染氣體吸進(jìn)集氣罩，以防止污染氣流流入室內(nèi)2. 罩內(nèi)應(yīng)保持一定的均勻負(fù)壓，避免污染物從罩上外逸3. 罩內(nèi)吸風(fēng)速度應(yīng)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，以保證污染物全部吸進(jìn)系統(tǒng)4. 設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)原材料、費(fèi)用最節(jié)儉管道的設(shè)計(jì)要求：1. 風(fēng)管的制作與安裝應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙、合同和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行，發(fā)生 變更必須有設(shè)計(jì)或合同變更的通知書或技術(shù)核定簽證。2. 風(fēng)管系統(tǒng)施工前

21、，施工單位應(yīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理、總承包和設(shè)計(jì)等單位協(xié) 調(diào)風(fēng)管與其它管線管路位置走向，核對安裝預(yù)留孔洞等。施工中應(yīng)與土建及其他 專業(yè)工種相互配合。3. 風(fēng)管制作與安裝所用板材、型材以及其他主要成品材料，應(yīng)符合設(shè)計(jì)及相 關(guān)產(chǎn)品國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)有出廠檢驗(yàn)合格證明。材料進(jìn)場應(yīng)按國家現(xiàn)行 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。4. 以成品供貨的通風(fēng)管道必須具有相應(yīng)的合格證明，包括主材的材質(zhì)證明、 風(fēng)管的強(qiáng)度及嚴(yán)密性檢測報(bào)告（非金屬風(fēng)管還需提供消防及衛(wèi)生檢測合格的報(bào) 告）。成品供貨風(fēng)管的性能試驗(yàn)方法應(yīng)符合本規(guī)程附錄 A的規(guī)定。5. 風(fēng)管制作宜優(yōu)先選用節(jié)能、高效、機(jī)械化加工制作工藝。6. 風(fēng)管制作與安裝所使用的計(jì)量器具及

22、檢測儀器應(yīng)處于合格狀態(tài)并在有效檢定期內(nèi)六、集氣罩的優(yōu)缺點(diǎn)6.1集氣罩的優(yōu)點(diǎn)外部集氣罩用在應(yīng)工藝或操作條件的限制，不能將污染源米比起來的場 合，其特點(diǎn)是為了得到較大的速度的氣流， 往往需要很大的排風(fēng)量。外部集氣罩 利用罩口抽取作用造成罩口附近所需的氣流速度，能防止有害物質(zhì)的擴(kuò)撒和逸 出。6.2集氣罩的缺點(diǎn)外部集氣罩易受到外界干擾、影響工藝操作，當(dāng)外部集氣罩罩口必須遠(yuǎn)離 污染源時(shí)，外部集氣罩不能有效的集氣，宜采用設(shè)有吹出氣流裝置的吹吸式集氣 罩。七、集氣罩的設(shè)計(jì)原則集氣罩的設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)形式以及性能參數(shù)計(jì)算， 集氣罩設(shè)計(jì)得合理使用 較小的排風(fēng)量就可以有效地控制污染物擴(kuò)散。 反之用很大的排風(fēng)量也不

23、一定能達(dá) 到預(yù)期的效果，因此設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：(1) 集氣罩盡可能包圍或靠近污染源，使污染物的擴(kuò)散限制在最小的圍內(nèi)， 盡可能減小吸氣范圍，防止橫向氣流的干擾，減小排風(fēng)量。(2) 在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，使風(fēng)量最 小。(3) 集氣罩的吸氣氣流不允許通過人的呼吸區(qū)在進(jìn)入集氣罩內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)要充 分考慮操作人員的位置和活動范圍。(4) 集氣罩的備置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作和設(shè)備檢 修。(5) 集氣罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用而造價(jià)低，并便于制作安裝和拆卸維 修。(6) 要盡可能避免或減弱干擾氣流如堂風(fēng)、逆風(fēng)氣流等對吸氣氣流的影響。八、除塵器的設(shè)計(jì)原則工業(yè)

24、除塵設(shè)備應(yīng)具備“高效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全”的設(shè)備特性；除塵器廠家 在設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行時(shí)，必須符合以下設(shè)計(jì)原則進(jìn)行：1、技術(shù)先進(jìn)。（1）技術(shù)先進(jìn)、造型新穎、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具有顯著的“高效、密封、強(qiáng)度、剛度” 等技術(shù)特性。（2）排放濃度符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)或特定的規(guī)定，其粉塵或其他有害物的落地濃 度不能超過衛(wèi)生防護(hù)限值。（3）主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。（4）具有配套的技術(shù)保障措施。2、運(yùn)行可靠（1）盡量采用成熟的先進(jìn)技術(shù)，或經(jīng)示范工程驗(yàn)證的新技術(shù)、新產(chǎn)品和新材料, 奠定連續(xù)運(yùn)行、安全運(yùn)行的可靠性基礎(chǔ)。（2）具備關(guān)鍵備件和易耗件的供應(yīng)與保障基地。（3）編制工業(yè)除塵器運(yùn)行規(guī)程，建立工業(yè)除塵設(shè)備有

25、序運(yùn)作的軟件保障體系。（4）培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)人員和崗位工人，實(shí)施崗位工人持證上崗制度，科學(xué)組織工 業(yè)除塵設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和管理。3、經(jīng)濟(jì)適全（1）依靠高新技術(shù)，簡化流程，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效除塵，減少主體重量，有 效降低設(shè)備造價(jià)。（2）采用先進(jìn)技術(shù)，科學(xué)降低能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用；（3）組織除塵凈化的深加工，向綜合利用要效益。（4）提升除塵器完好率和利用率，向管理要效益。4、安全環(huán)保（1）走臺、扶手的護(hù)欄。（2）安全供電設(shè)施。（3）防爆設(shè)施。（4）防毒、防窒息設(shè)施。（5）熱膨脹消除設(shè)施。（6）安全報(bào)警設(shè)施。5、杜絕二次污染與轉(zhuǎn)移（1）除塵器排放濃度必須保證在環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，作業(yè)環(huán)境粉塵濃度在衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)

26、以內(nèi)；（2）粉塵污染治理過程，過能有二次楊塵，也不能轉(zhuǎn)移為其他污染。（3）除塵器噪聲不能超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。（4）除塵器收下灰（粉塵）應(yīng)配套綜合利用措施。九、設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)生污染源設(shè)備：立方體 1200*600*1000mm操作條件：20C, 101.3kpa墻厚：240mm 方塊柱：300*300mm車間大門：2010*2010mtf鋼管相對粗糙度 K=0.15管外徑：D=750mm排氣筒口離地面高12m 三通管的摩擦阻力系數(shù)為0.12LDB-35 型袋式除塵器：阻力：小于 980pa尺寸：2000 1100 8000過濾面積：66 m2最大風(fēng)量：11900n3/h傘形集氣罩：罩口邊距污

27、染源距離 H=600mm罩口吸入速度取0.7m/s ;壓損系數(shù)為0.235。設(shè)計(jì)計(jì)算書、集氣罩設(shè)計(jì)1.1集氣罩尺寸的確定dd1T集氣罩尺寸及示意圖1L圖: 0.31.0W D/E 2.0H/E 0.7L/D 3D 180mm,擬定接風(fēng)口的特征尺寸 d=300mm,即集氣罩連接接風(fēng)口 的特征尺寸為300mm。(2) 600D 1200，取D=1000mm,即集氣罩的特征尺寸為 1000mm。(3) 同時(shí)D4d,經(jīng)驗(yàn)證得符合條件；(4) L 1200.對于外部集氣罩，為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張角a不應(yīng)大于60。則有ctg60 5* (500-400) =500mm兩進(jìn)管口處的壓力損失為：

28、pm4=2 0.1221.204 18.72二 50.5pa出口管的壓力損失:= 0.121.204 18.722=25.3pa三通管后直管的壓力損失為:R4 二 LK=10 0.152二 315.8pa1.204 18.72氣體流經(jīng)三通后，氣流速度改變，由上面的三通計(jì)算知，氣流速度為 袋式除塵器后彎頭的局部阻力損失為：= 0.25 221.204 13.5=54.9pa布袋除塵器與風(fēng)機(jī)之間管道的壓損及煙囪的壓損為:代=L5K=5.3 0.1521.204 18.72= 167.4 pa-PL6=12 0.151.204 18.722=379 pa四、除塵設(shè)備設(shè)計(jì)4.1除塵器的選型（1）選擇除

29、塵器的原則；。必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放要求；粉塵顆粒的物理性質(zhì)對除塵器性能具有較大影響；氣體的含塵濃度；煙氣溫度和其它性質(zhì)是選擇除塵器時(shí)必須考慮的因素；粉塵的收集問題；其它因素（如位置、可利用的空間等）（2）選定除塵器的型式33本次設(shè)計(jì)的煙氣量經(jīng)計(jì)算為9500 m / h，煙度為2200mg/m，而國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)中TSP為0.3 mg/m3,易知為達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)所用除塵器除塵效率需很高，而投資和定貨等皆有條件，綜合上述，可選用對噴脈沖袋式除塵器。對噴脈沖袋式除塵器具有占地面積小， 鋼材消耗低，濾袋磨損少，壽命長，易于安裝調(diào)整，箱體結(jié)構(gòu)合理等特點(diǎn)。4.2計(jì)算參數(shù)的選擇過濾氣速VF過濾氣速是最重

30、要的設(shè)計(jì)和操作指標(biāo)之一。過濾速度選擇過大，雖能減小總過濾面積，降低投資，但卻使壓力損失迅速提高，增多清灰次數(shù)，縮短濾袋壽命使運(yùn)行費(fèi)用增大。若過濾速度偏小，會使設(shè)備費(fèi)增加，處理量減少。一般情況下的過濾氣速歸納如下：簡易清灰：VF=0.20 0.75m/min機(jī)械振動清灰： VF=1.02.0m/min逆氣流反吹清灰：VF=0.52.0 m/min脈沖噴吹清灰： VF=2.04.0 m/min對噴脈沖清灰： VF=1.03.0 m/min本次采用的是對噴脈沖清灰，過濾速度取2.4m/min。濾袋直徑d和長度I對噴脈沖袋式除塵器的濾袋尺寸為120 5000mm 。4.3進(jìn)氣方式和過濾方式的確定對噴袋

31、式除塵器主要由上、中、下三部分箱體和噴吹裝置等組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。含塵氣體由中部箱體上部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入后向下流動，并穿過濾袋得以過濾，凈氣在濾袋內(nèi)自上而下流至凈氣聯(lián)箱匯集后從下部出風(fēng)口排出，粉塵積附于濾袋外表面。 上箱體和凈氣聯(lián)箱中安裝有上、 下噴管，濾袋定期通過上、下噴管的噴吹，將濾袋外表面的積塵消除， 通過灰斗排出。圖1-3-36對噴脈沖袋式除塵器卜-箱體孑?立通跪磁趙動閥；3 - 1.氣包、1一上業(yè)f 5 上噴管f 6巖衣板鼻7 一進(jìn)R-彈賛會舉,9-濾袋匸J0- 氣聯(lián)fib丨】一岀鳳門* 12-下頃管t13-：l) J5k閥* 14下吒包：巧一檢育門圖4-1.對噴脈沖袋式除塵器

32、廣)離昌大爭MHChng Unhwulty4.4濾料的確定濾料是組成袋式除塵器的核心部分，一般性能良好的濾料應(yīng)滿足如下條件容塵量大、 吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命長耐溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高表面光滑的 濾料容量小，清灰方便，使用于含塵濃度低、粘性大的粉塵，采用的過濾速度不宜過高。 表面起毛的濾料容塵量大， 顆粒能伸入濾料內(nèi)部， 可以采用較高的過濾速度，但必須即時(shí)清灰。1*1aitlinIH曲I心*- nfill!表4-1各種纖維的主要性能參數(shù)itlieIM姙IJ(Iff1lUltItMIJt啊-IJISJLUUll|IIfMHIifAlilAtEU HRHiFKi hf ttSI1胡

33、1稠1ifr,1It13H冊濾料按材質(zhì)分主要有天然纖維、無機(jī)纖維和合成纖維等； 按濾料結(jié)構(gòu)分，有濾布和毛氈等。選擇濾料時(shí)應(yīng)從煙氣的性質(zhì)來選擇，此處以煙氣溫度為例來論述，當(dāng)所選濾料長期使用的溫度低于煙氣溫度則濾袋容易被損壞，需頻繁更換提高了運(yùn)行成本，當(dāng)長期使用的溫度高于煙氣溫度時(shí)，濾袋雖不會有什么損傷， 但所能承受溫度越高，其材料費(fèi)， 制造費(fèi)也務(wù)必會 高，造成投資加大，所以應(yīng)選擇與煙氣溫度相適應(yīng)的濾料。由題知煙氣粘度為 2.4x lO-5Pa.s,塵粒粒徑為O.lL|1OOm ,塵粒平均粒徑15m。工 廠煙氣量9500m3/h，煙氣含塵濃度為2200 mg/m3，煙氣溫度為120C。依據(jù)表3-1

34、及煙氣上述性質(zhì)本次設(shè)計(jì)濾料選取滌綸（含彈簧骨架）。長期使用溫度為110130C，而且一般的 工業(yè)性粉塵也經(jīng)常選用滌綸。4.5過濾面積的確定過濾面積計(jì)算公式：A二一（4-1）60VF其中：A-總過濾面積，m23Q-欲處理的煙氣流量， m / hVF-過濾速度 m/min （由 2.4 知 VF=2 ）由3.3知本次設(shè)計(jì)煙氣流量為9500 m3/h，貝VQ60VF950060 2.44.6濾袋的排列和平面布置的確定（1）確定濾袋條數(shù)計(jì)算公式:An = 一 aa = ：dl其中，n-濾袋條數(shù)2A-總過濾面積，m(4-2)(4-3)2a-每條濾袋面積，md-濾袋直徑，ml-濾袋長度，m2本次設(shè)計(jì)A=6

35、6 md=0.12m l=5m n =3.14由公式（4-1）、（4-2）得663.14 0.12 5（2）濾袋的排列和平面布置的型式及原則濾袋的排列有三角形排列和正方型排列（圖4-2 ）。三角形排列占地面積小，但檢修不便，對空氣流通也不利，不常采用，實(shí)際中正方形排列較常采用。圖4-2.濾袋排列型式在濾袋條數(shù)多時(shí), 根據(jù)清灰方式及運(yùn)行條三角形正方形件將濾袋分成若干組（如圖3-5）。每組內(nèi)相鄰兩濾袋之間的凈距一般取5070mm。組與組之間以及濾袋與外殼之間的距離，應(yīng)考慮到檢修、換袋等操作需要，如對簡易清灰的袋式除塵器，這種距離一般取600 800mm。圖4-3.組合濾袋布置圖（3 ）濾袋的排列和

36、平面布置本次設(shè)計(jì)所用濾袋數(shù)為 35,數(shù)量并不多并不用分組直接采用正方形排列布置就行（其 中相鄰兩濾袋之間距離選 60mm，由于本次設(shè)計(jì)選取的是脈沖噴吹清灰所以濾袋與外殼之間 的距離可以選小一點(diǎn)，此處選 30m m）具體平面布置圖如圖 4-3。圖4-6.濾袋平面布置圖4.7清灰裝置的確定清灰是袋式除塵器運(yùn)行中十分重要的一環(huán)，最早采用的是自然落灰或人工拍打，常用 的清灰方式有三種機(jī)械振動清灰，逆氣流清灰，脈沖噴吹清灰。一、自然落灰人工拍打。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，便于管理。缺點(diǎn)：過濾速度低，濾袋面積大，占地大。說明：濾袋直徑一般為300600mm，通常采用正壓操作，捕集對人體無害的粉塵，多用

37、于中小型工廠。二、機(jī)械振打清灰。1、機(jī)械凸輪振打，優(yōu)點(diǎn)：清灰效果較好，與反氣流清灰聯(lián)合使用效果好。缺點(diǎn)：不適于玻璃布等不抗摺的濾袋。說明：濾袋直徑一般大于150mm，分室輪流振打。2、壓縮空氣振打，優(yōu)點(diǎn)：清灰效果好，維修量比機(jī)械振打小。缺點(diǎn)：不知于玻璃布等不抗摺的濾袋，工作受氣流限制。說明：濾袋直徑一般為220mm，適用于大型袋式除塵設(shè)備。3、電磁振打。優(yōu)點(diǎn)：振幅小，可用玻璃布。缺點(diǎn)：清灰效果差，噪聲大。說明： 適用于易脫落的粉塵和濾布。三、逆氣流清灰。即清灰時(shí)清灰方向與正常過濾方向相反，其形式有反吹風(fēng)和反吸風(fēng) 兩種。這種清灰方式的結(jié)構(gòu)簡單，清灰效果好，濾袋磨損少。四、 脈沖噴吹清灰。1、中心

38、噴吹。優(yōu)點(diǎn)：清灰能力強(qiáng)，過濾速度大，可不分室，可連續(xù)清灰。缺點(diǎn)：要求脈沖閥經(jīng)久耐用，高品質(zhì)。說明：適于處理高含塵煙氣，濾袋直徑120 160mm，長度20006000mm或更大，須帶骨架。2、環(huán)隙噴吹。優(yōu)點(diǎn)：清灰能力強(qiáng)，過濾 速度比中心噴吹更大，不需分室，可連續(xù)清灰。缺點(diǎn)：安裝要求更高，壓縮空氣耗更大。說 明：適于處理高含塵煙氣，濾袋直徑120160m m,長22504000mm，須帶骨架。3、整室噴吹。優(yōu)點(diǎn)：減少脈沖閥個(gè)數(shù)，每室1-2個(gè)脈沖閥，換袋檢修方便容易。缺點(diǎn)：清灰能力稍差。說明：噴吹在濾袋室排氣清潔室，濾袋長小于2500mm為宜，且每室濾袋數(shù)量不能多。本次采用的是對噴脈沖清灰。噴吹系

39、統(tǒng)的組成圖見圖4-7,脈沖閥A端接壓縮空氣氣包，B端接噴射管，背壓室接控制閥?？刂崎y由脈沖控制儀控制，當(dāng)脈沖控制儀無信號輸出 時(shí)，控制閥排氣口被封住，脈沖閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)脈沖控制儀發(fā)出信號時(shí)，控制閥將脈沖閥開啟，壓縮空氣由空氣壓縮包通過脈沖閥經(jīng)噴射管小孔噴入文氏管，進(jìn)行清灰。I忡制閥二2-8*沖閥；3壓鞘空花氣包:嗎一皎射甘；5-脈沖視制儀圖4-7.噴吹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.8灰斗高度的確定除塵器灰斗高度跟灰斗的傾角有關(guān)，而灰斗的傾角須根據(jù)粉塵的安息角設(shè)計(jì)：（1）當(dāng)灰斗的傾角大于粉塵的安息角時(shí)，則粉塵會自然下落。（2）當(dāng)灰斗的傾角小于粉塵的安息角時(shí)，則粉塵會積聚在灰斗板上無法下落。所以，設(shè)計(jì)時(shí)宜將灰

40、斗傾角設(shè)計(jì)成大于粉塵安息角，則粉塵自然下落。由經(jīng)驗(yàn)知，一般粉塵安息角大概為45度左右，則把灰斗傾角設(shè)置為60度，粉塵可順利下落。然后根據(jù)60度傾角來計(jì)算灰斗高度即可。由圖4-8知h二12602般取1000到1200mm本次設(shè)計(jì)取1000mm )4.9除塵器壓損袋式除塵器壓損可按下式進(jìn)行計(jì)算：=P - ：R lFq 7 lFd300 500 Rd ;式中：DRd -除塵器外殼結(jié)構(gòu)的壓損，在正常過濾風(fēng)速下，一般為 取P =500巳。 Pq 清潔濾料的壓損； Pd -粉塵層的壓損。FC主要是由氣流經(jīng)過進(jìn)、出口等造成的壓損，而.-：Po與AFd之和一般又稱為過濾阻力二Pf，即二Pf =.児=Pd =v

41、f =（ 0： m）vf。式中x-過濾層的總壓損系數(shù)，x0 -清潔濾料的壓損系數(shù)，m Jm-含塵氣體的黏度，Pa Svf 過濾速度， m/s;a粉塵層的平均比阻力，m / Kgm 堆積粉塵負(fù)荷，kg /m2,普通運(yùn)行的堆積粉塵負(fù)荷范圍為0.22.0 kg/m2。取m=2 kg / m2.粉塵層比阻力a可用柯日尼一卡門的理論公式推算:180 ( 1 - e).23pdp e粉塵層的空隙率e，對于一般表面過濾方式，取0.80.95。取 e =0.95.180 ( 1 - e) a 180? (10.95).23rpdpe2000 倉 “1510-6)2? (0.95)3=2.3? 107清潔濾布的

42、壓損系數(shù)x0的數(shù)量級為107 : 108m- 1，滌綸為7.2，107m-1 ，則DPf =(冷+ am)mvf = (7.2? 107 2.3倉創(chuàng)107 2)創(chuàng)2.4 10-5 錘2 60 = 94.4pa則袋式除塵器的壓損：4.9除塵器的確定查詢環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊-大氣污染控制設(shè)備得到:* iMi I tn對胖沖我式律塵的壟宴惶健tt * n ftffi4-I DRrjS1t.rfr?ol.DB-kOSLbB-MQ13T19A2A170awsNOu1 1Tw?Ss人口書宅韋就“耐m叩4赫店” 11900|i 1 -iKt - Jtnrtftrt沖lIO-q卜 - 一40電挖1s -電整峙嶼怨力/MF*；6 ?4小樂 2y. 4).畫沁*0.4撲榕X!寸1血-W A1- mm細(xì)* l-tcxn 22 xfeOO2-X JJiTO AOfk) 144(X)XJifltW1MC115027-0綜合設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)和上表，選用 LDB-35型對噴脈沖袋式除塵器五、總壓損計(jì)算5.1摩擦阻力損失摩擦阻力損失等于各管段的阻力損失之和：卩二呪吃氏：氏PL6= 27.0156.39.2315.8167.4379=1054.7 pa5.2局部壓力損失局部阻力損失等于部件的阻力損失之和：厶P八盅二*巳2吧3 =Pm4 =巳5哩6= 113.2 54.9 86.3 50.5 25.3 54.9 =38