第一章 廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計

第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計內(nèi)容集氣罩設(shè)計氣體輸送管網(wǎng)的設(shè)計管道設(shè)計及裝置的運行管理第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計內(nèi)容第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

空氣污染物在車間的擴散機理是污染物依附于氣流運動而擴散的。對于生產(chǎn)過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內(nèi)二次氣流的運動，就可以控制污染物的擴散和飛揚，從而達到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。這就是采用局部排氣通風方法控制空氣污染物擴散的依據(jù)。控制空氣污染物在車間內(nèi)外擴散的局部通風方法，簡單地說，就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，把污染空氣搜集起來并經(jīng)凈化后排至室外，這是生產(chǎn)車間控制污染的最有效、最常用的方法廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計內(nèi)容第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、廢氣凈化系統(tǒng)的組成

廢氣凈化系統(tǒng)示意圖

1、集氣罩；2、管道；3、凈化設(shè)備；4、風機；5、煙囪；第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)集氣罩:集氣罩是用來捕集污染空氣的，其性能對凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有直接的影響。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。(2)風管:在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連成一個整體。(3)凈化設(shè)備:為了防止大氣污染，當排氣中污染物含量超過排放標準時，必須采用凈化設(shè)備進行處理，達到排放標準后，才能排人大氣。(4)通風機

:通風機是系統(tǒng)中氣體流動的動力。為了防止通風機的磨損和腐蝕，通常把風機設(shè)在凈化裝備的后面。(5)煙囪:

煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。由于凈化后的煙氣中仍含有一定量的污染物。這些污染物在大氣中擴散、稀釋，并最終沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度.一、廢氣凈化系統(tǒng)的組成第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、捕集裝置設(shè)計——集氣罩2、氣體輸送管網(wǎng)設(shè)計3、凈化系統(tǒng)的選擇或設(shè)計4、風機選擇5、排氣筒設(shè)計

二、廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)選擇依據(jù)a.污染物的種類與性質(zhì)；b.處理量；c.凈化效率；d.凈化系統(tǒng)的環(huán)境、經(jīng)濟及社會效益。(2)一般程序

a.工程調(diào)查；b.確定凈化程度；c.選擇合理的凈化工藝；d.選擇適當?shù)膬艋b置，確定合理的凈化系統(tǒng)配置；e.確定凈化系統(tǒng)運行參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟指標。(3)除塵系統(tǒng)與裝置的選擇(4)吸收系統(tǒng)與裝置的選擇(5)吸附系統(tǒng)與吸附裝置的選擇(6)凈化裝置的費用設(shè)備投資費；運行費用；總費用凈化系統(tǒng)的選擇或設(shè)計第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩設(shè)計第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩的基本形式集氣罩設(shè)計集氣罩設(shè)計第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩：是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴散，造成污染。形式：（1）按罩口氣流流動方式分為：吸氣式和吹吸式；（2）按集氣罩與污染源的相對位置及適用范圍，吸氣式集氣罩分為：密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩等。一、集氣罩的基本形式第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月密閉罩定義：將污染源的局部或整體密閉起來，在罩內(nèi)保持一定負壓，可防止污染物的任意擴散。特點：所需排風量最小，控制效果最好，且不受室內(nèi)氣流干擾，設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先選用。結(jié)構(gòu)形式：局部密閉罩、整體密閉罩、大容積密閉罩

一、集氣罩的基本形式第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：體積小，材料消耗少，操作與檢修方便；

適用：產(chǎn)塵點固定、產(chǎn)塵氣流速度較小且連續(xù)產(chǎn)塵的地點。密閉罩第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：容積大，密閉性好。適用：多點塵源、攜氣流速大或有振動的產(chǎn)塵設(shè)備。密閉罩第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：容積大，可緩沖產(chǎn)塵氣流，減少局部正壓，設(shè)備檢修可在罩內(nèi)進行。適用：多點源、陣發(fā)性、氣流速度大的設(shè)備和污染源。密閉罩第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月半密閉罩排氣柜可使產(chǎn)生有害煙塵的操作在柜內(nèi)進行。1.結(jié)構(gòu)形式

a、排氣口在操作口對面

操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小。

b、排氣口設(shè)在柜頂

操作口上部形成較大進氣流速，而下部進氣流速較小，氣柜內(nèi)易形成渦流，可能造成有害氣體外逸

c、在對面和頂部同時設(shè)置排氣口

2.布置要求：盡量避開門窗和其它進風口。第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點:結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；但所需排風量較大，且易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見形式:頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩外部集氣罩第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、排風量的確定Q=v0·S0從上式可知，若保持流速V不變，減小密封罩開口面積S，相應(yīng)排風量Q減少，從而可使系統(tǒng)運行能耗降低。由于密封罩足夠嚴密，使罩內(nèi)能維持一定負壓，防止污染氣體逸出，車間內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)。因此，密封型集氣罩是最經(jīng)濟有效，即是集氣罩設(shè)計的首選型式。二、集氣罩的特性第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩的壓力損失二、集氣罩的特性第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來，或靠近污染源，使污染物的擴散限制在最小的范圍內(nèi)，并防止或減少橫向氣流的干擾，這樣就可以在獲得足夠集氣速度的情況下，減少集氣量。(2)集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運動方向一致，充分利用污染氣流的動能。(3)在保證控制污染源的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積或加法蘭邊，使其集氣量最小。(4)外部集氣罩的軸線應(yīng)與污染物散發(fā)的軸線相重合。罩口面積之比最大為16：1；喇叭口罩長度宜取風管直徑的3倍，以保證罩口均勻集氣，若達不到均勻集氣時，可設(shè)多個集氣口，或在集氣罩內(nèi)設(shè)分隔板、擋板等。(5)不允許集氣罩的氣流先經(jīng)過人的呼吸區(qū)，再進入罩內(nèi)。氣流流程內(nèi)不應(yīng)有障礙物。(6)設(shè)計時要充分考慮工作人員的位置和活動范圍，集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙工人操作和設(shè)備檢修。三、集氣罩的設(shè)計方法第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1為PVC產(chǎn)品的印刷車間生產(chǎn)過程中集氣罩結(jié)構(gòu)，由于化工原料散發(fā)出刺鼻的氣味，及有害氣體的濃度極高，雖然加裝了大功率的抽氣吸味裝置，由于機臺轉(zhuǎn)動工件隨輸送線運動及風扇等橫向氣流的干擾，集氣罩結(jié)構(gòu)不理想，捕集效果不好，致使大量氣體外逸。四、集氣罩的設(shè)計怎樣改進？第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月針對這種情況改成密閉型結(jié)構(gòu)如圖2所示，將輸送線全部密閉，由進出料口進風，通過罩口進行抽吸空氣，使密封罩內(nèi)保持負壓，這樣有效的控制了污染空氣的擴散。四、集氣罩的設(shè)計第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

當受到生產(chǎn)設(shè)備和工藝條件限制不能將污染源全部或局部密封時，可采用外部型，即將集氣罩設(shè)在污染源近旁，將罩口對準污染源，靠罩口氣流運動把污染源散發(fā)出來的混合氣體吸入罩內(nèi)。由于罩口離污染源有一定的距離，易受到其他方向氣流干擾，與密封罩相比需要較大風量才能控制污染氣流擴散，捕集效率較低。因此，根據(jù)目前各種形式集氣罩的使用效果比較，合理的設(shè)計罩口能得到較好的效果。四、集氣罩的設(shè)計第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖3為工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的裝配加工生產(chǎn)線的集氣罩結(jié)構(gòu)，采用大尺寸罩口，罩口吸氣面積S較大，需配以較大排風量，因而不能有效集中控制風量吸捕污染源散發(fā)出來的污染氣體。四、集氣罩的設(shè)計第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月將其設(shè)計改為如圖4所示，即在罩內(nèi)加裝弧形擋板，使整體大罩口被分隔成小罩口，對準工件（污染源）上方，這樣大大減小了罩口面積A，相應(yīng)排風量Q減小，使用較小的吸風量即有效的控制了污染氣體的逸出，產(chǎn)生了較好效益。四、集氣罩的設(shè)計第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖5為循環(huán)烘箱工件脫模工序的集氣罩結(jié)構(gòu)，經(jīng)加熱后的化工制品及模具離型劑，產(chǎn)生了大量的有害氣體，為了有效吸氣和不妨礙工人操作，將集氣罩置于工作臺的正上方，罩口距離較遠，這樣不僅增大了罩口的吸氣范圍，而且容易受到室內(nèi)其他氣流干擾，同時在污染氣體抽吸入罩口過程，經(jīng)過操作人員的口、鼻，直接危害工人的健康。四、集氣罩的設(shè)計第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

若將其設(shè)計改為如圖6所示，即將集氣罩置于操作人員的另一側(cè)，并貼近污染源，這樣使集氣罩口面積減小，排風量也降低，用較少能耗得到所需的捕集速度，同時避免污染氣體被吸入操作人員的口、鼻，改善了工作環(huán)境，保證了工人身體健康。四、集氣罩的設(shè)計第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)生產(chǎn)過程中由于工藝操作的特點及現(xiàn)場實際情況集氣罩必須滿足其特殊要求，如噴漆工序產(chǎn)生大量的過剩霧化顆粒與周圍空氣形成的混合污染氣體，通過罩口直接吸入就增加了凈化設(shè)備的負擔，且滯留、粘附于管壁的油漆不易清理。如圖7根據(jù)該工藝特點在集氣口前加裝了噴漆水嘴及擋板，使之形成一道水簾，噴漆槍噴出霧化的油漆經(jīng)過擋板阻隔及水簾過濾后，利用導風板將處理后的混合氣流吸入罩內(nèi)，這樣有效的控制了污染向周邊環(huán)境擴散，減輕了凈化設(shè)備的負擔，也避免了油漆粘附于管壁，簡化了日后的維修清理，水簾式噴漆機臺的吸氣結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟，有效的控制噴漆工序造成的周邊環(huán)境污染。四、集氣罩的設(shè)計第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8吹吸式操作臺聯(lián)合罩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較好的效果。聯(lián)合罩利用吹氣氣流（噴射氣流）比吸氣氣流速度衰減大數(shù)十倍的特性，即在一側(cè)吸氣的同時在另一側(cè)吹出氣流，形成一道氣幕，從而組成吹吸聯(lián)合集氣罩，有效的阻止了有害氣體外逸擴散，有效的提高了控制效果。吹吸式集氣罩由于依靠吹吸氣流聯(lián)合對有害氣體進行控制輸送，具有風量小，污染控制效果好，抗干擾能力強，不影響工藝操作等的優(yōu)點，近年來在國內(nèi)外得到了日益廣泛的應(yīng)用。四、集氣罩的設(shè)計第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體輸送管網(wǎng)的設(shè)計第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月管道布置管道系統(tǒng)的計算氣體輸送管網(wǎng)的設(shè)計第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月管道布置應(yīng)從系統(tǒng)總體布局出發(fā),既要考慮系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟合理性,又要與總圖、工藝、土建等有關(guān)專業(yè)密切配合,統(tǒng)一規(guī)劃,力求簡單、緊湊,縮短管線,減少占地和空間,節(jié)省投資,不影響工藝操作、調(diào)節(jié)和維修。一、管道布置的一般原則第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月在設(shè)計中，管道計算的任務(wù)是確定管道尺寸和系統(tǒng)的壓力損失，為選擇適當?shù)耐L機和電動機提供依據(jù)。在除塵系統(tǒng)布置好以后，管道計算可按一下步驟進行：繪制管道系統(tǒng)的軸側(cè)投影圖；進行管道編號，注上管段的長度和流量；選擇適當?shù)臍饬魉俣?，確定管段的斷面尺寸和各管段的亞損，從最不利環(huán)路開始計算；對于并聯(lián)管道，各分支管道的壓損要盡可能平衡；計算凈化系統(tǒng)的總壓力損失。

二、管道系統(tǒng)的計算第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、管道系統(tǒng)的計算在已知廢氣流量和管內(nèi)流體流速的情況下，管徑由下式確定：第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月摩擦壓力損失：由于氣體本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。局部壓力損失

二、管道系統(tǒng)的計算第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月對于并聯(lián)管道要進行壓力平衡計算：計算時兩分支管段的壓力差應(yīng)滿足一下要求：除塵系統(tǒng)應(yīng)小于10%，其他通風系統(tǒng)應(yīng)小于15%。否則必須進行管徑調(diào)整或增設(shè)調(diào)壓裝置，使其滿足上述要求。通過調(diào)整管徑來平衡壓力：

二、管道系統(tǒng)的計算第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月通風機的選擇主要是根據(jù)凈化系統(tǒng)的總風量和總壓損來確定：