大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)-車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書12

大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)要求1.設(shè)計(jì)名稱：生產(chǎn)車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)時(shí)間：1.5周3.要求：1）通過(guò)對(duì)車間除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握有關(guān)除塵系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)過(guò)程，包括除塵設(shè)備選擇、集氣罩和管路的確定與設(shè)計(jì)計(jì)算等；2）要求獨(dú)立完成相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，不得抄襲主要內(nèi)容與原始設(shè)計(jì)參數(shù)某物料初加工車間，車間內(nèi)氣體流動(dòng)尚屬平靜，顆粒物分類屬于其他類別。為保證室內(nèi)空氣質(zhì)量符合有關(guān)環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，需收集顆粒物產(chǎn)生點(diǎn)的空氣對(duì)其進(jìn)行除塵治理。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)原始資料，和污染物排放允許值（單號(hào)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；雙號(hào)：廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)）設(shè)計(jì)一除塵系統(tǒng)以達(dá)到環(huán)境要求。出于經(jīng)費(fèi)和管理的考慮，廠方要求采用旋風(fēng)或布袋式除塵器，并通過(guò)原有排氣筒進(jìn)行排放。工廠車間的基本情況車間工作環(huán)境：該加工工業(yè)建于2008年，位于一般工業(yè)區(qū)內(nèi)。車間環(huán)境氣溫：20℃，101.3kPa車間空氣尚屬平靜收集氣體平均含塵濃度:4g/Nm3主要排塵點(diǎn):（相應(yīng)的位置尺寸見車間的平面布置圖。）A:物料卸料點(diǎn)。尺寸大小(mm)：W×L×H=720×1200×450,冷源B：工作臺(tái)。尺寸大小(mm)：W×L×H=600×800×800,冷源。C:工作臺(tái)。尺寸大小(mm)：W×L×H=600×800×800,冷源。平面布置圖：車間高為18M，長(zhǎng)20M，寬8M，周圍200米半徑內(nèi)無(wú)高于車間的建筑要求除塵設(shè)備置于車間內(nèi)，并連接車間頂部的排氣筒。B、C上部設(shè)計(jì)傘形集氣罩，罩口距工作臺(tái)面大于200mm排氣筒高度為25M（從車間頂部算起），內(nèi)徑為300mm，材質(zhì)為鋼板(D；外壁距離墻壁外邊1m)平面布置圖如下CCBDB8m4.0m8.0m8m6.0m12mAA2.0m20m20m三、設(shè)計(jì)圖的要求要求繪制：（1）除塵系統(tǒng)的布置圖（含主要設(shè)備與管線）、（2）集氣罩的設(shè)計(jì)圖（3）除塵器系統(tǒng)圖（包括外型結(jié)構(gòu)\尺寸）一張。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號(hào)、并附明細(xì)表。除塵系統(tǒng)的布置圖：立面和平面布置安排在一張A1圖；集氣罩的設(shè)計(jì)圖和除塵器系統(tǒng)圖：要求為A2圖幅；可手繪或用CAD完成。3集氣罩的設(shè)計(jì)3.1集氣罩的選用按集氣罩與污染源的相對(duì)位置及圍擋情況，可將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。當(dāng)有害物源不能密閉或圍擋起來(lái)時(shí)，可以設(shè)置外部集氣吸塵罩，它是利用罩口的吸氣作用將吸氣口有一定距離的有害物吸入罩內(nèi)。由于本工藝需要對(duì)物料進(jìn)行加工，無(wú)法對(duì)污染源進(jìn)行密閉，則只能在其附近設(shè)置外部集氣罩。所以，本設(shè)計(jì)在污染源附近設(shè)置外部集氣罩，外部集氣罩依靠罩口外吸入氣流運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)捕集污染物。本工藝的主要污染物是粉塵，而且是冷源，根據(jù)其發(fā)散情況，采用上部傘形罩的捕集效果較好，因此本設(shè)計(jì)的三個(gè)污染源均采用上部傘形集氣罩。對(duì)于外部集氣罩排風(fēng)量的確定,本設(shè)計(jì)采用控制速度法。3.2集氣罩的設(shè)計(jì)原則集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來(lái)，使污染物的擴(kuò)散限制在最小的范圍內(nèi)，以便防止橫向氣流的干擾，減少排氣量。（2）集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運(yùn)動(dòng)方向一致，充分利用污染氣流的初始動(dòng)能。（3）在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，以減少排風(fēng)量；（4）集氣罩的吸氣氣流不允許經(jīng)過(guò)人的呼吸區(qū)再進(jìn)入罩內(nèi)；（5）集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙人工操作和設(shè)備檢修。（6）罩口面積與排氣管面積之比最大可為16:1（7）為避免橫向氣流干擾，要求H盡可能0.3L(罩口長(zhǎng)邊尺寸)（8）傘形罩的開口角度（α）宜小于或等于90o，最大不宜大于120o（9）傘形罩應(yīng)設(shè)罩裙（即垂直邊），罩裙的高度(A為罩口面積)（10）集氣罩的結(jié)構(gòu)尺寸一般是按經(jīng)驗(yàn)確定的。3.3控制速度Vx的設(shè)定（1）控制速度vx查表“污染源的控制速度vx”【1】。（2）表3-1控制點(diǎn)的最小控制風(fēng)速（m/s）污染物放散情況舉例以很緩慢的速度放散到相當(dāng)平靜的空氣中槽內(nèi)液體的蒸發(fā)；氣體或煙從敞口容器中外溢0.25～0.5以較低的速度放散到尚屬平靜的空氣中室內(nèi)噴漆；斷續(xù)地傾倒有塵屑的干物料到容器中；焊接0.5～1.0以相當(dāng)大的速度放散出來(lái)，或是放散到空氣運(yùn)動(dòng)迅速的區(qū)域在小噴漆室用高壓噴漆；快速裝袋或裝桶；以運(yùn)輸器上給料1.0～2.5以高速散發(fā)出來(lái)，或是放散到空氣運(yùn)動(dòng)很迅速的區(qū)域磨削；重破碎；滾筒清理2.5～10（1）卸料點(diǎn)A的控制速度以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中控制速度vx＝0.5～1.0m/s，由于卸料點(diǎn)位于兩個(gè)窗之間，取vx＝1m/s。（2）工作臺(tái)B的控制速度以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中,控制速度vx＝0.5～1.0m/s。由于該工作臺(tái)近處無(wú)窗，空氣不對(duì)流，vx比較小，取vx＝0.5m/s。（3）工作臺(tái)C的控制速度以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中控制速度vx＝0.5～1.0m/s。由于該工作臺(tái)位于兩個(gè)窗之間，空氣對(duì)流，取vx＝1m/s3.4集氣罩的設(shè)計(jì)計(jì)算集氣罩的結(jié)構(gòu)尺寸一般是按照經(jīng)驗(yàn)確定的。具體如下圖：B-罩口離管高度，mm。D-集氣罩連接風(fēng)管直徑，mm。L-污染源長(zhǎng)邊尺寸，mm。L1-罩口法蘭邊全長(zhǎng)，如不設(shè)法蘭則為罩口長(zhǎng)度，mm。h-污染源的高度，mm。H-罩口至污染源距離，mm。W-污染源短邊尺寸，mm。W1-罩口法蘭邊全寬，如不設(shè)法蘭則為罩口寬度，mm。對(duì)于采用上部傘形罩的長(zhǎng)方形污染源，且污染氣流運(yùn)動(dòng)方向與吸氣方向一致時(shí)，一般推薦以下參數(shù)：D/W≥0.3；H/W≤0.7；1.0≤W1/W≤1.5?！?】3.4.1物料卸料點(diǎn)A的集氣罩傘形集氣罩，位于工作臺(tái)上方，設(shè)三擋板。罩口離污染源高度∵H/W≤0.7【1】，即H≤0.7W，且W＝720mm∴H≤0.7×720＝504mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h＝450mm，h＋H≤450＋504＝954mm，符合要求罩口離污染源高度取H＝400mm罩口尺寸據(jù)找邊長(zhǎng)確定公式：W1=W+2×0.4H【2】，即得：W1＝W＋2×0.4×500＝1040mm同理，L1=L+2×0.4H【2】，得：L1＝L＋2×0.4×500＝1052mm集氣罩的擴(kuò)張角α的范圍是：宜30°～60°，取α＝45°罩口離管口高度：B＝L1＝760mm集氣罩風(fēng)管直徑∵D/W≥0.3[3]，∴D≥0.3W＝216mm，取D=220mm，管徑的確定見管段2的計(jì)算。罩的裙邊為了減少吸入塵源外的空氣，罩口一般應(yīng)做成與軸線相平行的裙邊。裙邊高h(yuǎn)`可按照下式取值：h`式中，H’-罩口裙邊高，m。罩口截面積，m^2。其中，A=L1L1-罩口法蘭邊全長(zhǎng)，如不設(shè)法蘭則為罩口長(zhǎng)度，mm。W1-罩口法蘭邊全寬，如不設(shè)法蘭則為罩口寬度，mm。故，罩口裙邊為h取h`=320mm罩的直邊罩口周圍做成與軸線垂直的直形周邊。這樣，一增加了結(jié)構(gòu)上的剛度，二降低罩口壓損，三減少吸入塵源外的空氣量、增加對(duì)塵源外的空氣量、增加對(duì)塵源的控制能力。直邊的寬度可在80-130mm間取值。本設(shè)計(jì)取罩口直邊寬為100mm。3.4.2工作臺(tái)點(diǎn)B的集氣罩傘形集氣罩，位于工作臺(tái)上方，不設(shè)擋板。(1)罩口離污染源高度∵H/W≤0.7，即H≤0.7W，且W＝600mm∴H≤0.7×600＝420mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h＝800mm，h＋H≤800＋420＝1220mm，符合要求。罩口離污染源高度取H＝400mm(2)罩口尺寸W1=W+2×0.4H【2】，即得：W1＝W＋2×0.4×500＝1120mm同理，L1=L+2×0.4H【2】，得：L1＝L＋2×0.4×500＝920mm集氣罩的擴(kuò)張角α的范圍是：宜30°～60°，取α＝45°罩口離管口高度：B＝L1＝560mm(3)集氣罩風(fēng)管直徑∵D/W≥0.3，∴D≥0.3W＝180mm，管徑的確定見管段4的計(jì)算。(4)罩的裙邊為了減少吸入塵源外的空氣，罩口一般應(yīng)做成與軸線相平行的裙邊。裙邊高h(yuǎn)`可按照下式取值：h`式中，h-罩口裙邊高，m。罩口截面積，m^2。其中，A=L1L1-罩口法蘭邊全長(zhǎng)，如不設(shè)法蘭則為罩口長(zhǎng)度，mm。W1-罩口法蘭邊全寬，如不設(shè)法蘭則為罩口寬度，mm。故，罩口裙邊為h取h`=260mm(5)罩的直邊本設(shè)計(jì)取罩口直邊寬為100mm。3.4.3工作臺(tái)點(diǎn)C的集氣罩傘形集氣罩，位于工作臺(tái)上方，設(shè)三擋板。由于BC兩個(gè)工作臺(tái)尺寸一樣，工作臺(tái)C的集氣罩各尺寸同工作臺(tái)B的集氣罩管徑的確定見管段1的計(jì)算。3.5排氣量的計(jì)算不設(shè)擋板：上部傘形罩的排氣量：Q＝KPHvx(m3/s）三側(cè)設(shè)擋板，上部傘形罩的排氣量：＝L1Hvx【手冊(cè)】式中：P——罩口敞開面周長(zhǎng)，m；H——罩口至污染源距離，m；vx——控制速度，m/s；L1——周口長(zhǎng)，m；K——考慮沿程高度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取K＝1.4。3.5.1物料卸料點(diǎn)A的集氣罩流量計(jì)算集氣罩三側(cè)設(shè)擋板，則排氣量為：＝L1Hvx＝1.120×0.400×1.0＝0.61m3/s換算成工作狀態(tài)下的流量：QA＝＝0.61×101.3×273×3600（20+273）×101.3＝2039.3.5.2工作臺(tái)B的集氣罩流量計(jì)算集氣罩不設(shè)擋板，則排氣量為：＝KPHvx＝1.4×2×（1.12+0.92）×0.40×0.5＝1.14m3/s換算成工作狀態(tài)下的流量：QB＝＝1.14×101.3×273×3600（20+273）×101.3＝3.5.3工作臺(tái)C的集氣罩集氣罩三側(cè)設(shè)擋板，則排氣量為：排氣量：＝L3Hvx＝1.12×0.4×1.0＝0.45m3/s換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量：QC＝＝0.45×101.3×273×3600（20+273）×101.3＝1502.3.5.4總排氣量生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的總氣量，即裝置進(jìn)口氣體流量：Q1N＝QA＋QB＋QC＝2039.39+3831.91+1502.71＝7374.02m3/h4除塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1處理氣體流量的計(jì)算 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的總氣量，即裝置進(jìn)口氣體的流量： 除塵器的漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)查得K=0.1~0.15，取K=0.12。 則裝置出氣口氣體流量： [2]處理氣體總流量：[3]式中：——裝置進(jìn)口氣體流量——裝置出口氣體流量 處理氣體流量4.2除塵效率的計(jì)算根據(jù)《廣東省大氣污染物排放限值》（DB44/27--2001)中，對(duì)于位于一般工業(yè)區(qū)，建于2008年的工廠，排氣筒高度為25米，執(zhí)行第二時(shí)段三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，TSP最高允許排放速率：11.2kg/h,最高允許排放濃度：120×10-3g/m3。 [4]式中：——污染物濃度，已知為4.0g/m3；——相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中污染物濃度，最高允許排放濃度：120×10-3g/m3∴4.3除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)4.3.1除塵器的過(guò)濾面積風(fēng)速一般取40~60mm/s。本次除塵效率為96.64%，取v=50mm/s=0.05m/s[5]4.3.2濾袋的直徑和長(zhǎng)度確定 查除塵工程手冊(cè)，濾袋形狀為圓筒狀，直徑一般為120~300mm，最大不超過(guò)600mm；高度為2~3m。由于圓筒袋得到支撐骨架及連接比較簡(jiǎn)單，清灰容易，維護(hù)管理比較簡(jiǎn)單，所以該除塵器選用圓袋式除塵器。 設(shè)直徑d=0.16m=160mm，高度h=2.6m。4.3.3阻力計(jì)算 袋式除塵器的阻力由3部分組成：（a）設(shè)備本體結(jié)構(gòu)的阻力指氣體從除塵器入口，至除塵器出口產(chǎn)生的阻力；（b）濾袋阻力,指末濾粉塵時(shí)濾料的阻力，約50~150Pa；(c)濾袋表面粉層的阻力，粉塵層的阻力約為干凈濾布阻力的5~10倍。由《大氣污染控制工程》P242可見，袋式除塵器的阻力在1000~1500Pa，取阻力為1200Pa。4.3.4濾袋面積和條數(shù)每條濾袋的面積： 濾袋條數(shù)：4.4除塵系統(tǒng)的選擇4.4.1除塵器選型 由設(shè)計(jì)參數(shù)參考，選取除塵器，選用DS/A-8×7型袋式除塵器。清灰方式為機(jī)械振動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。濾料為聚四氟乙烯。4.4.2除塵器技術(shù)參數(shù) 袋數(shù)個(gè)：56總過(guò)濾面積：56m2過(guò)濾風(fēng)速：3m/s處理風(fēng)量：6700～10000m3/h4.4.3除