大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)--某工廠集氣罩的設(shè)計(jì)

1、<p>　　《大氣污染控制工程》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： </p>&

2、lt;p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2009年 6月 8 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的目的2</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目描述和要求2</p><p>

3、;<b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3</b></p><p>　　一、工廠污染情況3</p><p>　　二、污染防治的必要性3</p><p>　　2、1什么是大氣污染3</p><p>　　2、2大氣污染的危害4</p><p>　　三、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程5</p><p

4、>　　四、集氣罩的集氣機(jī)理7</p><p>　　五、集氣罩以及管道的設(shè)計(jì)要求9</p><p>　　六、集氣罩的優(yōu)缺點(diǎn)11</p><p>　　七、集氣罩的設(shè)計(jì)原則11</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)參數(shù)13</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū)13&

5、lt;/b></p><p>　　一、集氣罩設(shè)計(jì)13</p><p>　　1、1集氣罩尺寸的確定13</p><p>　　1、2集氣罩排風(fēng)量的確定15</p><p>　　1、3集氣罩高度的確定15</p><p>　　1、4集氣罩壓力損失的計(jì)算15</p><p>　　二、管道

6、布置圖16</p><p>　　2.1走向原則16</p><p>　　2.2走向分類(lèi)16</p><p>　　三、管道、彎頭及三通設(shè)計(jì)16</p><p>　　3、1管道設(shè)計(jì)17</p><p>　　3、2彎頭設(shè)計(jì)18</p><p>　　3、3三通設(shè)計(jì)19</p>

7、<p>　　四、傘形風(fēng)帽設(shè)計(jì)20</p><p>　　五、總壓損設(shè)計(jì)20</p><p>　　5、1總壓損設(shè)計(jì)20</p><p>　　5、2驗(yàn)證并連管路壓力平衡21</p><p>　　六、風(fēng)機(jī)的確定21</p><p>　　6、1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)量21</p><p>

8、;　　6、2風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)壓22</p><p>　　6、3風(fēng)機(jī)的選擇22</p><p>　　6、4電機(jī)的選擇23</p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　參考書(shū)目24</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的目

9、的</b></p><p>　　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(shí)，并能結(jié)合實(shí)踐，學(xué)以致用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，掌握《大氣污染控制工程》各基本原理和基本設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)我們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)來(lái)分析和解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為某工廠集氣罩的設(shè)計(jì)，結(jié)合《大氣污染控制工程》的內(nèi)容，

10、及各種參考資料，完成集氣罩的設(shè)計(jì)，了解工藝設(shè)計(jì)流程，以及集氣罩除塵的工作原理。并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中：</p><p>　?。?）了解工程設(shè)計(jì)中的基本方法步驟，技術(shù)資料的查找與應(yīng)用。（2）學(xué)會(huì)基本的計(jì)算方法和進(jìn)行繪圖能力的訓(xùn)練。</p><p>　?。?）綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)課程的理論知識(shí)解決工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題。</p><p>　?。?）熟悉、貫徹國(guó)家環(huán)境保護(hù)法及其他

11、有關(guān)政策。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目描述和要求</p><p>　　1）在污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)二個(gè)傘形集氣罩。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：使用材料為鋼板，罩口邊須距污染面積H=600 mm。</p><p>　　2）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)。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：所用除塵器為L(zhǎng)D

12、14型布袋除塵器，使用相對(duì)粗糙度為K=0.15的鋼管，彎頭及三通設(shè)備自取，排氣筒口需離地面高12m。</p><p>　　3）選擇一臺(tái)風(fēng)機(jī)使個(gè)除塵系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：最大風(fēng)量不超過(guò)25200 m3/h。</p><p>　　4）使用計(jì)算機(jī)繪圖，并用A2圖紙打印。</p><p>　　5）要求說(shuō)明書(shū)以及計(jì)算書(shū)內(nèi)容完整、

13、簡(jiǎn)潔明了，排版工整、計(jì)算正確。</p><p>　　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。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p><b>　　一、工廠污染情況</b></p><p>　　該工廠有兩個(gè)污染源，主要產(chǎn)生輕

14、礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。產(chǎn)生污染的設(shè)備如下圖：</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　要求設(shè)計(jì)集氣罩收集工廠的粉塵，設(shè)計(jì)管道輸送粉塵到布袋除塵器，從而達(dá)到凈化工廠空氣的目的，使工廠員工有較好的工作環(huán)境。</p><p>　　二、污染防治的必要性</p><p>　　2、1什么是

15、大氣污染</p><p>　　大氣是環(huán)境的組成部分，是人類(lèi)和動(dòng)植物攝取氧氣的源泉，是植物進(jìn)行光合作用所需二氧化碳的貯存庫(kù)，也是環(huán)境中能量流轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)。大氣是多種氣體的混合物，其組成基本上是恒定的。但由于人口增多，工業(yè)發(fā)展，向大氣中排放的有害氣體及飄塵越來(lái)越多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大氣自?xún)裟芰?，使大氣的組成發(fā)生變化，有害氣體危害了人類(lèi)的生存和發(fā)展，就形成了大氣污染。</p><p>　　大氣污染可以根

16、據(jù)污染物的不同，分為氮氧化物污染、硫氧化物污染、碳氧化物污染及飄塵污染。</p><p>　　1．氮氧化物污染: 主要污染物是一氧化氮和二氧化氮。大氣中的氮氧化物大約有2/3來(lái)自煤炭及石油產(chǎn)品燃燒，以及生產(chǎn)氮肥、有機(jī)中間體、金屬冶煉時(shí)產(chǎn)生的廢氣。燃燒1噸煤能產(chǎn)生3.6千克～9千克二氧化氮。還有約1/3來(lái)自汽車(chē)的尾氣。少量是由于自然界的火山爆發(fā)、雷擊閃電等使大氣中的氮和氧化合生成的。大氣中氮氧化物含量達(dá)到一定程度時(shí)

17、，如果還有碳?xì)浠衔?、硫氧化物等存在，就可能發(fā)生“光化學(xué)煙霧”，危害人類(lèi)健康。</p><p>　　2．硫氧化物污染: 主要污染物是二氧化硫，還包括硫酸及硫酸鹽的微粒等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年由于人類(lèi)活動(dòng)排放到大氣中的二氧化硫超過(guò)一億五千萬(wàn)噸。其中2/3來(lái)自煤炭燃燒，l/5來(lái)自石油的燃燒。大氣中硫氧化物含量大時(shí)，就可能形成酸雨。世界八大公害之一的比利時(shí)馬斯河谷事件就是由于二氧化硫污染造成的。</p>&

18、lt;p>　　3．碳氧化物污染:主要污染物是一氧化碳和二氧化碳。大氣中的碳氧化物主要來(lái)自煤炭和石油的燃燒。碳和碳的化合物在空氣不充足的情況下燃燒，就會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。例如，l噸鍋爐工業(yè)用煤燃燒約產(chǎn)生1.4千克一氧化碳；l噸居民取暖用煤燃燒約產(chǎn)生20千克以上的一氧化碳；一輛行駛中的汽車(chē)，每小時(shí)約產(chǎn)生l千克～l.5千克一氧化碳。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年排入大氣中的一氧化碳約2.4億噸，而且一氧化碳不能氧化，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此，一氧化

19、碳對(duì)環(huán)境的污染絕不能忽視。二氧化碳雖然不是有毒物質(zhì)，但大氣中含量過(guò)高，就會(huì)形成“溫室效應(yīng)”，有可能給全球帶來(lái)巨大災(zāi)難。</p><p>　　4．大氣飄塵污染: 大氣中彌漫著的固體和液體微粒，粒徑大約在1.0×10－7 m～1.0×10－5 m之間，長(zhǎng)期懸浮不落的，稱(chēng)為“大氣飄塵”。飄塵的成分復(fù)雜，形態(tài)萬(wàn)千，往往是其他多種污染物的“載體”和“催化劑”。大氣中飄浮著因核爆炸而產(chǎn)生的放射性灰塵時(shí)，會(huì)

20、使人引起慢性放射性病或皮膚慢性損傷。因此，大氣飄塵是危害較大的大氣污染物之一。</p><p>　　2、2大氣污染的危害</p><p>　　該工廠的主要污染物是礦物粉塵，且以輕微速度散發(fā)到尚屬平靜的空氣中，造成污染物不能及時(shí)的擴(kuò)散，從而造成其弄懂不能及時(shí)得到稀釋?zhuān)瑢?duì)人體、對(duì)生產(chǎn)、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、對(duì)環(huán)境、對(duì)自然景觀的美觀、對(duì)生態(tài)平衡都有影響。</p><p>　　粉塵排

21、入大氣會(huì)造成大氣污染，很多有害氣體、液體或某些金屬元素都能吸附在其上，隨著人的呼吸而被帶入肺部深處或粘附在支氣管的管壁上，引起或加重呼吸器官的各種疾病。另外，空氣中的粉塵還會(huì)降低大氣的能見(jiàn)度，促使煙霧的形成，使太陽(yáng)輻射能的傳遞受到影響?？諝庵械姆蹓m落到機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件上，會(huì)加速轉(zhuǎn)動(dòng)部件的磨損，降低機(jī)器工作的精度和壽命。粉塵彌漫在車(chē)間，還可降低可見(jiàn)度，影響視野，妨礙操作，降低勞動(dòng)生產(chǎn)率，甚至?xí)斐墒鹿省?生產(chǎn)過(guò)程中，工人長(zhǎng)時(shí)間吸入

22、粉塵，能引起肺部組織纖維化病變，硬化，喪失正常的呼吸功能，導(dǎo)致塵肺病。塵肺病是無(wú)法痊愈的職業(yè)病。此外，部分粉塵還可以引發(fā)其他疾病，如造成刺激性疾?。r青煙塵、石灰、皮毛引起的皮炎），急性中毒（如鉛煙、錳塵等），致癌率增高（如石棉、放射性物質(zhì)粉塵）。影響粉塵的致病因素：粉塵的沉積量、粉塵的致病性、吸入量。 1）、粉塵在肺泡里的沉積量是發(fā)生塵肺病的首要條件，粉塵粒徑越小、表面活性越大、所帶電荷越多、越容易在肺泡內(nèi)沉積。 

23、2）、粉塵中的游離二氧化硅（不與其他元素化合物結(jié)合在一起的二氧化硅）含量越高，發(fā)病時(shí)間越短，病變發(fā)展越快，危害越大。 3）、粉塵的吸入</p><p>　　由此可知，采取一定措施防治大氣污染,降低污染物的濃度，不僅是為工人的健康著想，更是為公司的利益做鋪墊，只有好的工作環(huán)境才能提高工人的工作積極性，公司的生產(chǎn)效率就會(huì)上來(lái)，生產(chǎn)效率上來(lái)公司員工的福利待遇就會(huì)跟著好起來(lái)，最終就會(huì)吸引更多的優(yōu)秀人才來(lái)到公司，

24、為公司做貢獻(xiàn)。</p><p>　　三、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　局部排氣系統(tǒng)的基本組成如下圖所示，主要由以下幾部分組成：</p><p>　　局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖</p><p>　　集氣罩 2、風(fēng)管 3、凈化設(shè)備 4、煙囪</p><p>　　該工廠的主要污染物為輕礦物粉塵，在設(shè)計(jì)中所使用的凈化

25、裝置為L(zhǎng)D14型袋式除塵器，凈化氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)，經(jīng)由煙囪排出工廠，其的流程圖及凈化系統(tǒng)如下所示：</p><p>　　圖一.凈化系統(tǒng)圖簡(jiǎn)易流程圖</p><p><b>　　圖二 袋式除塵器</b></p><p>　　四、集氣罩的集氣機(jī)理</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，控制氣態(tài)和顆粒狀污染物的方法，通常在有害物質(zhì)

26、發(fā)生源處或近旁設(shè)置集氣罩，利用風(fēng)機(jī)做動(dòng)力，將生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的污染源在擴(kuò)散到大氣之前，盡量將高濃度氣體吸入罩內(nèi)，進(jìn)入凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣。由于設(shè)備污染源和生產(chǎn)操作工藝的不同，相應(yīng)集氣罩的形式是多種多樣的。合理的設(shè)計(jì)和正確的使用對(duì)凈化系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有通風(fēng)量和壓損兩部分。</p><p>　　圖三 .集氣罩的集氣機(jī)理</p><p>　　研究集

27、氣罩罩口氣流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是對(duì)于集氣罩有效捕集污染物是十分重要的。集氣罩罩口氣流運(yùn)動(dòng)方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動(dòng)；一種是吹氣口氣流的吹出流動(dòng)。</p><p><b>　　吸入氣流原理：</b></p><p>　　一個(gè)敞開(kāi)的管口是最簡(jiǎn)單的吸氣口當(dāng)吸氣口吸氣時(shí)，在吸氣口附近形成負(fù)壓，周?chē)諝鈴乃拿姘朔搅飨蚣瘹饪?，形成吸入氣流或匯流。當(dāng)吸氣口面積很小時(shí)，可視為點(diǎn)匯

28、流。假定流動(dòng)沒(méi)有阻力，在吸氣口外氣流流動(dòng)的流線(xiàn)是一吸氣口為中心的徑向線(xiàn)，等速面是以吸氣口為球心的球面，如圖四-a示：</p><p>　　圖四 點(diǎn)電匯氣流流動(dòng)情況</p><p>　　由于通過(guò)每個(gè)等速面的吸氣量相等，假定點(diǎn)匯流的吸氣量為Q，等速面的半徑為r1和r2，相應(yīng)的氣流速度為和，則有</p><p><b>　　或 </b></p

29、><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　若在吸氣口的四周加上擋板，如圖四-b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:</p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　比較（1）式和（2）式可以看出，在同樣的距離上造成同樣的吸氣速度，即達(dá)到同

30、樣的控制效果時(shí)，吸氣口不設(shè)擋板的吸氣量比加設(shè)擋板時(shí)大一倍?；蛘哒f(shuō)，在吸氣量相同的情況下，在相同的距離上，有擋板的吸氣口的吸氣速度比無(wú)擋板的大一倍。因此，在設(shè)計(jì)外部集氣罩時(shí)，應(yīng)盡量減少吸氣范圍，以增強(qiáng)控制效果。</p><p>　　另一種是吹氣口氣流的吹出流動(dòng)。該除塵流程設(shè)備采用吸氣口氣流的外部集氣罩。</p><p>　　五、集氣罩以及管道的設(shè)計(jì)要求</p><p>

31、;　?。ㄒ唬┘瘹庹值脑O(shè)計(jì)要求</p><p>　　集氣罩的設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)及性能參數(shù)計(jì)算。集氣罩設(shè)計(jì)的合理是指用較小的排風(fēng)量就可以有效的控制污染物的擴(kuò)散。反之，用很大的排風(fēng)量也不一定能達(dá)到預(yù)期的效果。因此，集氣罩在凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有非常重要的位置。本設(shè)計(jì)要求去除工廠污染源產(chǎn)生的輕礦物粉塵，集氣罩得設(shè)計(jì)要求如下：</p><p>　?。?）在污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)二個(gè)傘形集氣罩。<

32、/p><p>　　設(shè)計(jì)要求：使用材料為鋼板，罩口邊須距污染面積H=600 mm。</p><p>　?。?）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)。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：所用除塵器為L(zhǎng)D14型布袋除塵器，使用相對(duì)粗糙度為K=0.15的鋼管，彎頭及三通設(shè)備自取，排氣筒口需離地面高12m。</p><p>　　（3）選擇一臺(tái)風(fēng)機(jī)使個(gè)除

33、塵系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：最大風(fēng)量不超過(guò)25200 m3/h。</p><p>　?。ǘ┕艿赖脑O(shè)計(jì)要求</p><p>　　1、管道布置一般原則：</p><p>　?。?）管道布置應(yīng)減少阻力，采用圓形風(fēng)道強(qiáng)度大，耗用材料少，但是占用空間大。矩形風(fēng)道管件占用空間小，因此易布置。根據(jù)具體情況也可以采用其他的形狀，以充分了

34、利用建筑空間。</p><p>　　（2）管道敷設(shè)的原則 管道敷設(shè)有兩種形式：明裝和暗裝。在實(shí)際運(yùn)用中常采用明裝，因?yàn)樗阌跈z修，不能用明裝時(shí)采用暗裝。管道應(yīng)盡量集中成列，平行敷設(shè)，并盡量沿墻或柱子敷設(shè)，管徑大的和保溫管應(yīng)設(shè)在靠墻側(cè)。管道與梁、柱、墻。設(shè)備及管道之間應(yīng)有一定的距離，以滿(mǎn)足施工、運(yùn)行、檢修和熱脹冷縮的要求。一般設(shè)計(jì)原則為：</p><p>　?、俨槐毓艿琅c墻的距離應(yīng)根據(jù)

35、焊接要求考慮，管道外壁與墻的距離一般不小于150~200mm。</p><p>　?、诠艿琅c梁、柱、墻、設(shè)備的距離可比與墻的距離減少50mm，在該處不應(yīng)有焊接接頭。</p><p>　?、蹆筛芷叫胁贾脮r(shí)，不保溫管道不小于150~200mm。</p><p>　?、墚?dāng)管道受熱伸長(zhǎng)或冷縮后，上述間距均應(yīng)不小于25mm。</p><p>　　⑤水

36、平管道應(yīng)有一定的坡度，以便于放水、放氣、疏水和防止積塵，一般坡度為0.002~0.005。坡度應(yīng)考慮斜向風(fēng)機(jī)方向，并應(yīng)在風(fēng)管的最低點(diǎn)和風(fēng)機(jī)底部裝設(shè)水封泄液管。</p><p>　?。?）管道應(yīng)盡量避免遮擋室內(nèi)光線(xiàn)和妨礙門(mén)窗的關(guān)閉，不應(yīng)影響正常的生產(chǎn)操作。</p><p>　?。?）管道的支撐原則 注意管道不宜與閥件直接支撐在設(shè)備上，應(yīng)該單獨(dú)支架或吊架。管道的焊接縫位置應(yīng)布置在施工方便和受

37、力較小的地方。焊縫不得位于支架處。焊縫與支架的距離不應(yīng)小于管徑，至少不得小于200mm。</p><p>　　（5）管道連接的原則 在以焊接為主要的連接方式的管道中，應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的法蘭連接處。在以螺紋連接為主的管道中應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的活接頭，以便于暗轉(zhuǎn)、拆卸和檢修。</p><p>　?。?）風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置，如閥門(mén)、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量測(cè)量孔及采樣孔等，或者預(yù)安裝測(cè)量裝

38、置的接口。</p><p>　?。?）管道設(shè)計(jì)中既要考慮便于施工，又要保證嚴(yán)格不漏。整個(gè)系統(tǒng)要求漏損小，以保證吸風(fēng)口有足夠的風(fēng)量。</p><p>　　2、除塵管道布置原則：</p><p>　　除應(yīng)遵守上述一般原則外，還應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：</p><p>　　除塵管道力求順直，保證氣流通暢。當(dāng)必須水平敷設(shè)時(shí)，要有足夠的流速以防止積塵。對(duì)易產(chǎn)生

39、積灰的管道，必須設(shè)置清灰孔；為減輕風(fēng)機(jī)磨損，特別當(dāng)氣體含塵濃度較高時(shí)（大于3g/）,應(yīng)將凈化裝置設(shè)在風(fēng)機(jī)的吸入段；分支管與水平管或傾斜主干管連接時(shí)，應(yīng)從上部或側(cè)面接入。三通管的夾角一般不大于300。當(dāng)有幾個(gè)支管會(huì)和于同一主干管時(shí)，匯合點(diǎn)最好不設(shè)在同一斷面上。</p><p><b>　　六、集氣罩的優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p><b>　　1、集氣罩的優(yōu)點(diǎn)

40、</b></p><p>　　外部集氣罩用在應(yīng)工藝或操作條件的限制，不能將污染源密閉起來(lái)的場(chǎng)合，其特點(diǎn)是為了得到較大速度的氣流，往往需要很大的排風(fēng)量。外部集氣罩利用罩口抽吸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)散和逸出。</p><p><b>　　2、集氣罩的缺點(diǎn)</b></p><p>　　外部集氣罩易受外界干擾、影

41、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。</p><p>　　七、集氣罩的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　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的擴(kuò)散。反之，用很大的排風(fēng)量也不一定達(dá)到預(yù)期的效果。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn);</p><p>　　集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來(lái)，使污染物

42、擴(kuò)散限制在最小范圍內(nèi)，以便防止橫向氣流干擾，減少排風(fēng)量；</p><p>　　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；</p><p>　　盡量減少集氣罩的罩口面積，以減少排放量；</p><p>　　集氣罩的吸氣氣流不經(jīng)允許先經(jīng)過(guò)工人的呼吸區(qū)再進(jìn)入罩內(nèi)。</p><p>　　集氣罩的記過(guò)不應(yīng)該妨礙工人操作和

43、設(shè)備檢修</p><p>　　6、吸風(fēng)位置不宜設(shè)在物料集中地點(diǎn)和飛濺區(qū)內(nèi)，避免把大量物料吸入凈化系統(tǒng)。</p><p>　　7、罩內(nèi)應(yīng)保持一定的均勻負(fù)壓，避免污染物外逸。</p><p>　　8、設(shè)計(jì)外部集氣罩時(shí)：</p><p>　　使用外部集氣罩時(shí)為了有效的控制、捕集粉塵和有害氣體，在不妨礙生產(chǎn)操作的情況下，應(yīng)盡可能使外部集氣罩的罩口靠近

44、污染源或揚(yáng)塵點(diǎn)，以使整個(gè)污染源或所有的揚(yáng)塵點(diǎn)都處于必要的風(fēng)速范圍。</p><p>　　罩口尺寸應(yīng)以有效控制污染源和不影響操作為原則，只要條件允許為提高集氣罩的控制效果，減少無(wú)效氣流的吸入，罩口應(yīng)加設(shè)法蘭邊。上部集氣罩的吸入氣流易受橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加設(shè)活動(dòng)板。</p><p>　　污染后的氣體，應(yīng)不再經(jīng)過(guò)人員操作區(qū)，并防止干擾氣流將其再次吹散，要使污染氣流的流程最

45、短，盡快地吸入罩口內(nèi)。</p><p>　　連接罩子的吸風(fēng)管應(yīng)盡量置于粉塵或污染氣體散發(fā)中心。罩口大而罩身淺的罩子氣流會(huì)幾種驅(qū)向吸風(fēng)管口正中，為獲得均勻的罩口氣流，可采用條縫罩、管口前加擋板或改用多吸風(fēng)管的方法。</p><p>　　為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的夸張角不應(yīng)大于。當(dāng)污染源的平面尺寸較大時(shí)，為降低罩高度，可以將罩分割成幾個(gè)小罩子，還可以在罩口加設(shè)擋板或氣流分布板，以保證罩口

46、氣流速度分布均勻。冷凝過(guò)程集氣罩如下圖所示：</p><p><b>　　八、設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　產(chǎn)生污染源設(shè)備情況：立方體1200×600×1000mm3</p><p>　　操作條件：20℃，101.3kPa</p><p>　　墻厚：240mm 方塊柱：300×

47、300mm</p><p>　　車(chē)間大門(mén)：2010×2010mm2</p><p>　　鋼管相對(duì)粗糙度 K=0.15</p><p>　　管外徑：D=750mm 鋼管相對(duì)粗糙度為K=0.15</p><p>　　排氣筒口離地面高12m 三通管的摩擦阻力系數(shù)為0.12</p><p>　　LD1

48、4-84型袋式除塵器：阻力：980Pa</p><p>　　長(zhǎng)：4503mm 寬：2250mm</p><p>　　進(jìn)口高度：3653mm 出口高度：8810mm</p><p>　　過(guò)濾面積：168m2 最大風(fēng)量：25200m3/h</p><p>　　傘形集氣罩：罩口邊距污染源距離H=600mm；罩口吸入速度取0.7m/

49、s;壓損系數(shù)為0.235</p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)劃書(shū)</b></p><p><b>　　一、集氣罩設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、1集氣罩尺寸的確定</p><p>　　Q1——污染物發(fā)生量；</p><p>　　Q2——吸入室內(nèi)空氣量；</p>

50、;<p>　　Q3——集氣罩排風(fēng)量；</p><p>　　L3——罩口法蘭邊全廠；</p><p>　　G3——集氣罩接風(fēng)管場(chǎng)邊尺寸；</p><p>　　L1——污染源場(chǎng)邊尺寸；</p><p>　　H——罩口距污染源距離。</p><p>　　集氣罩連接風(fēng)管的特征尺寸為d，是方形的為短邊。污染源的特征

51、尺寸為E，是方形為短邊。集氣罩口的特征尺寸為D，是方形為短邊。集氣罩距污染源的垂直距離H，則應(yīng)該滿(mǎn)足</p><p>　　d／E0.3 (1-1) ；</p><p>　　1.0D／E2.0(1-2)；</p><p>　?。疎0.7 （若影響操作，可適當(dāng)增大）； </p><p>　　L／D≤3 ,D≤4d；

52、 (1-3)</p><p>　　則集氣罩得尺寸確定如下：</p><p>　　已知：E=600mm,H=600mm,擴(kuò)張角小于60°。</p><p>　　則(1)d180mm,擬定接風(fēng)口的特征尺寸d=400mm，即集氣罩連接風(fēng)口的特征尺寸為400mm。</p><p>　?。?）600D1200,取D=1100

53、mm，即集氣罩的特征尺寸為1100mm；</p><p>　　(3)同時(shí)D≤4d，經(jīng)驗(yàn)證符合條件；</p><p>　?。?）L≤1200。對(duì)于外部集氣罩，為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張角不應(yīng)大于600。則有，即L可以取800mm。</p><p>　　則集氣罩罩口面積：㎡</p><p>　　集氣罩接風(fēng)管面積：㎡ (1-4)

54、</p><p>　　1、2集氣罩排風(fēng)量的確定</p><p><b>　　排風(fēng)量 </b></p><p>　　P---罩口敞開(kāi)面周長(zhǎng)，m；</p><p>　　H---罩口至污染源距離，m；</p><p>　　---控制速度，m/s；</p><p>　　K---考慮

55、高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取K=1.4</p><p><b>　　P=3.45m</b></p><p><b>　　(1-5)</b></p><p>　　1、3集氣罩高度的確定</p><p>　　罩口距污染源的距離由參考系數(shù)有H=600mm,以及污染源的立體高度1000mm,即得到集

56、氣罩的高度即600+1000=1600mm。</p><p>　　1、4集氣罩壓力損失的計(jì)算</p><p>　　式中：—壓力損失系數(shù)，集氣罩為圓臺(tái)，壓損系數(shù)選擇為0.235 pv-氣流的動(dòng)壓，Pa;</p><p>　　-氣流的速度，m/s</p><p>　　-氣流的密度，kg/，20℃時(shí)為1.204 kg/</p>

57、<p><b>　　(1-6)</b></p><p>　　直管速度控制在10~~20m/s,基本符合要求。</p><p>　　則集氣罩的壓力損失 (1-7)</p><p><b>　　二、管道布置圖</b></p><p>　　管道的走向是根據(jù)設(shè)備排列情況和相應(yīng)的除塵

58、設(shè)備位置而定。</p><p><b>　　2.1走向原則 </b></p><p>　　管道走向以短而直為佳。所謂短，就是管道的長(zhǎng)度小，因?yàn)槟Σ磷枇?管內(nèi)徑×管道長(zhǎng)度，管長(zhǎng)短則摩擦阻力小。所謂直就是管道的局部阻力系數(shù)小，局部阻力的部位少。特別是在支管和小風(fēng)量的干管上力求短而直。因?yàn)槟Σ磷枇ο禂?shù)在風(fēng)速一定的情況下，風(fēng)量越小，摩擦阻力系數(shù)越大，則摩擦阻力增加

59、。</p><p><b>　　2.2走向分類(lèi) </b></p><p>　　除塵管道的走向可概括為以下三種類(lèi)型：支管道在干管一側(cè)平行排列；支管道在干管道兩側(cè)平行排列；支管道成不規(guī)則排列。管道布置圖如下：</p><p>　　三、管道、彎頭及三通設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3、1管道設(shè)計(jì)</b>

60、;</p><p>　　(1)圓形管內(nèi)氣流速度的確定</p><p>　　由集氣罩連接風(fēng)口特征尺寸為400mm，選取直徑為400mm的管道。查除塵管內(nèi)最低氣流速度表知垂直管的速度為12m/s，水平管的速度為14m/s。</p><p>　　按管道內(nèi)的體積流量計(jì)算公式：</p><p>　　式中：Q-流體體積流量，m3/s;

61、</p><p><b>　　D-管道直徑，m</b></p><p>　　-管內(nèi)的平均流速，m/s</p><p>　　得則管道內(nèi)氣流速度 （1-8）</p><p>　　含塵氣體管道風(fēng)速一般取15~~25m/s，基本符合條件。</p><p>　?。?）管道阻力損失計(jì)

62、算</p><p><b>　　各管長(zhǎng)如下：</b></p><p>　　L1=1003mm ，L2=5821mm ， L3=342mm ， L4=1000m</p><p>　　L5=5300mm ，L6=12m</p><p><b>　　管道阻力損失為:</b></p>

63、<p>　　式中：K ---鋼管相對(duì)粗糙度,K=0.15;</p><p>　　L---管道長(zhǎng)度，m; </p><p>　　---氣體密度，時(shí)=1.204</p><p><b>　　——?dú)饬魉俣?，?lt;/b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><

64、;p>　　(3) 局部阻力損失計(jì)算</p><p>　　各管件局部壓損系數(shù)（查手冊(cè)）為:</p><p>　　集氣罩 0.19，</p><p>　　90°彎頭 </p><p>　　120°彎頭 </p><p>

65、　　30°三通吸氣頭 </p><p>　　對(duì)于管路L1和L2：</p><p><b>　　(1-10)</b></p><p><b>　　對(duì)于管路L3：</b></p><p><b>　　(1-11)</b></p><p>

66、;　　則管道L1和L2的總壓損：</p><p><b>　　管路L3的總壓損：</b></p><p><b>　　（1-12）</b></p><p><b>　　3、2彎頭設(shè)計(jì)</b></p><p>　　集氣罩風(fēng)口連接處連接選擇大圓角900直徑為330mm的彎頭，除塵器

67、后的管道連接選擇900直徑為480mm的彎頭，連接垂直與水平的管道。其局部阻力系數(shù)查表為0.175。</p><p><b>　　圖八.彎頭示意圖</b></p><p>　　除塵器后有兩個(gè)彎頭，氣流速度近似等于流出三同時(shí)的速度，則其壓損為：</p><p><b>　?。?-13）</b></p><

68、p><b>　　3、3三通設(shè)計(jì)</b></p><p>　　=400mm 所以 =550mm</p><p>　　=2.02×2=4.04/s</p><p>　　所以經(jīng)過(guò)三通后的速度 （1-14）</p><p>　　L≥5×（550-400）=750m</p>&

69、lt;p>　　兩進(jìn)管口處的壓力損失為：</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　出口管的壓力損失為：</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　三通管后直管的壓力損失為：</p><p><b>　　（

70、1-17）</b></p><p>　　氣體流經(jīng)三通后，氣流速改變，由后面三通計(jì)算知，氣流速度為29.46m/s,則，設(shè)置袋式除塵器后彎頭的局部阻力損失為：</p><p><b>　　(1-18)</b></p><p>　　布袋除塵器與風(fēng)機(jī)之間管道的壓損及煙囪的壓損為：</p><p><b>

71、　?。?-19）</b></p><p><b>　　四、傘形風(fēng)帽設(shè)計(jì)</b></p><p>　　煙囪直徑 D=550mm,傘形風(fēng)帽的壓力損失，風(fēng)機(jī)出口=0.1，傘形風(fēng)帽（h/D=0.5）=1.3</p><p><b>　　則其局部壓力損失:</b></p><p><b>

72、;　?。?-20）</b></p><p><b>　　五、總壓損設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5、1總壓損設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）直管管道的總壓力損失為：</p><p>　　=23.9+116.4+44.5+22.2+149.9+266.4</p&g

73、t;<p><b>　　=623.3Pa</b></p><p>　?。?）彎頭總的局部壓力損失為：</p><p>　　=64.4+63.7+67.8 =195.9Pa</p><p>　　（3）三通的壓力損失為:</p><p>　　(4)集氣罩的總壓損為：</p><p>　　

74、（5）設(shè)布袋除塵器的局部損失為：</p><p>　　（6）風(fēng)機(jī)和傘形風(fēng)帽的壓力損失為： </p><p><b>　　則總的壓力損失為</b></p><p><b>　　總=</b></p><p>　　=623.3+195.9+49.8+62.4+980+317</p><

75、p><b>　　=2168.9Pa</b></p><p>　　5、2驗(yàn)證并連管路壓力平衡</p><p>　　對(duì)于管路L1和L2：</p><p><b>　　對(duì)于管路L3：</b></p><p>　　則管道L1和L2的總壓損：</p><p><b>　

76、　管路L3的總壓損：</b></p><p><b>　　節(jié)點(diǎn)壓力平衡 。</b></p><p><b>　　六、風(fēng)機(jī)的確定</b></p><p>　　6、1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)量</p><p>　　風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計(jì)算公式：</p><p>　　式中：Q-管道計(jì)算的

77、總風(fēng)量，m3/h</p><p>　　K1-考慮系統(tǒng)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)。一般管道取0.1；除塵管道的取0.1~0.15。</p><p><b>　　則，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為：</b></p><p>　　6、2風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)壓</p><p>　　通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算公式：</p><p>　　式中：—

78、管道計(jì)算的總壓力損失，Pa；</p><p>　　—考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系 數(shù)。一般管道取0.1~0.15，除塵管道取0.15~0.2；</p><p>　　、、—通風(fēng)機(jī)性能表中給出的標(biāo)定狀態(tài)的空氣密度、壓力、溫度。一般來(lái)說(shuō)，=101.3kpa,對(duì)于通風(fēng)機(jī)=293℃，=1.2kg/m3,對(duì)于引風(fēng)機(jī)=293℃，=0.745kg/m3；</p><

79、p>　　、、—運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的氣體密度、壓力、溫度。</p><p>　　設(shè)計(jì)選取引風(fēng)機(jī)，則風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓</p><p><b>　　6、3風(fēng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　依據(jù)作用機(jī)理不同，風(fēng)機(jī)一般分為離心式、軸流式、貫流式3種。常用的是離心式和軸流式風(fēng)機(jī)。根據(jù)壓力風(fēng)機(jī)可分為高壓風(fēng)機(jī)（p＞3000Pa）、中壓風(fēng)機(jī)（1000Pa

80、＜p＜3000Pa）,低壓風(fēng)機(jī)（p＜1000Pa）。</p><p>　　在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意一下問(wèn)題</p><p>　?。?）根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，如氣體的含塵濃度、腐蝕性與爆炸性成分的含量、濕度、溫度等來(lái)確定風(fēng)機(jī)的類(lèi)型。</p><p>　　（2）根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓或選定的風(fēng)機(jī)類(lèi)型，來(lái)確定風(fēng)機(jī)的型號(hào)。</p><p>　　（3）考慮到管道

81、可能漏風(fēng)，有些阻力計(jì)算不夠完善，選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)計(jì)算的風(fēng)量和風(fēng)壓。</p><p>　　計(jì)算出和后，即可按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣把你給出的性能曲線(xiàn)后表格選擇所需風(fēng)機(jī)的型號(hào)規(guī)格。</p><p>　　,選用低壓風(fēng)機(jī)根據(jù)上述風(fēng)速和風(fēng)壓，在風(fēng)機(jī)樣本上選擇T4-72型，NO5A離心通風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速N=2900r/min時(shí)，Q=14490/h,P=2350pa,配套電機(jī)為Y160M2-2,15KW,

82、基本滿(mǎn)足要求。</p><p><b>　　6、4電機(jī)的選擇</b></p><p>　　所需電動(dòng)機(jī)的功率Ne計(jì)算公式為：</p><p>　　式中：K—電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)。對(duì)于通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率為2~5kw時(shí)取1.2，大于5kw時(shí)取1.15；對(duì)于引風(fēng)機(jī)取1.3；</p><p>　　—通風(fēng)機(jī)全壓效率，可由通風(fēng)機(jī)樣本中查的，一

83、般為0.5~0.7；</p><p>　　—機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)于直聯(lián)傳動(dòng)為1，聯(lián)軸器傳動(dòng)為0.98，皮帶傳動(dòng)為0.95。</p><p><b>　　配套電機(jī)滿(mǎn)足要求。</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　兩周的課設(shè)時(shí)間即將接近尾聲，我的成果也快顯露，雖然在整個(gè)過(guò)程中

84、有好多的問(wèn)題的出現(xiàn)，但是我們都本著堅(jiān)持到底的態(tài)度，最終把所有的問(wèn)題都給解決了，真的有種苦盡甘來(lái)的感覺(jué)。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。但同時(shí)可以學(xué)到很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，像集氣罩老師沒(méi)有講過(guò)，在這之前我只是聽(tīng)老師提到過(guò)，知道是一個(gè)收集氣體的裝置，具體

85、是什么都不知道，更加別說(shuō)它的集氣機(jī)理什么的。通過(guò)設(shè)計(jì)了解了集氣罩的集氣機(jī)理，類(lèi)型和風(fēng)量的計(jì)算等。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，老師在課堂上講的除塵流程只知道一點(diǎn)大概，具體氣流是怎么流經(jīng)整個(gè)除塵流程不是很明白，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正地明白怎樣凈化污染氣體，并且提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。不過(guò)這次課程設(shè)計(jì)終于還是順利完成了，此外，還得出一

86、個(gè)結(jié)論：只是必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正用時(shí)才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以會(huì)用時(shí)才使真的學(xué)會(huì)。設(shè)計(jì)中遇到了很多設(shè)計(jì)問(wèn)題，最后在李丹老師的辛勤指導(dǎo)下，終于迎刃而解。</p><p><b>　　參考書(shū)目</b></p><p>　　大氣污染控制工程（第二版），郝吉明、馬廣大主編，高等教育出版社，2002.8；</p><p>　　

87、大氣污染控制工程實(shí)踐教程，黃學(xué)敏、張承中主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003.10；</p><p>　　惡臭氣體生物凈化理論與技術(shù)，俆曉軍、宮磊、楊虹主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005.5；</p><p>　　大氣污染控制技術(shù)及設(shè)備，方德明、陳冰冰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005.9；</p><p>　　除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，張殿印、王純主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2003.9；&