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

1、<p>　　《大氣污染控制工程》課程設(shè)計</p><p>　　——車間除塵系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　學(xué) 院：＿化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院＿</p><p>　　專 業(yè)：＿＿＿環(huán)境工程＿＿＿</p><p><b>　　2014年8月</b></p><p><b>　　目錄&l

2、t;/b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　一、設(shè)計說明書2</b></p><p><b>　　1 緒論2</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計目的2</p><p>　　1.2 設(shè)計任務(wù)

3、2</p><p>　　1.3 設(shè)計課題與有關(guān)數(shù)據(jù)2</p><p>　　1.4 設(shè)計內(nèi)容3</p><p>　　1.5 設(shè)計依據(jù)4</p><p>　　1.6 設(shè)計原則4</p><p>　　2粉塵及除塵技術(shù)5</p><p><b>　　2.1 粉塵5</b>

4、;</p><p>　　2.1.1 粉塵的簡介5</p><p>　　2.1.2 生產(chǎn)中的一些來源5</p><p>　　2.1.3 粉塵的危害5</p><p>　　2.1.4 預(yù)防措施6</p><p>　　2.2 車間除塵技術(shù)簡介6</p><p>　　2.2.1 機械除塵器6

5、</p><p>　　2.2.2 袋式除塵器7</p><p>　　2.2.3 電除塵器7</p><p>　　2.2.4 濕式除塵器8</p><p>　　2.3 設(shè)備選擇9</p><p><b>　　3 工藝流程10</b></p><p>　　4 集氣罩設(shè)

6、計12</p><p>　　4.1 集氣罩簡介12</p><p>　　4.2 集氣罩的分類12</p><p>　　4.3 集氣罩的工作原理12</p><p>　　4.4 集氣罩的設(shè)計原則12</p><p>　　4.5 集氣罩的選型13</p><p>　　5 管道系統(tǒng)設(shè)計1

7、4</p><p>　　5.1 管道系統(tǒng)布置原則14</p><p>　　5.1.1 管道布置原則14</p><p>　　5.1.2 除塵管道布置原則14</p><p>　　5.2 管道初步設(shè)計14</p><p>　　5.3 管道最低速率確定15</p><p>　　6 風(fēng)機、電

8、機選擇16</p><p>　　6.1 風(fēng)機的選擇16</p><p>　　6.2 電機的選擇16</p><p><b>　　7 車間布置17</b></p><p><b>　　8 附圖18</b></p><p>　　附圖1 車間平面及兩個污染源位置18&

9、lt;/p><p>　　附圖2 除塵器尺寸圖19</p><p>　　二、設(shè)計計算書20</p><p>　　1 集氣罩的設(shè)計計算20</p><p>　　1.1 集氣罩尺寸設(shè)計20</p><p>　　1.2 控制點控制速度vx20</p><p>　　1.3 排風(fēng)量的計算21<

10、;/p><p>　　2 管道設(shè)計計算22</p><p>　　2.1 管道布置22</p><p>　　2.2 管徑及實際速度的計算22</p><p>　　2.3 管道長度22</p><p>　　2.4 管道壓力損失計算23</p><p>　　2.5 管道計算表24</p&g

11、t;<p><b>　　2.6 校核25</b></p><p>　　3 風(fēng)機電機的選擇26</p><p>　　3.1 風(fēng)機的選擇26</p><p>　　3.2 復(fù)核電機的功率26</p><p>　　4 排氣管設(shè)計27</p><p><b>　　三、附圖&

12、lt;/b></p><p>　　附圖1 車間平面布置圖</p><p>　　附圖2 車間立面布置圖</p><p><b>　　附圖3 軸測圖</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　大氣是人類賴以生存的最基本的環(huán)境因素，構(gòu)成了環(huán)境系統(tǒng)的

13、大氣環(huán)境子系統(tǒng)。一切生命過程，一切動物、植物和微生物都離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。</p><p>　　造成大氣污染的原因，既有自然因素又有人為因素，尤其是人為因素，如工業(yè)廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等。隨著人類經(jīng)濟活動和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，在大量消耗能源的同時，也將大量的廢氣、煙塵物質(zhì)排入大氣，嚴(yán)重影響了大氣的質(zhì)量，特別是在人口稠密

14、的城市和工業(yè)區(qū)域。造成大氣污染的物質(zhì)主要有：一氧化碳CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3、煙塵、鹽粒、花粉、細(xì)菌、苞子等。</p><p>　　粉塵是重要的污染源，危害人類健康。粉塵不會直接傷人，但對呼吸道和眼睛等器官會造成很大危害。粒徑大于10微米的粉塵在空氣中停留時間較短，在呼吸作用中可被有效地阻留在呼吸道上，不進入肺泡，但由于木粉塵中含有木焦油，這種物質(zhì)由各種酚類和烴類組成，并含有致癌性較強的物質(zhì)，

15、長此以往，工人會部分的患有支氣管炎、哮喘和肺氣腫等，甚至致癌。粒徑小于10微米以下的木粉，會直接進入人的肺部組織，沉淀于肺泡中，有可能引起肺組織的慢性纖維化，甚至導(dǎo)致肺心病、心血管病等一系列病變。而且這些可吸入物質(zhì)還會將多種污染物或病菌帶入肺部，對人體危害很大。粉塵如果彈入或飛入人的眼睛，會造成傷害，影響正常操作。另外粉塵還是最危險的易燃物品之一，易引起火災(zāi)。另外，懸浮性粉塵會增加生產(chǎn)設(shè)備的非正常磨損，縮短設(shè)備的壽命，增加維護成本，從而

16、對企業(yè)的產(chǎn)出和經(jīng)濟效益產(chǎn)生不可低估的影響。</p><p>　　源頭治理已成為大氣污染控制中一項積極有效的措施，因而每個工廠中的除塵凈化設(shè)施就顯得尤為重要。經(jīng)濟合理的除塵設(shè)備可將污染扼殺在“搖籃”中，還我們賴以生存的大氣一片潔凈。</p><p><b>　　一、設(shè)計說明書</b></p><p><b>　　1 緒論</b&g

17、t;</p><p>　　1.1 課程設(shè)計目的</p><p>　　課程設(shè)計的目的在于進一步鞏固和加深課程理論知識，并能結(jié)合實踐，學(xué)以致用。</p><p>　　本設(shè)計為車間除塵系統(tǒng)的設(shè)計，能讓我們得到一次中和訓(xùn)練，特別是：</p><p>　　工程設(shè)計的基本方法、步驟、技術(shù)資料的查找與應(yīng)用；</p><p>　　基本

18、計算方法和繪圖能力的訓(xùn)練；</p><p>　　綜合運用本課程及其有關(guān)課程的理論知識解決工程中的實際問題；</p><p>　　熟悉、貫徹國家環(huán)境保護法規(guī)及其它有關(guān)政策。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計說明書和計算書各一份；</p><p><

19、b>　　平面布置圖一份；</b></p><p><b>　　立面布置圖一份；</b></p><p><b>　　軸承圖一份。</b></p><p>　　1.3 設(shè)計課題與有關(guān)數(shù)據(jù)</p><p>　　設(shè)計題目：車間除塵系統(tǒng)設(shè)計。</p><p><

20、;b>　　課程已知條件：</b></p><p>　　車間面積與兩臺產(chǎn)生污染設(shè)備的位置（見圖1）。此圖僅給出方柱及污染源相對位置，門、窗位置及墻厚由設(shè)計定。</p><p>　　產(chǎn)生污染源設(shè)備的情況</p><p>　　污染源：立方體 長×寬×高=1200×600×1000</p><

21、p>　　操作條件：20℃ 101.3KPa</p><p>　　污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。</p><p>　　在該污染設(shè)備的頂部設(shè)計兩個傘形集氣罩，罩口邊須距離污染源上平面H=600mm時才操作正常。</p><p>　　管道和集氣罩均用鋼板制作</p><p>　　鋼管相對粗糙度 K=0.15；&l

22、t;/p><p>　　排氣筒口離地面高度12m。</p><p><b>　　所用除塵器</b></p><p>　　LD14型布袋除塵器，</p><p>　　該除塵器阻力為980Pa；</p><p>　　所用除塵草圖見附圖。</p><p>　?。ㄒ部闪磉x其它除塵器）&l

23、t;/p><p><b>　　有關(guān)尺寸</b></p><p>　　墻厚 240mm 方塊柱 300×300</p><p>　　車間大門 可取 2010×2010</p><p><b>　　3010×3010</b></p><

24、p><b>　　2550×2410</b></p><p><b>　　4010×4010</b></p><p>　　窗臺到地面距離： 民 房 900～700mm</p><p>　　工業(yè)用房 1.0～2.0 m</p><p>　　倉 庫

25、 1.5～2.0 m</p><p><b>　　1.4 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、集氣罩的設(shè)計</b></p><p>　　控制點控制速度vx的確定；</p><p>　　集氣罩排風(fēng)量、尺寸的確定。</p><p><b>　　2、管道

26、的初步設(shè)計</b></p><p><b>　　管內(nèi)流速的確定；</b></p><p><b>　　管道直徑的確定；</b></p><p><b>　　彎頭的設(shè)計；</b></p><p><b>　　直管長度的確定；</b></p&

27、gt;<p><b>　　三通設(shè)計計算。</b></p><p><b>　　3、壓損平衡計算</b></p><p><b>　　分段計算；</b></p><p><b>　　壓力校核。</b></p><p><b>　　4、

28、總壓計算</b></p><p><b>　　5、選風(fēng)機、校核</b></p><p><b>　　6、電機選擇、校核</b></p><p><b>　　7、有關(guān)說明</b></p><p><b>　　1.5 設(shè)計依據(jù)</b></p&

29、gt;<p>　　《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）</p><p>　　《大氣污染控制工程》</p><p>　　《全國通用通風(fēng)管道計算手冊》</p><p>　　《通風(fēng)除塵設(shè)計手冊》</p><p>　　《供暖通風(fēng)設(shè)計手冊》</p><p><b>　　《機械設(shè)備手冊》&

30、lt;/b></p><p><b>　　1.6 設(shè)計原則</b></p><p>　　本設(shè)計遵循如下原則進行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定：</p><p>　?。?）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠，總體布局合理。</p><p>　　（2）避免二次污染，降低能耗，近期遠(yuǎn)期結(jié)合、滿足安全要求。</p><p&g

31、t;　?。?）采用成熟、合理、先進的處理工藝，處理能力符合處理要求；</p><p>　?。?）投資少、能耗和運行成本低，操作管理簡單，具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余，并確保處理后的尾氣可以達標(biāo)排放；</p><p>　?。?）在設(shè)計中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長設(shè)施的使用壽命；</p><p>　　（6）廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計考慮事故的排放、設(shè)備備用等保

32、護措施；</p><p>　　（7）工程設(shè)計及設(shè)備安裝的驗收及資料應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)驗收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　2粉塵及除塵技術(shù)</b></p><p><b>　　2.1 粉塵</b></p><p>　　2.1.1 粉塵的簡介</p><p>　　粉

33、塵（Dust）是指懸浮在空氣中的固體微粒。習(xí)慣上對粉塵有許多名稱，如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、砂塵、粉末等，這些名詞沒有明顯的界限。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵。在大氣中粉塵的存在是保持地球溫度的主要原因之一，大氣中過多或過少的粉塵將對環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。但在生活和工作中，生產(chǎn)性粉塵是人類健康的天敵，是誘發(fā)多種疾病的主要原因。</p><p>　　2.1.2 生產(chǎn)中的一些來源<

34、/p><p>　　(1)固體物質(zhì)的機械加工或粉碎，如金屬研磨、切削、鉆孔、爆破、破碎、磨粉、農(nóng)林產(chǎn)品加工等。</p><p>　　(2)物質(zhì)加熱時產(chǎn)生的蒸氣在空氣中凝結(jié)或被氧化所形成的塵粒，如金屬熔煉，焊接、澆鑄等。</p><p>　　(3)有機物質(zhì)不完全燃燒所形成的微粒，如木材、油、煤類等燃燒時所產(chǎn)生的煙塵等。</p><p>　　(4)鑄件

35、的翻砂、清砂粉狀物質(zhì)的混合，過篩、包裝、搬運等操作過程中，以及沉積的粉塵由于振動或氣流運動，使沉積的粉塵重又浮游于空氣中（產(chǎn)生二次揚塵）也是粉塵的來源。</p><p>　　2.1.3 粉塵的危害</p><p>　　粉塵的危害之一是污染大氣，危害人類的健康。飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分，如鉻、錳、鎘、鉛、汞、砷等。當(dāng)人體吸入粉塵后，小于5μm的微粒，極易深入肺部，引起中毒性肺炎

36、或矽肺，有時還會引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解，就會直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被細(xì)胞所吸收，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞。此外，粉塵還會沾污建筑物，使有價值的古代建筑遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會阻礙光合作用，抑制其生長。</p><p>　　粉塵危害之二是爆炸危害。相傳，早在風(fēng)車水磨時代，就曾發(fā)生過一系列磨坊糧食粉塵爆炸事故。到了20世紀(jì)，隨著工業(yè)的發(fā)展，粉塵爆炸事故更是屢見不鮮，爆炸

37、粉塵的種類也越來越多。</p><p>　　2.1.4 預(yù)防措施</p><p>　　粉塵雖然會發(fā)生爆炸，但若采取可靠的措施還是可以避免的，防范的措施應(yīng)著眼于發(fā)爆的條件：控制粉塵濃度；杜絕起燃點；減低空氣中氧的濃度；采取有效降塵措施；建立預(yù)報系統(tǒng)；設(shè)置爆炸壓力泄放口等。此外，在管理上建立必要的規(guī)章制度，落實管理措施也是非常必要的。</p><p>　　為保障安全生產(chǎn)

38、和環(huán)境健康，因此車間除塵尤為重要。</p><p>　　2.2 車間除塵技術(shù)簡介</p><p>　　車間除塵是指利用相應(yīng)的除塵設(shè)備有效解決車間環(huán)境問題，給予車間工人溫馨舒適的環(huán)境，以提高工作效率的目的。</p><p>　　現(xiàn)在工廠中普遍采用的除塵設(shè)備包括機械除塵器、袋式除塵器、電除塵器和濕除塵器等。但每種除塵凈化系統(tǒng)總有其技術(shù)上的優(yōu)點和缺點，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合

39、適的除塵設(shè)施與工藝。</p><p>　　2.2.1 機械除塵器</p><p>　　通常是指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。它包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。</p><p>　　機械除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p>&l

40、t;p>　　（1）機械除塵利用的力比較單一，且除塵裝置構(gòu)造簡單且沒有運動部件。所以除塵裝置故障少，容易操作和管理，運行費用相對較低，投資費用也較少。</p><p>　?。?）機械除塵可以用作多級除塵的第一級分離，也可以單獨使用。當(dāng)單獨使用時一般用于對除塵效率要求不高，或者僅僅需要簡單除塵的場合。</p><p><b>　　缺點：</b></p>

41、<p>　?。?）機械除塵分離細(xì)小粉塵的能力比較弱，它對粒徑較大（大于50μm）的粉塵有較高的除塵效果，但對粒徑較?。ㄐ∮?μm）分離效果較差。</p><p>　?。?）機械除塵作用力單一，但設(shè)計計算復(fù)雜，而且設(shè)計計算數(shù)據(jù)容易受到多種因素影響，特別是外來氣流（如漏風(fēng)）對除塵效果影響特別大。</p><p>　　2.2.2 袋式除塵器</p><p>　

42、　是含塵氣體從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔空氣由排出口排出，沉積在濾料表面的粉塵，可以在機械振動的作用下從濾料表面脫落，最終落入灰斗中的一種除塵凈化設(shè)施。</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　?。?）袋式除塵器可以捕集多種干性粉塵，特別是高比電阻粉塵；</p><p>　　

43、（2）袋式除塵器可設(shè)計制造出適應(yīng)不同氣量的含塵氣體的要求，除塵器的處理煙氣量可從幾m3/h到幾百萬m3/h；</p><p>　　（3）袋式除塵器對凈化含微米或亞微米數(shù)量級的粉塵粒子的氣體效率較高，一般可達99%，甚至可達99.99%以上；</p><p>　?。?）袋式除塵運行穩(wěn)定可靠，沒有污泥處理和腐蝕等問題，操作、維護簡單。</p><p><b>

44、　　缺點：</b></p><p>　?。?）袋式除塵器不適于凈化含粘結(jié)和吸濕性強的含塵氣體，用布袋防塵器凈化煙塵時的溫度不能低于露點溫度，否則將會產(chǎn)生結(jié)露，堵塞布袋濾料的孔隙；</p><p>　?。?）袋式除塵器的應(yīng)用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能所影響，且會出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象；</p><p>　?。?）據(jù)統(tǒng)計，用袋式除塵器凈化大于17000 m3/

45、h含塵煙氣量所需的投資要比電除塵器高，而用其凈化小于17000 m3/h含塵煙氣量時，投資費用比電除塵器省。</p><p>　　2.2.3 電除塵器</p><p>　　是在通過高壓電場進行分離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下，使塵粒聚集在集塵板上將粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。</p><p>　　電除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p>&

46、lt;p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　?。?）電除塵器可以凈化氣量較大且溫度較高的含塵煙氣。在工業(yè)上凈化105～106m3/h的煙氣，且用于凈化350℃以下的煙氣，可長期連續(xù)運行；</p><p>　?。?）除塵效率高。如果設(shè)計合理，安裝施工質(zhì)量高，電除塵器可以達到任何除塵效率的要求。目前，工業(yè)上應(yīng)用的電除塵器，多數(shù)的除塵效率已達到99%以上；

47、</p><p>　?。?）電除塵器結(jié)構(gòu)簡單，氣流速度低，壓力損失小，干式電除塵器的壓力損失大約為100～200Pa，濕式電除塵器的壓力損失稍高些，通常只有200～300Pa；</p><p>　?。?）電除塵器能夠除下的粒子粒徑范圍較寬，對于0.1μm的粉塵粒子仍有較高的除塵效率；</p><p>　?。?）電除塵器的能量消耗比其他類型除塵器低。如以每小時凈化10

48、00m3煙氣計算，電除塵器的電能消耗約為0.2～0.8kw·h。</p><p><b>　　缺點：</b></p><p>　　（1）電除塵器的除塵效率受粉塵物理性質(zhì)影響很大，特別是粉塵比電阻的影響更為突出。電除塵器最適宜捕集比電阻為104～5×1011；</p><p>　　（2）袋式除塵器的應(yīng)用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕

49、等性能所影響，且會出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象；</p><p>　?。?）電除塵器不適宜直接凈化高濃度含塵氣體；</p><p>　?。?）電除塵器對制造和安裝質(zhì)量要求很高，需要高壓變電及整流控制設(shè)備，且占地面積大。</p><p>　　2.2.4 濕式除塵器</p><p>　　是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞或者化學(xué)

50、作用捕集顆粒，使粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。</p><p>　　濕式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　?。?）濕式除塵器的除塵效率不僅能與布袋和電除塵器相當(dāng)，而且還可適用這些除塵器所不能勝任的除塵條件。表現(xiàn)在濕式除塵器對凈化高溫、高濕、高比阻、易燃、易爆的含塵氣體具有較高的除塵效率；

51、</p><p>　?。?）濕式除塵器在去除含塵氣體中粉塵粒子的同時，還可去除氣體中的水蒸氣及某些有毒有害的氣態(tài)污染物。因此，濕式除塵器既可以用于除塵，又可以對氣體起到冷卻、凈化的作用；</p><p>　?。?）設(shè)備投資少，構(gòu)造比較簡單：在耗用相同能耗的情況下，濕式除塵器的除塵效率比干式除塵器的除塵效率高。</p><p><b>　　缺點：</b

52、></p><p>　　濕式除塵器的粉塵回收困難，且排出的沉渣需要處理；</p><p>　　濕式除塵器不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體；</p><p>　　凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水（或液體）將具有一定程度的腐蝕性。因此，除塵系統(tǒng)的設(shè)備均應(yīng)采取防腐措施；</p><p>　　濕式除塵器因含水運行，在寒冷地區(qū)設(shè)備容易

53、結(jié)凍，因此，要采用防凍措施。</p><p><b>　　2.3 設(shè)備選擇</b></p><p>　　選擇除塵器時必須全面考慮有關(guān)因素，如除塵效率、壓力損失、一次投資、維護管理，其中最重要的是除塵效率。以下問題要特別引起注意：</p><p>　?。?）選擇的除塵效率必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放要求；</p><p>　

54、?。?）粉塵顆粒的物理性質(zhì)對除塵器的性能具有較大影響；</p><p>　?。?）氣體的含塵濃度；</p><p>　?。?）煙塵溫度和其他性質(zhì)是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素；</p><p>　?。?）選擇除塵器時，需要考慮收集粉塵的處理問題；</p><p>　?。?）選擇除塵器時還必須考慮設(shè)備的位置、可利用的空間、環(huán)境條件等因素，設(shè)備的

55、一次性投資以及操作和維修費用等經(jīng)濟因素。</p><p>　　通過以上對除塵器選擇原則要求的綜合考慮，以及對資料中幾種除塵器性能的了解和本設(shè)計題目中所給的一些設(shè)計參數(shù)。本設(shè)計擬采用袋式除塵器對車間的污染顆粒進行除塵。</p><p>　　袋式除塵器的參數(shù)如下：</p><p>　　除塵器型號：LD14-84；</p><p>　　過濾面積：1

56、68m2；</p><p>　　最大風(fēng)量：25200m3/h；</p><p><b>　　阻力：980Pa；</b></p><p>　　濾袋數(shù)：N=84條，濾袋直徑Φ=220mm，濾袋分6排，每排14條。</p><p><b>　　詳情見附圖2</b></p><p>

57、<b>　　3 工藝流程</b></p><p>　　局部排氣凈化系統(tǒng)的基本組成如下圖所示，主要由集氣罩、風(fēng)管、凈化設(shè)備、通風(fēng)機、排氣管等部分組成。其作用查《大氣污染控制工程》表13-1，如下表。</p><p>　　圖1 局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1．集氣罩；2．風(fēng)管；3．凈化設(shè)備；4．通風(fēng)機；5．排氣管</p>

58、<p>　　表1 局部排氣凈化系統(tǒng)的組成</p><p>　　本設(shè)計中主要污染物為輕礦物粉塵，使用的處理裝置為LD14型袋式除塵器，經(jīng)過凈化的氣體通過風(fēng)機，經(jīng)由煙囪排入大氣。</p><p><b>　　其具體流程圖如下：</b></p><p><b>　　圖2 工藝流程圖</b></p>

59、<p><b>　　4 集氣罩設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1 集氣罩簡介</b></p><p>　　集氣罩，是排氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)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。其性能對凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)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

60、種多樣的。</p><p>　　4.2 集氣罩的分類</p><p>　?。?）按罩口氣流流動方式分為：吸氣式和吹吸式；</p><p>　?。?）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。</p><p>　　4.3 集氣罩的工作原理</p><p>　　吹吸

61、式排氣罩及空氣幕吹吸式排氣罩的工作原理：</p><p>　　當(dāng)外部吸氣罩與污染源的距離較大時，可以在外部吸氣罩的對面設(shè)置一吸氣口，從而形成一層空氣幕阻止污染物的散逸，同時也誘導(dǎo)污染氣流一起向排氣罩流動。</p><p>　　特點：采用氣幕抑制污染物擴散，具有氣量小，抗干擾能力強，不影響工藝操作、效果好的特點。</p><p>　　4.4 集氣罩的設(shè)計原則</

62、p><p>　　（1）集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來，使污染物的擴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。</p><p>　?。?）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初始動能。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）集

63、氣罩的吸氣氣流不允許經(jīng)過人的呼吸區(qū)再進入罩內(nèi)。</p><p>　　（5）集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙人工操作和設(shè)備檢修。 </p><p>　　（6）罩口面積與排氣管面積之比最大可為16:1。</p><p>　　（7）為避免橫向氣流干擾，要求H盡可能≤0.3L(罩口長邊尺寸)。</p><p>　?。?）傘形罩的開口角度（α）宜小于或等于90&#

64、176;，最大不宜大于120°。</p><p>　?。?）傘形罩應(yīng)設(shè)罩裙（即垂直邊），罩裙的高度（A為罩口面積）。</p><p>　　4.5 集氣罩的選型</p><p>　　有課題已知條件可知，本設(shè)計適宜采用外部集氣罩中的冷過程上部集氣罩。</p><p>　　對于外部集氣罩目前多采用“控制速度法”計算排風(fēng)量。從污染源散發(fā)出的

65、污染物具有一定的控制速度，該速度隨污染物擴散而逐漸減小。所謂控制速度系指在罩口錢污染物擴散方向的任意點上均能使污染物隨吸入氣流流入罩內(nèi)并將其捕集所必需的最小吸氣速度。吸氣氣流有效作用范圍內(nèi)的最遠(yuǎn)點稱為控制點?？刂泣c距罩口得距離稱為控制距離。控制風(fēng)速選擇原則：</p><p>　　1、按有害物散發(fā)條件選擇控制速度；</p><p>　　2、按周圍氣流情況及有害氣體的危害性選擇控制速度；<

66、;/p><p>　　3、對于某些特定作業(yè)的吸入速度；</p><p>　　4、按有害物危害性及排氣罩形式選擇控制速度；</p><p>　　5、因外界干擾氣流影響對控制速度增加修正。</p><p>　　集氣罩設(shè)計草圖如下：</p><p>　　圖3 集氣罩結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>

67、;　　5 管道系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　在凈化系統(tǒng)中用于輸送氣流的管道稱為風(fēng)管，通過風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連接成一個整體。改管道設(shè)計主要根據(jù)集氣罩的力流量以及凈化器的要求來確定其參數(shù)設(shè)計。主要包括：管內(nèi)流速、管道直徑、彎頭設(shè)計、直管長度、三通設(shè)計計算等。</p><p>　　5.1 管道系統(tǒng)布置原則</p><p>　　5.1.1 管道布置原

68、則</p><p>　　1、管道敷設(shè)分明裝和安設(shè)，應(yīng)盡量明裝，以便檢修。</p><p>　　2、管道應(yīng)盡量集中成列，平行敷設(shè)，盡量沿墻或柱敷設(shè)。</p><p>　　3、管道與梁、柱、墻、設(shè)備及管道之間應(yīng)有足夠的距離，，以滿足施工、運行、檢修和熱脹冷縮的要求。</p><p>　　5.1.2 除塵管道布置原則</p><

69、p>　　1、除塵管道力求順直，保證氣流暢通。</p><p>　　2、為減輕風(fēng)機磨損，應(yīng)將凈化裝置設(shè)在風(fēng)機的吸入段。</p><p>　　3、分支管與水平管或傾斜主干管連接時，應(yīng)從上部或側(cè)面接入。</p><p>　　5.2 管道初步設(shè)計</p><p><b>　　圖4 管道設(shè)計圖</b></p>

70、<p>　　5.3 管道最低速率確定</p><p>　　在本設(shè)計中，污染物為輕礦粉，查《大氣污染控制工程》表13-4，如下表，得水平管內(nèi)最低流速為14 m/s，垂直管為12 m /s?？紤]要用到垂直管和水平管兩部分，而用同一管徑。故取管內(nèi)氣速：V1=14 m /s。</p><p>　　表2 除塵管道內(nèi)最低氣流速度</p><p><b>

71、　　6 風(fēng)機、電機選擇</b></p><p><b>　　6.1 風(fēng)機的選擇</b></p><p>　　正確選擇風(fēng)機是保證整個凈化系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。風(fēng)機選擇不當(dāng)，就會造成達不到設(shè)計要求，或?qū)е峦顿Y和能耗的浪費。選擇風(fēng)機時應(yīng)注意下面幾個問題。</p><p>　?。?）根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，確定風(fēng)機類型。如輸送清潔氣體，可選擇

72、一般通風(fēng)換氣用的風(fēng)機；輸送腐蝕性氣體，要選用防腐蝕風(fēng)機；輸送易燃?xì)怏w或含塵氣體，要選用防爆風(fēng)機或排塵風(fēng)機。</p><p>　　（2）根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓或選定的風(fēng)機類型，確定風(fēng)機機號。為了便于接管和安裝，還要考慮合適的風(fēng)機出口方向和轉(zhuǎn)動方向。</p><p>　?。?）考慮到管道可能漏風(fēng)，有些阻力計算不夠完善，選用風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)系統(tǒng)計算的風(fēng)量和風(fēng)壓。</p>&l

73、t;p>　　（4）風(fēng)機樣本上的性能參數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況（大氣壓力為101325Pa，溫度為20℃，相對濕度為50%）下得出的，如實際使用情況不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，風(fēng)機的風(fēng)壓就會變化，風(fēng)量不變。因此選擇風(fēng)機時應(yīng)對參數(shù)進行換算。</p><p>　?。?）在滿足風(fēng)量和風(fēng)壓的條件下，盡可能選用噪聲低、工作效率高的風(fēng)機。</p><p><b>　　6.2 電機的選擇</b><

74、;/p><p>　　電機應(yīng)根據(jù)風(fēng)機風(fēng)量以及相關(guān)系數(shù)做出適當(dāng)?shù)倪x擇。</p><p><b>　　7 車間布置</b></p><p>　　設(shè)計中，大門和門窗的位置選擇要充分考慮氣流對煙塵流動方向的影響，以確保除塵效果的穩(wěn)定及有效。因此大門和窗戶應(yīng)設(shè)在里污染源排放口較遠(yuǎn)的地方，盡量的減少空氣流動對污染物擴散的影響。但又要保證車間具有良好的通風(fēng)環(huán)境。&

75、lt;/p><p>　　通過考慮污染源的位置和設(shè)計要求，大門設(shè)置在車間南面，大門寬×高：2550×2410mm。由于車間較大（18m×12m），可以在西面加設(shè)一門，寬×高：2010×2010mm。</p><p>　　為保證良好的通風(fēng)效果，窗戶共設(shè)9個。東面2扇、南面2扇、西面2扇、北面3扇。</p><p>　　窗臺到

76、地面距離取2m。</p><p><b>　　8 附圖</b></p><p>　　附圖1 車間平面及兩個污染源位置</p><p>　　附圖2 除塵器尺寸圖</p><p><b>　　二、設(shè)計計算書</b></p><p>　　1 集氣罩的設(shè)計計算</p>

77、<p>　　1.1 集氣罩尺寸設(shè)計</p><p>　　1、根據(jù)設(shè)計要求H=600mm，取H=0.3L，得出罩口長邊L=2000mm</p><p>　　2、取其罩口寬度為1020mm</p><p><b>　　3、罩裙高度：</b></p><p>　　4、取開口角度α=90°</p&g

78、t;<p><b>　　設(shè)計圖如下：</b></p><p>　　1.2 控制點控制速度vx</p><p>　　因污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中，故根據(jù)《大氣污染控制工程》中“表13-2污染源的控制速度vx”可得，取0.5~1.0m/s之間，本設(shè)計選用vx=0.8m/s。</p><p>　　表 污染源

79、控制速度vx</p><p>　　1.3 排風(fēng)量的計算</p><p>　　設(shè)計條件：污染源為立方體 長×寬×高=1200×600×1000，在該污染設(shè)備的頂部設(shè)計二個傘形集氣罩，罩口邊須距污染面積H=600mm，才操作正常。</p><p>　　風(fēng)量的計算公式：Q=kPHvx</p><p>　　式

80、中：P——罩口敞開面周長，m</p><p>　　H——罩口至污染源距離，m </p><p>　　vx——控制速度，m/s，本設(shè)計選用vx=0.8m/s</p><p>　　k——考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取k=1.4</p><p>　　由已知條件可知：罩口敞開面周長P =2(L+B)=2×(2+1.02

81、)=6.04m </p><p>　　則排風(fēng)量為：Q=1.4×6.04×0.6×0.8=4.06m3/s</p><p>　　=14612 m3/h</p><p><b>　　2 管道設(shè)計計算</b></p><p><b>　　2.1 管道布置</b>&l

82、t;/p><p>　　2.2 管徑及實際速度的計算</p><p>　　已知管道最低速度為V1=14m/s</p><p>　　由Q=(πd2V)/4得到：</p><p>　　1、 集氣罩出氣管道管道1、2管徑d1：</p><p><b>　　d1=600mm</b></p><

83、;p>　　核算實際速度：V1=4Q/(πd12)=14.4m /s</p><p>　　2、 三通管后，管道3、4、5管徑d2：</p><p><b>　　d2=800mm</b></p><p>　　核算實際速度：V2=16.2 m /s</p><p><b>　　2.3 管道長度</b>

84、;</p><p>　　除塵器進口高度：3653 mm </p><p>　　故管道1的長度L1=(3653-1000-600-357-750)+6000=6946mm</p><p>　　管道2的長度L2= 3653-1000-600-357-750=946mm</p><p>　　管道3的長度L3=3000+240+500=3740mm&

85、lt;/p><p>　　管道4的長度L4=3000+8890=11890mm</p><p>　　管道5的長度L5=12000mm</p><p>　　由于管道的敷設(shè)原因，導(dǎo)致與袋式除塵器的銜接處有部分問題，需要通過提高除塵器的地面高度來進行調(diào)節(jié)，以滿足除塵器與風(fēng)管的連接，在除塵器下側(cè)筑一平臺，高約500mm。</p><p>　　2.4 管道壓

86、力損失計算</p><p>　　按最大壓損原則選擇計算環(huán)路，本設(shè)計由管段1開始計算。</p><p><b>　　管道1：</b></p><p>　　管徑D=600mm；管長L=6.946m ； 動壓為130.64Pa；當(dāng)量阻力系數(shù)λ/d=0.0314，則摩擦壓力損失為：</p><p>　　各管件局部壓力損失系數(shù)（查

87、手冊）為：</p><p>　　集氣罩1，ξ=0.16；90°彎頭（R/d=1），ξ=0.25；45°直流三通，ξ=0.06</p><p>　　∑ξ=0.16+0.25+0.06=0.49</p><p>　　則局部壓損：∑ξ×130.64=64.01Pa</p><p><b>　　管道2：<

88、/b></p><p>　　管徑D=600mm；管長L=0.946m ； 動壓為130.64Pa；當(dāng)量阻力系數(shù)λ/d=0.0314，則摩擦壓力損失為：</p><p>　　各管件局部壓力損失系數(shù)（查手冊）為：</p><p>　　集氣罩2，ξ=0.16；130°彎頭（R/d=1），ξ=0.3； 45°°合流三通旁支管，ξ=0.21

89、</p><p>　　∑ξ=0.16+0.3+0.21=0.66</p><p>　　則局部壓損：∑ξ×130.64=86.22 Pa</p><p><b>　　管道3：</b></p><p>　　管徑D=800mm；管長L=3.74m；動壓為165.34Pa；當(dāng)量阻力系數(shù)λ/d=0.0387，則摩擦壓力損

90、失為：</p><p>　　局部壓力損失為：合流三通對應(yīng)總管動壓的壓力損失，其局部壓損系數(shù)ξ=0.11；除塵器壓力損失為980Pa；圓管變矩形，其局部壓損系數(shù)ξ=0.2</p><p>　　∑ξ=0.11+0.2=0.31</p><p>　　則局部壓力損失∑ξ×165.34+980=1031.25Pa</p><p><b&

91、gt;　　管道4：</b></p><p>　　管徑D=800mm；管長L=11.89m；動壓為165.34Pa；當(dāng)量阻力系數(shù)λ/d=0.0387，則摩擦壓力損失為：</p><p>　　該管段有90°彎頭（R/d=1）兩個，由手冊查得ξ=0.25；矩形變圓形，其局部壓損系數(shù)ξ=0.2</p><p>　　則局部壓損：∑ξ×165.3

92、4=（0.25×2+0.2）×165.34=115.74Pa</p><p><b>　　管道5：</b></p><p>　　管徑D=800mm；管長L=12m；動壓為165.34Pa；當(dāng)量阻力系數(shù)λ/d=0.0387，則摩擦壓力損失為： </p><p>　　該管段有90°彎頭（R/d=1）一個，由手冊查得ξ=

93、0.25</p><p>　　則局部壓損：：∑ξ×165.34=0.25×165.34=41.33Pa</p><p>　　管道總壓力損失為：1547.72Pa</p><p><b>　　2.5 管道計算表</b></p><p><b>　　2.6 校核</b></p&

94、gt;<p><b>　　并聯(lián)管壓力平衡</b></p><p><b>　　故有：</b></p><p>　　顯然壓力平衡，符合節(jié)點要求。</p><p><b>　　3 風(fēng)機電機的選擇</b></p><p><b>　　3.1 風(fēng)機的選擇<

95、/b></p><p>　　選擇通風(fēng)機的計算風(fēng)量：</p><p>　　Q=Qz(1+K1)= 29224×(1+0.15)=33607.6(m3/h )</p><p>　　選擇風(fēng)機的計算風(fēng)壓：</p><p>　　ΔP=ΔP(1+K2)=1547.72×(1+0.2) =1856.64(Pa)</p>

96、<p><b>　　其中：</b></p><p>　　Q——管道計算總風(fēng)量，m3/h；</p><p>　　ΔP——管道計算總壓損，Pa；</p><p>　　K1——考慮系統(tǒng)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)，除塵管道取0.1~0.15；</p><p>　　K2——考慮管道計算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系數(shù)，

97、除塵管道取0.15~0.2。</p><p>　　根據(jù)上述風(fēng)量和風(fēng)壓，查《機械設(shè)備手冊》選擇風(fēng)機，其性能參數(shù)如下：</p><p>　　3.2 復(fù)核電機的功率</p><p>　　K——電動機備用系數(shù)，對于通風(fēng)機，當(dāng)電機功率為2~5KW時，取K=1.2，當(dāng)電機功率大于5KW時，取K=1.15；</p><p>　　η1——通風(fēng)機的全壓效率，一

98、般為0.7~0.8，本設(shè)計取η1=0.8；</p><p>　　η2——機械傳動效率，直聯(lián)傳動取1.0，聯(lián)軸傳動取0.98，V帶傳動取0.95，本設(shè)計為聯(lián)軸傳動，取η2=0.98。</p><p><b>　　則所需電機功率：</b></p><p>　　故其配套電機滿足要求。</p><p><b>　　4