大气污染控制工程课程设计 车间除尘系统设计说明书13

大气污染控制工程课程设计任务书一、设计要求1. 设计名称：生产车间通风除尘系统设计2. 设计时间：1.5周3. 要求：1）通过对车间除尘系统的设计，掌握有关除尘系统基本设计过程，包括除尘设备选择、集气罩和管路的确定与设计计算等；2）要求独立完成相关的设计内容，不得抄袭二、主要内容与原始设计参数某物料初加工车间，车间内气体流动尚属平静，颗粒物分类属于其他类别。

为保证室内空气质量符合有关环境与卫生标准，需收集颗粒物产生点的空气对其进行除尘治理。

请根据有关原始资料，和污染物排放允许值（单号：国家标准；双号：广东省地方标准）设计一除尘系统以达到环境要求。

出于经费和管理的考虑，厂方要求采用旋风或布袋式除尘器，并通过原有排气筒进行排放。

1．工厂车间的基本情况1）车间工作环境：✧该加工工业建于2008年，位于一般工业区内。

✧车间环境气温：20℃，101.3kPa✧车间空气尚属平静✧收集气体平均含尘浓度: 4 g/Nm3✧主要排尘点: （相应的位置尺寸见车间的平面布置图。

）A: 物料卸料点。

尺寸大小(mm)：W×L×H= 720×1200×450 , 冷源B：工作台。

尺寸大小(mm)：W×L×H= 600×800×800 , 冷源。

C: 工作台。

尺寸大小(mm)：W×L×H= 600×800×800 , 冷源。

2）平面布置图：✧车间高为18M，长20M，宽8M，周围200米半径内无高于车间的建筑✧要求除尘设备置于车间内，并连接车间顶部的排气筒。

✧B、C上部设计伞形集气罩，罩口距工作台面大于200mm✧排气筒高度为25 M（从车间顶部算起），内径为300mm，材质为钢板(D；外壁距离墙壁外边1m)平面布置图如下三、设计图的要求1.要求绘制：（1）除尘系统的布置图（含主要设备与管线）、（2）集气罩的设计图（3）除尘器系统图（包括外型结构\尺寸）一张。

系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号、并附明细表。

2.除尘系统的布置图：立面和平面布置安排在一张A1图；3.集气罩的设计图和除尘器系统图：要求为A2图幅；4.可手绘或用CAD完成。

3 集气罩的设计3.1 集气罩的选用按集气罩与污染源的相对位置及围挡情况，可将吸气式集气罩分为密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。

当有害物源不能密闭或围挡起来时，可以设置外部集气吸尘罩，它是利用罩口的吸气作用将吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。

由于本工艺需要对物料进行加工，无法对污染源进行密闭，则只能在其附近设置外部集气罩。

所以，本设计在污染源附近设置外部集气罩，外部集气罩依靠罩口外吸入气流运动而实现捕集污染物。

本工艺的主要污染物是粉尘，而且是冷源，根据其发散情况，采用上部伞形罩的捕集效果较好，因此本设计的三个污染源均采用上部伞形集气罩。

对于外部集气罩排风量的确定,本设计采用控制速度法。

3.2集气罩的设计原则（1）集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围 内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量。

（2）集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的 初始动能。

（3）在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量；（4）集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内；（5）集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。

（6）罩口面积与排气管面积之比最大可为16:1（7）为避免横向气流干扰，要求H 尽可能≤0.3L(罩口长边尺寸)（8）伞形罩的开口角度（α）宜小于或等于90º，最大不宜大于120º（9）伞形罩应设罩裙（即垂直边），罩裙的高度A 0.25h =(A 为罩口面积)（10）集气罩的结构尺寸一般是按经验确定的。

3.3控制速度Vx的设定（1）控制速度vx查表“污染源的控制速度vx”【1】。

（2）表3-1 控制点的最小控制风速xv（m/s）污染物放散情况举例x v以很缓慢的速度放散到相当平静的空气中槽内液体的蒸发；气体或烟从敞口容器中外溢0.25～0.5以较低的速度放散到尚属平静的空气中室内喷漆；断续地倾倒有尘屑的干物料到容器中；焊接0.5～1.0以相当大的速度放散出来，或是放散到空气运动迅速的区域在小喷漆室用高压喷漆；快速装袋或装桶；以运输器上给料1.0～2.5以高速散发出来，或是放散到空气运动很迅速的区域磨削；重破碎；滚筒清理 2.5～10（1）卸料点A的控制速度以轻微的速度放散到尚属平静的空气中控制速度vx＝0.5～1.0 m/s，由于卸料点位于两个窗之间，取vx＝1m/s。

（2）工作台B的控制速度以轻微的速度放散到尚属平静的空气中,控制速度vx＝0.5～1.0 m/s。

由于该工作台近处无窗，空气不对流，vx 比较小，取vx＝0.5 m/s。

（3）工作台C的控制速度以轻微的速度放散到尚属平静的空气中控制速度vx＝0.5～1.0 m/s。

由于该工作台位于两个窗之间，空气对流，取vx＝1m/s3.4集气罩的设计计算集气罩的结构尺寸一般是按照经验确定的。

具体如下图：B-罩口离管高度，mm。

D-集气罩连接风管直径，mm。

L- 污染源长边尺寸，mm。

L1-罩口法兰边全长，如不设法兰则为罩口长度，mm。

h-污染源的高度，mm。

H-罩口至污染源距离，mm。

W-污染源短边尺寸，mm。

W1-罩口法兰边全宽，如不设法兰则为罩口宽度，mm。

对于采用上部伞形罩的长方形污染源，且污染气流运动方向与吸气方向一致/W≤1.5。

【1】时，一般推荐以下参数：D/W≥0.3 ； H/W≤0.7 ； 1.0≤W13.4.1物料卸料点A的集气罩伞形集气罩，位于工作台上方，设三挡板。

(1)罩口离污染源高度∵H / W≤0.7 【1】，即 H≤0.7W，且W＝720 mm∴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＝954 mm，符合要求罩口离污染源高度取H＝400 mm(2)罩口尺寸据找边长确定公式：W 1=W+2×0.4H 【2】 ， 即得：W 1＝W ＋2×0.4×500＝1040 mm同理，L 1=L+2×0.4H 【2】，得 ：L 1＝L ＋2×0.4×500＝1052 mm集气罩的扩张角α的范围是：宜30°～60°，取α＝45°罩口离管口高度：B ＝21L 1＝760 mm(3)集气罩风管直径∵D / W ≥0.3 [3]，∴D ≥0.3 W ＝216 mm ，取D=220mm ，管径的确定见管段2的计算。

(4)罩的裙边为了减少吸入尘源外的空气，罩口一般应做成与轴线相平行的裙边。

裙边高h`可按照下式取值：h` =0.25√A [4]式中，H ’-罩口裙边高，m 。

A- 罩口截面积，m^2 。

其中，A =L1∗W1L1-罩口法兰边全长，如不设法兰则为罩口长度，mm 。

W1-罩口法兰边全宽，如不设法兰则为罩口宽度，mm 。

故， 罩口裙边为h` =0.25√A =0.25∗√L1∗W1=0.25∗√1520∗1040=315.32mm 取h`=320mm(5)罩的直边罩口周围做成与轴线垂直的直形周边。

这样，一增加了结构上的刚度，二降低罩口压损，三减少吸入尘源外的空气量、增加对尘源外的空气量、增加对尘源的控制能力。

直边的宽度可在80-130mm 间取值。

本设计取罩口直边宽为100mm 。

3.4.2工作台点B 的集气罩伞形集气罩，位于工作台上方，不设挡板。

(1) 罩口离污染源高度∵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。

罩口离污染源高度取H ＝400mm(2) 罩口尺寸W 1=W+2×0.4H 【2】 ， 即得：W 1＝W ＋2×0.4×500＝1120 mm同理，L 1=L+2×0.4H 【2】，得 ：L 1＝L ＋2×0.4×500＝920 mm集气罩的扩张角α的范围是：宜30°～60°，取α＝45°罩口离管口高度：B ＝21L 1＝560 mm(3) 集气罩风管直径∵D / W ≥0.3，∴D ≥0.3 W ＝180mm ，管径的确定见管段4的计算。

(4) 罩的裙边为了减少吸入尘源外的空气，罩口一般应做成与轴线相平行的裙边。

裙边高h`可按照下式取值：h` =0.25√A [4]式中，h-罩口裙边高，m 。

B- 罩口截面积，m^2 。

其中，A =L1∗W1L1-罩口法兰边全长，如不设法兰则为罩口长度，mm 。

W1-罩口法兰边全宽，如不设法兰则为罩口宽度，mm 。

故， 罩口裙边为h` =0.25√A =0.25∗√L1∗W1=0.25∗√1120∗920=253.77 mm 取h`=260mm(5) 罩的直边本设计取罩口直边宽为100mm 。

3.4.3工作台点C 的集气罩伞形集气罩，位于工作台上方，设三挡板。

由于B C 两个工作台尺寸一样，工作台C 的集气罩各尺寸同工作台B 的集气罩管径的确定见管段1的计算。

3.5排气量的计算不设挡板：上部伞形罩的排气量：Q ＝KPHv x (m 3/ s ）三侧设挡板，上部伞形罩的排气量：A Q '＝L 1Hv x 【手册】式中：P ——罩口敞开面周长，m ；H ——罩口至污染源距离，m ；v x ——控制速度，m / s ；L 1 ——周口长，m ；K ——考虑沿程高度分布不均匀的安全系数，通常取K ＝1.4。

3.5.1 物料卸料点A 的集气罩流量计算集气罩三侧设挡板，则排气量为：AQ '＝L 1Hv x ＝1.120×0.400×1.0＝0.61m 3/ s 换算成工作状态下的流量：Q A ＝NN Tp pT A Q '＝0.61×101.3×273×3600（20+273）×101.3 ＝2039.39 m 3/ h3.5.2 工作台B 的集气罩流量计算集气罩不设挡板，则排气量为：BQ '＝KPHv x ＝1.4×2×（1.12+0.92）×0.40×0.5＝1.14 m 3/ s 换算成工作状态下的流量：Q B ＝NN B Tp pT Q '＝1.14×101.3×273×3600（20+273）×101.3 ＝3831.91 m 3/ h3.5.3 工作台C 的集气罩集气罩三侧设挡板，则排气量为：排气量：C Q '＝L 3Hv x ＝1.12×0.4×1.0＝0.45m 3/ s 换算成标准状态下的流量：Q C ＝NN Tp pT C Q '＝0.45×101.3×273×3600（20+273）×101.3 ＝1502.71 m 3 /h 3.5.4总排气量生产过程中产生的总气量，即装置进口气体流量：Q 1N ＝Q A ＋Q B ＋Q C ＝2039.39+3831.91+1502.71 ＝ 7374.02 m 3 / h[1].郝吉明，马广大主编，大气污染控制工程（第二版），高等教育出版社，2002。