布袋除塵器-設(shè)計(jì)說明書

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課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱 大氣污染控制工程 題 目 車間布袋除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 環(huán)化學(xué)院 系 環(huán)境工程系 專業(yè)班級 環(huán)工 121 班 學(xué) 號 5802112002 學(xué)生姓名 楊 強(qiáng) 起訖日期 2015 06 29 2015 07 03 指導(dǎo)教師 李丹 職稱 學(xué)院審核 簽名 審核日期 目錄 一 概述 2 1 大氣污染的概念 2 2 大氣污染的分類 2 3 大氣污染的危害 2 4 治理大氣污染的必要性 3 5 除塵的必要性 3 二 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求 4 1 設(shè)計(jì)目的 4 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 3 設(shè)計(jì)課題與有關(guān)數(shù)據(jù) 5 4 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成 6 5 管道設(shè)計(jì)的原則 6 三 袋式除塵器除塵方式的選取與布置 7 1 袋式除塵器的原理 7 2 袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn) 8 3 袋式除塵器的缺點(diǎn) 9 4 袋式除塵器方案設(shè)計(jì) 9 4 1 進(jìn)氣方式的確定 9 4 2 進(jìn)氣過濾方式的確定 10 4 3 濾料的確定 10 四 集氣罩的設(shè)計(jì) 10 1 控制點(diǎn)控制速度 Vx 的確定 10 2 集氣罩排風(fēng)量 尺寸的確定 11 3 集氣罩設(shè)計(jì)小結(jié) 12 五 袋式除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算 12 1 過濾面積的確定 12 2 濾袋的排列和平面布置的確定 12 2 1 濾袋長度的確定 12 2 2 濾袋的排列與間距 12 3 清灰裝置的確定及計(jì)算 13 4 灰斗高度的確定 15 5 袋式除塵器壓力損失的計(jì)算 15 六 管道設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)選擇 16 1 管道的初步設(shè)計(jì)及壓損的確定 16 2 選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī) 21 七 主要參考資料 22 設(shè)計(jì)說明書 一 概述 1 大氣污染的概念 大氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指 攝氏溫度 0 C 大氣壓力 101 325kPa 標(biāo)準(zhǔn)大氣中 主要含氮?dú)?體積分?jǐn)?shù) 78 和氧氣 體積分?jǐn)?shù) 21 還含有少量的二氧化碳 和其他氣體 由于自然界變化或人類活動生產(chǎn)過程產(chǎn)生的對人類及人類生存環(huán) 境產(chǎn)生污染的物質(zhì)進(jìn)入大氣 如粉塵 硫化物 氮氧化物 有機(jī)物等 呈現(xiàn) 出足夠的濃度 達(dá)到了足夠的時間 并因此而危害了人體的舒適 健康和福利 或危害了環(huán)境 這種現(xiàn)象就叫做大氣污染 2 大氣污染的分類 按照大氣污染的范圍來分 大致可分為四類 局部地區(qū)污染 指局限于 小范圍的大氣污染 如受到某些煙囪排氣的直接影響 地區(qū)性污染 是涉及 一個地區(qū)的大氣污染 如工業(yè)區(qū)及其附近地區(qū)或整個城市的大氣受到污染 廣域污染 是涉及比一個地區(qū)或大城市更廣泛地區(qū)的大氣污染 全球性污染 是涉及全球范圍 或國際性 的大氣污染 3 大氣污染的危害 懸浮顆粒物 懸浮顆粒物根據(jù)粒徑的大小可以分為 TSP PM 10 PM 2 5 可 吸入顆粒物隨人們呼吸空氣而進(jìn)入人體 以碰撞 擴(kuò)散 沉積等方式滯留在呼 吸道不同的部位 1 TSP 即總懸浮微粒 又稱總懸浮顆粒物 指用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采集器 在濾膜上收集到的顆粒物的總質(zhì)量 2 PM 10 通常把粒徑在 10 微米以下的顆粒物稱為 PM10 又稱為可吸入顆 粒物或飄塵 顆粒物的直徑越小 進(jìn)入呼吸道的部位越深 10 微米直徑的顆粒 物通常沉積在上呼吸道 5 微米直徑的可進(jìn)入呼吸道的深部 2 微米以下的可 100 深入到細(xì)支氣管和肺泡 3 PM 2 5 細(xì)顆粒物又稱細(xì)粒 細(xì)顆粒 PM2 5 細(xì)顆粒物指環(huán)境空氣中空 氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2 5 微米的顆粒物 它能較長時間懸浮于空氣中 其在空氣中含量濃度越高 就代表空氣污染越嚴(yán)重 雖然 PM2 5 只是地球大氣 成分中含量很少的組分 但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響 與較粗的 大氣顆粒物相比 PM2 5 粒徑小 面積大 活性強(qiáng) 易附帶有毒 有害物質(zhì) 例如 重金屬 微生物等 且在大氣中的停留時間長 輸送距離遠(yuǎn) 因而 對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大 4 治理大氣污染的必要性 大氣污染帶來的危害是非常嚴(yán)重的 近的說來 大氣中的各種污染物 例 如 二氧化硫 碳?xì)浠锏?會對人體造成危害 近年來因?yàn)榇髿馕廴驹斐傻?疾病不勝枚數(shù) 大氣污染主要引起慢性支氣管炎 支氣管哮喘 肺氣腫及肺癌 等疾病 大氣污染物的某些污染物 如二氧化硫 氟氯烴等 會引起硫酸煙霧 溫 室效應(yīng)等 硫酸煙霧可以腐蝕建筑 公共設(shè)施等 減短其使用時間 無疑增加 了財(cái)政負(fù)擔(dān) 溫室效應(yīng)是海平面上升 全球氣溫上升 對植物燈的生存形成了 威脅 大氣污染的治理已經(jīng)刻不容緩 一個良好打空氣條件 對人 動物 植物 的生存都是有重要意義 加強(qiáng)大氣環(huán)境質(zhì)量管理 保護(hù)和改善我們的生活環(huán)境 迫在 眉睫 現(xiàn)應(yīng)把污染降低到最低限度 以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì) 社會 環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展 5 除塵的必要性 灰塵是人類健康的大敵 所以人們特別討厭它 灰塵帶著許多細(xì)菌病毒和 蟲卵到處飛揚(yáng) 傳播疾病 對于向我國這樣的發(fā)展中國家而言 有些人不惜以 犧牲環(huán)境為代價來換取經(jīng)濟(jì)利益 所以工業(yè)粉塵幾乎成了不可避免的問題 工 業(yè)粉塵 纖塵能使工人患上各種難以治愈的職業(yè)病 過多的灰塵還會造成環(huán)境 污染 影響人們的正常生活和工作 誘發(fā)人類的呼吸道疾病 粉塵對健康的影響 1 全身作用 長期吸入較高濃度粉塵可引起肺部彌漫性 進(jìn)行性纖維化為 主的全身疾病 塵肺 如吸入鉛 銅 鋅錳等毒性粉塵 可在支氣管壁上溶解而 被吸收 由血液帶到全身各部位 引起全身性中毒 鉛中毒是慢性的 但中毒 者如果發(fā)燒 或者吃了某些藥物和喝了過量的酒 也會引起中毒的急性發(fā)作 過 量吸入銅的煙塵可能導(dǎo)致溶血性貧血 鋅在燃燒時產(chǎn)生氧化鋅煙塵 人吸入后產(chǎn) 生一種類似瘧疾的 金屬煙霧熱 疾病 長期吸入錳及其氧化物粉塵或煙霧 對 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)發(fā)生不良作用 2 局部作用 接觸或吸入粉塵 首先對皮膚 角膜 粘膜等產(chǎn)生局部的刺 激作用 并產(chǎn)生一系列的病變 如粉塵作用于呼吸道 早期可引起鼻腔粘膜機(jī) 能亢進(jìn) 毛細(xì)血管擴(kuò)張 久之便形成肥大性鼻炎 最后由于粘膜營養(yǎng)供應(yīng)不足 而形成萎縮性鼻炎 還可形成咽炎 喉炎 氣管及支氣管炎 作用于皮膚 可 形成粉刺 毛囊炎 膿皮病 如鉛塵浸入皮膚 會出現(xiàn)一些小紅點(diǎn) 稱為 鉛 疹 等 3 致癌作用 接觸如鎳 鉻 鉻酸鹽的粉塵 可以引起肺癌 接觸放射性 礦物粉塵 容易生成肺癌 石棉粉塵可引起皮癌 4 感染作用 有些有機(jī)粉塵如破爛布屑 獸皮 谷物等粉塵常附有病原菌 如絲菌 放射菌屬等 隨粉塵茲人肺內(nèi) 可引起肺霉菌病等 5 對肺部的作用 由于長期吸入生產(chǎn)性粉塵而產(chǎn)生的塵肺病 是一種常見 的危害性較大的職業(yè)病 做好除塵工的保護(hù)措施是必要的 但是這不是最根本的方法因?yàn)槠浔旧砭?限性和勞動性質(zhì)的限制 并不能最好的解決問題 所以其根本是做好工作環(huán)境 的環(huán)保工作 可以安裝除塵設(shè)備 除塵系統(tǒng)是現(xiàn)階段相對完善的環(huán)保措施 有 效的減少粉塵的排放 從而改善生活環(huán)境及工作環(huán)境 提高人生活的環(huán)境狀況 和工人的勞動積極性 二 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求 1 設(shè)計(jì)目的 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 并能結(jié)合實(shí)踐 學(xué) 以致用 本設(shè)計(jì)為車間除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 能使學(xué)生得到一次綜合訓(xùn)練 特別是 1 工程設(shè)計(jì)的基本方法 步驟 技術(shù)資料的查找與應(yīng)用 2 基本計(jì)算方法和繪圖能力的訓(xùn)練 3 綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)課程的理論知識解決工程中的實(shí)際問題 4 熟悉 貫徹國家環(huán)境保護(hù)法規(guī)及其它有關(guān)政策 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算書各一份 2 立面布置圖一份 3 布袋除塵器三視圖 3 設(shè)計(jì)課題與有關(guān)數(shù)據(jù) 1 設(shè)計(jì)題目 車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 課題已知條件 1 車間面積與兩臺產(chǎn)生污染設(shè)備的位置 見圖 1 2 產(chǎn)生污染源設(shè)備的情況 污染源 立方體 長 寬 高 1200 600 1000 操作條件 20 101 3KPa 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 3 在該污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)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 4 管道和集氣罩均用鋼板制作 鋼管相對粗糙度 K 0 15 排氣筒口離地面高度 12m 4 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成 局部排氣通風(fēng)基本原理是通過控制局部氣流 使局部工作范圍不受有害物的污染 并且造 成符合要求的空氣環(huán)境 典型的局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)如圖 2 所示 通常由下述幾個部分組成 5 管道設(shè)計(jì)的原則 根據(jù) 蔣文舉 大氣污染控制工程 管道設(shè)計(jì)主要遵循以下原則 1 管道系統(tǒng)布置應(yīng)從總體布局考慮 統(tǒng)一規(guī)劃 合理布局 力求簡單 含塵氣體 集氣罩 除塵器 風(fēng)機(jī) 排入大氣 緊 湊 安裝 操作 維修方便 盡可能縮短管線長度 減少占地空間 適用 美觀 節(jié)省投資 2 管道應(yīng)盡量集中成列 平行敷設(shè) 并應(yīng)盡量沿墻或柱子敷設(shè) 管徑大 的 或保溫管道應(yīng)設(shè)在靠墻側(cè) 3 管道與梁 柱 墻 設(shè)備及管道之間應(yīng)有一定的距離 以滿足施工 運(yùn) 行 檢修和熱脹冷縮的要求 一般不小于 100 200mm 4 管道應(yīng)盡量避免遮擋室內(nèi)采光和妨礙門窗啟閉 應(yīng)不妨礙設(shè)備 管件 閥門和人孔的操作和檢修 應(yīng)不妨礙起重機(jī)的工作 5 管道通過人行道時 與地面凈距應(yīng)不小于 2m 6 除塵管道力求順直 保證氣流暢通 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 三通管的夾角一般不大于 30 7 進(jìn)行管道壓力損失計(jì)算時 管段長度一般按兩管件中心線之間的距離計(jì) 算 不扣除管件 如三通 彎頭 本身的長度 8 對并聯(lián)管道進(jìn)行阻力平衡計(jì)算 除塵系統(tǒng)小于 10 否則進(jìn)行管徑調(diào)整 三 袋式除塵器除塵方式的選取與布置 1 袋式除塵器的原理 袋式除塵器是利用多孔的袋裝過濾元件從含 塵氣體中捕集粉塵的一種除塵設(shè)備 主要由過濾 裝置和清灰裝置兩個部分組成 前者的作用是捕 集粉塵 后者則用以定期清除濾袋上的積塵 保 持除塵器的處理能力 通常還設(shè)有清灰控制裝置 是除塵器按一定的時間間隔和程序清灰 通常認(rèn)為袋式除塵器對塵粒的捕集分離包括 兩個過程 1 過濾材料對塵粒的捕集 這一過程中包 括觀星碰撞效應(yīng) 截留效應(yīng) 擴(kuò)散效應(yīng) 靜電效應(yīng) 篩濾效應(yīng) 重力沉降效應(yīng) 一般粒徑較大的粉塵主要依靠碰撞效應(yīng)捕集 當(dāng)含塵氣流接近濾料的纖維 時 秋柳流線圍繞捕集纖維迅速拐彎 其中較大的例子由于慣性力的作用 偏 離了流線 繼續(xù)沿著原來的運(yùn)動方向前進(jìn) 同捕集纖維發(fā)生碰撞而被捕集 慣 性碰撞是過濾除塵的主要機(jī)制之一 而塵粒能否同捕集纖維發(fā)生碰撞主要取決 于運(yùn)動粒子所具有的慣性力的大小 為了提高慣性碰撞效應(yīng) 可以適當(dāng)提高通 過濾料的氣流流速 對于具有一定尺寸直徑的塵粒 質(zhì)量可以忽略的塵粒 如果所依據(jù)的流線 把他們帶到距捕集纖維表面 d 2 以內(nèi)的距離就會被捕集 在氣流中對于粒徑小于 1 m 的塵粒由于氣體分子的運(yùn)動撞擊 使其產(chǎn)生布 朗悅動 這種塵粒無規(guī)則的運(yùn)動 吃了可能產(chǎn)生塵粒之間的凝集外 還有向低 濃度區(qū)擴(kuò)散的趨勢 由于捕集纖維表面的濃度較低 所以小塵粒向著纖維表面 擴(kuò)散 并與纖維碰撞而被捕集 當(dāng)過濾速度較高時 擴(kuò)散效應(yīng)就會下降 有許多人造纖維編織的濾料 當(dāng) 氣流穿過時 由于摩擦產(chǎn)生靜電現(xiàn)象 同 時有許多粉塵在輸送過程中也會由于摩擦或其他幾只使其帶有電荷 這樣就可 能在濾料和塵粒之間形成一個電位差 當(dāng)塵粒隨著氣流趨向?yàn)V料時 由于庫侖 力作用 促使粉塵和濾料纖維碰撞并增強(qiáng)濾料對粉塵的吸附力而被捕集 從而 提高過濾效率 當(dāng)塵粒的粒徑大于濾料孔隙時 塵粒即被濾料孔隙篩濾下來 因此篩濾效 應(yīng)能捕集粒徑大于孔隙的粉塵 當(dāng)粉塵沉集在鋁料表面上而使濾料孔隙變小時 粒徑較小的顆粒也不能從孔隙通過從而被捕集 隨著粉塵層的形成和加厚 篩 濾捕集效率會顯著提高 對于粒徑大 密度大的塵粒 在重力作用下可以自然沉降到濾料上 這種 作用稱為重力沉降效應(yīng) 2 粉塵層對塵粒的捕集 如前所述 過濾操作一定時間后 由于粘附等作用 塵粒在濾料網(wǎng)孔間產(chǎn) 生架橋現(xiàn)象 使氣流通過濾料的孔徑變得 很小 從而使濾料網(wǎng)孔及其表面迅速截留 粉塵形成粉塵層 當(dāng)清灰后依然殘留一定 厚度的粉塵 成為粉塵初層 由于粉塵初 層中粉塵粒徑通常都比纖維小 因此篩濾 慣性 截留和擴(kuò)散等作用都有所增加 使 除塵效率顯著提高 由此可見 袋式除塵 器的高效率 粉塵初層起著比濾料本身更 為重要的作用 一般合成纖維布的網(wǎng)孔為 20 50 m 如為起毛的則為 5 10 m 用這樣的濾料 只要設(shè)計(jì)得 當(dāng) 就是 0 1 m 的塵粒也能獲得將 近 100 的除塵效率 當(dāng)濾袋表面積附的粉塵層厚到一 定程度時 需要對濾袋進(jìn)行清灰 以 保證濾袋持續(xù)工作所需的透氣性 袋 式除塵器正是在這種不斷濾塵而又不 斷清灰的交替過程中進(jìn)行工作的 2 袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn) 1 袋式除塵器對凈化含萎靡獲亞 微米數(shù)量級的粉塵例子的除塵效率較高 一一般可達(dá) 99 甚至可達(dá) 99 99 以上 2 這種除塵器可以捕集多種干性粉塵 特別是對于高比電阻粉塵 采用袋 式除塵器凈化要比用電除塵器凈化效率高很多 3 含塵氣體濃度在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化對袋式除塵器的除塵效率和阻力影 響不大 4 袋式除塵器可設(shè)計(jì)制造出適應(yīng)不通氣量的含塵氣體要求 除塵器的處理 煙氣量可以每小時幾立方米到幾百萬立方米 5 袋式除塵器可以做成小型的 安裝在散塵設(shè)備上或散塵設(shè)備附近 也可 安裝在車上做成移動方式袋式過濾器 這種小巧 靈活的袋式除塵器特別適用 于分散塵源的除塵 6 袋式除塵運(yùn)行穩(wěn)定可靠 沒有污泥處理和腐蝕等問題 操作和維護(hù)簡單 3 袋式除塵器的缺點(diǎn) 1 袋式除塵器的應(yīng)用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕性能所影響 目前 通常 應(yīng)用的濾料可耐 250 C 左右 如采用特別濾料處理高溫含塵煙氣 將會增大投 資費(fèi)用 2 不適于凈化含粘結(jié)和吸濕性強(qiáng)的粉塵氣體 用布袋式除塵器凈化煙塵時 的溫度不能低于露點(diǎn)溫度 否則將會產(chǎn)生結(jié)露 堵塞布袋濾料的空隙 3 據(jù)概略的統(tǒng)計(jì) 用布袋除塵器凈化大于 17000m3 h 的含塵煙氣量所需的 投資費(fèi)用要比電除塵器高 而用其凈化小于 17000m3 h 的含塵煙氣量時 投資 費(fèi)用比電除塵器省 4 對于不同類型氣體 應(yīng)選用相應(yīng)類型的布袋 且需要經(jīng)常更換布袋 布 袋消耗量較大 5 阻力較大 一般壓力損失為 1000 1500Pa 6 收集濕度高的含塵氣體時 應(yīng)采取保濕措施 以免因結(jié)露而造成 糊袋 因此布袋除塵氣對氣體的濕度有一定的要求 7 某些類型的袋式除塵器工人工作條件差 檢查和更換濾袋時 需要進(jìn)入 箱體 4 袋式除塵器方案設(shè)計(jì) 4 1 進(jìn)氣方式的確定 下進(jìn)氣方式即含塵氣流從箱體下部或者灰斗部分進(jìn)入 由于氣流突然擴(kuò)散 流速驟然降低 一部分顆粒較大的灰塵受重力作用降落到灰斗內(nèi) 之后 氣流 再經(jīng)過導(dǎo)流板分布導(dǎo)向過濾元件 又有一部分大顆粒的粉塵直接沉降 因此減 少了對濾袋的磨損 減少了粉塵顆粒在濾袋上的沉積 延長了清灰的時間間隔 但當(dāng)采用反吹風(fēng)清灰方式時 被清灰的顆粒物的沉降方向與清灰氣流的方向相 反 這不但阻礙了煙塵的沉降 而且在反吹時將會產(chǎn)生 二次揚(yáng)塵 影響清 灰的效果 特別是在采用長布袋時 這種現(xiàn)象更為明顯 當(dāng)然 下進(jìn)風(fēng)方式結(jié) 構(gòu)相對簡單 造價也較低 是一種被經(jīng)常采用的方式 上進(jìn)氣方式即含塵煙氣從濾袋上方進(jìn)入 下部排出的稱為上進(jìn)風(fēng)方式 上 進(jìn)風(fēng)袋式除塵器中 含塵煙氣中粉塵的沉降方向與煙氣的運(yùn)動方向相同 因而 在向下流動的過程中 無論塵粒的粒度如何 均有不被濾袋捕捉而落入灰斗的 幾率 上進(jìn)風(fēng)袋式除塵器在處理含超細(xì)粉塵較多的氣溶膠 3 m 時效果較好 并且設(shè)備的阻力較小 但是除塵器一般要設(shè)置多塊花板 機(jī)構(gòu)復(fù)雜 且不易調(diào) 節(jié)濾袋張力 在灰斗中有停滯空氣 容易積灰 由此會有水氣發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象的 可能性 而且清灰不方便 本設(shè)計(jì)采用下進(jìn)氣方式 4 2 進(jìn)氣過濾方式的確定 內(nèi)濾式布袋除塵器 含塵煙氣由濾袋內(nèi)側(cè)向外側(cè)過濾 煙氣中的塵粒在濾 袋內(nèi)表面被捕集 這種過濾方式稱為內(nèi)濾式 采用內(nèi)濾式的除塵裝置 濾袋外 側(cè)為凈化后的干凈氣體 因此對用于常溫和無毒煙塵的凈化時 檢修工人可以 在不停風(fēng)情況下 進(jìn)入袋濾室內(nèi)進(jìn)行維修 從而改善工人的勞動衛(wèi)生條件 對 含放射性粉塵的凈化 一般多采用內(nèi)濾式 外濾式布袋除塵器 含塵煙氣由濾袋外部向內(nèi)通過 煙氣中的塵粒在濾袋 外表面被捕集 這種過濾方式稱為外濾式 外濾式除塵器的濾袋內(nèi)部必須設(shè)置 支撐籠骨 以防止過濾時將濾袋吸癟 但反吹清灰時由于濾袋的脹 癟動作頻 繁 濾袋與籠骨之間易出現(xiàn)磨損 從而增加了更換濾袋和維修的工作量 本設(shè)計(jì)選用外濾式布袋除塵器 4 3 濾料的確定 由于粉塵的粘度較大 采用經(jīng)過硅酮樹脂處理的玻璃纖維濾料 斜紋 它具有過濾 性能好 阻力低 化學(xué)穩(wěn)定性好 價格便宜以及具有較好的耐磨性 疏水性和柔軟性 還 可使其表面光滑易于清灰等優(yōu)點(diǎn) 清潔濾料的壓損系數(shù) 1 5 107 四 集氣罩的設(shè)計(jì) 由題設(shè)條件可知 本設(shè)計(jì)適宜采用外部集氣罩中的冷過程上部集氣罩 對于外部集氣罩排風(fēng)量的確定多采用控制速度法 1 控制點(diǎn)控制速度 Vx 的確定 本設(shè)計(jì)中 污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵 從輕微速度發(fā)散到上述平靜的空 氣中 所以污染源的控制速度按 大氣污染控制工程 中表 13 2 可得 表 13 2 外部集氣罩污染源控制速度 污染物的產(chǎn)生狀況 舉例 控制速度 m s 以輕微速度放散到相當(dāng)平靜的空 氣中 某些化學(xué)槽的液面蒸發(fā) 如去油 槽等 0 25 0 5 以輕微速度放散到尚屬平靜的空 低速輸料機(jī) 如檢選膠帶機(jī) 粉 0 5 1 0 氣中 料裝袋摩擦壓磚機(jī)壓磚噴漆箱 焊接臺 電鍍槽 等 以相當(dāng)大的速度放散出 來 或放 散到空氣運(yùn)動迅速的區(qū)域 破碎機(jī) 高速膠帶運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn) 物料混合 粉料裝卸等 1 0 2 5 以高速放散出來 或放散到空氣 運(yùn)動迅速的區(qū)域 磨床 砂輪機(jī) 磨磚 切磚機(jī) 噴砂 噴漆等 2 5 10 取 0 5 1 0m s 之間 本設(shè)計(jì)選用 vx 0 6m s 2 集氣罩排風(fēng)量 尺寸的確定 已知集氣罩罩口邊須距離污染源上平面 H 600mm 時才操作正常 則取 H 0 6m 集氣罩外沿比污染源外沿大 0 4H 既 240mm 則集氣罩的尺寸為 1680 1080 則其排風(fēng)量按下式計(jì)算 Q KPHvx hms 108 78 260 8 16 24 1 33 式中 P 罩口敞開面周長 m H 罩口至污染源距離 m vx 控制速度 m s 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 由于兩個污染源完全相同 則集氣罩計(jì)算相同 總排風(fēng)量 Qz Qz 2Q 2 10008 20016 m3 h 集氣罩高度確定 傘形罩的開口角度 宜小于或者等于 60 本設(shè)計(jì)中傘形罩的開口取 45 則集氣罩高度為 H a 2 tan45 1680 2 tan45 840mm 為提高集氣罩的控制效果 減少無效氣流的吸入 罩口加設(shè)法蘭邊 法蘭邊寬 150 200mm 本設(shè)計(jì)取 160mm 則集氣罩總高為 h H 160 840 160 1000mm 3 集氣罩設(shè)計(jì)小結(jié) 由以上設(shè)計(jì)計(jì)算 集氣罩相關(guān)參數(shù)如下 長 L 1680mm 寬 B 1080mm 高 h 1000mm 擴(kuò)張角 45 排風(fēng)量 Qz 20016m3 h 五 袋式除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算 1 過濾面積的確定 脈沖清灰的過濾速度 f范圍為 2 4m min 本設(shè)計(jì)采用 2m min 28 160mVQA 2 濾袋的排列和平面布置的確定 2 1 濾袋長度的確定 考慮到濾袋長度對除塵效率和壓損的影響 濾袋過長增加除塵器高度 檢 修不方便 實(shí)踐證明 濾袋長度較大時 當(dāng)除塵器停止運(yùn)行后 濾袋容易自行 收縮 從而提高了濾袋自行清灰的能力 綜合考慮 選取濾袋長度為 4m 2 2 濾袋的排列與間距 濾袋的排列選取正方形排列 濾袋直徑選取 210mm 間距選取 260mm 所以濾袋數(shù) 取 64 個 個2 6341 08 DLAn 濾袋個數(shù)按 64 個布置 分為 4 個濾室 每個濾室按 4 4 排列 每組制件 留有 400mm 寬的檢修人行道 邊排濾袋和殼體也留有 200mm 寬的人行道 見圖 3 清灰裝置的確定及計(jì)算 清灰裝置選為脈沖袋式除塵器 脈沖袋式除塵器是一種周期性地向?yàn)V袋內(nèi) 獲濾袋外噴吹壓縮空氣來達(dá)到清除濾袋積塵的除塵裝置 具有除塵效率高 處 理能力大等優(yōu)點(diǎn) 是一種新型高效除塵器 其壓力損失約為 1200 1500Pa 且 由于沒有運(yùn)動部件振打清灰 濾袋損傷較小 使用壽命長 運(yùn)行安全可靠 因 而應(yīng)用廣泛 但需要高壓氣源作清灰動力 功率消耗較大 對高濃度 濕含量 較大的含塵氣體的凈化效率較低 脈沖清灰布袋除塵器示意圖 脈沖袋式除塵器的過濾清灰周期如圖 1 3 21 所示 a 為過濾初期 濾 袋表面粘附的粉塵較少 b 為過濾末期 濾袋表面粘附著一層較厚的粉塵 含塵氣體有外向里通過濾袋 由于有鋼絲框架支撐 濾袋呈多角形 c 為噴 吹清灰狀態(tài) 氣體由里向外反吹 將濾袋表面黏附的粉塵吹落 此時濾袋呈圓 形 本設(shè)計(jì)采用脈沖清灰的噴吹壓力為 0 3MPa 噴吹時間 0 5s 時間間隔為 30s 每組 周期為 120s 本設(shè)計(jì)取每平方的濾袋清灰需要 15L 的空氣量 則每個濾袋需要約 40L 空 氣 每組需要 640L 氣包氣量的設(shè)計(jì)計(jì)算 Q Q1 AV tp 60 640 30 60 1280L 1 28m3 式中 tp 脈沖的時間間隔 Q1 每個脈沖和閥門的空氣消耗 AV 同時開啟的閥門數(shù)目 4 灰斗高度的確定 灰斗的上表面長寬為 2780 2780mm 下表面長寬為 300 300mm 灰斗的傾 斜角設(shè)定為 60 灰斗的高度 H 2147 74mm 5 袋式除塵器壓力損失的計(jì)算 cdPP 0 式中 袋式除塵器壓力損失 Pa 0 清潔濾料的壓損 Pa d 粉塵層的壓損 Pa cP 除塵器外殼結(jié)構(gòu)的壓損 在正常過濾風(fēng)速下 一般為 300 500Pa 取 500Pafdvam 00f 式中 0 清潔濾料的壓損系數(shù) m 1 含塵氣體的黏度 Pa s vf 過濾速度 m s a 粉塵層的平均比阻力 m kg m 堆積粉塵負(fù)荷 單位面積的塵量 kg m 2 普通運(yùn)行的堆積粉塵負(fù)荷范圍為 0 2 2 0kg m2 取 0 2kg m2 3d 1 80a P 式中 粉塵層的平均孔隙率 對于一般的表面過濾方式 取 0 8 0 95 取 0 9 粉塵的真密度 kg m 3 取 2000kg m3 Pd 粉塵的平均粒徑 m 則此布袋除塵器的壓損為 512 Pa 六 管道設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)選擇 1 管道的初步設(shè)計(jì)及壓損的確定 對各管段進(jìn)行編號 注上管段的流量與長度 按最大壓損原則選擇計(jì)算環(huán)路 本設(shè)計(jì)由管段 1 開始計(jì)算 本設(shè)計(jì)中 污染物為輕礦粉 查 大氣污染控制工程 表 13 4 得水平 管內(nèi)最低流速為 14m s 垂直管為 12m s 管徑及管內(nèi)流速計(jì)算 管段 1 據(jù) 14 1083smVhQ 由 502 8mm V4dQ 14 36018 則有 d1 500mm d 0 0329 核算實(shí)際速度 v 1 4Q d 12 14 2m s 管段 2 污染源和管段 1 相同 選用 500mm 實(shí)際流速 smv 42 管段 3 hQ06321 711mm 取 700mm V4d4 核算實(shí)際速度 V 3 4Q d 22 14 45m s 管段 4 氣體流量同管段 3 則hmQ 016334 700mm 核算實(shí)際流速 sv 5 管段 5 氣體流量同管段 4 查表 234 700mm 實(shí)際流速 smv 15 三通的設(shè)計(jì) 由 可知 D1 D2 500mm D 700mm 三通下支管連接一 60 彎頭 R d 1 5 取 M 為 2000mm L 2500mm 則 H 1899 52mm 管段 2 豎直部分高度為 1350 48mm 各管段壓力損失計(jì)算 管段 1 有 d1 500mm d 0 0329 實(shí)際速度 v 1 14 2m s 則動壓為 Pa48 20 沿程損失計(jì)算應(yīng)為兩管件中心線之間的距離計(jì)算 不扣除各管件 如三通 彎頭 本身的長度 則第一段長為豎直管長 I1 3m 集氣罩 頂?shù)剿焦苤行木€ 與水平管長 I2 6m 之和 則管道 的沿程阻力損失為 P L1 I1 12 0 0329 120 48 3 6 35 67pa 21vd 局部壓力損失系數(shù) 查手冊 為 集氣罩 1 0 11 90 彎頭 R d 1 5 二中節(jié)二端節(jié) 0 25 0 11 0 23 0 34 則局部壓損 PavPm 96 408 123 0 211 管段 2 污染源和管段 1 相同 有 500mm 實(shí)際流速 動壓為sv 2 4av48 120 則摩擦壓力損失為 L2 0 0329 120 48 3 11 89pa2LP 1d 各管件局部壓力損失系數(shù) 查手冊 為 集氣罩 2 0 11 60 彎頭 R d 1 5 0 18 30 合流三通旁支管 0 21 0 11 0 18 0 21 0 5 則局部壓損 PavPm24 608 15 022 管段 3 有 d3 700mm d 0 0219 實(shí)際速度 V 3 14 45m s 則動壓為 Pa76 124 則摩擦壓力損失為 PavdlL 59 2476 1029 233 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) 0 11 除塵器壓力損失為 512Pa 則局部壓力損失 PavPm 72 5176 241 0523 管段 4 有 d3 700mm d 0 0219 實(shí)際速度 V 3 14 45m s 則動壓為 124 76Pa 則摩擦壓力損失為 PavdlPL 13 976 24019 724 該管段有 90 彎頭 R d 1 5 兩個 由手冊查得 0 18 則局部壓損 Pam 6 18 04 管段 5 有 d3 700mm d 0 0219 實(shí)際速度 V 3 14 45m s 動壓為 124 76Pa 則摩擦壓力損失為 PavdlPL 79 326 14029 25 該管段局部壓損主要包括風(fēng)機(jī)進(jìn)出口級排風(fēng)口傘形風(fēng)帽的壓力損失 若 風(fēng)機(jī)入口變徑管壓力損失忽略不計(jì) 風(fēng)機(jī)出口 0 1 不設(shè)風(fēng)帽 出口 損失 1 0 則總損失 0 1 1 0 1 1 則局部壓力損失 PaPsm24 1376 1 并聯(lián)管路壓力平衡 PaPmL 63 79 406 3511 12822 057 463 7 1 P 故節(jié)點(diǎn)壓力平衡 除塵系統(tǒng)總壓損失 930 4Pa 54321 P P 管 段 編 號 流量 Q 管長 l m 管 徑 d mm 流速 m s d m 1 動壓 Pa 摩擦 壓損 Pa 局部 壓損 系數(shù) 局部 壓損 Pa 管段總壓 損 Pa 10008 9 500 14 2 0 0329 120 48 35 67 0 34 40 96 76 63 10008 3 500 14 2 0 0329 120 48 11 89 0 5 60 24 72 13 20016 6 700 14 45 0 0219 124 76 16 39 0 11 525 72 542 11 20016 7 700 14 45 0 0219 124 76 24 59 0 36 44 91 69 5 20016 12 700 14 45 0 0219 124 76 32 79 1 1 137 24 170 03 2 選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī) A 選擇通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量 hmKQ 25301 0 216 1 t B 選擇風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)壓 431KPt 其中 Q 管道計(jì)算總風(fēng)量 1P 管道計(jì)算總壓損 Pa 2 除塵器阻力 Pa 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 K2 考慮風(fēng)管漏風(fēng)所附加的安全系數(shù) 取 1 15 K3 管道系統(tǒng)阻力的附加系數(shù) 取 1 15 K4 附加系數(shù) 取 1 08 則 418 4 1 15 512 1 08 1072 61Pa4231 Pt 根據(jù)上述風(fēng)量和風(fēng)壓 查 除塵設(shè)備 風(fēng)機(jī)樣本上選擇 排塵離心通風(fēng) 機(jī) 4 72 型 機(jī)號 8 轉(zhuǎn)動方式 D 轉(zhuǎn)速 1450r min 全壓 2020 1530Pa 風(fēng)量 16200 27990 配套電動機(jī)為 Y180M 4 18 5kW 復(fù)核電動機(jī)功率 216te0 3 KPQNkW61 395 07302615 所以 所選的電動機(jī)適合 七 主要參考資料 1 郝吉明 馬廣大主編 大氣污染控制工程 第二版 高等教育出版社 2 周興求 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊 大氣污染控制工程 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 3 金國淼 除塵社備 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 4 孫頤 袋式除塵技術(shù)與應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 5 魏先勛 馬菊元 陳信常等 環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊 長沙 湖南科學(xué)技術(shù)出版 社 2002 6 張殿印 王純主編 除塵工程設(shè)計(jì)手冊 化學(xué)工業(yè)出版社