1、大氣污染控制工程課程設計說明書設計題目：棉塵物料初加工車間通風除塵系統(tǒng)設計學院：環(huán)境學院專業(yè)：環(huán)境工程學生姓名：袁啟業(yè)一、前言人類在生產(chǎn)和生活的過程中，需要有一個清潔的空氣環(huán)境（包括大氣環(huán)境和室內(nèi)空氣或境）。因此，就要在生產(chǎn)和生活的過程采用通風和除塵技術。通風工程在我國實現(xiàn)四個現(xiàn)代化的進程中，一方面起著改善居住建筑和生產(chǎn)車間的空氣條件，保護人民健康、提高勞動生產(chǎn)率的重要作用；另一方面在許多工業(yè)部門又是保證生產(chǎn)正常進行，提高產(chǎn)品質(zhì)量所不可缺少的一個組成部分。工業(yè)通風是控制車間粉塵、有害氣體或蒸汽和改善車間內(nèi)微小氣候的重要衛(wèi)生技術措施之一。其主要作用在于排出作業(yè)地帶污染的或潮濕、過熱或過冷的空氣，

2、送入外界清潔空氣，以改善作業(yè)場所空氣環(huán)境。工業(yè)通風按其動力來源分為自然通風和機械通風。自然通風依靠室內(nèi)外空氣溫度差所形成的熱壓和室外風力所形成的風壓而使空氣流動；機械通風則依靠通風機所形成的通風系統(tǒng)內(nèi)外壓力差而使空氣沿一定方向流動。凈化工業(yè)生產(chǎn)過程中排放出的含塵氣體稱為工業(yè)除塵。有些生產(chǎn)過程如原材料加工、食品生產(chǎn)、水泥等排出的粉塵都是生產(chǎn)的原料或成品，回收這些有用原料，具有很大的經(jīng)濟意義。在這些部門，除塵設備既是環(huán)保設備又是生產(chǎn)設備。本次課程主要是運用通風除塵技術知識對某綜合車間局部通風除塵系統(tǒng)進行設計。選取集氣罩、通風管道、除塵器及風機等。二、設計原始資料某棉塵物料初加工車間，由于室內(nèi)粉塵含

3、量較高，不符合有關環(huán)境與衛(wèi)生標準，需對其進行治理。請根據(jù)有關原始資料，設計一除塵系統(tǒng)以達到環(huán)境要求。出于經(jīng)費和管理的考慮，廠方要求采用旋風或布袋式除塵器，并通過原有排氣筒進行排放。工廠車間的基本情況如下：2.1 車間工作環(huán)境該加工工業(yè)建于2005年，位于一般工業(yè)區(qū)內(nèi)。車間環(huán)境氣溫：20c車間空氣尚屬平靜收集氣體平均含塵濃度：2.0g/Nm3。主要排塵點：（相應的位置尺寸見車間的平面布置圖。）A:物料卸料點。尺寸大小（mm）:WXLXH=720X1200X450,冷源B：工作臺。尺寸大小（mm）：WXLXH=600x800X800,冷源。2.2 平面布置圖車間高為18M,長20M,寬8M,周圍2

4、00米半徑內(nèi)無高于車間的建筑要求除塵設備置于車間內(nèi)，并連接車間頂部的排氣筒。A、B上部設計傘形集氣罩，罩口距工作臺面大于200mm排氣筒高度為15M(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：三、通風系統(tǒng)的空間布置系統(tǒng)劃分的原則當車間內(nèi)不同地點有不同送風、排風要求，或者車間面積較大，送、排風點較多時，為便于進行管理，常分設多個系統(tǒng)。除個別情況外，通常是由一臺風機與其聯(lián)系在一起的管道設備構成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則是：(1)空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同的，可劃分一個系統(tǒng)。(2)生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間相同的，可劃為一個系統(tǒng)。(3)除塵系統(tǒng)

5、劃分應符合下列要求：A、同一生產(chǎn)流程、同時工作的揚塵點相距不遠時，宜合設一個系統(tǒng)；B、同時工作但粉塵種類不同的揚塵點，當工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無回收價值時，也可合設一個系統(tǒng)；C、溫濕度不同的含塵氣體，當混合后可能導致風管內(nèi)結露時，應分設系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分兩個塵源室內(nèi)參數(shù)要求相同，揚塵物料相同，揚塵點相距很近，故可合設一個系統(tǒng)。故將兩個塵源、管道、除塵器和風機設為一個系統(tǒng)。四、集氣罩的選用與設計計算4.1 集氣罩的選用本工藝需要對物料進行加工，無法對污染源進行密閉。因此，本設計在污染源附近設置外部集氣罩，外部集氣罩依靠罩口外吸入氣流運動而實現(xiàn)捕集污染物。本工藝的主要污染物是棉塵，冷源，根據(jù)其

6、發(fā)散情況，采用上部傘形罩的捕集效果較好，因此本設計的兩個污染源均采用上部傘形集氣罩。4.2 集氣罩的設計計算4.2.1 集氣罩的結構尺寸集氣罩的結構尺寸一般是按經(jīng)驗確定的。圖3-14.2.1.1 物料卸料點A的集氣罩尺寸(1)罩口離污染源高度.H/WW0.71,即HW0.7W,且W=720mm.HWX720=504mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h=450mm,h+HW450+504=954mm,符合要求罩口離污染源高度取H=500mm(2)罩口尺寸1-(WiW)=0.4H2,.Wi=2XX500+W=2XX500+720=1120mm2一一1同理，(L1L)=0.4H,.L1=2XX500

7、+L=2XX500+1200=1600mm2集氣罩的擴張角a=90。罩口離管口高度：B1=1L1=1x1600=800mm22(3)集氣罩風管直徑D/W>0.33,D>0.3W=216mm,管徑的確定見管段1的計算。4.2.1.2工作臺B的集氣罩尺寸(1)罩口離污染源高度 .H/WW0.7,即HW0.7W,且W=600mm .Hwx600=420mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h=800mm,h+HW800+420=1220mm,符合要求。罩口離污染源高度取H=400mm(2)罩口尺寸 .1 一(W2W)=0.4H,.W2=2XX400+600=920mm21 一同理，一(L2L

8、)=0.4H,.L2=2XX400+800=1120mm2集氣罩的擴張角a=90。罩口離管口高度：B2=-L2=1X1120=560mm22(3)集氣罩風管直徑D/W>0.3,D>0.3W=180mm,管徑的確定見管段2的計算。4.2.2集氣罩排氣量及阻力損失的計算為方便以后物料進行流水線加工，工作臺將會設有傳送帶，因此工作臺不設擋板。但物料卸載臺A則設有三面擋板，以降低卸料時揚塵的飛逸以及降低排氣量。因此，上部傘形罩的排氣量：A、不設擋板時：Q=KPHvx(m3/s)4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考慮沿程高度分布不均勻的安全系數(shù)，通

9、常取K=1.4。B、三側(cè)設有擋板時：Q=LHvx(m3/s)6式中：H罩口至污染源距離，m；vx控制速度，m/s;L罩口長度，m/s;4.2.2.1 物料卸料點A的集氣罩流量計算控制速度Vx查表“污染源的控制速度Vx”5,由于空氣對流，以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中控制速度vx=0.51.0m/s,由于卸料點位于兩個窗之間，空氣較為流通，且卸載時的放散速度較大，所以取vx=1m/s。上部傘形罩的排氣量：Q=LHVx(m3/s)(三側(cè)設擋板)式中：L罩口長度，m；H罩口至污染源距離，m；Vx控制速度，m/s;故集氣罩的排氣量Q為=1.60.510.8m3/s=2880m3/h換算成工作狀態(tài)下

10、的排氣量Qa為=28802732683.41m3/h2934.2.2.2 工作臺B的集氣罩流量計算控制速度vx查表“污染源的控制速度vx”5,由于空氣對流，以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中控制速度vx=0.51.0m/s,由于卸料點位于兩個窗之間，空氣較為流通，且卸載時的放散速度較大，所以取vx=1m/s。上部傘形罩的排氣量：Q=LHVx(m3/s)(三側(cè)設擋板)式中：L罩口長度，m；H罩口至污染源距離，m；Vx控制速度，m/s;故集氣罩的排氣量Q為=1.120.410.45m3/s=1620m3/h換算成工作狀態(tài)下的排氣量Qa為=16202731509.42m3/h293五、管道的初步計算

11、根據(jù)除塵通風管道內(nèi)最低空氣流速，棉絮垂直管道的流速是8m/s,水平管道的流速是10m/so為考慮項目的經(jīng)濟合理性，在減小管徑以降低一次性投資成本的同時也應考慮運行費用，故本設計垂直管流速取8m/s,水平管道取10m/s。方法一：運用公式計算圓形管道的管徑:式中：Q排氣量，m3/hV管內(nèi)流速，m/sD管徑，mm方法二：參考全國通用通風管道計算表本設計的通風管徑，在確定了氣體體積流量和流速后，參考計算表得出相應的通風管管徑。管段1管徑D1:流量為m3/h,取流速v為10m/s。查表得，管徑取D1=300mm實際流速為v1=10.8m/s,入63,動壓為。管段2管徑D2:流量為1509.42m3/h

12、,取流速v為10m/s。查表得，管徑取D2=220mm實際流速為v2=11.3m/s，入/d=0.093,動壓為7.82mm水柱。管段3管徑D3:流量為+=m3/h,取流速為10m/s,查表得，管徑取D3=380mm實際流速為v3=10.5m/s,入47,動壓為6.75mm水柱。管段4管徑D4:流量為2683.41+1509.42=4192.83m3/h,取流速為10m/s,查表得，管徑取D4=380mm實際流速為v4=10.5m/s,入/d=0.047,動壓為6.75mm水柱。管段5:該管段為煙囪，流量為2683.41+1509.42=4192.83m3/h,管徑為300mm5.3彎頭、三通

13、的設計計算一共需要4個五中節(jié)二端節(jié)90°彎頭，一個45°彎頭，一個45°合流三通管，兩個漸縮管（45°）o管段1需要用到一個矩形集氣罩（90）,0.19；一個90。彎頭（R/d=1）0.24;一個45。合流三通管。管段2需要用到一個矩形集氣罩（90）,0.19;一個45。彎頭，0.20;個45°合流三通管管段3需要用到三個90°彎頭（R/d=1）0.24;45°合流三通管一個；一個漸縮管（45°）,0.1管段4需要用到兩個90°彎頭（R/d=1）0.24;一個漸縮管（45°）,0.1管段5需要用

14、到一個傘形風帽。管段1:(5000-1750)+4000=7250mm管段2:5000-560-400=4040mm管段3:1400+3400+(5000-1140)=8660mm管段4:2000+12620=14620mm管段5(煙囪)：15m=15000mm生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的總氣量，即裝置進口氣體流量:Q1=m3/h除塵器的漏風所附加的安全系數(shù)查得K=0.10.15,取0.12。則裝置出口氣體流量:3Q2=Q1(1K)4192.83(10.12)4695.97m/h1Q2)處理氣體總流量：QN（Q12式中：Qi裝置進口氣體流量Q2裝置出口氣體流量處理氣體流量：QN11(4192.834695

15、.97)4444.4m3/h12NQ2N1NQ1N式中：1N污染物濃度，已知為2.0g/m3;2005年，排氣筒高度為15(DB44/27-2001),TSP排放2N污染物濃度，該加工廠位于一般工業(yè)區(qū)，建于米，執(zhí)行第二時段三級標準，查廣東省大氣污染物排放限值限值為：4.1kg/h,120103g/m3。2NQ2N0.124444.412N2N=1-=93.64%inQin2.04192.83氧94D8/A型戰(zhàn)式厚愛修敷序母厘R星號DS/A-5X4電AYX5!DQ/A-7X6ra/A-)0X9ns/A-iixia1濾罐敦，條15加3Q15X1；我我4龍拽。粒尺寸，航自過總二札小此理.其量，帚】8

16、30力。門”用*M3幼胃54005柏。犬0門卻M130008600J3000Mfinc、isooq1msmTwwu1223。華電效率,&|3LmAHtn-l«1F拄；DS/風【用心，DS小型同DS-4蔓.由流量Qn=m3/h選取除塵器，選用DS/A-6X5型袋式除塵器。袋數(shù)個：30總過濾面積：30m2過濾風速：3m/s處理風量：36005400m3/h總高度：H3=3000+1140+800=4940mm灰斗高度：H4=1140mm進風口法蘭尺寸：U=324mm,V=252mm進風口圓管管徑：D=200mm出風口圓管管徑：D=400mm六、除塵系統(tǒng)壓力總損失的計算6.1除塵系

17、統(tǒng)沿程阻力損失的計算管段1：流量為2683.41m3/h,流速v為10m/s。查表得，管徑取D1=300mm,實際流速為v1=10.8m/s,入，長度為7250mm則摩擦壓力損失為：AR=l一v14d2APi=x63xx9.8=0Pa各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩A:E=0.1915;90°彎頭（R/d=1.5）一個，E=415;45°合流三通（干管部分），E=0.1;2E4+0.1=3則局部壓損Apm=2E-v16=3XX9.8=Pa2總壓：Ap1=Apl+Apm=0+=Pa管段2:流量為1509.42m3/h,取流速v為10m/s。查表得，管徑取D2=220mm實際流速為

18、v1=1m/s,入93,動壓為mm水柱。管長4040mm2I一一,.v.一則摩擦壓力損失為：APl=l-14APl=x84Xx=Pa各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩B:七=0.1915;45°彎頭一個，E=0.215;45°合流三通（分支部分），E=0.54。2E=0.19+0.2+0.54=0.932則局部壓損Apm=NEv-16=0.93XX=Pa2總壓：Ap2=Apl+Apm=2+3=62.83Pa管段3:流量為4192.83m3/h,取流速為10m/s,查表得，管徑取D3=380mm實際流速為v3=10.5m/s，入/d=0.047,動壓為6.75mm水柱。長度為866

19、0mm2則摩擦壓力損失為：APl=l-v-14APi=8.66X47X6.75X=26.92Pa各管件局部壓損系數(shù)為：90°彎頭（R/d=1.5）三個，E415;45°合流三通（干管部分），E=0.1;除塵器入口處變徑漸縮管，E2EX3+0.1=0.952則局部壓損APm=NE-v-16=0.95XX=Pa2總壓：Ap3=Api+Apm+Apc=+=Pa管段4:流量為2683.41+1509.42=4192.83m3/h,取流速為10m/s,查表得,管徑取D4=380mm實際流速為v4=10.5m/s,入/d=0.047,動壓為6.75mm水柱。長度為14620mm2則摩擦

20、壓力損失為：APi=l-14d2APi=XXX=該管段局部壓損主要包括風機進出口及連接煙囪漸變管的損失，除塵器出口與風機連接，風機入口處壓力損失忽略不計，風機出口衛(wèi)=0.1（估算），圓形漸縮管兩個，分別連接風機與管段4以及管段4與煙囪（W45。），0.1;90。彎頭（R/d=1.5）兩個，E4;3"0.1+0.1X24X2=0.78則局部壓損Ap"NE-v16=0.78xx9.8=Pa2總壓：Ap4=Api+Apm=+=Pa管段5:（煙囪）根據(jù)Q8=4192.83m3/h,工業(yè)管道當量糙粒高度：選用鋼管制風管，K=0.1517D=300mm；流速根據(jù)流量和管徑計算v=16.

21、47m/s;i=15000mm20c干空氣的密度p=1.205kg/m3，運動粘度丫x10A-6=15.06m2/s1822v=/s對應的動壓=1.20516.47=Pa22vd雷諾數(shù)：Rgvd=16.470.3=xv15.0610相對粗糙：5=竺10A5d300查“莫迪圖”得，沿程阻力系數(shù):819沿程水頭損失：Ap='XD2一=143Pa202傘形風帽：取h/D0=1.0,=1.00212Apm=E=1.00淤Pa總壓：Ap5=APi+Apm=143+=Pa除塵器:除塵器壓力損失取130mm水柱，Apc=130X9.8=1274Pa6.2 壓力校核、通風管徑的調(diào)整管段1與管段2為并聯(lián)管段，共同合流到管段3,因此需要校核壓力平衡。8.92%10%pp268.9962.83p168.99由計算可得，節(jié)點壓力平衡。6.3 除塵系統(tǒng)總壓力損失Ap=Ap+Ap2+Ap3+Ap4+Ap5+Apc=+1274=18Pa6.4 除塵系統(tǒng)計算表（見下一頁）管段流里Q/m3/h管長l/mm管徑d/mm流速v/m/s入/d/m-12一/2mmH2O摩擦壓損Api/Pa局部阻力系數(shù)2七局部壓損pm/Pa管段總壓損Ap/Pa管段壓損累計SAp/Pa17250300182404022038660380414620380515000300143除塵器1274七、選擇風機和電機7.1 選擇