布袋除尘器设计说明书

1、课程设计任务书 课程名称： 大气污染控制工程 题 目：车间布袋除尘系统设计 学 院：环化学院系:环境工程系 专业班级：环工121班 学号： 学牛姓名： 02 杨 强 起讫日期： 2015-06-29- 2015-07-03 指导教师： 李丹 职称： 学院审核（签名） 审核日期： 目录 一、概述3 1、大气污染的概念3 2、大气污染的分类 3 3、大气污染的危害3 4、治理大气污染的必要性 4 5、除尘的必要性4 二、课程设计题目描述和要求 5 1、设计目的5 2、设计任务5 3、设计课题与有关数据 5 4、局部排气通风系统的组成 7 5、管道设计的原则 7 三、袋式除尘器除尘方式的选取与布置

2、8 1、袋式除尘器的原理 8 2、袋式除尘器的优点 9 3、袋式除尘器的缺点 10 4、袋式除尘器方案设计 10 4.1进气方式的确定 10 4.2进气过滤方式的确定 11 4.3滤料的确定11 四、集气罩的设计11 1、控制点控制速度Vx的确定11 2、集气罩排风量、尺寸的确定； 12 3、集气罩设计小结 13 五袋式除尘器设计计算 13 1、过滤面积的确定 13 2、滤袋的排列和平面布置的确定 13 2.1滤袋长度的确定13 2.2滤袋的排列与间距 13 3、清灰装置的确定及计算 14 4、灰斗高度的确定 16 5、袋式除尘器压力损失的计算 16 六、管道设计及风机选择 17 1、管道的初

3、步设计及压损的确定； 17 2、选择风机和电机22 七、主要参考资料23 设计说明书 一、概述 1、大气污染的概念 大气的标准状态是指：摄氏温度 0 C,大气压力101.325kPa。标准大气中 主要含氮气（体积分数78%和氧气（体积分数21%，还含有少量的二氧化碳 和其他气体。由于自然界变化或人类活动生产过程产生的对人类及人类生存环境 产生污染的物质进入大气（如粉尘、硫化物、氮氧化物、有机物等），呈现出足 够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利，或危 害了环境，这种现象就叫做大气污染。 2、大气污染的分类 按照大气污染的范围来分，大致可分为四类：局部地区污染，指局限

4、于小 范围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响； 地区性污染，是涉及一个 地区的大气污染，如工业区及其附近地区或整个城市的大气受到污染；广域污 染，是涉及比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染；全球性污染，是涉及 全球范围（或国际性）的大气污染。 3、大气污染的危害 悬浮颗粒物。悬浮颗粒物根据粒径的大小可以分为TSP PM0、PM5。可吸 入颗粒物随人们呼吸空气而进入人体，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道 不同的部位。 （1）TSR即总悬浮微粒，又称总悬浮颗粒物。指用标准大容量颗粒采集器 在滤膜上收集到的颗粒物的总质量。 （2）PMIo.通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为 PM10又

5、称为可吸入颗粒 物或飘尘。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10微米直径的颗粒物 通常沉积在上呼吸道，5微米直径的可进入呼吸道的深部，2微米以下的可100% 深入到细支气管和肺泡。 （3）PM5。细颗粒物又称细粒、细颗粒、 PM2.5o细颗粒物指环境空气中空 气动力学当量直径小于等于2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中， 其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成 分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。 与较粗的大气 颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如， 重金属、微生物等），且在大气中的停

6、留时间长、输送距离远，因而对人体健康 和大气环境质量的影响更大。 4、治理大气污染的必要性 大气污染带来的危害是非常严重的，近的说来，大气中的各种污染物，例如: 二氧化硫、碳氢化物等，会对人体造成危害。近年来因为大气污染造成的疾病不 胜枚数，大气污染主要引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。 大气污染物的某些污染物，如二氧化硫、氟氯烃等，会引起硫酸烟雾、温室 效应等。硫酸烟雾可以腐蚀建筑、公共设施等，减短其使用时间，无疑增加了财 政负担；温室效应是海平面上升、全球气温上升，对植物灯的生存形成了威胁。 大气污染的治理已经刻不容缓，一个良好打空气条件，对人、动物、植物的 生存都是有重要

7、意义。加强大气环境质量管理、保护和改善我们的生活环境迫在 眉睫，现应把污染降低到最低限度，以实现经济、社会、环境的可持续发展。 5、除尘的必要性 灰尘是人类健康的大敌，所以人们特别讨厌它，灰尘带着许多细菌病毒和虫 卵到处飞扬，传播疾病。对于向我国这样的发展中国家而言， 有些人不惜以牺牲 环境为代价来换取经济利益，所以工业粉尘几乎成了不可避免的问题。 工业粉尘、 纤尘能使工人患上各种难以治愈的职业病， 过多的灰尘还会造成环境污染，影响 人们的正常生活和工作，诱发人类的呼吸道疾病。 粉尘对健康的影响 1、全身作用：长期吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性、进行性纤维化为 主的全身疾病（尘肺）;如吸入铅

8、、铜、锌锰等毒性粉尘，可在支气管壁上溶解而 被吸收，由血液带到全身各部位，引起全身性中毒。铅中毒是慢性的，但中毒者 如果发烧，或者吃了某些药物和喝了过量的酒，也会引起中毒的急性发作；过量 吸入铜的烟尘可能导致溶血性贫血；锌在燃烧时产生氧化锌烟尘，人吸入后产生 一种类似疟疾的“金属烟雾热”疾病；长期吸入锰及其氧化物粉尘或烟雾，对中 枢神经系统、呼吸系统及消化系统发生不良作用。 2、局部作用：接触或吸入粉尘，首先对皮肤、角膜、粘膜等产生局部的刺 激作用，并产生一系列的病变。如粉尘作用于呼吸道，早期可引起鼻腔粘膜机能 亢进，毛细血管扩张，久之便形成肥大性鼻炎，最后由于粘膜营养供应不足而形 成萎缩性鼻

9、炎。还可形成咽炎、喉炎、气管及支气管炎。作用于皮肤、可形成粉 刺、毛囊炎、脓皮病，如铅尘浸入皮肤，会出现一些小红点，称为“铅疹”等。 3、致癌作用：接触如镍、铬、铬酸盐的粉尘，可以引起肺癌；接触放射性矿 物粉尘、容易生成肺癌；石棉粉尘可引起皮癌。 4、感染作用：有些有机粉尘如破烂布屑、兽皮、谷物等粉尘常附有病原菌， 如丝菌、放射菌属等，随粉尘兹人肺内，可引起肺霉菌病等。 5、对肺部的作用：由于长期吸入生产性粉尘而产生的尘肺病，是一种常见 的危害性较大的职业病。 做好除尘工的保护措施是必要的，但是这不是最根本的方法因为其本身局限 性和劳动性质的限制，并不能最好的解决问题，所以其根本是做好工作环境

10、的环 保工作，可以安装除尘设备，除尘系统是现阶段相对完善的环保措施， 有效的减 少粉尘的排放，从而改善生活环境及工作环境，提高人生活的环境状况和工人的 劳动积极性。 二、课程设计题目描述和要求 1、设计目的 课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以 致用。本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是： 1）、工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用； 2）、基本计算方法和绘图能力的训练； 3）、综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题； 4）、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。 2、设计任务 1、设计说明书和计算书各一份；

11、 2、立面布置图一份； 3、布袋除尘器三视图； 3、设计课题与有关数据 1、设计题目：车间除尘系统设计; 2、课题已知条件; (1) 车间面积与两台产生污染设备的位置(见图 1) (2) 产生污染源设备的情况 污染源：立方体长x宽X高=1200X 600 X 1000 操作条件：20 T 101.3KPa 污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。 (3) 在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源 上平面H=600mr时才操作正常。 (4) 管道和集气罩均用钢板制作 钢管相对粗糙度K=0.15 排气筒口离地面高度12m Mflfl 1 L IrLJII 3000

12、I 柱 4、局部排气通风系统的组成 局部排气通风基本原理是通过控制局部气流，使局部工作范围不受有害物的污染，并且造 成符合要求的空气环境。典型的局部排气通风系统如图2所示，通常由下述几个部分组成 含尘气体 一集气罩一除尘器风机排入大气 5、管道设计的原则 根据蒋文举大气污染控制工程，管道设计主要遵循以下原则。 1. 管道系统布置应从总体布局考虑，统一规划，合理布局。力求简单、紧 凑，安装、操作、维修方便，尽可能缩短管线长度，减少占地空间，适用、 美观、节省投资。 2. 管道应尽量集中成列、平行敷设，并应尽量沿墙或柱子敷设。管径大的 或保温管道应设在靠墙侧。 3. 管道与梁、柱、墙、设备及管道之

13、间应有一定的距离，以满足施工、运 行、检修和热胀冷缩的要求，一般不小于 100-200mm。 4. 管道应尽量避免遮挡室内采光和妨碍门窗启闭；应不妨碍设备、管件、 阀门和人孔的操作和检修；应不妨碍起重机的工作。 5.管道通过人行道时, 与地面净距应不小于2m。 6. 除尘管道力求顺直，保证气流畅通。分支管与水平管或倾斜主干管连接 时，应从上部或侧面接入；三通管的夹角一般不大于30。 7. 进行管道压力损失计算时，管段长度一般按两管件中心线之间的距离计 算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。 8. 对并联管道进行阻力平衡计算，除尘系统小于10%，否则进行管径调整。 三、袋式除尘器除尘方式的选

14、取与布置 1、袋式除尘器的原理 ：Pd-粉尘层的压损，Pa; ：Fc -除尘器外壳结构的压损，在正常过滤风速下，一般为300-500Pa ;取500Pa R 二 F0= ( 0 am) Jvf 式中：E 0-清洁滤料的压损系数，m1; 含尘气体的黏度，Pa s; v f 过滤速度， m/s ; a粉尘层的平均比阻力，m/kg; m堆积粉尘负荷(单位面积的尘量) kg/m2,普通运行的堆积粉尘负荷范围为 24 2 0.22.0kg/m。取 0.2kg/m 180（1 - ；） :dP ；3 式中: 粉尘层的平均孔隙率，对于一般的表面过滤方式，取 0.8-0.95 ; 取 0.9 p-一粉尘的真密

15、度，kg/m3；取2000kg/m3 dp-粉尘的平均粒径，卩 则此布袋除尘器的压损为512 Pa 。 六、管道设计及风机选择 1、管道的初步设计及压损的确定; 对各管段进行编号，注上管段的流量与长度。 按最大压损原则选择计算环路，本设计由管段1开始计算。 本设计中，污染物为轻矿粉，查大气污染控制工程表13-4,得水平 管内最低流速为14m/s。垂直管为12m/s 管径及管内流速计算 管段 1 :据，Q1 = 10008m3 /h,V =14m/s, 4Q 4 10008 nV i 14 3600 3.14 =502.8mm 则有 d1=500mm,入 /d=0.0329 核算实际速度：vi=

16、4Q/( n di2)=14.2m/so 管段2:污染源和管段1相同， 选用心=500mm,实际流速v2 = 14.2m/s 管段 3: Q3 =Q1 Q2 = 20016m3/h， 二二 S, 4 20016 .14 3600 3.14 =711mm,取 700mm 核算实际速度：V3=4Q/( n d22)= 14.45m/so 管段4:气体流量同管段 3, QQ20016m3/h，二一-二匚，则 N=700mm，核算实际流速 v4 = 14.45m /s。 管段5:气体流量同管段4, Q5 =Q 20016m3/h，二乜,查表, ：=700mm，实际流速 v 14.45m /s 三通的设

17、计 由可知，D仁 D2=500mmD=700m。 三通下支管连接一 60弯头(R/d=1.5) 取 M为 2000mm L=2500mm 则 H=1899.52mm 管段2竖直部分高度为1350.48mm 各管段压力损失计算 管段1 : 有 di=500mm,入 /d=0.0329 实际速度：vi=14.2m/s pv 2 则动压为一=120.48Pa 2 沿程损失计算应为两管件中心线之间的距离计算， 不扣除各管件（如 三通、弯头）本身的长度，则第一段长为竖直管长 li=3m （集气罩顶到 水平管中心线）与水平管长 b=6m之和。 则管道的沿程阻力损失为： Pli=( Il 12 :?v12

18、d 2 =0.0329X120.48 X3+6) P5.67pa 局部压力损失系数（查手册）为： 集气罩1, =0.11; 90弯头（R/d=1.5,二中节二端节），各0.25; 刀 =0.11+0.23=0.34; 则局部压损： .-：Pm ：V1 =0.34 120.48 =40.96Pa 2 管段2:污染源和管段1相同, ，动压为二述咙 则摩擦压力损失为 有：,-=500mm,实际流速 V? = 14.2m/s L2=O.O329X12O.48 3=11.89pa 各管件局部压力损失系数（查手册）为： 集气罩2, =0.11; 60弯头（R/d=1.5）,宇0.18; 30合流三通旁支管

19、, 宇0.21 刀 宇0.11+0.18+0.21=0.5 则局部压损： .:Pm寺 = 0.5 120.48 =60.24Pa 管段 3:有 d3=700mm,入 /d=0.0219 实际速度：V3=14.45m/s 则动压为 = 124.76Pa v 则摩擦压力损失为 心PL =丨一一 =9汇0.0219 024.76 = 24.59Pa 3 d 2 局部压力损失为合流三通对应总管动压的压力损失，其局部压损系数 0.11，除尘器压力损失为512P& 则局部压力损失 弹丹2 ：Pm502 = 0.11 124.76 512 =525.72Pa 3 2 管段 4:有 d3=700mm,入 /d

20、=0.0219 实际速度：V3=14.45m/s 则动压为124.76P& 九Pv2 则摩擦压力损失为 也Pl =丨=7汇0.0219 24.76 =19.13Pa 4 d 2 该管段有90弯头（R/d=1.5）两个，由手册查得=0.18 则局部压损：厶卩讪=0.18 2 124.76 = 44.91Pa 管段 5:有 d3=700mm,入 /d=0.0219 实际速度：V3=14.45m/s 动压为124.76P& pv2 则摩擦压力损失为 也P. =1=12X0.0219X124.76 = 32.79Pa d 2 该管段局部压损主要包括风机进出口级排风口伞形风帽的压力损失，若 风机入口变径

21、管压力损失忽略不计，风机出口 =0.1,不设风帽，出口损 失 1.0。则总损失刀=0.1+1.0=1.1 则局部压力损失：也Pm =1.仆124.76 =137.24Pa s 并联管路压力平衡： AR =屮 十竹=35.67+40.96 = 76.63Pa P2 = Pl2Pm2 =11.89 60.24 = 73.13Pa P1 - F2 76.63 - 73.13 76.63 -4.57% : 10% 故节点压力平衡。 除尘系统总压损失: AP AH - AIP - AI3- AIP =930.4Pa 流量 管长 管 流速 d 动压 摩擦 局部 局部 管段总压 管 Q l/m 径d m/s -1 m pv2 压损 压损 压损 损AP 段 /mm 2 系数 % /Pa 编 /Pa /Pa 刀 /Pa 号 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