大气污染控制工程

1、 大气污染控制工程课程设计学 院 年 级 学 号 姓 名 一、 设计计算1. 集气罩设计密闭罩是将污染源的局部或整体密闭起来的一种集气罩。其作用原理是污染物的扩散限制在一个很小的密闭空间内，仅在必须留出的招商开口缝隙处吸入若干室内空气，使罩内保持一定的负压，达到防止污染物外逸的目的。密闭罩与其他类型集气罩相比，具有所需排风量少、控制效果好且不受室内横向气流的干扰。按照设计条件，在皮带转落点、破碎机处设置密闭罩。具体设计如下：a. 在每个皮带转落点处设置1个局部密闭罩，本系统共有6个皮带转落点，故设置6个局部密闭罩。b. 在一破（颚式破碎机）设置1个上部集气罩和1个局部密闭罩，共有2个破碎机，故

2、设置2个上部集气罩和2个局部密闭罩。c. 在二破（立轴式破碎机）设置1个局部密闭罩，共有2个破碎机，故设置2个局部密闭罩。2. 排风量的确定a. 皮带转落点-局部密闭罩：每个罩的缝隙处比传送皮带宽50mm，取安全系数，缝隙高度为，密闭罩上开启孔口及缝隙的总面积，通过缝隙或孔口风速，则密闭罩排气量为：b. 一破-局部密闭罩：在一破的底部传送带处设置1个局部密闭罩，取安全系数，缝隙高度为，密闭罩上开启孔口及缝隙的总面积，通过缝隙或孔口风速，则密闭罩排气量为：c. 一破-上部集气罩：进料口尺寸为1200×250，取罩口至污染源高度h=125mm，则集气罩长a与宽b为：a=1200+2

3、15;0.4h=1200+2×0.4×125=1212mmb=250+2×0.4h=250+2×0.4×125=262mm尺寸如图2所示：图1 上部集气罩尺寸图根据经验数据，吸风断面速度为取，则单个集气罩的吸风量及总吸风量为：d. 二破-局部密闭罩：在二破的底部设置1个局部密闭罩，取安全系数，缝隙高度为，密闭罩上开启孔口及缝隙的总面积，通过缝隙或孔口风速，则密闭罩排气量为：e. 总风量：3. 旋风除尘器的选择旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固装置。它历史悠久，结构简单，应用广泛，种类繁多。旋风除尘器具有以

4、下几个特点：1) 结构简单，造价低，占地面积小，对大于10微米的粉尘有较高的分离效率。2) 无传动机构和运动部件，操作维护简单。3) 可用于高温含尘烟气的净化，可承受内外压力。4) 可干法清灰，可用以回收有价值的粉尘。5) 压力损失比沉降室和惯性除尘器高。6) 除尘器敷设耐磨、耐热、耐腐蚀材料，可净化含高腐蚀性粉尘的烟气。取进口气速，则进口断面面积：选择xlp/b型号旋风除尘器，入口宽度b：筒体直径：查环保设备设计手册，选用xlp/b-10.6型旋风除尘器：表1 xlp/b-10.6型旋风除尘器技术参数型号外 型 尺 寸 /mm质量/kgdhh1h2lwacndxxlp/b-10.610604

5、52068511851495134431571016-13497.5bb1d1d2d3d4a1c1n1-d1630676630114016519736159116-13实际断面面积实际进口风速：4. 旋风除尘器的除尘效率计算：涡流系数：假定接近圆筒壁的气流切向速度v近似等于气流入口速度，即v=15m/s，则排气管直径：内外交界面圆柱的直径（系数取0.8）：则半径则交界面处气流的切向速度：内外交界面圆柱的高度h0：取，则，故外涡旋气流平均径向速度：查得=1.84×10-5pa·s，则分割直径为(p取2420)：根据分级效率公式：计算旋风除尘器的分级效率如下：表2 旋风除尘器的

6、分级效率粒径范围/m1010202030304040平均粒径范围/m515253545质量百分数gi/%2525202010分级效率/%48.1171.8282.0987.8091.33igi/%12.0317.9616.4217.569.13总效率/%73.105. 二级除尘器的工艺设计及总效率计算：取旋风除尘器总效率=72%，则第二级除尘系统进口浓度：设计要求二级除尘器出口浓度小于50mg/m3，则二级除尘器最低效率为：经考虑决定选除尘效率达99%以上的电除尘器。根据气体流量，除尘效率，进口风速等因素，参照除尘装置系统及设备设计选用手册p573表9-15，决定选择gh230型电除尘器。gh

7、230型电除尘器有关参数见下表：处理风量/m3·h-1<14000含尘气体温度/<250除尘器阻力/pa<400电场风速/m·s-1<1.2进口浓度/g·m-3<100除尘效率/%99.5取集尘板间距为250mm。参照除尘装置系统及设备设计选用手册, 计算集尘板面积a(取0.1m/s):=1-exp(-a/q)a=-qln(1-)/=-3.292ln(1-92%)/0.1=83.147m2查除尘装置系统及设备设计选用手册p574表9-16，gh230型电除尘器尺寸见下表：型号hh1h2h3dd1d2d3d4设备质量/kg1300013

8、1025008800250026002800600650gh230d5d6d7d8ll1l2n1n275007005005506003200305077616166. 管道系统压力损失计算：管道系统压力损失计算的主要目的是确定断面尺寸和系统的压力损失，并由系统的总风量和总压力损失选择适当的风机和电机。厂房首层层高为6m。管道布置如下图2：图2 管道布置图按主管道中心设置于高度为5m处，各段管道长度如下：管段长度/m管段长度/m管段长度/m118.664114.522.5715124.538.9813136.24697146.2561010156.21) 摩擦损失与局部压力损失计算全部管道使用无

9、缝钢管，其绝对粗糙度k=0.15mm，大部分情况下，管道中气流成湍流状态，104<re<106，对应0.02<<0.03。根据环保设备设计手册p529表3-3-12查得水泥配料车间的粉尘最低气流速度垂直管为8-12m/s，水平管为18-22m/s，取气流速度为16m/s。管段1，v=16m/s，计算管径d1：取d1= 250mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=15.7m/s时，(v2/2)=148.15, q1=2772m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：集气罩1：；90º弯头2个（r/d=1.5）：0.25；直流三通：0.13局部压力损失

10、：管段2，v=16m/s，计算管径d1：取d2= 250mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=16.1m/s时，(v2/2)=155.8, q2=2851.2m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：直流三通a：0.13；直流三通b：0。局部压力损失：管段3，v=16m/s，计算管径d3：取d3= 260mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=15.6m/s时，(v2/2)=146.3, q1=2970m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：90º弯头（r/d=1.5）：0.25；直流三通b：0直流三通c：0.39。局部压力损失：管段4，v=16m/s，计算管

11、径d4：取d4= 300mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=14.9m/s时，(v2/2)=131.6, q1=3762m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：直流三通c：0.29；直流三通d：0.44局部压力损失：管段5，v=16m/s，计算管径d5：取d5= 320mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=15.7m/s时，(v2/2)=148.1, q5=4554m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：直流三通d：0.28；直流三通e：0.38。局部压力损失：管段6，v=16m/s，计算管径d6：取d6= 340mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=16.4

12、m/s时，(v2/2)=161.6, q6=5346m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：直流三通e：0.24；150º弯头（1.5d）：0.22；60º圆形三通：0.83。局部压力损失：管段7-10，v=16m/s，计算管径d7-10：取d7-10= 500mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=15.1m/s时，(v2/2)=137, q7-10=10692m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：60º圆形三通：0.32；90º弯头7个（r/d=1.5）：0.25×7=1.75。局部压力损失：管段11，v=16m/s

13、，计算管径d6：取d11= 80mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=15.1m/s时，(v2/2)=137, q11=79.2m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：集气罩2：；90º弯头2个（r/d=1.5）：0.25×2=0.50；直流三通a：-0.57。局部压力损失：管段12，v=16m/s，计算管径d12：取d12= 80mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=15.1m/s时，(v2/2)=137, q11=79.2m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：集气罩3：；90º弯头2个（r/d=1.5）：0.25×2=0

14、.50；直流三通b：-1.00。局部压力损失：管段13，v=16m/s，计算管径d13：取d13= 130mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=16.6m/s时，(v2/2)=165.6, q12=792m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：集气罩4：；90º弯头（r/d=1.5）：0.25；直流三通c：-0.32。局部压力损失：管段14，v=16m/s，计算管径d14：取d14= 130mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=16.6m/s时，(v2/2)=165.6, q12=792m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：集气罩5：；90º弯

15、头（r/d=1.5）：0.25；直流三通c：-0.42。局部压力损失：管段15，v=16m/s,计算管径d15：取d15= 130mm核算实际风速：查环境工程设计手册得v=16.6m/s时，(v2/2)=165.6, q12=792m3/h时， .摩擦损失各管件局部压力损失系数为：集气罩6：；90º弯头（r/d=1.5）：0.25；直流三通c：-0.56。局部压力损失：2) 并联管路压力平衡管段1和管段11：，节点压力平衡管段2和管段12：管段1和管段11并联后压力为：，节点压力不平衡调整管段12管径：,取管径=90mm按上述方法计算，同理可得：管段3和管段13：节点压力不平衡，调整

16、管段13管径为140mm。管段4和管段14：节点压力不平衡，调整管段14管径为140mm。管段5和管段15：节点压力不平衡，调整管段15管径为140mm。3) 除尘系统总压力损失4) 选择风机和电机选择通风机的计算风量：q0=q(1+k1)=2.97×(1+0.13)=3.356m3/s=12081.96m3/h选择通风机的计算风压：p0=p（1+k2）=1591.8×(1+0.2)=2229pa根据上述计算结果，选4-72型普通风机，参数如下表：机号no传动方式转速/(r·min)全压/pa风量/(m3·h)电动机地脚螺栓（1套）型号kw规格5a290

17、021973178795014720y-160m2-2b3515m12*3004-72型普通风机尺寸如下：机号进风口出风口d1d2d3连接螺栓b1b2规格个数m(d1)*l1mno.5500550572m8*1616350385出风口b3b4b5b6螺栓孔直径个数间距d2n2n1b1n2b24064004351567204*754*88复核y-160m2-2型电动机功率：ne=q0p0k2/(3.6×10612)=12081.96×2229×1.4/(3.6×106×88.2%×0.88)=13.5kw<15kw 满足要求y-160 m