南昌大学大气课程设计

1、 大气污染控制工程课程设计 目录课程设计目的1课程设计题目描述和要求1课程设计说明书3一、大气污染概述31.1大气污染定义31.2大气污染的主要内容3二、大气污染防治的必要性42.1大气污染的危害42.2烟气除尘的必要性5三、净化系统的设计流程6四、集气罩的集气机理74.1 吸入气流的运动规律 74.2 吹出气流的运动规律 84.3 吹吸气流9五、集气罩以及管道的设计要求9六、集气罩的优缺点106.1 集气罩的优点106.2 集气罩的缺点10七、集气罩的设计原则10八、除尘器的设计原则11九、设计参数11设计计算书12一、集气罩设计121.1集气罩尺寸的确定121.2 集气

2、罩排风量的确定141.3 集气罩高度的确定141.4 集气罩的压力损失计算14二、管道布置图152.1走向原则15三、管道、弯头及三通设计153.1管道设计153.2弯头的设计173.3 三通设计18四、除尘设备设计 194.1 除尘器的选型19（1）选择除尘器的原则；194.2计算参数的选择194.3 进气方式和过滤方式的确定204.4 滤料的确定214.5 过滤面积的确定224.6 滤袋的排列和平面布置的确定224.7 清灰装置的确定244.8 灰斗高度的确定254.9 除尘器压损264.9 除尘器的确定26五、总压损计算275.1 摩擦阻力损失275.2 局部压力损失275.3 验证并连

3、管路压力平衡285.4 总压损的统计28六、风机的确定286.1 风机设计的计算风量286.2 风机设计的计算风压286.3 风机的确定29总结 29参考书目 30 课程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。本设计为某工厂集气罩的设计，使自己得到一次综合训练，特别是： 工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用；基本计算方法和绘图能力的训练；综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程设计中的实际问题；熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。 课程设计题目描述和要求已知条件：a. 车间面积与两台产生污染设备的位置：见附图1b.污染源：立方体 12

4、00x600x1000c.操作条件：20 101.3kPa 污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到平静的空气中；烟气含尘浓度为2200mg/m3，烟气温度为120，烟气粘度为2.4×10-5Pa.s，尘粒粒径为，尘粒平均粒径为。 1）在污染设备的顶部设计二个伞形集气罩。设计要求：使用材料为钢板，罩口边须距污染面积H=600 mm。2）设计一套管路使集气罩与除尘器形成一个除尘系统。设计要求：所用除尘器为LDB型对喷脉冲袋式除尘器，使用相对粗糙度为K=0.15的钢管，弯头及三通设备自取，排气筒口需离地面高12m。3）选择一台风机使个除尘系统正常运转。设计要求：最大风量不超过25200 m

5、3/h。4） 使用计算机绘图，并用A2图纸打印。5）要求说明书以及计算书内容完整、简洁明了，排版工整、计算正确。6）设计图纸应能较好地表达设计意图，要求内容完整，布局合理，正确清晰，符合制图标准及有关规定。 附图1. 课程设计说明书一、大气污染概述1.1大气污染定义大气污染系指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气层中，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、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。所谓人类活动不仅包括生产活动，而且也包括生活活动，如做饭、取暖等。自然过程包括火山活动、山林火灾、海啸等，一般说来，由于自然环境所具有的物理、化学和生物机能（即自然环境的自净

6、作用），会使自然过程造成的大气污染，经过一定时间后自动消除（即使生态平衡自动恢复）。所以可以说，大气污染主要是人类活动造成的。 1.2大气污染的主要内容造成大气污染和影响大气能见度的主要是大气悬浮颗粒物。根据空气动力学当量直径（Dp)不同，空气动力学当量直径100m的颗粒物为总悬浮颗粒物，Dp10的为可吸入悬浮颗粒物，Dp2.5的为可入肺颗粒物，它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20，多为二次污染物。大气污染物根据形成可以分为以下几个方面：1还原型（煤炭型）污染：常发生在以使用煤炭和石油为主的地区，主要污染物是SO2、CO和颗粒物。在低温、高湿、风速很小，并伴有逆温存在的阴天，污染物易在低空生

7、成还原性烟雾。2.氧化型（汽车尾气型）烟雾：汽车排气、燃油锅炉以及石油化工企业产生的主要一次污染物CO、NOX、碳氢化合物等，在太阳的照射下能引起光化学反应，生成二次污染物。3.石油型污染：主要来自汽车排放、石油冶炼以及石油化工厂的排放。4.混合型污染：包括以煤炭为燃料的污染源排放的污染物，以及从各类工厂企业排出的各种化学物质等。5.特殊型污染：由工厂排出的特有污染物而造成的污染。目前中国的大气污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP和SO2。少数大城市属煤烟与汽车尾气污染并重类型（如北京、上海、广州等）。二、大气污染防治的必要性2.1大气污染的危害 人类体验到的大气污染的危害，最初主要是对人体

8、健康的危害，随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机理、分布和规模等问题的深入研究，为控制和防治大气污染提供了必要的依据。 一、对人体健康的危害大气污染对人体的影响，首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。 （一）、急毒 性中大气中的污染物浓度较低时，通常不会造成人体急性中毒，但在某些特殊条件下，如工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体泄露外排，外界气象条件突变等，便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露，直接危害人体，发生

9、了2500人丧生，十多万人受害。 （二）、慢性中毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用，主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后，出现的患病率升高等现象。，近年来我国城市居民肺癌发病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。 （三）、致癌作用 这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物，物理性致癌物，生物性

10、致癌物等。致癌作用过程相当复杂，一般有引发阶段，促长阶段。能诱发肿瘤的因素，统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤，称环境瘤。 二、对工农业生产的危害大气污染对工农业生产的危害十分严重，这些危害可影响经济发展，造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种：一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等，对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀；二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害，从经济角度来看就是增加了生产的费用，提高了成本，缩短了产品的使用寿命。 大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长，又

11、可以通过渗入土壤及进入水体，引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出，从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。 三、对大气和气候的影响大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解，引发的“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。 从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物，大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶，从而改变了该地区原有降水（雨、雪）的情况。人们

12、发现在离大工业城市不远的下风向地区，降水量比四周其它地区要多，这就是所谓“拉波特效应” 。如果，微粒中央夹带着酸性污染物，那么，在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。 大气污染除对天气产生不良影响外，对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应，是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响，人类必须充分认识到这一点。四、对植物的伤害 在气污染物浓度过植物的忍耐限度，会使植物的细胞和组织器官受到伤害，生理功能和生长发育受阻，产量下降，产品品质变坏，群落组成发生变化，甚至造成植物个体死亡，种群消失。植物容易受大气污染危害，首先是因为它们有庞大的叶

13、面积同空气接触并进行活跃的气体交换。其次，植物不象记等动物那样具有循环系统，可以缓冲外界的影响，为细胞和组织提供比较稳定的内环境。此外，植物一般是固定不动的，不象动物可以避开污染。植物受大气污染物注伤害册般分册两类：受高浓度大气污染物注袭击,短斯内即注叶片上出现坏死斑，称注急性伤害；长斯与低浓度污染接触，因而生长受阻，发育不良，出现失绿、早衰等现象，称为慢性伤害。 大气污染物中对植物影响较大的是二氧化硫（SO2）、氟化物、氧化剂和乙烯。氮氧化物也会伤害植物，但毒性较小。氯、氨和氯化氢等虽会对植物产生毒害，但一般是由于事故性泄漏引起，危害范围不大。2.2烟气除尘的必要性一般，粒径在以上的尘粒会很

14、快在大气中沉降，10以上的粉尘可以滞留在呼吸道中；510的尘粒大部分会在呼吸道沉积，被分泌的粘液吸附，可以随痰排出；小于5的微粒能深入肺部，0.010.1的尘粒，50%以上将沉积在肺腔中，引起各种尘肺病。并且粒径越小，粉尘的比表面积越大，物理、化学活性越高，加剧了生理效应的发生与发展。此外粉尘的表面可以吸附空气中各种有害气体及其他污染物，而成为他们的载体，如可以承载强致癌物质苯并芘及细菌等，从而危害人的身体健康。同时会对大气能见度造成一定的影响从而影响交通。而中国作为一个以煤炭为主要燃料的国家，主要污染物中就含有TSP，所以对工业生产产生的污染气体进行除尘刻不容缓。三、净化系统的设计流程 局部

15、净化系统设计的的基本内容包括污染物的捕捉装置、净化设备、管道系统及排气管设计四个部分，简易流程图如图（3-1）。当然，为满足系统正常运行的需要，还应针对处理污染物的特性，完成上述系统增设设备及部件的设计。 图3-1、净化系统简易流程图1.捕集装置设计 污染物的捕集装置通常称为集气罩。设计内容主要包括集气罩结构形式、安装位置以及性能参数（排风量,压力损失）确定等内容。2.管道系统设计 管道系统设计主要包括管道布置、管道内气体流速的确定、管径的选择、压力损失的计算、风机选择（风量、风压）等内容。 3.净化设备选择或设计净化设备的选择或设计一般按以下程序进行： (1）工程调查。收集有关资料，全面考虑

16、影响设备性能的各种因素；（2）根据排放标准和生产要求，计算需要到达的净化效率；（3）确定净化方法和净化流程。在此基础上，决定净化设备的选择范围；（4）选定最适宜的净化装置；（5）确定净化设备的型号规格及运行参数。 4.排气管的设计 主要内容包括结构尺寸及工艺参数的设计。四、集气罩的集气机理集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集 ，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。集气罩口气流流动方式有两种 :一种是吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。 4.1 吸入气流的运动规律 吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成

17、吸入气流或汇流。在吸气口面积较小时，可视为“点汇流”。假定：流动没有阻力，在吸气口外气流流动的流线是以吸气口为中心的径向线，等速面是以吸气口为球心的球面（见图4-1a)。1.通过每个等速面的吸气量相等为Q，等速面的半径分别为和，相应的气流速度为和，则有 (4-1) 或 (4-2) 表明吸气口外气流速度衰减很快，应尽量减少罩口至污染源的距离,以提高捕集效率。 a b 4-1.点汇气流流动情况2. 罩口的设置位置对气流分布的影响  如果吸气口设在墙上，如图4-1b所示,吸气范围减少一半,其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为    (4-3)比较式(4-1)和

18、(4-3)两式，可见：  （1）吸气速度相同时，同一距离上Q（悬空设置的吸气口）=2Q（有一面阻挡的吸气口)；  （2）吸风量相同时，同一距离上v（有一面阻挡的吸气口）=2v（悬空设置的吸气口）。 3.吸风罩的形式对气流速度分布的影响 有边的吸风口比无边的吸风口流速衰减慢，实际等速面为椭圆形。  4.2 吹出气流的运动规律 空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气射流.     (1) 空气射流的一般特性。如图4-2所示，这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是完全均匀的。

19、M为射流极点，射流中保持原出口速度的部分称为射流核心，速度小于的部分称为射流主体，射流核心消失的断面BOE称为过渡断面，出口断面至过渡面称为起始段，过渡断面以后称为主体段。      4-2.射流结构示意图其中，等温自由圆射流的一般特性为： 射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主要是由于紊流动量变换引起的。 由于射流边缘的娟吸作用，射流断面不断扩大，射流量随射流长度增加而增加。 射流核心段呈锥形不断缩小。 核心段后，射流速度逐渐下降。 射流中的静压与周围静止空气的压强相同。、 射流各断面动量相等。4.3 吹吸气流 吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流。 在集

20、气罩设计中，利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需“控制风速”的形成，称为吹吸式集气罩。  五、集气罩以及管道的设计要求集气罩的设计要求 ：1.尽可能将污染气体吸进集气罩,以防止污染气流流入室内2.罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上外逸 3.罩内吸风速度应达到一定标准，以保证污染物全部吸进系统 4.设计应实现原材料、费用最节俭 管道的设计要求：1.风管的制作与安装应按设计图纸、合同和相关技术标准的规定执行，发生变更必须有设计或合同变更的通知书或技术核定签证。 2.风管系统施工前，施工单位应与建设单位、监理、总承包和

21、设计等单位协调风管与其它管线管路位置走向，核对安装预留孔洞等。施工中应与土建及其他专业工种相互配合。 3.风管制作与安装所用板材、型材以及其他主要成品材料，应符合设计及相关产品国家现行标准的规定，并应有出厂检验合格证明。材料进场应按国家现行有关标准进行验收。 4.以成品供货的通风管道必须具有相应的合格证明，包括主材的材质证明、风管的强度及严密性检测报告（非金属风管还需提供消防及卫生检测合格的报告）。成品供货风管的性能试验方法应符合本规程附录A的规定。 5.风管制作宜优先选用节能、高效、机械化加工制作工艺。 6.风管制作与安装所使用的计量器具及检测仪器应处

22、于合格状态并在有效检定期内六、集气罩的优缺点6.1 集气罩的优点 外部集气罩用在应工艺或操作条件的限制，不能将污染源米比起来的场合，其特点是为了得到较大的速度的气流，往往需要很大的排风量。外部集气罩利用罩口抽取作用造成罩口附近所需的气流速度，能防止有害物质的扩撒和逸出。6.2 集气罩的缺点 外部集气罩易受到外界干扰、影响工艺操作，当外部集气罩罩口必须远离污染源时，外部集气罩不能有效的集气，宜采用设有吹出气流装置的吹吸式集气罩。七、集气罩的设计原则 集气罩的设计主要包括结构形式以及性能参数计算，集气罩设计得合理使用较小的排风量就可以有效地控制污染物扩散。反之用很大的排风量也不一定能达到预期的效果

23、，因此设计的时候应该注意以下几点：   (1)集气罩尽可能包围或靠近污染源，使污染物的扩散限制在最小的围内，尽可能减小吸气范围，防止横向气流的干扰，减小排风量。   (2)在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，使风量最小。   (3)集气罩的吸气气流不允许通过人的呼吸区在进入集气罩内，设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。   (4)集气罩的备置应与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作和设备检修。   (5)集气罩应力求结构简单，坚固耐用而造价低，并便于制作安装和拆卸维修。

24、60;  (6)要尽可能避免或减弱干扰气流如堂风、逆风气流等对吸气气流的影响。八、除尘器的设计原则 工业除尘设备应具备“高效、优质、经济、安全”的设备特性；除尘器厂家在设计、制造、安装和运行时，必须符合以下设计原则进行：1、技术先进。（1）技术先进、造型新颖、结构优化，具有显著的“高效、密封、强度、刚度”等技术特性。（2）排放浓度符合环保排放标准或特定的规定，其粉尘或其他有害物的落地浓度不能超过卫生防护限值。（3）主要技术经济指标达到国内外先进水平。（4）具有配套的技术保障措施。2、运行可靠（1）尽量采用成熟的先进技术，或经示范工程验证的新技术、新产品和新材料，奠定连续运行、安全运行

25、的可靠性基础。（2）具备关键备件和易耗件的供应与保障基地。（3）编制工业除尘器运行规程，建立工业除尘设备有序运作的软件保障体系。（4）培训专业技术人员和岗位工人，实施岗位工人持证上岗制度，科学组织工业除尘设备的运行、维护和管理。3、经济适全（1）依靠高新技术，简化流程，优化结构，实现高效除尘，减少主体重量，有效降低设备造价。（2）采用先进技术，科学降低能耗，降低运行费用；（3）组织除尘净化的深加工，向综合利用要效益。（4）提升除尘器完好率和利用率，向管理要效益。4、安全环保（1）走台、扶手的护栏。（2）安全供电设施。（3）防爆设施。（4）防毒、防窒息设施。（5）热膨胀消除设施。（6）安全报警设

26、施。5、杜绝二次污染与转移（1）除尘器排放浓度必须保证在环保排放标准以内，作业环境粉尘浓度在卫生标准以内；（2）粉尘污染治理过程，过能有二次杨尘，也不能转移为其他污染。（3）除尘器噪声不能超过国家卫生标准和环保标准。（4）除尘器收下灰（粉尘）应配套综合利用措施。九、设计参数 产生污染源设备：立方体1200*600*1000mm³ 操作条件：20，101.3kpa 墙厚：240mm 方块柱：300*300mm 车间大门：2010*2010m 钢管相对粗糙度 K=0.15 管外径：D=750mm 排气筒口离地面高12m 三通管的摩擦阻力系数为0.12 LDB-35型袋式除尘器：阻力：小于

27、980pa 尺寸： 过滤面积：66 最大风量：11900m³/h 伞形集气罩：罩口边距污染源距离H=600mm；罩口吸入速度取0.7m/s；压损系数为0.235。 设计计算书一、集气罩设计 1.1集气罩尺寸的确定 集气罩连接风管的特征尺寸为d，为风管截面的短边尺寸。污染源的特征尺寸为E，为四方形的短边尺寸。集气罩口的特征尺寸为D，为罩口的短边尺寸。集气罩距污染源的垂直距离H，则应该满足： d/E0.3 1.0D/E2.0 H/E0.7 L/D3 D4d ；则集气罩的尺寸确定如下：已知：E=600mm ，H=600mm ，扩张角小于60°。则（1）d180mm，拟定接风口的特

28、征尺寸d=300mm，即集气罩连接接风口的特征尺寸为300mm。（2） 600D1200，取D=1000mm，即集气罩的特征尺寸为1000mm。（3） 同时D4d，经验证得符合条件；（4）L1200.对于外部集气罩，为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角不应大于60°。则有，即L可以取600mm。则集气罩罩口面积： 集气罩接风管面积：1.2 集气罩排风量的确定排风量P罩口敞开面周长，m；H罩口至污染源距离，m；控制速度，m/s，取0.5。 K考虑高度速度分布不均匀的安全系数，通常K=1.4排风量：1.3 集气罩高度的确定罩口的距离由设计要求有H=600mm，与污染源的立体高度1000

29、mm，可得集气罩高度：600+1000=1600mm.1.4 集气罩的压力损失计算压力损失系数，集气罩为圆台，压损系数选择为0.235v气流的速度，m/sP气流的密度，kg/m³，20时为1.204kg/m³ 直管速度控制在10-20m/s，基本符合要求。则集气罩的压力损失为：二、管道布置图2.1走向原则管道走向以短而直为佳。所谓短，就是管道的长度小，因为摩擦阻力=管内径*管道长度，管长短则摩擦阻力小。所谓直就是管道的局部阻力系数小，局部阻力的部位少。特别是在支管和小风量的干管上力求短而直。因为摩擦阻力系数在风速一定的情况下，风量越小，摩擦阻力系数越大，则摩擦阻力增加。2.

30、 2 走向分类除尘管道的走向可概括为以下三种类型：支管在干管一侧平行排列；支管道在干管两侧平行排列；支管道成不规则排列。管道的走向是根据集气罩设备的位置和排列情况和相应的除尘设备位置而定。管道布置图如下：三、管道、弯头及三通设计3.1管道设计(1) 圆形管内流速的确定由集气罩连接风口特征尺寸为300mm，选取直径为300mm的管道。查除尘管内最低气流速度表知道垂直管的速度为12m/s，水平管的速度为14m/s。按管道内的体积流量计算公式： 式中：Q流体体积流量，m³/s D管道直径，m V管内的平均流速，m/s得则管道内气流速度含尘气体管道风速一般取15-25m/s，符合条件。(2)

31、 管道阻力损失计算 各管段位置及编号见2.2，,管长如下： =1005mm =5820mm =345mm =10000mm =5300mm =12m管道阻力损失为：K钢管相对粗糙度，查询取0.15L管道长度m气体密度kg/m³ 20时，1.204kg/m³则： (3) 局部阻力损失计算各管件局部压损系数（查设计手册）为：集气罩 =0.1290°弯头（R/d=1.5） =0.25120°弯头 =0.1730°三通吸气头 =0.12对于管路和：=0.12+0.25+0.12=0.49 对于管路：=0.12+0.17+0.12=0.41 (4) 总压

32、损 管道和的总压损：管路L3的总压损：3.2弯头的设计集气罩风口连接处连接选择直径为330mm的大圆角90°弯头（R/d=1.5），除尘器后的管道连接选择直径为480mm的90°弯头（R/d=1.5），连接垂直与水平的管道。其局部阻力系数查表为0.25。除尘器后有两个弯头，气流速度近似等于流出三通时的速度13.5(由后面的三通设计计算得到)，则其压损为：90°弯头示意图3.3 三通设计 三通管示意图 所以，所以经过三通后的速度为L5*（500-400）=500mm两进管口处的压力损失为：出口管的压力损失：三通管后直管的压力损失为：气体流经三通后，气流速度改变，由上

33、面的三通计算知，气流速度为13.5m/s，设计袋式除尘器后弯头的局部阻力损失为：布袋除尘器与风机之间管道的压损及烟囱的压损为：四、除尘设备设计 4.1 除尘器的选型 （1）选择除尘器的原则； 必须满足排放标准规定的排放要求； 粉尘颗粒的物理性质对除尘器性能具有较大影响； 气体的含尘浓度； 烟气温度和其它性质是选择除尘器时必须考虑的因素； 粉尘的收集问题； 其它因素（如位置、可利用的空间等） （2）选定除尘器的型式本次设计的烟气量经计算为9500，烟度为，而国家二级排放标准中TSP为0.3 ，易知为达到排放标准所用除尘器除尘效率需很高，而投资和定货等皆有条件，综合上述，可选用对喷脉冲袋式除尘器。

34、对喷脉冲袋式除尘器具有占地面积小，钢材消耗低，滤袋磨损少，寿命长，易于安装调整，箱体结构合理等特点。4.2计算参数的选择 过滤气速VF过滤气速是最重要的设计和操作指标之一。过滤速度选择过大，虽能减小总过滤面积，降低投资，但却使压力损失迅速提高，增多清灰次数，缩短滤袋寿命使运行费用增大。若过滤速度偏小，会使设备费增加，处理量减少。一般情况下的过滤气速归纳如下：简易清灰：VF=0.200.75m/min机械振动清灰：VF=1.02.0m/min逆气流反吹清灰：VF=0.52.0 m/min脉冲喷吹清灰：VF=2.04.0 m/min对喷脉冲清灰：VF=1.03.0 m/min本次采用的是对喷脉冲清

35、灰，过滤速度取2.4m/min。 滤袋直径d和长度l对喷脉冲袋式除尘器的滤袋尺寸为。4.3 进气方式和过滤方式的确定 对喷袋式除尘器主要由上、中、下三部分箱体和喷吹装置等组成，其基本结构如图4-1所示。含尘气体由中部箱体上部进风口进入后向下流动，并穿过滤袋得以过滤，净气在滤袋内自上而下流至净气联箱汇集后从下部出风口排出，粉尘积附于滤袋外表面。上箱体和净气联箱中安装有上、下喷管，滤袋定期通过上、下喷管的喷吹，将滤袋外表面的积尘消除，通过灰斗排出。 图4-1. 对喷脉冲袋式除尘器4.4 滤料的确定滤料是组成袋式除尘器的核心部分，一般性能良好的滤料应满足如下条件容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使

36、用寿命长耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高表面光滑的滤料容量小，清灰方便，使用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。表面起毛的滤料容尘量大，颗粒能伸入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须即时清灰。 表4-1 各种纤维的主要性能参数滤料按材质分主要有天然纤维、无机纤维和合成纤维等；按滤料结构分，有滤布和毛毡等。选择滤料时应从烟气的性质来选择，此处以烟气温度为例来论述，当所选滤料长期使用的温度低于烟气温度则滤袋容易被损坏，需频繁更换提高了运行成本，当长期使用的温度高于烟气温度时，滤袋虽不会有什么损伤，但所能承受温度越高，其材料费，制造费也务必会高，造成投资加大，所以应选择与烟气温度相

37、适应的滤料。由题知烟气粘度为2.4×10-5Pa.s，尘粒粒径为，尘粒平均粒径。工厂烟气量，烟气含尘浓度为2200，烟气温度为120。依据表3-1及烟气上述性质本次设计滤料选取涤纶(含弹簧骨架)。长期使用温度为110130,而且一般的工业性粉尘也经常选用涤纶。4.5 过滤面积的确定过滤面积计算公式： (4-1)其中：A-总过滤面积，Q-欲处理的烟气流量，VF-过滤速度（由2.4知VF=2）由3.3知本次设计烟气流量为9500 ，则 4.6 滤袋的排列和平面布置的确定（1） 确定滤袋条数 计算公式： (4-2) (4-3)其中， n-滤袋条数 A-总过滤面积， a-每条滤袋面积， d-

38、滤袋直径，m l-滤袋长度，m 本次设计A=66 d=0.12m l=5m =3.14由公式（4-1）、（4-2）得 (2)滤袋的排列和平面布置的型式及原则滤袋的排列有三角形排列和正方型排列（图4-2）。三角形排列占地面积小，但检修不便，对空气流通也不利，不常采用，实际中正方形排列较常采用。 图4-2.滤袋排列型式在滤袋条数多时，根据清灰方式及运行条件将滤袋分成若干组（如图3-5）。每组内相邻两滤袋之间的净距一般取5070mm。组与组之间以及滤袋与外壳之间的距离，应考虑到检修、换袋等操作需要，如对简易清灰的袋式除尘器，这种距离一般取600800mm。 图4-3. 组合滤袋布置图 （3）滤袋的排

39、列和平面布置本次设计所用滤袋数为35，数量并不多并不用分组直接采用正方形排列布置就行（其中相邻两滤袋之间距离选60mm，由于本次设计选取的是脉冲喷吹清灰所以滤袋与外壳之间的距离可以选小一点，此处选30mm）具体平面布置图如图4-3。 图4-6. 滤袋平面布置图4.7 清灰装置的确定清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，最早采用的是自然落灰或人工拍打，常用的清灰方式有三种机械振动清灰，逆气流清灰，脉冲喷吹清灰。一、自然落灰人工拍打。优点：设备结构简单，容易操作，便于管理。缺点：过滤速度低，滤袋面积大，占地大。说明：滤袋直径一般为300600mm，通常采用正压操作，捕集对人体无害的粉尘，多用于中小

40、型工厂。 二、机械振打清灰。1、机械凸轮振打，优点：清灰效果较好，与反气流清灰联合使用效果好。缺点：不适于玻璃布等不抗摺的滤袋。说明：滤袋直径一般大于150mm，分室轮流振打。2、压缩空气振打，优点：清灰效果好，维修量比机械振打小。缺点：不知于玻璃布等不抗摺的滤袋，工作受气流限制。说明：滤袋直径一般为220mm，适用于大型袋式除尘设备。3、电磁振打。优点：振幅小，可用玻璃布。缺点：清灰效果差，噪声大。说明：适用于易脱落的粉尘和滤布。三、逆气流清灰。即清灰时清灰方向与正常过滤方向相反，其形式有反吹风和反吸风两种。这种清灰方式的结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少。四、脉冲喷吹清灰。1、中心喷吹。优点

41、：清灰能力强，过滤速度大，可不分室，可连续清灰。缺点：要求脉冲阀经久耐用，高品质。说明：适于处理高含尘烟气，滤袋直径120160mm，长度20006000mm或更大，须带骨架。2、环隙喷吹。优点：清灰能力强，过滤速度比中心喷吹更大，不需分室，可连续清灰。缺点：安装要求更高，压缩空气耗更大。说明：适于处理高含尘烟气，滤袋直径120160mm，长22504000mm，须带骨架。3、整室喷吹。优点：减少脉冲阀个数，每室1-2个脉冲阀，换袋检修方便容易。缺点：清灰能力稍差。说明：喷吹在滤袋室排气清洁室，滤袋长小于2500mm为宜，且每室滤袋数量不能多。本次采用的是对喷脉冲清灰。喷吹系统的组成图见图4-

42、7，脉冲阀A端接压缩空气气包，B端接喷射管，背压室接控制阀。控制阀由脉冲控制仪控制，当脉冲控制仪无信号输出时，控制阀排气口被封住，脉冲阀处于关闭状态；当脉冲控制仪发出信号时，控制阀将脉冲阀开启，压缩空气由空气压缩包通过脉冲阀经喷射管小孔喷入文氏管，进行清灰。 图4-7. 喷吹系统结构图4.8 灰斗高度的确定除尘器灰斗高度跟灰斗的倾角有关，而灰斗的倾角须根据粉尘的安息角设计：（1）当灰斗的倾角大于粉尘的安息角时，则粉尘会自然下落。（2）当灰斗的倾角小于粉尘的安息角时，则粉尘会积聚在灰斗板上无法下落。所以，设计时宜将灰斗倾角设计成大于粉尘安息角，则粉尘自然下落。由经验知，一般粉尘安息角大概为45度左右，则把灰斗倾角设置为60度，粉尘可顺利下落。然后根据60度倾角来计算灰斗高度即可。 图4.8. 灰斗示意图 由图4-8知mm,取660mm。(气体分配室一般取1000到1200mm，本次设计取1000mm。)4.9