大气污染课程设计

1、武汉理工大学大气污染控制工程课程设计目 录前 言1一、 设计说明书2第一章 概述21.1 设计目的21.2 设计任务21.3 设计课题与有关数据2第二章 粉尘的物理性质42.1 粉尘的密度 42.2 粉尘的安息角与滑动角 4 2.3 粉尘的比表面积 42.4 粉尘的含水率 4 2.5 粉尘的润湿性 52.6 粉尘的荷电性及导电性 52.7 粉尘的粘附性 52.8 粉尘的自燃性和爆炸性 6第三章 集气罩的设计73.1 集气罩设计的基本原则73.2 集气罩的结构形式选择7第四章 除尘器的选择94.1

2、 除尘技术简介94.2 除尘器的选择114.3 袋式除尘器的介绍13第五章 管道系统设计195.1 管道系统布置原则195.2 管道最低速率确定19第六章 风机、电机选择216.1 风机的选择216.2 电机的选择21二、设计计算书22第一章 集气罩的设计计算221.1集气罩的设计：221.2 控制点控制速度Vx的确定221.3 集气罩排风量、尺寸的确定22第二章 管道设计计算242.1设计管道的布置位置242.2 管道压力损失的计算24第三章 风机电机的选择283.1 选择风机和电机28参考资料29附录30前言 大气是人类赖以生存的最基本的环境因素，构成了环境系统的大气环境子系统。一切生命过

3、程，一切动物、植物和微生物都离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。 造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。造成大气污染的物质主要有：一氧化碳CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3以及烟尘、盐粒、花粉、细菌、苞子等。 如何在经济快速发展、能源需求增加的同时遏制大气污染已成为一项巨大的科技挑战。我国政府采用综合措施

4、，控制大气污染水平，包括：提高能源效率优化能源结构；改造和迁移污染工业；城市规划和绿化；机动车排污量控制；道路建设和管理等。 源头治理已成为大气污染控制中一项积极有效的措施，因而每个工厂中的除尘净化设施就显得尤为重要。经济合理的除尘设备可将污染扼杀在“摇篮”中，还我们赖以生存的大气一片洁净。1、 设计说明书 第一章 概述1.1 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

5、论知识解决工程中的实际问题；1.2 设计任务1、 设计说明书一份2、 2号图纸完成除尘系统立体图和除尘系统平面图或断面图；1.3 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1-1）。（2） 产生污染源设备的情况污染源：立方体 长×宽×高=1200×600×1000操作条件：20 101.3KPa污染源产生轻矿物粉尘，污染源气体含尘浓度4g/m3，密度1.2g/cm3，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=600

6、mm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(5) 所用除尘器 LD14型布袋除尘器, 该除尘器阻力为980Pa； 所用除尘草图见附图。 （也可另选其它除尘器）第二章 粉尘的物理性质2.1 粉尘的密度     单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，单位kg/m3。根据粉尘测定条件及应用条件的不同，可分为真密度和堆积密度。 （1）真密度：将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得的粉尘自身的密度，称为真密度。以p表示。 （2）堆积密度：固体磨碎形成的粉尘，在表面末氧化时，其真密

7、度与母料密度相同。呈堆积状的舶粉尘(即粉体)，每个颗粒及颗粒之间的空隙中皆含有空气。一般将包括物体颗粒间气体空间在内的粉体密度称为堆积密度用b表示。 2.2 粉尘的安息角与滑动角 （1）安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角。也称动安息角或堆积角。 （2）滑动角：指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也成静安息角。 影响粉尘安息角和滑动角的因素主要有：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度及粉尘粘性等。对于一种粉尘，粒径越小，安息角越大；粉尘含水

8、率增加，安息角增大；表面越光滑和越接近球形的颗粒，安息角越小。 2.3 粉尘的比表面积 粉状物料的许多理化性质，往往与其表面积大小有关，细颗粒往往表现出显著的物理、化学活动性。 粉尘的比表面积定义为单位体积(或质量)粉尘所具有的表面积。以粉尘自身体积(即净体积)表示的比表面积。2.4 粉尘的含水率  粉尘中的水分包括附着在颗粒表面上的和包含在凹坑处与细孔中的自由水分，以及紧密结合在颗粒内部的结合水分。粉尘中的水分含量，用含水率w表示，指粉尘中所含水分质量与粉尘总质量（包括干粉尘与水分）之比。 2.5 粉尘的润湿性 粉尘颗粒能否与液体相

9、互附着或附着难易的性质称为粉尘的润湿性。当尘粒与液体接触时，接触面能扩大而相互附着，就是能润湿；反之，接触面趋于缩小而不能附着，则是不能润湿。一般根据粉尘能被液体润湿的程度将粉尘大致分为两类：容易被水润湿的亲水性粉尘，难以被水润湿的疏水性粉尘。粉尘的润湿性与粉尘的性质，如粒径，生成条件、温度、含水率、表面粗糙度、荷电性等有关，还与液体的表面张力、尘粒和液体间的粘附力及相对运动速度等有关。此外，粉尘的润湿性还随压力的增加而增加，随温度升高而减小，随液体表面张力减小而增强。各种湿式除尘装置主要是依靠粉尘与水的润湿作用来捕集粉尘的。2.6 粉尘的荷电性及导电性 2.6.1 粉尘的荷电性&#

10、160; 粉尘在其产生及运动过程中，由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电及接触带电体等原因，几乎总是带存一定量的电荷。粉尘荷电后将改变其某些物理性质，如凝聚性、附着性及在气体中的稳定性等。粉尘的荷电量随温度增高、表面积加大和含水率减小而增大、还与其化学成分等有关。2.6.2 粉尘的导电性     粉尘的导电性与金属导线类似，用比电阻d表示，粉尘的导电机制有两种，取决于粉尘、气体的温度和组成成分。在表面导电占优势的低温范围内，粉尘比电阻称为表面比电阻，其值随温度升高而增大，随含水率增大而减小；在容积导电占优势的高温范围内、粉尘比电阻称为容积比

11、电阻，其值随温度升高而减小；在两种导电机制皆重要的中间温度范围内，粉尘比电阻是表面比电阻和容积比电阻的合成。其值最高。2.7 粉尘的粘附性     粉尘颗粒附着在固体表面上、或者颗粒彼此相互附着的现象称为粘附。后者也称自粘。附着强度，即克服附着现象所需要的人力(垂直作用在粒粒重心上)称为粘附力。粉尘的粘附是一种常见的实际现象，既有共其有利的一面，也有其有害的一向。 2.8 粉尘的自燃性和爆炸性 2.8.1 粉尘的自燃性  自燃指粉尘在常温下存放过程中自然发热，此热量经长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起的燃烧现象。 

12、;2.8.2 粉尘的爆炸性      这里所说的爆炸是指可燃物的剧烈氧化作用、在瞬间产生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温度和压力，故称为化学爆炸。可燃物包括可燃粉尘、可燃气体和蒸气等。引起可燃物爆炸必须具备的条件有两个：一是由可燃物与空气或氧构成的可燃混合物达到一定的浓度；二是存在能量足够的火源。   可燃混合物中可燃物的浓度，只有在一定范围内才能引起爆炸。能够引起可燃混合物爆炸的最低可燃物浓度、称为爆炸浓度下限；最高可燃物浓度称为爆炸浓度上限。在可燃物浓度低于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限时，均无爆炸危险

13、。由于上限浓 度值过大(如糖粉在空气中的爆炸浓度上限为135kgm3)，在多数场合下都达不到，故实际意义不大。此外,有些粉尘与水接触后会引起自燃或爆炸，如镁粉、碳化钙粉等；有些粉尘互相接触或混合后也会引起爆炸磷、锌粉与镁粉等。第3章 集气罩的设计3.1 集气罩设计的基本原则（1） 局部集气罩应尽可能靠近污染源，使污染源局限于较小的空间，尽可能减小其吸气范围，便于捕集合和控制。（2） 集气罩的吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致（3） 已被污染的吸入气流不允许通过人的呼吸区。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。（4） 集气罩应力求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。（

14、5） 与工艺密切相结合，使局部排风罩的配置与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作（6） 要尽可能避免或减弱干扰气流，如穿堂风、送风气流等对吸气气流的影响。3.2 集气罩的结构形式选择3.2.1 密闭罩 密闭集气罩简称密闭罩，是将污染物发生源的局部或整体密闭起来的集气罩。其作用原理是，使污染物的扩散限制在一个很小的密闭空间内，并通过从罩子排出一定量的空气，使罩内保持一定的负压，让罩外的空气经罩上的缝隙流入罩内，以达到防治污染物外逸的目的。其优点是所需排气量最小，控制效果最好，且不受车间内横向气流的干扰。一般的粉尘发生源多采用密闭罩。按其结构特点，可分为局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩等三种。

15、大容积密闭罩也称密闭小室，特点是罩内容积大，可以缓冲气尘气流，减小局部正压，设备检修可以在罩内进行。适用于多点产尘、阵发性产尘、产尘气流速度大的设备和地点。与其他类型集气罩相比，所需排风量最小，控制效果最好，且不受是被横向气流的干扰。3.2.2 排气柜排气柜也称柜式排风罩。由于生产工艺的需要，在罩上开有较大的操作孔。操作时，通过孔口吸入的气体来控制污染物的外逸。其捕集机理跟密闭罩相类似，即将有害气体发生源围挡在柜状空间内，可视为开有较大孔口的密闭罩。化学试验室的通风柜和小零件喷漆箱就是排气柜的典型代表。其特点是控制效果好，排风量比密闭罩大，而小于其他形式的集气罩。3.2.3 外部集气罩 通过罩

16、的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起来的集气罩。其结构简单，制造方便；但所需排风量较大，且易受室内横向气流的干扰，捕集效率较低。3.2.4 接受式集气罩 接受由生产过程（如热过程、机械运动过程）中产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩。罩口外的气流运动不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生产本身过程产生。该种集气罩沿污染气流流线方向设置集气罩口，污染气流可借助自身的流动能量进入罩口。3.2.5 吸收式集气罩 接受由生产过程（如热过程、机械运动过程）中产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩。其罩口外的气流运动不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生产本身过程产生。第四章 除尘器的选择4.1 除尘技术简介

17、 现在工厂中普遍采用的除尘设备包括机械除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿除尘器等。但每种除尘净化系统总有其技术上的优点和缺点，应根据实际情况选择合适的除尘设施与工艺。4.1.1 机械除尘器通常是指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置。它包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。 机械除尘设备的优缺点： 优点： 机械除尘利用的力比较单一，且除尘装置构造简单且没有运动部件。所以除尘装置故障少，容易操作和管理，运行费用相对较低，投资费用也较少。 机械除尘可以用作多级除尘的第一级分离，也可以单独使用。当单独使用时一般用于对除尘效率要求不高，或者仅仅需要简单除尘的场合。 缺点

18、： 机械除尘分离细小粉尘的能力比较弱，它对粒径较大（大于50m）的粉尘有较高的除尘效果，但对粒径较小（小于5m）分离效果较差。 机械除尘作用力单一，但设计计算复杂，而且设计计算数据容易受到多种因素影响，特别是外来气流（如漏风）对除尘效果影响特别大。4.1.2 电除尘器是在通过高压电场进行分离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下，使尘粒聚集在集尘板上将粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。电除尘设备的优缺点：优点： 电除尘器可以净化气量较大且温度较高的含尘烟气。在工业上净化105106m3/h的烟气，且用于净化350以下的烟气，可长期连续运行 除尘效率高。如果设计合理，安装施工质量高，电除

19、尘器可以达到任何除尘效率的要求。目前，工业上应用的电除尘器，多数的除尘效率已达到99%以上。 电除尘器结构简单，气流速度低，压力损失小，干式电除尘器的压力损失大约为100200Pa，湿式电除尘器的压力损失稍高些，通常只有200300Pa。 电除尘器能够除下的粒子粒径范围较宽，对于0.1m的粉尘粒子仍有较高的除尘效率。 电除尘器的能量消耗比其他类型除尘器低。如以每小时净化1000m3烟气计算，电除尘器的电能消耗约为0.20.8kw·h。缺点： 电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出。电除尘器最适宜捕集比电阻为1045×1011 袋式除尘器的应

20、用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响，且会出现烧袋糊袋现象； 电除尘器不适宜直接净化高浓度含尘气体。 电除尘器对制造和安装质量要求很高，需要高压变电及整流控制设备，且占地面积大。4.1.3 袋式除尘器是含尘气体从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁空气由排出口排出，沉积在滤料表面的粉尘，可以在机械振动的作用下从滤料表面脱落，最终落入灰斗中的一种除尘净化设施。袋式除尘设备的优缺点：优点： 袋式除尘器可以捕集多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘； 袋式除尘器可设计制造出适应不同气量的含尘气体的要求，除尘器的处理烟气量可从几m3/h到几百万m3/h； 袋式除尘器对

21、净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的气体效率较高，一般可达99%，甚至可达99.99%以上； 袋式除尘运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。缺点： 袋式除尘器不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体，用布袋防尘器净化烟尘时的温度不能低于露点温度，否则将会产生结露，堵塞布袋滤料的孔隙； 袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响，且会出现烧袋糊袋现象； 据统计，用袋式除尘器净化大于17000 m3/h含尘烟气量所需的投资要比电除尘器高，而用其净化小于17000 m3/h 含尘烟气量时，投资费用比电除尘器省。4.1.4 湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用

22、水滴和颗粒的惯性碰撞或者化学作用捕集颗粒，使粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。湿式除尘设备的优缺点：优点： 湿式除尘器的除尘效率不仅能与布袋和电除尘器相当，而且还可适用这些除尘器所不能胜任的除尘条件。表现在湿式除尘器对净化高温、高湿、高比阻、易燃、易爆的含尘气体具有较高的除尘效率。 湿式除尘器在去除含尘气体中粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些有毒有害的气态污染物。因此，湿式除尘器既可以用于除尘，又可以对气体起到冷却、净化的作用。 设备投资少，构造比较简单：在耗用相同能耗的情况下，湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高。缺点： 湿式除尘器的粉尘回收困难，且排出的沉渣需要处理

23、。 湿式除尘器不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体。 净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水（或液体）将具有一定程度的腐蚀性。因此，除尘系统的设备均应采取防腐措施。 湿式除尘器因含水运行，在寒冷地区设备容易结冻，因此，要采用防冻措施。4.2 除尘器的选择 选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等，其中最主要的是除尘效率。下表4-1列出了选用除尘器时，除尘器的综合性能。表4-1除尘器的综合性能表除尘器名称适用的粒径范围/m效率/%阻力/Pa投资费运行费重力沉降室>50<5050 130少少惯性除尘器205050 70300 800少少旋风除尘器

24、53060708001500少中冲击水域除尘器11080956001200少中下卧式旋风除尘器>595988001200中中冲击式除尘器>59510001600中中上文丘里洗涤器0.519098400010000少多电除尘器 0.51909850130多中上袋式除尘器0.51959910001500中上多在实际选择时，以下问题要特别引起注意：（1）选用的除尘器必须满足排放标准的排放要求。处理气体的多少是决定除尘器大小类型的决定性因素，对大气量，一定要选能处理大气量的除尘器，如果用多个处理小气量的除尘器并联使用往往是不经济的；对较小气量要比较用哪一种类型的除尘器最经济、最容易满足尘源

25、点的控制和粉尘排放的环保要求。由于除尘器进入实际运行后受操作和环境条件影响有时是不易预计的，因此，在决定设备的容量时，需保证有一定的余量或预留一些可能增加设备的空问。（2）粉尘分散度对除尘器的性能影响很大，而粉尘的分散度相同，由于操作条件不同也有差异。因此，在选择除尘器的型式时，首要的是确切掌握粉尘的分散度，如粒径多在10m以上时可选旋风除尘器。在粒径多为数微米以下，则应选用静电除尘器、袋式除尘器，而具体选择，可以根据分散度和其他要求，参考常用除尘器类型与性能表进行初步选择；然后再依照其他条件和介绍的除尘器种类和性能确定。粉尘密度对除尘器的除尘性能影响也很大。这种影响表现最为明显的是重力、惯性

26、力和离心力除尘器。所有除尘器的一个共同点是堆积密度越小，尘粒分离捕集就越困难，粉尘的二次飞扬越严重，所以在操作上与设备结构上应采取特别措施。（3）对张力、惯性和旋风除尘器。一般说来，进口含尘浓度越大，除尘效率越高，可是这样又会增加出口含尘浓度，所以不能仅从除尘效率高就笼统地认为粉尘处理效果好，对文氏洗管除尘器、喷射洗涤器等湿式除尘器，以初始含尘浓度在10gm以下为宜；对袋式除尘器，含尘浓度愈低，除中性能愈好，在较高初始浓度时。进行连续清灰，压力损失和排放浓度也能满足环保要求。电除尘器初始浓度在30g/m3以下，不加预除出尘器可以使用。（4）粉尘和壁面的黏附机理与粉尘的比表面积和含湿量关系很大。

27、粉尘粒径 d 越小，比表面积越大含水量越多，其黏附性也越大。例如：在旋风除尘器中，粉尘因离心力黏附于壁面上，有发生堵塞的危险；而对袋式除尘器黏附的粉尘容易使过滤袋的孔道堵塞，对电除尘器则易使放电极和集尘极积尘。（5）电除尘器的粉尘比电阻应该在10410n·cm范围之内。粉尘的比电阻随含尘气体的温度、湿度不同有很大变化，对同种粉尘，在100200之间比电阻值最大；如果含尘气体加硫调质则比电阻降低。因此，在选用电除尘器时，需事先掌握粉尘的比电阻，充分考虑含尘气体温度的选择和含尘气体性质的调整。 由设计书可知污染源气体含尘浓度为4g/m3，密度1.2g/cm3，温度T=20oC，大气压力P

28、=1.013×105Pa所以，根据本文上述列表可知：为达到排放要求，以选择袋式除尘器为宜。4.3 袋式除尘器的介绍4.3.1 袋式除尘器的除尘原理根据经典的粒子捕获机理，含尘气流通过纤维层而粉尘被捕集的过程中，主要起作用的有筛滤、截留、惯性碰撞、扩散效应、重力和静电力等作用。筛滤作用是由纤维层的网眼直接拦截直径较大的粉尘颗粒，由于气体中所含粉尘的尺寸往往较过滤层中的孔隙要小得多，因此通过筛滤效应清除粉尘的作用很小。截留作用是指随气流一起流动的粒子因与捕集体直接接触而被阻留的过程，此时，粒子直径可能比过滤层孔隙要小很多，但由于气流通过时一些粉尘不可避免的要与过滤纤维接触而被阻留，因而被

29、捕集。惯性碰撞是粒子因惯性与捕集体相碰撞而被捕集的过程。扩散作用是指微小粒子在气体分子撞击下，像气体分子一样作布朗运动，如果粒子在运动过程中与捕集体表面接触，就会粘附在捕集体的表面上。重力作用是由于比较大的粒子依靠重力自然沉降，从气流中分离出来。静电力作用是指带电的粒子或纤维使得它们之间产生了静电引力，通过静电力的作用使尘粒从气流中分离。袋式除尘器的除尘过程中可分为两个阶段。第一阶段是滤料使用的初期，滤料上的粉尘层还没有完全形成，起主要作用的收尘机理是惯性碰撞、扩散和截留，此外，静电力和重力也有一定作用。随着时间的推移，织造布在其孔眼内架桥形成粉尘层，非织造布则与空气净化器相似，粉尘粒子不仅能

30、附着于纤维(棒状)上形成粉尘层，而且还能浸入滤布的内部形成过滤，除尘效率不断升高。第二阶段为滤料正常使用阶段，粉尘颗粒已深入滤料的内部，并在滤料表面形成粉尘层，此时，起主要收尘作用的就是这个粉尘层。如果粉尘层有一个最适厚度，就能对粒子(包括对1 um以下的超细粒子)都能很好地捕集，并且过滤风速越低越好。4.3.2 袋式除尘器的清灰方式4.3.2.1 机械振动式振打清灰一般由机械装置振打或摇动悬吊滤袋的框架，从而使滤袋上粉尘产生振动而清落。机械振打的袋式除尘器主要是依靠振打系统，传动清灰振打锤，振打框架而清灰。例如电动清灰，就是利用振动器振打框架达到清灰的目的。最简单的振动器是在电机的轴上安设一

31、偏心块来产生振动。电动清灰时，以每分钟2,800次的频率带动悬吊架和滤袋做高频振动，从而使粉尘脱落。这种利用高频振动与机械振打相比，滤袋承受的交变拉力小，因而滤袋寿命长且清灰彻底。因电动器工作由时间断电器控制，其清灰时间和周期可调，所以又具有一定的适应性。电动清灰袋式除尘器在邯郸水泥厂的水泥库顶使用效果良好。4.3.2.2 脉冲喷吹式 脉冲喷吹清灰的袋式除尘器具有清灰能力强、清灰效果好的特点，目前在铸造、喷砂、工业锅炉、建材、化工及粮食行业得到广泛的应用。 根据其喷吹压力的不同，可分为高压脉冲和低压脉冲两类。高压脉冲空压机提供气源，喷吹压力为0.4-0.7 Mpa;低压脉冲采用低压气泵供气，压

32、力为0.05-0.07 Mpa。 高压脉冲喷吹压力高，清灰能力大，清灰效果好，并可多台共用一压缩气源。但由于采用高压压缩空气，喷吹压力高，影响布袋的使用寿命。压缩空气会出现水蒸气凝结现象，可使粉尘结块，影响正常过滤。其气源配套设备较多，一次性投资较大;喷吹系统复杂，易损件多。基于上述原因，高压脉冲有向低压脉冲发展的趋势。但是高压脉冲仍有其适用的场合，其适用于处理风量大，粉尘浓度高的场合并且多台设备共用一套压缩系统，可降低运行成本，便于集中控制和管理。 低压脉冲于高压脉冲的基础之上，增加了一个存气箱。由低压气源供气，一部分气体存于存气箱内。喷吹阀固定在存气的底部。关阀时压住袋口，打开时存气箱的压

33、气进入布袋，起到清灰的作用。 根据喷吹管的形式及位置差异可将袋式除尘器分为中心喷吹和环隙喷吹。两者都是通过喷出的射流为一次气流，从室外引入二次气流，从而增加喷吹的空气量。中心喷吹的喷嘴为回形，安装于袋筒的中央上方。而环隙喷吹主要构件为环隙引射器，其上下体之间有一狭窄的环形缝隙。环形缝隙引射器喉部断面大，阻力小，提供相同压力时，引射量较大，因而在除尘器的发展中，环隙喷吹将会有一席之地。该类除尘器在有色金属、水泥和电站锅炉上应用较多。 根据喷吹位置和方式的不同，脉冲除尘又可分为顺喷、对喷和侧喷三种方式。顺喷式是指清灰气流和含尘气流的向一致。为了使处理量大，占地面积小，1983年出现了一种对喷式脉冲

34、。此种除尘器在上箱体和净气联箱均安装喷吹管。喷吹时，上下喷吹管同时喷吹，气流相互冲撞产生压力余波，有利清灰，这样可以增加滤袋的有效长度，滤袋可长达Sm。侧喷式其含尘气流由中箱体的下部或灰斗处进入除尘器，经滤袋过滤后，由上箱体汇集，通过中箱体侧壁上设置的引射器后排出。与一般脉冲除尘器的不同之处在于，将上箱体安排成两排以上的滤袋分室，各室隔开，每一室中箱侧壁设一大喉管引射器。清灰时，压缩空气从侧壁喷口喷出，诱导二次空气一起进入箱体，使滤袋产生与过滤相反的振动和反吹而清灰。由于侧面清灰，各部分受力一致，滤袋不会因为局部破损而废弃。同时由于侧喷的喷吹装置在侧面，有利于方便快速的更换滤袋。 脉冲阀工作状

35、态是否良好直接影响袋式除尘器中的清灰效果，而且与除尘器的运行阻力有密切的联系。在以往的脉冲喷吹系统中，大都采用直角脉冲阀。这种阀的压气进入方向与射出方向成一直角故而得名。由于脉冲阀的结构复杂，压气通过时方向和速度多次的改变，因而阻力较大。为了解决这个问题，符合进一步降低喷吹压力要求，出现了直接嵌入气包的直通式脉冲阀(s7)。其工作原理与直角阀相同，但结构较简单。当膜片打开时压气直接由气包进入喷吹管。 为了进一步降低喷吹压力，出现了双扭形的出口脉冲阀，并在其上加设倒流锥。这些措施大大降低喷吹压力，为高压喷吹向低压喷吹铺平了道路。近年出现了一种双膜片阀，膜片分为控制膜片和主膜片，该阀具有动作快，不

36、易损坏，性能稳定等特点。 目前三种阀都在使用，由于直通阀和双膜片阀的各自优点，其广泛应用将会是一种趋势。但是否考虑将直通阀和以膜片阀相结合，综合两者的优点。4.3.2.3 逆气流反吹 在处理大气量时，往往都采用反吸风布袋除尘器而不采用脉冲喷吹。另外有一种特殊的反吹形式，即气环反吹。气环反吹清灰是在内滤式圆筒形滤袋的外侧，贴近滤袋表面设置一个中空的圆环，圆环可上下移动，利用软管与压气或高压风机连接，由圆环上的缝状喷嘴喷出高速气流，把沉积在滤袋表面的内侧粉尘清落。气环反吹清灰能力较强，适用于毡类的滤袋。气环用链条传动使之沿导轨上下移动，结构比较复杂，且容易产生损伤滤袋的现象。气环反吹若应用于织布，

37、反向气流可能会破坏初滤层而使收尘率降低，目前仅在制氧机上有所应用。 回转反吹袋式除尘器是日、美等国家于60年代开发的一种新型袋滤器。1962年日本首先研制成功，同时美国Carter-Day公司推出RJ, RF两个系列回转反吹袋式除尘器;美国Pnoumtail公司推出PN系列回转反吹回袋式除尘器。 我国于1975年着手开发回转反吹扁袋除尘器，1979年编制回转反吹圆袋式除尘器系列化设计、现有ZC, LMF,FD,LDB等十六个系列。近年来，回转反吹袋式除尘器又有一些新的发展。在旋臂的形式上，改用自平衡性能较好的双臂对挑式或采用三臂分叉式。 在反吹形式上，发展更是迅速。一是采用步进式定位喷吹技术，

38、它突破了传统的匀速回转机构实现动态清灰的束缚，借助于一套专门设计的步进定位喷吹机构，即在原有的双级蜗轮前置槽轮拨动定位结构，按外圈袋数确定定位喷吹次数，按槽轮结构和形状确定定位时间。这样处理解决了内外圈滤袋清灰不均匀的问题，又克服了粉尘二次反滤的问题。4.3.3 袋式除尘器的滤料评价袋式除尘器技术性能或装备水平的因素有:清灰性能的优劣，滤料品质的高低以及除尘系统的阻力控制，而滤料品质的高低又直接影响了清灰性能的优劣和除尘系统的阻力特性。滤料品质低，则清灰性能差，除尘系统运行阻力高。可以说，滤料品质直接影响袋式除尘器的优劣。袋式除尘器的进步主要是过滤材料的进步。4.3.3.1 从滤料结构考虑 目

39、前市面常用滤料根据所用基材的不同，可以分为机织布与非织造材料两类，具体分为玻纤布滤料、针刺毡滤料。根据织物结构和成分的不同，又可以进一步分为连续纤维玻纤布滤料、膨体纱玻纤滤料以及复合针刺毡滤料、化纤针刺毡滤料。袋式除尘器的清灰方式是选择滤料结构品种的一个重要因素，不同清灰方式的袋式除尘器因清灰能量、滤袋形变特征的不同，所需的滤料结构品种也有相应变化。根据上述3种清灰方式，滤料所应该选用的结构品种如下。 (1)机械振动式。施加于粉尘层的动能较少而次数较多，要求滤料薄而光滑，质地柔软。宜选用化纤缎纹或斜纹织物，采用内滤圆袋，滤料结构优选筒形缎纹或斜纹织物。 (2)逆气流反吹。分为分室反吹风式和喷嘴

40、反吹风式袋式除尘器两种。前者要求选用质地轻软、容易变形、尺寸稳定的薄型滤料，多选用缎纹或斜纹机织滤料，也可选用薄型针刺毡。后者要求选用结构稳定、耐磨性能好的针刺毡滤料。采用内滤圆袋或外滤异形袋，以缎纹或斜纹织物、薄型或中厚型针刺毡为材料。 (3)脉冲喷吹式。属高动能清灰类型，要求选用厚实、耐磨、抗张力强的滤料，优先考虑复合针刺毡滤料。形式为带框架的外滤圆袋，以复合针刺毡或纬二重织物为材料。4.3.3.2 滤料品种特性考虑 膨体纱玻纤滤料因其较连续纤维玻纤布滤料优越，目前国内使用较为普遍。针刺毡滤料由于针刺毡纤维成分和添加比例可有较多变化，因此品种较多;不同的成分和比例赋予针刺毡特定的功能，从而

41、可用于不同的工况。目前国内己经使用的针刺毡纤维有涤纶、P84、芳纶、亚克力、PPS,聚丙烯、PTFE、玻纤等。 滤料的选用根据除尘器系统的特性以及工况特点综合考虑。需要重点考虑的因素有:含尘气体的温度、相对湿度、腐蚀性、粉尘粒径、吸湿性和潮解性、磨琢性等C - s7。不同行业的工况特点及滤料的选型要点如下。(1)钢铁厂高炉煤气净化。粉尘污染物排放量大，污染面广;粉尘污染物的类型复杂，特性不一;粉尘污染物的颗粒细小，吸附力强;粉尘污染物阵发性强，无组织排放多;粉尘污染物成分丰富，可综合利用。滤料应耐温200以上，具有强度高、韧性好、易清灰、抗水防油、防静电、耐腐蚀和稳定的使用性能等。推荐选用合成

42、纤维滤料，如芳纶、P84 ,聚四氟乙烯等纤维;玻纤与合纤的复合滤料，如氟美斯、玻纤与P84复合滤料等产品;以上两类的表面涂层处理及覆膜滤料。 (2)水泥厂窑尾除尘。窑尾烟气温度高(350左右)且波动大;烟气中粉尘浓度高且粉尘中含有大量高温分解成分，细粉多;相对湿度大，烟气露点温度也因冷却方式不同而变化。选料时首先注意烟气特性(烟气的温度、相对湿度、腐蚀性以及氧化剂等)因素;考虑粉尘浓度、除尘效率、阻力、粉尘剥离率及滤料经纬向断裂强力和断裂伸长率等。推荐大部分采用玻纤布+PTFE覆膜滤料，一部分采用P84或Nomex针刺毡浸渍表面处理滤料。 (3)火电厂燃煤锅炉除尘。排放烟气温度高，烟气中SOz

43、 , NOa , Oz含量高;含尘浓度大;改造工程要求滤料阻力低。滤料应耐温、耐酸碱、耐氧化和耐水解;高于酸露点10 0C、低于许可温度范围内使用;建议使用针刺毡滤料，面密度以530 550 g/耐为宜。推荐采用PPS及PPS + P84针刺毡(P84含量20%左右)，PPS及PPS + P84梯度针刺毡或PTFE梯度复合针刺毡。 (4)化工炭黑生产。炭黑生产温度高，烟气有腐蚀性;烟气中细颗粒、可燃性气体含量多;过滤后的尾气要进行综合利用。滤料应耐高温、耐腐蚀;寿命长，系统阻力小，清灰能力强，除尘效率高。推荐使用玻纤针刺毡或Nomex耐高温针刺毡;膨体纱玻纤布或连续玻纤布;玻纤布+PTFE覆膜

44、。 (5)垃圾焚烧(生活垃圾焚烧)。烟尘危害大，污染控制要求严格;烟气含湿量高，露点温度高;烟气高温和低温交互存在;烟气具有较强的吸湿性;烟尘颗粒细、密度小;腐蚀性较强。因此选料应耐高温，耐温上限需达2300C ;耐水解，适应高含湿量的烟气条件;耐腐蚀能力强;除尘效果好，使用寿命长。在日本一般选用玻纤布+PTFE后处理/覆膜，玻纤布+超细PTFE水刺毡;在欧洲选用PTFE针刺毡，PTFE + P84复合针刺毡;我国则选用PPS针刺毡，P84针刺毡，玻纤布+PTFE覆膜滤料，PTFE针刺毡。第五章 管道系统设计在净化系统中用于输送气流的管道称为风管，通过风管是系统的设备和部件连接成一个整体。管道

45、设计主要根据集气罩的流量及净化器的要求来确定其参数。主要包括：管内流速、管道直径、弯头设计、直管长度、三通设计计算等。5.1 管道系统布置原则5.1.1 管道布置原则 1、管道铺设分明装和安设，应尽量明装，以便检修。 2、管道应尽量集中成列，平行铺设，尽量沿墙或柱铺设。 3、管与梁、柱、墙、设备及管道之间应有足够的距离，以满足施工、运行、检修和热胀冷缩。5.1.2 除尘管道布置原则 1、除尘管道力求顺直，保证气流的畅通。 2、为减轻风机的磨损，应将净化装置设在风机的吸入段。 3、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。5.2 管道最低速率确定在本设计中，污染源为轻矿粉，查大气污染

46、控制工程得表5-1，水平管内最低流速为14m/s，垂直管速为12m/s。考虑要用到垂直管和水平管两部分，而用同一管径。故取管内气速为15m/s。表5-1除尘管道内最低气流速度第六章 风机、电机选择6.1 风机的选择正确的选择风机是保证整个净化系统能否正常工作的关键。风机选择不当，就会造成达不到设计要求，或导致投资和能耗的浪费。选择风机时应注意下面几个问题。 （1）根据输送气体的性质，确定风机类型。如输送清洁气体，可选择一般通风换气用的风机；输送腐蚀气体，要选用腐蚀风机；输送易燃气体或含尘气体，要选用防爆风机或排成风机。 （2）根据所需风量、风压或选定的风机类型，确定风机机号。为了便于接管和安装

47、，还要考虑合适的风机出口方向和转动方向。 （3）考虑到管道可能漏风，有些阻力计算不够完善，选用风机的风量和风压应大于通风系统计算的风量和风压。 （4）风机样本上的性能参数是在标准状况下得出的，如实际使用情况不是标准状态，风机的风压就会变化，风量不变。因此选择风机时应对参数进行换算。 （5）在满足风量和风压的条件下，尽可能选用噪声低、工作效率高的风机。6.2 电机的选择 电机应根据风机风量以及相关系数做出适当的选择。二、设计计算书第一章 集气罩的设计计算1.1集气罩的设计：1、根据设计要求H=600mm,取H=0.3L,得出罩口长边L=2000mm 2、罩口高度：b=W+0.8H=600+0.8

48、*600= 1080mm1.2 控制点控制速度Vx的确定 由题设条件可知，本设计适宜采用外部集气罩中的冷过程上部集气罩。对于外部集气罩排风量的确定多采用控制速度法。本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从轻微速度发散到上述平静的空气中，所以污染源的控制速度按大气污染控制工程中表13-2可得，取0.51.0m/s之间。本设计选用vx=1.0m/s。表污染源控制速度Vx 1.3 集气罩排风量、尺寸的确定由于气体只能从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，要求H尽可能0.3L，由于题设中已给出H=0.6m，因此，L2m，取L=2则其排风量按下式计算：Q=KPHvx式中：P-罩口敞开面周长，m; H-罩口至污染源距离，m vx-控制速度，m/s; K-考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取K=1.4 第二章 管道设计计算2.1设计管道的布置位置2.2 管道压力损失的计算 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