《大气污染控制工程》课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 课程设计大气污染控制工程设计课 程： 大气污染控制工程课程设计 设 计 题 目： 大气污染控制工程课程设计 指 导 教 师： 严 刚 专 业 年 级： 2013级 环境工程班 所 在 院 系： 化工学院环境工程系 姓 名： 王 博 学 号： 组 长： 王 博 日 期： 2015年12月27日 目录TOC o 1-2 h u 前言由于人类活动和自然过程导致了污染物排入到洁净的大气中，形成大气污染，而人类活动，特别是人类的生产活动又是造成大气污染的主要原因。这些污染物包括

2、从生产装置，运输装置中的物料经化学、物理变化、以及生物变化等过程后排放的废弃，也包括了与这些过程有关的燃料燃烧、物料贮存、装料等过程排放的废弃，种类繁多。在我国，各种燃料的燃烧，特别是煤的燃烧所造成的污染，占各种污染来源的比例最大。因此就污染类型来说，我国属煤烟型污染，颗粒物与SO2、NOX，成为最主要的污染特征指标。大气污染是随着产业革命的兴起，现代工业的发展，城市人口的密集，煤炭和石油燃料的迅速增长而产生的，现如今，大气污染发展至今已超越国界，其危害遍及全球。对全球大气的影响明显表现为三个方面：一是臭氧层损耗加剧，二是酸雨腐蚀，三是全球气候变暖。大气污染不仅破坏大气资源，而且对大气、水、生

3、物等所有重要的环境要素造成损害，各种大气污染物是通过多种途径进入人体的，对人体的影响又是多方面的。而且，其危害也是极为严重的。大气污染还通过酸雨形式杀死土壤微生物，使土壤酸化，降低土壤肥力，危害了农作物和森林。大气污染主要由人的活动造成,大气污染源主要有:工厂排放、汽车尾气、农垦烧荒、森林失火、炊烟（包括路边烧烤）、尘土（包括建筑工地）等因此废气的治理工程是环境保护的重要组成部分，是控制大气污染保护资源保护人群健康保证积极持续快速发展的关键环节。本次课程设计所针对的冶金车间的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大，所以必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。本次的

4、课程设计重点在于集气罩、除尘器以及通风机的选取。通过查阅相关资料，由于在冶金车间中，污染源不集中,重矿物粉尘扩散范围大,无法对污染源进行密闭，则只能在其附近设置外部集气罩，并在排风罩口四周增设法兰边，可使排风量减少，并反算检验集气罩的排风量符合是否符合要求，发现符合要求。然后结合电除尘器性能选用以及注意事项，并查阅相关资料，可知飞灰的驱进速度We在0.10-0.14m/s之间，故取We=0.12m/s。从而确定比集尘板表面积，最终确定GD7.5管极式电除尘器，达到了除尘效率高，处理风量大，便于集中处理，设备造价低的目的，从而使除尘效果最佳。之后确定计算环路进行除尘系统管网阻力计算，并进行并联管

5、路压力平衡，通过相应公式计算发现管段2、4压力不平衡，故需调整管径。最后选择通风机和电动机，首先确定风量和风压和电动机的功率Ne，选择最终选择C648，No.6C型离心通风机，并配套电机的型号为Y-180L-4，其功率为22kW，大于20.09kW，符合要求。关键字：冶金粉尘外部集气罩GD7.5管极式电除尘器 C648 No.6C型离心通风机Y-180L-4电机 1 集气罩的设计1.1 集气罩的分类按罩口气流流动方式可将集气罩分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气罩，如图1-1所示。利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩则是利用吹吸气流来控制污染物扩散的装置。按集气罩与

6、污染源的相对位置及围挡情况，还可以将吸气式集气罩分为密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩。1集 气 吸 尘 罩吹吸罩密闭集气罩半密闭集气罩外部集气罩局部密闭罩整体密闭罩大容积密闭罩箱式集气罩柜式集气罩上部集气罩下部集气罩侧吸集气罩屋顶集气罩气幕式罩旋风式罩热过程上部集气罩冷过程上部集气罩圆形平口侧集气罩矩形平口侧集气罩条缝集气罩槽边集气罩 SHAPE * MERGEFORMAT 图1-1 集气罩的分类图(1)密闭罩密闭罩是将污染源的局部或整体封闭起来的一种集气罩。其特点为所需排风量小，控制效果好，且不受室内横向气流的干扰。按密闭罩的阻挡范围和结构特点，可将其分为局部密闭罩、整体密闭罩和大容

7、积密闭罩。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 排气柜排气柜也成为箱式集气罩。由于生产工艺需要，在罩上开有较大的操作孔。操作时，通过空口吸入的气流来控制污染物外溢。其特点是控制效果好，排风量比密闭罩大，而小于其他形式集气罩。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 外部集气罩由于工艺条件的限制，有时无法对污染源进行密封，则只能在其周围附近设置外部集气罩。外部集气罩依靠罩口外吸入气流的运动而实现捕集污染物的目的。外部集气罩形式多样，按集气罩与污染源的相对位置可将其分为四类：上部集气罩，下部集气罩，侧吸罩和槽边集气罩。由于外部集气罩吸气方向与污染气流运动方向往往不一致，一般需要

8、较大的风量才能控制污染气流的扩散，而且容易受室内横向气流的干扰，致使捕集效率降低。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 接受式集气罩有些生产过程或设备本身会产生或诱导气流运动，并带动污染物一起运动，如由于加热或惯性作用形成的污染气流。接受式集气罩即沿污染气流流动方向设置集气罩口，污染气流便可借助自身的流动能量进入罩口。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 吹吸式集气罩当外部集气罩与污染源距离较大，单纯依靠罩口的抽吸作用往往控制不了污染物扩散，则可以在外部集气罩对面设置吹气口，将污染气流吹向外部集气罩的吸气口，以提高控制效果。一般把这类依靠吹吸气流的综合作用来控制污染气流

9、扩散的集气方式称为吹吸式集气罩。由于吹出气流的速度衰减的慢，以及气幕的作用，使室内空气混入量大为减少，所以达到同样的控制效果时，要比单纯采用外部集气罩节约风量，且不易受室内横向气流干扰。11.2 集气罩的设计原则 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 改进排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量减少粉尘排放及危害。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 吸尘罩尽量靠近污染源并将其围罩起来，形式有密闭型、围罩型等。如果妨碍操作可以将其安装在侧面，可采用风量较小的槽型或桌面型。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 决定集气罩安装的位置和排气方向。研究粉尘发生机理，考虑飞

10、散方向、速度和临界点。用集尘罩口对准飞散方向。如果采用恻型或上盖型集尘罩，要是操作人员无法进入污染源与吸尘罩之间的开口处，比空气密度大的气体可在下方吸引（见图1-2）。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 决定开口周围的环境条件。一个侧面封闭的吸尘罩比开口四周圈闭自由开放的吸尘罩效果好。因此，应在不影响操作的情况下四周围起来，尽量少吸入未被污染的空气。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 防止吸尘罩周围的紊流。如果捕集点周围的紊流对控制风速有影响，就不能提供更大的控制风速，有时这会使吸尘罩丧失正常的作用。 = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 吹吸式（推挽式）

11、利用喷出的力量将污染气体排出。21.3 集气罩的选择由于在冶金车间中，污染源不集中,重矿物粉尘扩散范围大,无法对污染源进行密闭，则只能在其附近设置外部集气罩。1.3.1 外部集气吸尘罩简介当有害物源密闭或围挡起来时，可以设置外部集气吸尘罩，它是利用罩口的吸气作用将距吸气口有一定距离的有害物质吸入罩内。实际的罩口具有一定的面积，为了了解吸气的气流流动规律。可以假设罩口为一个吸气点，即电汇吸气口，然后推广到实际罩口（圆形或矩形）的吸气气流流动规律。根据这些规律就可以确定外部罩的排风量。外部罩结构简单，制作方便，可分为上吸式和侧吸式两类。由于吸气罩的形状大都和伞类似，所以这类罩简称伞形罩。采用伞形罩

12、时，应考虑工艺设备的安装高度，室内横向气流的干扰因素，必要时也可采取围挡、回转、升降及其他改进措施。21.3.2 外部集气吸尘罩的设计注意事项 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 在不妨碍工艺操作前提，罩口应尽可能靠近污染物发生源，尽可能避免横向气流干扰。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 在排风罩口四周增设法兰边，可使排风量减少。一般情况下，法兰边宽度为 = * Arabic 150200mm。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 集气吸尘罩的扩张角对罩口的速度分布及罩内压力损失有较大影响。表1是在不同角下（1/2）的变化，v1是罩口的中心速度，v0是罩

13、口的平均速度。在 = 3060 * Arabic 3060时，压力损失最小。设计外部集气吸尘气罩时，其扩张角应小于（或等于） = 60 * Arabic 60。表1-1 不同角下的速度比/（）v1 /v0（）v1 /v0301.07601.33401.13902.0 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 当罩口尺寸较大，难以满足上述要求时，应采取适当措施。把一个大排风罩分割成若干个小排风罩；再罩内设挡板；在罩口上设条缝口，要求条缝口风速在10m/s以上，而静压箱内风速不超过条缝的速度的1/2；在罩口设气流分布板等，以便确保集气吸尘罩的效果。 2 1.3.3 课程设计外部集气罩的选用

14、= 1 * GB2 * MERGEFORMAT 外部集气罩依靠罩口外吸入气流的运动而实现捕集污染物的目的，因此根据附录一 大气污染控制工程课程设计任务书中的某冶金车间除尘系统管道布置图中集气罩的方位和集气的效果：1、2、3集气罩均用外部集气罩（四周有边圆形罩口）；其中，1集气罩用侧吸罩，2、3集气罩用上部集气罩。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 为了提高集气罩的控制效果，减少无效气流的吸入，罩口增加法兰边，而且集气罩的扩张角不应大于60。21.4 集气罩的参数确定1.4.1 公式介绍 外部集气罩吸风量的计算，罩口为圆形或矩形（宽长比BL0.2），沿罩子轴线的气流速度衰减公式为1

15、： （1-1）式中：u0罩口气流速度，m/s； ux控制点的控制速度，m/s； C与集气罩的结构形状和设置情况有关的系数，前面无障碍，有边的集气罩取C=0.752。 x罩口到控制点的距离，m； A0罩口面积，m3；外部集气罩吸风量公式： （1-2）于是： （1-3）又： （1-4）所以： （1-5） 1.4.2 相关参数的计算表1-2 污染源的控制速度vx3污染物的产生状况举例最小控制速度m/s以轻微的速度放散到相当平静的空气中槽内液体的蒸发，气体或烟气从敞口容器中外逸0.25-0.5以轻微的速度放散到尚属平静的空气中喷漆室内喷漆，断续地倾倒有尘屑的干物料到容器中，焊接0.5-1.0以相当大的

16、速度放散出来,或放散到空气运动迅速的区域在小喷漆室内用高压力喷漆；快速装袋或装桶；往运输器上给料1.0-2.5以高速放散出来,或是放散到空气运动迅速的区域磨床；重破碎；滚筒清理2.5-10冶金车间中多为重矿物粉尘，因此粉尘的控制速度取为1.5m/s，控制距离取为0.2m。 1.4.3 集气罩参数的计算 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 1号集气罩已知排风量，查表2，控制速度取为，控制距离根据公式： （1-4）代入数据得：解得： 取反算排风量：核算后排风量符合要求。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 2号集气罩已知排风量，查表2，控制速度取为，控制距离根据公式：（1-

17、4）代入数据得：解得： 取反算排风量：核算后排风量符合要求。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 3号集气罩已知排风量，查表2，控制速度取为，控制距离根据公式：（1-4） 代入数据得：解得： 取反算排风量：核算后排风量符合要求。图1-2 外部集气罩的三视图2 除尘器的设计2.1 冶金粉尘的介绍2.1.1 冶金粉尘的概述钢铁冶炼粉尘是钢铁生产过程中产生的粉末状物质，是钢铁工业的主要大气污染物之一。冶金粉尘分为：由物料的破碎，筛分，运输过程和堆料场所散发的粉尘，一般称为工业粉尘；在钢铁冶炼、加工过程各种炉窑排放的高温烟气中含有的烟尘。32.1.2 冶金粉尘的物理性质粉尘的性质与其发生源

18、有关。一般由物料的破碎，筛分，输送过程散发到空气中的粉尘，其化学成分，真密度等物理性质与原物料近似，颗粒较粗，大颗粒可达数百微米；炉窑烟尘是在金属冶炼或加热过程中，因物理化学过程产生的升华物或蒸气，在空气中凝结或氧化而形成的固体颗粒物，如氧气转炉烟尘，吹氧平炉烟尘，电炉烟尘等，主要是金属氧化物，颗粒很细，大都是随高温烟气经烟囱排放的。32.2 除尘器2.2.1 除尘器的分类由于生产的需要，在实践中采用了多种多样的除尘器。根据除尘机理不同，除尘器可分为机械除尘（机械力）和电除尘器（电力）两大类，在机械中有重力、惯性力、离心力、冲击、粉尘与水滴的碰撞等。过滤也是机械力的一种形式。根据在除尘改成中是

19、否采用液体进行除尘成清灰，又可分为干式除尘器，湿式除尘器。图2-1表示除尘器分类的一种方法。除尘器机械除尘器电除尘器重力除尘器惯性除尘器离心力旋风除尘器湿式袋式除尘器颗粒式除尘器塑烧板除尘器干式湿式卧式电除尘器立式电除尘器卧式电除尘器立式电除尘器 SHAPE * MERGEFORMAT 图2-1 除尘器的分类除上述分类方法外，习惯上将除尘器分为四大类。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 机械除尘器：包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器等，这类除尘器的特点是结构简单、造价低、维护方便，但除尘器效率不很高，往往用作多级除尘系统中的前级预除尘。 = 2 * GB2 * MERGEFO

20、RMAT 过滤式除尘器：包括袋式除尘器和颗粒层除尘器等，其特点是以过滤机理作为除尘的主要机理，根据选用的滤料和设计参数不同，袋式除尘器的效率可达很高（99.9%以上）。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 湿式除尘器：包括低能湿式除尘器和高能文氏观除尘器这类除尘器的特点是主要用水作为除尘的介质，一般来说，湿式除尘器的除尘效率高。当采用文氏管除尘器时，对微细粉尘去除效率仍可达99.9%以上，但所消耗的能量较高。湿式除尘器的主要缺点是会产生污水，需要进行处理，已消除二次污染。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器：即用电力作为捕尘的机理。在干式电除尘器（干法清灰）和

21、湿式电除尘器（湿法清灰），这类除尘器的特点是除尘效率高（特别是湿式电除尘器），消耗动力少；主要缺点是耗钢材多，投资高。42.2.2 除尘器的主要性能指标除尘器的技术指标主要包括除尘效率、压力损失、处理气体量与负荷适应性等几个方面。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 除尘效率在除尘工程设计中一般采用全效率作为考核指标，有时也使用分数分级效率进行表达。 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 全效率：全效率为除尘器除下的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之百分比，如下式所示： (2-1)式中：除尘器的效率，%； G1进入除尘器的粉尘量，g/s； G2除尘器除下的粉尘量，g/s。由于在

22、现场无法直接测出进入除尘器的粉尘量，应先测出除尘器进出口气流中的的含尘浓度和相应的风量，再用下式计算： (2-2)式中：Q1除尘器入口风量，m2/s； C1除尘器入口浓度，mg/m3； Q2除尘器出口风量，m2/s； C2除尘器出口浓度，mg/m3。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 总效率：在除尘系统中若有除尘效率分别为1、2n的几个除尘器串联运行时，除尘系统的总效率用表示，按下式计算： （2-3） = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 穿透率：穿透率为除尘器出口粉尘的进入量的百分比，按下式计算： （2-4） = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 分数效率：

23、分数效率c为除尘器对某一粒径dc或粒径范围内dc内含粉尘效率，如下式所示： （2-5）式中：Sc在dc的粒径范围内除尘器捕集的粉尘量，g/s； Sj在dc的粒径范围内进入除尘器的粉尘量，g/s。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 压力损失除尘器压力损失为除尘器进、出口处气流的全压绝对值之差，表示气体流经除尘器所耗机械能。当知道除尘器的局部阻力系数值时，可用下式计算。在现场可用压力表直接测出。 （2-6）式中：除尘器的压力损失，； 处理气体的密度，kg/m3； 除尘器入口处的气体速度，m/s。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 处理气体量表示除尘器处理气体能力的大小，

24、一般用体积流量(m3/h或m3/s)表示，也用质量流量（kg/h或kg/s）表示。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 负荷适应性负荷适应性良好的除尘器，当处理气体量或污染物浓度在较大范围内波动时，仍能保持稳定的除尘效率，适中的压力损失和足够高的作业率。42.2.3 除尘器的选择选择除尘器时必须全面考虑多种因素，进行综合的环境经济评价。首先是要达到国家或地方规定的排放标准，在这个前提下还要综合考虑以下几个因素，即：效果好，无二次污染，成本低（费用低）维持管理方便，简便易行。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 必须满足国家或地区规定的排放标准污染物排放标准包括以浓度控制

25、为基础规定的排放标准，排放标准空限制，锅炉或生产装置安装建立的时间不同，排放标准不同；所在的功能也不同，排放标准的要求也不同，当除尘器排放口在车间时，排放浓度应不高于车间容许浓度。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 除尘效果好要达到除尘效果好，首先根据粉尘的物理性质、颗粒大小及分布、废气含尘量的初始浓度、废气的温度等，选择性能符合要求、除尘效率高的除尘器。不同的除尘器对不同粒径的粉尘的除尘效率是完全不同的，选择除尘器是必须首先了解欲捕集粉尘的粒径分布。根据除尘器的除尘分级效率和除尘要求选择适当的除尘器。气体的含尘浓度较高时，在电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗

26、大尘粒，以更好的发挥其作用。例如，降低除尘器入口的含尘浓度，可以提高袋式除尘器投的过滤风速，可以防止电除尘器产生电晕密闭，对湿式除尘器则可以减少泥浆处理量，节省投资及减少运转和维修工作量。一般说，为减少喉管的磨损以防止喷嘴的堵塞，对文丘里、喷淋塔等湿式除尘器，希望气体含尘浓度在10g/m3以下，袋式除尘器的理想气体含尘浓度为0.210g/m3，电除尘器希望气体含尘浓度在30g/m3以下。对于高温、高湿的气体不宜采用袋式除尘器。如果烟气中同时含有SO2、NOx等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但必须注意腐蚀问题。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 无二次污染除尘过程并不能消除颗

27、粒污染物，只是把废气中的污染物转移为固体废物（如干法除尘）和水污染物（如湿法除尘造成的水污染），所以，在选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的除理问题。有些工厂工艺本身设有泥浆废水处理系统，或采用水力输灰方式，在这种情况下可以考虑采用湿式除尘，把除尘系统的泥浆和废水归入工艺系统。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 成本低（一次性投资和运行费用低）在污染物排放达到环境标准的前提下，要考虑到经济因素，即选择环境效果相同而费用最低的除尘器。即必须考虑设备的位置、可利用的空间、环境因素等，设备的一次投资（设备、安装和工程等）以及操作和维修费用等经济因素也必须考虑。42.2.4 课程设计的除

28、尘器的选用通过以上对除尘器选择原则要求的综合考虑,以及对资料中几种除尘器性能的了解和本设计题目中所给的一些设计参数,我们初步选用电除尘器对冶金车间的污染颗粒进行除尘。原因如下： = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 根据除尘效率97%，可选择下列：湿式除尘器，电式除尘器，袋式除尘器。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 考虑污染物为重矿物粉尘，如果不改变其物理化学性质，可以对粉尘进行回收利用，故在其他影响不大的情况下，最好不使用湿式除尘器，所以不采用湿式除尘器。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器的优点：压力损失小，一般为200-500Pa；处理烟气

29、量大，可达105-106m3/h；耗能低，大约0.2-0.4kWh/(1000m3)；对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99%；可在高温或强腐蚀性气体下操作。42.3 电除尘器的设计和选型电除尘器应用成功与否，是与设计、设备质量、加工和安装水平、操作条件、气体和粉尘性质等多种因素相关联的综合结果。要取得理想的除尘效果，必须了解各有关环节与除尘机理的联系，考虑各种影响因素，正确设计计算。32.3.1 影响电除尘器性能的因素影响电除尘器性能有诸多因素，可大致归纳为3个方面：烟尘性质、设备状况和操作条件。这些因素之间相互联系如图所示，由图2-2可知，各种因素影响直接关系到电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内

30、粉尘收集和二次扬尘这3个环节，而最后结果表现为除尘效率的高低。图2-2 影响电除尘器性能图 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 除尘效率的影响：粉尘的比电阻，适用于电除尘器的比电阻为1041011cm。比电阻低于104cm的粉尘，其导电性能强，在电除尘器电场内被收集时，到达沉降极板表面后会快速释放其电荷，而变为与沉降极同性，然后又相互排斥，重新返回气流，可能在往返跳跃中被气流带出，所以除尘效果差；相反，比电阻高于1011cm以上的粉尘，在达到沉降极以后不易释放其电荷，使粉尘层与极板之间可能形成电场，产生反电晕放电。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 烟气湿度：烟气湿度

31、能改变粉尘的比电阻，在同样温度条件下，烟气中所含水分越大，其比电阻越小。粉尘颗粒吸附了水分子，粉尘的导电性增加，由于湿度增大，击穿电压上长，这就允许在更高的电场电压下运行。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 烟气温度：气体温度也能改变粉尘的比电阻，而改变的方向却有几种可能：表面比电阻随温度的上升而增加（者只在低温度交接处有一段）过渡区，表面和体积比电阻的共同作用区。电除尘器工作温度可由粉尘比电阻与气体温度关系曲线来选定。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 粉尘浓度：电除尘器对所净化的气体的含尘浓度有一定的适应范围，如果超过一定范围，除尘效果会降低，甚至中止除尘过程，

32、因为在电除尘器正常运行时，电晕电流是由气体离子和荷电尘粒（离子）两部分组成的，但前者的驱进速度约为后者的数百倍(气体离子平均速度为60100m/s，尘粒速度大体在60cm/s以下）。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 粉尘粒径分布：试验证明，带电粉尘向沉淀极移动的速度与粉尘颗粒半径成正比，粒径越大，除尘效率越高；尺寸增至2025m之前基本如此；尺寸至2040m阶段，可能出现效率最大值；再增大粒径，其除尘效率下降，原因是大尘粒的非均匀性具有较大导电性，容易发生二次扬尘和外携。42.3.2 电除尘器选用注意事项 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器适用于大风量的除

33、尘系统、高温烟气及净化含尘度较高的气体（40g/m3），含尘浓度超过60g/m3，一般应在电除尘器前设预净化装置，否则会产生电晕闭塞现象，影响净化效率。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器能捕集细粒径的粉尘（小于0.14m），对过细粒径、密度又小的粉尘，选择电除尘器时应适当降低电场风速，否则易产生二次扬尘，影响净化效率。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器适用于捕集比电阻在10451010范围内的粉尘，当粉尘比电阻低于104时，粉尘沉积于极板后容易重返气流，粉尘比电阻高于51010时容易产生反电晕，因此，不宜选用干式除尘器，如先用300mm极距的干式

34、除尘器，可在电除尘器进口前对烟气采取增湿措施，或对粉尘有效驱进速度选低值。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器的气流分布要求均匀，为使气流分布均匀，一般在电除尘器入口处设气流分布板13层，并进行气流分布模拟实验，气流分布板必须根据模拟实验合格后的层数和开口率进行制造。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 对净化湿度大或露点温度高的烟气，电除尘器要采取保温或加热措施，以防结露；对于湿度较大的气体或者达到露点温度的烟气，一般可采用湿式除尘器。 = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 电除尘器的漏风率尽可能小于2%，减少二次扬尘，使净化效率不受影响。 = 7

35、 * GB2 * MERGEFORMAT 黏结性粉尘，可选用干式除尘器，但应提高振打强度；沥青与尘混合物的粘结粉尘，采用湿式除尘器。42.3.3 电除尘器的有效驱进速度的计算电除尘器的除尘效率可由德意希公式1表达：=1-e-sw （2-7）式中：除尘效率，%； S极板的比表面积，m2； 粉尘的有效驱进速度，m/s。由于电除尘器中影响粉尘电荷及运动的因素很多，理论计算值与实际相差很多，所以不得不沿用经验型或半经验性的方法来确定驱进速度值， 各种工业粉尘的有效驱进速度如下表所示。表2-1 各种工业粉尘的有效驱进速度粉尘种类有效驱进速度（m/s)粉尘种类有效驱进速度（m/s)煤粉（飞灰）0.100.

36、14冲天炉（铁焦比）=100.030.04纸浆及造纸0.08水泥生产（干法）0.060.07平炉0.06水泥生产（湿法）0.100.11酸雾（H2SO4)0.060.08多层床式焙烧炉0.08酸雾（TiO2)0.060.08红磷0.03氧气转炉0.08石膏0.160.20催化剂粉尘008二级高炉（80%生铁）0.125由于所给的是数值范围，烟尘类别亦有限，因此确定值时应考虑下列因素。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 分析电除尘器的应用状况，适当取值，即应全面了解所需净化烟尘的性质，估计将应用除尘器的装备及运行条件，然后再给定值。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT

37、对比所需净化烟尘相同及类似工艺中已应用的电除尘器，由其实测的效率、伏安特性等获得各项运行参数，反算出值。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 通过试验获得值，对某些工艺，特别是未曾用过电除尘器的工艺或是烟尘性质与应用中电除尘器有很大区别时，通过小型试验取得有关数值。4由表2-1可知，飞灰的驱进速度We=0.10-0.14m/s之间,故取We=0.12m/s。2.3.4 比集尘板表面积的确定根据公式4 ： （2-8）式中 : A 集尘极面积,m2； 集尘效率； Q-处理气量，m3/h； We粉尘的有效驱进速度,m/s。处理气量： （2-9）则： （2-10） 2.3.5 电除尘器的选

38、型型号有效截面积（m2）处理风量（m3/h）电场清灰方式设备阻力（Pa）允许最高温度（）除尘效率外型尺寸（mm）电厂内烟气压力（10Pa）重量（kg）电场风速（m/s）GD7.57.61890024300拨叉式机械振打9950+20200236760.70.9综合以上各个因素，选择GD系列管极式电除尘器，其具体参数如下表：表2-2 电除尘器参数表其三视图如下：图2-3 GD7.5管极式电除尘器三视图图2-4 GD7.5管极式电除尘器详细图3 确定计算环路进行除尘系统管网阻力计算3.1相关参数3.1.1管道数据由管道布置图可知管道数据如表3-1所示：表3-1 管道数据表管段号1234567流量Q

39、（m3/h）5000380088003150119501195011950管长L（m）11656484具体计算过程如下（只针对管段3、5、6、7）：管段3：管段5：管段6：管段7：3.1.2 管件局部压力损失系数表1管件和阀件名称值标准弯头45，=0.7590，=0.7590方形弯头1.3180回转头1.5活接管0.4弯管R/d30456075901051201.50.80.110.140.160.1750.190.202.00.070.100.120.140.150.160.17突然扩大A1/A200.10.20.30.40.50.60.70.80.9110.810.640.490.360.

40、250.160.090.040.011突然缩小A1/A200.10.20.30.40.50.60.70.80.910.50.470.450.380.340.30.250.200.150.090表3-2 管件局部压力损失系数表3.2 管径和压力损失计算查表3-3除尘管道内最低气流速度可知：重矿物粉尘在水平管道中的最低气流速度为16m/s。故这里取。表3-3 除尘管道内最低气流速度除尘性质垂直管水平管粉尘性质垂直管水平管粉状的黏土和沙1113铁和钢（屑）1820耐火泥1417灰土、沙尘1618种矿物粉尘1416锯屑、刨屑1214轻矿物粉尘1214大块干木屑1415干型砂1113干微尘810煤灰10

41、12燃料粉尘14161618湿土（2%以下水分）1518大块湿木屑1820铁和钢（尘末）1315谷物粉尘1012棉絮810麻（短纤维粉尘、杂质）812水泥粉尘8121822管段1：根据，查“全国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速： （3-1）动压为18.76mm水柱，即动压 （3-2）则摩擦压力损失为: （3-3） 各管件局部压力损失系（查手册）为：集气罩2：1=0.12；90弯头(R/d=1.5)2=0.25；30直流三通3=0.12 （对应直通动压的局部压力损失系数） （3-4）则局部压力损失为： （3-5） 管段2：根据，查“全国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速： （3-6

42、）动压为18.76mm水柱，即 （3-7）则摩擦压力损失为: （3-8） 各管件局部压力损失系数(查手册)为：集气罩1：=0.15；90弯头(R/d=1.5)两个=0.25； 合流三通旁支管 （3-9）则局部压力损失为： （3-10）管段3：根据，查“全国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速 （3-11）动压为18.76mm水柱，即动压 （3-12）则摩擦压力损失为: （3-13）各管件局部压力损失系数（查手册）为：合流三通对应总管动压的局部压力损失系数1=0.11 ；直流三通2=0.12 (对应直通动压的局部压力损失系数) （3-14）则局部压力损失为： （3-15）管段4：根据，查“全

43、国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速： （3-16）动压为14.53mm水柱，即动压 （3-17）则摩擦压力损失为： （3-18）各管件局部压力损失系数(查手册)为：集气罩3：=0.19；90弯头(R/d=1.5)=0.25；合流三通旁支管 （3-19）则局部压力损失为： （3-20）管段5：根据，查“全国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速 （3-21）动压为17.91mm水柱，即 （3-22）则摩擦压力损失为： （3-23）各管件局部压力损失系数(查手册)为：合流三通对应总管动压的局部压力损失系数=0.11 ； 除尘器的压力损失为981Pa(进出口压力损失忽略不计) 则局部压力损

44、失为： （3-24）管段6：根据，查“全国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速： （3-25）动压为17.91mm水柱，即 （3-26）则摩擦压力损失为： （3-27）各管件局部压力损失系数(查手册)为：该管段局部压损主要包括风机进出口以及排风口伞形风帽的压力损失，若通风机入口处变径管压力损失忽略不计，风机出口（估算），伞形风帽（） （3-28） 则局部压力损失为： （3-29）管段7：根据，查“全国通用通风管道计算表5”计算得：，实际流速 （3-30）动压为17.91mm水柱，即 （3-31）则摩擦压力损失为： （3-32）各管件局部压力损失系数（查手册）为：该段有90弯头（R/d=1.

45、5）两个 （3-33）则局部压力损失为： （3-34）3.3 并联管路压力平衡 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT （3-35） （3-36） （3-37）节点压力不平衡，采用调整管径的方法，进行压力平衡的调节：据式： （3-38）调整后管径为： （3-39）圆整管取径260mm则实际流速： （3-40） = 2 * GB2 * MERGEFORMAT （3-41） （3-42） （3-43）节点压力不平衡,采用调整管径的方法,进行压力平衡的调节：据式： （3-44） 调整后管径为： （3-45）圆整管取径220mm则实际流速： （3-46）3.4 除尘系统总压力损失 （3-47）

46、 （3-48） （3-49） （3-50） （3-51） （3-52）具体结果见附录五管道计算表。4 选择通风机和电动机4.1 通风机4.1.1 通风机基本型式 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 通风机按气流运行方向分类可分为离心式和轴流式通风机。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 离心通风机按进气方式可分为单式吸入和双吸入两种。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 通风机按旋转方向可分为顺时针旋转和逆时针旋转。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 通风机的传动型式可分为电动机直联、皮带轮、联轴器等。74.1.2 通风机的主要性能参数 通风机

47、的主要性能参数包括流量（可分为排气与送风量）、压力、气体介质、转速、功率。如下表所示： 表4-1 通风机参数项目单位备注流量风量、标准风量m3/min、m/3h、kg/sm3/min（NTP）、m3/h（NTP）最大、最小风量喘振点压力进气及出气静压、风机静压、全压、升压Pa、MPa气体介质湿度温度密度灰尘量及灰尘的种类气体的种类%、kg/m3kg/m3（NTP）g/m3、g/m3(NTP)、g/min最高、最低温度相对湿度和绝对湿度附着性、磨损性、腐蚀性腐蚀性、有毒性、易爆性转速r/min滑动定速、变速（转速范围）功率有效功率内部功率轴功率kW带动驱动方法直联液力联轴器注：NTP表示标准工况

48、。74.1.3 通风机选型原则 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 在选择通风机前，应了解国内通风机的生产和产品质量情况，如生产的通风机品种、规格和各种产品的特殊用途，以及生产厂商产品质量、后续服务等情况综合考察。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 根据通风机输送气体的性质不同，选择不同用途的通风机。如输送有爆炸和易燃气体的应选防爆通风机；输送煤粉的应选择煤粉通风机；输送有腐蚀性气体的应选择防腐通风机；在高温场合下工作或输送高温气体的应选择高温通风机等。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 在通风机选择性能图表上查得有两种以上的通风机可供选择时，应优先选择

49、效率高、型号较小、调节范围较大的一种。 = 4 * GB2 * MERGEFORMAT 当通风机配用的电功率75kw时，可不装设启动用的阀门。当排送高温煤气或空气而选择离心锅炉引风机时，应设启动用的阀门，以防冷态运转时造成的过载。 = 5 * GB2 * MERGEFORMAT 对有消声要求的通风系统，应首先选择低噪声的风机，例如效率高、叶轮圆周速度低的通风机，且使其在最高效率点工作；还要采取相应的消声措施，如装设专门消声设备，通风机和电动机的减振措施，一般可采用减振基础，如弹簧减振器或橡胶减振器等。 = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 在选择通风机时，应尽量避免采用通风机并联或串

50、联工作。当通风机联合工作时，尽可能选择同型号同规格的通风机并联或串联工作；当采用串联时，第一级通风机到第二级通风机之间应有一定的管路联结。 = 7 * GB2 * MERGEFORMAT 原有除尘系统更换用新的通风机应考虑充分利用原有设备、适合现场安装及安全运行等问题。根据原有风机历年来的运行情况和存在问题，最后确定风机的设计参数，以避免采用新型风机时所选用的流量、压力不能满足实际运行的需要。74.2 风机电动机4.2.1 电动机的分类 电动机的种类有很多，分类方法有多种。通常划分为交流电动机、直流电动机和特种电动机等三大类。工厂企业中常见的电动机型式有三相鼠笼转子异步电动机和绕线转子异步电动

51、机；除尘工程常用的电动机为三相异步电动机。74.2.2 电动机的选择电动机的选择内容应包括：电动机的类型、安装方式及外形安装尺寸额定功率、额定电压、额定转速、各项性能经济指标等，其中以选择额定功率最为重要。 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 选择电动机功率的原则在电动机能够满足各种不同风机的前提下，最经济最合理地确定电动机功率的大小。如果功率选的过大。会出现“大马拉小车”现象，这不仅使风机投资费用增加。而且因电动机经常温度升高，绝缘易老化，会缩短电动机的使用寿命，同时还可能造成启动困难。因此，选择电动机时，首先应是在各种工作方式下选择电动机的额定功率。选择电动机的基本步骤包括：从

52、风机的要求出发，考虑使用场所的电源、工作环境、防防护等级及安装方式、电动机的效率、功率因数、过载能力、产品价格、运行和维护费用等情况来选择电动机的电气性能和力学性能，是使被选的电动机能达到安全、经济、节能和合理使用的目的。 = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 电动机类型的选择对无调速要求的机械，包括连续、短时、周期工作等工作制的机械，应尽量采用交流异步电动机；对启动和制动无特殊要求的连续运行的风机，宜优先采用普通笼型异步电动机。如果功率较大，为了提供电网的功率因素，可采用同步电动机，某些周期性工作制的风机，若采用交流电动机在发热、启动、制动特性等方面不能满足需要，宜采用直流电动机。

53、只要求几种转速的小功率机械，可采用变极多速（双速、三速、四速）笼型电动机：对调速平滑程度要求不高，且调速比不大时，宜采用绕线转子电动机或电磁调速电动机，在调速范围在1:3以上，且需连续稳定平滑调速的机械宜采用直流电动机或变频调速电动机。 = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 电动机结构形式的选择电动机安装形式按其安装位置的不同，可分为卧式和直式两种。风机电动机应按照风机结构的不同，合理地选择电动机的结构形式。为了防止电动机被周围的媒介质所破坏，或因电动机本身的故障引起灾害，必须根据不同的环境选择适当的防护形式。 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 开启式：电动机外表有很大

54、的通风口，散热条件好，价格便宜，但水汽、灰尘、铁屑或油液容易侵入电动机内部，因此只能由于干燥及清洁的工作环境。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 防护式：电动机的通风口朝下，且有防护网遮掩，通风冷却条件较好，它一般可防滴、防雨、防溅以及防止外界杂物从与垂直方向成小于45角的方向落入电机内部，但不能防止潮气及灰尘的侵入，所以使用于比较干燥、灰尘不多、无腐蚀性和爆炸性气体的场所。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 封闭式：封闭式电动机又分为自冷式、强迫通风式和密闭式三种。前两种结构形式的电动机，潮气和灰尘都不易进入电动机内部，能防止从任何方向飞溅来的水滴和其他杂物侵入，

55、适用于潮湿、尘土多，易受风雨侵蚀、易引起火灾、有腐蚀性蒸气和气体的各种地方，密闭式电动机一般用于水中，风机很少选用。 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 防爆式：在密闭式结构基础上制成隔爆型、增安型、正压型和无花火型，适用于有可燃性气体和空气混合物的危险环境，如油库、煤气站或矿井等场所。74.3 公式介绍4.3.1 风量计算公式选择通风机的风量按下式计算： 1 （4-1）式中：qv管道计算的总风量，m3/h； K1考虑系统漏风所附加的安全系数.一般管道取K1=0.1；除尘管道取K1=0.1-0.15。 4.3.2 风压的计算公式选择通风机的风压按下式计算： 1 （4-2）式中：p管

56、道计算的总压力损失,Pa； K考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数。一般管道取K2=0.1-0.15，除尘管道取K2=0.15-0.2； 通风机性能表中给出的标定状态的空气密度压力温度。一般说，p0=101.325kpa；对于通风机T0=20，0=1.2kg/m3，对于引风机T0=200，0=0.745kg/m3。 运行工况下进入通风机时的气体密度、压力和温度。计算出qv,0和p0后，即可按通风机产品样品本给出的性能曲线或表格选择所需通风机的型号规格。4.3.3 电动机的功率Ne公式电动机的功率可按下式计算： 1 （4-3）式中：K电动机备用系数，对于通风机，电动机功率为2-5kW

57、时取1.2，大于5kW时取1.15，对于引风机取1.3； 1通风机全压效率，可以由通风机样本中查的，一般为0.5-0.7； 2机械传动效率，对于直联传动为1，联轴器传动为0.98，皮带传动为0.95。4.4 选择通风机和电动机 = 1 * GB2 * MERGEFORMAT 选择通风机的计算风量： （4-4） = 2 * GB2 * MERGEFORMAT 选择通风机的计算风压： （4-5） = 3 * GB2 * MERGEFORMAT 电动机功率： （4-6）根据上述风量和风压，在通风机样本上（具体见附录三）选择C648，No.6C型离心通风机，其性能参数与配套电动机参数如下表：表4-2通

58、风机和配套电动机参数表机号No转速(r/min)风量(m/h)风压（Pa）电动机传动方式型号功率6C1480212002136Y-180L-422E配套电机的型号为Y-180L-4，其功率为22kW，大于20.09kW，符合要求。小结本次大气污染控制工程课程设计我们主要设计冶金车间的粉尘的除尘系统，通过这次课程设计我们更加理解和深化了书上的知识和内容，理解大气污染控制的原理、方法和有关设计计算等，了解了气体污染控制技术在一些行业生产过程中的应用。设计中主要是根据风量和风压选择以及除尘器和通风机。通过计算冶金厂排尘量及粉尘的计算进而确定除尘器的选择，通过计算各管段的管径，长度，和出口内径以及系统

59、总阻力确定通风机选择。由于设计的是冶金厂，产生的粉尘量比较的多，颗粒物粒径也比较大，所以需将管路分开计算最后再合并管路，便于计算和设备的选择。在课程设计过程中，我们也遇到了很多问题，这不仅需要我们以往的知识进行总结，还需要我们不断地去学习新知识，通过查阅书籍来获取我们所需要的知识，作为大学生的我们要学习利用各种资源来扩充我们的知识，开阔我们的视野。这才是我们做课程设计的目的，重要的是结果，但更更重要的是是我们在这一过程中所收获的果实。 由于设计时间较晚，在设计时用到的知识稍有欠缺，但是通过查找教科书和资料找到了一些相关的信息，也顺利的完成了本次设计。设计和计算中避免不了出现不足和错误，望老师见

60、谅。此外由于CAD画图并不是非常擅长，所以，除尘器和集气罩的三视图制作的并不是非常漂亮，也望老师可以体谅。同时感谢老师对我们的辅导，让我们知道该怎么去进行课程设计。最后感谢小组成员的积极配合，让我们的工作顺利完成，最终圆满完成我们的大气污染控制工程课程设计。参考文献1廖雷，解庆林，魏建文.大气污染控制工程M.北京：中国环境科学出版社，2012：230-236.2刘天齐.三废处理工程技术手册（废气卷）M.北京：化学工业出版社，1999：220-580.3郝吉明，马广大，王书肖.大气污染控制工程M.北京：高等教育出版社，2010:556-559.4张殿印、王纯等编.除尘工程设计手册M.北京：化学工