除尘工程设计手册

31第三章尘源泉把握与集气吸尘罩设计的设计和排气量的计算，还介绍无罩尘源把握方法。第一节 集气吸尘罩分尖和工作机理一、集气吸尘罩分类集气吸尘罩因生产工艺条件和操作方式的不同，形式很多，按集气吸尘罩的作用和构造，主要分为四类；密闭罩、半密闭罩、外部罩和吹吸罩。具体分类如图3-1所示。二、集气吸尘机理气口气流的吹出流淌。对集气吸尘罩多数的状况是吸气口吸入气流。1、吸入口气流一个放开的管口是最简洁的吸气口，当吸气口口服气时，在吸气口四周形成负3-2〔a〕所示。由于通过每个等速面的吸气量相等，假定点汇的吸气量为Q，等速面的半径分1 别为r和平r，相应的气流速度为 和 1 1 2Q4r2v

〔3-1〕1 1 1 2Q——气体流量，m3/s;v、v1

12上的气流速度，m/sr、r12的半径，m。1 2r、r (r/r)2 〔3-2〕1 2 2 1可见，点汇外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方成反比。因此设计集气吸尘罩时，应尽量削减罩口逞能污染源的距离，以提高捕集效率。3-2〔b〕所示，吸气范围削减一半，其等速面为半球面，则吸气口听吸气量为Q2r2v

〔3-3〕式中符号同前。

1 1 1 21倍。因此在设计外部集气罩时，应尽量削减吸气范围，以便增加把握效果。实际上，吸气口有肯定大小，气体流淌也有阻力。形成吸气区气体流淌的行事面不是球面而是椭球面。依据试验数据，绘制了吸气区内气流流线和速度分布，直3-33-43-53-33-4x/d〔xd为吸气口直径，等速面的速度值是以吸气口流速v03-51:2的矩形吸气口吸入气流的等速线，图中数值表示中心轴离吸气口的距离以及在该点气流与吸气口以速v0的百分比。依据试验结果，吸气口气流速度分布具有以下特点。㈠①在吸气口四周等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距离x椭圆面，而在1倍吸气口直径d处已接近为球面。因此，当x/d＞1时可近似当作点Q可按式〔3-、式〔3-〕计算。x/d=1时，该点气流速度已大约降至吸气口以速的7.5％。如图3-3所示。当x/d＜1时，依据气流衰减规律则不同。而吸气口构造形式不同，其气流衰减规律则不同。2、吹出气流运动规律空气从孔口吹出，在空间形成一股气流称为吹出气流或射流。据空间界壁对射〔吹向无限空间〔吹向有限空间吸尘罩和吹吸式集气吸尘罩时，均要应用空气射流的根本理论。3-6圆锥的半顶角a称为射流的集中角。射流内的轴线速度保持不变半等于吹出速度v0AOD锥体。由吹气口核心被冲散的这一段称质〔速度、温度、浓度等〕均保持其原有特性。射流核心消逝的断面BOE称为过渡断面。过渡断面以后称为射流根本段，射流起始段是比较短的，在工程设计中实际意义不大，在集气吸尘罩设计中常用到的等温圆射流和扁射流根本段的参数计算公3-1中。其次节 集气吸尘罩设计一、集气吸尘罩设计原则①改善排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量削减粉尘排放及危害。操作，可以将其安装在侧面，可承受风量较小的槽形式桌面型。吸引〔3-9〕染的空气。供给更大的把握风速，有时这会使吸尘罩丧失正常的作用。⑥吹吸式〔推挽式〕利用喷出的力气将污染气体排出。的最小风速被称为把握风速。二、密闭集气吸尘罩密闭罩的设计留意事项密闭罩的设计留意事项①密闭罩上通过物料的孔口设弹性材料制作的遮尘帘。②密闭罩应尽可能避开直接连接在振动或往复运动的设备机体上。③胶带机受料点承受托辊时，因受物料冲击会使胶带局部下陷，在胶带和密闭④密闭罩上受物料撞击和磨损的局部，必需用结实的材料制作。密闭罩的设置应不阻碍操作和便于检修闭机敏。②密闭罩上需要拆卸局部的构造应便于拆卸和安装。应留意罩内气流运动特点①正确选择密闭罩形式和排风点位置，以合理地组织内气流，使罩内保持负压。②密闭罩需有肯定的空间，以绘冲气注以，减小正压。③操作孔、检修门应逸开气流速度较高的地点。密闭罩的根本形式较小，适用于产尘气流速度较小，瞬时增压不大，且集中、连续扬尘的地点，如胶3-10。整体密闭罩将产生粉尘的设备地点大部密闭，设备的传动局部留在外面的密闭罩、其物点是密闭罩本身为独立整体，易于密闭。通过罩上的观看孔可对设备进展监视，设备传动局部的修理。可在罩外进展。这种密闭方式适用于具有振动的3-11。点是罩内容积大，可以缓冲含尘气流，减小局部正压。通过罩上的观看孔能监视设备的运行，修理设备可在罩内进展。这种密闭方式适用于多点产尘、阵发性产生和3-12。密闭罩计算的负压，以防污染物逸出罩外污染车间环境。3123=Ｑ1+Ｑ2理论上计算Ｑ1和Ｑ2是困难的，一般是按阅历公式或计算表格来计算密闭罩的排风量。计算法如下：按产生污染物气体与缝隙面积计算排风量其计算式如下：Ｑ3＝3600KvAQ2 式中KK=1.05～1.1；v1～4m/s；A——密闭罩开启孔及缝隙的总面积，m2；，m3/h。2 3按截面风速计算排风量此法常用于大容积密闭罩。一般吸气口设在密闭室的上口部，其计算式如下：Ｑ=3600Av 〔3-12〕式中Ｑ——所需排风量，m3/h；Ａ——密闭罩截面积，m2；v0.25～0.5m/s。按换气次数计算法计算排风量该方法计算较简洁，关键是换气次数确定，换气次数的多少视有害物质的浓度、罩内工作状况〔能见度等〕而定，一般有能见度要求时换气次数应增多，否则可少。其计算式如下：Ｑ＝3600Ａv 〔3-13〕式中Ｑ——排风量，m3/h；n——换气次数，当Ｖ＞20m3时，取n=7；Ｖ——密闭罩容积，m3；密闭罩的构造密闭罩的材料和构造形式应结实耐用，严密性好，卸折便利。由小型型钢和薄盖板；对大型密闭罩为便于生产设备的检修，可局部承受凹槽盖板。凹槽盖板密闭罩由很多装配单元组成，各单元的几何外形〔矩形、梯形、弧形等〕按实际需要打算，每个单元的边长不宜超过1.5m。每个单元由凹槽框架、密闭3-13所示。3-2选取。3-2凹槽宽度密闭盖长边尺寸/mm凹槽最小宽度/mm密闭盖长边尺寸/mm凹槽最小宽度/mm＜500141000~150025500～100017＞150040②凹槽密封填料，应承受弹性好、耐用、价廉的材料，一般可用硅橡胶海绵、无石棉橡胶绳、泡沫塑料等。硅橡胶海绵压缩率不超过60％，耐温70～80℃以上，1kg40×17mm8～9m。填料可用胶粘在凹槽内。③压紧装置如图3-14所示，它有四咱不同形式的联结，可依据实际需要加以组合。图中〕〔b〕为经常启闭或小密闭盖的压紧装置。3-3中所列材料承受。密闭盖长边尺寸平密闭盖弧形密闭盖密闭盖长边尺寸平密闭盖弧形密闭盖/mm凹曹角钢盖板角钢填料厚度/mm凹槽角钢盖板角板填料厚度/mm＞170045×440×417－－－1500～170045×440×41740×440×4171200～150030×430×41730×430×4171000～120030×430×41030×430×417500～100025×325×31025×325×310＜50025×325×31025×325×310(2)提高密闭罩严密性的措施3-15所示。②砂封盖板。知用于封盖水平面上需要经常翻开的孔洞，如图3-16所示。③柔性连接。振动或往复移动的部件与固定部件之间，可用柔性材料进展封闭，如图3-17所示，一般承受挂胶的帆布或皮革、人造革等材料。当设备运转要求柔性连接件有较大幅度的伸缩时，连接件可做成手风琴箱形。三、柜式集气吸尘罩柜式集气吸尘罩设计留意事项①柜式罩排风效果与工作口截面上风速的均匀性有关。设计要求柜口风速不小于平均风速的80％；当柜内同时产生热量时，为防止含尘气体由工作口上缘逸出，应在柜上抽气；当柜内无热量产生时，可在下部抽风。此时工作口截面上的任何一10％，下部排风口紧靠工人台面。②柜式罩安装活动拉门，但不得使拉门将孔口完成关闭。图3-18为常用的几种柜式罩的形式。1.1的安全系数。系统，避开相互影响。柜式罩排风量的计算式中Ｑ——排量量，

Ｑ=3600vAV 〔3-14〕Bv——工作口截面处平均吸气速度〔3-，m/s；——泄漏安全系数，一般取1.05～1.10，假设有活动设备，经常需拆卸时，可1.5～2.0；A——工作口、观看孔及其他也口的总面积，m2；VB——产生的有害物容积，m3。柜式罩的排风形式下部排风柜式罩当通风柜内无发热体，且产生的有害气体密度比空气大，3-19。3-20。害气体时，应在柜内上、下部均设置排气点，并装设调整阀，以便调整上、下部排风量的比例，可选用上、下联合排风柜。上、下联合排风柜具有使用机敏的物点，但其构造较简单。图3-21(a)所示具有上、下排风口中，承受固定导风板，使1/3的风量由上部排风口排走，2/33-21(b)所示具有固定的导1条，各自设有风量调整板，可按不同的工艺操作状况进展调整，并使操作口风速保持均匀。一般各排风条缝口听最大开启面积相等，且为柜后垂直风道截面积的一半。排风条缝口处的风速一般取5～7.5m/s。四、外部集气吸尘罩当有害物源不能密闭或围挡起来时，可以设置外部集气吸尘罩，它是利用罩口为了了解吸气的气流流淌规律，可以假想罩口为一个吸气点，即点汇吸气口，然后推广到实际罩口〔圆形或矩形〕的吸气气流流淌规律。依据这些规律就可以确定外部罩的排风量。大都和伞相像，所以这类罩简称伞形罩。时也可实行围档、回转、升降及其他改进措施。1.外部集气吸尘罩的设计留意事项横向气流干扰。150～200mm。③集气吸尘罩的扩张角a对罩口的速度分布及罩内压力损失有较大影响。表3-5是在不同a角下〔v /v〕的变化，v是罩口听中心速度，v是罩口的平均速度，在c 0 c 0a=30°～60°时，压力损失最小设计外部集气吸尘所时，其扩张角a应小于〔或等于〕60°。3-5不同角下的速度比3040v /v1.071.13c 06090v /v1.332.0c 0④当罩口尺寸较大，难以满足上述要求时，应实行适当的措施。例如把一个大排风罩分隔成假设干个小排风罩；在罩内设挡板；在罩口中设条缝口中，要求条缝口处风速在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。以便确保集气吸尘罩的效果。⑤各种排风口听局部阴力系统数在表3-6中列出。2.外部集气吸尘罩的排风量排风量可用下式计算；Ｑ=v0

F 〔3-15〕式中Ｑ——吸气罩的排风量，m3/h；v——罩口中的吸气平均速度，m/s；0F——罩口面积，m2。吸尘罩的构造、吸入气流速度分布、罩口力损失的变化，都会影响排风量：表3-7所列为不同构造形式是排风量计算公式。从表3-7x和vx

，见图3-22x为把握点至罩口听距离。把握点是指有污染源至罩口最远的点这里vx

称为把握风速，也就是3-8选取。3-8把握点的把握风速vx污染物放散状况气运动快速的区域快速的区域

举 例外逸料到容器中；焊接装桶；往运输器上给料磨削；重裂开；滚筒清理

最小把握风速0.25～0.50.5～1.01.0～2.52.5～10冷过程伞形罩冷过程伞形罩的尺寸和安装形式如图3-27所示。为了避开横向气流的影响，罩H0.3A〔A为罩口噬边尺寸。为了保证排气效果，罩口尺寸应大于尘源的平面投影尺寸：A=a+0.8H 〔3-32〕B=b+0.8H 〔3-33〕D=d+0.8H 〔3-34〕式中a、b——有尘物源泉长、宽，m；A、B——罩口的长、宽，m；m；d——圆形尘源直径，m；D——罩口直径，m。90°～120〔3-2两边及三边上设置，挡板越多，吸气范围越小，排气效果越好。对于图3-27所示的伞形罩推举承受下式计算式中Ｑ——排风量，

Ｑ=K·C·H·v0

〔3-35〕C为未设挡板局部的有尘源的周长；v——罩口中平均流速，m/s3-9选用；0KK=1.4。3-9开口面流速罩子形式断面流速/〔m·s-1〕罩子形式断面流速/〔m·s-1〕未设挡板1.0～1.27两面挡板0.76～0.9一面挡板0.9～1.0三面挡板0.5～0.76热过伞形罩热过程伞形罩依据罩口距污染源的高度的大小可分为两类，当高度等于或大于F1.5F

〔F为热源水平投影面积〕1.5

或小于1mF时，称为低悬罩。F(1)上流淌，在向上流淌过程中不断地卷入四周空气，流量越来越大，射流断面也越来越大，形成圆锥体，该圆锥体的锥顶称为假想热点源。图3-29所示为高悬伞形罩的工作示意图。图中d表示圆形热源的直径。假设是矩形热源泉，dO”至罩口距离为〔H＋Z〕Dc为：五、吹吸式集气吸尘罩吹吸式集气吸尘罩的形式吹吸罩需要考虑到吸气口吸气速度衰减很快，而吹气气流形成的气幕作用的距离较长的特点，在槽面的一侧设喷口喷出所，而另一侧为吸气口中，吸入喷出的所以及被气幕卷入的四周空气和槽面污染气体。这种吹吸气流共同作用的集气罩称为出，在吹吸气流的共同作用下，气幕将整个槽面均掩盖，从而把握了污染气流不致外溢到室内空气中去。由于吹吸罩具有风量小，把握污染效果好，抗干扰力量强，不影响工艺操作等特点。在环境工程中得到广泛的应用。吹吸式集气吸尘罩除了图3-303-31所示。吹吸罩的计算吹吸罩设计计算的目的是确定吹量量、吸风量、吹风口高度、吹出气流速度以及吸风口度和吸入气流速度。通常承受的方法是速度把握法，只要保持吸风口前吹气射流末端的平均速度不小于肯定的数值〔0.75～1.0m/s染物进展有效的把握。气幕式吹吸罩计算的主要步骤如下。六、屋顶集气吸尘罩1.屋顶集气吸尘罩的形式兼有自然换气的作用。下面介绍几种不同形式的屋顶集尘罩。顶部集尘罩方式[见图3-32(a)]在含尘气体排放源泉及吊车上方屋顶部位设置，直接抽出工艺过程中产生的烟气，捕集效率较高。将厂房顶部视为烟囱贮留烟气，并组织排放，可以削减处理风量。但假设贮留与抽气量不平衡，就会消灭烟气回流现象，使作业环境恶化。天窗开闭型屋顶密闭共用方式[见图3-32(c)]少时只使用天窗自然换气，当烟气量骤增时启用排气罩，可保持作业区环境良好，很适用于处理阵发性烟气，但维护工作量大。顶部集尘罩及屋顶密闭共用方式[见图3-32(d)]为以上3效率高，作业环境好，处理风量大，但设备费用高。屋顶电除尘方式[见图3-32(e)]在厂房屋顶装设除尘器，将捕集的烟气，除了车间内各种热源泉产生的上升烟气外，还应包括四周的诱导空气，因此处理风量较大，一般比原始烟气量大3～4倍。其排烟量的大小，一般都通过测定和模拟试验的方法来确定排烟量。公式的取得也都是通过对模型试验进展连续的测定，制成图，找出规律，而后推算出来的。因此，这些公式的应用具有很大的局限性。图3-33是已建成的电炉车间屋顶集尘罩的排烟量与炉容量的关系图。平均每吨钢烟气发生为100m3/min.还有一些设计者对污染源比较分散的车间，按厂房换气量，估算屋顶集尘罩的排风量。依据笔者阅历，用这种方法估算排风量，厂房的换气次数至少是5次／h，否则会使车间内部污染加重。屋顶罩还可用计算高悬罩的方法进展设计计算高悬罩〔3-2。屋顶罩罩口的热射流截面直径〔Dc〕第三节 生产设备排风量意义。本节主要介绍燃烧过程排烟量和一些生产设备的阅历排风量数据。一、燃料燃烧过程排烟量气等燃料在燃烧过程产生的烟气量。本身燃烧所产生的烟气量。其排放量可以实测，也可用公式计算。1．燃料燃烧过程中理论空气量和烟气量的计算一般工业锅炉房是不设置燃料分析室的，而且燃料来源也不是固定的，通常可3-10。四、运输设备排风量胶带运输机所示的单层局部密闭罩，其除尘排风量可按以下数据实行：①受料点在胶带运输机尾部时[落差高度a)3-19数据查得。螺旋输送机螺旋输送机用以输送干、细物料，由于设备本身比较严密，一般不设排风。当800m3/h。为避开抽出粉料，排风罩下部宜设扩大箱〔3—36，罩口风速把握在0.5m/s之内。斗式提升机常用的斗式提升机有带式，环链式和板链式三种。斗式提升机运行时，下部或10m3—37(a)接收；提升机高度大于3—37(c)]。当提升热物料时，无论提升10m，均应设上下两点抽风。3～4m3/h计算。4．局部运输设备的排风量。局部运输设备的排风量见表3—19。五、给料和料槽排风量1.电振给料机和槽式〔往复式〕给料机此类设备给料均匀，一般与受料设备之间落差较小，产尘较少，卸落温度较大3-38为电振给料机的密闭2．圆盘给料机排风；当卸落干细物料时，应密闭并设置整体密闭罩，在密闭罩上部设排风罩〔见3—39〕3—21。胶带机卸料料槽内的空气，及进入料槽的物料体积占据的空气量排出，即能把握粉尘的外逸。①胶带机卸料时，胶带机头部设密闭罩，排风罩设在料槽的预留孔洞或胶带机头部密闭罩上〔见图3-40〕排风量为物料带入料槽内的空气量与卸料体积流量之和。随物料带走的空气量，可按表3-18之L1实行〔物料落差H为胶带机卸料面至料槽口平面的高度。3-41所示。排风量的计算方法与胶带机头部卸料一样。密闭和大容积密闭。〔3-22〕与物料体积流量之和。抓斗料槽抓斗向料槽卸料时产生大量粉尘，属阵发性尘源。料槽口无法密闭，一般可承受H10t3-23。料口的三面或两面增设挡板。六、木工设备排风量3-24。1000m3/h计算。第四节 无罩式尘源把握如厂房内扬尘、原料堆场扬尘、尾矿坝扬尘、厂房车间积尘等。在无法设置集气吸尘罩时，尘源把握设计都是依据具体状况区分处置。一、厂房内扬尘把握电动喷雾机组101103型电动喷雾机组。该机组不需要压缩空气，应用便利。喷雾机组运转时，电动机带动风扇旋转，造成高速气流，将由供水管喷出的水吹出，经分雾盘将粗大的水滴阻留下来，细小水滴则随气流喷至空气中。电12m水雾向四周喷射。101型电动喷雾机组〔见图3—44〕的支架在侧面，机体仅能转动180装在墙上或柱子上。种喷雾机组的技术性能如下：额定电压 380V额定频率 50Hz给水水压 0.02MPa耗水量 120kg/h额定功率 0.18kW同步转数 电机相数 三相质量(净)：103型 30kg101型 35kg嘴应设在配水管道的最高点，防止停机后喷嘴滴水。压气喷雾装置〔如矿槽等〕的喷雾降尘。压气喷制作。压气喷雾装置可固定设置，也可安装3-453-25。厂房水冲洗定期用水冲洗厂房内部各积尘外表〔主要是各层平台的二次扬尘，产生粉尘的厂房内应设置水冲洗设施。厂房水冲洗的工具可使用扁头喷水管直接喷洒。在有压缩空气的条件下，可承受墙及其他建筑构造外表上的积灰较为有效。设置厂房水冲洗时应留意以下事项。①各层平台均应设置供水点和排水管道每个供水点的作用半径以10～15m为0.2MPa1.5L/s，6L。150mm的防水凸台。墙内外表应做光滑平坦的水泥砂浆抹面。有些墙面可用油漆涂装。气设备和电缆等应考虑相应的耐湿、防尘、防护等级。5℃以上。4．厂房真空吸尘系统厂房真空吸尘系统由罗茨风机、过滤器、管道系统及吸引嘴等局部组成。内保持干净。粉料和含尘空气能向指定地点排出。3-26。真空吸尘装置的主要用途如下：①清扫地面和角落的脏物及粉尘，以干净环境；②去除生产、操作工位上的多余物料、碎屑、废料等，以提高工作效率；③去除制成品上的多余物料、杂物、昆虫等，以提高产品质量；④去除有粉尘爆炸可能性的工作间内粉尘，以削减爆炸危急；⑤回收散落在地面上的粉粒状物料，以提高经济效益；到指定的卸料处，以避开粉尘飞扬和提高输送效率；尘器都将过滤后的空气，照旧排人清扫吸尘工作间内的问题。二、开敞式空间静电抑尘装置这一技术的特点在于对某些无罩尘源设高压静电线抑制粉尘的飞扬，从而削减或避免粉尘的污染。其工作原理同电除尘器。下面介绍某些应用实例。振动筛尘源把握3-480.6m0.5mm，供电电压8mA，除尘效率>99.0％〔1m以比照法测定180kV/10mA。皮毛裁制车间尘源把握3-49105m20.9m安设电晕线，1mCK-100kA/10m70kV时，呼吸带粉尘浓度26.5mg/31.7mg/393.551万个8.5倍，从而改善车间空气质量，但其缺点是飞毛落在人身上。三、原料堆场粉尘把握工矿企业在原料输送、转运、裂开、筛分过程中产生粉尘污染，防止污染使粉原料堆场粉尘产生特点是在受料、混匀、供料等过程中阵发性产生，产尘面积大，受气象条件特别是风速、风向的影