大气污染控制工程课程设计-车间除尘系统设计说明书12

大气污染控制工程课程设计任务书设计要求1.设计名称：生产车间通风除尘系统设计2.设计时间：1.5周3.要求：1）通过对车间除尘系统的设计，掌握有关除尘系统基本设计过程，包括除尘设备选择、集气罩和管路的确定与设计计算等；2）要求独立完成相关的设计内容，不得抄袭主要内容与原始设计参数某物料初加工车间，车间内气体流动尚属平静，颗粒物分类属于其他类别。为保证室内空气质量符合有关环境与卫生标准，需收集颗粒物产生点的空气对其进行除尘治理。请根据有关原始资料，和污染物排放允许值（单号：国家标准；双号：广东省地方标准）设计一除尘系统以达到环境要求。出于经费和管理的考虑，厂方要求采用旋风或布袋式除尘器，并通过原有排气筒进行排放。工厂车间的基本情况车间工作环境：该加工工业建于2008年，位于一般工业区内。车间环境气温：20℃，101.3kPa车间空气尚属平静收集气体平均含尘浓度:4g/Nm3主要排尘点:（相应的位置尺寸见车间的平面布置图。）A:物料卸料点。尺寸大小(mm)：W×L×H=720×1200×450,冷源B：工作台。尺寸大小(mm)：W×L×H=600×800×800,冷源。C:工作台。尺寸大小(mm)：W×L×H=600×800×800,冷源。平面布置图：车间高为18M，长20M，宽8M，周围200米半径内无高于车间的建筑要求除尘设备置于车间内，并连接车间顶部的排气筒。B、C上部设计伞形集气罩，罩口距工作台面大于200mm排气筒高度为25M（从车间顶部算起），内径为300mm，材质为钢板(D；外壁距离墙壁外边1m)平面布置图如下CCBDB8m4.0m8.0m8m6.0m12mAA2.0m20m20m三、设计图的要求要求绘制：（1）除尘系统的布置图（含主要设备与管线）、（2）集气罩的设计图（3）除尘器系统图（包括外型结构\尺寸）一张。系统图应按比例绘制、标出设备、管件编号、并附明细表。除尘系统的布置图：立面和平面布置安排在一张A1图；集气罩的设计图和除尘器系统图：要求为A2图幅；可手绘或用CAD完成。3集气罩的设计3.1集气罩的选用按集气罩与污染源的相对位置及围挡情况，可将吸气式集气罩分为密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。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，它是利用罩口的吸气作用将吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。由于本工艺需要对物料进行加工，无法对污染源进行密闭，则只能在其附近设置外部集气罩。所以，本设计在污染源附近设置外部集气罩，外部集气罩依靠罩口外吸入气流运动而实现捕集污染物。本工艺的主要污染物是粉尘，而且是冷源，根据其发散情况，采用上部伞形罩的捕集效果较好，因此本设计的三个污染源均采用上部伞形集气罩。对于外部集气罩排风量的确定,本设计采用控制速度法。3.2集气罩的设计原则集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量。（2）集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动能。（3）在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量；（4）集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内；（5）集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。（6）罩口面积与排气管面积之比最大可为16:1（7）为避免横向气流干扰，要求H尽可能0.3L(罩口长边尺寸)（8）伞形罩的开口角度（α）宜小于或等于90º，最大不宜大于120º（9）伞形罩应设罩裙（即垂直边），罩裙的高度(A为罩口面积)（10）集气罩的结构尺寸一般是按经验确定的。3.3控制速度Vx的设定（1）控制速度vx查表“污染源的控制速度vx”【1】。（2）表3-1控制点的最小控制风速（m/s）污染物放散情况举例以很缓慢的速度放散到相当平静的空气中槽内液体的蒸发；气体或烟从敞口容器中外溢0.25～0.5以较低的速度放散到尚属平静的空气中室内喷漆；断续地倾倒有尘屑的干物料到容器中；焊接0.5～1.0以相当大的速度放散出来，或是放散到空气运动迅速的区域在小喷漆室用高压喷漆；快速装袋或装桶；以运输器上给料1.0～2.5以高速散发出来，或是放散到空气运动很迅速的区域磨削；重破碎；滚筒清理2.5～10（1）卸料点A的控制速度以轻微的速度放散到尚属平静的空气中控制速度vx＝0.5～1.0m/s，由于卸料点位于两个窗之间，取vx＝1m/s。（2）工作台B的控制速度以轻微的速度放散到尚属平静的空气中,控制速度vx＝0.5～1.0m/s。由于该工作台近处无窗，空气不对流，vx比较小，取vx＝0.5m/s。（3）工作台C的控制速度以轻微的速度放散到尚属平静的空气中控制速度vx＝0.5～1.0m/s。由于该工作台位于两个窗之间，空气对流，取vx＝1m/s3.4集气罩的设计计算集气罩的结构尺寸一般是按照经验确定的。具体如下图：B-罩口离管高度，mm。D-集气罩连接风管直径，mm。L-污染源长边尺寸，mm。L1-罩口法兰边全长，如不设法兰则为罩口长度，mm。h-污染源的高度，mm。H-罩口至污染源距离，mm。W-污染源短边尺寸，mm。W1-罩口法兰边全宽，如不设法兰则为罩口宽度，mm。对于采用上部伞形罩的长方形污染源，且污染气流运动方向与吸气方向一致时，一般推荐以下参数：D/W≥0.3；H/W≤0.7；1.0≤W1/W≤1.5。【1】3.4.1物料卸料点A的集气罩伞形集气罩，位于工作台上方，设三挡板。罩口离污染源高度∵H/W≤0.7【1】，即H≤0.7W，且W＝720mm∴H≤0.7×720＝504mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h＝450mm，h＋H≤450＋504＝954mm，符合要求罩口离污染源高度取H＝400mm罩口尺寸据找边长确定公式：W1=W+2×0.4H【2】，即得：W1＝W＋2×0.4×500＝1040mm同理，L1=L+2×0.4H【2】，得：L1＝L＋2×0.4×500＝1052mm集气罩的扩张角α的范围是：宜30°～60°，取α＝45°罩口离管口高度：B＝L1＝760mm集气罩风管直径∵D/W≥0.3[3]，∴D≥0.3W＝216mm，取D=220mm，管径的确定见管段2的计算。罩的裙边为了减少吸入尘源外的空气，罩口一般应做成与轴线相平行的裙边。裙边高h`可按照下式取值：h`式中，H’-罩口裙边高，m。罩口截面积，m^2。其中，A=L1L1-罩口法兰边全长，如不设法兰则为罩口长度，mm。W1-罩口法兰边全宽，如不设法兰则为罩口宽度，mm。故，罩口裙边为h取h`=320mm罩的直边罩口周围做成与轴线垂直的直形周边。这样，一增加了结构上的刚度，二降低罩口压损，三减少吸入尘源外的空气量、增加对尘源外的空气量、增加对尘源的控制能力。直边的宽度可在80-130mm间取值。本设计取罩口直边宽为100mm。3.4.2工作台点B的集气罩伞形集气罩，位于工作台上方，不设挡板。(1)罩口离污染源高度∵H/W≤0.7，即H≤0.7W，且W＝600mm∴H≤0.7×600＝420mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h＝800mm，h＋H≤800＋420＝1220mm，符合要求。罩口离污染源高度取H＝400mm(2)罩口尺寸W1=W+2×0.4H【2】，即得：W1＝W＋2×0.4×500＝1120mm同理，L1=L+2×0.4H【2】，得：L1＝L＋2×0.4×500＝920mm集气罩的扩张角α的范围是：宜30°～60°，取α＝45°罩口离管口高度：B＝L1＝560mm(3)集气罩风管直径∵D/W≥0.3，∴D≥0.3W＝180mm，管径的确定见管段4的计算。(4)罩的裙边为了减少吸入尘源外的空气，罩口一般应做成与轴线相平行的裙边。裙边高h`可按照下式取值：h`式中，h-罩口裙边高，m。罩口截面积，m^2。其中，A=L1L1-罩口法兰边全长，如不设法兰则为罩口长度，mm。W1-罩口法兰边全宽，如不设法兰则为罩口宽度，mm。故，罩口裙边为h取h`=260mm(5)罩的直边本设计取罩口直边宽为100mm。3.4.3工作台点C的集气罩伞形集气罩，位于工作台上方，设三挡板。由于BC两个工作台尺寸一样，工作台C的集气罩各尺寸同工作台B的集气罩管径的确定见管段1的计算。3.5排气量的计算不设挡板：上部伞形罩的排气量：Q＝KPHvx(m3/s）三侧设挡板，上部伞形罩的排气量：＝L1Hvx【手册】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；L1——周口长，m；K——考虑沿程高度分布不均匀的安全系数，通常取K＝1.4。3.5.1物料卸料点A的集气罩流量计算集气罩三侧设挡板，则排气量为：＝L1Hvx＝1.120×0.400×1.0＝0.61m3/s换算成工作状态下的流量：QA＝＝0.61×101.3×273×3600（20+273）×101.3＝2039.3.5.2工作台B的集气罩流量计算集气罩不设挡板，则排气量为：＝KPHvx＝1.4×2×（1.12+0.92）×0.40×0.5＝1.14m3/s换算成工作状态下的流量：QB＝＝1.14×101.3×273×3600（20+273）×101.3＝3.5.3工作台C的集气罩集气罩三侧设挡板，则排气量为：排气量：＝L3Hvx＝1.12×0.4×1.0＝0.45m3/s换算成标准状态下的流量：QC＝＝0.45×101.3×273×3600（20+273）×101.3＝1502.3.5.4总排气量生产过程中产生的总气量，即装置进口气体流量：Q1N＝QA＋QB＋QC＝2039.39+3831.91+1502.71＝7374.02m3/h4除尘器的设计计算4.1处理气体流量的计算 生产过程中产生的总气量，即装置进口气体的流量： 除尘器的漏风所附加的安全系数查得K=0.1~0.15，取K=0.12。 则装置出气口气体流量： [2]处理气体总流量：[3]式中：——装置进口气体流量——装置出口气体流量 处理气体流量4.2除尘效率的计算根据《广东省大气污染物排放限值》（DB44/27--2001)中，对于位于一般工业区，建于2008年的工厂，排气筒高度为25米，执行第二时段三级标准，TSP最高允许排放速率：11.2kg/h,最高允许排放浓度：120×10-3g/m3。 [4]式中：——污染物浓度，已知为4.0g/m3；——相关标准中污染物浓度，最高允许排放浓度：120×10-3g/m3∴4.3除尘器设计参数4.3.1除尘器的过滤面积风速一般取40~60mm/s。本次除尘效率为96.64%，取v=50mm/s=0.05m/s[5]4.3.2滤袋的直径和长度确定 查除尘工程手册，滤袋形状为圆筒状，直径一般为120~300mm，最大不超过600mm；高度为2~3m。由于圆筒袋得到支撑骨架及连接比较简单，清灰容易，维护管理比较简单，所以该除尘器选用圆袋式除尘器。 设直径d=0.16m=160mm，高度h=2.6m。4.3.3阻力计算 袋式除尘器的阻力由3部分组成：（a）设备本体结构的阻力指气体从除尘器入口，至除尘器出口产生的阻力；（b）滤袋阻力,指末滤粉尘时滤料的阻力，约50~150Pa；(c)滤袋表面粉层的阻力，粉尘层的阻力约为干净滤布阻力的5~10倍。由《大气污染控制工程》P242可见，袋式除尘器的阻力在1000~1500Pa，取阻力为1200Pa。4.3.4滤袋面积和条数每条滤袋的面积： 滤袋条数：4.4除尘系统的选择4.4.1除尘器选型 由设计参数参考，选取除尘器，选用DS/A-8×7型袋式除尘器。清灰方式为机械振动，自动进行，结构简单，经济合理。滤料为聚四氟乙烯。4.4.2除尘器技术参数 袋数个：56总过滤面积：56m2过滤风速：3m/s处理风量：6700～10000m3/h4.4.3除