大氣污染控制工程課程方案設計書[2]

1、大氣污染控制工程課程設計一、課程設計題目：除塵系統(tǒng)的設計二、設計參數(shù)和指標：某水泥車間除塵系統(tǒng)管道布置如圖所示，系統(tǒng)內(nèi)的空氣平均溫度為20 C,該地區(qū)大氣壓力為1.013 105Pa,水泥的靜止堆積角為 30 -45 。1、設計參數(shù)有三個集氣罩1、2、3，其流量分別為 4800m3/h、3200m/h、2800m/h。2、 設計指標：氣體的含塵濃度為10g/m3, n 96%。1、集氣罩的設計；2、除塵器的設計，確定除塵器的型號；3、確定計算環(huán)路，進行除塵系統(tǒng)管網(wǎng)阻力計算；4、風機、電機的選擇。四、課程設計結(jié)果：書面報告1、正文：宋體，5號字；1號標題小四號字；2、行間距：20磅；3、頁眉（大

2、氣污染控制工程課程設計）、頁碼：如-1-；4、所有公式必須用公式編輯器進行編輯；5、表格必須三線表。一、 設計時間：2008年11月12日 2008年11月19日（11月20日交）化工學院鹽湖系 環(huán)境工程教研室2008-11-10三、設計內(nèi)容：1設計要求： 管道編號并注上各管段的流量和長度。 選擇計算環(huán)路，一般從最遠管段開始計算，本題是從管段開 始。 水泥車間的粉塵為水泥粉塵及灰土，按大氣污染控制工程第二版表14-2取水平管內(nèi)流速為1822m s. 計算管徑和壓力損失。2、集氣罩的設計：【選擇理由：】a、由于在水泥廠中，污染源不集中，水泥粉塵擴散范圍較大，從而不能用密閉罩，只能在污染源附近設置

3、外部集氣罩。b、通過較大的氣流運動實現(xiàn)污染物的捕集。因此根據(jù)集氣罩的方 位和集氣的效果：、集氣罩均用外部集氣罩（四周有邊 圓形罩口），c、為了提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸入，罩口增加 法蘭邊，而且集氣罩的擴張角 a不應大于60?！緟?shù)確定】 號集氣罩：由已知排風量 Q=4800m/h C=0.75 ；查表（大氣污染控制工程書表 132）,控制速度設為vx = 1.5ms ,控制距離X = 0.2m2根據(jù)公式Q二c(10xAo)：x可得248002 二d0.75 (10 0.2-) 1.536004解得：d = 1.0001m，取 d =1m反算排風量： 12Q1 = 0 75 乂 (

4、10 漢0 22 +3 14 疋)漢1.5 漢 3600 = 4799.25m3 /h 4 號集氣罩：假定最小排風量Q二3200m3 h , C = 0.75查表(大氣污染控制工程書表13 2),控制速度設為Vx =1.5m s,控2制距離X =0.2m。根據(jù)公式Q =c(10x - A。) X可得3200 =0.75 (100.2 ) 1.536004解得：d =0.497m，取 d =0.5m反算排風量：20 523Q2 = 0 75 (10 0 223 14) 1. 5 3600 = 2414.81m3 / h4 號集氣罩：假定最小排風量Q = 2800m3 h， C = 0.75查表(

5、大氣污染控制工程書表132)，控制速度設為Vx =1.5m s，2控制距離X = 0.2m。根據(jù)公式Q= c(10xA0)X可得228002 二d20.75 (10 0.2) 1.536004解得：d = 0.609m，取 d = 0.65m反算排風量：Q3 =0.75(10 漢0.22 +3.14漢 )0.0368x194.7 =107.47Pad 2該管段局部壓損主要包括風機進出口以及排風口傘形風帽的壓力損失，若風機入口處變徑管壓力損失忽略不計，風機出口=0.1 （估算），傘形風帽（h/D0 .5）- =1.33=0.11.3 =1.4則局部壓損 % =194.7 1.3 = 253.11

6、Pa總壓力損失：卩7 = ：Pl7：Pm7 =107.47 - 253.11 = 360.58pa管段：根據(jù) Q2 = 3200m3 /h， v = 18m/ s查計算表：d250mm， d =0.0761 ；實際流速 v =18.12m/s，動壓 194.7Pa, L2 = 5m ;則摩擦壓力損失為吒十寧=5。.。761 194- 74-08Pa各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為90彎頭,31(3)= 0.20 .7=0.150.25 0.20 =0.6則局部壓損八 0.6 194.7 =116.82Pa總壓力損失： 邛2 f；Pl2巾m2 =74.08 116.82 =190.9pa管段：根據(jù)

7、 Q4 = 2800m3 /h , v=18m/s 查計算表：d4 = 240mm, d =0.0801 ,實際流速 v4 = 17.2m/s，動壓為 194.7Pa , L4 = 8m .? : 2則摩擦壓力損失為 厶PL4 =1 =8 0.0801 194.7 =124.76Pa各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為= 0.22 .90 彎頭，=0.25 .31(3) - 0.20 .=0.220.250.20 =0.67p 2則局部壓損 厶Pm4V =0.67 194.7 =130.45Pa2總壓力損失 :Ap4 =P|4 +Pm4 =130.45+124.76 =255.21pa4、并聯(lián)管路壓

8、力平衡計算： .p =,；.pLi中葉=154.4 149.92 =304.32 Pa.：p2 二：pL ： =Pm2 =74.08 116.82 = 190.9 pa304.32 -190.9304.32-37.27 001 000節(jié)點壓力不平衡，采用調(diào)整管的方法，進行壓力平衡調(diào)節(jié)根據(jù)教材式（14-10）調(diào)整后管徑為： d2=d2f%R）0.225 = 250（190.%04.32）0.225 = 225mm 取管徑d2 = 230mm，則有實際流速 V2 = 絲 =21.4m/s ；nd= APL3 + 也 Pm3 + AP1 = 69.66 +304.32 = 373.98Pa卩4 仇

9、認4 =130.45 124.76 =255.21 paP3373.98 -255.21373.98= 31.76。1000節(jié)點壓力不平衡，采用調(diào)整管的方法，進行壓力平衡調(diào)節(jié) 根據(jù)教材式（14-10）調(diào)整后管徑為:dd4( %卩 J = 240(255.2%7398)0.225 = 220mm取管徑d4 = 220mm，則有實際流速v4二冬 =20.47m/s ；nd除塵系數(shù)總壓力損失：p =巾1 巾3 巾5 巾6 邛7= 304.32 69.66 965.74 140.34 360.58 二 1840.64pa5、風機、電機的選擇：(1) 通風機的計算風量:Q。=Q(1 KJ= 10800

10、1.1 =11880m3/h(2) 通風機的計算風壓:：P0 P(1 K2) =1840.64 1.15 = 2116.74Pa根據(jù)上述風量和風壓，在通風機樣本上選擇4-68型N0.5A (傳動方式A)；3離心通風機：轉(zhuǎn)數(shù) N = 2900r / min ，12343m / h， P 2900 pa配套電機為丫160M2 -2 , 15KW基本滿足要求。復核電動機功率：Ne配套電機滿足要求。一、集氣罩的設計：1集氣罩的選擇 號集氣罩：外部集氣罩（四周有邊圓形側(cè)吸罩）。 號集氣罩：外部集氣罩（四周有邊圓形側(cè)吸罩）。選擇理由：在冶金車間中，污染源不集中，重礦物粉塵擴散范圍較大，從而不能用密閉罩，只

11、能在 污染源附近設置外部集氣罩。通過較大的氣流運動實現(xiàn)污染物的捕集。因此根據(jù)集氣罩的方位和集氣的效果：集 氣罩均用外部集氣罩（四周有邊圓形罩口）。為了提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸入，罩口增加法蘭邊，為保證罩口吸氣速度均勻，所以集氣罩的擴張角a不應大于60 。 號集氣罩：局部密閉式集氣罩。選擇理由：因為局部密閉式集氣罩容積比較小，工藝設備大部分露在罩外，而冶金車間可能產(chǎn)生連 續(xù)揚塵，同時為了便于傳動裝置的的觀察與檢修，我們選用局部式集氣罩。因為冶金車間里有非常小的污染空間，為了防止其灰塵按擴散，需用密閉式集氣罩把污 染源局部或整體密閉起來，使污染物的擴散被限制在一個很小的密閉空間內(nèi)。2

12、集氣罩主要參數(shù)的確定號集氣罩：由已知排風量 Q =5000m/h C =0.75 ；查表（大氣污染控制工程書表13 2）,控制速度設為 vx = 1.5m s，控制距離x = 0.2m根據(jù)公式Q =C(10x2 - A0)vx可得500036002= 0.75 (100.2:d)1.5解得：d = 1.031m，取 d = 1.05m反算排風量：221 0523Q1 =0 75 (10 0 22 3 14) 1.5 3600 = 5125m3 / h4號集氣罩：由已知排風量 Q =3800m3/h C =0.75 ；查表(大氣污染控制工程書表13 2),控制速度設為 vx = 1.5m s，控

13、制距離x = 0.2m根據(jù)公式Q =C(10x2 - A0)vx可得故 3800 =075x(也+10 x0.22 )x1.5 則 d = 0.828m 36004取 d = 1.0m反算排風量：(Q； =0 75 (3 14 1.010 0.22) 1.5 3600 = 4799m3 / h4號集氣罩：局部密閉式集氣罩，考慮到減少因排風帶走過多的物料并保證控制效果,般取此處取v() 1.0m/s由已知排風量 Q =3150mhQ=F0v0(m/s)故 =1 則 d= 1.06m36004取 d = 1.10m反算排風量：(Q1=314h1.10 漢 1.0 漢 3600 = 3419m3/h

14、4二、除塵器的設計，確定除塵器的型號1 除塵器的類型的選擇選擇除塵器時必須全面考慮有關(guān)因素，如除塵效率、壓力損失、一次投資、維護管理，其 中最重要的是除塵效率。以下問題要特別引起注意。(1) 選擇的除塵效率必須滿足排放標準規(guī)定的排放要求。(2) 粉塵顆粒的物理性質(zhì)對除塵器的性能具有較大影響。(3) 氣體的含塵濃度。(4 )煙塵溫度和其他性質(zhì)是選擇除塵設備時必須考慮的因素。(5)選擇除塵器時，需要考慮收集粉塵的處理問題。(6 )選擇除塵器時還必須考慮設備的位置、可利用的空間、環(huán)境條件等因素，設備的一次 性投資以及操作和維修費用等經(jīng)濟因素。通過以上對除塵器選擇原則要求的綜合考慮，以及對資料中幾種除

15、塵器性能的了解和 本設計題目中所給的一些設計參數(shù)。我們初步選用電除塵器對冶金車間的污染顆粒進行除 塵。原因如下：(1) 根據(jù)除塵效率 n身7%，可下列選擇：文丘里除塵器、電除塵器、袋式除塵器。(2) 考慮污染物為重礦物粉塵，如果不改變其物化性質(zhì)，可以對粉塵進行回收利用。故在除塵器其他條件影響不大的情況下，最好不使用濕式除塵器，所以不用文丘里除塵 器。(3) 電除塵器具有優(yōu)點：壓力損失小，一般為200500Pa ；處理煙氣量大，可達105106m3/h ;能耗低，大約 0.20.4kWh/1000m3 ；對細粉塵有很高的捕集效率， 可高于99。；可在高溫或強腐蝕性氣體下操作。根據(jù)除塵器的最大風量

16、和動力要求我們選電除塵器的型號為4m2型臥式電除塵器，具體臥式電除塵器主要技術(shù)性能參數(shù)如下：有效過電場數(shù)通過電處理能量允許含允許最大阻力損操作直電場型甲濾面積場風速/(m3 / h)塵 量負壓/ Pa失/Pa流電壓長度號/ m2/(m / s)/(g/m3)/kW/ m單室三1125098.14m2 13.9電場0.81.014050601962147.250702.85三、確定計算環(huán)路，進行除塵系統(tǒng)管網(wǎng)阻力計算管道系統(tǒng)壓力損失計算的目的是確定管道斷面尺寸和系統(tǒng)的壓力損失，并由系統(tǒng)的總風量和總壓力損失選擇適當?shù)娘L機和電機。要使管道設計經(jīng)濟合理，必須選擇適當?shù)牧魉?，使投資和運行費的總和最小。冶金

17、車間的重礦物粉塵在水平管道中的氣流速度為16m/s。1 計算管徑和壓力損失管段1:根據(jù)Q1 =380m3/h, v =16m/s ,查“全國通用通風管道計算表”得：d 300mm, 0.0614，實際流速 v1 = 15.2m/s,動壓為 138.8Pa。則摩擦壓力損失為：APL1 = | 上上=110.0614X138.8 =93.7Pa d 2各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為：集氣罩：上=0.12 ; 90。彎頭（R/d=1.5 ） 一個，：=0.25 ; 30 直流三通，21 （2） =0.12 （對應通管動壓的局部壓損系數(shù)）。0.12 0.25 0.12 =0.49則局部壓損： :a =

18、0.49 138.8 二 68Pa23管段2:根據(jù)Q2 = 5000m /h，v=16m/s，查“全國通用通風管道計算表”得:d2 = 340mm， d =0.0525 ;實際流速 v2 =15.6m.s，動壓 146.3Pa。則摩擦壓力損失為：APL2 =1上 = 6X0.0525 46.3 = 46.1 Pad 2各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為：集氣罩：上=0.19 ;該段有90彎頭（R/d=1.5）兩個，：=0.25 2 =0.5；合流三通旁支管，31（3）=0.2 ；、=0.19 0.50.2 =0.897印2則局部壓損：APm20.89 146.3 =130.2Pa2管段3:根據(jù)Q8

19、800m3/h，v=16.5m/s，查“全國通用通風管道計算表”得：d3 = 450mm, j =0.0372，實際流速 v3 = 15.6m/s，動壓為 146.3Pa。、Pv2則摩擦壓力損失為 APL3=I5 0.0372 146.3 =27.2Pad 2局部壓損為合流三通總管的動壓的壓力損失，其局部壓損系數(shù)=0.11 ； 30直流三通，43（4）=0.12 （對應通管動壓的局部壓損系數(shù)）。匸英印2則局部壓損：Pm3（0.11 0.12） 146.3 = 33.6Pa2管段5：根據(jù)Q5 = 11950m3/h，v=17m/s，查“全國通用通風管道計算表”得：d5 =500mm , = 0.

20、0325，實際流速 v5 =17.1m/s，動壓為 175.7 Pa。v則摩擦壓力損失為 .）Pl5 =丨4 0.0325 175.7 = 22.8Pad 2局部壓損為合流三通總管的動壓的壓力損失，其局部壓損系數(shù)43 （3） -0.11，除塵器的壓力損失為980 Pa（進出口壓損忽略不計）。則局部壓損：Pm5 -175.7 0.11980 =999.3Pa管段7：氣體流量同管段5，即Q7 = Q5 = 11950m3 / h，選擇管徑：d7 = 500mm，d =0.0325，實際流速 v7 =17.1m/s，動壓為 175.7Pa，:-: 2則摩擦壓力損失為 .ipL7 =1 v =4 0.

21、0325 175.7 =22.8Pad 2該管段有90彎頭（R/d=1.5）兩個，由手冊查的：上=0.25 ；則局部壓損：.-：Pm7 -175.7 2 0.25=87.9Pa管段6:氣體流量同管段7，即Q6 =Q7 =11950m3/h，選擇管徑：d 500mm，d =0.0325，實際流速 v6 =17.1m/s，動壓為 175.7Pa，y pv2則摩擦壓力損失為 厶PL6 =18 0.0325 175.7 =45.7 Pa該管段局部壓損主要包括風機進出口以及排風口傘形風帽的壓力損失，若風機入口處變徑管壓力損失忽略不計，風機出口=0.1 （估算），傘形風帽（h. Do =0.5） =1.3

22、，7=0.11.3 =1.4則局部壓力損失：Pm6 =1.4 175.7 = 246Pa管段 4 :根據(jù) Q4=31 5r03 / h ， v = 16m / s，查”計算表”得：d4 = 260mm，0728，實際流速 v4 = 16.9m/s，動壓為 171.6Pa ,人耳2則摩擦壓力損失為 APL4 T=6 0.0728 171.6 =74.9Pad 2各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為：集氣罩：=0.15 ； 90 彎頭（R/d=1.5）一個，：=0.25 ； 30 直流三通，53(5) =0-2 (對應通管動壓的局部壓損系數(shù))。=0.15 0.25 0.2 =0.6局部壓力損失：.)Pm

23、4=0.6 171.6 =103Pa2 并聯(lián)管路壓力平衡計算：(1) APr = APl1+心= 93.7 + 68 = 161.7PaP2 =APL2 + 心Pm2 =46.1 +130.2=176.3PaP2 _AR.P2176.3-161.7176.3= 8.28。：1O0節(jié)點壓力平衡，不需要采用調(diào)整管的方法，進行壓力平衡調(diào)節(jié)。：P3 f：Pl3Pm3 =27.2 33.6 二 60.8PaR m ：PL4：Pm4 =74.9 103 =177.9PaP4177.9 -60.8177.9= 65.8。1000節(jié)點壓力不平衡，采用調(diào)整管徑的方法，進行壓力平衡調(diào)節(jié) 根據(jù)教材式(14-10 )

24、調(diào)整后管徑為：d3 7( R 申嚴5 =450(60.8仃7.9)。.225 = 353mm圓整管徑?。篸 350mm，一4Q3則有實際流速v3 =2 -25.4m/s兀d33 除塵系統(tǒng)總壓力損失：卩=P 卩3 卩5 卩6 卩7= 161.760.8 1022.1291.7110.7 =1647Pa4.風機、電機選擇：(1) 通風機的計算風量：Q0 二Q(1 - K1) =11950 1.1 =13145m3/h(2) 通風機的計算風壓：.P0 -. P(V K2) =1647 1.2 =1976.4Pa根據(jù)上述風量和風壓，在通風機樣本上選擇4-68型NO.5A (傳動方式A)；離心通風機：轉(zhuǎn)數(shù) N =2900r/min , Q=13416m3/h , P=2640Pa,配套電動機為：型號Y160M2 - 2，功率15kW，基本滿足要求。復核電動機功率：Ne =Qo