大氣污染控制工程課程設(shè)計

1、<p><b>　　大氣污染控制工程</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　學(xué)院：建筑工程學(xué)院</p><p>　班級：2009環(huán)境工程</p><p>　姓名：</p><p>　學(xué)號：</p><p>　

2、　The design of efficiently whirler-type dust catcher</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper mainly introduces the determination of the whirler-type dust catcher’s size of struc

3、ture for every part and the calculation of the performance for the whirler-type dust catcher . It is based on the design of ordinary cyclone and combined with modern research methods of such related topics. Then the whir

4、ler-type dust catcher which is in accordance with the requirements of pressure drop and the effieieney of dustremoval is designed.The drawing of the assembly drawing ,part drawing and d</p><p>　　Keywords: Wh

5、irler-type dust catcher Effieieney of dustremoval Pressure drop</p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　一 大氣污染控制工程課程設(shè)計任務(wù)書2</p><p><b>　　二 工藝選擇3</b></p><p

6、>　　1 除塵技術(shù)簡介3</p><p>　　1.1 機械除塵器3</p><p>　　1.2 袋式除塵器3</p><p>　　1.3 電除塵器4</p><p>　　1.4 濕式除塵器4</p><p>　　2 可供選擇的除塵技術(shù)5</p><p><b>　　3

7、工藝選擇5</b></p><p><b>　　三.設(shè)計計算5</b></p><p>　　1集氣吸塵罩設(shè)計5</p><p>　　1.1集氣罩的集氣機理5</p><p>　　1.2 集氣罩的類型6</p><p>　　1.3.集氣罩參數(shù)計算7</p>&l

8、t;p>　　2.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計8</p><p>　　2.1 旋風(fēng)除塵器的工作原理8</p><p>　　2.2 旋風(fēng)除塵器的特點8</p><p>　　2.3旋風(fēng)除塵器型號選擇9</p><p>　　3.總的壓降的計算13</p><p>　　3.1管道壓力損失計算13</p>&l

9、t;p>　　3.2.總的壓力損失17</p><p>　　4.風(fēng)機和電機選擇17</p><p>　　4.1風(fēng)機的計算17</p><p>　　4.2.電機的選擇18</p><p><b>　　5煙囪的計算19</b></p><p>　　5.1按地面最大濃度的計算方法19&l

10、t;/p><p>　　5.2按地面絕對最大濃度的計算方法20</p><p>　　5.3煙囪底部直徑20</p><p>　　5.4排煙筒的選擇21</p><p>　　四. 旋風(fēng)除塵器的降噪與防止磨損措施21</p><p>　　1. 降噪處理21</p><p>　　2. 防止磨損措施

11、22</p><p><b>　　五 總結(jié)23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　附錄一 設(shè)計計算用量符號總表25</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　大氣是人類賴以生存的最基

12、本的環(huán)境因素，構(gòu)成了環(huán)境系統(tǒng)的大氣環(huán)境子系統(tǒng)。一切生命過程，一切動物、植物和微生物都離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。</p><p>　　造成大氣污染的原因，既有自然因素又有人為因素，尤其是人為因素，如工業(yè)廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等。隨著人類經(jīng)濟活動和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，在大量消耗能源的同時，也將大量的廢氣、煙塵物質(zhì)排入大氣，嚴(yán)重影響

13、了大氣的質(zhì)量，特別是在人口稠密的城市和工業(yè)區(qū)域。造成大氣污染的物質(zhì)主要有：一氧化碳CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3以及煙塵、鹽粒、花粉、細(xì)菌、苞子等。</p><p>　　如何在經(jīng)濟快速發(fā)展、能源需求增加的同時遏制大氣污染已成為一項巨大的科技挑戰(zhàn)。我國政府采用綜合措施，控制大氣污染水平，包括：提高能源效率優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；改造和遷移污染工業(yè)；城市規(guī)劃和綠化；機動車排污量控制；道路建設(shè)和管理等。</p

14、><p>　　源頭治理已成為大氣污染控制中一項積極有效的措施，因而每個工廠中的除塵凈化設(shè)施就顯得尤為重要。經(jīng)濟合理的除塵設(shè)備可將污染扼殺在“搖籃”中，還我們賴以生存的大氣一片潔凈。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器設(shè)計是我通過學(xué)習(xí)全部基礎(chǔ)課、專業(yè)課和以往的課程設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合性的設(shè)計。這次課程設(shè)計更充分的體現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的宗旨，通過這次課程設(shè)計，我不僅加深了對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，而且

15、認(rèn)識到作為一名工作人員我們應(yīng)該具有良好的技術(shù)水平、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的工作態(tài)度，這次設(shè)計鍛煉了我查閱資料自我設(shè)計的能力。我希望通過本次課程設(shè)計對我三年來所學(xué)課程有更深入的理解，熟練掌握AutoCAD制圖，運用所學(xué)的知識設(shè)計出符合要求的除塵器。</p><p>　　隨著人類社會的發(fā)展與進(jìn)步，人們對生活質(zhì)量和自身的健康越來越重視，對空氣質(zhì)量也越來越關(guān)注。然而人們在生產(chǎn)和生活中，不斷的向大氣中排放各種各樣的污染物質(zhì)，使大氣遭到了

16、嚴(yán)重的污染，有些地域環(huán)境質(zhì)量不斷惡化，甚至影響人類生存。在大氣污染物中粉塵的污染占重要部分，可吸入顆粒物過多的進(jìn)入人體，會威脅人們的健康。所以防治粉塵污染、保護(hù)大氣環(huán)境是刻不容緩的重要任務(wù)[1]。</p><p>　　除塵器是大氣污染控制應(yīng)用最多的設(shè)備，其設(shè)計制造是否優(yōu)良，應(yīng)用維護(hù)是否得當(dāng)直接影響投資費用、除塵效果、運行作業(yè)率。所以掌握除塵器工作機理，精心設(shè)計、制造和維護(hù)管理除塵器，對搞好環(huán)保工作具有重要作用[2

17、]。</p><p>　　工業(yè)中目前常用的除塵器可分為：機械式除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器等。機械式除塵器包括重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器等。重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置，主要用于高效除塵的預(yù)除塵裝置，除去大于40μm以上的粒子。慣性除塵器是借助塵粒本身的慣性力作用使其與氣流分離，主要用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵。旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒

18、從氣流中分離的裝置，多用作小型燃煤鍋爐消煙除塵和多級除塵、預(yù)除塵的設(shè)備。</p><p>　　一 大氣污染控制工程課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　1．課程設(shè)計題目</b></p><p>　　燃煤鍋爐除塵工藝設(shè)計</p><p>　　2．課程設(shè)計目的和要求</p><p>　?。?）培

19、養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和技術(shù)經(jīng)濟觀點，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；</p><p>　　（2）培養(yǎng)學(xué)生綜合運用、鞏固和擴展所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，提高獨立分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生受到工程設(shè)計方法和科學(xué)研究方法的初步訓(xùn)練；</p><p>　?。?）學(xué)生在查閱和收集資料、理論分析、經(jīng)濟技術(shù)分析、方案制定、計算、繪圖、使用計算機和撰寫說明書等基本技能方面得到進(jìn)一步的訓(xùn)練

20、和提高。</p><p>　　3．課程設(shè)計的主要內(nèi)容</p><p><b>　　參考工藝</b></p><p>　　廢氣---集氣罩---管路---除塵設(shè)施---風(fēng)機---煙囪</p><p>　　課程設(shè)計分四組，具體設(shè)計參數(shù)如下。</p><p><b>　　設(shè)計參數(shù)表</b

21、></p><p><b>　　二 工藝選擇</b></p><p><b>　　1 除塵技術(shù)簡介</b></p><p>　　現(xiàn)在工廠中普遍采用的除塵設(shè)備包括機械除塵器、袋式除塵器、電除塵器和濕除塵器等。但每種除塵凈化系統(tǒng)總有其技術(shù)上的優(yōu)點和缺點，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的除塵設(shè)施與工藝。</p>&l

22、t;p><b>　　1.1 機械除塵器</b></p><p>　　通常是指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。它包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。</p><p>　　機械除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p><p>　　優(yōu)點：⑴ 機械除塵利用的力比較單一，且除塵裝置構(gòu)造簡單且沒有運動部件。所以除塵裝置故障

23、少，容易操作和管理，運行費用相對較低，投資費用也較少。</p><p>　　⑵ 機械除塵可以用作多級除塵的第一級分離，也可以單獨使用。當(dāng)單獨使用時一般用于對除塵效率要求不高，或者僅僅需要簡單除塵的場合。</p><p>　　缺點：⑴ 機械除塵分離細(xì)小粉塵的能力比較弱，它對粒徑較大（大于50μm）的粉塵有較高的除塵效果，但對粒徑較?。ㄐ∮?μm）分離效果較差。</p><

24、p>　?、?機械除塵作用力單一，但設(shè)計計算復(fù)雜，而且設(shè)計計算數(shù)據(jù)容易受到多種因素影響，特別是外來氣流（如漏風(fēng)）對除塵效果影響特別大。</p><p><b>　　1.2 袋式除塵器</b></p><p>　　袋式除塵器是含塵氣體從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔空氣由排出口排出，沉積在濾料表面的粉塵，可以在機械振動的作

25、用下從濾料表面脫落，最終落入灰斗中的一種除塵凈化設(shè)施。</p><p>　　袋式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p><p>　　優(yōu)點：⑴ 袋式除塵器可以捕集多種干性粉塵，特別是高比電阻粉塵；</p><p>　?、?袋式除塵器可設(shè)計制造出適應(yīng)不同氣量的含塵氣體的要求，除塵器的處理煙氣量可從幾m3/h到幾百萬m3/h；</p><p>　　⑶ 袋式除塵

26、器對凈化含微米或亞微米數(shù)量級的粉塵粒子的氣體效率較高，一般可達(dá)99%，甚至可達(dá)99.99%以上；</p><p>　　⑷ 袋式除塵運行穩(wěn)定可靠，沒有污泥處理和腐蝕等問題，操作、維護(hù)簡單。</p><p>　　缺點：⑴ 袋式除塵器不適于凈化含粘結(jié)和吸濕性強的含塵氣體，用布袋防塵器凈化煙塵時的溫度不能低于露點溫度，否則將會產(chǎn)生結(jié)露，堵塞布袋濾料的孔隙；</p><p>

27、　　⑵ 袋式除塵器的應(yīng)用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能所影響，且會出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象；</p><p>　?、?據(jù)統(tǒng)計，用袋式除塵器凈化大于17000 m3/h含塵煙氣量所需的投資要比電除塵器高，而用其凈化小于17000 m3/h 含塵煙氣量時，投資費用比電除塵器省。</p><p><b>　　1.3 電除塵器</b></p><p>　　電除

28、塵器是在通過高壓電場進(jìn)行分離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下，使塵粒聚集在集塵板上將粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。</p><p>　　電除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p><p>　　優(yōu)點：⑴ 電除塵器可以凈化氣量較大且溫度較高的含塵煙氣。在工業(yè)上凈化105～106m3/h的煙氣，且用于凈化350℃以下的煙氣，可長期連續(xù)運行</p><p>　?、?除塵

29、效率高。如果設(shè)計合理，安裝施工質(zhì)量高，電除塵器可以達(dá)到任何除塵效率的要求。目前，工業(yè)上應(yīng)用的電除塵器，多數(shù)的除塵效率已達(dá)到99%以上。</p><p>　　⑶ 電除塵器結(jié)構(gòu)簡單，氣流速度低，壓力損失小，干式電除塵器的壓力損失大約為100～200Pa，濕式電除塵器的壓力損失稍高些，通常只有200～300Pa。</p><p>　?、?電除塵器能夠除下的粒子粒徑范圍較寬，對于0.1μm的粉塵粒

30、子仍有較高的除塵效率。</p><p>　?、?電除塵器的能量消耗比其他類型除塵器低。如以每小時凈化1000m3煙氣計算，電除塵器的電能消耗約為0.2～0.8kw·h。</p><p>　　缺點：⑴ 電除塵器的除塵效率受粉塵物理性質(zhì)影響很大，特別是粉塵比電阻的影響更為突出。電除塵器最適宜捕集比電阻為104～5×1011</p><p>　?、?袋

31、式除塵器的應(yīng)用主要受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能所影響，且會出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象；</p><p>　?、?電除塵器不適宜直接凈化高濃度含塵氣體。</p><p>　?、?電除塵器對制造和安裝質(zhì)量要求很高，需要高壓變電及整流控制設(shè)備，且占地面積大。</p><p><b>　　1.4 濕式除塵器</b></p><p>　　濕式

32、除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞或者化學(xué)作用捕集顆粒，使粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。</p><p>　　濕式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點：</p><p>　　優(yōu)點：⑴ 濕式除塵器的除塵效率不僅能與布袋和電除塵器相當(dāng)，而且還可適用這些除塵器所不能勝任的除塵條件。表現(xiàn)在濕式除塵器對凈化高溫、高濕、高比阻、易燃、易爆的含塵氣體具有較高的除塵效率。<

33、/p><p>　?、?濕式除塵器在去除含塵氣體中粉塵粒子的同時，還可去除氣體中的水蒸氣及某些有毒有害的氣態(tài)污染物。因此，濕式除塵器既可以用于除塵，又可以對氣體起到冷卻、凈化的作用。</p><p>　?、?設(shè)備投資少，構(gòu)造比較簡單：在耗用相同能耗的情況下，濕式除塵器的除塵效率比干式除塵器的除塵效率高。</p><p>　　缺點：⑴ 濕式除塵器的粉塵回收困難，且排出的沉渣

34、需要處理。</p><p>　?、?濕式除塵器不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體。</p><p>　?、?凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水（或液體）將具有一定程度的腐蝕性。因此，除塵系統(tǒng)的設(shè)備均應(yīng)采取防腐措施。</p><p>　　⑷ 濕式除塵器因含水運行，在寒冷地區(qū)設(shè)備容易結(jié)凍，因此，要采用防凍措施。</p><p>　　2 可

35、供選擇的除塵技術(shù)</p><p>　　通過以上的除塵設(shè)備簡介，我們可以看到四種除塵設(shè)備的優(yōu)缺點及適用條件。鑒于設(shè)計的要求，可對可供選擇的除塵設(shè)備加以分析，以確定經(jīng)濟高校的方法。</p><p>　　設(shè)計要求凈化的是燃煤工業(yè)粉塵?？赡軙懈g性的氣態(tài)污染物，所以對設(shè)備的防腐性能要求較高，不適合采用濕式除塵器。而且如果該工廠設(shè)在北方，天氣寒冷，濕式除塵器設(shè)備內(nèi)的洗滌水容易凍結(jié)。如果加強它的防

36、腐與防凍措施，則會加大投資，所以原則上不予考慮。</p><p>　　而機械除塵分離細(xì)小粉塵的能力比較弱，它對粒徑較大（大于50μm）的粉塵有較高的除塵效果，但對粒徑較?。ㄐ∮?μm）分離效果較差。在設(shè)計要求中燃煤鍋爐煙氣粒徑<5μm的占了60%，如果采用機械除塵器則效率低下，煙氣不能達(dá)標(biāo)排放。</p><p>　　所以設(shè)計要求的除塵凈化系統(tǒng)可供選擇的除塵技術(shù)有袋式除塵技術(shù)和電除塵技

37、術(shù)兩種。</p><p><b>　　3工藝選擇</b></p><p>　　本工藝選用旋風(fēng)除塵器和袋式除塵器結(jié)合。</p><p><b>　　工藝流程為：</b></p><p>　　廢氣---集氣罩---管路---除塵設(shè)施---風(fēng)機---煙囪</p><p><b

38、>　　三.設(shè)計計算</b></p><p><b>　　1集氣吸塵罩設(shè)計</b></p><p>　　1.1集氣罩的集氣機理</p><p>　　集氣罩是凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，它可將粉塵及氣態(tài)污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴散造成污染。</p><p><b>　　1.1.

39、1吸入氣流</b></p><p>　　1.點匯流的流動情況</p><p>　?、傥鼩饪诿娣e很??；流動沒有阻力。</p><p>　?、谕ㄟ^各等速面的流量相等，并且等于吸氣口的流量。</p><p>　　③點匯流外某一點的流速與該點至吸氣口距離平方成反比。盡量減少罩口到污染源的距離。</p><p>　　

40、④若吸氣口四周加擋板，吸氣范圍減少一半，有利于增強控制效果。、</p><p>　　2.吸氣口氣流分布的基本特點</p><p>　?、僭谖鼩饪诟浇牡人倜娼婆c吸氣口平行，隨距吸氣口的距離的的增大，逐漸變成橢圓面，而在1倍吸氣口直徑處已接近為球面。</p><p>　?、谖鼩饪跉饬髁魉偎p較快。</p><p>　?、蹖τ诮Y(jié)構(gòu)一定的吸氣口，

41、不論吸氣口風(fēng)速大小，其等速面形狀大致相同。</p><p>　?、芪鼩饪诮Y(jié)構(gòu)形式不同，則其氣流衰減速率不同。</p><p><b>　　1.1.2吹出氣流</b></p><p>　　空氣從管口噴出，在空間形成的一股氣流稱為空氣射流. </p><p>　　(1)空氣射流的一般特性。</p><p&

42、gt;　　等溫自由圓射流的一般特性為: </p><p>　?、偕淞鬟吘売芯砦車諝獾淖饔茫@主要是 由于紊流動量交換引起的。</p><p>　?、谟捎谏淞鬟吘壍木砦饔茫淞鲾嗝娌粩鄶U大，射流量隨射流長度增加而增大。</p><p>　?、凵淞骱诵亩纬叔F形不斷縮小。</p><p>　?、芎诵亩我院?，射流速度逐漸下降。</p>

43、;<p>　?、萆淞髦械撵o壓與周圍靜止空氣的壓強相同。</p><p>　?、奚淞鞲鲾嗝鎰恿肯嗟?。</p><p>　　1.1.3吸入氣流與吹出氣流</p><p>　　（1）吹出氣流由于卷吸作用,沿射流方向流量不斷增加,射流呈錐形； 吸入氣流的等速面為橢球面,通過各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。</p><p>　　（

44、2）射流線上的速度基本上與射程成反比,而吸氣區(qū)內(nèi)氣流速度與距吸氣口的距離的平方成反比。所以,吸氣口能量衰減很快,其作用范圍較小。</p><p><b>　　1.1.4吹吸氣流</b></p><p>　　吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流。 在集氣罩設(shè)計中，利用吹出氣流與吸入氣流聯(lián)合作用來提高所需“控制風(fēng)速”的形成，稱為吹吸式集氣罩。</p><

45、;p>　　1.2 集氣罩的類型</p><p>　　1.按罩口氣流流動方式分為：吸氣式和吹吸式；</p><p>　　2.按集氣罩與污染源的相對位置及適用范圍分；密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩等。</p><p>　　3.常見形式:頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩 .如下圖所示：</p><p>　　為避免橫向氣流干擾，要

46、使氣體從側(cè)面流入集氣罩。因此選側(cè)吸平口罩。配備四臺。</p><p>　　1.3.集氣罩參數(shù)計算</p><p>　　1.3.1.集氣罩的排氣量和壓力損失的計算</p><p>　　（1）由公式Q=Av可知：根據(jù)本設(shè)計條件，v取1m/s</p><p>　　已知 Q =50000m³/h=13.88 m³/s</p&

47、gt;<p>　　Q'=Q/4=3.5 m³/s</p><p><b>　　Q'=Av </b></p><p>　　則： A= Q'/v=3.5/1=3.5 m²</p><p>　　B=0.84m L=4.18m B×L=3.51 m²</p

48、><p>　　B/L>0.2 所以符合。</p><p>　?。?)排氣罩的壓力損失（△P）計算:</p><p>　　雙層罩（內(nèi)層圓錐形）的局部阻力系數(shù)ζ=1.0，ρ=0.886kg/m³</p><p>　　可知△P =ζ×ρ×v'²/2（Pa）</p><p>

49、;　　=1×0.886×9.8²/2</p><p>　　=42.55 （Pa）</p><p>　　因此總壓力損失為42.55×4=170.2（Pa）</p><p>　　(3)實際集氣罩可吸入量的計算</p><p>　　Q''=0.75v(10x²+A)</p>

50、;<p>　　=0.75×1×（10×x²+3.5） </p><p>　　=0.75×1×（10×0.5²+3.5）</p><p><b>　　=4.5 m³/s</b></p><p>　　總吸收量為：4.5×4=18 m&

51、#179;/s</p><p>　　各個符號代表的意義：</p><p>　　v ----------控制速度 ζ-------局部阻力損失系數(shù)</p><p>　　Q -------除塵器入口煙氣量 Q' ------單個集氣罩煙氣量</p><p>　　Q''

52、------實際集氣罩可吸入量 A -------排氣罩?jǐn)嗝婷娣e</p><p>　　ρ ------空氣密度 v' ------連接直管中氣流速度</p><p>　　△P -----排氣罩的壓力損失 B ------集氣罩界面寬</p><p>　　L ------集氣

53、罩界面長</p><p>　　2.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計</p><p>　　2.1 旋風(fēng)除塵器的工作原理</p><p>　　旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動概況：旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強烈旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的離心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

54、氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在到達(dá)圓錐體底部后，沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上，形成上升的內(nèi)旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。</p><p>　　自進(jìn)氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側(cè)向下流動，當(dāng)達(dá)到排氣管下端時，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一同從誹氣管排出，分散在其中的塵粒也隨同被帶走。<

55、/p><p>　　2.2 旋風(fēng)除塵器的特點</p><p>　?。?）旋風(fēng)除塵器與其他除塵器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、投資低、操作維修方便以及適用面寬的優(yōu)點。適用于工業(yè)爐窯煙氣除塵和工業(yè)通風(fēng)除塵；工業(yè)氣力輸送系統(tǒng)氣固兩相分離與物料氣力烘干回收。</p><p>　?。?）旋風(fēng)除塵器的除塵效率一般達(dá)85%左右，高效的旋風(fēng)除塵器對于輸送、破碎、卸料、包裝、清掃等工業(yè)生

56、產(chǎn)過程產(chǎn)生的含塵氣體除塵效率可達(dá)95%-98%，對于燃煤爐窯產(chǎn)生煙氣的除塵效率可以達(dá)到92%-95%。</p><p>　?。?）旋風(fēng)除塵器捕集<5μm顆粒的效率不高，一般可以作為高濃度除塵系統(tǒng)的預(yù)除塵器，與其他類型高效除塵器合用?？捎糜?0μm以上顆粒的去除，符合此題的題設(shè)條件。</p><p>　　2.3旋風(fēng)除塵器型號選擇</p><p>　　根據(jù)煙氣流量

57、、含塵濃度、粒度分布、顆粒密度等煙氣特征，并結(jié)合除塵要求、允許的阻力損失、設(shè)備工作特點和制造條件等因素選擇XLP/B型旁路式旋風(fēng)除塵器4個。</p><p>　　XLP/B型旁路式旋風(fēng)除塵器比一般旋風(fēng)除塵器進(jìn)口位置低，使在除塵頂部有充足的空間形成渦旋并形成粉塵環(huán)，從旁路分離室引至椎體部分，這樣有害于除塵效率的二次氣流變成有粉塵集聚作用的上漩渦氣流。旁路分離室設(shè)計成螺旋形，使進(jìn)入的含塵氣流切向進(jìn)入椎體，避免擾亂椎體

58、內(nèi)壁氣流，防止再次塵化現(xiàn)象。</p><p>　　選擇XLP/B型旋風(fēng)除塵器的理由</p><p>　?。?）XLP/B型旋風(fēng)除塵器是在一般旋風(fēng)除塵器的基礎(chǔ)上增設(shè)旁路式分離器的一種除塵器，阻力</p><p>　　損失較小，特別對5以上的粉塵有較高的除塵效率。 </p><p>　?。?）XLP/B型旋風(fēng)除塵器對5以上的粉塵有較高的除塵

59、效率，基本滿足了顆粒物得處理要求。</p><p>　?。?）XLP/B型旋風(fēng)除塵器一般壓力損失在2000Pa以內(nèi)，符合設(shè)計要求的壓力損失。</p><p>　　2.4旋風(fēng)除塵器設(shè)計計算</p><p>　　2.4.1.基本參數(shù)：</p><p><b>　　除塵器入口煙氣量 </b></p><p&

60、gt;　　除塵器入口煙氣溫度T=403K</p><p>　　除塵器入口含塵濃度c1=6g/m3，除塵器出口含塵濃度c2=1500mg/m3</p><p>　　本體阻力ΔP≤ 350Pa，本體漏風(fēng)系數(shù)≤ 1%，</p><p>　　（近似取空氣密度），ξ=5.8（對于XLP-B型號）</p><p>　　2.4.2.確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣速

61、：</p><p>　　取進(jìn)口氣速 </p><p>　　2.4.3.計算壓力損失核算</p><p><b>　　符合設(shè)計要求</b></p><p>　　2.4.4.旋風(fēng)除塵器其他部件的尺寸</p><p>　　根據(jù)XLP/B型旋風(fēng)除塵器的尺寸比例，則</

62、p><p>　?。?）進(jìn)口截面積A : （取A=0.4）</p><p>　?。?）入口寬度b: （取=0.5）</p><p>　　（3）入口高度h: （取=0.9）</p><p>　　（4）核算面積A’：A=bh=0.5×0.9=0.45m2</p><p>　　2.4.5.選擇旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口類型&l

63、t;/p><p>　　現(xiàn)有旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口有三類：直入切向進(jìn)入式、蝸殼切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入反轉(zhuǎn)式（見下圖）。</p><p>　　直入切向進(jìn)入式 蝸殼切向進(jìn)入式 軸向進(jìn)入反轉(zhuǎn)式</p><p>　　本設(shè)計中采用直入切向進(jìn)入式，其進(jìn)口處有一個環(huán)狀空間，可減少進(jìn)氣流與內(nèi)渦旋相互之間的干擾，減少進(jìn)口壓力損失小。</p><

64、;p>　　2.4.6.按所選型式的尺寸比計算旋風(fēng)除塵器各部分尺寸</p><p>　?。?）筒體直徑D: D=3.33b=3.33×0.5=1. 665m（近似取D=1.7m）</p><p>　?。?）排出管直徑D1：現(xiàn)有的排氣管有兩類：底部收縮式和直管式（見下圖）。</p><p>　　排出管直徑: D1=0.6D=0.6×1.7=

65、1.02m</p><p>　　直管式 底部收縮式</p><p>　?。?）筒體高度及椎體高度</p><p>　　性能較好的旋風(fēng)除塵器，其直筒部分高度一般為其外筒直徑的1～2倍，錐體部分高度為外筒直徑的1～3倍。本設(shè)計中直筒部分高度H1,錐體部分高度H2，分別取為旋風(fēng)除塵器外筒直徑的2倍及3倍。</p>

66、<p>　　則：直筒部分高度：(取2.6m）</p><p><b>　　錐體部分高度；</b></p><p>　　旋風(fēng)除塵器的總高度H為：</p><p>　　排灰管直徑、椎體斜度</p><p>　　旋風(fēng)除塵器的排灰管直徑一般取為外筒直徑的0.25倍，即</p><p>　　灰管直

67、徑d: （取d=0.43m)</p><p><b>　　椎體斜度為： </b></p><p>　　2.4.7.卸灰裝置的選擇</p><p>　　卸灰裝置兼有卸灰和密封兩種功能，是影響除塵器的關(guān)鍵部件之一。若有漏風(fēng)現(xiàn)象，不但影響正常排灰，而且嚴(yán)重影響除塵器效率。現(xiàn)有的卸灰裝置有兩類：二級翻板式和回轉(zhuǎn)式（見下圖）。本設(shè)計采用二級翻板式。&l

68、t;/p><p>　　二級翻板式 回轉(zhuǎn)式</p><p>　　2.4.8.計算旋風(fēng)除塵器的除塵效率</p><p>　　則將各部件尺寸整理如下表：</p><p><b>　　3.總的壓降的計算</b></p><p>　　3.1管道壓力損失計算<

69、/p><p><b>　　沿程壓力損失</b></p><p><b>　　對于圓管 </b></p><p>　　式中 L—管道長度，m；</p><p><b>　　D—管道直徑，m；</b></p><p>　　ρ—煙氣密度,kg/?；</p&

70、gt;<p>　　v—管中氣流平均速率，m/s；</p><p>　　λ—摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度K/d的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫?。</p><p>　　局部壓力損失 </p><p>　　式中ξ—異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊中查到；</p><p>　　v—管中氣流平均速率，m/s

71、； </p><p>　　ρ—煙氣密度,kg/?；</p><p><b>　　由內(nèi)差法分別求出和</b></p><p><b>　　管路1</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　由得</b>

72、;</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　則實際流速 </b></p><p>　　由內(nèi)差法求得 </p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　集氣罩 90º彎頭 合流三通

73、 </p><p>　　(2) 管路2 </p><p>　　(3) 管路3 </p><p>　　(4) 管路4 </p><p><b>　　管路5</b></p><p><b>　　取</b></p><

74、;p><b>　　由</b></p><p><b>　　得，取</b></p><p><b>　　則實際流速 </b></p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　合流三通 90º彎頭</p>&

75、lt;p><b>　　管路6 </b></p><p><b>　　由 得</b></p><p><b>　　合流三通 </b></p><p><b>　　管路7</b></p><p><b>　　由 </b&

76、gt;</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　則實際流速</b></p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　分流三通 合流三通 </p><p><b>　　管路8</b>&

77、lt;/p><p>　　由于 則 </p><p>　　分流三通 90º彎頭 </p><p>　　(9)由于 則 </p><p>　　分流三通 變徑管 90º彎頭 </p><p><b>　　(10)管路10</b></p

78、><p>　　合流三通 90º彎頭 </p><p><b>　　由于 則 </b></p><p>　　合流三通 90º彎頭 </p><p>　　由于 則 </p><p>　　3.2.總的壓力損失</p><p>

79、;<b>　　1集氣罩的壓力損失</b></p><p>　　由前面算的一個集氣罩的壓力損失，一共有4個 則</p><p>　　2旋風(fēng)除塵器的壓力損失</p><p>　　由前面算的一個旋風(fēng)除塵器的壓力損失，一共有4個旋風(fēng)除塵器，則總的</p><p>　　3袋式除塵器的壓力損失</p><p>

80、;　　估算一個袋式除塵器的壓力損失，一共有4個袋式除塵器，則總的</p><p>　　4管路總壓力損失 </p><p><b>　　5總壓力損失</b></p><p><b>　　4.風(fēng)機和電機選擇</b></p><p><b>　　4.1風(fēng)機的計算</b></

81、p><p>　　4.1.1風(fēng)機風(fēng)量的計算</p><p><b>　?。╩3/h）</b></p><p>　　式中：k—風(fēng)量備用系數(shù)（k=1.1）；</p><p>　　Q—風(fēng)機前風(fēng)量（m3/h）；</p><p>　　tp—風(fēng)機前煙氣溫度（℃），若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度</p&g

82、t;<p><b>　?。╰p=130℃）</b></p><p>　　B—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γㄈ∫粋€標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）（kPa）。</p><p><b>　　單個風(fēng)機風(fēng)量</b></p><p><b>　　4.1.2計算風(fēng)壓</b></p><p><b>　

83、　總風(fēng)壓</b></p><p><b>　　單個風(fēng)機風(fēng)壓</b></p><p>　　由于風(fēng)壓和風(fēng)量都比較大，根據(jù)風(fēng)壓和風(fēng)量選擇一個風(fēng)機組。風(fēng)機組</p><p>　　根據(jù)此要求選擇 采用如下型號風(fēng)機，主要性能參數(shù)如下</p><p><b>　　4.2.電機的選擇</b></p

84、><p>　　配套電機Y280M-4主要性能參數(shù)如下</p><p><b>　　復(fù)核電機效率</b></p><p><b>　　符合要求，可以使用</b></p><p><b>　　5煙囪的計算</b></p><p>　　確定煙囪高度，既要滿足大氣污

85、染物的擴散稀釋要求，又要考慮節(jié)省投資。設(shè)計的目的是使煙囪排放的大氣污染物在環(huán)境空氣中產(chǎn)生的地面地面濃度與背景值疊加后的預(yù)測濃度，不超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的濃度限值。</p><p>　　5.1按地面最大濃度的計算方法</p><p>　　該法是按保證大氣污染物的地面最大濃度不超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限制來確定煙囪的高度。若設(shè)ρo為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限制，ρb為環(huán)境背景濃度，按保證ρma

86、x≤ρo-ρb，則由公式得到煙囪高度計算式：</p><p>　　式中：σz/σy——常數(shù)，一般取0.5~1；</p><p>　　ρ0——國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限值；</p><p>　　ρb——環(huán)境背景濃度。</p><p>　　5.1.1煙囪直徑的計算</p><p>　　煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算：</p>

87、;<p>　　Q——通過煙囪的總煙氣量，</p><p>　　v——按表三選取的煙囪出口煙氣流速，。</p><p>　　表 煙囪出口煙氣流速</p><p>　　采用機械通風(fēng)，選定=10</p><p>　　5.1.2煙氣抬升高度的計算</p><p>　　5.1.3煙囪的幾何高度</p>

88、<p>　　5.2按地面絕對最大濃度的計算方法</p><p>　　按保證ρmax≤ρo-ρb，則可導(dǎo)出：</p><p>　　式中：B——為抬升公式中除風(fēng)速以外的其他量；</p><p>　　ρ0——國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限值；</p><p>　　ρb——環(huán)境背景濃度。</p><p>　　已知除塵器出口含

89、塵濃度ρ=30mg·m-3，，所以煙囪的幾何高度為:</p><p><b>　　5.3煙囪底部直徑</b></p><p>　　5.3.1按按地面最大濃度的計算方法</p><p>　　式中 d——煙囪出口直徑，m</p><p><b>　　H——煙囪高度，m</b></p>

90、;<p>　　i——煙囪錐度，取 i=0.02</p><p>　　5.3.2按地面絕對最大濃度的計算方法</p><p><b>　　5.4排煙筒的選擇</b></p><p>　　根據(jù)計算，該方案不適合設(shè)立煙囪，由于，該方案中有一個袋式除塵器，處理過后的氣體能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，則將設(shè)立一個排煙筒來代替煙囪。排煙筒的高度為10米，下

91、底直徑為3米，出口直徑為0.8米。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器的降噪與防止磨損措施</p><p><b>　　降噪處理</b></p><p>　　旋風(fēng)除塵器噪聲控制主要有以下幾種： 　1.1消聲器　　控制排風(fēng)扇進(jìn)出氣口噪聲，可在冷卻塔進(jìn)排風(fēng)處安裝特制消聲器。對進(jìn)排氣口噪聲突出的風(fēng)機，此方法降噪效果明顯；1.2隔聲屏障　　設(shè)置隔聲

92、屏障，將消聲通風(fēng)百葉隔聲結(jié)構(gòu)與隔聲板組合成適宜的隔聲結(jié)構(gòu)是降低冷卻塔整體噪聲的有效方法。這種隔聲結(jié)構(gòu)可以降低旋風(fēng)除塵器進(jìn)排氣噪聲、出口噪聲、風(fēng)機、電1.3消聲墊　　消聲墊鋪放在旋風(fēng)除塵器底部，是降低旋風(fēng)除塵器機械振動的有效方法。1.4隔振控制壓縮機機體的振動，可在機器底座下設(shè)置減振器或設(shè)計制作隔振基礎(chǔ)。</p><p>　　1、把鼓引風(fēng)機、水泵等設(shè)備都集中在一個大隔聲間內(nèi)，再配置隔聲門和隔聲窗或通風(fēng)消聲百葉

93、窗，進(jìn)風(fēng)口安裝進(jìn)風(fēng)機消聲器?！　?、在煙囪上或引風(fēng)機排煙管道上設(shè)置適宜的消聲道或消聲器?！　?、為解決引風(fēng)機等振動問題，在風(fēng)管連接處采用金屬波紋管或耐溫軟管，在風(fēng)機消音器的基礎(chǔ)設(shè)減振臺架。</p><p><b>　　防止磨損措施</b></p><p>　?。?）防止排塵口堵塞。防止堵塞的方法主要是選擇優(yōu)質(zhì)卸灰閥，使用中加強對卸灰閥的調(diào)整和檢修。</p&

94、gt;<p>　　（2）防止過多的氣體倒流入排塵口。使用卸灰閥要嚴(yán)密，配重得當(dāng)，減輕磨損。</p><p>　　應(yīng)該常檢查除塵器有無因磨損而漏氣的現(xiàn)象．以便及時采取措施?？梢岳梦孟慊蛳銦煹臒煔饪拷茁╋L(fēng)處，仔細(xì)觀察有無漏氣。</p><p>　　(3)盡量避免焊縫和接頭。必須要有的焊縫應(yīng)磨平，法蘭連接應(yīng)仔細(xì)裝配好。</p><p>　　(4)在灰塵沖

95、擊部位使用可以更換的抗磨板?；蛟黾幽湍?。如鑄石板、陶瓷板等。也可以用耐磨材料制造除塵器，例如，以陶瓷制造多管除塵器的旋風(fēng)</p><p>　　子；用比較厚或優(yōu)質(zhì)的鋼板制造除塵器的圓錐部分。</p><p>　　(5)除塵器壁面的切向速度和入口氣流速度應(yīng)當(dāng)保持在臨界范圍以下。</p><p>　　(6)采取有效的防腐措施，在除塵器的外殼一般要刷一層紅丹、二層耐腐漆或

96、耐熱漆。</p><p>　　與袋式吸塵器、電除塵器不同，旋風(fēng)除塵器的進(jìn)氣口或排氣口形式通常不進(jìn)行專門設(shè)計，所以在進(jìn)、排氣口略有粗糙直角、斜角等就會形成粉塵的粘附、加厚，直至半堵塞或堵塞。因為除塵器壓力損失的大小和內(nèi)部氣流強弱有直接關(guān)系，故可依靠測定壓力損失來檢查工作狀態(tài)正常與否。如果除塵器內(nèi)部有灰塵堵塞，壓力損失就上升或者壓力雖未上升，則氣體流量減小，遇到這兩種情況。</p><p>　

97、　都應(yīng)該檢查設(shè)備是否存在堵塞情況。避免和預(yù)防堵塞的第一個環(huán)節(jié)是從設(shè)計中考慮，設(shè)計時要根據(jù)粉塵性質(zhì)和氣體特點使除塵器進(jìn)、出口光滑。避免容易形</p><p>　　成堵塞的直角、斜角。加工、制造設(shè)備時要打光突出的焊瘤、結(jié)疤等。運行管理旋風(fēng)除塵器要時常觀察壓力、流量的異常變化，并根據(jù)這些變化找出原因，及時消除?？傊?，防止旋風(fēng)除塵器的堵塞和積灰要做到：(1)灰斗內(nèi)的粉塵位應(yīng)在允許范圍內(nèi)；(2)排灰和運灰工具良好；(3)及

98、時清除灰斗中的灰塵；(4)防止貯灰和集灰系統(tǒng)中的粉塵接塊硬化。</p><p><b>　　五 總結(jié)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計中，我們運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，如：CAD制圖、word的使用等。雖然過去從未獨立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計的又一收獲。最后，要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計之前，對

99、整個工藝系統(tǒng)有一個全面的了解，知道該工藝有哪些設(shè)備及每個設(shè)備的工作原理和正常運轉(zhuǎn)的相關(guān)參量；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個設(shè)計做好，需要反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋的好習(xí)慣，一個完美的設(shè)計應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題的課程設(shè)計結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識會讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、

100、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。</p><p>　　對于各種設(shè)備的選擇，除了考慮性能和外型，還要考慮其運行期間會產(chǎn)生哪些問題并提出相關(guān)的意見，例如除塵器，這需要對各種除塵器的除塵機理有一定的理解，并推廣到不同型號的除塵器。而在資料上提供的除塵器也是五花八門，和一般的除塵器的外型結(jié)構(gòu)都有不同之處，還有不少的參數(shù)選擇，這就要根據(jù)設(shè)計計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇了。</p>

101、;<p>　　計算過程中的問題還是比較多，做得也不是很細(xì)致。有些公式因為數(shù)據(jù)不足沒有能夠使用上，還有一些經(jīng)驗參數(shù)的選取也沒有實際的經(jīng)驗作為指導(dǎo)。相信以后參加工作之后，積累了經(jīng)驗，能更好地掌握。</p><p>　　最后是制圖方面。用AutoCAD制圖還是比較方便和快捷的，不過基本上外形和尺寸都是參考設(shè)計手冊上的，手冊上的標(biāo)注和參數(shù)比較復(fù)雜，弄懂就費了一番功夫。還有平面布置圖，對想象力也是一個要求。&

102、lt;/p><p>　　能順利完成這次課程設(shè)計，我要感謝老師的悉心指導(dǎo)，希望以后還有機會向老師學(xué)習(xí)，也希望有更多機會參加到實際的生產(chǎn)和設(shè)計工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張殿印.除塵工程設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 張殿印,王純主

103、編.除塵器手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.10</p><p>　　[3] 張建英,蔣運茂主編.工業(yè)防塵手冊.勞動人事出版社,1989年10月第一版</p><p>　　[4] 郝吉明,馬廣大等著.大氣污染控制工程.高等教育出版社,2010

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