第12章 废气净化系统

• 选择通风机的风压按下式计算
0 T 0 P0 (1 K 2 )P (1 K 2 )P T0
式中 ΔP0 ——净化系统的总压力损失，Pa； K2——考虑管道系统压损计算误差等所采用的安全系数， 一般管道系统取0.1-0.15，除尘管道系统取0.15-0.2；， P0，T0是通风性能表中给出的空气密度、压力、温度。 一般 P0=101325Pa， 对于通风机，T0=20℃，ρ0=1.2kg/m3； 对于引风机，T0=200℃，ρ0=0.745kg/m3； ρ ， P ， T 是运行工况下的气体密度、压力和温度。 计算出V0和后，可按通风机产品样本给出的性能曲线或表 格，选择所需通风机的型号。
• 12.2.1 集气罩气流流动的基本理论 • 12.2.2 集气罩的基本形式
• • 1.密闭集气罩 密闭罩是用罩子把污染源局部或整体密闭起来， 使污染物的扩散被限制在一个较小的密闭空间内， 通过动力设备的抽气，使罩内保持一定的负压， 以达到防止污染物外逸的目的。密闭罩按其特点 分为： • （1）局部密闭罩（图12-4） • （2）整体密闭罩（图12-5） • （3）大容积密闭罩（图12-6）
12.2.3 集气罩的设计
• • • 1.集气罩设计的一般方法 设计时应该注意以下几点： （1）集气罩应可能将污染源包围起来，或靠近 污染源，使污染物的扩散限制在最小的范围内， 防止或减少横向气流的干扰，以便在获得足够的 集气速度情况下减少集气量。 • （2）集气罩的集气方向应尽可能与污染气流的 运动方向一致，充分利用污染气流的动能。 • （3）在保证控制污染的条件下，尽量减少集气 罩的开口面积，使其集气量最小。
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2.集气罩的集气量 （1）控制速度法。从污染源散发出的污染物具 有某一扩散速度，扩散速度减小到零的位置称为控 制点（零点）。集气罩在控制点所造成的能吸走污 染物的最小气流速度vx称为控制速度，控制速度的 大小是根据经验确定的。 根据对集气口周围的流场研究，得到吸入口的平 均速度与控制速度的关系，通过吸入口速度和吸入 口断面积可以得到集气罩的集气量。 （2）流量比法。 （3）集气罩的压力损失 集气罩的压力损失一般表示为压力损失系数与直 管中动压之乘积，对结构形状一定的集气罩，压力 损失系数为常数。
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2.半密闭罩 半密闭罩是在密闭罩上开有较大的操 作孔，通过操作孔吸入大量的气流来控 制污染物的外逸。半密闭罩多呈柜形和 箱形，所以又称排气柜或通气柜。 • 对于用于热源的排气柜（图12-7 （a）），吸气口应设在上部，使吸入气 流与热对流一致。 • 用于冷源的排气柜，吸气口可设在侧 面（图12-7（b）），也可设在上面。
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3.外部集气罩 依靠罩口外吸气流的运动，把污染物全部吸 入罩内，这样的气罩通称为外部集气罩。可分 为： 上部集气罩（图12-8）、 下部集气罩（图12-9）、 侧集罩（图12-10） 4.吹吸式集气罩 在外部集气罩的对面设置一排喷气嘴或条缝 形吹气口，它的外部集气罩结合起来称为吹吸 式集气罩。如图12-11所示。 在控制大面积污染源时，采用吹吸式集气罩 是比较理想的。
• 12.4.2电动机的选择
所需电动机的功率可按 下式计算
V0 P0 K Ne 3600 1000 1 2
• 式中 • Ne——电动机功率，kw； • K——电动机备用系数，对于通风机，电动机功率为（25）kW时取1.2，大于25kW时取1.3；对于引风机取1.3； • η1 ——通风机全压效率，可从通风机样本中查得，一般 为0.5-0.7； • η2 ——机械传动效率，对于直联传动为1，联轴器直接传 动为0.98，三角皮带传动（滚动轴承）为0.95。
• 12.3.2管道压力损失的计算 • 管道压力损失主要包括流体流动时的摩擦损失和 局部阻力损失。 • 1．摩擦压力损失 • 流体流过直管段时，摩擦压力损失可按下式计算
P l4Rv22
lRl
Rl

4R

v
2
2
式中 l ——管道长度，m； Rl——单位长度管道的摩擦压力损失，简称比压损，Pa/m； λ ——摩擦压损系数； v——管道内流体的平均流速，m/s； R——管道的水力半径，m。
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（4）外部集气罩的轴线应与污染物散发的 轴线相重合；罩口面积与风管断面积之比最 大为16：1；喇叭罩长度宜取风管直径的三倍， 以保证罩口均匀集气。如不能均匀集气时， 可设多个集气口，或在集气罩内设分隔板、 挡板等。 • （5）不允许集气罩的气流先经过人的呼吸 区再进入罩内。气流流程不应有障碍物。 • （6）集气罩的结构应不防碍工人操作和设 备检修。 • 集气罩的设计程序一般是：先确定集气罩 的结构尺寸和安装位置，再确定集气量，最 后计算压力损失。
12.3管道系统的设计
• 管道的设计主要包括管径的选取和管道压力损 失计算。 • 12.3.1管径的选取
• 在已知废气流量V和管内流体 d 流速的情况下，管径由下式确定：
4V v
流速过大，则压力损失大，动力消耗高，运转 费用高；流速过小，管道断面增大，材料消耗大， 投资高，同时在除尘时，还容易造成管内积灰。 各种管道内各种流体的流速范围见表15-4。
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净化方案确定后就可以进行工程设计 计算，同时对管道、风机进行计算选型， 然后编制设计文件，并作经济技术分析。 • 设计图主要包括工艺图和设备的装配 图，并以此作出工程概算。 • • 3.施工图设计 • 包括：净化系统的平面图、立面图、 轴测图、设备的总装备、零部件加工图。
12.2 集气罩设计
12.4 风机和泵的选择
• 通风机的选择主要是根据净化系统的总风量和总 压损来确定。 • 选择通风机的风量应按下式计算
V0 (1 K1 )V
式中： V0、V——分别是通风机和管道系统的总风量，m3/h； K1——考虑系统漏风所采用的安全系数，一般管 道系统取0.05-0.1，除尘管道系统取0.1-0.15
第12章 废气净化系统
废气净化系统
• ——废气净化系统是指利用粉尘或气态污 染物治理工艺及设备把废气中的污染物质分 离出来或转化为无害物质的整个过程体系。
12.1 废气净化系统的组成及设计内容 12.1.1 废气净化系统的组成
如图12-1所示，一个完整的废气净化系统包括： 废气收集装置、输送管道、净化设备、风机、排 气筒（烟囱）。 相应地，废气净化系统的设计内容也就是对上述 五个部分的设计。
• 12.1.2 废气净化系统的设计
• 1.废气收集装置（集气罩）的设计： • ——包括集气罩的结构形式、尺寸、安装装置等。有 组织的排放源多数情况下不存在吸气罩设计。 • 2.管道设计： • ——包括管径大小、管道压力损失计算及管道布置。 • 3.净化设备设计： • ——为待处理的污染物设计、选择净化装置，将污染 物从气流中分离出来或转化成无害物质。 • 4.风机选择： • ——根据整个系统的阻力损失及要处理的废气量，选 择相应的风机。 • 5.排气筒（烟囱）设计： • ——主要包括排气筒的结构尺寸、高度、出口直径等。
• 12.1.3 废气净化系统的设计程序 • 三个阶段： • 基础资料调查、技术设计、施工图设计。 • 1.基础资料调查 • （1）生产工艺调查 • （2）污染源调查 • （3）背景资料调查 • （4）技术经济资料调查
• 2.技术设计
• 根据调查掌握的资料，确定污染物的排 放参数，确定废气净化方案，净化设备的设 计计算，管道、风机的设计选型，整个净化 系统的技术经济分析，设计图绘制，工程概 算。 净化方案的选定原则： （1）确保治理的污染物达标排放，不造成 二次污染； （2）工程投资及系统运转费用尽可能低； （3）操作简单、维修方便。