大气污染控制工程课程设计

目录

1 绪论 (2)

1.1 课程设计的目的 (2)

1.2设计任务与要求 (2)

2.设计说明书 (3)

2.1集气罩的设计 (3)

2.1.1设计原则 (3)

2.1.2集气罩尺寸参数的确定 (3)

2.1.3控制点控制速度v x的确定 (4)

2.1.4排风量的确定 (6)

2.2 除尘器的选型与设计 (6)

2.2.1除尘器类型比选 (6)

2.2.2 除尘器的选型 (7)

2.3管道、弯头及三通的设计 (8)

2.3.1 管道设计原则 (8)

2.3.2管道的初步设计 (8)

2.3.3管径与管内流速的确定 (9)

2.3.4弯头的设计 (10)

2.3.5三通的设计计算 (10)

2.3.6管段长度的确定 (10)

2.4压损平衡设计 (11)

2.4.1管段压损计算 (11)

2.4.2压力校核 (13)

2.4.3除尘系统总压力损失 (13)

2.5 风机的选择与校核 (14)

致谢 (16)

参考文献 (17)

1 绪论

1.1 课程设计的目的

课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学

以致用。

本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：

1.巩固大气污染控制工程课堂中所学理论知识；

2.掌握除尘系统设计的基本方法；

3.提高工程设计中资料运用、数据计算方法和计算机绘图能力。

1.2设计任务与要求

1.题目：车间除尘系统设计

2.设计已知条件：

（1）车间面积和两台产尘设备(见附图)；12000×6000;1200×600×800;

（2）产生轻矿物粉尘并以较低速度发散到尚属平静的空气中；

（3）污染源气体含尘浓度4g/m3，密度1.2g/cm3，温度20o C，大气压力

1.013×105Pa；

（4）伞形罩口距污染源表面200mm；

（5）管道和集气罩用钢板制作，钢管相对粗糙度0.15，排气筒距地面12m；

（6）采用自选除尘器;

3.课程设计步骤与方法

（1）集尘罩的设计和风量计算（4）通风机和电机选择

（2）除尘器的选择及除尘系统管网布置（5）说明书编写

（3）除尘系统阻力计算（6）绘制图纸

2.设计说明书

2.1集气罩的设计

2.1.1设计原则

1.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范围内，以便防止横向气流的干扰，减少排风量。

2.集气罩的吸气方向尽可能与污染气流的运动方向一致，充分的利用污染

气流的初始动能。

3.尽量减少集气罩的开口面积，减少排风量。

4.集气罩的吸气气流不允许

先经过工人的呼吸区再进入罩内。

5.集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。

根据以上原则选取冷过程上部集气罩，为避免横向气流干扰，在罩口设置

活动挡板，以保证罩口气流速度分布均匀。

2.1.2集气罩尺寸参数的确定

本设计中污染源尺寸为 L×W×H=1200×600×1000，故适宜采用矩形集气罩.

1．集气罩口长边

设罩口长边尺寸为l，污染源长边尺寸为L，则

L=0.8H+l

已知l=1200mm，H=200mm，故L=1360mm；

2.集气罩口短边

B=0.8H+l=760mm

由于不考虑空间限制，B可以取760mm。

3.尺寸校核

为避免横向气流干扰，要求H≤0.3L，即H≤0.3×1360=408mm，

H=200mm，满足要求。

因此本次设计不存在横向气流干扰或干扰可忽略。同时为减少吸气范围和

吸气量，在集气罩一面设置挡板，三面敞开。

罩口敞开面周长为P=760×2+1360=2880mm。

4.集气罩扩张角

为保证罩口吸气速度均匀，吸气罩的扩张角ɑ不应大于60°，本设计中取60°。

5.集气罩高度

h′=0.5L

tanα

=

0.5×1360

tan60°

=393mm

取390mm。

为提高集气罩的控制效果，减少无效气流的吸入，罩口加设法兰边。法兰边宽150~200mm，本设计取160mm，则集气罩总高为

h=h′+160=390+160=550mm

2.1.3控制点控制速度v x的确定

当污染源为污染物发生量较小的冷过程源时，可以采用速度控制法进行外部集气罩的设计。采用控制速度法计算集气罩的排风量，关键在于确定控制速度vx和集气罩结构、安设位置及周围气流运动情况，一般通过现场实测确定。由于本例缺乏现场实测数据，设计时参考表1-表4确定。

表1 污染源的控制速度v x

表2 按周围气流情况和污染物危害性选择风速

表3 按污染物危害性及集气罩形式选择控制风速

由上述知集气罩为矩形，三面开口且设置挡板；根据题设条件，污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。

表4敞开断面处流速

综合考虑上述因素及安全性，采取最大值原则，由表4得敞开断面处控制流速v x在0.9~1.0之间。但考虑到流速太大时，会造成动力消耗过大，故可取 v x=0.9m/s。

2.1.4排风量的确定

Q=KPHv x =1.4×2.88×0.2×0.9=0.726m3/s=2613 m3/h

=2Q=5225 m3/h

总排风量Q

总

式中：P----罩口敞开面周长，m；

H----罩口至污染源距离，m；

K----考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取K=1.4；

v x----控制速度。

2.2 除尘器的选型与设计

2.2.1除尘器类型比选

表5各种除尘器的效率对比

表6各种除尘设备投资和运行费用