车间气体净化系统中集气罩设计

目录

1 总论 (3)

1.1大气污染概述 (3)

1.2 设计任务 (3)

1.2.1 设计题目 (3)

1.2.2 设计原始资料 (3)

1.2.3 设计内容以及要求 (4)

2 集气罩的设计 (4)

2.1集气罩的集气机理 (4)

2.1.1吸入气流 (4)

2.1.2吹出气流 (5)

2.1.3吹吸气流 (6)

2.2集气罩的类型 (6)

2.3吹吸式排气罩的应用注意事项 (8)

2.4集气罩的设计方法 (9)

3 集气罩计算以及造型 (9)

3.1 集气罩性能参数及计算 (9)

3.1.1排风量的确定 (9)

3.1.2排风量的计算 (10)

3.1.3 压力损失的确定 (10)

4 设计计算及选型 (11)

4.1集气罩尺寸设计 (11)

4.2集气罩排风量设计计算 (13)

4.3 集气罩压力损失的确定 (13)

设计小结 (13)

参考文献 (14)

某车间气体净化系统中集气罩设计

1 总论

1.1大气污染概述

1995年全国燃煤排放的烟尘总量为1478万吨，其中火电厂和工业锅炉排放量占70%以上。在火电厂排放中，地方电厂由于基本上使用的是低效除尘器，吨煤排放烟尘是国家电厂的5~10倍，其排放量占到电厂总排放量的65%。

1995年全国工业粉尘排放量约为639万吨.其中.钢铁生产排尘占总量的15%，水泥生产排尘占总量的70%。在水泥生产排尘中，地方水泥厂排尘占到80%，成为工业12尘的主要排放源。

近年来，乡镇工业发展迅速口1996年全国乡镇工业污染源调查结果表明，1995年全国乡镇工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放量分别占当年全国工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放莹的28.2%、54.2%和68.3%。乡镇工业污染物排放已成为我国环境污染的重要因素。

1.2设计任务

1.2.1设计题目

某金属冶炼车间除尘系统的集气罩设计

1.2.2设计原始资料

气体中颗粒物占15.0%，允许的排风速度最大1.0m/s；车间有2个，相距10m。

烟气粘度：2.4×10－5pa.s

烟气温度：20℃

允许罩内最大负压：25Pa；

允许压力损失：1000pa

烟气密度：1.18kg/m3

烟气真密度：2.2g/cm3

空气过剩系数：a=1.4

烟尘浓度排放标准（标准状况下）：200㎎/L

环境温度：-7℃

当地气压：100KPa

净化系统布置场地在车间北侧20-25米以内

1.2.3设计内容以及要求

根据烟气性质，选择设计合适的集气罩，计算出集气罩的排风量、压力降并确定排风速度，完成除尘、风机、烟囱的位置及管道布置，最后按照工程制图

要求绘制一张集气罩和系统A3 图。

2集气罩的设计

2.1集气罩的集气机理

集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集，因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。

集气罩口气流流动方式有两种 :一种是吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。

2.1.1 吸入气流

吸入机理：吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸入气流或汇流。

实际情况吸口气流分布特点：

1.外部吸气罩罩口气流流动规律

速度分布: 等速面的形式确定其分布规律

将吸气口近似视为一个点汇，等速面是以该点为中心的球面，假设点汇吸风量为Q，

等速面的半径为r

1、r

2

，相应气流速度为u

1

、u

2

，由于通过每个等速面的风

量相等，则有

Q = 4πr

12u

1

= 4πr

2

2u

2

2

2

于是： u

1/u

2

= (r

2

/r

1

)2

表明吸气口外气流速度衰减很快，应尽量减少罩口至污染源的距离。

图2-1

2.罩口的设置位置对气流分布的影响

如果吸气口设在墙上，如图所示,吸气范围减少一半,其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为

Q=2πr

12u

1

=2πr

2

2u

22

(

比较两式，可见：

（1）吸气速度相同时，同一距离上Q （悬空设置的吸气口）= 2 Q （有一面阻挡的吸气口）

（2）吸风量相同时，同一距离上 u（有一面阻挡的吸气口）= 2 u（悬空设置的吸气口）

3.吸风罩的形式对气流速度分布的影响

有边的吸风口比无边的吸风口流速衰减慢，实际等速面为椭圆形。2.1.2吹出气流

空气从管口喷出，在空间形成的一股气流称为空气射流.

(1)空气射流的一般特性。如图2-2所示，这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是完全均匀的。M 为射流极点，射流中保持原出口速度 v。的部分称为射流核心，速度小于v。的部分称为射流主体，射流核心消失的断面 BOE称为过渡断面，出口断面至过渡面称为起始段，过渡断面以后称为主体段。

图2-2

2.1.3吹吸气流

吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流。在集气罩设计中，利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需“控制风速”的形成，称为吹吸式集气罩。

图2-3

2.2集气罩的类型

集气罩：是烟气净化系统污染源的收集装置，可将粉尘及气体污染源导入净化系统，同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污染。

形式：

（1）按罩口气流流动方式分为：吸气式和吹吸式；

（2）按集气罩与污染源的相对位置及适用范围，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。

密闭罩