(完整版)某金属冶炼车间除尘系统中的集气罩设计

目录

1 绪论 (3)

1.1 集气罩 (3)

1.2.集气罩的基本形式 (3)

1.2.1.密闭罩 (3)

1.2.2.排气柜 (4)

1.2.3.外部集气罩 (4)

1.2.4接受式集气罩 (4)

1.2.5吹吸式集气罩 (4)

1.3集气罩性能参数及计算 (4)

1.3.1排风量的确定 (5)

1.3.2压力损失的确定 (5)

2 集气罩的设计目的及原始资料 (6)

2.1 集气罩设计目的 (6)

2.2集气罩设计原则 (6)

2.3集气罩气流流动的基本理论 (6)

2.3.1 吸入气流 (7)

2.3.2吹出气流 (8)

2.3.3吹吸气流 (9)

2.4 集气罩设计原始资料 (9)

3集气罩类型的选择 (10)

4 集气罩设计计算 (10)

4.1.排风量及排风速度的确定 (10)

4.2.压力损失的确定 (11)

5.课程设计小结 (11)

参考文献 (12)

某金属冶炼车间除尘系统中的集气罩设计

1 绪论

空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流运动而扩散的。对于生产过程散发到车间空气中的污染物，只要控制住室内二次气流的运动，就可以控制污染物的扩散和飞扬，从而达到改善车间内外空气环境质量的目的。这就是采用局部拍其他分方法控制空气污染物扩散的依据。控制空气污染物在车间内外扩散的局部通风方法，简单地说，就是在局部污染源设置集气罩，把污染空气搜集起来并经净化后排至室外，这是生产车间控制污染的最有效、最常用的方法。

1.1 集气罩

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。其性能对净化系统的技术经济指标有直接的影响。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。

1.2.集气罩的基本形式

根据罩口气流流动方式可将集气罩分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气罩。利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩则是利用吹吸气流来控制污染物扩散的装置。按集气罩与污染源的相对位置及围挡情况，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。

1.2.1.密闭罩

定义：将污染源的局部或整体密闭起来，在罩内保持一定负压，可防止污染物的任意扩散。

特点：所需排风量最小，控制效果最好，且不受室内气流干扰，设计中应优先选用。结构形式：局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩

局部密闭罩

特点：体积小，材料消耗少，操作与检修方便；

适用：产尘点固定、产尘气流速度较小且连续产尘的地点。

整体密闭罩

特点：容积大，密闭性好。

适用：多点尘源、携气流速大或有振动的产尘设备。

大容积密闭罩

特点：容积大，可缓冲产尘气流，减少局部正压，设备检修可在罩内进行。

适用：多点源、阵发性、气流速度大的设备和污染源。

1.2.2.排气柜

排气柜也称箱式集气罩。操作时，通过孔口吸入的气流来控制污染物外逸。其捕集机理和密闭罩相似，即将有害气体发生源围挡在柜状空间内，可视为开有较大孔口的密闭罩。其特点是控制效果好，排风量比密闭罩大，而小于其他形式集气罩。

排气柜可使产生有害烟尘的操作在柜内进行。

结构形式：

A、排气口在操作口对面，操作口气流分布较均匀，有害气体外逸的可能性较小。

B、排气口设在柜顶，操作口上部形成较大进气流速，而下部进气流速较小，气柜内易形成涡流，可能造成有害气体外逸

C、在对面和顶部同时设置排气口

1.2.3.外部集气罩

外部集气罩依靠罩口外吸入气流的运动而实现捕集污染物的目的。外部集气罩的形式多样，按照集气罩与污染源的相对位置可将其分为四类：上部集气罩、下部集气罩、侧吸罩和槽遍集气罩。

1.2.4接受式集气罩

接受式集气罩即沿污染气流流线方向设置集气罩口，污染气流便可借助自身的流动能量进入罩口。

定义：接受由生产过程（如热过程、机械运动过程）中产生或诱导出来的污染气流的一种排气罩。

特点：罩口外的气流运动不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生产本身过程产生。

类型：a.低悬罩（罩口高度1.5A1/2） b.高悬罩（罩口高度>1.5A1/2）

1.2.5吹吸式集气罩

当外部集气罩与污染源距离较大时，单纯依靠罩口的抽吸作用往往控制不了污染物的扩散，则可以在外部集气罩的对面设置吹气口，将污染物气流吹向外部集气罩的吸气口，以提高控制效果。一般把这类依靠吹吸气流的综合作用来控制污染气流扩散的集气方式称为吹吸式集气罩。由于吹出气流的速度衰减得慢，以及气幕的作用，使室内空气混入量大为减少，所以达到同样的控制效果时，要比单纯采用外部集气罩节约风量，且不易受室内横向气流的干扰。

1.3集气罩性能参数及计算

集气罩性能是反映集气罩捕集污染物的能力及经济性的技术经济指标。一般指排气量、压力损失、尺寸和材料消耗等。排气量可用罩口上的平均吸气速度和罩口面积之积确

定，也可按联接集气罩的直管段中的平均流速和断面积之积确定。目前多采用基于捕集速度的计算公式确定排气量。压力损失一般表示成压损系数为常数。集气罩尺寸一般按经验确定，在有关的设计手册中可查出各种集气罩的参考尺寸，以供选用。排气罩的罩口尺寸不应小于罩子所在的污染物扩散的断面面积。[

表示集气罩性能的主要技术经济指标为排风量和压力损失，现对期确定方法作简要介绍。

1.3.1排风量的确定

a.排风量的测定方法：集气罩排风量v q （s m /3），可以通过实测罩口上的平均吸气速度)/(0s m v 和罩口面积)(20m A 确定：

v q = 00v A （s m /3）

也可以通过实测连接集气罩直管中的平均速度v(m/s),气流动压

d p （Pa)或气体静压s p （Pa),及其管道断面积)(2m A 按下式确定：

v q = Av

b.排风量计算方法： 在工程设计中，常用控制速度法来计算集气罩的排风量。

所谓控制速度系指在罩口前污染物扩散方向的任意点上均能使污染物随吸入气流流入罩内并将其捕集所必须的最小吸气速度。吸气气流有效作用范围内的最远点称为控制点。控制点距罩口的距离称为控制距离。

计算集气罩的排风量时，首先应根据工艺设备及操作要求，确定集气罩形状及尺寸，由此可确定罩口面积)(20m A ；其次根据控制要求安排罩口与污染源相对位置，确定罩口几何中心与控制点的距离x 。

当确定控制速度Vx 后即可根据不同形式集气罩罩口的气流衰减规律求得罩口上气流速度Vo ，在已知罩口面积Ao 时，即可求得集气罩的排风量。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。在工程设计中，针对不同类型的集气罩，可参考相关设计手册，采用经验公式计算集气罩排风量。

1.3.2压力损失的确定

集气罩的压力损失△

p 一般表示为压力损失系数 ξ与连接直管中动压d p 之乘积的形式，即：

△p = ξd p = ξρ2v /2(Pa )