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1、大气污染控制工程(12),6.5 世界环境日,联合国环境规划署每年6月5日选择一个成员国举行“世界环境日”纪念活动，发表环境现状的年度报告书及表彰“全球500佳”。并根据当年的世界主要环境问题及环境热点，有针对性地制定每年的“世界环境日”主题。,6.5 世界环境日,联合国环境规划署确定今年“六五”世界环境日主题为“绿色经济，你参与了吗？”中国主题为“绿色消费 你行动了吗？”旨在强调绿色消费的理念，唤起社会公众转变消费观念和行为，选择绿色产品，节约资源能源，保护生态环境。,昨天任务完成了吗？,仔细阅读设计指导书，清楚设计任务和步骤；收集资料，了解水泥生产工艺；收集资料，了解水泥企业除尘现状。完成
2、实验实习报告。,今天的任务,完成设计内容之一：水泥厂除尘概述。收集资料，了解污染源性质特点。,12 净化装置选择设计运行与管理,12.1 净化系统12.2 集气罩的设计12.3 管道系统的设计 12.4 净化装置及其选择,12.1 净化系统,工业生产中产生大量的污染物质，不但会污染周围环境，还会污染车间空气直接危害工人的身体健康。车间空气污染物是依附于气流运动而扩散的，因此只要控制车间的气流运动，也就控制污染物的扩散，这种通过控制车间的气流运动而达到控制污染的目的的方法-工业通风技术。,工业通风,局部通风-用集气装置将污染源排放的污染空气收集起来，通过净化之后排放到室外。全面通风-用清洁空气稀
3、释室内受污染的空气，以保证车间岗位工人的身体健康。,12.1.1 全面通风,污染源多而又分散，污染物又不易收集，不能有组织排放-通入清洁空气，稀释污染物，并把污染物带出车间。自然通风-门窗通风机械通风-轴流风机,自然通风,机械通风,无动力通风器,利用室内外的空气对流来驱动风机涡轮旋转。优良的空气动力学设计使通风器在微弱的气流下也能转动。当通风器涡轮旋转时，产生离心力，通风器下方热空气、废气从叶片间隙排出。,12.1.1 全面通风,满足全面通风的要求，必须有：（1）足够的通风换气量；（2）有合理的气流组织（换气方式方法）,12.1.1 全面通风,(1)全面通风换气量L(m3/h)保证室内空气中污
4、染物浓度不超标污染物浓度=m(散发量)/L（流量）+清洁空气中该污染物浓度C0 污染物环境浓度标准Cbm/L+C0 Cb Lm/（Cb-C0）,Lm/（Cb-C0）,有多种污染物时，分别计算，取其中最大值作车间的全面换气量。取最大换气量L,(2)气流的组织,送风口应设在有害物质浓度较小的区域；排风口应设在污染源附近或有害物质浓度高的区域，尽可能排到室外。废气流不能途径工人岗位。,(2)气流的组织,全面通风,全面通风没有净化废气，排出室外污染大气-直接作用：保护职工的身体健康，而不是“保护环境”-不是气态污染物控制的首选方案，首选“局部通风”。还可理解为是局部通风之后没有办法的办法,12.1.2
5、 局部通风,-用集气装置将污染源排放的污染气体收集起来，通过净化之后排放到室外,局部排气净化系统 P315,(1)集气罩：收集废气的罩-污染物捕集装置-其性能的好坏对净化系统的技术经济指标和净化效果有直接的影响。(2)风管：通风管道-输送气体的管道。通过风管将整个净化系统连成一体。(3)净化设备：除尘器、吸收塔等。(4)风机：使气体流动的动力设备。(5)烟囱：排气装置-使落地浓度不超标。,12.2 集气罩,12.2.1 集气罩（通风罩、排气罩）型式按作用原理分，有外部吸气罩、接受式排风罩和吹吸式排风罩等；按罩子形式分，有密闭罩、伞形罩、柜式排风罩（排风柜）和槽边排风罩等；按结构型式及密闭范围分
6、，有局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩等。,集气罩布局,布局：可以安装在污染源的上方、下方或侧面-对生产工艺不能产生影响。,（1）密闭罩 P318,将污染物发生源的局部或整体密闭。原理是，使污染物扩散限制在一个很小的密闭空间，并通过从罩子排出一定量的空气，使罩内保持一定的负压，让罩外的空气经罩上的缝隙流入罩内，以防治污染物外逸的目的。,（1）密闭罩,密闭罩优点,（1）所需排气量最小，控制效果最好；（2）不受车间内横向气流的干扰；一般的粉尘发生源多采用密闭罩。大容积密闭罩也称密闭小室，特点是罩内容积大，可以缓冲含尘气流，减小局部正压，设备检修可以在罩内进行。,（2）排气柜,箱式集气罩，如化学实
7、验室通风橱侧向半封闭,上部排风通风柜,下部排风柜式排风罩,上下联合排风柜式排风罩,当通风柜内既有发热体，又产生密度大小不等的有害气体时，应在柜内上、下部均设置排气点，并装设调节阀，以便调节上、下部排风量的比。,（3）外部罩 P320,外部集气罩-不和设备连接在一起无法密闭，在污染源附近设罩,（4）接受罩,用于污染空气有一定的运动轨迹的情况。,（5）吹吸罩,一吹一吸，控制距离较大-吸气流衰减较快 P322图12.8,（5）槽边排风罩,（5）吹吸罩,吹吸罩,12.2.2 集气罩的设计 P322,（1）排风量测定现有系统用动压法和静压法。改书,（2）排风量计算方法,*A 控制速度法控制点-扩散速度为
8、零的位置控制速度ux-吸走控制点处污染物的最小吸气速度控制距离-控制点距罩口的距离,A 控制速度法,控制速度ux确定后，再根据不同形式集气罩的气流衰减规律，求得罩口气流速度u0，然后求所需排风量。P324 表12.2,（2）排风量计算方法,*B 流量比法排风量 Q=Q1(废气量)+Q2（周围空气吸入量）=Q1（1+Q2/Q1）=Q1（1+K）流量比 K=Q2/Q1K值应该尽量小，采用临界流量比Km,临界流量比Km,临界流量比Km-保证污染物不溢出罩外的最小K值.临界流量比Km和污染物发生量无关，只和污染源和集气罩的相对尺寸有关。临界流量比Km可以参看有关设计资料.例:P325,昨天的任务是否完
9、成？,完成设计内容之一：水泥厂除尘概述。收集资料，了解污染源性质特点。,今天的任务,完成设计内容之二：设计点情况分析。收集除尘设备资料，查阅水泥除尘技术规范。,集气罩设计方法P327,(1)集气罩尽可能包围或靠近污染源，使污染物的扩散限制在最小范围内，尽可能减小吸气范围，防止横向气流的干扰，减小排风量。(2)集气罩的吸气气流方向应尽可能与污染源污染气流运动方向一致，以充分利用污染气流的初始动能。(3)在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，使风量最小。,集气罩的设计方法 P336,(4)集气罩的吸气气流不允许通过人的呼吸区再进入集气罩内，设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。(5
10、)集气罩的布置应与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作和设备检修。(6)集气罩应力求结构简单，坚固耐用而造价低，并便于制作安装和拆卸维修。(7)要尽可能避免或减弱干扰气流如逆风气流等对吸气气流的影响。,12.3 管道系统的设计,12.3.1 管道系统的配置管道-气体有组织输送的通道，它将集气罩、风机、净化设备、烟囱串联起来。通风管道一般用薄钢板制作，特殊场合也有用塑料的，用砖砌的，以及混凝土。,管道断面,管道断面分圆形和矩形两种。通常最常用的是圆形管，因为相同断面积时，圆形管：（1）材料较省；（2）压损较小；,管道系统布置原则,划分系统原则，下列情况不能合为一个净化气流，应分开处理污染物混合后
11、有引起燃烧或爆炸危险的；不同温度和湿度气体，混合后可能引起管道内结露的；因粉尘或气体性质不同，共用一个系统会影响回收净化效率的。,管道系统布置原则,管道敷设的原则应尽量明装，以便检修（少用暗装）；尽量集中排列，沿墙或柱平行敷设（方便安装管理）；和墙、柱、梁、设备间应留有一定距离 10-15cm；-方便施工，检修，以及考虑热胀冷缩。,管道系统布置原则,管道敷设的原则水平管道应有一定的坡度0.0020.005-防止积尘，方便放水。-最好大于安息角。,管道系统布置原则,管道支撑原则单独设支架或吊架支撑(不应直接压在设备上)焊接缝位置应布置在施工方便和受力较小地方,修补方便,焊缝与支架距离不应小于管径
12、，至少200mm,管道系统布置原则,管道联接原则 为方便检修和安装,应设置足够数量的活接头。穿墙、穿楼板的管段不得有焊缝。,管道系统布置原则,分支管间的压力平衡原则-合理分配风量，以保证各吸气点达到设计风量。-阻力平衡、阀门控制（管道）排气管布置原则排出口高出周围建筑2-4m方便检测,12.3.2 管道系统的设计计算,设计步骤 P329（1）根据生产工艺确定吸风点及风量，选择净化装置，进行管道配置，选择管道材料等；（2）绘制管道系统轴侧图P336，对各管段进行编号，标注各管段的长度和风量。,设计步骤 P329,（3）选择合理的管道内流体流速-根据管材和粉尘性质。P330表12.5（4）根据各管
13、段的风量和选定的流速确定各管段的管径(或断面尺寸)。（5）计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。确定最大阻损管路。,设计步骤 P329,（6）对并联管路进行阻力平衡。除尘系统要求两支管的阻力差不超过10，以保证各支管的风量达到设计要求。（7）计算系统总阻力。根据系统总阻力和总风量选择风机。,（1）管段流速选择 P330,风管内的风速对系统的经济性有较大影响。流速高、风管断面小、材料消耗少、建造费用低；但是，系统阻力增大，动力消耗增加，有时还可能加速管道的磨损。流速低、阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用增加。对除尘系统，流速过低还会造成粉尘沉积，堵塞管道。,（1）管段流速的选择 P33
14、0,（2）管段断面尺寸确定,根据各管段的风量和选定的流速确定各管段的管径(或断面尺寸)。P331,（3）流体阻力损失,计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。从最不利的环路(即距风机最远的排风点)开始Ph-上升管静压损失Pu-动压阻损PL-摩擦阻损Pm-局部阻损Pi-净化装置阻损,流体阻力损失,其中由于气体密度小，上升管静压损失和动压阻损都很小，可忽略不计。主要计算摩擦阻损和局部阻损。,*摩擦阻力,L管道长度（不包括管件、阀门自身尺寸）md管道直径，m-矩型管采用当量直径，du=2ab/(a+b)烟气密度，kg/m3u管中气流平均速率，m/s摩擦阻力系数,查表 P332表12.6Ri-比阻，单位长度摩
15、擦阻力。,*摩擦阻力,在实际应用中，为避免烦琐计算，制成计算表或线解图。下图是计算圆形钢板风管的线解图。(P1013kPa、温度t=20、粗糙度K015mm)。常用全国通用通风管道计算表。只要已知风量、管径、流速、单位摩擦阻力4个参数中的任意两个，即可利用该图求得其余两个参数。,*摩擦阻力,*局部阻损,异形管件的局部阻力系数，查有关手册u与相对应的断面平均气流速率，m/s；烟气密度，kg/m3局部阻力系数见P334表12.8,12.3.3 通风机,离心风机的命名 C 47311 NO5A右90O完全名称：用途名称+型号+机号+传动方式+旋转方向+出风口位置,C 47311 NO5A右90O,用
16、途名称（汉字拼音表示）C-排尘 M-送煤粉 W-耐高温F-防腐蚀 B-防爆 K矿井通风T-一般通风换气风机（常省略）,C 47311 NO5A右90O,型号(4-73-11)：用全压系数和比转数命名-同类为常数进风形式代号：1为单吸；O为双侧吸入（风量大风压低）；第二个“1”：表示第一次设计,全压系数,全压系数=H/（2）u叶轮外径处实测速度；H风机全压；把风机最高效率时的全压系数乘10化整数用来表示风机型号。,比转数,比转数-流量1m3/s,全压1Pa时的转速。把风机最高效率时的比转数用以表示风机的型号。,C 47311 NO5A右90O,机号（NO.5）：用风机叶轮直径的分米数表示,C 4
17、7311 NO5A右90O,传动方式：A-电机直连传动B-皮带传动-皮带轮在轴承架中间C-皮带传动-皮带轮在轴承架外侧D-联轴节传动E-双支承皮带轮外侧传动F-双支承联轴器传动。,传动方式,A-电机直连传动,B-皮带传动-皮带轮在轴承架中间,C-皮带传动-皮带轮在轴承架外侧,D-联轴节传动,E-双支承皮带轮外侧传动,F-双支承联轴器传动,C 47311 NO5A右90O,旋转方向：从皮带轮这侧看叶轮的旋转方向，顺时针为“右”，逆时针为“左”,风机的选择,（1）根据输送气体的不同理化性质选取不同用途的通风机；（2）根据所需的风量和风压，确定风机的型号；（3）所选风机实际工况要尽可能接近最高效率点；（4）尽可能选择低噪音风机。,根据风量风压确定风机型号,Q0=（1+K1）QK1考虑漏风的安全系数，除尘系统取H=P0=(1+K2)P0/=(1+K2)PTP0/（T0P）K2-安全系数，除尘系统取P0、T0、0-通风机性能表中，P0=101326Pa;T0=293K;0=1.2kg/m3,例：P335,先自阅6分钟,今天任务,完成设计内容之二：设计点情况分析；收集除尘设备资料，查阅水泥除尘技术规范；,
