第十一章 廢氣凈化系統(tǒng)

第十一章廢氣凈化系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容：了解廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)內(nèi)容；掌握集氣罩設(shè)計(jì)及管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；掌握風(fēng)機(jī)和泵的選擇；了解凈化系統(tǒng)的施工安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)管理。教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)內(nèi)容、集氣罩設(shè)計(jì)及管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)和泵的選擇。

難點(diǎn)：集氣罩設(shè)計(jì)、管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及風(fēng)機(jī)和泵的選擇。廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)內(nèi)容集氣罩設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)和泵的選擇第十一章廢氣凈化系統(tǒng)廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)內(nèi)容第十一章廢氣凈化系統(tǒng)

空氣污染物在車間的擴(kuò)散機(jī)理是污染物依附于氣流運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散的。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內(nèi)二次氣流的運(yùn)動(dòng)，就可以控制污染物的擴(kuò)散和飛揚(yáng)，從而達(dá)到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。這就是采用局部排氣通風(fēng)方法控制空氣污染物擴(kuò)散的依據(jù)。控制空氣污染物在車間內(nèi)外擴(kuò)散的局部通風(fēng)方法，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，把污染空氣搜集起來(lái)并經(jīng)凈化后排至室外，這是生產(chǎn)車間控制污染的最有效、最常用的方法廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)內(nèi)容

一、廢氣凈化系統(tǒng)的組成

廢氣凈化系統(tǒng)示意圖

1、集氣罩；2、管道；3、凈化設(shè)備；4、風(fēng)機(jī)；5、煙囪；(1)集氣罩:集氣罩是用來(lái)捕集污染空氣的，其性能對(duì)凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接的影響。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。(2)風(fēng)管:在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風(fēng)管，通過(guò)風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連成一個(gè)整體。(3)凈化設(shè)備:為了防止大氣污染，當(dāng)排氣中污染物含量超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用凈化設(shè)備進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能排人大氣。(4)通風(fēng)機(jī):通風(fēng)機(jī)是系統(tǒng)中氣體流動(dòng)的動(dòng)力。為了防止通風(fēng)機(jī)的磨損和腐蝕，通常把風(fēng)機(jī)設(shè)在凈化裝備的后面。(5)煙囪:煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。由于凈化后的煙氣中仍含有一定量的污染物。這些污染物在大氣中擴(kuò)散、稀釋，并最終沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度.一、廢氣凈化系統(tǒng)的組成1、捕集裝置設(shè)計(jì)——集氣罩2、管道設(shè)計(jì)3、凈化系統(tǒng)的選擇或設(shè)計(jì)4、風(fēng)機(jī)選擇5、排氣筒設(shè)計(jì)

二、廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)選擇依據(jù)a.污染物的種類與性質(zhì)；b.處理量；c.凈化效率；d.凈化系統(tǒng)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。(2)一般程序

a.工程調(diào)查；b.確定凈化程度；c.選擇合理的凈化工藝；d.選擇適當(dāng)?shù)膬艋b置，確定合理的凈化系統(tǒng)配置；e.確定凈化系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(3)除塵系統(tǒng)與裝置的選擇(4)吸收系統(tǒng)與裝置的選擇(5)吸附系統(tǒng)與吸附裝置的選擇(6)凈化裝置的費(fèi)用設(shè)備投資費(fèi)；運(yùn)行費(fèi)用；總費(fèi)用凈化系統(tǒng)的選擇或設(shè)計(jì)集氣罩設(shè)計(jì)第十一章廢氣凈化系統(tǒng)集氣罩氣流流動(dòng)的基本理論集氣罩的基本形式集氣罩設(shè)計(jì)集氣罩設(shè)計(jì)集氣罩匯集污染物，是一種流體動(dòng)力學(xué)捕集，因此要對(duì)集氣罩合理設(shè)計(jì)，必須要了解吸氣罩罩口的氣流流動(dòng)規(guī)律。集氣罩氣流流動(dòng)方式有兩種:一種是吸氣口氣流的吸入流動(dòng)，一種是吹氣口氣流的吹出流動(dòng)。

一、集氣罩氣流流動(dòng)的基本理論1.外部吸氣罩罩口氣流流動(dòng)規(guī)律速度分布:等速面的形式確定其分布規(guī)律于是：u1/u2=(r2/r1)2

表明吸氣口外氣流速度衰減很快，應(yīng)盡量減少罩口至污染源的距離。吸入流動(dòng)的基本理論2.罩口的設(shè)置位置對(duì)氣流分布的影響可見(jiàn)：（1）吸氣速度相同時(shí)，同一距離上Q(懸空設(shè)置的吸氣口)=2Q′(有一面阻擋的吸氣口);（2）吸風(fēng)量相同時(shí)，同一距離上u′(有一面阻擋的吸氣口)=2u（懸空設(shè)置的吸氣口）吸入流動(dòng)的基本理論射流的分類按噴射口的形狀不同：圓射流、矩形射流和扁射流根據(jù)空間界壁對(duì)射流的約束條件：自由射流、受限射流和半受限射流；按射流內(nèi)部溫度變化情況：等溫射流和非等溫射流按射流產(chǎn)生的動(dòng)力：機(jī)械射流和熱射流。射流流動(dòng)的基本理論射流流動(dòng)的基本理論等溫自由圓射流的一般特性為:

射流流動(dòng)的基本理論（1）吹出氣流由于卷吸作用,沿射流方向流量不斷增加，射流呈錐形；吸入氣流的等速面為橢球面,通過(guò)各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。（2）射流線上的速度基本上與射程成反比，而吸氣區(qū)內(nèi)氣流速度與距吸氣口的距離的平方成反比。所以,吸氣口能量衰減很快，其作用范圍較小。吸入氣流與吹出氣流吹吸氣流是兩股氣流組合而成的合成氣流.在集氣罩設(shè)計(jì)中，利用吹出氣流與吸入氣流聯(lián)合作用來(lái)提高所需“控制風(fēng)速”的形成，稱為吸入式集氣罩.吹吸氣流集氣罩：是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時(shí)防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴(kuò)散，造成污染。形式：（1）按罩口氣流流動(dòng)方式分為：吸氣式和吹吸式；（2）按集氣罩與污染源的相對(duì)位置及適用范圍，吸氣式集氣罩分為：密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩等。二、集氣罩的基本形式密閉罩定義：將污染源的局部或整體密閉起來(lái)，在罩內(nèi)保持一定負(fù)壓，可防止污染物的任意擴(kuò)散。特點(diǎn)：所需排風(fēng)量最小，控制效果最好，且不受室內(nèi)氣流干擾，設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。結(jié)構(gòu)形式：局部密閉罩、整體密閉罩、大容積密閉罩

二、集氣罩的基本形式特點(diǎn)：體積小，材料消耗少，操作與檢修方便；

適用：產(chǎn)塵點(diǎn)固定、產(chǎn)塵氣流速度較小且連續(xù)產(chǎn)塵的地點(diǎn)。密閉罩特點(diǎn)：容積大，密閉性好。適用：多點(diǎn)塵源、攜氣流速大或有振動(dòng)的產(chǎn)塵設(shè)備。密閉罩特點(diǎn)：容積大，可緩沖產(chǎn)塵氣流，減少局部正壓，設(shè)備檢修可在罩內(nèi)進(jìn)行。適用：多點(diǎn)源、陣發(fā)性、氣流速度大的設(shè)備和污染源。密閉罩半密閉罩排氣柜可使產(chǎn)生有害煙塵的操作在柜內(nèi)進(jìn)行。1.結(jié)構(gòu)形式

a、排氣口在操作口對(duì)面

操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小。

b、排氣口設(shè)在柜頂

操作口上部形成較大進(jìn)氣流速，而下部進(jìn)氣流速較小，氣柜內(nèi)易形成渦流，可能造成有害氣體外逸

c、在對(duì)面和頂部同時(shí)設(shè)置排氣口

2.布置要求：盡量避開(kāi)門(mén)窗和其它進(jìn)風(fēng)口。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；但所需排風(fēng)量較大，且易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見(jiàn)形式:頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩外部集氣罩集氣罩設(shè)計(jì)的一般方法應(yīng)遵循集氣罩設(shè)計(jì)的基本原則；借助于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；一般程序是：確定結(jié)構(gòu)尺寸和安裝位置→確定集氣量→計(jì)算壓力損失三、集氣罩設(shè)計(jì)集氣罩的集氣量控制速度法；流量比法三、集氣罩設(shè)計(jì)控制速度法流量比法集氣罩的壓力損失三、集氣罩設(shè)計(jì)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第十一章廢氣凈化系統(tǒng)管道布置的一般原則管徑的選取管道壓力損失的計(jì)算管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管道布置通常是和各種裝置的定位緊密聯(lián)系在一起的。各種裝置的安裝位置確定了，管道布置的方案也就基本確定了。各種裝置的定位受生產(chǎn)工藝及空氣污染控制工藝的限制；一、管道布置的基本原則二、管徑的選取在已知廢氣流量和管內(nèi)流體流速的情況下，管徑由下式確定：摩擦壓力損失：由于氣體本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。1.摩擦壓力損失

三、管道壓力損失的計(jì)算2.局部壓力損失

三、管道壓力損失的計(jì)算3.管道系統(tǒng)壓力損失在設(shè)計(jì)中，管道計(jì)算的任務(wù)是確定管道尺寸和系統(tǒng)的壓力損失，為選擇適當(dāng)?shù)耐L(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)提供依據(jù)。在除塵系統(tǒng)布置好以后，管道計(jì)算可按一下步驟進(jìn)行：繪制管道系統(tǒng)的軸側(cè)投影圖；進(jìn)行管道編號(hào)，注上管段的長(zhǎng)度和流量；選擇適當(dāng)?shù)臍饬魉俣?，確定管段的斷面尺寸和各管段的亞損，從最不利環(huán)路開(kāi)始計(jì)算；對(duì)于并聯(lián)管道，各分支管道的壓損要盡可能平衡；計(jì)算凈化系統(tǒng)的總壓力損失。

三、管道壓力損失的計(jì)算風(fēng)機(jī)和泵的選擇第十一章廢氣凈化系統(tǒng)離心通風(fēng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇離心泵的選擇

風(fēng)機(jī)和泵的選擇通風(fēng)機(jī)的選擇主要是根據(jù)凈化系統(tǒng)的總風(fēng)量和總壓損來(lái)確定：

一、離心通風(fēng)機(jī)的選擇所需電動(dòng)機(jī)的功率可按下式確定：

二、電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)輸送液體的種類、性質(zhì)和揚(yáng)程范圍，來(lái)確定泵的類型。IS型、B型、WN005型結(jié)構(gòu)

三、離心泵的選擇清水泵用于輸送物理、化學(xué)性質(zhì)類似于水的清潔液體。最簡(jiǎn)單的清水泵為單級(jí)單吸式，系列代號(hào)為“IS”，若需要的揚(yáng)程較高，則可選D系列多級(jí)離心泵。若需要流量很大，則可選用雙吸式離心泵，其系列代號(hào)為“Sh”。防腐蝕泵當(dāng)輸送酸、堿等腐蝕性液體時(shí)應(yīng)采用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵所有與液體介質(zhì)接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。離心耐腐蝕泵有多種系列，其中常用的系列代號(hào)為F。油泵用于輸送石油產(chǎn)品，油泵系列代號(hào)為Y。因油類液體具有易燃、易爆的特點(diǎn)，因此對(duì)此類泵密封性能要求較高。輸送200℃以上的熱油時(shí)，還需設(shè)冷卻裝置。雜質(zhì)泵用于輸送懸浮液及稠厚的漿液等，其系列代號(hào)為P，又可分為污水泵、砂泵、泥漿泵等。這類泵的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪上葉片數(shù)目少，葉片間流道寬，有的型號(hào)泵殼內(nèi)還襯有耐磨材料。離心泵的類型與選擇泵類型的選擇框圖：ns>300含氣量>5％H≤20m粘度>650計(jì)量要求