第一章 廢氣凈化系統(tǒng)的設計

第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設計第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設計內容集氣罩設計氣體輸送管網(wǎng)的設計管道設計及裝置的運行管理第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設計第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設計內容第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設計第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

空氣污染物在車間的擴散機理是污染物依附于氣流運動而擴散的。對于生產過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內二次氣流的運動，就可以控制污染物的擴散和飛揚，從而達到改善車間內外空氣環(huán)境質量的目的。這就是采用局部排氣通風方法控制空氣污染物擴散的依據(jù)?？刂瓶諝馕廴疚镌谲囬g內外擴散的局部通風方法，簡單地說，就是在局部污染源設置集氣罩，把污染空氣搜集起來并經凈化后排至室外，這是生產車間控制污染的最有效、最常用的方法廢氣凈化系統(tǒng)的組成及設計內容第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

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、凈化設備；4、風機；5、煙囪；第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)集氣罩:集氣罩是用來捕集污染空氣的，其性能對凈化系統(tǒng)的技術經濟指標有直接的影響。由于污染源設備結構和生產操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。(2)風管:在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風管，通過風管使系統(tǒng)的設備和部件連成一個整體。(3)凈化設備:為了防止大氣污染，當排氣中污染物含量超過排放標準時，必須采用凈化設備進行處理，達到排放標準后，才能排人大氣。(4)通風機

:通風機是系統(tǒng)中氣體流動的動力。為了防止通風機的磨損和腐蝕，通常把風機設在凈化裝備的后面。(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)的組成第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、捕集裝置設計——集氣罩2、氣體輸送管網(wǎng)設計3、凈化系統(tǒng)的選擇或設計4、風機選擇5、排氣筒設計

二、廢氣凈化系統(tǒng)的設計內容第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)選擇依據(jù)a.污染物的種類與性質；b.處理量；c.凈化效率；d.凈化系統(tǒng)的環(huán)境、經濟及社會效益。(2)一般程序

a.工程調查；b.確定凈化程度；c.選擇合理的凈化工藝；d.選擇適當?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)運行參數(shù)和技術經濟指標。(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)凈化裝置的費用設備投資費；運行費用；總費用凈化系統(tǒng)的選擇或設計第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩設計第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設計第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩的基本形式集氣罩設計集氣罩設計第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩：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入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產車間及大氣擴散，造成污染。形式：（1）按罩口氣流流動方式分為：吸氣式和吹吸式；（2）按集氣罩與污染源的相對位置及適用范圍，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。一、集氣罩的基本形式第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月密閉罩定義：將污染源的局部或整體密閉起來，在罩內保持一定負壓，可防止污染物的任意擴散。特點：所需排風量最小，控制效果最好，且不受室內氣流干擾，設計中應優(yōu)先選用。結構形式：局部密閉罩、整體密閉罩、大容積密閉罩

一、集氣罩的基本形式第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：體積小，材料消耗少，操作與檢修方便；

適用：產塵點固定、產塵氣流速度較小且連續(xù)產塵的地點。密閉罩第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：容積大，密閉性好。適用：多點塵源、攜氣流速大或有振動的產塵設備。密閉罩第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：容積大，可緩沖產塵氣流，減少局部正壓，設備檢修可在罩內進行。適用：多點源、陣發(fā)性、氣流速度大的設備和污染源。密閉罩第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月半密閉罩排氣柜可使產生有害煙塵的操作在柜內進行。1.結構形式

a、排氣口在操作口對面

操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小。

b、排氣口設在柜頂

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

c、在對面和頂部同時設置排氣口

2.布置要求：盡量避開門窗和其它進風口。第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點:結構簡單，制造方便；但所需排風量較大，且易受室內橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見形式:頂吸罩、側面吸罩、底吸罩外部集氣罩第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、排風量的確定Q=v0·S0從上式可知，若保持流速V不變，減小密封罩開口面積S，相應排風量Q減少，從而可使系統(tǒng)運行能耗降低。由于密封罩足夠嚴密，使罩內能維持一定負壓，防止污染氣體逸出，車間內的生產環(huán)境明顯好轉。因此，密封型集氣罩是最經濟有效，即是集氣罩設計的首選型式。二、集氣罩的特性第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月集氣罩的壓力損失二、集氣罩的特性第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)集氣罩應盡可能將污染源包圍起來，或靠近污染源，使污染物的擴散限制在最小的范圍內，并防止或減少橫向氣流的干擾，這樣就可以在獲得足夠集氣速度的情況下，減少集氣量。(2)集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運動方向一致，充分利用污染氣流的動能。(3)在保證控制污染源的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積或加法蘭邊，使其集氣量最小。(4)外部集氣罩的軸線應與污染物散發(fā)的軸線相重合。罩口面積之比最大為16：1；喇叭口罩長度宜取風管直徑的3倍，以保證罩口均勻集氣，若達不到均勻集氣時，可設多個集氣口，或在集氣罩內設分隔板、擋板等。(5)不允許集氣罩的氣流先經過人的呼吸區(qū)，再進入罩內。氣流流程內不應有障礙物。(6)設計時要充分考慮工作人員的位置和活動范圍，集氣罩的結構不應妨礙工人操作和設備檢修。三、集氣罩的設計方法第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1為PVC產品的印刷車間生產過程中集氣罩結構，由于化工原料散發(fā)出刺鼻的氣味，及有害氣體的濃度極高，雖然加裝了大功率的抽氣吸味裝置，由于機臺轉動工件隨輸送線運動及風扇等橫向氣流的干擾，集氣罩結構不理想，捕集效果不好，致使大量氣體外逸。四、集氣罩的設計怎樣改進？第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月針對這種情況改成密閉型結構如圖2所示，將輸送線全部密閉，由進出料口進風，通過罩口進行抽吸空氣，使密封罩內保持負壓，這樣有效的控制了污染空氣的擴散。四、集氣罩的設計第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

當受到生產設備和工藝條件限制不能將污染源全部或局部密封時，可采用外部型，即將集氣罩設在污染源近旁，將罩口對準污染源，靠罩口氣流運動把污染源散發(fā)出來的混合氣體吸入罩內。由于罩口離污染源有一定的距離，易受到其他方向氣流干擾，與密封罩相比需要較大風量才能控制污染氣流擴散，捕集效率較低。因此，根據(jù)目前各種形式集氣罩的使用效果比較，合理的設計罩口能得到較好的效果。四、集氣罩的設計第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖3為工業(yè)生產中廣泛使用的裝配加工生產線的集氣罩結構，采用大尺寸罩口，罩口吸氣面積S較大，需配以較大排風量，因而不能有效集中控制風量吸捕污染源散發(fā)出來的污染氣體。四、集氣罩的設計第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月將其設計改為如圖4所示，即在罩內加裝弧形擋板，使整體大罩口被分隔成小罩口，對準工件（污染源）上方，這樣大大減小了罩口面積A，相應排風量Q減小，使用較小的吸風量即有效的控制了污染氣體的逸出，產生了較好效益。四、集氣罩的設計第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖5為循環(huán)烘箱工件脫模工序的集氣罩結構，經加熱后的化工制品及模具離型劑，產生了大量的有害氣體，為了有效吸氣和不妨礙工人操作，將集氣罩置于工作臺的正上方，罩口距離較遠，這樣不僅增大了罩口的吸氣范圍，而且容易受到室內其他氣流干擾，同時在污染氣體抽吸入罩口過程，經過操作人員的口、鼻，直接危害工人的健康。四、集氣罩的設計第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

若將其設計改為如圖6所示，即將集氣罩置于操作人員的另一側，并貼近污染源，這樣使集氣罩口面積減小，排風量也降低，用較少能耗得到所需的捕集速度，同時避免污染氣體被吸入操作人員的口、鼻，改善了工作環(huán)境，保證了工人身體健康。四、集氣罩的設計第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)生產過程中由于工藝操作的特點及現(xiàn)場實際情況集氣罩必須滿足其特殊要求，如噴漆工序產生大量的過剩霧化顆粒與周圍空氣形成的混合污染氣體，通過罩口直接吸入就增加了凈化設備的負擔，且滯留、粘附于管壁的油漆不易清理。如圖7根據(jù)該工藝特點在集氣口前加裝了噴漆水嘴及擋板，使之形成一道水簾，噴漆槍噴出霧化的油漆經過擋板阻隔及水簾過濾后，利用導風板將處理后的混合氣流吸入罩內，這樣有效的控制了污染向周邊環(huán)境擴散，減輕了凈化設備的負擔，也避免了油漆粘附于管壁，簡化了日后的維修清理，水簾式噴漆機臺的吸氣結構較為經濟，有效的控制噴漆工序造成的周邊環(huán)境污染。四、集氣罩的設計第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8吹吸式操作臺聯(lián)合罩結構產生了較好的效果。聯(lián)合罩利用吹氣氣流（噴射氣流）比吸氣氣流速度衰減大數(shù)十倍的特性，即在一側吸氣的同時在另一側吹出氣流，形成一道氣幕，從而組成吹吸聯(lián)合集氣罩，有效的阻止了有害氣體外逸擴散，有效的提高了控制效果。吹吸式集氣罩由于依靠吹吸氣流聯(lián)合對有害氣體進行控制輸送，具有風量小，污染控制效果好，抗干擾能力強，不影響工藝操作等的優(yōu)點，近年來在國內外得到了日益廣泛的應用。四、集氣罩的設計第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體輸送管網(wǎng)的設計第一章廢氣凈化系統(tǒng)的設計第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月管道布置管道系統(tǒng)的計算氣體輸送管網(wǎng)的設計第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月管道布置應從系統(tǒng)總體布局出發(fā),既要考慮系統(tǒng)的技術經濟合理性,又要與總圖、工藝、土建等有關專業(yè)密切配合,統(tǒng)一規(guī)劃,力求簡單、緊湊,縮短管線,減少占地和空間,節(jié)省投資,不影響工藝操作、調節(jié)和維修。一、管道布置的一般原則第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月在設計中，管道計算的任務是確定管道尺寸和系統(tǒng)的壓力損失，為選擇適當?shù)耐L機和電動機提供依據(jù)。在除塵系統(tǒng)布置好以后，管道計算可按一下步驟進行：繪制管道系統(tǒng)的軸側投影圖；進行管道編號，注上管段的長度和流量；選擇適當?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)路開始計算；對于并聯(lián)管道，各分支管道的壓損要盡可能平衡；計算凈化系統(tǒng)的總壓力損失。

二、管道系統(tǒng)的計算第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、管道系統(tǒng)的計算在已知廢氣流量和管內流體流速的情況下，管徑由下式確定：第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月摩擦壓力損失：由于氣體本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產生的壓力損失。局部壓力損失

二、管道系統(tǒng)的計算第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月對于并聯(lián)管道要進行壓力平衡計算：計算時兩分支管段的壓力差應滿足一下要求：除塵系統(tǒng)應小于10%，其他通風系統(tǒng)應小于15%。否則必須進行管徑調整或增設調壓裝置，使其滿足上述要求。通過調整管徑來平衡壓力：

二、管道系統(tǒng)的計算第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月通風機的選擇主要是根據(jù)凈化系統(tǒng)的總風量和總壓損來確定：