南昌大学大气课程设计VIP

大气污染控制工程课 程 设 计目录课程设计目的 -1课程设计题目描述和要求 -1课程设计说明书 -3一、大气污染概述 -31.1 大气污染定义 -31.2 大气污染的主要内容 -3二、大气污染防治的必要性 -42.1 大气污染的危害 -42.2 烟气除尘的必要性 -5三、净化系统的设计流程 -6四、集气罩的集气机理 -74.1 吸入气流的运动规律 -74.2 吹出气流的运动规律 -84.3 吹吸气流 -9五、集气罩以及管道的设计要求 -9六、集气罩的优缺点 -106.1 集气罩的优点 -106.2 集气罩的缺点 -10七、集气罩的设计原则 -10八、除尘器的设计原则 -11九、设计参数 -11设计计算书 -12一、集气罩设计 -121.1 集气罩尺寸的确定 -121.2 集气罩排风量的确定 -141.3 集气罩高度的确定 -141.4 集气罩的压力损失计算 -14二、管道布置图 -152.1 走向原则 -15三、管道、弯头及三通设计 -153.1 管道设计 -153.2 弯头的设计 -173.3 三通设计 -18四、除尘设备设计 -194.1 除尘器的选型 -19（1）选择除尘器的原则； -194.2 计算参数的选择 -194.3 进气方式和过滤方式的确定 -204.4 滤料的确定 -214.5 过滤面积的确定 -224.6 滤袋的排列和平面布置的确定 -224.7 清灰装置的确定 -244.8 灰斗高度的确定 -254.9 除尘器压损 -264.9 除尘器的确定 -26五、总压损计算 -275.1 摩擦阻力损失 -275.2 局部压力损失 -275.3 验证并连管路压力平衡 -285.4 总压损的统计 -28六、风机的确定 -286.1 风机设计的计算风量 -286.2 风机设计的计算风压 -286.3 风机的确定 -29总结 -29参考书目 -301课程设计目的课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。本设计为某工厂集气罩的设计，使自己得到一次综合训练，特别是： 工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用；基本计算方法和绘图能力的训练；综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程设计中的实际问题；熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。课程设计题目描述和要求已知条件：a.车间面积与两台产生污染设备的位置：见附图 1b.污染源：立方体 1200x600x1000c.操作条件：20 101.3kPa 污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到平静的空气中；烟气含尘浓度为 2200mg/m3，烟气温度为 120，烟气粘度为2.410-5Pa.s，尘粒粒径为 ，尘粒平均粒径为 。 m10-.m151）在污染设备的顶部设计二个伞形集气罩。设计要求：使用材料为钢板，罩口边须距污染面积 H=600 mm。2）设计一套管路使集气罩与除尘器形成一个除尘系统。设计要求：所用除尘器为 LDB 型对喷脉冲袋式除尘器，使用相对粗糙度为 K=0.15 的钢管，弯头及三通设备自取，排气课程设计：某工厂集气罩设计2筒口需离地面高 12m。3）选择一台风机使个除尘系统正常运转。设计要求：最大风量不超过 25200 m3/h。4）使用计算机绘图，并用 A2 图纸打印。5）要求说明书以及计算书内容完整、简洁明了，排版工整、计算正确。6）设计图纸应能较好地表达设计意图，要求内容完整，布局合理，正确清晰，符合制图标准及有关规定。 方 柱污 染 源附图 1.课程设计：某工厂集气罩设计3课程设计说明书一、大气污染概述1.1 大气污染定义大气污染系指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气层中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。所谓人类活动不仅包括生产活动，而且也包括生活活动，如做饭、取暖等。自然过程包括火山活动、山林火灾、海啸等，一般说来，由于自然环境所具有的物理、化学和生物机能（即自然环境的自净作用），会使自然过程造成的大气污染，经过一定时间后自动消除（即使生态平衡自动恢复）。所以可以说，大气污染主要是人类活动造成的。 1.2 大气污染的主要内容造成大气污染和影响大气能见度的主要是大气悬浮颗粒物。根据空气动力学当量直径（Dp)不同，空气动力学当量直径100m 的颗粒物为总悬浮颗粒物，Dp10 的为可吸入悬浮颗粒物，Dp2.5 的为可入肺颗粒物，它的mm直径还不到人的头发丝粗细的 1/20，多为二次污染物。大气污染物根据形成可以分为以下几个方面：1还原型（煤炭型）污染：常发生在以使用煤炭和石油为主的地区，主要污染物是 SO2、CO 和颗粒物。在低温、高湿、风速很小，并伴有逆温存在的阴天，污染物易在低空生成还原性烟雾。2.氧化型（汽车尾气型）烟雾：汽车排气、燃油锅炉以及石油化工企业产生的主要一次污染物 CO、NO X、碳氢化合物等，在太阳的照射下能引起光化学反应，生成二次污染物。3.石油型污染：主要来自汽车排放、石油冶炼以及石油化工厂的排放。4.混合型污染：包括以煤炭为燃料的污染源排放的污染物，以及从各类工厂企业排出的各种化学物质等。5.特殊型污染：由工厂排出的特有污染物而造成的污染。目前中国的大气污染仍以煤烟型为主，主要污染物为 TSP 和 SO2。少数大课程设计：某工厂集气罩设计4城市属煤烟与汽车尾气污染并重类型（如北京、上海、广州等）。二、大气污染防治的必要性2.1 大气污染的危害人类体验到的大气污染的危害，最初主要是对人体健康的危害，随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机理、分布和规模等问题的深入研究，为控制和防治大气污染提供了必要的依据。 一、对人体健康的危害大气污染对人体的影响，首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。 （ 一 ） 、 急 毒 性中大气中的污染物浓度较低时，通常不会造成人体急性中毒，但在某些特殊条件下，如工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体泄露外排，外界气象条件突变等，便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露，直接危害人体，发生了 2500 人丧生，十多万人受害。 （ 二 ） 、 慢 性 中 毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用，主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后，出现的患病率升高等现象。，近年来我国城市居民肺癌发病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。 （ 三 ） 、 致 癌 作 用 这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物，物理性致癌物，生物性致癌物等。致癌作用过程相当复杂，一般有引发阶段，促长阶段。能诱发肿瘤的因素，统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤，称环境瘤。 二、对工农业生产的危害大气污染对工农业生产的危害十分严重，这些危害可影响经济发展，造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种：一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等，对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀；二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害，从经济角度来看就是增加了生产的费用，提高了课程设计：某工厂集气罩设计5成本，缩短了产品的使用寿命。 大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长，又可以通过渗入土壤及进入水体，引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出，从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。 三、对大气和气候的影响大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减少 40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解，引发的“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。 从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物，大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶，从而改变了该地区原有降水（雨、雪）的情况。人们发现在离大工业城市不远的下风向地区，降水量比四周其它地区要多，这就是所谓“拉波特效应” 。如果，微粒中央夹带着酸性污染物，那么，在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。 大气污染除对天气产生不良影响外，对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应，是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响，人类必须充分认识到这一点。四、对植物的伤害 在气污染物浓度过植物的忍耐限度，会使植物的细胞和组织器官受到伤害，生理功能和生长发育受阻，产量下降，产品品质变坏，群落组成发生变化，甚至造成植物个体死亡，种群消失。植物容易受大气污染危害，首先是因为它们有庞大的叶面积同空气接触并进行活跃的气体交换。其次，植物不象记等动物那样具有循环系统，可以缓冲外界的影响，为细胞和组织提供比较稳定的内环境。此外，植物一般是固定不动的，不象动物可以避开污染。植物受大气污染物注伤害册般分册两类：受高浓度大气污染物注袭击,短斯内即注叶片上出现坏死斑，称注急性伤害；长斯与低浓度污染接触，因而生长受阻，发育不良，出现失绿、早衰等现象，称为慢性伤害。大气污染物中对植物影响较大的是二氧化硫（SO2）、氟化物、氧化剂和乙烯。氮氧化物也会伤害植物，但毒性较小。氯、氨和氯化氢等虽会对植物产生毒害，但一般是由于事故性泄漏引起，危害范围不大。课程设计：某工厂集气罩设计62.2 烟气除尘的必要性一般，粒径在 以上的尘粒会很快在大气中沉降，10 以上的粉尘m10m可以滞留在呼吸道中；510 的尘粒大部分会在呼吸道沉积，被分泌的粘液吸附，可以随痰排出；小于 5 的微粒能深入肺部，0.010.1 的尘粒，50%以上将沉积在肺腔中，引起各种尘肺病。并且粒径越小，粉尘的比表面积越大，物理、化学活性越高，加剧了生理效应的发生与发展。此外粉尘的表面可以吸附空气中各种有害气体及其他污染物，而成为他们的载体，如可以承载强致癌物质苯并芘及细菌等，从而危害人的身体健康。同时会对大气能见度造成一定的影响从而影响交通。而中国作为一个以煤炭为主要燃料的国家，主要污染物中就含有 TSP，所以对工业生产产生的污染气体进行除尘刻不容缓。三、净化系统的设计流程局部净化系统设计的的基本内容包括污染物的捕捉装置、净化设备、管道系统及排气管设计四个部分，简易流程图如图（3-1）。当然，为满足系统正常运行的需要，还应针对处理污染物的特性，完成上述系统增设设备及部件的设计。图 3-1、净化系统简易流程图1.捕集装置设计污染物的捕集装置通常称为集气罩。设计内容主要包括集气罩结构形式、安装位置以及性能参数（排风量,压力损失）确定等内容。课程设计：某工厂集气罩设计72.管道系统设计管道系统设计主要包括管道布置、管道内气体流速的确定、管径的选择、压力损失的计算、风机选择（风量、风压）等内容。3.净化设备选择或设计净化设备的选择或设计一般按以下程序进行：(1）工程调查。收集有关资料，全面考虑影响设备性能的各种因素；（2）根据排放标准和生产要求，计算需要到达的净化效率；（3）确定净化方法和净化流程。在此基础上，决定净化设备的选择范围；（4）选定最适宜的净化装置；（5）确定净化设备的型号规格及运行参数。4.排气管的设计主要内容包括结构尺寸及工艺参数的设计。四、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