《大气污染控制工程》课程设计(除尘系统的设计)

本科毕业设计（论文）通过答辩- 1 - by dyf大气污染控制工程课程设计一、课程设计题目：除尘系统的设计二、设计参数和指标：某水泥车间除尘系统管道布置如图所示，系统内的空气平均温度为 20，该地区大气压力为 1.013105Pa，水泥的静止堆积角为 30-45。1、设计参数有三个集气罩 1、2、3，其流量分别为 4500m3/h、3500m 3/h、3000m 3/h。2、设计指标：气体的含尘浓度为 10g/m3，98%。三、设计内容：1、 集气罩的设计；2、 除尘器的设计，确定除尘器的型号；3、 确定计算环路，进行除尘系统管网阻力计算；4、 风机、电机的选择。四、课程设计结果：书面报告1、 正文：宋体，5 号字；1 号标题小四号字；2、 行间距：20 磅；3、 页眉（大气污染控制工程课程设计） 、页码：如 -1-；4、 所有公式必须用公式编辑器进行编辑；5、 表格必须三线表。一、 设计时间：2008 年 11 月 12 日 2008 年 11 月 19 日（11 月 20 日交）化工学院盐湖系环境工程教研室2008-11-10三、设计内容：本科毕业设计（论文）通过答辩- 2 - by dyf 1、设计要求： 管道编号并注上各管段的流量和长度。 选择计算环路，一般从最远的管段开始计算，本题是从管段开始。 水泥车间的粉尘为水泥粉尘及灰土，按大气污染控制工程第二版表 14-2 取水平管内流速为 1822 .sm 计算管径和压力损失。 2、集气罩的设计；【选择理由：】于在水泥厂中，污染源不集中，水泥粉尘扩散范围较大，从而不能用密闭罩，只能在污染源附近设置外部集气罩。通过较大的气流运动实现污染物的捕集。因此根据集气罩的方位和集气的效果：、集气罩均用外部集气罩（四周有边圆形罩口） ，为了提高集气罩的控制效果，减少无效气流的吸入，罩口增加法兰边，而且集气罩的扩张角 不应大于 60。【参数确定】 号集气罩：由已知排风量 ， ；hm3450Q0.75C查表（大气污染控制工程书表 132） ，控制速度设为 ，控制距离smvx5.1x2.0根据公式 xAC)1(02可得.1.5)42.010(75.036004500 22 d解得： ，取 m1d95.反算排风量： hmQ/5680.1)4.32.0(7. 321 号集气罩：假定最小排风量 ，hm35.75C查表（大气污染控制工程书表 132） ，控制速度设为 ，控制距离svx5.1x2.0。根据公式 xAQ)10(可得本科毕业设计（论文）通过答辩- 3 - by dyf5.1)42.01(75.3602d解得： ，取md98反算排风量： hmQ/72.3654.1)48.03.(. 3222 号集气罩：假定最小排风量 ，h30.75C查表（大气污染控制工程书表 132） ，控制速度设为 ，控制距离svx5.1mx2.0。根据公式 xAQ)1(0可得5.42.0(75.362d解得： ，取d9m8反算排风量： hmQ/365.1)48.03.1(. 223 核算后，排风量达到要求。 3、除尘器的设计，确定除尘器的型号；1、除尘器类型的选择选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、维护管理，其中最重要的是除尘效率。以下问题要特别引起注意。（1 ）选择的除尘效率必须满足排放标准规定的排放要求。（2 ）粉尘颗粒的物理性质对除尘器的性能具有较大影响。（3 ）气体的含尘浓度。（4 ）烟尘温度和其他性质是选择除尘设备时必须考虑的因素。（5 ）选择除尘器时，需要考虑收集粉尘的处理问题。（6 ）选择除尘器时还必须考虑设备的位置、可利用的空间、环境条件等因素，设备的一次性投资以及操作和维修费用等经济因素。通过以上对除尘器选择原则要求的综合考虑，以及对资料中几种除尘器性能的了解和本设计题目中所给的一些设计参数。我们初步选用袋式除尘器对水泥厂车间的污染颗粒进行除尘。原因如下：根据所给条件，可选定除尘装置为袋式除尘器，选择理由如下：尘效率要大于 98%，可选择有袋式除尘器、文丘里除尘器、电除尘器三种选择本科毕业设计（论文）通过答辩- 4 - by dyf于文丘里除尘器的压力损失太大，且不利于水泥的回收利用，故选择文丘里除尘器是不合理的据水泥的性质，水泥粉尘的比电阻较大，选用电除尘器的设备、运行成本太大，且不易清灰及维修，故不宜选择式除尘器与文丘里除尘器相比，动力消耗小。因此对于微细的干颗粒物，采用袋式除尘器捕集是适宜的。式除尘器的结构简单、易清灰，除尘效率一般可达 95%-99%，且压力损失适中，投资运行费用也比较经济综上所述：选择袋式除尘器是合理的2、除尘器的选型根据除尘器的最大风量和动力要求我们选袋式除尘器的型号为 型机械振108-LD打袋式除尘器，具体参数如下：滤袋数 N=108 条，滤袋直径 D=(130140)mm，滤袋分 6 排，每排 18 条。风量 Q=13500-16200m3/h.力（压力损失） Pa98074滤面积 A=90m2.具体尺寸： mm410751高宽长除尘器电机型号为 JO221-4(N=1.1KW)对滤料的要求：滤料是组成袋式除尘器的核心部分，根据水泥粉尘的性质，水泥颗粒属于磨损力很强的粉尘，可以选用尼龙织布滤料，它的耐磨性很好。4、确定计算管路及除尘系统管路压力损失的计算；管段：管道系统压力损失计算的目的是确定管道断面尺寸和系统的压力损失，并由系统的总风量和总压力损失选择适当的风机和电机。要使管道设计经济合理，必须选择适当的流速，使投资和运行费的总和最小。水泥粉尘在水平管道中的最低气流速度为 1822m/s。这里取 sm/183。根据 Q1=4500m3/h，=18m/s， llL26321查计算表：d1=290mm，单位摩擦阻力为 Pa89.；实际流速 sm/9.18，动压为 045；则摩擦压力损失为 PaLP068.1423.123.1 本科毕业设计（论文）通过答辩- 5 - by dyf各管件局部压损系数（查手册）为集气罩 1， 5.0；90弯头（ 2 个） （R/d=1.5） ， 5.02.；30直流三通， 1.)2(；7.0.51.0则局部压损PaPm 581.604.21.21 总压力损失： amL pp49.307.11 管段：根据 hQ/803213， s/83查计算表： d9，单位摩擦阻力为 Pa265.；实际流速 sm/6.3，动压为 8.0， mL3；则摩擦压力损失为 LP79.4.31 局部压损为合流三通对应总管动压的压力损失和对应直通管动压的压力损失局部压损系数分别为 .0)1(2， 12.0)(2。3.01则局部压损PaPm 9.47268.0.23 总压力损失： amL ppp 5.5.3331 管段：根据 hQ/034215，选取 sm/185查计算表： d，单位摩擦阻力为 Pa27.；实际流速为 sm/.95，动压为 91；L25则摩擦压力损失为 PaPaLP54.627.827.8551 本科毕业设计（论文）通过答辩- 6 - by dyf局部压损为合流三通对应总管动压的压力损失，局部压损系数分别为 1.0)(2；除尘器压力损失为 pa930（进出口压损忽略不计）则局部压损 PaPm41.953021.5 L pp67465管段：气体流量 hQ/10356，选择管径 md4506；单位摩擦阻力为 Pa27.8，动压为 Pa921.；实际流速为 sm/96， L6则摩擦压力损失为 Pa62.497.87.86 该段有 90弯头（R/d=1.5 ）两个， 502则局部压损 PaPm961.215.06总压力损失： amL ppp 623.466 管段：气体流量 hQ/10367，选择管径 md4507；单位摩擦阻力为 Pa2.8，动压为 Pa921.；实际流速为 sm/97， L57则摩擦压力损失为 Pa15.247.8.87 该管段局部压损主要包括风机进出口以及排风口伞形风帽的压力损失，若风机入口处变径管压力损失忽略不计，风机出口 1.0（估算） ，伞形风帽（ 5.0/hD）3.04.1则局部压损 PaPm689.3102.7总压力损失： amL ppp 84.3.5477 本科毕业设计（论文）通过答辩- 7 - by dyf管段：根据 hmQ/3502， s/182查计算表： d6，单位摩擦阻力为 Pa74.3；实际流速 s/.183，动压为 60.1， mL52；则摩擦压力损失为 LP87.6.2各管件局部压损系数（查手册）为集气罩 2， 15.0；90弯头， ；合流三通旁支管， 20.)3(1；6.5.0.则局部压损PaPm 362.104.2.22 总压力损失： amL ppp .95.87.6222 管段：根据 hQ/304， s/14查计算表： d2，单位摩擦阻力为 Pa258.6；实际流速 sm/.184，动压为 3.0， mL4；则摩擦压力损失为 aLP064.13.14各管件局部压损系数（查手册）为集气罩 3， 2.0；90弯头， 5；合流三通旁支管， 0.)3(1；67.2.02.则局部压损PaPm 5.1368.20.4 本科毕业设计（论文）通过答辩- 8 - by dyf总压力损失： aml pp619.25.13064.444 4 、 并联管路压力平衡计算： PPL .78.121aPm2319568722 %04.49.30561 节点压力不平衡，采用调整管的方法，进行压力平衡调节根据教材式（14-10）调整后管径为： mPd 7.234)69.30715(2)( 5.05.0122 取管径 m3，则有实际流速sdQ/4.22； PaPPmL 405.3869.071.795.133 Pa2604.44 %109.1.265843 P节点压力不平衡，采用调整管的方法，进行压力平衡调节根据教材式（14-10）调整后管径为： md5.)(25.0344取管径，则有实际流速sdQ/9.212；除尘系数总压力损失： 76531 pp ap76.1948.32.109.72649.0 5、风机、电机的选择：（1 ）通风机的计算风量： hmKQ/20).()(310 本科毕业设计（论文）通过答辩- 9 - by dyf（2 ）通风机的计算风压： hmKP/861.23)5.01(946)1(20 根据上述风量和风压，在通风机样本上选择 8-型 NOA（传动方式 A） ；离心通风机：转数 min/29rN， hQ/3， paP9配套电机为 160MY， KW15基本满足要求。复核电动机功率： 2103ePQ配套电机满足要求。KW27.1497.07.036001000 3.1861.223812100 课程设计中 参考书目：郝吉名 马广大 主编 大气污染控制工程（第二版） 高等教育出版2002刘天齐 主编 三废处理工程技术手册 化学工业出版社 1999.5 何争光 主编 大气污染控制工程及应用实例化学工业出版社 黄学敏 张承中 主编 大气污染控制工程实践教程化学工业出版2003.9李广超 主编 大气污染控制技术化学工业出版社 2001.5本科毕业设计（论文）通过答辩管段编号流量Q/m 3/h管长L/m管径d/mm流速 /m/s单位摩擦阻力 LPa/动压 2/摩擦压损 LpPa/局部压损系数 局部压损 mPa/管段总压损 apm/管段压损累计 pPa/备注 4500 12 290 18.9 11.839 215.040 142.068 0.77 165.582 307.649 8000 3 390 18.6 8.265 208.268 24.795 0.23 47.9 72.695 11000 2 450 19.2 8.277 221.921 16.554 0.11 954.411 970.965 11000 6 450 19.2 8.277 221.921 49.662 0.5 110.961 160.623 11000 15 450 19.2 8.277 221.921 124.155 1.4 310.689