1、 课程设计任务书课程名称： 大气污染控制工程 题 目： 车间布袋除尘系统设计 学 院： 环化学院 系： 环境工程系 专业班级： 环工 121 班 学 号： 5802112002 学生姓名： 杨 强 起讫日期： 2015-06-292015-07-03 指导教师： 李丹 职称： 学院审核（签名）： 审核日期： 目录一、概述 .21、大气污染的概念 .22、大气污染的分类 .23、大气污染的危害 .24、治理大气污染的必要性 .35、除尘的必要性 .3二、课程设计题目描述和要求 .41、设计目的 .42、设计任务 .43、设计课题与有关数据 .54、局部排气通风系统的组成 .65、管道设计的原则
2、.6三、袋式除尘器除尘方式的选取与布置 .71、袋式除尘器的原理 .72、袋式除尘器的优点 .83、袋式除尘器的缺点 .94、袋式除尘器方案设计 .94.1 进气方式的确定 .94.2 进气过滤方式的确定 .104.3 滤料的确定 .10四、集气罩的设计 .101、控制点控制速度 Vx 的确定 .102、集气罩排风量、尺寸的确定； .113、集气罩设计小结 .12五袋式除尘器设计计算 .121、过滤面积的确定 .122、滤袋的排列和平面布置的确定 .122.1 滤袋长度的确定 .122.2 滤袋的排列与间距 .123、清灰装置的确定及计算 .134、灰斗高度的确定 .155、袋式除尘器压力损失
3、的计算 .15六、管道设计及风机选择 .161、管道的初步设计及压损的确定； .162、选择风机和电机 .21七、主要参考资料 .22设计说明书一、概述1、大气污染的概念大气的标准状态是指：摄氏温度 0C，大气压力 101.325kPa。标准大气中主要含氮气（体积分数 78%）和氧气（体积分数 21%），还含有少量的二氧化碳和其他气体。由于自然界变化或人类活动生产过程产生的对人类及人类生存环境产生污染的物质进入大气（如粉尘、硫化物、氮氧化物、有机物等），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、健康和福利，或危害了环境，这种现象就叫做大气污染。2、大气污染的分类按照大气污染
4、的范围来分，大致可分为四类：局部地区污染，指局限于小范围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响；地区性污染，是涉及一个地区的大气污染，如工业区及其附近地区或整个城市的大气受到污染；广域污染，是涉及比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染；全球性污染，是涉及全球范围（或国际性）的大气污染。3、大气污染的危害悬浮颗粒物。悬浮颗粒物根据粒径的大小可以分为 TSP、PM 10、PM 2.5。可吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入人体，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道不同的部位。（1）TSP。即总悬浮微粒，又称总悬浮颗粒物。指用标准大容量颗粒采集器在滤膜上收集到的颗粒物的总质量。（2）PM 10 . 通常
5、把粒径在 10 微米以下的颗粒物称为 PM10,又称为可吸入颗粒物或飘尘。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10 微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5 微米直径的可进入呼吸道的深部，2 微米以下的可100%深入到细支气管和肺泡。（3）PM 2.5。细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然 PM2.5 只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5 粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有
6、害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。4、治理大气污染的必要性大气污染带来的危害是非常严重的，近的说来，大气中的各种污染物，例如：二氧化硫、碳氢化物等，会对人体造成危害。近年来因为大气污染造成的疾病不胜枚数，大气污染主要引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。大气污染物的某些污染物，如二氧化硫、氟氯烃等，会引起硫酸烟雾、温室效应等。硫酸烟雾可以腐蚀建筑、公共设施等，减短其使用时间，无疑增加了财政负担；温室效应是海平面上升、全球气温上升，对植物灯的生存形成了威胁。大气污染的治理已经刻不容缓，一个良好打空气条件，对人
7、、动物、植物的生存都是有重要意义。加强大气环境质量管理、保护和改善我们的生活环境迫在眉睫，现应把污染降低到最低限度，以实现经济、社会、环境的可持续发展。5、除尘的必要性灰尘是人类健康的大敌，所以人们特别讨厌它，灰尘带着许多细菌病毒和虫卵到处飞扬，传播疾病。对于向我国这样的发展中国家而言，有些人不惜以牺牲环境为代价来换取经济利益，所以工业粉尘几乎成了不可避免的问题。工业粉尘、纤尘能使工人患上各种难以治愈的职业病，过多的灰尘还会造成环境污染，影响人们的正常生活和工作，诱发人类的呼吸道疾病。粉尘对健康的影响1、全身作用：长期吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性、进行性纤维化为主的全身疾病(尘肺);如吸入
8、铅、铜、锌锰等毒性粉尘，可在支气管壁上溶解而被吸收，由血液带到全身各部位，引起全身性中毒。铅中毒是慢性的，但中毒者如果发烧，或者吃了某些药物和喝了过量的酒，也会引起中毒的急性发作;过量吸入铜的烟尘可能导致溶血性贫血;锌在燃烧时产生氧化锌烟尘，人吸入后产生一种类似疟疾的“金属烟雾热”疾病;长期吸入锰及其氧化物粉尘或烟雾，对中枢神经系统、呼吸系统及消化系统发生不良作用。2、局部作用：接触或吸入粉尘，首先对皮肤、角膜、粘膜等产生局部的刺激作用，并产生一系列的病变。如粉尘作用于呼吸道，早期可引起鼻腔粘膜机能亢进，毛细血管扩张，久之便形成肥大性鼻炎，最后由于粘膜营养供应不足而形成萎缩性鼻炎。还可形成咽炎
9、、喉炎、气管及支气管炎。作用于皮肤、可形成粉刺、毛囊炎、脓皮病，如铅尘浸入皮肤，会出现一些小红点，称为“铅疹”等。3、致癌作用：接触如镍、铬、铬酸盐的粉尘，可以引起肺癌;接触放射性矿物粉尘、容易生成肺癌;石棉粉尘可引起皮癌。4、感染作用：有些有机粉尘如破烂布屑、兽皮、谷物等粉尘常附有病原菌，如丝菌、放射菌属等，随粉尘兹人肺内，可引起肺霉菌病等。5、对肺部的作用：由于长期吸入生产性粉尘而产生的尘肺病，是一种常见的危害性较大的职业病。做好除尘工的保护措施是必要的，但是这不是最根本的方法因为其本身局限性和劳动性质的限制，并不能最好的解决问题，所以其根本是做好工作环境的环保工作，可以安装除尘设备，除尘
10、系统是现阶段相对完善的环保措施，有效的减少粉尘的排放，从而改善生活环境及工作环境，提高人生活的环境状况和工人的劳动积极性。二、课程设计题目描述和要求1、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。本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：1)、工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用；2)、基本计算方法和绘图能力的训练；3)、综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题；4)、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。2、设计任务1、设计说明书和计算书各一份；2、立面布置图一份；3、布袋除尘器三视图；3、设计课题与有关数
11、据1、设计题目：车间除尘系统设计；2、课题已知条件；（1） 车间面积与两台产生污染设备的位置（见图 1）（2） 产生污染源设备的情况污染源：立方体 长宽高=12006001000操作条件：20 101.3KPa污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。（3） 在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面 H=600mm 时才操作正常。（4） 管道和集气罩均用钢板制作钢管相对粗糙度 K=0.15排气筒口离地面高度 12m 4、局部排气通风系统的组成 局部排气通风基本原理是通过控制局部气流，使局部工作范围不受有害物的污染，并且造成符合要求的空气环境。典型的局部排气通
12、风系统如图 2 所示，通常由下述几个部分组成5、管道设计的原则 根据 蒋文举.大气污染控制工程，管道设计主要遵循以下原则。 1. 管道系统布置应从总体布局考虑，统一规划，合理布局。力求简单、含尘气体 集气罩 除尘器 风机 排入大气紧凑，安装、操作、维修方便，尽可能缩短管线长度，减少占地空间，适用、美观、节省投资。 2. 管道应尽量集中成列、平行敷设，并应尽量沿墙或柱子敷设。管径大的或保温管道应设在靠墙侧。 3. 管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应有一定的距离，以满足施工、运行、检修和热胀冷缩的要求，一般不小于 100-200mm。 4. 管道应尽量避免遮挡室内采光和妨碍门窗启闭；应不妨碍设备、
13、管件、阀门和人孔的操作和检修；应不妨碍起重机的工作。 5. 管道通过人行道时，与地面净距应不小于 2m。 6. 除尘管道力求顺直，保证气流畅通。分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入；三通管的夹角一般不大于 30。 7. 进行管道压力损失计算时，管段长度一般按两管件中心线之间的距离计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。 8. 对并联管道进行阻力平衡计算，除尘系统小于 10%，否则进行管径调整。三、袋式除尘器除尘方式的选取与布置1、袋式除尘器的原理袋式除尘器是利用多孔的袋装过滤元件从含尘气体中捕集粉尘的一种除尘设备。主要由过滤装置和清灰装置两个部分组成。前者的作用是捕集粉尘；
14、后者则用以定期清除滤袋上的积尘，保持除尘器的处理能力。通常还设有清灰控制装置，是除尘器按一定的时间间隔和程序清灰。通常认为袋式除尘器对尘粒的捕集分离包括两个过程。1、过滤材料对尘粒的捕集。这一过程中包括观星碰撞效应、截留效应、扩散效应、静电效应、筛滤效应、重力沉降效应。一般粒径较大的粉尘主要依靠碰撞效应捕集。当含尘气流接近滤料的纤维时，秋柳流线围绕捕集纤维迅速拐弯，其中较大的例子由于惯性力的作用，偏离了流线，继续沿着原来的运动方向前进，同捕集纤维发生碰撞而被捕集。惯性碰撞是过滤除尘的主要机制之一，而尘粒能否同捕集纤维发生碰撞主要取决于运动粒子所具有的惯性力的大小，为了提高惯性碰撞效应，可以适当
15、提高通过滤料的气流流速。对于具有一定尺寸直径的尘粒，质量可以忽略的尘粒，如果所依据的流线把他们带到距捕集纤维表面 d/2 以内的距离就会被捕集。在气流中对于粒径小于 1m 的尘粒由于气体分子的运动撞击，使其产生布朗悦动。这种尘粒无规则的运动，吃了可能产生尘粒之间的凝集外，还有向低浓度区扩散的趋势。由于捕集纤维表面的浓度较低，所以小尘粒向着纤维表面扩散，并与纤维碰撞而被捕集。当过滤速度较高时，扩散效应就会下降。有许多人造纤维编织的滤料，当 气流穿过时，由于摩擦产生静电现象，同时有许多粉尘在输送过程中也会由于摩擦或其他几只使其带有电荷，这样就可能在滤料和尘粒之间形成一个电位差，当尘粒随着气流趋向滤
16、料时，由于库仑力作用，促使粉尘和滤料纤维碰撞并增强滤料对粉尘的吸附力而被捕集，从而提高过滤效率。当尘粒的粒径大于滤料孔隙时，尘粒即被滤料孔隙筛滤下来，因此筛滤效应能捕集粒径大于孔隙的粉尘。当粉尘沉集在铝料表面上而使滤料孔隙变小时，粒径较小的颗粒也不能从孔隙通过从而被捕集，随着粉尘层的形成和加厚，筛滤捕集效率会显著提高。对于粒径大、密度大的尘粒，在重力作用下可以自然沉降到滤料上，这种作用称为重力沉降效应。2、粉尘层对尘粒的捕集如前所述，过滤操作一定时间后，由于粘附等作用，尘粒在滤料网孔间产生架桥现象，使气流通过滤料的孔径变得很小，从而使滤料网孔及其表面迅速截留粉尘形成粉尘层。当清灰后依然残留一定
17、厚度的粉尘，成为粉尘初层。由于粉尘初层中粉尘粒径通常都比纤维小，因此筛滤、惯性、截留和扩散等作用都有所增加，使除尘效率显著提高。由此可见，袋式除尘器的高效率，粉尘初层起着比滤料本身更为重要的作用。一般合成纤维布的网孔为2050m，如为起毛的则为 510m，用这样的滤料，只要设计得当，就是 0.1m 的尘粒也能获得将近 100%的除尘效率。当滤袋表面积附的粉尘层厚到一定程度时，需要对滤袋进行清灰，以保证滤袋持续工作所需的透气性。袋式除尘器正是在这种不断滤尘而又不断清灰的交替过程中进行工作的。2、袋式除尘器的优点1、袋式除尘器对净化含萎靡获亚微米数量级的粉尘例子的除尘效率较高，一一般可达 99%,甚至可达 99.99%以上；2、这种除尘器可以捕集多种干性粉尘，特别是对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器净化要比用电除尘器净化效率高很多；、3、含尘气体浓度在相当大的范围内变化对袋式除尘器的除尘效率和阻力影响不大；4、袋式除尘器可设计制造出适应不通气量的含尘气体要求。除尘器的处理烟气量可以每小时几立方米到几百万立方米；5、袋式除尘器可以做成小型的，安装在散尘设备上或散尘设备附近，也可安装在车上做成移动方式袋式过滤器，这种小巧、灵活的袋式除尘器特别适用于分散尘源的除尘；
