工业通风与除尘复习总结.ppt

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1、工业通风与除尘复习总结,粉尘的定义能在空气中浮游的固体颗粒。冶金、机械、建材、轻工、电力等许多部门均产生大量粉尘。,气溶胶：固体或液体微粒分散在气体介质中所构成的分散体系。,粉尘的来源,1、固体物料的机械粉碎和研磨。,2、粉状物料的混合、筛分、包装及运输。,3、物质的燃烧。,4、物质被加热时产生的蒸汽在空气中的氧化和凝结。,危害人体的途径：经呼吸道、皮肤、消化道进入人体,第一章 工业污染物及其防治的综合措施,工业有害物对人体的危害取决于下列因素：,1、有害物本身的物理、化学性质对人体产生有害作用的程度，即毒性的大小。 2、有害物在空气中的含量，即浓度大小。 3、有害物与人体持续接触时间。4、车

2、间的气象条件以及人的劳动强度、年龄、性别和体质等情况。,湿空气的密度,1. 标准状态下任一种气体的密度,2. 常温常压下空气的密度,通风工程中，有时采用的空气标准状态为：,其湿空气的密度为：,粉尘的“尘化”作用： 使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用。 主要尘化作用有： 1.剪切压缩造成的尘化 2.诱导气流造成的尘化 3.综合气流造成的尘化 4.热气流上升造成的尘化作用,粉尘在气体中的运动,粉尘在静止空气中的自由沉降,有害蒸汽或气体的浓度,质量浓度： 体积浓度,最高容许浓度：指工作地点、在一个工作日内、任何时间均不应超过的有毒化学物质的浓度。,职业接触限值：指劳动者在职业活动过程中长期反

3、复接触对机体不引起急性或慢性有害健康影响的容许接触水平。,第二章 控制工业有害物的通风方法,自然通风：依靠室外空气温差所造成的热压, 或利用室外风力作用在建筑物上所形成的压差, 使室内外的空气进行交换, 从而改善室内的空气环境。,局部通风：在有害物质产生地点直接把他们捕集起来，经过净化处理后排到室外，使工作地点不受有害物质的污染，或者向局部工作地点送风，造成良好工作环境，这种通风方法称为局部通风。,全面通风：对整个车间进行通风换气, 即用新鲜空气把整个车间的污染物浓度稀释至最高容许浓度限值以下, 消除余热、余湿。,确定气流组织方式的原则,气流组织：合理地布置送、排风口位置、分配风量以及选用风口

4、形式，以便用最小的通风量达到最佳的通风效果。按下列原则确定：,（1）排风口尽量靠近污染物源或污染物浓度高的区域，把污染物迅速从室内排出。,（2）送风口应尽量接近操作地点，送入通风房间的清洁空气，要先经过操作地点，再经污染区排至室外。,（3）在整个通风房间内，尽量使送风气流均匀分布，减少涡流，避免有害物质在局部地区积聚。,室内污染物浓度处于y2稳定状态时所需的全面通风量,式中，x有害物质的散发量，g/s;y0新风中的有害物浓度，g/m3;y2有害物的最高容许浓度，g/m3。,考虑有害物的毒性，有害物源的分布及其散发的不均匀性；室内气流组织和通风的有效性等。增大安全系数K=310，则,全面通风量的

5、计算,消除热、湿的风量计算,消除余热风量公式：式中，G通风质量风量，kg/s；Q室内余热量, kJ/s ;c空气的质量比热, c=1.01kJ/(kg );tp排气温度, ;t0进气温度, 。,消除热、湿的风量计算,消除余湿风量公式：式中，G通风质量风量，kg/s；W-室内余湿量, g/s ;dp-排气含湿量,g/kg ;d0-进气含湿量, g/kg 。,5、按换气次数计算全面通风量,存在多种有害物时风量确定原则： （1）分别求出排除每种有害物风量Li （2）当数种溶剂(苯及其同系物或醇类或醋酸酯类)蒸汽，或数种刺激性气体(三氧化硫及二氧化硫或氟化氢及其盐类等)同时放散于空气中时，全面通风换气

6、量应按各种气体分别稀释至规定的接触限值所需要的空气量的总和计算。L=Li(2)除上述有害物质的气体及蒸汽外，其他有害物质同时放散于空气中时，通风量应仅按需要空气量最大的有害物质计算。L=maxLi,换气次数就是通风量（ ）与通风房间体积（ ）的比值。,三、 空气平衡和热平衡的计算,其表达式为：,式中,自然进风量，,机械进风量，,自然排风量，,机械排风量，,不设有组织自然通风的房间 ：,用于无特殊要求车间,洁净度要求高的车间,产生污染的车间,热平衡方程：+ = + +,围护结构、材料失热Qh,通风排风热量cLptnn,机械进风热量 cLjjtjjjj,自然进风热量cLzjtww,循环风的热量 c

7、Lhxn(ts-tn),设备散热量Qf,对于厂房高度不大于15m，室内散热源比较均匀，而且散热量不大于116W/m2时，可用温度梯度法计算排风温度。,温度梯度，,排风天窗中心距地面的高度，m。,排风温度的确定：,尘源密闭后，要防止粉尘外逸，还需通过排风消除罩内正压。 （1）机械设备运动 （2）物料运动 （3）罩内外温度差 排风口位置确定的原则是：排风口应设在罩内压力最高的部位，以利于消除正压；不应在含尘气流浓度高的部位或飞溅区内。,排风口位置的确定,第三章 局部排风罩,1.密闭罩,控制风速法原理：就是使排风量在边缘控制点上形成能使有害物吸入罩内的控制风速的方法。控制点就是距吸气口最远的污染物散

8、发点。 控制风速是控制点的空气运动速度。,2.外部吸气罩,流量比法,周围空气吸入量L2与污染气体发生量L1的比值称为流量比, 用K表示, 即K= L2 / L1排风罩的排风量L为: L= L1 + L2 =L1(1+ K L1)= L1(1+K). 污染气体刚好全部被罩排走(即不发生污染逸出)时的流量比K称为极限流量比, 用KL表示, 即KL= (L2 / L1)limit.,3.热源上部接受式排风罩根据安装高度H的不同，热源上部接受罩可分为以下两类： 低悬罩： H 或H 1m 高悬罩： H (Ap为热设备水平投影面积),低悬罩排风量：,L=L0+v1F1,热射流流量+罩口扩大面吸入空气量,高

9、悬罩排风量,罩口断面的热射流流量+罩口扩大面吸入空气量,L=Lz+v1F1,大门空气幕,按送风方式：侧送式、下、上送式 按气流温度：热、等温、冷空气幕,吹吸式排风罩,吹吸式通风：利用射流作为动力，把污染物输送到排风罩口，再由其排除，或者利用射流阻挡、控制污染物的扩散。,第四章 通风排气中颗粒物的净化 粉尘分散度: 各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度和数量分散度。质量分散度Pm：是指各粒径粉尘的质量(mg)占粉尘的总质量(mg)的百分比。数量分散度Pn：是指各粒径粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比。m某级粒径粉尘的质量，mg； n某级粒径粉尘的颗粒数，颗。频率分布：某一粒径间隔内粉尘所

10、占的质量百分数也称粒径的频率分布。,全效率含尘气体通过除尘器时所捕集的粉尘量占进入除尘器的粉尘总量的百分数称为除尘器全效率。,如果除尘器结构严密，没有漏风，除尘器入口风量与排气口风量相等，均为L，则,除尘系统中为提高除尘效率常把两个除尘器串联使用,两个除尘器串联时的总除尘效率为：,分级效率 除尘器的分级效率为,分级效率与全效率的关系 已知总效率求分级效率:已知分级效率求总效率:,重力沉降室：,惯性除尘器：,使用条件：适用于净化d20m非纤维性粉尘。初级除尘,旋风除尘器内的流场(1)外涡旋-沿外壁由上向下旋转运动的气流.(2)内涡旋-沿轴心向上旋转运动的气流.(3)涡流-由轴向速度与径向速度相互

11、作用形成的涡流.上涡流-在旋风除尘器顶盖, 排气管外面与筒体内壁之间形成的局部涡流, 它可降低除尘效率;下涡流-在除尘器纵向, 外层及底部形成的局部涡流.,旋风除尘器的计算 （1）临界粒径(分割粒径): 所谓临界直径, 是指使离心力Fl与向心气流作用力P相等的尘粒直径, 从概率统计的观点看, 这种尘粒的分离效率为50% , 因此临界直径用dc50表示. 根据Fl=P即可推得dc50的计算式. 由于粒径分布的连续性，必定存在某个临界粒径，作用在尘粒上的合力为0旋风除尘器的分割粒径：,影响旋风除尘器性能的因素 （1）进口速度u: dc50， ， P， 但u过大二次扬尘增加， 一般u=1225m/s

12、， （2）筒体直径D， ， 一般D0.8m； 排管Dp， ， 一般Dp=(0.50.6)D。 （3）筒体和锥体总高度H=5D为宜， 长锥体可提高效率。 （4）除尘器下部的严密性， 渗入外部空气， 可使效率显著下降。 运行参数改变的影响: 处理风量， 气温(气体粘度)， 粉尘密度等参数的变化，都影响除尘器的效率， 通过实验结果可确定变化关系。,袋式除尘器,主要依靠滤料表面形成的粉 尘初层和集尘层进行过滤作 用。它通过以下几种效应捕 集粉尘。 1. 筛滤效应: 当粉尘的粒径比滤料空隙或滤料上的初层孔隙大时, 粉尘便被捕集下来。 2. 惯性碰撞效应: 含尘气体流过滤料时, 尘粒在惯性力作用下与滤料碰

13、撞而被捕集。 3. 扩散效应: 徽细粉尘由于布朗运动与滤料接触而被捕集。,过滤风速,定义：指单位时间每平方米滤料表面积上所通过的空气量。,袋式除尘器的阻力,袋式除尘器的结构,1.机械振动（打）清灰的除尘器2. 回转式逆气流反吹除尘器3.脉冲喷吹清灰除尘器,袋式除尘器的应用中应注意的问题：,1.由于滤料使用温度的限制，处理高温烟气时，必须冷却到滤料可能承受的温度。 2.处理高温、高湿气体时，为防止水蒸气在滤袋上凝结，应对管道及除尘器保温，必要时还可进行加热。 3.不宜处理含有油雾、凝结水和粘性粉尘的气体。 4.不能用于带有火花的烟气。 5.处理含尘浓度高的气体时，最好采用两级除尘。,湿式除尘原理

14、： (1)惯性碰撞、接触阻留，加湿、增重、凝聚; (2)扩散（3）尘粒在水的作用下凝聚性增加。（4）以尘粒为凝结核,湿式除尘器,湿式除尘器的结构形式：按气液接触方式分两类：（1）尘粒冲入水中；自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器、立式旋风水膜除尘器等。（2）向气流中喷水。喷淋塔、文丘里除尘器,电除尘器的工作原理：,（一）气体电离和电晕放电空气电离 电晕、电晕电流电场击穿起晕电压和击穿电压 （二）尘粒荷电（三）收尘,L除尘器的处理风量； A集尘极总的集尘面积； w驱进速度。,电除尘器的除尘效率与粉尘性质、电场强度、气流速度、气体性质及除尘器结构等因素有关。,影响电除尘效果的因素 1.粉尘的比电阻:

15、比电阻在1041011cm之间的粉尘, 电除尘效果好.低比电阻粉尘：二次飞扬高比电阻粉尘：反电晕 2. 气体含尘浓度: 含尘浓度太高：电晕闭塞现象大于30g/m3时，必须设预净化设备 3. 气流速度: 随气流速度的增大, 粉尘在除尘器内停留的时间缩短, 荷电的机会降低. 同时, 风速增大二次扬尘量也增大.,选择除尘器时应考虑以下问题:1. 选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度2. 粉尘的性质和粒径分布3. 气体的含尘浓度4. 气体的温度和性质5. 除下粉尘的处理问题6. 其他（经济指标等）,除尘器的选择,一、摩擦阻力,1.摩擦阻力计算式,摩擦阻力系数； 风管的水力半径，m。,f管道中充满

16、流体部分的横断面积， P湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m。,4、 矩形风管的摩擦阻力计算当量直径：与矩形风管有相同单位长度摩擦阻力的原型风管的直径。（1）流速当量直径:,圆形风管的水力半径 ： 矩形风管的水力半径：,令,A,B,vA,vB,vA = vB RmA=RmB,DB为A的流速当量直径，记作Dv,由,知圆形风管和矩形风管的,水力半径必须相等,（2）流量当量直径:设某一圆型风管中的空气流量与矩形风管的空气流量相等，并且单位长度的摩擦阻力也相等，则该圆型风管的直径就称为此矩形风管的流量当量直径，以 表示。,或,注意： 查用表图时必须对应使用流量和流量当量直径或流速和流速当量直径,

17、二、局部阻力,局部阻力系数。,在通风除尘管网中, 连接部件很多, 因此局部阻力较大, 为了减少系统运行的能耗, 在设计管网系统时, 应尽可能降低管网的局部阻力.,在流量、流向及管道断面形状发生变化的局部由于涡流造成的能量损失。,三、 通风管道的阻力特性,1、通风管道的阻力特性系数,K:阻力特性系数，,假定流速法的计算步骤和方法,1、绘制通风或空调系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和风量。管段长度一般按两管件间中心线长度计算，不扣除管件(如三通，弯头)本身的长度。 2、确定合理的空气流速流速高，风管断面小，材料耗用少，建造费用小；但是系统的阻力大，动力消耗增大，运用费用增加。对除尘系统会增加

18、设备和管道的摩损，对空调系统会增加噪声。流速低，阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用大，风管占用的空间也增大。对除尘系统流速过低会使粉尘沉积堵塞管道。因此，必须通过全面的技术经济比较选定合理的流速。根据经验总结，风管内的空气流速可按参照表确定。,假定流速法的计算步骤和方法,3.根据各风管的风量和选择的流速，按计算各管段的断面尺寸，并计算摩擦阻力和局部阻力。确定风管断面尺寸时，应采用规范统一规定的通风管道规格。风管断面尺寸确定后，应按管内实际流速计算阻力。阻力计算应从最不利环路（即阻力最大的环路）开始。,4、并联管路的阻力计算衡量标准：对于一般的通风系统，两支管的阻力差应不超过15

19、%，除尘系统应不超过10%。 （1）调节支管管径,（2）增大风量,（3）阀门调节,5、计算系统的总阻力 6、选择风机 （1）确定风机的类型 （2）计算拟选风机的风量和风压风压附加系数，一般的送排风系统1.11.15;除尘系统1.151.2；风量附加系数，一般的送排风系统1.1;除尘系统1.11.15。 （3）当风机在非标准状态下工作时，换算成标准状态,均匀送风管道的设计计算要求送风管道从风管侧壁上的若干风口(或短管), 以相同的出口速度, 均匀地把等量的空气送入室内, 这种送风管道称为均匀送风管道. 均匀送风管道的构造有两种形式, 一种是均匀送风管道的断面变化(即断面逐渐缩小)而侧风口(或短管

20、)的面积相等; 另一种是送风管道的断面不变化而侧风口(或短管)的面积都不相等.,其计算的基本原理是保持各侧孔的静压相等. 根据管道阻力的计算和能量方程即可求得各侧孔静压相等的关系式. 均匀送风管道计算的目的是确定侧孔的面积, 风管断面尺寸以及均匀送风管段的阻力. 当侧孔的数量, 侧孔的间距以及每个侧孔的送风量确定之后, 按上述原理即可计算出均匀送风管道的尺寸.,一、均匀送风管道的设计原理,（1）速度静压差产生的流速空气在风管内的流速出流角孔口实际流速,（2）流量,孔口流出风量：,空气在孔口面积上的平均流速：,二、实现均匀送风的基本条件： 保持各侧孔静压、流量系数相等, 增大出流角。 1、保持各

21、侧孔静压Pj相等；,2、保持各侧孔流量系数相等；与孔口形状、流角以及L0/L=有关，当大于60， 一般等于0.6,3、增大出流角，大于60，接近90。,气力输送系统的类型和特点气力输送系统可分为吸送式和压送式、兼具吸送和压送的混合式，以及循环式四大类根据系统的压力不同，吸送式分为低真空(真空度小于9.8kPa)和高真空(真空反大于4060kPa)两种；压送式分为高压(压强在100700kPa)和低压(压强在50kPa以下)两种。,自然通风的作用原理,通风是在压差推动下的空气流动。根据压差形成的机理，自然通风可以分为风压作用下的自然通风和热压作用下的自然通风。,余压的概念,余压：室内某一点的压力

22、和室外同标高未受建筑物或其他物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压。某窗孔的余压:,热压作用下，余压沿高度变化。 中和面: 余压的计算：选定基准面， 然后计算。,风压：和远处未受扰动的气流相比，由于风的作用在建筑物表面所形成的空气静压力变化称为风压。,a,b,Pn Px,Pfa,vw,Pfb,风压、热压同时作用下的自然通风,某一建筑物受到风压、热压同时作用时，外围护结构各窗孔的内外压差等于风压和热压单独作用时窗孔内外压差之和。,假定中和面的位置，计算各窗孔的余压：,避风天窗,在普通天窗上增设挡风板，或者采取其他措施，保证天窗排风口在任何风向下都处于负压区，这种天窗称为避风天窗。 避风天窗的形式： （1）矩形天窗 （2）下沉式天窗 （3）曲（折）线形天窗,