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1、- 1 -大气污染控制工程课程设计题目： 某白合金浇铸车间烟气收集系统方案设计 - 2 -目目 录录前 言3 第一章 工程概况 31.1 设计条件 31.2 设计要求 4 第二章 设计说明 42.1 设计依据 42.2 设计原则 42.3 设计范围 42.4 设计规模 5 第三章 工艺选择 53.1 净化系统简介 5 第四章 处理流程 54.1 集气系统 54.2 设计机理 54.3 吸入气流 54.31 吸入机理 54.3.2 吹吸气流比较 74.3.3 吹吸气罩的气流特点 7 第 5 章 集气罩的类型与特点 75.1.型号的确定 75.2 集气罩类型105.3 集气罩的特点与选择10 第六
2、章 主要设施与设备设计选型 106.1 主要设施设计计算 106.2 集气罩的设计与计算 106.2.1、大白合金锅 106.2.2、第一、二浇铸台 106.2.3、预热 炉116.2.4、离心浇铸 台116.2.5、小白合金 锅116.3 管道的设计计算 12- 3 -6.3.1 管道设计计算的具体步骤146.4 风机的选择计算 14 第七章 总图设计14前前 言言大气是人类赖以生存的最基本的环境因素，构成了环境系统的大气环境子系统。一切 生命过程，一切动物、植物和微生物都离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展， 提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。造成大
3、气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、 燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同 时，也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气的质量，特别是在人口稠密的 城市和工业区域。造成大气污染的物质主要有：一氧化碳 CO、二氧化硫 SO2、一氧化氮 NO、臭氧 O3 以及烟尘、盐粒、花粉、细菌、苞子等。如何在经济快速发展、能源需求增加的同时遏制大气污染已成为一项巨大的科技挑战。 我国政府采用综合措施，控制大气污染水平，包括：提高能源效率优化能源结构；改造和 迁移污染工业；城市规划和绿化；机动车排污量控制；道路建设和管理等。源头治
4、理已成为大气污染控制中一项积极有效的措施，因而每个工厂中的除尘净化设 施就显得尤为重要。经济合理的除尘设备可将污染扼杀在“摇篮”中，还我们赖以生存的 大气一片洁净。第一章第一章 工程概况工程概况1.11.1 设计条件设计条件 某机车机务段挂瓦车间担负白合金浇铸任务，在整个工艺操作中铅以气溶胶和烟气的 形式向空气中散发，污染工作场所及周围环境。产生铅污染的来源有六处：1.大白合金锅、 2.第一浇铸工作台、3.第二浇铸工作台、4.预热炉、5.离心浇铸机、6.小白合金锅。它们 在车间中的布置位置如图所示。今拟在车间的东北角建一净化设备，假定设备的阻力为 170mmH2O,风机消声器的阻力为 10mm
5、H2O，设计一废气收集系统。- 4 -1.21.2 设计要求设计要求 1.选择和设计吸气罩、排气管道、选择风机，并写出设计说明书； 2.绘出排风系统装备图、平面图、轴侧图； 3.试编制管道计算的计算机程序。第二章第二章 设计说明设计说明2.12.1 设计依据设计依据1、 大气污染防治技术及工程应用2、 三废处理工程技术手册3、 大气污染控制工程4、 工业通风5、 液体力学、风机及泵6、 采暖通风设计手册7Air Pollution Control Theor 2.22.2 设计原则设计原则本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：（1）基础数据可靠，总体布局合理。（2）避免二次污染
6、，降低能耗，近期远期结合、满足安全要求。（3）采用成熟、合理、先进的处理工艺，处理能力符合处理要求；（4）投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数，各工艺参数 的选择略有富余，并确保处理后的尾气可以达标排放；（5）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命；（6）废气处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施；（7）工程设计及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准。- 5 -2.32.3 设计范围设计范围该集气系统、集气的输送系统、 、总图布置、集气罩的选择、配套装置管道设计以及总 图设计（包括平面，侧面与俯视布置图、管道输送的总图）等。 2.
7、42.4 设计规模设计规模1、污染源的大小、形状和空间位置1.1 图中打斜线的区域为污染物散发表面；其中，大白合金锅口径为 450mm，离心浇 铸机口为 90mm，小白合金锅方形锅口为 250mm*250mm,污染源中心距地面高度、离墙面的距 离及相互间沿墙方向的中心距离如图中所示。1.2 两浇铸操作台实际上连为一体，贴墙布置，台面高 350mm，它们的最大操作空间 均为 600mm(长)*450mm(宽)*500mm(高)。1.3 预热炉门离墙 700mm，炉顶高 1800mm，炉门口 650mm(宽)*800mm(高)，其一半高 度在地面以上，另一半则在宽 800mm 的地沟内，预热炉宽
8、1020mm，带式电炉面积 (2*0.7+0.8)*0.8/2 平方米，炉表面温度 900 度。1.4 离心浇铸机宽 600mm，浇铸口落在中心线上，浇铸口中心离墙距离为 1850mm，距 离地面 550mm，至浇铸机主体(高 750mm)内端面距离为 250mm，浇铸机低端面 500mm，其外 端面离墙 2450mm.。1.5 假设净化设备的进口法兰中心离地面 1750 mm，到墙的距离为 1100mm,与小白金 锅中心沿墙方向的距离为 3800mm，设备顶出口法兰高 4700mm，风机机座高 1200mm ,并要 求烟囱的高度不低于 12500mm ,1.6 浇铸用的铅料液勺口径为 150
9、mm，勺嘴突出 30mm。1.7 墙厚 240mm.。 2、工艺操作过程简介待浇铸件在预热炉中熔去已损坏的白合金零件，电动装置把炉门连同放工件的炉床（图 中用点线表示） ，一起拖出炉门口外 1000mm，由吊车把工件吊至浇铸操作台上，从大白合 金锅中取铅液浇铸，小白合金锅内的铅液供离心浇铸机用，离心成型的工件在操作台上装 配并挂铅固定。工件尺寸：550mm*300mm*400mm熔铅温度：400 oC 第三章第三章 工艺选择工艺选择3.13.1 净化系统简介净化系统简介 净化系统的组成及系统设计的基本内容一、局部排气净化系统的组成 (1)集气罩:用来捕集污染空气的，其性能对净化系统的技术经济指
10、标有直接的影响。 由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。(2)风管：在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部 件连成一个整体。(3)净化设备:为了防止大气污染，当排气中污染物含量超过排放标准时，必须采用净 化设备进行处理，达到排放标准后，才能排人大气。(4)通风机系统中气体流动的动力。为了防止通风机的磨损和腐蚀，通常把风机设在净 化装备的后面。(5)烟囱烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后的烟气中仍含有一定量的污染物。这 些污染物在大气中扩散、稀释，并最终沉降到地面。为了保证污染物的地面浓度不超过环 境空气质量标准，烟囱必须具有一定高度。-
11、6 -二、局部排气净化系统设计的基本内容(1)捕集装置设计：集气罩结构形式、安装位置以及性能参数确定等。(2)净化系统的选择或设计 选择依据 a.污染物的种类与性质；b.处理量；c.净化 效率；d.净化系统的环境、经济及社会效益。 一般程序 a.工程调查；b.确定净化程度； c.选择合理的净化工艺；d.选择适当的净化装置，确定合理的净化系统配置；e.确定净化 系统运行参数和技术经济指标。除尘系统与装置的选择；吸收系统与装置的选择； 吸附系统与吸附装置的选择净化装置的费用：设备投资费、运行费用、总费用(3)管道系统的设计：管道布置、管道内气体流速的确定、管径选择、压力损失计算以 及通风机选择(4
12、)排放烟囱设计：烟囱高度、出口直径、排气速度等。第四章第四章 处理流程处理流程4141 集气系统集气系统包括：气体输送管道、集气罩系统、控制系统、风机等。 4.24.2 设计机理设计机理综述：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，一种是吹气口气流的吹出流动。 4.34.3 吸入气流吸入气流 4.3.14.3.1 吸入机理吸入机理吸气口吸气时，在吸气口附近形成负压，周围的空气从四面八方流向吸气口，形成吸 入气流或汇流。吸气流断面的速度分布和特点：- 7 -四周加挡板四周加
13、挡板四周加挡板4.3.24.3.2 吹吸气流比较吹吸气流比较吹气气流呈锥形且流量随距离增加，而吸气流呈椭球面，通过各等速面流量相等，且 等于吸入口流量吹气速度与离吹口距离呈反比，吸气与距离平方呈反比吹气作用范围大，吸气作用范围小且能量衰减较快。 4.3.34.3.3 吹吸气罩的气流特点吹吸气罩的气流特点- 8 -第五章第五章 集气罩的类型与特点集气罩的类型与特点5.15.1 型号的确定型号的确定 （1）集气罩类型局部密闭罩 接受式集气罩- 9 -整体密闭罩外部集气罩还有吹吸式集气罩等类型。- 10 -（2）集气罩的选择总述：集气罩是用以捕集污染气流的。其性能对净化系统的技术经济指标是有直接影 响的。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同，集气罩的形式是多种多样的。按罩口 气流流动方式可将集气罩分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气罩。利用吸气气流捕集 污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩则是利用吹吸气流来控制污染物扩 散的装置。本设计中采用吸气式集气罩中的外部集气罩来收集污染气体。由题设条件可知，本设计适宜采用外部集气罩中的侧集气罩。对于外部集气罩排风量 的确定多采用控制速度法。（3）集气罩罩口尺寸确定控制点控制速度 Vx 的
