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1、课程设计：某工厂布袋除尘器设计前言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。本设计为某工厂布袋除尘器的设计，能使自己得到一次综合训练，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设计中的实际问题；4、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。课程设计题目描述及要求为某工厂设计一台简易布袋除尘器。已知条件：采用布袋除尘器处理某工厂含尘烟气。工厂烟气量2600m3/h，烟气含尘浓度为1800mg/m3，烟气温度为120，烟气粘度为2.410-5Pa.s，尘粒
2、粒径为，尘粒平均粒径为。设计要求：1、除尘器的压力损失要在合理的范围内；2、为除尘器选择合适的灰斗及清灰方式；课程设计图纸内容及张数要求：布袋除尘器装配图一张,要求用A2以上图纸,计算机绘图均可。课程设计实物内容及要求：有设计书和图纸。完成课程设计后，将课程设计任务书、设计书和图纸装订(或装入文件袋中)统一上交。第一部分 布袋除尘工艺设计说明第一章 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
3、、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、NOX、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
4、。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。少数大城市属煤烟与汽车尾气污染并重类型（如北京、上海、广州等）。1.3 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
5、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，
6、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
7、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
8、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
9、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 1.4 治理大气污染的必要性（以除尘为例论述）一般，粒径在100以上的尘粒会很快在大气中沉降，10以上的粉尘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
10、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，所以进行除尘刻不容缓。第二章 袋式除尘器工艺设计2.1 袋式除尘器的工作原理1、定义：使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置叫做过滤式除尘器，又称空气过滤器，当过滤滤料采用纤维织物作滤料的称为袋式除尘器。2、原理：粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、粘附、扩散和静电等作用而被滤布捕集（见图2-1）。图2-1 逆流式机械振动袋式除尘器(1)筛分作用：含尘气体通过滤布时，滤布纤维间的空隙或吸附在滤布表面粉
11、尘间的空隙把大于空隙直径的粉尘分离下来，称为筛分作用，由于纤维之间的空隙很大，这种效果很不明显，除尘效率亦低，只有在使用一段时间后，在滤布表面建立了一定厚度的粉尘层，筛分作用才比较明显。清灰后，由于在滤布表面以及内部还残留一定量的粉尘，所以仍能保持较高的除尘效率（见图2-2）。图2-2（2）惯性作用：含尘气体通过滤布纤维时，气流绕过纤维，而大于1的粉尘由于惯性作用仍保持直线运动撞击到纤维上而被捕集。过滤气速越高，惯性作用也越大，但气速太高，通过滤布的气量也增大，气流会从滤布最薄弱处穿破，造成除尘效率降低。（3）扩散作用：当粉尘颗粒在0.2以下时，由于粉尘极为细小而产生如气体分子热运动的布朗运动
12、，增加了粉尘与滤布表面的接触机会，使粉尘被捕集。这种扩散作用与惯性作用相反，随着过滤气速的降低而增大，粉尘粒径的减小而增强。（4）黏附作用：当含尘气体接近滤布时，细小的粉尘仍随气流一起运动，若粉尘的半径大于粉尘中心到滤布边缘的距离时，则粉尘被滤布黏附而被捕集。滤布的空隙越小，则这种黏附作用也越显著。（5）静电作用：粉尘间相互撞击会放出电子产生静电，如果滤布为绝缘体，会使滤布充电。当粉尘和滤布所带的电荷相反时，粉尘就被吸附在滤布上，从而提高除尘效率，但清灰较难。反之，如果两者所带的电荷相同，则产生斥力，使除尘效率下降。所以静电作用能改善或妨碍滤布的除尘效率。为了保证除尘效率，必须根据粉尘的荷电性
13、选择滤布。滤布除尘原理和除尘效率的关系2.2 袋式除尘器的特点及发展袋式除尘器的特点：优点：袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。它比电除尘器结构简单、投资省、运行稳定，可回收高比阻粉尘；与文丘里洗涤器相比，动力消耗小，回收的干颗粒物便于综合利用，而且不存在水的污染问题。缺点：为了适应高温和大烟气量净化的需要，袋式除尘器还有不少的问题有待解决。例如，由于过滤速度较低；一般体积庞大、耗钢量大、滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高。袋式除尘器的发展：袋式除尘器是一种较老的除尘器，早期用人工或机械振打清
14、灰，因而其应用受到限制。1950年以来，由于逆向喷吹型和脉冲喷吹型的发明与应用，使袋式除尘器的除尘与清灰实现了连续操作，而且阻力稳定，气速高，内部无运动机件和设计简单等。随着新型耐用、耐腐蚀、耐高温、低压降、易清灰的滤材的应用，特别是非织的聚合物滤材和金属丝织物混合物滤材的发展，应用日益广泛，成为主要的高效除尘器。它对细微粒的效率在99%以上，还可以除去1um甚至0.1um的尘粒。1.3 除尘器型式的选定（1） 选择除尘器的原则： 必须满足排放标准规定的排放要求； 粉尘颗粒的物理性质对除尘器性能具有较大影响； 气体的含尘浓度； 烟气温度和其它性质是选择除尘器时必须考虑的因素； 粉尘的收集问题；
15、 其它因素（如位置、可利用的空间等）（2）选定除尘器的型式本次设计给定的烟气量为2600m3/h，烟气含尘浓度为1800mg/m3，而国家二级排放标准中TSP为0.3 mg/m3，易知为达到排放标准所用除尘器除尘效率需很高，而投资和定货等皆有条件，综合上述，可选用脉冲喷吹袋式除尘器。而且脉冲除尘具有占地面积小，自动化程度高，由于滤袋不受振动和反吹所以脉冲喷吹的滤袋较其它清灰方式的袋式除尘器的滤袋使用寿命长。1.4 计算参数的选择 过滤气速VF过滤气速是最重要的设计和操作指标之一。过滤速度选择过大，虽能减小总过滤面积，降低投资，但却使压力损失迅速提高，增多清灰次数，缩短滤袋寿命使运行费用增大。若过滤速度偏小，会使设备费增加，处理量减少。一般情况下的过滤气速归纳如下：简易清灰：VF=0.200.75m/min机械振动清灰：VF=1.02.0m/min逆气流反吹清灰：VF=0.52.0 m/min脉冲喷吹清灰：VF=2.04.0 m/min而本次采用的是脉冲喷吹清灰所以过滤速度取2.0m/min 滤袋直径d和高度l滤袋直径由滤布规格确定，一般为（100
