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深度挖一挖集气罩与废气净化系统设计(上)

发布时间:2016-09-05 09:20

1、废气净化系统的组成及系统设计的基本内容
局部排气净化系统的组成
1、集气罩;2、排风管;3、净化设备;4、风机;5、烟囱;
(1) 集气罩:集气罩是用来捕集污染空气的,其性能对净化系统 的技术经济指标有直接的影响。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 :通风机是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。
局部排气净化系统设计的基本内容
1、捕集装置设计(结构、安装、性能)
2、净化系统的选择或设计
(1)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。
(2)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。
(3)除尘系统与装置的选择
(4)吸收系统与装置的选择
(5)吸附系统与吸附装置的选择
(6)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
4.排放烟囱设计
2、集气罩的集气机理
集气罩气流流动的基本理论
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。
1.外部吸气罩罩口气流流动规律
a.速度分布: 等速面的形式确定其分布规律
将吸气口近似视为一个点汇,等速面是以该点为中心的球面(见图13-2a) ,假设点汇吸风量为Q,等速面的半径为r1、r2,相应气流速度为u1、u2,由于通过每个等速面的风量相等,则有
Q = 4πr12u1 = 4πr22u2   (13--1)                   
于是: u1/u2 = (r2/r1)2      (13--2)                    
表明吸气口外气流速度衰减很快,应尽量减少罩口至污染源的距离。
2.罩口的设置位置对气流分布的影响
如果吸气口设在墙上,吸气范围减少一半,其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为
 Q=2πr12u1=2πr22u2    (13--3)
比较式(13-1)(13-3),可见:
(1)吸气速度相同时,同一距离上Q (悬空设置的吸气口)= 2 Q (有一面阻挡的吸气口)
(2)吸风量相同时,同一距离上 u(有一面阻挡的吸气口)= 2 u(悬空设置的吸气口)
3.吸风罩的形式对气流速度分布的影响
有边的吸风口比无边的吸风口流速衰减慢,实际等速面为椭圆形。
空气从管口喷出,在空间形成的一股气流称为空气射流.   
(1)空气射流的一般特性。如图 13一6所示,这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是完全均匀的。M 为射流极点,射流中保持原出口速度 v。的部分称为射流核心,速度小于v。的部分称为射流主体,射流核心消失的断面 BOE称为过渡断面,出口断面至过渡面称为起始段,过渡断面以后称为主体段。
等温自由圆射流的一般特性为:   
①射流边缘有卷吸周围空气的作用,这主要是 由于紊流动量交换引起的。
②由于射流边缘的卷吸作用,射流断面不断扩大,射流量随射流长度增加而增大。
③射流核心段呈锥形不断缩小。
④核心段以后,射流速度逐渐下降。
⑤射流中的静压与周围静止空气的压强相同。
⑥射流各断面动量相等。
吸入气流与吹出气流
(1)吹出气流由于卷吸作用,沿射流方向流量不断增加,射流呈锥形;    吸入气流的等速面为椭球面,通过各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。
(2)射流线上的速度基本上与射程成反比,而吸气区内气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。所以,吸气口能量衰减很快,其作用范围较小。
吹吸气流
吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流。 在集气罩设计中,利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需“控制风速”的形成,称为吹吸式集气罩。

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