第一章绪论 (7)1.1车间粉尘性质 (8)1.2 车间粉尘危害及治理 (9)1.2.1 粉尘危害 (9)1.2.2 碳黑治理方法 (10)1.2.3 旋风除尘器的原理 (10)1.3 除尘系统 (11)1.4 课程设计背景、主要内容、意义与预期目标 (13)1.4.1 主要内容课程设计背景 (13)1.4.2 主要内容 (13)1.4.3 课程设计意义 (13)1.4.4 课程设计预期目标 (14)第2章数据分析 (15)2.1 已知数据 (15)2.2 风量确定 (16)2.3 净化设备选择或设计 (16)第3章集气罩设计 (17)3.1集气罩设计的设计原则 (17)3.2设计方法选择 (18)3.2.1控制风速法原理 (18)3.2.2 控制风速选择 (18)3.3 集气罩选择 (19)3.3.1 集气罩集气原理 (20)3.3.2 集气罩类型和选择 (20)3.3 风量计算 (20)3.3.1 风量计算方法选择 (20)3.3.2 风量计算 (20)3.4 集气罩的尺寸 (22)第4章管道、弯头及三通设计 (23)4.1 管道设计 (23)4.1.1 管道速度选择 (23)4.1.2 管径选择 (24)4.2 弯头、三通管的设计 (26)第5章管道阻力计算及风机的选择 (27)5.1各管道的阻力计算 (27)5.1.1计算最不利环路的压力损失 (27)5.1.2 并联管路压力损失计算 (29)5.2选择风机和电动机 (31)第6章除尘器的设计 (32)6.1 除尘器的分类及选择 (32)6.1.1除尘器的分类 (32)6.1.2 除尘器的选择 (33)6.2 旋风除尘器尺寸 (35)总结 (36)《大气污染控制工程》课程设计任务书一、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，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，技术资料的查找与运用；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及其有关政策。

二、任务与要求学生在限定时间内，必须在老师指导下独立、全面地完成此规定的设计。

其内容包括：1．设计说明书一份2．平面布置图一份3．立面布置图一份三、设计内容1．集气罩的设计控制点控制速度V的确定集气罩排风量、尺寸的确定2．管道的初步设计管内流速确定管道直径确定弯头设计直管长确定三通设计计算3．压损平衡计算分段计算压力校核4．总压损计算5．选风机、校核6．电机选择、校核7．车间大门设计四、设计课题与有关数据1．设计题：车间除尘系统设计2．课题已知条件a.车间面积与两台产生污染设备的位置见附图一：b.产生污染源设备的情况污染源：立方体 1200x600x1000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；c.在该污染设备的顶部设计二个伞形集气罩罩口边须距污染面积H=600mm，才操作正常d.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12me.所用除尘器：LD14型布袋除尘器该除尘器阻力为980Pa长：4503mm;宽：2250mm除尘器进口高度：3653mm；除尘器出口高度：8890mmf.有关尺寸墙厚 240mm 方块柱 300 x300车间大门可取2010x2010管外径 D=750LD14-84型过滤面积 168m2最大风量 25200 m2/h窗台到地面距离民用房 900—700mm工业用房 1.0---2.0cm仓库 1.5—2.0 cm 附图一第一章绪论随着时间的推移，我们已经进入了21世纪，一项项的科学技术以及成果纷纷亮相，科技正高速发展，然而21世纪的发展早已远不止科技发展，一个日益严重，趋向突出的问题正悄悄的崛起：环境的恶化。

环境的恶化不单单再是传统的泥土流失，土地沙漠化，而写了海洋污染，全球气候变暖，厄尔尼诺现象成了21世纪面临的重大问题，而粉尘污染就是最严重的问题之一。

然而正是如此危害极大的粉尘污染，却没有得到人们足够的关注与重视，更没有能使人们采取果断、有效的方法手段去遏制粉尘污染的持续蔓延与加重。

不要认为粉尘污染的严重性比不上臭氧黑洞、土地沙漠化、水土流失及水质污染等一类的问题，即使臭氧被修复，土地重新肥沃，水变清天更蓝，粉尘污染一样可以使人类以至于动物死于各种各样的疾病更甚至灭绝。

粉尘不会直接伤人，但对呼吸道和眼睛等器官会造成很大危害。

粒径大于10微米的粉尘在空气中停留时间较短，在呼吸作用中可被有效地阻留在呼吸道上，不进入肺泡，但由于木粉尘中含有木焦油，这种物质由各种酚类和烃类组成，并含有致癌性较强的物质，长此以往，工人会部分的患有支气管炎、哮喘和肺气肿等，甚至致癌。

粒径小于10微米以下的木粉，会直接进入人的肺部组织，沉淀于肺泡中，有可能引起肺组织的慢性纤维化，甚至导致肺心病、心血管病等一系列病变。

而且这些可吸入物质还会将多种污染物或病菌带入肺部，对人体危害很大。

粉尘如果弹入或飞入人的眼睛，会造成伤害，影响正常操作。

另外粉尘还是最危险的易燃物品之一，易引起火灾。

另外，悬浮性粉尘会增加生产设备的非正常磨损，缩短设备的寿命，增加维护成本，从而对企业的产出和经济效益产生不可低估的影响。

1.1车间粉尘性质碳黑（炭黑）是一种无定形碳。

轻、松而极细的黑色粉末，比表面积非常大，范围从10-3000m2/g，是有机物（天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。

分子量：12.01 是以含碳原料（主要为石油）经不完全燃烧而产生的微细粉末。

外观为纯黑色的细粒或粉状物。

颜色的深浅，粒子的细度，比重的大小，均随所用原料和制造方法的不同而有差异。

碳黑不溶于水、酸、碱；能在空气中燃烧变成二氧化碳。

碳黑的主要组成物是碳元素，还含有少量的氢、氧、硫、灰分、焦油和水分。

碳黑粉尘可燃，粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定浓度时，遇火星会发生爆炸。

炭黑颗粒很细，根据不同种类，平均粒径在10~30nm之间。

1.2 车间粉尘危害及治理1.2.1 粉尘危害人体长期吸入碳黑，肺部组纷呈会发生纤维化病变，使肺部组织逐渐硬化，失去正常的呼吸功能，造成炭黑的尘肺病（法定职业病的一种）。

碳黑粉尘的粒径为0.5~5µm时，对人体危害最大，严重污染全身时对皮肤有刺激。

大量吸入炭黑粉尘，至少会造成炭黑尘肺病（职业病尘肺病的一种。

在我国尘肺病包括：矽肺、煤工尘肺、石墨尘肺、炭黑尘肺、石棉肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺等）。

目前，炭黑生产已基本是密闭化和自动化，但仍存在粉尘飞扬的现象，因此，在炭黑厂的炉前、回收、筛粉、分离室、加工和包装等工序经常接触炭黑粉尘。

使用炭黑的工厂，如橡胶、塑料和电极等工厂，在配料、混炼、搅拌、过筛和投料等生产过程中，均产生大量炭黑粉尘，造成工作人员的接触机会。

1.2.2 碳黑治理方法根据我国《工作场所空气中粉尘容许浓度》的规定，炭黑粉尘的总粉尘时间加权平均容许浓度为4mg／ms，短时间接触容许浓度为8mg／ms。

根据炭黑粉尘质轻易飞扬，且长期漂浮空气中的特点，如密闭不严，可造成生产车间空气中粉尘浓度极高(如600mg／m。

)。

因此，防尘工作的重点应放在密闭除尘上。

目前净化碳黑粉尘的主要方法有：机械除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。

本次课程设计采用的方法是旋风除尘器。

1.2.3 旋风除尘器的原理旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。

它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低．阻力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。

旋风除尘器一般用于捕集5-15微米以上的颗粒。

除尘效率可达80％以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器。

其除尘效率可达5％以上。

旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5微米的效率不高。

旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。

旋转下降的气流在到达圆锥体底部后．沿除尘器的轴心部位转而向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。

自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。

旋风式除尘器的组成及内部气流1-筒体；2-锥体；3-进气管；4-排气管；5-排灰口；6-外旋流；7-内旋流；8-二次流；9-回流区。

1.3 除尘系统在选用除尘系统时必须在净化装置费用计算的基础上做技术经济分析，包括设备投资费用与运行费两部分。

投资费用通常包括主体净化装置、辅助设备（如风机、电动机、卸灰输灰设备与管道等）、土地、基建费用及其他费用。

净化系统的运行费用包括水、电和材料消耗费，设备折旧、维修及劳务费等。

局部排气净化系统的基本组成：1 集气罩：用以捕集污染空气。

2 风管（通风管道）：净化系统中用以输送气流的管道。

3 净化设备：净化系统的核心部分。

净化排气中的粉尘，使之达标排放。

本课程设计采用旋风除尘器。

4 通风机：为系统中流体提供动力，是系统中气体流动的动力装置。

5 烟囱：净化系统的排气装置。

为了保证由于不能100%的净化而排放的污染物所造成的地面浓度不超过环境空气质量标准，烟囱必须具有一定的高度。

局部排气净化系统示意图1-集气罩；2-风管；3-净化设备；4-通风机；5-烟囱1.4 课程设计背景、主要内容、意义与预期目标1.4.1 主要内容课程设计背景本太远碳黑厂车间产生的碳黑粉尘，已经超过正常允许浓度，影响工人的健康。

太远碳黑厂共有两个车间产生碳黑粉尘，这两个污染源水平放置碳黑粉尘以轻微的速度发散到相当平静的空气中，污染源L × W × H =900x300x700。

炭黑可作为一种纯炭的来源，极少或不含其他物质，碳成分占90％一95％，游离二氧化硅含量很少，仅占0.5％一1.5％。

1.4.2 主要内容本次课程设计是去除太远碳黑厂车间产生的碳黑粉尘，改善工人的工作环境，减少因吸入粉尘而引起各种疾病的产生，同时改善当地的环境：这次课程设计需要设计好去除车间碳黑的除尘系统各个部分：鼓(通)风机、净化设备(包括粉尘处理装置)、抽风罩、风管及其他附件等设备(装置)。

去除碳黑主要采用物理去除法,选用旋风除尘器。

1.4.3 课程设计意义(1)保护工人健康人体长期吸入碳黑，肺部组纷呈会发生纤维化病变，使肺部组织逐渐硬化，失去正常的呼吸功能，造成炭黑的尘肺病（法定职业病的一种）。