通风除尘与净化(修订).doc

通风除尘与净化 BY安全四班

前言:1.该资料仅供参考； 2.试卷内容（1）判断题10*1’（2）概念/名词解释10*2’（3）填空20*1’(4)证明题1*10’（5）简答题20’[3道题]（6）计算题20’[2道题]； 3.考试时间2011/1/6下午2:30-4:30; 4.第7/8/10三章老师没划重点，请自己总结。
第0章绪论
1.悬浮于空气中的固体和液体微粒称为气溶胶粒子，国内习惯上称为粉尘。粉尘可以是自然环境中天然产生，如火山喷发产生的尘埃；也可以是工业或日常生活中的各种活动生成，如矿山开采过程中岩石破碎产生的大量尘粒。工业生产中产生的粉尘称为生产性粉尘，简称为粉尘。
2.粉尘产生的主要原因、分类（填空题）
（1）粉尘产生的主要原因：
1）固体物质的机械破碎过程，如用破碎机将矿石或用球磨机将煤块磨成煤粉；2）固体表面的加工过程，如用砂轮机磨削刀具和用喷砂清除工件上的铁锈；3）粉粒状物料的贮运、装卸、混合、筛分、输送、包装、以及成型过程，如水泥的运输和包装；4）物资的加热和燃烧以及竞速的焊接和冶炼过程。
（2）粉尘分类：1)按理化性质可分为：无机性粉尘、有机性粉尘、混合性粉尘。2）按卫生角度分为：呼吸性（又称可吸入性）粉尘和非呼吸性（又称不可吸入性）粉尘。呼吸性粉尘是指能进入人的细支气管到达肺泡的粉尘微粒，其直径在以下。3）按粉尘颗粒大小可分为：可见粉尘、显微粉尘、超显微粉尘；4）按环境保护角度可分为：降尘、飘尘。
（3）
3粉尘的粒径分布，是指某种粉尘中各种粒径的颗粒所占的比例，也称粉尘的分散度
4.自然堆积状态下单位体积粉尘的质量称为堆积密度；
密实状态下单位体积粉尘的质量称为真密度
5.粉尘的爆炸性 （1） 当悬浮在空气中的某些粉尘（如煤粉、麻尘）达到一定浓度时，若存在能量足够的火源（如高温、明火、电火花、摩擦、碰撞等），将会引起爆炸，这类粉尘称为有爆炸危险性粉尘。（2）引起可燃物爆炸具备的条件，一、是由可燃物与空气或含氧成分的可燃混合度达到一定的浓度；二、用足够能量的火源。（3）本身具有爆炸性
6.粉尘的传播机理
（1）粉尘扩撒可以认为是两种气流连续作用的结果，一种是伴随生产过程产生的气流，称为。另一种是外部气流的流动称为二次气流。
（2）一次尘化气流的产生：1）运动物体诱导的气流。2)剪切作用产生的气流。3）综合气流。4）热气流。
（3） 污染车间空气环境的主要原因是室内的二次气流
7.粉尘的危害
（1）对人的危害 1）有毒粉尘引起中毒。2）一般性粉尘引起各种肺病。3）有的粉尘（如硫化矿尘）能引起皮肤炎。
（2）对环境的危害 粉尘不仅会危害室内环境，如不加控制地排入大气，会造成大气污染，在更大范围内破坏大气环境。
（3）对生产的危害 粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器的工作精度
（4）对社会的危害
8.防止空气污染物的综合管理措施
（1）生产措施
1)革——改革工艺、采用新技术
改革工艺和工艺操作方法，采用新技术，是消除和减少粉尘危害的根本途径。
2）水——湿式作业、水力消尘 湿式作业、水力消尘是一种简便、经济、有效的防尘措施，在生产和工艺条件许可的情况下，应首先考虑采用。
3）密——密闭尘源
密闭尘源，是否那个值粉尘外溢的有效措施，它常与通风除尘措施配合使用。
4）风——通风除尘 通风除尘是目前应用较广，效果较好的一种防尘设计
5）测——定期检测 定期检测作业点的含尘浓度和排放浓度，检查防尘设施和除尘设备的运行情况。
6）护——个人防护 个人防护是风尘技术措施中重要的辅助措施。
（2）管理措施
1）加强领导 工作的关键在领导，怎样才算加强领导，概括起来是：
①各级领导要把防尘工作作为大事来抓，并列入议事日程，做到“三同时”（粉尘设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产）和“五同时”（在计划、布置、检查、总结、评比生产工作的同时，计划、布置、检查、总结、评比防尘工作）
②各级组织都要指定一名领导干部分管防尘工作，建立和健全以防尘工作岗位制为中心的分工负责制，并把这些制度纳入分工负责制，并把这些制度纳入经济责任制，与对干部、工厂的考核及经济利益联系起来，做到防尘工作有人管，办事有标准，好坏用奖惩。
2）加强防尘教育
通过宣传教育，不断提高广大干部群众对防尘工作重要性、必要性和迫切性的认识，这是做好防尘工作的思想基础。
3）加强维护管理
对待防尘设施，必须和对待主机设备一样，加强维护管理。
第一篇 通风
工业通风的作用主要有三个方面:一是稀释或排除生产过程中产生的有毒有害、爆炸性气体及其粉尘，促进工业安全生产；二是给作业场所送入足够数量和质量的空气，供作业人员呼吸；三是调节作业场所的温度、湿度等气象条件，为作业人员提供舒适的作业环境。
工业通风方法较多，可按下面两种方式分类：
（1）按照通风的控制方式，可以分为局部通风、全面通风。
1）局部地点或区域进行通风换气地方法称为全面通风；
2)在指定的空间内，对整个空间均进行换气通风的方法称为全面通风。
（2）按照通风动力分为机械通风和自然通风
1）机械通风是指依靠通风机械设备作用使空气流动，造成有限空间通风换气的方法。
2）自然通风是指由自然因素作用而形成的通风现象。
第一章 全面通风
1．全面通风的原则
（ 1） 散发热，湿，有害物质的车间或其他环境，当不能采用局部通风或采用局部通风让达不到卫生要求时，应辅以全面通风或采用全面通风。
（2） 全面通风设计时应尽量采用自然通风方式，当自然通风不能满足室内安全，卫生，环保要求或生产要求时，应设置机械通风或自然与机械的联合通风。
（3）设置集中供暖且有机械排风的建筑，当采用自然补风不能满足室内卫生条件，生产工艺要求或在技术经济上不合理时，宜设置机械送风系统；同时，还需要进行房间热平衡和风量平衡计算。
（4） 设有机械通风系统的房间，人员所需新风量应符合以下规定：民用建筑人员所需最小新风量按国家现行有关卫生标准；工业建筑应保证每人不小于30m/h的新风量。人员所在房间不舍机械通风系统时，应有可开启外窗。
（5）在进行冬季全面通风换气的热平衡和风量平衡计算时，应分析具体情况，充分考虑下述因素：利用室外渗透空气或内部非污染空气进行自然补风；适当提高集中送风的送风温度（一般不应超过40˚C，与采暖结合时不得高于70˚C）；用于选择机械送风系统加热器的冬季室外计算温度应采用供暖室外设计温度；消除余热，余湿用的全面通风耗热量可采用冬季通风室外计算温度。
（6） 室外进风必须满足环境空气质量标准要求。室内含尘气体经净化后其含尘浓度不超过国家标准规定的容许浓度要求值的30％时，允许循环使用。对含有害气体，有异味气体，致病细菌病毒和易燃易爆物质的空气，不允许循环使用。
2、按房间浓度增量计算风量(1-1)
LCdτ+Mdτ-Lcdτ=Vdc
L----全面通风量，m³∕s；C----送风空气中的有害浓度，g∕m³；M----有害物质散发量，g∕s；c----在某一时刻室内空气中有害物浓度，g∕m³；V----房间体积m³ dτ---在某一段无限小的时间间隔s；dc----在dτ时间内空间里的浓度的增量g∕m³；
3 诱导通风
（1）是利用装设在风管内的诱导期喷出的高速气流，将系统内的空气卷洗出来并使之流动。它是机械通风的一种形式，是不采用大风道断面进行的机械通风的一种新型通风方式，该系统的原理是动量守恒定律和告诉喷流的动力学扰动特性，有送风机，高速喷射导流风机和排风机组成。
（2）其特点；①降低层高，减少土建投资；②气流组织好，换气量高。③节省能源，降低运行成本。④安装便捷，调节方便；⑤可提高自控水平，便于管理⑥风速高时噪声大
4、事故通风 当生产设备发生偶然事故或故障时，可能突然发散发出大量的有害气体或有爆炸性气体，这时需要尽快地把有害气体排到室外，这种通风成为事故通风
5、（1）置换通风的概念 置换通风通常指的是利用下送上回的送风方式实现通风的一种新气流组织形式，他将新鲜空气直接送入功能工作区，并在地板上形成一层较薄的空气湖
（空气湖就是有较量的新鲜空气扩散而成的，因室内的热源产生向上的对流气流，新鲜空气随其向房间上部流动而形成室内空气运动的主导气流。）
（2）置换通风的原理 置换通风是利用空气密度差在室内由下而上新的通风气流，新鲜空气以极低的流速从置换送风口流出，送风温度通常比室内设计温度低2∽4˚C，送风的密度大于室内气体的密度，在重力作用下送风下沉到地面并蔓延到全室，地板上形成一薄薄的冷空气层（即空气湖），空气湖中的新鲜空气受热源上升气流的卷吸作用，后面的新风的推动作用及排风口的抽吸作用而缓慢上升，形成类似活塞流的向上单向流动。因此室内空气热而污浊的空气被后续的新鲜空气抬升到房间顶部并被设置在上部的排风口所排出。
6、课后题第六题(自己好好做)
第二章 局部通风
1.局部通风按其方式分为局部送风和局部排风两大类。
局部送风：只需向个别的局部工作地点送风，造成局部地点有良好的控股其环境的通风方法称为。。
2.局部排风系统是指仅在有害物的局部散发点进行排风所设置的排风系统。它有排风罩、风管、空气净化设备、风机四部分组成。（图2-1局部机械送风系统和图2-2局部机械排风系统示意图好好看看，理解两系统的流程）
3.密闭罩是把有害物源全部密闭在罩内，隔断生产过程中造成的有害物与作业场所二次气流的混合，防止粉尘等有害物随气流传播到其他部位。密闭罩可分为局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩
4.柜式排风罩俗称通风柜，与密闭罩相似，只是罩一侧可全部敞开或设操作孔。操作人员可以将手伸入罩内，或人直接进入罩内工作。
通风柜的排风量按下列计算：Ｌ＝L1＋vＦβ 式中L1为柜内的有害气体发生量，m3／s；v为工作孔上的控制风速，m／s；F为工作或缝隙的面积，㎡；β为安全系数，β=1.1～1.2.
5.某些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动，而这种气流运动的方向是固定的，只需把排风罩设在污染气流前方，让其直接进入罩内派出即可，这类排风罩称为接受罩。
6.外部吸气罩的吸气口外某一点的空气流速与该点至吸气口距离的平方成反比，而且它是随吸气口吸气范围的减小而增大的，因此设计时罩口应尽量靠近有害物源，并设法减小其吸气范围。
7.在工程中，人们设想可以利用射流作为动力，把有害物输送到排风罩口再由其排除，或者利用射流阻挡，控制有害的扩散，这种把吹和吸结合起来的通风方法称为吹吸式通风。（出定性判断题）
8.前苏联巴杜林把吹吸气流对有害物的控制能力简单地归结为取决于吹出气流的速度与作用在吹吸气流上的污染气流（或横向气流）的速度之比。只要吸风口前射流末端的平均速度保持一定数值（通常要求不小于0.75～1 m／s）。就能保证对有害物的有效控制，这种方法只考虑吹出气流的控制和运输作用，不考虑吸风口的作用。
第三章 通风管道系统及风机
1.雷诺数 Re=2300
空气在横断面不变的管道内流动时，沿程损失可按下式计算：

——摩擦阻力系数 ——风管的水力半径；=F/P(m)
2.动力粘度与运动粘度的关系： ——风管内流体的运动粘度
3.流速当量直径
假设某一圆形风管的空气流速与矩形风管中的空气流速相等，且两风管的单位长度沿程损失相等，此时圆形风管的直径就成为该矩形风管的流速当量直径，用表示。
4．流量当量直径
假设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管中的空气流量相等，且两风管的单位长度沿程损失也相等，此时圆形风管的直径就称为该矩形风管的流量当量直径，用表示。
5. 均匀送风
在通风系统中，长以相同的出口速度，由风管侧壁的若干孔口或短管，均匀地把等量的空气送入室内，这种送风方式称为均匀送风。
6.均匀送风的基本原理（自己总结课本）
7.实现均匀送风的条件
（1）保持各侧孔静压相等（两侧孔间静压相等的条件是两侧孔间的动压降等于两侧孔间的阻力）
（2）保持各侧孔流量系数相等
（3）增大出流角
8.风机的性能参数 （详细解释可看课本）
风机的性能参数主要有：流量Q、风压p、转速n、功率N、效率、
9.风机的串并联特点 （这部分好好看看课本-）
串联：
1） 两台相同型号的风机串联工作 （见图3-21）
a． 两台风机串联运行的风压大于单台风机工作时的风压，但小于两台风机单独运行的风压之和，即>，<2.
b． 风管系统阻力较小时，串联后的压力比单台风机运行时增加不多，甚至接近单台风机工作时的压力；而当风管系数阻力较大时（图中曲线Ⅰ），串联后的压力比单台风机运行时增加较大，效果较好。
2） 两台不同型号的风机串联工作（见图3-22）
a. 型号不同，但性能曲线比较平坦的风机串联运行时，见图3-22（a）,其工况性能与型号相同的风机串联时类似。
b. 型号不同，但风机性能曲线为陡降型的风机串联运行，如图3-22（b）。
并联：
1）两台相同型号的风机并联工作（见图3-19）
a. 风机并联运行的风量大于单台风机工作时的风量，但小于两台风机单独运行的风量之和，即>,<2.
b. 当管网系统阻力较大时，风管特性曲线变为Ⅱ，可以看出此时风机并联后增加的风量不多，并联效果不明显。两风机并联增加流量的效果，只有在管路压头损失小（即管路曲线较平坦）的系统才明显。
c. 风机并联运行是否经济合理，要通过研究风机的效率而定。单台风机运行的效率由点2确定，而并联运行时每台单机的效率则由点3确定；若点3也在风机高效区，则说明并联工作情况理想。
2) 两台不同型号风机并联工作
a. 并联后的总风量分别大于单台风机工作时的风量和，但<(+).
b.并联后其中一台风机必须在风压小于的情况下才能与另一台单机并联运行，在某种程度上大风机受小风机制约。
c．当管网系统阻力较大时。（见课本）
第四章 通风节能技术
1.余压：我们把室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或其它物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压
2.余压为正，该窗口排风；余压为负，该窗口进风。
第五章 除尘基础理论及除尘系统
1．除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备；
除尘机理 目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面：重力，离心力，惯性碰撞，接触阻留，扩散，电力捕集，凝聚。
2.除尘器分类
根据主要的除尘机理不同，目前常用除尘器分为以下几类；机械式除尘器，过滤式除尘器，湿式洗涤器，电除尘器。
3.除尘器的性能指标 除尘效率，阻力，处理风量
4.除尘器的除尘效率；全效率，分级效率，多级除尘器的总效率。
多级除尘器的除尘效率计算式为：η=1‐（1-η1）（1-η2）…(1-ηn)=1-)
分级除尘效率了解性内容
质量法除尘器全效率：η=×100%
浓度法除尘器全效率：
除尘器的分级效率：要想正确评价除尘的效果，必须按照粉尘粒径标定除尘器的除尘效率，这一效率称为分级效率
分级效率与全效率的关系：
除尘器的分级效率与进口处粉尘粒径分布的关系如下:
粒径（um）
0~5
5~10
10~20
20~40
＞40
f1( dc)Δdc(%)
10
25
32
24
9
η（dc）(%)

64
86.4
92.8
97.4
99

5.通风除尘系统一般由吸尘罩，通风管路，除尘设备和风机等。

6.（可能出一个填表题）分组质量百分数d
粒径范围

粒径间隔

该粒径间隔的算术平均粒径

该粒径间隔的粒子所占的质量百分数
从开始的累计质量百分数

0~5
5
2.5
19.5
19.5
5~10
5
7.5
20.5
40.0
10~15
5
12.5
15.0
55.0
15~20
5
17.5
10.0
65.0
20~30
10
25
12.0
77.0
30~40
10
35
7.5
84.5
40~50
10
45
4.5
89.5
50~60
10
55
2.5
91.5
>60
-
-
8.5
100

第六章 除尘器
1.旋风除尘器
（1）切向速度
①看课本图6-3普通旋风除尘器
② n1称为涡流指数，实验表明n值可以用下式估算
（6-15）
（2）径向速度
外涡流的径向速度是内向的，内涡流的径向速度是外向的，气流的切向分速度和径向分速度对尘粒的分离起着相反的的影响。前者产生惯性离心力，使尘粒有向外的径向运动，后者则造成尘粒的作用向心的径向作用，把它推入内涡流。由于内涡流的径向速度是外向的，内涡流对尘粒仍有一定的分离作用。
（3）轴向速度
外涡流的轴向速度是向下的，内涡流的轴向速度是向上的。
2.旋风除尘器的计算
（1）向心力运动的气流对尘粒形成的阻力为P
在雷诺数1时 P=3 式中——气流与尘粒在径向的相对运动速度，m/s
(2)旋转速度与径向速度的区别？
3.分级效率 （6—19）
4.【例题6—2】P121
5.旋风除尘器的进口形式 目前有的进口形式有直入式、蜗壳式和轴向式3种。
6.旁路式旋风除尘器的特点：
（1）设有切向分离室（旁路分离室）；
（2）顶盖和进口之间保持一定距离；
（3）排出管插入深度较短；
7.电除尘器的优缺点:
(1)优点
①电除尘器的适用于微粒控制，对粒径dc=1~2um的尘粒，效率可达98%~99%。
②在电除尘器内，尘粒从气流中分离出来的能量不是供给气流，而是直接供给尘粒。因此。与其他的高效除尘器相比，电除尘器的阻力比较低，约为100~200pa.
③可以处理高温气体（在400以下）
④适用于大型的工程，处理的气体量愈大，它的经济效果愈明显。
(2)缺点
①设备庞大，占地面积大
②耗用钢材多，一次投资大
③结构较复杂，制造、安装的精度要求高
④对粉尘的比电阻有一定要求。
8.驱进速度
当静电力等于空气阻力时，作用在尘粒上的外力之和等于零，尘粒在横向上作等速运动，这时尘粒的运动速度称为驱进速度
为了简化计算可近似认为 （U—电除尘器工作电压，v；）
因此
9.粉尘的比电阻
粉尘的比电阻是评价粉尘导电性能的一个重要指标。有电工学可知，当物体（物质）稳定一定时，其电阻R和长度正比，与物体的断面面积F成反比，即：
沉积在集尘器上的粉尘的比电阻对电除尘器的有效运行具有显著影响，比电阻过大（> ~）或过小（<注意单位）都会降低除尘效率
10.袋式除尘器
袋式除尘器利用棉、毛、人造纤维等加工的滤料进行过滤，滤料本身的网孔较大，一般为20~50，表面起绒的滤料为5~10.因此，新滤袋的除尘效率是不高的，对1的尘粒只有40%左右。含尘气体通过滤袋，把粉尘截留在布袋的表面上，净化后的气体排出。含尘气体通过滤袋时，随着它们深入滤料内部，使纤维空隙逐渐缩小，最终形成附着在滤袋表面的粉尘层，称为初层。袋式除尘器的过滤作用主要是依靠这个初层以及逐渐堆积起来的粉尘进行的。随着粉尘在初层的基础上不断积累，除尘器的阻力增加，当然滤袋的除尘效率也会增大。但阻力过大会是滤袋容易损坏或因滤袋两侧的压差增大，空气通过滤袋孔眼的流速过高，将已粘附的粉尘带走，使粉尘效率下降。因此，袋式除尘器运行一定时间后要及时清灰，清灰时又不能破坏初层，一面效率下降。
11.袋式除尘器的阻力计算
（1）袋式除尘器阻力 （2）滤料阻力 （3）滤料上粉尘层阻力
为了使袋式除尘器保持高效运行，清灰时不能过于彻底，要求滤料表面保留一定的粉尘层（即粉尘初层），这时的阻力称为残留阻力。
12.过滤风速 是指单位时间内每平方米滤料面积所通过的空气量。
式中L——除尘器处理风量， 13滤面积，
13.湿式除尘器
（1）湿式除尘器不能除掉所用的粉尘，可以有消除掉粒径在0.1~20的液滴或固体颗粒。尤其适宜净化高温、易燃、易爆及有害气体。
（2）湿式除尘器也叫洗涤式除尘器，它是通过含尘气体与水滴或水膜的接触，使尘粒从气体中分离出来的设备。湿式除尘器既能净化废气中的固体颗粒污染，也能脱掉部分气态污染物，同时还能起到气体降温的作用。湿式除尘器具有设备投资少、结构简单、净化效率高的特点。缺点是容易酸碱性气体腐蚀，管道设备必须防腐，要消耗一定的量的水，粉尘回收困难，污水和污泥要进行处理，是烟气抬度减小，冬季烟筒会产生冷凝水，在寒冷地区要考虑设备的防冻等。
（3）湿式除尘器的除尘原理 湿式除尘器主要是依靠尘粒与水或水滴（雾）的碰撞凝聚。在除尘器中气体与液体的接触方式有两种：与预先分散的（雾化或水膜）的水（液体）接触，或是气体冲击（液体）层时鼓泡，以形成细小水滴或水膜。

第九章 通风排气中有害气体的净化
1.有害气体净化发法：物理方法有冷凝法 吸附法 膜渗透 化学方法有燃烧法 化学转化 物理或化学方法有物理吸附法 化学吸附法
2.燃烧是一种通过氧化反应把废气中的烃类成分转化为二氧化碳和水的氧化过程。让其他成分(卤素或含硫的有机物)也可转化为容易回收或允许向大气排放的物质。让通风排气与某种固体物质接触，利用该固体物质对气体的吸附能力除去其中某些有害成分为的过程称为吸附。用适当的液体与混合气体接触，利用气体在液体中溶解能力的不同，除去其中一种或几种组分的过程称为吸收。
3.有害气体的净化基本理论：
浓度的表示方法(1)摩尔法：液相

气相

式中 、—液相中A B的摩尔分数；、—气相中A B的摩尔分数； —组分A B的质量； —组分A B的分子量； —组分A B的摩尔数
(2) 比摩尔法：液相
气相
式中 —液相中组分A 的比摩尔分数 —气相中组分A 的比摩尔分数
3 .吸收的气液平衡关系：对于稀溶液，气体总压力低于大气压的情况下，气液之间的平衡关系可用下式表示：
式中 —气相中组分吸收质平衡分压力，atm或kPa x—液相中吸收质浓度（用摩尔分数表示） E—亨利常数，atm或kPa
上式称为亨利定律，由于通风排气中有害气体浓度往往很低，亨利定律仍然适用。
双模理论参照课本P186—189页
吸收原理及特性：吸附法是指利用多孔性的固体物质，将一种或几种物质吸附在其表面而去除的有害气体净化方法。具有吸附能力的固体物质称为吸附剂，被吸附的有害气体称为吸附质。吸附又分为物理吸附和化学吸附，前者的吸附力来自分子间的范德华力，它可是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附，后者的吸附力来源于吸附剂与吸附质之间的化学建立。
吸附理论参照课本P192页。常用的吸附剂有：活性炭 硅胶 活性氧化铝 分子筛等。一般情况下，比表面积大的物质都具有憎水性，但硅胶这种吸附剂由于具有较强的亲水性，常用于吸附水蒸气和对气体进行干燥。