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VOCs废气集气罩的风量计算 | 附常见无组织VOCs收集方法

时间:2024/3/22 9:54:00
来源: /news1008713.html


设计原理

集气罩的形式,根据产生废气源的设备、工作环境的要求不同,可以是多种多样的,但无论是哪种形式的集气罩在设计时都应该遵循“通、近、顺、封、便”的原则。
通:就是废气能畅通地被吸走。通常物料从高处落地时,会向四面散发,此时,废气的散发速度称为飞扬速度。物料落点处的废气飞扬速度最大。随着废气散发距离的增加,达到一定距离后,其散发速度为零。当废气散发速度较大时,不容易被捕集。而散发速度达到零时,废气被捕集就容易得多了。速度达到零点的那一点称为控制点,控制点到集气罩口的距离为x,废气源至集气罩口的距离为D,如下图所示。



在实际工作中,为有效捕集废气,应根据废气源周围空气运动的速度、废气的有害程度,使集气罩在该处造成一个吸收速度(称为控制风速)。要在废气源点造成一定的控制风速,必须有相应的罩口风速(罩口面风速)。对一定形式的集气罩,风量愈大,罩口风速愈大,控制风速也愈大,废气就容易被捕集。
近:就是集气罩要尽量靠近废气源。
顺:在生产中,必须在顺着废气飞溅的方向设置罩口正面对着含尘气流的集气罩,使集气罩充分利用含尘气流的动能,以提高捕集效果。
封:就是在不影响操作和生产的前提下,集气罩应尽可能将废气源包围起来。这样有利于用较少的抽风量达到收尘效果。
便:就是集气罩的结构设计应便于操作,便于检修。
通、近、顺、封、便这五个方面是一个整体,不可分割,但也常常发生矛盾,尤其是近、顺、封与便更是常发生矛盾。当集气罩和废气源设置太近时,操作往往不方便。所以,设计过程也是正确处理这些矛盾的过程。
本篇主要讲述VOCs废气集气罩的风量设计。

密闭罩及通风柜风量计算


密闭罩及通风柜的风量按式(1)计算。
𝐿 = 𝑣 × 𝐹 × 𝛽× 3600  (1)
式中:
𝐿——密闭罩及通风柜的计算风量,m3/h;
𝑣——操作口平均风速,m/s。可取0.4~0.6,根据内部有害物质的危险性调节;越危险风速越高;
𝐹——操作口面积,m2;
𝛽——安全系数,一般取1.05~1.1。
外部吸罩风量计算
外部吸罩一般分为:顶吸罩、侧吸罩、底吸罩。外部吸罩的控制点为距离距罩口最远处的散逸点,控制点风速取0.3~0.5m/s。



顶吸罩宜与有害物散发源形状相似,并完全覆盖散发源。顶吸罩应设裙边,当边长较长时,可分段设置。顶吸罩的风量按式(2)计算。
𝐿1  = 𝑣0 × 𝐹 × 3600          (2)
式中:
L1 ——顶吸罩的计算风量,m3/h;
𝑣0 ——罩口平均风速,m/s。可取0.5~1.25,应根据控制点风速调节;


F——罩口面积,m2;裙边高度c=0.25√F。
矩形顶吸罩 𝐹 = 𝐴 ×  𝐵
圆形顶吸罩 F=πD2/4
𝐴、𝐵——矩形顶吸罩两边,m;
𝑎、𝑏——有害物散发矩形平面两边,m;
𝐷——圆形顶吸罩直径,m;
𝑑——有害物散发圆形平面直径,m;
𝐴 = 𝑎 + 0.4 × ℎ
𝐵 = 𝑏 + 0.4 × ℎ
𝐷 = 𝑑 + 0.4 × ℎ
ℎ——罩口与有害物面的高度,m。

(顶吸罩示意图)

整体收集风量计算

整体排风宜与事故通风系统兼用,换气次数不宜小于12次/h。
整体收集时,应考虑以下情况:
1)有人员在密闭空间作业时,废气收集系统风量,应同时满足员工职业卫生接触限值和断面风速的要求,按照式4、式5同时计算,并取最大值。
2)无人员在密闭空间作业时,仅需要满足断面风速的要求,按照式5计算。
3)如整体收集计算得到的风量,造成进风面风速超过0.6m/s或外窗外门风速超过1.5m/s,密闭空间内应设补风系统。宜考虑作业人员的岗位送风,并满足GBZ1的相关要求。
按照VOCs主要成分浓度计算的风量,总风量为各成分计算风量之和,各成分的计算风量按式3计算,总风量按式4计算。



式中:
L0——总风量,m3/h;

L2——各成分的计算风量,m3/h;
G——密闭空间内该成分的散发量,mg/h;
C1——密闭空间内部该成分的作业接触限值,mg/m3。取值应符合GBZ 2.1的规定;
C2——进风、补风的该成分的浓度,mg/m3。

按照密闭空间开口断面的计算风量,进风面包括员工进出口、物料进出口、补风口等,按式(5)计算。
𝐿3  = 𝑣 × 𝐹 × 3600  (5)
式中:
L3——按照密闭空间开口断面的计算风量,m3/h;
v——控制风速,m/s,采用车间整体密闭,开启的外门、外窗取1.2~1.5m/s;其他进风面,取0.4~0.6m/s;
F——进风面的面积,m2。

无组织VOCs收集方法










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