工业锅炉中的大气污染控制技术-集气罩类型及应用

集气罩的形式很多，根据其用途和作用原理，主要有密闭罩、通风柜、外部吸气罩等几种类型。

（一）密闭罩

图5-3　整体密闭罩

密闭罩（enclosed hood）是将有害物质源全部密闭在罩内的局部排风罩。它把有害物质的发生源或整个工艺设备完全密闭起来，将有害物质的扩散限制在一个很小的密闭空间内，用较小的排气量就可以防止有害物质散发到车间内，如图5-3所示。

按密闭罩的用途和结构的大小可以将其分为局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩三种。

1.局部密闭罩

局部密闭罩是仅将产生有害物质的地点局部地密闭起来进行吸气的密闭罩。图5-4为皮带运输机的局部密闭罩，它的特点是容积小，工艺设备露在罩外，观察、操作和设备检修都较方便。这类密闭罩适用于产尘点固定、产尘气流速度不大的污染源。对于气流速度较大或者运转设备本身产生较大诱导气流的情况不宜采用。

图5-4　局部密闭罩

2.整体密闭罩

整体密闭罩是将产生有害物质的设备或地点全部或大部分密闭起来，仅把设备传动部分留在罩外，如图5-5所示。它的优点是密闭罩本身基本上成为独立整体，容易做到严密。它适用于具有振动的设备或输送有害物气流速度较大的发生源。

3.大容积密闭罩

大容积密闭罩也称密闭小室，它不仅将产生有害物质的工艺设备或地点密闭起来，而且是在较大的范围内密闭起来的罩子（如图5-6所示），其罩内容积较大。适用于大面积散尘和检修频繁的设备，以及多点阵发性、气流速度较大的设备。

图5-5　整体密闭罩示意图

图5-6　大容积密闭罩示意图

1—振动筛；2—小室排气口；3—卸料口；4—排气口；5—密闭小室；6—提升机

（二）通风柜

通风柜（laboratory hood）也称箱式排气罩，是一种三面围挡一面敞开或装有操作拉门的柜式排气罩。由于产生有害物的工艺操作完全在罩内进行，因密封程度好，所以用较小的风量也可以获得较好的效果。通风柜的排气效果，决定于结构形式、尺寸和排气口的位置。

通风柜排气效果与工作口截面上风速的均匀性有关。一般要求工作口任意一点的风速不小于平均风速的80%；当通风柜内同时产生热量时，为防止有害气体由工作口上缘逸出，应在通风柜上部抽气；当通风柜内无热量产生时，可在下部抽风，此时工作口截面上的任何一点风速不宜大于平均风速的10%，下部排气口应紧靠工作台面。实际上，一个排气柜不可能固定进行一种操作，有时有热源，有时无热源，有时有害物质相对密度大，有时有害物质相对密度小，因此可以在柜顶部和下部同时设排气口，并在顶部排气口处装一调节风门，以便根据需要调节顶部和下部排气的风量比。

通风柜应安装活动拉门，根据工作需要调节工作口截面大小，但不得使拉门将孔口完全关闭。图5-7为常用的几种通风柜：图5-7（a）和（c）为上下联合排气口，适用柜内产生热气流。图5-7（d）适用于产生粉尘或相对密度较大的气体，也可用于散发一般性气体。对粉尘等有害物，可经过水槽沉降，并由分离器去除水滴。对于有毒粉尘等有害物，还可以设置过滤器。如工艺允许最好采用图5-7（e）所示的形式，这种柜子进风口很小，可以大大减少排气量并防止有害物质逸出。

图5-7　几种通风柜结构简图

1—调节用的钢板自由端；2—玻璃观察孔；3—挡水板；4—水槽；5—手孔

通风柜不宜设在来往频繁的地段，窗口或门的附近，防止横向气流干扰。

对于大中型通风柜，最好单独设置排气系统，避免互相影响，当不可能设置单独排气系统时，每个系统连接的通风柜也不宜过多。

当毒性很大或者有放射性微粒时，应将排气通风机设置在建筑物之外。有间歇工作的通风柜或在同一系统内，但不同时使用的通风柜，应设有防止有害气体倒灌的可关闭的密闭阀。计算风量时应适当考虑同时使用系数。图5-8是实验室常用的通风柜示意图，图5-9是实验室常用的通风柜。

图5-8　通风柜示意图

图5-9　实验室常用通风柜

（三）外部吸气罩

外部吸气罩（capturing hood）是设在污染源附近，依靠罩口的抽吸作用，在控制点处形成一定的风速，排除有害物质的局部排风罩。外部吸气罩结构简单，制造方便，排气量大，但排气量易受室内横向气流的干扰。按罩口与污染源之间的位置关系可分为上吸罩和侧吸罩。(www.xing528.com)

1.上吸罩

上吸罩是装在污染源上面的吸气罩，又称为上部集气罩，如图5-10所示。由于吸气罩的形状大都与伞相似，所以这类罩又称为伞形罩（canopy hood）。根据罩口形状可分为矩形罩和圆形罩两大类。

图5-10　上部集气罩示意图

伞形罩的罩口又分无边平口和有边平口（带法兰边）两类，如图5-11和图5-12所示。

图5-11　无边平口伞形罩

图5-12　有边平口伞形罩

上吸伞形罩的罩口大小和形状应尽可能与有害物发生源的水平投影相似，为了使罩面风速均匀，吸气口的开口角度α宜小于60°，开口角愈大，速度均匀性就愈差，会产生边缘风速小、中间风速大的现象。为了减少排气罩的高度，可将边长较长的矩形排气罩的长边分成数段设置，即并联伞形罩，如图5-13所示。

图5-13　并联伞形罩示意图

为了减少空气吸入排气系统，减少排气量，在罩口边缘应留有一定高度的垂边（裙板），垂边高度h2大于或等于（A为罩口面积），或h2＞0.2D（D为伞形罩下部直径）。

为防止伞形罩易受横向气流的影响，伞形罩尽可能靠墙布置。在工艺条件允许时可在伞形罩四周或罩内加活动挡板，以提高吸气效果，如图5-14所示。

图5-14　加活动挡板的伞形罩示意图

2.侧吸罩

侧吸罩（side hood）是设置在污染源侧面的排风罩，分为操作台上的侧吸（如图5-15所示）和操作台上条形缝形侧吸罩（如图5-16所示）两种形式。另外还分为无边平口和有边平口两类。

图5-15　操作台上的侧吸罩

图5-16　操作台上条形缝形侧吸罩

（四）槽边排气罩

槽边排气罩（slot exhaust hood）是沿槽边设置的平口或条缝式吸风口，有单侧、双侧和环形三种。由于生产工艺操作条件的限制，不允许将有害物发生源严密地封闭起来（如上部进料和取料装置，各种酸洗槽和电镀槽等）时，可以采用槽边吸气的局部排气装置。这类排气罩的气流运动方向和有害物发生源气流运动方向不一致，因此所需风量也较大。当工业镀槽宽度b＜700 mm时，宜采用单侧槽边排气罩；当槽宽度b＞700 mm时，宜采用双侧槽边排气罩或周边排气罩。图5-17所示是一种双侧槽边排气罩，由于它的吸气口离液面较近，可将有害气体压得很低，更便于控制槽内的有害气体，但结构较复杂，并占用部分槽面的有效面积。使用时槽内液面至槽顶之间应保持180～200 mm的距离。一般来说，排气罩人口气速为2～4.3 m/s，排出口风速为7～12 m/s。

图5-17　槽边排气罩示意图

当槽宽大于2 m时，槽上无突出部分和加工件不频繁时，应设置带吹风装置的槽边排气罩（吹吸式槽边排气罩），如图5-18所示。从吹气口喷出的气流像一道“幕”（一般称为气幕）一样把污染物限制在一定空间内，使之不外逸，同时也诱导气流一起向排气罩流动。由于喷吹气流的速度衰减较慢，以及气幕的作用，使室内空气混入量大为减少，所以在达到同样控制效果时，要比其他排气罩大大节省风量，且不易受室内横向气流的干扰。污染源面积越大，其效果越明显。因此，在控制大面积污染源方面，近年来在国内得到了广泛的应用。

图5-18　吹吸式排气罩示意图

在实际生产中人们应该根据不同槽子的特点和生产工艺操作条件决定采用何种形式的槽边排气装置。槽子的布置应尽量靠墙，靠墙布置时吸气范围是自由布置是如图5-19所示，其中（a）是靠墙布置；（b）是自由布置。

图5-19　槽子的布置形式

在不影响生产操作，工艺设备检修及各种管道安装的原则下，应首先考虑采用密闭式排风罩，其次考虑采用侧面排风罩或伞形罩等；在工艺操作设备结构允许的条件下，通风罩尽可能靠近并对准有害物散发的方向；排风罩结构形式应保证在一定风速下，能有效地以最小的风量最大限度地排走有害物质。