水泥廠配料車間粉塵處理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　一．前言</b></p><p><b>　　1．水泥的概述：</b></p><p>　　水泥，粉狀水硬性，加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。用它膠結(jié)碎石制成的混凝土，硬化后不但強(qiáng)度較高，而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。</p><p>

2、;<b>　　2．粉塵的介紹</b></p><p>　　粉塵是水泥工業(yè)的主要污染物。在水泥生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)過礦山開采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨及成品包裝等多道工序，每道工序都存在不同程度的粉塵外溢，其中烘干及煅燒發(fā)生的粉塵排放最為嚴(yán)重，約占水泥廠粉塵總排放量的70%以上，而很多水泥廠在建廠之初根本就沒有考慮其窯爐或烘干機(jī)的除塵工藝，建成投產(chǎn)后甚至連一個(gè)簡(jiǎn)

3、易的沉降室都沒有，有少數(shù)廠雖然安裝了除塵設(shè)施，卻形同虛設(shè)，要么就是疏于管理而不能正常運(yùn)行，要么就是白天運(yùn)行晚上關(guān)閉，要么干脆就是一套應(yīng)付檢查的擺設(shè)而已，粉塵大多處于直接排放狀態(tài)。有資料表明，目前我國(guó)大氣粉塵污染主要源自于水泥、火電和冶金三大行業(yè)，其中水泥行業(yè)的排放量躍居首位。據(jù)專家保守估計(jì)，我國(guó)水泥工業(yè)每年排放的粉塵總量超過1200萬(wàn)噸，約占水泥年產(chǎn)量的2.5%，而德國(guó)、美國(guó)日本等先進(jìn)國(guó)家，其水泥工業(yè)粉塵排放量?jī)H占產(chǎn)量的0.01%左右，

4、兩者相差200多倍。我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水泥廠允許排放濃度本來(lái)就高出先進(jìn)國(guó)家1-2倍，然而先進(jìn)國(guó)家卻能做到達(dá)標(biāo)排放，反而我們能夠做到達(dá)標(biāo)排放的水泥廠僅僅是鳳毛麟角而已，絕大多數(shù)在標(biāo)排放，且排放濃度動(dòng)輒超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)十倍，甚至上百倍</p><p>　　3．水泥廠主要產(chǎn)塵源</p><p>　　粉塵污染源主要來(lái)自破碎機(jī)、烘干機(jī)、生料磨機(jī)立窯、水泥磨、包裝機(jī)以及料庫(kù)提升機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備。其中烘干機(jī)和

5、機(jī)立窯屬于熱力生產(chǎn)設(shè)備，其它均屬機(jī)械通風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備。就收塵技術(shù)而言，熱力生產(chǎn)設(shè)備的粉塵污染源治理難度大，尤其是機(jī)立窯煙塵，因治理技術(shù)、資金等方面的原因，長(zhǎng)期以來(lái)得不到有效治理，是水泥企業(yè)粉塵污染治理的難點(diǎn)。石灰石、頁(yè)巖、砂巖和其它體積較大的原材料均需破碎。破碎時(shí)產(chǎn)生粉塵。破碎后的石灰石轉(zhuǎn)運(yùn)至預(yù)均化堆場(chǎng)，然后輸送到原料調(diào)配站與其它轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的原料按比例混合，送至原料磨進(jìn)行粉磨。在轉(zhuǎn)運(yùn)和粉磨的過程中，不斷有粉塵產(chǎn)生。粉磨后的原料混合物稱作生料。生

6、料在生料庫(kù)中均化后，送入窯中煅燒。生料的轉(zhuǎn)運(yùn)過程同樣產(chǎn)生粉塵污染。從窯尾排出的氣體含粉塵、SO2、NOX等污染物。生料在窯中煅燒成熟料，經(jīng)冷卻和儲(chǔ)存，送至水泥磨與石膏等添加劑一起粉磨形成水泥。熟料冷卻和轉(zhuǎn)運(yùn)、添加劑破碎與轉(zhuǎn)運(yùn)、水泥磨以及水泥選粉機(jī)等環(huán)節(jié)均排放粉塵。水泥轉(zhuǎn)運(yùn)、包裝和散裝時(shí)也存在粉塵排放問題。總之，物料的破碎、粉磨、堆放、轉(zhuǎn)運(yùn)、煅燒、冷卻、包裝和散裝等過程是粉塵的排放源，另外，窯尾氣體中還含有SO2、NOX等氣態(tài)污染物。&l

7、t;/p><p>　　4．水泥生產(chǎn)作業(yè)粉塵危害</p><p>　　粉塵是能在空氣中浮游的固體微粒。由于粉塵的特殊性質(zhì)、粒徑的大小等因素，它對(duì)人體的危害很大。根據(jù)不同特性，粉塵可對(duì)機(jī)體引起各種損害。如可溶性有毒粉塵進(jìn)入呼吸道后，能很快被吸收入血流，引起中毒；放射性粉塵，則可造成放射性損傷；某些硬質(zhì)粉塵可損傷角膜及結(jié)膜，引起角膜混濁和結(jié)膜炎；粉塵堵塞皮脂腺和機(jī)械性刺激皮膚時(shí)，可引起粉刺、毛囊炎、

8、膿皮病及皮膚皸裂等；粉塵進(jìn)入外耳道混在皮脂中，可形成耳垢等。而且化學(xué)性質(zhì)不同程度地在體內(nèi)參與和干擾生化過程的程度和速度，一般的粉塵進(jìn)入人體肺后，可能引起塵肺病，如硅、石棉、炭黑等。粉塵還對(duì)工業(yè)生產(chǎn)也有極大的影響。降低產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器工作精度、影響作業(yè)環(huán)境的能見度，有些粉塵在一定的條件下會(huì)發(fā)生爆炸。而且濃度超標(biāo)的粉塵排放到大氣中也造成環(huán)境污染，所以，除塵是很有必要的。再者，生產(chǎn)工作的環(huán)境內(nèi)，存在工作人員是必要的，而由于物料破碎過程、振動(dòng)篩的

9、剪切壓縮的塵化作用、物料在落到皮帶上的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)空氣的塵化作用，在車間里產(chǎn)生粉塵并使得粉塵懸浮在空中或在空氣中運(yùn)動(dòng)，這大大增加了粉塵的危害性。為了控制粉塵，減小其危害，提高車間的工作環(huán)境，有必要在車間內(nèi)設(shè)置通風(fēng)除塵系統(tǒng)進(jìn)行除塵，使其達(dá)</p><p>　　水泥業(yè)發(fā)展迅猛造成水泥粉塵污染急劇上升，嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人民生活。據(jù)專家透露，目前全國(guó)每年水泥粉塵排放量達(dá) 1000 多萬(wàn)噸，構(gòu)成工業(yè)粉塵排放量的大頭，是重要的

10、空氣污染源，治理水泥粉塵污染已刻不容緩。粉塵是水泥工業(yè)的主要污染物。粉塵對(duì)人體的危害，根據(jù)其理化性質(zhì)、進(jìn)入人體的量的不同，可引起不同的病變。如呼吸性系統(tǒng)疾病、局部作用、中毒作用等。將塵源有效的封閉，是防止粉塵外逸的一項(xiàng)有效的技術(shù)措施. 磨尾卸料口和除塵器出灰口，必須裝鎖風(fēng)裝置。物料輸送應(yīng)盡可能選用密閉性能好的輸送設(shè)備，如斗式提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)等。</p><p>　　水泥生料靠用球磨機(jī)磨細(xì)，磨機(jī)出料時(shí)揚(yáng)塵較多，加

11、之生產(chǎn)上需要抽風(fēng)引導(dǎo)物料流動(dòng)，生料磨尾必然產(chǎn)生大量含塵廢氣，需要除塵器凈化后排放。不是設(shè)計(jì)點(diǎn)的無(wú)規(guī)律的含塵氣體，采用可靠的除塵設(shè)備加以處理凈化后的廢氣即可通過排氣管道排人車間外大氣中。</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　題目：水泥廠配料車間粉塵污染治理工程(課程)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1

12、. 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料</b></p><p>　　計(jì)量皮帶寬度:450mm</p><p>　　配料皮帶寬度:700mm</p><p>　　皮帶轉(zhuǎn)換落差:500mm</p><p>　　設(shè)粉塵收集后,粉塵濃度為2000mg/m3,粉塵的粒徑分布如下表.</p><p><b>　　2. 設(shè)計(jì)要求&l

13、t;/b></p><p>　　排放濃度小于50 mg/m3</p><p>　　設(shè)計(jì)二級(jí)除塵系統(tǒng),第一級(jí)為旋風(fēng)除塵器,第二級(jí)為電除塵器或者袋式除塵器.</p><p>　　計(jì)算旋風(fēng)除塵器的分級(jí)除塵效率和除塵系統(tǒng)的總效率.</p><p><b>　　選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)</b></p><p>

14、　　繪制除塵系統(tǒng)平面布置圖</p><p>　　繪制除塵系統(tǒng)本體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　繪制除塵器本體結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書.</b></p><p><b>　　三．設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p>　　水泥廠配料車間粉塵的凈化系統(tǒng)，采用集氣

15、罩收集粉塵，再分別經(jīng)旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器進(jìn)行凈化除塵。</p><p><b>　　工藝流程如下：</b></p><p>　　集氣罩→旋風(fēng)除塵器→布袋除塵器→風(fēng)機(jī)→煙囪</p><p><b>　　1.集氣罩的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　空氣污染物在車間的擴(kuò)散機(jī)理是污染物依附于氣流的運(yùn)動(dòng)，

16、就可以控制污染物的擴(kuò)散和飛揚(yáng)，從而達(dá)到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。局部排氣通風(fēng)方式，就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，將污染氣流捕集起來(lái)并經(jīng)凈化裝置凈化后排至室外。這是控制車間空氣污染最常用、最有效的方法。</p><p>　　密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來(lái)的一種集氣罩。其作用原理是使污染物的擴(kuò)散限制在一個(gè)很小的密閉空間內(nèi)，僅在必須留出的罩上開口縫隙處吸入若干室內(nèi)空氣，使罩內(nèi)保持一定負(fù)壓，達(dá)到防止污染物外逸的

17、目的。密閉罩的特點(diǎn)是，與其他類型集氣罩相比，所需排風(fēng)量最小，控制效果最好，且不受室內(nèi)橫向氣流的干擾。所以，在設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮選用。一般來(lái)說(shuō)，密閉罩多用于粉塵發(fā)生源，常稱為防塵密閉罩。</p><p>　　局部密閉罩是將局部產(chǎn)塵地點(diǎn)密閉起來(lái)。其特點(diǎn)是容積比較小，材料消耗少，排風(fēng)量也少，工藝設(shè)備大部分露在罩子的外面，以方便設(shè)備的的操作和檢修。一般適用于產(chǎn)塵點(diǎn)固定、含塵氣流速度較小、且連續(xù)產(chǎn)塵而波動(dòng)較少的地點(diǎn)，如皮帶運(yùn)

18、輸機(jī)的受料點(diǎn)、破碎機(jī)工作時(shí)粉塵處等。</p><p>　　1.1 破碎機(jī)的密閉罩</p><p>　　根據(jù)破碎機(jī)密閉罩的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：</p><p>　　一破采用顎式破碎機(jī)，設(shè)其規(guī)格為：900*1200，其上部加料口收塵風(fēng)量Q為3000m3/h，其密閉罩的規(guī)格為ф1200*1400。</p><p>　　二破采用立軸式破碎機(jī)，設(shè)其規(guī)格為ф100

19、0*1500（H），其密閉罩規(guī)格可定為ф1200*1600（H）。</p><p>　　1.2 運(yùn)輸帶的密閉罩</p><p>　　根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，該產(chǎn)塵點(diǎn)為帶式傳送輸送機(jī)的落料點(diǎn)，所以選擇局部密閉罩。其裝置圖如圖1-1</p><p>　　1.3 密閉罩罩口斷面速度的確定</p><p>　　抽塵罩口的斷面速度建議采用數(shù)據(jù)：在粗破

20、碎工段小于或等于3.0m/s，一般取1.5～2.5 m/s ；在中、細(xì)破碎工段小于或等于 2.5 m/s ，一般取 0.6～2 m/s ；處理粉狀物料時(shí)一般小于或等于 0.5 m/s 。</p><p>　　本設(shè)計(jì)按要求，該產(chǎn)塵的帶式傳送輸送機(jī)為生料，屬于中、細(xì)破碎工段，取 1.0 m/s。</p><p>　　1.4 密閉罩中的最小負(fù)壓值</p><p>　　密閉

21、罩中最適當(dāng)?shù)呢?fù)壓如下：塊狀物料，單層罩為10～15 Pa，雙層罩為6～8Pa；粒狀物料，單層罩為9～10Pa，雙層罩為6～8Pa；粉末狀物料，一般采用雙層罩，建議負(fù)壓值為 5～6 Pa。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇局部密閉罩后，上部罩最小負(fù)壓值△P＝5 Pa ，下部罩最小負(fù)壓值△P＝8 Pa 。</p><p><b>　　2.總風(fēng)量的確定</b></p&g

22、t;<p>　　2.1 運(yùn)輸機(jī)密閉罩的抽風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)皮帶轉(zhuǎn)換落差為：500mm，配料皮帶寬度為：700mm，計(jì)量皮帶寬度：450mm。查設(shè)計(jì)手冊(cè)得到局部密閉罩的排風(fēng)量和阻力如表1-2： </p><p>　　表1-2 常見工藝設(shè)備密閉罩的排風(fēng)量和阻力</p><p>　　則，本設(shè)計(jì)的局部密閉罩的排風(fēng)量是

23、0.7 m³/s =2520 m³/h，阻力為△P=200Pa。取罩口風(fēng)速：1.6m/s，罩內(nèi)氣流：0.3m/s 。</p><p>　　2.2 破碎機(jī)的密閉罩的風(fēng)量計(jì)算：</p><p>　　2.2.1一破破碎機(jī)風(fēng)量計(jì)算：</p><p>　　由參考書《水泥廠大氣污染物排放控制技術(shù)》查得，規(guī)格為900*1200的顎式破碎機(jī)破碎的上部加料口收塵風(fēng)

24、量Q1=2000m³/h，下部下料口收塵風(fēng)量Q2=1000m³/h。則一破的風(fēng)量為Q=3000m³/h 。</p><p>　　2.2.2二破破碎機(jī)的風(fēng)量計(jì)算：</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所得：吸風(fēng)斷面風(fēng)速0.5～1m/s,對(duì)密閉罩取0.6m/s；面積：A=3.14×D2/4=3.14×1.42/4=1.54m；吸風(fēng)量：Q=0.5

25、5;A=0.5×1.54=0.77m³/s=2772m³/h。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所得，當(dāng)物料落差<1.5m時(shí)，該規(guī)格的破碎機(jī)收塵風(fēng)量為2000～3000符合要求。</p><p>　　2.3 總風(fēng)量的計(jì)算</p><p>　　總抽風(fēng)量Q計(jì)＝2520×6+2772×2+3000×2＝26664m³/h =7.4m³/

26、s</p><p>　　安裝質(zhì)量較好的除塵系統(tǒng)初始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)幾乎不漏風(fēng)，當(dāng)運(yùn)行一定時(shí)間后，即使運(yùn)行正常、管理較好也會(huì)產(chǎn)生漏風(fēng)。管網(wǎng)的漏風(fēng)主要發(fā)生在法蘭連接、調(diào)節(jié)套、清掃孔以及閘閥等處，考慮到漏風(fēng)點(diǎn)數(shù)量主要取決于管網(wǎng)的長(zhǎng)度及繁簡(jiǎn)程度，所以管網(wǎng)漏風(fēng)量可按管網(wǎng)長(zhǎng)度來(lái)確定，考慮漏風(fēng)量后的總風(fēng)量按下式計(jì)算，即</p><p>　　Q總=Q計(jì)﹙1+ψ?L﹚</p><p>　　=2

27、6664×﹙1＋0.009×21﹚=31703.5 m³/h=8.8 m³/s</p><p>　　式中，L為管道長(zhǎng)度，m；ψ?為每1m長(zhǎng)管道的漏風(fēng)率，（對(duì)于設(shè)有清掃孔、調(diào)節(jié)裝置和采用法蘭連接的金屬風(fēng)管ψ?=0.008～0.01）本設(shè)計(jì)取0.009。</p><p>　　3.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　3.1旋

28、風(fēng)除塵器的概述</p><p>　　旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種裝置。旋風(fēng)除塵器多用作小型燃煤鍋爐除塵和多級(jí)除塵、預(yù)除塵的設(shè)備。旋風(fēng)除塵器可以捕集粒徑為5 um 以上的粉塵，允許最高進(jìn)口含塵質(zhì)量濃度為1000g/m3，最高溫度450℃，進(jìn)口氣流速度15～25m/s，阻力損失588～1960Pa ，除塵效率50％～90％ 。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作安裝容易和維護(hù)管理方便、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用

29、低、占地面積小等特點(diǎn)。</p><p>　　旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成。其工作原理是含塵氣流進(jìn)入除塵器后，沿外壁由上向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在離心力作用下逐步移向外壁，到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。</p><p>　　3.2旋

30、風(fēng)除塵器的選型</p><p>　　XLP型旁路式旋風(fēng)除塵器是一種在旋風(fēng)筒體外側(cè)帶有一旁路通道的高效旋風(fēng)除塵器，用于清除工業(yè)廢氣中含有密度較大的非纖維性及黏結(jié)性的灰塵，能有效地分離煙草灰、滑石粉、石英粉、石灰石粉、水泥生料等，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，耐高溫、阻力低而除塵效率高的特點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選取XLP/B-17.5型的旋風(fēng)除塵器。其處理能力和質(zhì)量：</p>

31、<p><b>　　3.3進(jìn)氣口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　現(xiàn)有旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口有三類：直入切向進(jìn)入式，蝸殼切向進(jìn)入式，軸向進(jìn)入反轉(zhuǎn)式（見圖1-3）。</p><p>　　直入切向進(jìn)入式 蝸殼切向進(jìn)入式 軸向進(jìn)入反轉(zhuǎn)式</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用蝸型切向進(jìn)入式，它可減少系統(tǒng)對(duì)筒體內(nèi)氣流的撞擊和干

32、擾，其處理量大，壓力損失小。</p><p>　　3.4旋風(fēng)除塵器各部分的幾何尺寸</p><p>　　3.4.1進(jìn)口截面：</p><p>　　一般取進(jìn)口氣速為12～25 m/s，本設(shè)計(jì)取ν=18 m/s，其總風(fēng)量Q=31703.5 m³/h=8.8 m³/s 。</p><p>　　A=bh=Q/ν=8.8/18=0.

33、49 m²</p><p>　　3.4.2入口寬度： b=√﹙A/2﹚=√﹙0.49/2﹚=0.49 m²</p><p>　　入口高度： h=√﹙2A﹚=0.99m</p><p>　　筒體直徑: D=0.33b=1.63m</p><p>　　筒體長(zhǎng)度: L=1.7D=2.77m</p&g

34、t;<p>　　錐體長(zhǎng)度: h=2.3D=3.75m </p><p>　　排出管直徑: de=0.6D= 0.98m</p><p>　　排灰口直徑: d1=0.43D=0.7m</p><p>　　根據(jù)計(jì)算以及查選用手冊(cè)，可得下表1-4 。</p><p>　　表1-4 XLP/B型旁路式旋風(fēng)除

35、塵器外形尺寸</p><p>　　3.5卸灰裝置的選擇</p><p>　　卸灰裝置兼有卸灰和密封兩種功能，是影響除塵器的關(guān)鍵部件之一。若有漏風(fēng)現(xiàn)象，不但影響正常排灰，而且嚴(yán)重影響除塵器效率。現(xiàn)有的卸灰裝置有兩類：二級(jí)翻板式和回轉(zhuǎn)式（見圖1-5）。本設(shè)計(jì)采用二級(jí)翻板式。 </p><p>

36、　　二級(jí)翻板式 回轉(zhuǎn)式</p><p>　　圖1-5 現(xiàn)有的兩類卸灰裝置</p><p><b>　　3.6流體阻力計(jì)算</b></p><p>　　旋風(fēng)除塵器內(nèi)的壓力損失一般可按下式計(jì)算： </p><p>　　= 5.8×1.225

37、×18² /2=1151 Pa </p><p>　　式中：ρ氣——煙氣密度，(水泥生料粉真密度為2.76 g/cm3，常壓常溫下空氣密度為1.205kg/m³，則 ；ν——除塵器內(nèi)含塵氣體的流速，m/s；ζ——流體阻力系數(shù)，無(wú)量綱(XLP/B型出口帶蝸殼ζ=5.8)。</p><p>　　3.7旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率和總除塵效率的計(jì)算</p>&l

38、t;p>　　3.7.1渦流指數(shù)：</p><p>　　n=1- [1-0.67·D?0.14 ] ﹙T/283﹚?0.3</p><p>　　=1- [1-﹙0.67×1.75?0.14﹚ ] ×﹙293/283﹚?0.3=0.72</p><p>　　式中，T取常溫293K(t=20)。</p><p>

39、　　取內(nèi)個(gè)渦流交界圓柱的直徑D0=0.7de=0.7×1.05=0.7m</p><p>　?、俚玫綒饬髟诮唤缑嫔系那邢蛩俣龋?lt;/p><p>　　Vto=ν×﹙D/D0﹚? =18×﹙1.75/0.7﹚?0.72=35 m/s</p><p>　　②外渦旋氣流的平均徑向速度:</p><p>　　Vr=Q/(2

40、×3.14×﹙D0/2﹚×h0﹚</p><p>　　=8.8/(2×3.14×﹙0.7/2﹚×3.7)=1.08m/s</p><p>　　式中，h0為交界圓柱的高度，取3.7m 。</p><p>　　3.7.2分割粒徑：</p><p>　　d50=[18·μ

41、3;Vr·D0/﹙2·ρp·Vto²﹚]?½</p><p>　　=[18×1.81×10?-5×1.08×0.7/﹙2×2760×35²﹚]?½ =6.0μm</p><p>　　3.7.3分級(jí)效率： ηi=1-exp[-0.6931×﹙dp/

42、dc﹚?﹙1/﹙n＋1﹚﹚]</p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　得：粒徑小于10 um的粒子分級(jí)效率為：</p><p>　　n10=1-exp[-0.6931×﹙dp/dc﹚?﹙1/﹙n＋1﹚﹚]</p><p>　　= 1-exp[-0.6931×﹙10/6﹚?﹙1/

43、﹙0.72＋1﹚﹚]= 0.6065</p><p>　　同理可得其他粒徑的效率:</p><p>　　3.7.4總除塵效率： η=77.2%</p><p>　　4.袋式除塵器的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.1袋式除塵器的概述</p><p>　　袋式除塵器是利用多孔纖維材料制成的濾袋（簡(jiǎn)稱布袋）將含

44、塵氣流中的粉塵捕集下來(lái)的一種干式高效除塵裝置。主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化，在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣。布袋除塵器的除塵效率一般可達(dá)99%以上，雖然它是最古老的除塵方法之一，但由于它效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，因而越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　其工作原理是含塵氣流從下部孔板進(jìn)入圓筒形濾袋內(nèi)，在通過濾料的空隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。</p>&l

45、t;p>　　4.2 除塵器形式、清灰方式和濾料的選擇：</p><p>　　①根據(jù)對(duì)除塵效率要求高、廠房面積受限制、投資和設(shè)備訂貨皆有條件的情況，可以采用脈沖袋式除塵器。脈沖袋式除塵器具有清灰效果好，凈化效率高，處理量大，濾袋壽命長(zhǎng)，維修方便，工作量小，運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，已廣泛用于冶煉化工、水泥、鑄造、糧食加工等部門。</p><p>　?、诟鶕?jù)除塵器形式本設(shè)計(jì)選取的是脈沖噴吹清灰。這

46、種清灰方法是利用4～7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓縮空氣反吹，產(chǎn)生強(qiáng)度較大的清灰效果。壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，導(dǎo)致積附在濾袋上的灰層脫落。</p><p>　?、蹫V料一般根據(jù)含塵氣體的性質(zhì)、粉塵的性質(zhì)及除塵器的清灰方式進(jìn)行選擇，應(yīng)抓住主要影響因素選擇，如高溫氣體、易燃粉塵等。水泥工業(yè)的主要粉塵為礦石粉塵，例如：二氧化硅、堿石灰、石灰石等，具有一定的酸堿性。所以本設(shè)計(jì)選取尼龍濾料。表1-6為尼龍濾料的性能參數(shù)：&

47、lt;/p><p>　　表1-6 尼龍濾料性能參數(shù)</p><p>　　4.3 除塵器的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.3.1過濾風(fēng)速的選擇：</p><p>　　過濾速度由氣體含塵濃度決定，一般為2～4 m/min。本設(shè)計(jì)取3m/min 。</p><p>　　4.3.2過濾面積的計(jì)算：</p>&l

48、t;p>　　A=qv/﹙60·νf﹚=31703.5/﹙60×3﹚=176 m²</p><p>　　4.3.3濾袋設(shè)計(jì)：</p><p>　　濾袋規(guī)格取為：φ120×3000mm</p><p>　　每條濾袋的面積：a=πdl=3.14×0.12×3=1.13 m²</p>

49、<p>　　濾袋數(shù)量為： n=A/a=176/1.13=156條。</p><p>　　以3×3規(guī)格為一個(gè)除塵室，共設(shè)20個(gè)室。則實(shí)際濾袋數(shù)量為：</p><p>　　n´=3×3×20=180條 濾袋間距取50mm</p><p>　　回算過濾面積： S´=180×3.14

50、×0.12×3=203.5 m²</p><p>　　過濾風(fēng)速為： νf= qv/﹙60· S´﹚=31703.5/﹙60×203.5﹚=2.59 m/min</p><p>　　4.3.4脈沖噴吹的清灰方式：</p><p>　　脈沖間隔 一般不宜太長(zhǎng)，太長(zhǎng)會(huì)增加壓縮氣體的消耗量，一般取0.1～0.

51、2s；</p><p>　　噴吹壓力 其大小直接影響清灰效果，一般要求噴吹壓力6～7kg/cm²；</p><p>　　脈沖周期 它直接影響袋式除塵器的阻力，一般選用45～60s.</p><p>　　4.3.5脈沖袋式除塵器的選型：</p><p>　　其型號(hào)為GDF-3N3-10-30脈沖袋式除塵器</p>&

52、lt;p><b>　　4.3.6阻力計(jì)算</b></p><p>　　袋式除塵器的阻力由3部分組成：</p><p>　?、僭O(shè)備本體結(jié)構(gòu)的阻力指氣體從除塵器入口，至除塵器出口產(chǎn)生的阻力；②濾袋的阻力，指未濾粉塵時(shí)濾料的阻力，約50-150Pa；③濾袋表面粉塵層的阻力，粉塵層的阻力約為干凈濾布阻力的5-10倍。</p><p>　　本設(shè)計(jì)取

53、除塵器結(jié)構(gòu)阻力1000 Pa；取濾袋阻力為100 Pa；取粉塵層阻力為550 Pa，則阻力為：1000+100+550=1650 Pa 。</p><p><b>　　4.4 除塵效率</b></p><p>　　布袋除塵器的除塵效率一般可達(dá)99%，現(xiàn)取99%。</p><p>　　則布袋除塵器出口含塵濃度為 ρ=2000×（1-0

54、.7942）×（1-0.99）</p><p>　　=4.12 mg/m³＜50 mg/m³</p><p>　　達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　5.系統(tǒng)壓力損失計(jì)算</p><p>　　管道計(jì)算的主要目的是確定管道直徑和系統(tǒng)壓力損失，并由系統(tǒng)的中風(fēng)量和中壓力的損失選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和電機(jī)。</p&g

55、t;<p>　　除塵器管道內(nèi)氣流最低速度</p><p>　　本設(shè)計(jì)中全部管道使用無(wú)縫鋼管，令垂直管道最低速度為14m/s,傾斜管道為16m/s,水平管道為18m/s,含煤氣體20m/s。</p><p>　　5.1各管道的壓力損失 </p><p><b>　　HP、JP:</b></p><p>　　H

56、P= JP =L=2.5m,根據(jù)一級(jí)破碎機(jī)密閉罩設(shè)計(jì)上部風(fēng)量Q1=2000m³/h，取風(fēng)速V=14m/s，算的d=225mm，由《全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表》可查得：外徑D=280mm，λ/d=0.0668，單位摩擦阻力Rm=0.802mm，動(dòng)壓為117.7pa/m。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失，根據(jù)課本P.557，公式13-8得：</p><p>　　ΔP=L·

57、﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚ =2.5×0.0668×117.7 =19.66pa</p><p>　?、诰植繅毫p失：各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩ξ=0.19，90°彎頭ξ=0.25，45º合流三通旁支管ξ=0.35。</p><p>　　Σξ=0.19+0.25+0.35=0.79； △Pm=Σξρv²/2=9

58、2.98pa</p><p>　　△P1=ΔP+△Pm=112.64 pa</p><p><b>　　GO、IO：</b></p><p>　　GO=IO=L=2m, 根據(jù)二級(jí)破碎機(jī)密閉罩設(shè)計(jì)風(fēng)量Q1=2772m³/h，取風(fēng)速V=14m/s，算的d=264mm，由《全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表》可查得：外徑D=280mm，λ/d=0.06

59、68單位摩擦阻力Rm=0.923mm，動(dòng)壓為117.7pa/m 。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚=2×0.0668×117.7=15.72pa</p><p>　?、诰植繅毫p失：各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩ξ=0.19，90°彎頭ξ=0

60、.25，45º合流三通旁支管ξ=0.28。</p><p>　　Σξ=0.19+0.25+0.28=0.72； △Pm=Σξρv ²/2=84.74pa</p><p>　　△P2=ΔP+△Pm=100.46 pa</p><p><b>　　AK、DK：</b></p><p>　　AK=DK

61、= L=2m，Q1=2520m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×2520/3600/3.14/18﹚=222mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=240mm，λ/d=0.0801，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=15.4m/s，動(dòng)壓為223.8Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　Δ

62、P=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 2×0.0801×223.8=35.85pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩ξ=0.19，90°彎頭ξ=0.25，45º合流三通旁支管ξ=0.49。</p><p>　　Σξ=0.19+0.25+0.49=0.93； △Pm=Σξρv 

63、8;/2=109.46pa</p><p>　　△P3=ΔP+△Pm=145.31 pa</p><p><b>　　BL、EL：</b></p><p>　　BL=EL=L=2m，Q1=2520m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×2520/3600/3.14/18﹚=222mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表”

64、，取d1=240mm，λ/d=0.0801，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=15.4m/s，動(dòng)壓為223.8Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 2×0.0801×223.8=35.85pa </p><p>　

65、?、诰植繅毫p失：各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩ξ=0.19，90°彎頭ξ=0.25，45º合流三通旁支管ξ=0.35。</p><p>　　Σξ=0.19+0.25+0.35=0.79； △Pm=Σξρv ²/2=176.8pa</p><p>　　△P4=ΔP+△Pm=212.65 pa</p><p><b>　　CM

66、、FM：</b></p><p>　　CM=FM=L=2m，Q1=2520m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×2520/3600/3.14/18﹚=222mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=240mm，λ/d=0.0801，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=15.4m/s，動(dòng)壓為223.8Pa。</p><

67、p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 2×0.0801×223.8=35.85pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：各管件局部壓損系數(shù)為：集氣罩ξ=0.19，90°彎頭ξ=0.25，45º合流三通旁支管ξ=0.28。</p><p>

68、　　Σξ=0.19+0.25+0.49=0.72； △Pm=Σξρv ²/2=161.1pa</p><p>　　△P5=ΔP+△Pm=196.95 pa</p><p><b>　　KL：</b></p><p>　　KL= L=3m，Q1=[ 2520×﹙1+0.009×2）] ×2=5130m&

69、#179;/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×5130/3600/3.14/18﹚=318mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=320mm，λ/d=0.0561，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=17.8m/s，動(dòng)壓為190.2Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚&#

70、183;﹙ρv²/2﹚= 3×0.0561×190.2=32.0pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：其局部損失系數(shù)ξ=0.1：</p><p>　　Pm=Σξρv ²/2=19.02pa</p><p>　　△P6=ΔP+△Pm=51.02 pa</p><p><b>　　LM：&l

71、t;/b></p><p>　　LM= L=3m，Q1=[ 5130×﹙1+0.009×3）] +5130=10400m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×10400/3600/3.14/18﹚=452mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=450mm，λ/d=0.0358，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=18.4m

72、/s，動(dòng)壓為203.3Pa。</p><p>　　①則摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 3×0.0358×203.3=21.8pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：其局部損失系數(shù)ξ=0.1：</p><p>　　Pm=Σξρv ²/2

73、=20.33pa</p><p>　　△P7=ΔP+△Pm=42.13 pa</p><p><b>　　MN：</b></p><p>　　MN= L=3m，Q1=[ 10400×﹙1+0.009×3）] +5130=15800m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×10400/3600/3.1

74、4/18﹚=557mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=560mm，λ/d=0.0283，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=18.1m/s，動(dòng)壓為196.3Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 3×0.0283×196.3=16

75、.7pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：其局部損失系數(shù)ξ=0.1：</p><p>　　Pm=Σξρv ²/2=19.63pa</p><p>　　△P8=ΔP+△Pm=36.33 pa</p><p><b>　　PO：</b></p><p>　　PO= L=3m，Q1=[

76、2000×﹙1+0.009×2.5）] ×2=4090m³/h，v=14m/s，算的管徑d1=√﹙4×4090/3600/3.14/14﹚=322mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=340mm，λ/d=0.0529，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=12.5m/s，動(dòng)壓為93.8Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損

77、失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 3×0.0529×93.8=14.89pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：其局部損失系數(shù)ξ=0.1：</p><p>　　Pm=Σξρv ²/2=9.38pa</p><p>　　△P9=ΔP+△Pm=24.

78、27 pa</p><p><b>　　ON：</b></p><p>　　ON= L=3m，Q1=[ 4090×﹙1+0.009×3）] +4090=8290.4m³/h，v=14m/s，算的管徑d1=√﹙4×8290.4/3600/3.14/14﹚=458mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=480mm，λ/d=0

79、.0346，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=13.98m/s，動(dòng)壓為117.7Pa。</p><p>　　①則摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 3×0.0346×117.7=12.22pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：其局部損失系

80、數(shù)ξ=0.1：</p><p>　　Pm=Σξρv ²/2=11.77pa</p><p>　　△P10=ΔP+△Pm=23.99pa</p><p><b>　　NQ：</b></p><p>　　NQ= L=4m，Q1=24090m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×24090

81、/3600/3.14/18﹚=688mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=700mm，λ/d=0.0216，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=17.4m/s，動(dòng)壓為181.8Pa。</p><p>　　①則摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 4×0.0216×

82、;181.8=15.7pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：其局部損失系數(shù)ξ=0.1：</p><p>　　Pm=Σξρv²/2=18.18pa</p><p>　　△P11=ΔP+△Pm=33.88pa</p><p><b>　　QR：</b></p><p>　　Q1 =31

83、700m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×31700/3600/3.14/18﹚=790mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=800mm，λ/d=0.0183，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=17.5m/s，動(dòng)壓為183.8Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙

84、λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 3×0.0183×183.8=10pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：為旋風(fēng)除塵器的壓力損失和局部損失系數(shù)ξ=0.1</p><p>　　Pm=Σξρv²/2+1151=1169.4 pa</p><p>　　△P12=ΔP+△Pm=1179.4 pa</p><

85、;p><b>　　RS：</b></p><p>　　Q1=31700m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×31700/3600/3.14/18﹚=790mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表” ，取d1=800mm，λ/d=0.0183，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=17.5m/s，動(dòng)壓為183.8Pa。</p>

86、;<p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 3×0.0183×183.8=10pa </p><p>　?、诰植繅毫p失：90°彎頭ξ=0.25，有2個(gè)和布袋除塵器的壓損</p><p>　　Σξ=2×0.25=0.5 Pm=Σ

87、ξρv²/2+1650=1742pa</p><p>　　△P13=ΔP+△Pm=1752 pa</p><p><b>　　SU：</b></p><p>　　SU=15m ，Q1=31700m³/h，v=18m/s，算的管徑d1=√﹙4×31700/3600/3.14/18﹚=790mm ；查“全國(guó)通用通風(fēng)管道

88、計(jì)算表” ，取d1=800mm，λ/d=0.0183，實(shí)際流速v1=4·Q1/d1²/π/3600=17.5m/s，動(dòng)壓為183.8Pa。</p><p>　?、賱t摩擦壓力損失得：</p><p>　　ΔP=L·﹙λ/d﹚·﹙ρv²/2﹚= 15×0.0183×183.8=50.45pa </p><

89、p>　?、诰植繅毫p失：主要包括風(fēng)機(jī)進(jìn)出口及排風(fēng)口傘形風(fēng)帽的壓力損失，若風(fēng)機(jī)入口處變形徑管壓力損失忽略不計(jì)，風(fēng)機(jī)出口ξ=0.1，傘形風(fēng)帽ξ=1.3，則</p><p>　　Σξ=0.1+1.3=1.4 Pm=Σξρv²/2=1.4×183.8=257.3pa</p><p>　　△P14=ΔP+△Pm=307.75 pa</p><p

90、>　　5.2并聯(lián)管路壓力平衡</p><p>　?、?△P1-△P2=(112.64-100.46)/112.64=10.8%>10%</p><p>　　節(jié)點(diǎn)壓力不平衡，采用對(duì)GO、IO增設(shè)調(diào)壓裝置阻力圈，加阻力圈后壓力增至：106Pa,則有：（112.64-106）/112.64=6%<10%</p><p>　?、凇鱌8-△P10=（36.3

91、3-23.99）/36.33=33%>10%</p><p>　　節(jié)點(diǎn)壓力不平衡，采用對(duì)ON增設(shè)調(diào)壓裝置阻力圈，加阻力圈后壓力增至：33.99Pa,</p><p>　　則：（36.33-33.99）/36.33=6.4%<10%符合要求。</p><p>　　5.3除塵系統(tǒng)總壓力損失</p><p>　　ΔP=ΔP1＋ΔP2＋Δ

92、P3＋ΔP6＋ΔP7＋ΔP8＋ΔP9＋ΔP10＋ΔP11＋ΔP12＋ΔP13＋ΔP14=112.64 + 100.46＋145.31 + 51.02 + 42.13 + 36.33 + 24.27 + 23.99 + 33.88 + 11 + 15+307.75=903.78pa</p><p><b>　　管道計(jì)算總表</b></p><p>　　6.風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選

93、型</p><p>　　風(fēng)機(jī)風(fēng)量：Q風(fēng)=Q×（1+K1）=31703.5×﹙1+0.1﹚=34874m³/h</p><p>　　風(fēng)機(jī)風(fēng)壓：ΔP風(fēng)=ΔP×﹙1＋K2﹚=903.78×﹙1＋0.2﹚=1084.5 Pa</p><p>　　根據(jù)上述風(fēng)量和風(fēng)壓，在通風(fēng)機(jī)樣本上選擇4-72-No12C型風(fēng)機(jī)。</p&

94、gt;<p><b>　　四．心得體會(huì)</b></p><p>　　本次的課程設(shè)計(jì)任務(wù)是水泥廠的粉塵治理。在設(shè)計(jì)的過程中，我首先需要根據(jù)破碎機(jī)的規(guī)格，粉塵的濃度，出口的濃度等設(shè)計(jì)的條件，求出處理的所需風(fēng)量，壓力損失，從各種各樣的手冊(cè)來(lái)選擇除塵器，布置設(shè)計(jì)通風(fēng)管道，以及它們的選型，所配置的通風(fēng)機(jī)，電機(jī)。</p><p>　　在這次的課程設(shè)計(jì)中，我基本了解了

95、做一個(gè)大氣的詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程大概是怎樣的一個(gè)設(shè)計(jì)流程和對(duì)旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器的工作原理，性能影響因素有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)其各部分尺寸的設(shè)計(jì)也有了一定的了解。此外在要學(xué)會(huì)查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)的同時(shí)，還需要學(xué)會(huì)熟練地掌握CAD的具體應(yīng)用于繪圖，通過這次的課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)這方面的知識(shí)有了更深入的了解，掌握得更牢固</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[

96、1].《大氣污染控制工程》（第三版） 郝吉明、馬廣大、王書肖主編 高等教育出版社。</p><p>　　[2].《除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》 唐敬麟、張祿虎編 化學(xué)工業(yè)出版社。</p><p>　　[3].《全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表》 中國(guó)建筑出版社</p><p>　　[4].《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》-大氣污染控制設(shè)備 周興求、葉代啟編 化學(xué)工業(yè)出版社