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1、工业通风与除尘水泥窑尾通风除尘系统设计 姓名：胡昌 班级：安122 学号：129044044 2015年5月目录：1 .摘要2.前言3水泥窑概况4.通风除尘系统设计 4.1 除尘器的确定 4.2 集气罩的确定 4.3 除尘系统管网设计5.通风管道水力计算 5.1 水力计算5.2结果汇总6.风机及除尘器的选择7参考文献1.摘要水泥工业是我国工业排尘的重要来源，人体长期接触水泥粉尘易引起各种疾病，同时水泥粉尘会造成土地碱化，严重污染环境 水泥生产工艺过程中，无论是破碎、烘干还是粉磨、煅烧都会产生大量的粉尘，由于水泥工艺是干燥作业，因此扬尘多、面大、范围广，而水泥窑尾窑头废气量约占整个水泥生产线废气
2、量的大部分。由于窑尾废气温度高、烟气量大，难治理，因此，水泥厂窑尾通风除尘系统对于保护环境，具有重要的现实意义。本次设计根据水泥厂粉尘的性质，分析及设计除尘方案，对除尘系统进行合理布置，设计集气罩、通风管道、除尘器和风机在内的一套通风除尘系统。关键字：水泥工业 通风除尘 Abstract： Cement industry is significant source of industrial dust emission in China. Human will easily get variable diseases if he or she gets in touch with dust i
3、n long time. Moreover cement dust lead to the alkalization of soil, and serious pollution of environment. No matter what is the fragmentation, stoving, grinding or burning of stone, it will produce a great deal of dust during the process. Cement industry is the production whose dust is ample, widesp
4、read, and expensive. However, in the factories, the kiln head and kiln tail are the most proportion of emission in the whole production line. Because the exhaust in the kiln tail has high temperature large amount, and difficulties in governance, so it has important relevance for ventilation and dust
5、-cleaning system of kiln tail. According to the dust nature in factory, the design analyzes and schemes the dust removal plan. System arranged and elaborated reasonably and selects suitable side-draught hood, ducts, dust wiper, and turbines.2.前言随着经济的高速发展，不少行业为了单纯追求GDP的增长而忽略了对环境的污染，排除大量的污染物，严重污染了环境，同
6、时，工作车间内的污染物也会对工作人员的身体健康造成很大伤害。因此对工业污染物的治理不可小视。随着人们生活水平的提高，人们的环保意识也在不断提高，治理、改善环境已经得到全社会的共识，因此，减少工业污染物的排放已是当务之急。在治理工业污染排放方面，通风除尘技术得到广泛应用，治理工业排放取得令人满意的效果。通风除尘技术是控制车间粉尘、有害气体和改善车间内微小气候的重要卫生技术措施之一。其主要作用在于排出作业地带污染的空气，送入外界清洁空气，以改善作业场所空气环境。通风除尘是一个复杂的系统工程，它包括集气罩、通风管道、除尘器、通风机四个部分。含尘空气通过集气罩进入除尘系统管道中，通过除尘器的除尘作用（
7、主要有重力、离心力、惯性碰撞、接触阻留、静电力和凝聚等几种除尘机理），将空气中的烟尘、粉尘及一些有害气体阻留在除尘器中，从而降低了污染物在空气中的浓度，然后经过风机将含污染物少的空气送出系统外排出大气中，达到通风除尘净化作用。通过除尘系统能有效降低污染物浓度，使工业排放达到国家标准，因此通风除尘系统需要合理设计。在通风除尘系统的设计中，为了使除尘效果显著、使投入成本降低，需要对集气罩和通风管道进行合理设计和布置，对除尘器的种类和型号进行合理选择，对通风机选择得当，通风除尘工作才能有效进行，投入成本才能有效降低，因此在进行通风除尘设计时，这四部分都应合理设计和选择。2水泥窑概况某水泥窑废气直接排
8、向大气，由于含尘量40g/m3，污染环境。要求对其进行除尘设计使其满足排放标准。水泥窑尾排放口直径1.2m，烟气垂直向上排放，排放的烟气温度为100 ，含尘风量10000 m3/h，分岑粒径平均为5um。3.通风除尘系统设计 3.1除尘器的确定水泥生产工艺就是把天然原料经过破碎、烘干、调配后，粉磨成生料，再把生料放进水泥窑中煅烧成熟料，烧成的熟料在加入少量的石膏，经过球磨机磨成0.08mm方孔筛筛余6%以下的粉体，即为水泥。水泥生产不仅有把物料破碎和粉磨的物理过程，还有燃料燃烧和物料分解，相互反应生成熟料的化学过程。由于受水泥生产工艺，原料和燃烧的影响，在生产过程中会产生大量的粉尘、烟尘和污染
9、性腐蚀性气体，如CO、SO2、NOX、氟化物等，其中粉尘的一大特点就是具有很好的比电阻和电荷性，因此可采用电除尘器，而且电除尘器除尘效率也很好，但考虑到水泥窑烟气含有大量的水分和腐蚀性气体和污染性气体，因此需要先对气体进行催化吸收处理，出去其中的污染性腐蚀性气体，防止其损坏除尘器和风机风管。水泥工业允许排放浓度为50mg/ m3 1，通过计算除尘器必须满足的除尘效率为 =y1-y2/y1 2 =40000-50/40000=99.875%而单场电除尘器的除尘效率为95%99%，所以仅一个电除尘器还不够，可以在电除尘器后面附加一个袋除尘器，通过计算除尘效率满足要求.对于袋除尘器滤料的选择,考虑到
10、电除尘器的高压放电过程中会产生O3,而且烟气中可能还存在少量的的氟化物,二氧化硫等腐蚀性气体,因此采用耐腐蚀的聚四氟乙烯纤维作为滤料. 考虑到排风口的排气量及除尘效率，电袋分离串联一体氏除尘器选用如下 ：电除尘器选用DWB（1）-3型卧式极板静电除尘器（其参数为：风量L=860013000 m3/h，=98%）； 袋式除尘器为DS/A-98型（其参数为：风量L=860013000 m3/h，=99.5%） 3除尘器全总效率=1-（1-1）（1-2） 4 =1-（1-99.5%）（1-98%）= 99.99%99.875% 3.2 集气罩的确定 烟气垂直向上排放,选用外部吸气罩,由于排气口直径为
11、1.2m,考虑到吸收效果,采用圆形外部吸气罩,罩口直径为1.5m,扩张角=60，局部阻力系数=0.09 5（下同） .吸气罩安装高度根据公式得出:A=a+0.5h6 。所以1.5=1.2+0.5h，h=0.6m，即罩口离排放口0.6m。吸气罩吸风量由公式L=3600（X2+A）Vx7给出其中控制风速Vx取1m/s。所以吸气罩吸风量 L=3600（X2+A）Vx=3600（0.62+3.140.752）1=7654.5m3/h2.13 m3/s 考虑到除尘器中的漏风量，L=7654.51.05=8037.23 m3/h综上：选用圆形外部吸气罩,罩口直径为1.5m, 扩张角=60，吸风量为8037
12、.23 m3/h，局部阻力系数=0.09，罩口离排放口距离为0.6m。 3.3 除尘系统管网设计由于水泥窑烟气含有大量的水分和腐蚀性气体和污染性气体，所以不宜选用钢管，采用PVC塑料管道，系统管网总体布置如下，由5段直管、3个圆形弯管（r/R=1.5）组成，另还有一个烟囱，根据大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）规定的排气筒高度，结合允许排放浓度，确定排气筒高度为20m。管道长度及安装位置如图所示， 4.通风管道水力计算系统轴测图如上，各管段编号、长度见图。根据假定速度法，查表得水平速度为18m/s，竖直速度为12m/s8。分别计算各管道直径，各管段局部阻力和摩擦阻力，总阻力。（
13、1） 各管道直径及阻力管段1根据流量L=7654.5 m3/h，V=12m/s，查附录九9（下同），得管径D=480mm，查附录810（下同）通风管道统一规格，管径符合要求。再由管道中的流量L和管径D确定流速V=L/A=8037.23/（3.140.242）=12.33 m/s，查得摩擦阻力系数Rm=3.2 Pam。弯头（1-2）处局部阻力系数=0.17。 管段2根据流量L=8037.23m3/h，V=18m/s，查附录九，得D=390mm。查附录8通风管道统一规格，管径不符合要求，取D=400mm。再由管道中的流量L和管径D确定流速V=L/A=8037.23/（3.140.202）=17.7
14、5 m/s，查得摩擦阻力系数Rm= 9 Pam除尘器确定进口尺寸（310mm310mm）和出口尺寸（310mm310mm），变径管长200mm。确定进口处（渐缩）局部阻力系数=arctan（400-310）/（2200）=12.745，所以=0.1管段3L=8037.23 m3/h，V=18m/s，查附录九，得D=390mm.管径不符合规格，取400mm，再由管道中的流量L和管径D确定流速V=L/A=8037.23/（3.140.202）=17.75 m/s，查得摩擦阻力系数Rm=9 Pa m，确定除尘器出口处（渐扩）局部阻力系数=arctan（400-310）/（2200）=12.7Fg/F
15、c=1.67，取=0.045。 弯头处=0.17管段4L=7654.5 m3/h，V=12m/s 查得D=480mm，再由管道中的流量L和管径确定流速V=L/A=8037.23/（3.140.242）=12.33 m/s查得摩擦阻力系数Rm=3.2 Pam。弯头处=0.17管段5L=7654.5 m3/h，V=18m/s，查得D=390mm， 管径不符合规定，取400mm。，再由管道中的流量L和管径D确定流速V=L/A=8037.23/（3.140.202）=17.75 m/s，查得摩擦阻力系数Rm=9 Pam。选一个合适的风机确定其进出口尺寸：进口处（渐扩）：500mm，变径管长200mm，
16、 Ff/F5=1.56，=arctan（500-400）/（2200）=14.1 取=0.029.管段6L=7654.5 m3/h，V=18m/s，所以D=480mm，再由管道中的流量L和管径确定流速V=L/A=8037.23/（3.140.242）=12.33 m/s， 查得Rm=3.2 Pam。 风机出口尺寸：410mm315mm。F6/Fc=3.14（0.242）/（0.410.315）=1.41，所以=0。风帽处=1.15.4.1 结果汇总管段流量m3/h管长m管径mm流速m/shfPaRmPa.mhmPa总压损Pa动压Pa1803723 （2.23 m3/s）348012330.26
17、25.503.29.635.174.382803723（2.23 m3/s）1040017.750.12032990110.32167.353803723（2.23 m3/s）240017.750.21543.6991861.69167.354803723（2.23 m3/s）548012.330.1716.673.21632.6774.385803723（2.23 m3/s）140017.750.0295.899914.8167.356803723（2.23 m3/s）2048012.331.15112.773.264176.7774.38总计411.924224.84206.6431.35
18、除尘器10001431.35Pa系统总阻力P=1431.35 Pa5.风机及除尘器的选择风机选择：考虑到风管、风机和阻力计算不精确，风量和风压分别乘风量和风压附加系数风量Lf=1.2L=1.15803723=9242.81 m3/h 风压Pf=1.15P=1.151431.35 Pa=1646.05Pa选用Y5-47 NO.5C-7型离心式风机11：Lf=9230 m3/h，Pf=1795 Pa，轴功率P=8.5.35 KW，转速n=2900 r/min 所配电动机型号Y132S2-2，功率为7.5KW 6参考文献1 11水泥工业大气污染治理.焦永道编著.北京工业出版社.2006.12.2 458 9 10 工业通风.孙一坚，沈恒根 主编.中国建筑工业出版社.2010. 3 6 7通风除尘设备设计手册.胡传鼎著.化学工业出版社.2003.7