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1、工业通风课程设计报告 水泥厂窑尾通风除尘系统 指导老师 韩云龙姓名 荀海涛学号119044028班级 安111目录一 前言二 设计对象三窑尾除尘系统的设计3.1除尘器的选择3.1.1 排放烟气含尘浓度的计算3.2除尘系统的结构分析3.3.除尘系统设计3.3.1集气罩的设计3.3.2送风管网参数设计理论分析3.3.3系统压力损失计算四 风机的选型五 结束语 水泥厂通风净化课程设计【摘要】根据某水泥厂生产规模、粉尘的性质和现场实际排放情况,在现有设计规范的基础上,设计出包括集气罩、风管、除尘器和风机在内的一整套窑尾通风除尘系统.针对水泥窑尾的粉尘排放情况,提出了详细的集气罩和送风管网的设计方案,仔
2、细分析比较了窑尾电、袋式除尘器的优缺点及处理效果,选择了合适的除尘器和风机.讨论了实际应用中可能遇到的问题,并给出了解决方法,可作为水泥窑尾除尘系统的设计和分析的借鉴【关键词】 水泥工业;除尘系统;压力损失Abstract:Basedontheactualcircumstancesofacementplantsproductionscaleanddustnature,awholesetofanairdedustingsystemwasdesignedincludinganairholder,anairpipeline,adustcollectorandanairblowerundertheex
3、istingcriterion.Accordingtothecircumstancesofdustemissioninthecementplant,thisdesignputforwardthedetailsoftheairholderandblastpipenetdesign,analyzedtheadvantagesanddisadvantagesofthebagdustcollectorandtheelectricitydustcollector,andchosethesuitabledustcollectorandairpipeline.Problemsandsolutionsinac
4、tualapplicationswerediscussed.Aproposalforcementplantdedustingsystemdesignandanalysisisprovided.Keywords:cementindustry;dedustingsystem;pressureloss一 前言水泥工业是我国工业排尘的主要来源,粉尘排放量约为其产量的2%3%,全国的排放总量超过千万吨.人体长期接触水泥粉尘易引起各种疾病;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,由于各道工序都是干燥作业,因此形成了扬尘点多、面大、范围广的
5、特点1.而水泥窑尾窑头废气量约占整个水泥生产线废气量的60%,其中窑尾废气约占整个水泥生产线废气量的36%.由于窑尾废气温度高、烟气量大,比较难治理,因此,设计水泥厂窑尾除尘系统,对减少职业危害,保护环境,具有重要的现实意义2,3。水泥窑运转正常的情况下，窑尾烟气温度在350度左右；窑况异常时，烟气温度会更高。窑尾烟气中粉尘浓度高，折合成标况时一般在4080g/m3；且粉尘中含有大量高温分解成分，细粉多，2030um以下的颗粒占50以上。此外，由于冷却方式的不同，如采用增湿塔、对原料进行烘干、掺冷风和余热发电等，冷却后的烟气水份含量会有很大的不同。烟气露点温度也因冷却方式不同而变化。过去国内水
6、泥生产线窑尾不论其规模大小基本上都是采用电除尘器,20世纪70年代，仅有少量的水泥生产企业窑尾烟气采用了袋除尘器，但这些厂的处理烟气量一般都在200000m3/h以下。2000t/d模的干法水泥生产线窑尾烟气处理应用袋除尘器始于90年代北京水泥厂，根据当时引进的美国富乐技术生产的反吹风袋除尘器，后来山西水泥厂2000t/d干法水泥生产线建设时其窑尾烟气量采用了低压分室脉冲喷吹布袋除尘器。从此大型干法水泥生产线窑尾烟气治理应用低压分室脉冲喷吹袋除尘技术得到水泥工作者的认同。水泥工业大气污染排队放标准的发布,极大的促进了窑尾袋除尘器的推广应用。窑尾烟气除尘系统经历了电除尘器、袋除尘器两大技术的应用
7、本设计根据水泥厂粉尘的性质,分析及设计除尘方案,对除尘系统进行布置,并根据各方面的计算研究,设计出包括集气罩、送风管道、除尘器和风机在内的一套通风除尘系统。二 设计内容 对象参数：某水泥窑废气直接排向大气，由于含尘量为5g/ m3,污染环境，要求对其进行除尘设计使其满足排放标准，水泥厂窑尾排放口直径1.2m，烟气垂直向上排放，排放的烟气温度为100，含尘风量为6000m3/h,粉尘粒径为5um 三 窑尾除尘系统的设计3.1除尘器的选择 目前所用的除尘装置按除尘机理可以分为机械式除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器和袋式除尘器.其中,电除尘器和袋式除尘器这两种高效除尘装置在我国水泥行业得到
8、了最为广泛的应用.现对电除尘器和袋式除尘器优缺点对比如下。 电除尘器是利用静电实现粒子与气流分离的一种除尘器.电除尘器适用于微粒捕集,工业应用中除尘效率在99%以上,处理烟气量大,自动化程度较高,阻力较其他高效除尘装置要小,一般在100300Pa之间.但由于水泥窑烟气含有大量的水分和腐蚀性气体,“粉尘比电阻”的变化也很大,存在极板高温放电现象,易使电除尘器腐蚀、结露,造成其维修量大、维修费用高,使用寿命短.且电除尘器很难适应比电阻不断变化,除尘效率随之受到影响,对水泥生产线工艺控制要求十分严格,直接造成生产成本的提高. 袋式除尘器是通过滤分离粉尘,使含尘气体得到净化的装置.袋式除尘器的最大优点
9、就是除尘效率高,入口含尘浓度对排放浓度影响不大,除尘效率在实际应用中一般也可达99.9%,粉尘排放浓度可达到10mg/Nm3以下甚至更低,所以袋式除尘器的除尘效率最高.袋式除尘器的最大缺点是需要更换滤袋,且需要定期清灰.袋式除尘器阻力较大,一般平均在1200Pa以上,增加了日常维护的费用.水泥窑烟气温度变化很大,而袋式除尘器却要求水泥窑的操作控制相对稳定,温度过高容易烧袋,温度过低容易糊袋.对于粉(烟)尘的防治,袋式除尘器的除尘效果要优于静电除尘器,且由于机立窑烟气特殊性质,电除尘器不仅要解决腐蚀、结露、爆炸等问题,其达标运行的稳定性也不如袋式除尘器好.袋式除尘器虽然需要更换滤袋,但随着技术的
10、不断发展,滤袋寿命提高到2年甚至更长时间,满足了用户的要求.同时由于目前袋式除尘器本体结构、清灰方式和各阀门的改进,滤料、滤袋和清灰控制系统的技术进步以及辅助清灰技术的应用,使得水泥窑采用袋式除尘器的技术日臻成熟和完善,特别是袋式除尘器不受粉尘比电阻的限制,也适合窑尾的除尘.3.1.1 排放烟气含尘浓度的计算除尘器名称全效率%0-5 5-1010-2020-44 44袋式除尘器99.7 99.5 100100100100布袋除尘器分级效率 不同粒径下的分级效率 % 表1 水泥企业热力设备废气排放标准设备名称设备类别区域类别废气中有害物质名称新建设备烟囱最低高度烟尘一氧化碳单机生产能力t（产品）
11、/ d高度（m）排放最大浓度mg/m3单位产品最大排放量kg/t窑尾废气中一氧化碳最高体积百分含量%单位产品最大排放量kg/t各种形式水泥旋窑：湿法窑（包括带余热锅炉及泥浆过滤机的湿法窑）；干法窑（包括带余热锅炉的干法窑）；立波尔窑（包括一次和二次通过）；干法预热窑（包括带分解炉的预热窑）各种新型水泥烧成炉现有 一1501.00.28120080二4002.00.2510800120060三6003.00.351440080045四8005.00.52024030二4001.21.24013024025三6001.82606013020四8003.0390H 故为低悬罩热源对流散热量Q=t F
12、 =1.7(100-20)3.14(1.2)2/ 4 =0.662Kj/s热射流辐射断面上的流量 L0= 0.167Q B=0.1670.6621.2=0.145m3/s取V =0.5 m/s窑尾本身散发的热射流L1 = 6000m3/h = 1.67 m3/s排风罩排风量为L= Lz+ V F + L1 =0.145+ 0.5 3.14/4 (1.52 - 1.22 ) + 1.67 = 2.13m3/s =7678.5 m3/hLz-罩口断面的热射流流量，在低悬罩情况下为L0-收缩断面上的流量V= 扩大面积上的空气吸入速度F-罩口的扩大面积3.3.2送风管网参数设计理论分析 在本次设计中,采用圆形风管,管道总长长定为20m,其中有三个直角弯头.本设计有（R/D=1.5） 90弯头3 个 1= 0.17；根据通风除尘系统设计技术要求,水泥行业通风管道中烟气设计风速一般应在1218m/s左右.为有效防止粉尘堆积,水平风管内的风速应取v=18m/s.根据系统图除尘器前管道只考虑管段3，其风管管径为: d=4L/v = 42.13/(3.1418)=388mm根据参考文献4,查表“圆形风管规格”,取 d= 400mm 对于风机和除尘器间管段只考虑管段水平管段4和8 风速v=18m/s.其风量为L 1.05=7678.5 1.05=8062.4m3/h 其风管管径为:
