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1、目 录1 设计内容.31 设计基础资料.32 设计要求.32 设计计算.31 集气罩设计.32 风量计算.43 旋风除尘器设计选型.44 旋风除尘器效率计算.75 二级除尘器设计选型.86 管道设计计算.127 风机和电机的选择.178 排气烟囱的设计.183 心得体会与总结.19参考文献.20附图.21题目:水泥厂配料车间粉尘污染治理工程(课程)设计一设计内容1. 设计基础资料l 计量皮带宽度:450mml 配料皮带宽度:700mml 皮带转换落差:500mml 设粉尘收集后,粉尘浓度为2000mg/m3,粉尘的粒径分布如下表.粒径间隔/m40质量频率/%25252020102. 设计要求l
2、 排放浓度小于50 mg/m3l 设计二级除尘系统,第一级为旋风除尘器,第二级为电除尘器或者袋式除尘器.l 计算旋风除尘器的分级除尘效率和除尘系统的总效率.l 选择风机和电机l 绘制除尘系统平面布置图l 绘制除尘器本体结构图l 编制设计说明书2 设计计算1.集气罩设计集气罩的设计原则：1 改善排放粉尘有害物的工艺和环境，尽量减少粉尘排放及危害。2 集气罩尽量靠近污染源并将其包围起来。3 决定集气罩的安装位置和排气方向。4 决定开口周围的环境条件。5 防止集气罩周围的紊流。6 决定控制风速。 本设计采用密闭集气罩，密闭罩设计的注意事项：密闭罩应力求密闭，尽量减少罩上的孔洞和缝隙；密闭罩的设置应不
3、妨碍操作和便于检修；应注意罩内气流的运动特点。搅拌机上方采用整体密闭集气罩，尺寸2000500(高度)mm。传送带上方采用局部密闭集气罩，尺寸12101210mm。2.风量计算对于整体集气罩，取断面风速为0.6m/s对于局部集气罩，取断面风速为0.5m/s总风量 3. 旋风除尘器的设计选型1) 设计选型一级除尘系统采用旋风除尘器，其特点是旋风除尘器没有运动部件，制作、管理十分方便；处理相同风量的情况下体积小，价格便宜；作为预除尘器使用时，可以立式安装，亦可以卧式安装，使用方便；处理大风量是便于多台联合使用，效率阻力不受影响，但是也存在着除尘效率不高，磨损严重的问题。普通除尘器是由进风管、筒体、
4、锥体和排气管组成。含尘气体进入除尘器后，沿外壁由上而下做旋转运动，同时少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。旋风除尘器净化气量应与实际需要处理的含尘气体量一致。选择除尘器直径时应尽量小些；旋风除尘器入口风速要保持1823m/s；选择除尘器时，要根据工况考虑阻力损失及结构形式，尽可能减少动力消耗减少，便于制造维护；结构密闭要好，确保不漏风。取除尘器筒体净空截面平均流速为20m/s除尘器直径 本设计采用CLT/A-6型除尘器，入口风速15m/s，风量23340m3/h，外形尺寸如附图3。2) 运行管理除尘器的漏风对净化效率有显著影响，
5、尤其以除尘器的排灰口的漏风更为严重。因为旋风除尘器无论是在正压下还是在负压下运行，其底部总是处于负压状态，如果除尘器底部密封不严密，从外部渗入的空气会把正在落入灰斗的粉尘重新带走。使除尘器效率显著下降。旋风除尘器漏风有3种部位：(1)除尘器进、出口连接法兰处；(2)除尘器本体；(3)除尘器卸灰装置。引起漏风的原因是：(1)除尘器进出口连接口处的漏风主要是由于连接件使用不当引起的，例如螺栓没有拧紧，垫片不够均匀，法兰面不平整等。(2)除尘器的本体漏风原因主要是磨损，特别是灰斗因为含尘气流在旋转或冲击除尘器本体时磨损特别严重，根据现场经验当气体含尘质量浓度超过10g/m3，在不到100天时间里可能
6、磨坏3mm厚的钢板。(3)旋风除尘器卸灰装置的漏风。卸灰阀多用于机械自动式，如重锤式等。这些阀严密性较差，稍有不当，即产生漏风，这是除尘器运行管理的重要环节。除尘器一旦漏风将严重影响除尘效率。据估算，旋风除尘器灰斗或卸灰阀漏风1，除尘效率下降5，惯性除尘器灰斗或卸灰阀漏风1，除尘效率下降10。沉降室入口或出口的漏风对除尘效率影响并不大，如果沉降室本体漏风则对除尘效率有较大影响。因此，必须保持旋风除尘器线管的气密性，不允许有漏风(正压操作时)和吸风现象(负压操作时)。一般在制造后需要进行气密性试验。防止磨损的技术措施：(1) 防止排尘口堵塞。防止堵塞的方法主要是选择优质卸灰阀，使用中加强对卸灰阀
7、的调整和检修。(2) 防止过多的气体倒流入排尘口。使用卸灰阀要严密，配重得当，减轻磨损。(3) 应该常检查除尘器有无因磨损而漏气的现象以便及时采取措施。可以利用蚊香或香烟的烟气靠近易漏风处，仔细观察有无漏气。 (4)尽量避免焊缝和接头。必须要有的焊缝应磨平，法兰连接应仔细装配好。 (5)在灰尘冲击部位使用可以更换的抗磨板。或增加耐磨层。如铸石板、陶瓷板等。也可以用耐磨材料制造除尘器，例如，以陶瓷制造多管除尘器的旋风子；用比较厚或优质的钢板制造除尘器的圆锥部分。 (6)除尘器壁面的切向速度和入口气流速度应当保持在临界范围以下。(7)采取有效的防腐措施，在除尘器的外壳一般要刷一层红丹、二层耐腐漆或
8、耐热漆。 旋风除尘器的堵塞和积灰主要发生在排尘口附近，其次发生在进排气的管道里。引起排尘口堵塞通常有两个原因，一是大块物料(如刨花、木片、木栉等)或杂物(如从吸尘口进入的塑料袋、碎纸、破布等)滞留在排尘口形成障碍物，之后其他粉尘在周围堆积，形成堵塞。二是灰斗内灰尘堆积过多，不能及时顺畅排出。不论哪一种情况，排尘口堵塞严重都会增加磨损。降低除尘效率和加大设备的压力损失。预防排尘口堵塞措施：(1)在吸气口增加栅网，既不增加吸风效果，又能防止杂物吸入。(2)在排尘口上部增加手掏孔，其位置应在易堵部位，大小以150x150ram的方孔即可。手掏孔盖的法兰处应加垫片并涂密封膏，避免漏风。平时检查维修中可
9、用小锤敲打易堵处的壁板听其声音，以检查是否有堵塞。 与袋式吸尘器、电除尘器不同，旋风除尘器的进气口或排气口形式通常不进行专门设计，所以在进、排气口略有粗糙直角、斜角等就会形成粉尘的粘附、加厚，直至半堵塞或堵塞。因为除尘器压力损失的大小和内部气流强弱有直接关系，故可依靠测定压力损失来检查工作状态正常与否。如果除尘器内部有灰尘堵塞，压力损失就上升或者压力虽未上升，则气体流量减小，遇到这两种情况。都应该检查设备是否存在堵塞情况。避免和预防堵塞的第一个环节是从设计中考虑，设计时要根据粉尘性质和气体特点使除尘器进、出口光滑。避免容易形成堵塞的直角、斜角。加工、制造设备时要打光突出的焊瘤、结疤等。运行管理
10、旋风除尘器要时常观察压力、流量的异常变化，并根据这些变化找出原因，及时消除。总之，防止旋风除尘器的堵塞和积灰要做到：(1)灰斗内的粉尘位应在允许范围内；(2)排灰和运灰工具良好；(3)及时清除灰斗中的灰尘；(4)防止贮灰和集灰系统中的粉尘接块硬化。4. 旋风除尘器除尘效率计算 旋风除尘器的筒体直径、气体进口以及排气管形状和大小都是影响旋风除尘器的主要因素。 涡流系数n 取气流切向速度v = 18m/s，内外交界面圆柱直径d0 = 0.25m，交界面圆柱高度h0 = 4m气流在交界面的切向速度 外涡旋气流平均径向速度分隔粒径 分级效率 由此可以计算分级除尘效率和总效率旋风除尘器分级效率计算表粒径
11、范围dp/m40平均粒径范围/m515253540质量百分数gi/%2525202010分级效率i/%4870828890总效率/%igi/%1217.516.417.69=igi72.55. 二级除尘器的设计选型 为安全起见，取旋风除尘器总效率为65% 二级除尘系统的进口浓度 出口浓度为0.05g/m3，则二级除尘效率最低为二级除尘系统采用袋式除尘器，袋式除尘器的过滤机理主要有截留、惯性沉降、扩散沉降、重力沉降、静电沉降。主要优点有：除尘效率高，适应性强，使用灵活，结构简单，工作稳定。 脉冲布袋除尘器的工作原理： （1)风机，脉冲阀：除尘器的风机不停转动将含粉尘的空气抽上来，通过滤布过滤；脉
12、冲阀是脉冲喷吹清灰装置的执行机构和关键部件，主要分为直角式、淹没式、和直通式。直角式脉冲阀的特征是阀的空气进出口管成直角。脉冲控制仪发出指令，按顺序触发各个脉冲控制阀开启阀门，使压缩空气由喷吹管各孔眼喷射到各对应的文氏管，在高速气流(称为一次风)通过文氏管时，诱导数倍于一次风的周围空气(称为二次风)进入滤袋，造成滤袋瞬间急剧膨胀，由于气流的反向作用，使积附在滤袋上的粉尘清理下来，使布袋时刻保持通风不发生堵塞。 （2)吸灰：当特定的时间到达时，电脑发出指令，“除尘集灰仓开门装置”中的气缸动作，将门打开，此时除尘器主要抽过渡仓里的灰。过渡仓里的灰主要是：粉称排到过渡仓的灰加上斜皮带机往过渡仓投骨料
13、产生的灰。抽一段时间后“除尘集灰仓及开门装置”中的气缸动作，将门关闭，此时除尘器主要抽搅拌主机里的灰。含尘气体进入除尘器内，穿过滤袋，物料被滤袋截留，沉积在滤袋外壁上，过滤后的洁净气体经文氏管进入上箱体后从引风机出风管排出，脉冲阀循环工作时，除尘清理动作也就相应循环。使得吸附在布袋外侧的粉尘在重力作用下，落入“集灰仓”中。当位于集灰仓底部的门打开的时候，可将收集到的灰投入过渡仓，进而投入主机进行回收。脉冲喷吹清灰方式的特点在于它短期性的喷吹过程和相对较高的剩余压力施加滤袋的内侧。其过程是：从喷嘴出来的压缩空气流吸引着周围空气，在袋内形成高于正常状态的压力，在这种压力作用下，包裹在金属框架上的滤袋被吹压鼓涨起来，粉尘层发生变形、断裂，以团状脱离开滤布，下落，与此同时袋内压力并非稳定的停留于某常值，而是一开始压力突升，滤袋快速膨胀。由于猛烈的变形鼓涨，滤袋内体积空间突然变大，压力又下降。而且由于尘层的脱落，阻力变低，进入袋内的气量也随之而增大，这样，在短促的时间内形成滤袋往复的“鼓、瘪、鼓”波浪式变化，
