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1、河南理工大学本科毕业设计（论文）平煤天安一矿选煤厂筛分车间除尘系统设计摘要：随着煤炭行业的高速发展，由煤炭工业的发展引起的环境污染也越来越严重并且也越来越受到人们的重视，人们对生活质量特别是生活环境质量的要求同时也在提高。环境污染，如大气污染对人们赖以生存的大气环境造成了极大的影响，大气污染对环境的破坏是巨大的，它对我们的生活环境造成了许多的危害，已经成为人类亟待解决的问题之一。大气污染中粉尘颗粒物对环境造成的污染占据了重要的部分，严重影响了人们的身心健康。除尘系统的设计，不仅是环境保护方面的重要内容之一，它同时也对企业的经济效益和对外形象产生影响。本次对除尘系统的设计，就是建立在对环境保护发
2、展的基础上的。本文对除尘系统方案的提出、系统的设计计算及除尘器和风机等设备的选型等各个方面都进行了论述。通过对设计对象的深入了解，通过对系统阻力、风量等的计算，提出了合理的除尘方案，选用合适的除尘设备和管路组合成有效的除尘系统。最终达到预定的设计目标。关键词：大气污染；除尘系统；环境保护；除尘器；阻力。目 录1 引言42概述52.1 选煤厂概况52.2 选煤厂工艺流程52.3选煤方法52.4选煤厂的粉尘危害程度及产尘原因62.4.1粉尘危害62.4.2选煤厂粉尘现状及起尘原因分析82.5选煤厂粉尘测定与分析93.粉尘性质分析103.1粉尘的分类103.2粉尘的物理特性113.2.1粉尘的密度1
3、23.2.2粉尘的比表面积133.2.3粉尘的含水量及其润湿性133.2.4粉尘的粘附性133.2.5粉尘的安息角143.2.6粒径与分散度143.2.7 凝聚性144 除尘方案的确定144.1除尘系统的选择154.1.1除尘系统的分类及特点154.1.2除尘系统的设计要点：154.1.3除尘系统的设计步骤164.2除尘设备的选用164.2.1常用除尘设备的分类及特点164.2.2除尘器工作机理174.2.3常用除尘器的选用原则184.2.4除尘器的性能及评价指标194.2.5常用除尘设备的维护204.3除尘器发展展望204.4除尘方案的比较选择214.4.1除尘方案的初步选择214.4.2除
4、尘方案的可行性分析225 除尘系统设计235.1吸尘罩的选择和设计235.1.1局部吸尘罩的选择245.1.2密闭罩的选择255.1.3密闭罩的确定265.2系统排风量的确定265.2.1排风量的确定原则275.2.2密闭罩排风量的确定285.2.3密闭罩上开启口及缝隙的总面积305.2.4设备连接315.3除尘器的选择315.3.1旋风除尘器的优点315.3.2 旋风除尘器的选型步骤315.3.3 旋风除尘器的确定325.3.4 袋式除尘器的选择345.4管道的选择设计与阻力计算365.4.1风管材料的选择365.4.2风管布置原则375.4.3风管管径的确定375.5管道压力损失计算395
5、.5.1 压力损失计算步骤405.5.2 压力损失计算步骤405.6风机的选型计算及其它475.6.1 风机的选型原则475.6.2 风机选型计算486 技术经济分析506.1投资费用506.1.1设备费用506.1.2人工费用506.1.3系统管理及维护费用516.2系统的经济性分析516.2.1系统的经济效益分析516.2.2系统经济性比较527结 论53致 谢54参 考 文 献551 引言随着煤炭行业的高速发展，由于煤炭的不断发展引起的环境污染也越来越严重并且也越来越受到人们的重视，人们对生活质量特别是生活环境质量的要求同时也在提高。环境污染，如大气污染对人们赖以生存的大气环境造成了极大
6、的影响，大气污染对环境的破坏是巨大的，它对我们的生活环境造成了许多的危害，已经成为人类亟待解决的问题之一。大气污染中粉尘颗粒物对环境造成的污染占据了重要的部分，严重影响了人们的身心健康，其中的可吸入颗粒物过多进入人体对人体的危害也是很大的。因此，对粉尘污染的防治是十分重要的。近年来，随着人类对大气污染的认识进一步加深，人们对大气污染的控制也在逐步完善，各个国家都制定了相应的大气排放标准，各个企业工厂烟气必须在规定范围内才允许排放。另一方面，人们对环境保护投入的人力物力也在逐渐增加。很多科学家都致力于除尘系统的研究并且取得了很多建设性的成果。除尘系统的设计安装与维护都是十分复杂的，需要花费企业巨
7、大的人力与财力。而它的益处也是显而易见的，合理的除尘系统不仅能减少污染，而且可以为企业减少各项成本，是企业提高效益的有潜力的一点。因此对于除尘系统的设计就显得尤为重要。选煤厂的生产过程要经过装卸、输送、转运、筛分破碎等一系列运输和工艺加工过程，其结果是产生大量煤尘，严重污染环境。尤其是在筛分破碎车间，室内空气平均含尘浓度由几十mg/m3到几百mg/m3 ，个别尘源点附近甚至达到几千 mg/m3大大超过了国家规定的卫生标准值，致使运行人员难以监控设备，设备磨损严重，电器绝缘水平下降，给安全生产和工人的身心健康及环境带来极大的危害。本次设计的内容是天安一矿选煤厂筛分车间的除尘系统设计，本文将主要针
8、对对筛分车间的八台振动筛的除尘、抑尘展开，最终使设计结果达到企业的要求和国家的排放标准，并在此基础上尽可能的降低投资费用，便于工人操作检修和维护，找到合适的收支平衡点。2概述2.1 选煤厂概况天安一矿井田面积27.5km2,设计能力150万吨年，去年实际生产煤炭360万吨。主导产品混煤为“省优质产品”， 主导商品煤为三分之一焦混煤和洗混煤，低硫、低灰，发热量稳定，广泛用于电力、冶金、建材、化工、陶瓷、供热等行业，产品畅销华东和中南五省，网络辐射安徽、江西、福建、上海等地。批“高产高效矿井”。该矿洗煤厂为配套洗煤厂，拥有优质动力煤的生产工艺，生产能力为340万吨年。天安一矿选煤厂入洗天安一矿的原
9、煤，原煤牌号以贫瘦煤为主，灰分在34.37%左右，硫份小于0.5%,属低硫煤，挥发分17%左右。选煤厂工作制度同矿井，年工作300天，日生产14小时，年生产时间4200小时，小时原煤处理能力为714吨 / 小时，故年总处理能力为300万吨。选煤厂房共设8个系统，轮流运转，其中一个系统备用。筛分破碎车间有4台破碎机，8台震动筛。2.2 选煤厂工艺流程入选矿在运到选煤厂之前先运到破碎站，在破碎站破碎，用优劣煤带或输运机分别送至优煤储仓及劣煤储仓。储后毛煤分优劣煤送到筛分车间，筛分车间完成破碎及筛分任务后将13mm的劣煤及50mm的优煤输送到产品煤仓直接供外销。50mm的优煤及13mm的劣煤送至跳汰
10、车间洗选，选后产品送至产品仓外销，矸石进入排矸系统与锅炉房炉灰混合在一起送至矸石仓经汽车送至露天排土场废弃。所有的产品煤均自产品仓运至大型快速装车站经铁路外运，煤泥水进入耙式浓缩机浓缩，底流煤泥水进入压滤车间回收煤泥，混入劣煤中，溢流及压滤滤液作为循环水使用，实现厂内煤泥水闭路循环。2.3选煤方法选块煤有两种方法可供选择，即跳汰法或重介法。现天安一矿选煤厂使用的是跳汰法选煤方法。跳汰法选煤的主要优点是：1）一台分选设备可出三种产品，有中间产物可做回旋余地； 2）适合高密度分选，其第一段分选密度可在2.0以上；3）操作灵活，应变能力强。4）当筛分效率不高时，块煤中混入大量末煤时，对分选影响不大；
11、从发展上看有利于降低分选粒度下限；5）环节少管理简单，基本建设费用低，生产费用低；它的主要缺点是需选前破碎，分选效率不如重介法高。重介法选煤的主要优点是：1）入选上限高，厂内不必选前破碎；2）分选效率高；它的主要缺点是：1）一台设备只能生产二个产品，要求二个密度分选 ，对于重介法无疑要设置主、再选块煤分选机，增加了系统复杂程度，计算表明仅仅是一个密度分选的劣质块煤重介法排矸就比跳汰法基建投资高3154万元，赢利相差不大，当采用二个密度分选时，重介法基建费用会更高，生产成本也会更高。2）由于本煤1.81.9密度级灰分在51%左右，1.92.0密度级灰分在58%左右，1.82.0量约占8%以上，从
12、回收资源角度采用高密度分选是必要的，计算表明，本煤分选时无论优煤、劣煤其第一段分选密度都在1.95以上，这时重介法块煤需要予先湿法脱泥，介质细磨，使得重介系统大大复杂化，并且高密度介质净化量剧增，介质耗量大，管理较困难2.4选煤厂的粉尘危害程度及产尘原因2.4.1粉尘危害据有关数字统计，随着全球工业的不断发展，导致环境日益恶化。全世界每年估计排入大气的粉尘量约为一亿吨，硫氧化物高达1.5亿吨。我国废气中二氧化硫排放量为1927万吨，烟尘排放量为1013万吨，工业粉尘排放量为941万吨。如果我们长时间生活在各种废气和工业粉尘的环境中，我们会得各种各样的疾病。在工业生产过程中散发的各种有害物（粉尘
13、，有害蒸汽和气体），如不加以控制，会使室内外空气受到污染和破坏，危害人类健康、动植物生长，影响生产过程的正常运行。在各种不同生产场所，可以接触到不同性质的粉尘。如在采矿、开山采石、建筑施工、铸造、耐火材料及陶瓷等行业，主要接触的粉尘是石英的混合粉尘；石棉开采、加工制造石棉制品时接触的是石棉或含石棉的混合粉尘；焊接、金属加工、冶炼时接触金属及其化合物粉尘、农业、粮食加工、制糖工业、动物管理及纺织工业等，接触植物或动物性有机粉尘为主。工业生产中散发各种有害物以及余热余湿，如果不加控制，会使室内，外空气环境受到污染和破坏，危害人类健康，动植物生长，影响生产过程的正常运行。因此，控制工业有害物对室内外
14、空气环境的影响和破坏，是当前急需解决的问题。粉尘对人体的危害有很多方面，首先，在生产过程中最主要的途径是经过呼吸道进入人体，其次是经过皮肤进入人体，通过消化道进入人体的情况较少。生产性粉尘既污染环境，又严重危害作业工人的身体健康。人体吸入生产性粉尘后，可刺激呼吸道，引起鼻炎、咽炎、支气管炎等上呼吸道炎症，严重的可发展成为尘肺病；同时，生产性粉尘又可刺激皮肤，引起皮肤干燥、毛囊炎、脓皮病等疾病。如：金属和磨料粉尘可以引起角膜损伤，导致角膜感觉迟钝和角膜混浊；有机粉尘（如动物性粉尘），可引起哮喘、职业性过敏性肺炎等；危害最大的是采石场、矿山、开山筑路、开凿隧道等产生的粉尘；它含有游离的二氧化硅（即
15、矽尘），人体吸人过量会导致矽肺。矽肺是职业病学中最严重的病种之一，临床一般表现为气短、胸闷、胸痛、咳嗽和咯痰等呼吸功能障碍症状，最终可因呼吸功能衰竭而死亡。 粉尘对人体健康的危害同粉尘的性质，粒径大小和进入人体的粉尘量有关。粉尘中如果有毒性强的金属粉尘，进入人体后，会引起中毒以至死亡。例如铅使人贫血，损害大脑；锰，镉损坏人的神经，肾脏等等。此外，它们都能直接对肺部产生危害。例如引起心肺机能不全等。粉尘中的一些贵重金属元素对人体的危害很大。再有，粉尘的表面可以吸附空气中有害的气体，液体以及细菌病毒等微生物，它是污染物质的媒介物，还会和空气中的二氧化硫联合作用，加剧对人体的危害。粉尘还能大量吸收太阳紫外线短波部分，严重影响儿童的生长发育。选煤厂粉尘之大，治理之难，在一定程度上影响着日常生产，天安一矿选煤厂几年也一直关注粉尘的治理，并也投入一定资金、技术，不断的研究治理方法。在综合治理粉尘上取得一定的成效，并也积累了一定的经验，因客观因素的存在及主观因素的影响，目前选煤厂的粉尘危害程度仍然严重，特别是筛分车间，实测结果表明，空中浮
