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1、无（微）动力除尘技术昆明冶金研究院主要完成人瞿仁静杨红英胡娟1引言22. 研究的总体思路23. 无（微）动力除尘技术的含义34. 适用领域35. 背景技术36. 除尘原理37. 除尘工艺流程47.1无动力除尘工艺47.2微动力除尘工艺48. 除尘设备69. 无动力除尘技术内容1110. 技术特点1211技术难点1312设备技术参数1313. 除尘后达到的效果1414. 项目应用推广情况错误!未定义书签。节能减排是我国“十一五规划纲要”提出的贯彻落实科学发展观、构 建社会主义和谐社会的重大举措。无（微）动力除尘技术是环境保护、 污染治理行业的一项节能减排新技术。无（微）动力除尘技术，是本院在只有
2、国内外文献报道的基础上， 自主研发的除尘技术，除尘观念新颖，除尘原理运用得当，设备构思巧 妙，工艺布局合理，节能，不消耗动力或动力消耗小，除尘指标先进。 已经在选矿、炼铁、烧结、铁合金等行业应用，均通过项目验收。无（微）动力除尘技术，获得第十八届全国发明展览会铜奖。于2009 年申请发明专利，已经获得授权。2. 研究的总体思路要求开发研究一种物料运输系统的全新的除尘方法，以响应国家节 能减排的号召，满足企业日益增长的对节能减排、环境保护的需要。对新技术，要求其投资少、不占地、捕集率高、除尘成本低、除尘 器寿命长、施工工期短。其中，在物料转运系统，力求做到不消耗动力 达到除尘的目的，除尘效果不能
3、低于传统的布袋除尘工艺，排放的粉尘 量及操作岗位含尘浓度等，必须达到国家标准。采取现场观测手段收集扬尘点的粉尘资料，取样分析粉尘特性，在 实验室模拟粉尘运动轨迹，研究粉尘运动规律，计算除尘器工艺参数， 加工制作除尘器，现场安装设备，调试修改设备，最终达到最佳的除尘 效果。经过四年来的不断创新和开发，已经研究出一种无动力除尘技术， 建立了一个科学的理论体系，有一套完整的计算方法，有一只有实力的 研究、设计、施工队伍。3. 无（微）动力除尘技术的含义无动力除尘技术利用重力除尘、空气动力学和压力平衡的原理，打 破传统的除尘方式，对各扬尘点进行分散除尘，无需任何外加的动力设 备。微动力除尘技术，是针对
4、与皮带输送机相关的破碎机、振动筛、料 仓等设备，在无动力除尘技术的基础上，配加小型过滤器辅助除尘的一 种除尘技术。4. 适用领域无动力除尘技术除尘方法，属于环保干法除尘技术领域，适用于物 料输送系统转运站等扬尘点的除尘，不适用于炉窑等烟气除尘。5. 背景技术我国原料输送系统除尘，多数采用负压吸风布袋除尘工艺进行除尘。 布袋除尘工艺包含粉尘捕集罩、输送管道、布袋除尘器、引风机和烟囱 等。优点：除尘效率高。缺点：投资大；粉尘捕集率低；水平管道易堵塞，影响捕集率；抽 风量大，运行费用高；除尘器、引风机和烟囱等占地面积大；需设置专 职的操作维护人员及粉尘运输设备。6. 除尘原理无动力除尘技术，运用空气
5、动力学原理，利用物料跌落时产生的压 力差，在除尘器内形成气流闭环流通，对各扬尘点进行分散除尘。在需 除尘的设备上，设置除尘室，在除尘室内设置应力板。物料跌落或受到 振动时，含尘气流往上运动，撞击到应力板，变为紊流，气流的速度与 方向均发生改变，大颗粒的粉尘沉降下来。在密封的除尘室内，皮带仍 然继续运行，物料下料口出现微负压，在除尘室内设置密封气体回流管， 将微正压气流引至物料下料口前，保持压力平衡，实现除尘器内闭环流 通，保证粉尘连续沉降。7.除尘工艺流程7.1无动力除尘工艺除尘工艺流程为：密封室一粉尘气流一密闭落料管一除尘室一尘气 分离室一粉尘循环室一密封室一空气。无动力除尘技术原则流程见图
6、1，设备流程见图2。图1无动力除尘技术流程图7.2微动力除尘工艺除尘工艺流程为：粉尘气流（落料管）一多功能消尘室一尘料分流 装置一滤尘室一微环室一脉冲负压吸尘器一密封帘一滤尘室一空气。微动力除尘技术原则流程见图3,设备流程见图4。minw图2微动力除尘方案流程图无动力除尘1.导料檀总成2 一栈桥徽环豆3.募花装置4.尘气分离室5涂功能消尘室&缭尘回流室7.期解装置细8 一有封避料室9 一物料干湿传感装置10,尾缓解室11,尾密封室12,清扫投料口13.检验孔微动力除尘1,务功能消生室4,雾化装了,导料地总成.1。.尾缓解室丸缓结回流室 5.气分离装置 8.清扫投料口1牝瞄解装置3.负压吸器 &
7、栈桥微环室 鼠尾密封室 12密封进料室.13.干湿传感装冠8. 除尘设备除尘设备由密封室、密闭落料管、栈桥微环室、导料槽总成、除尘 室、缓尘回流室、多功能消尘室、尘气分离室、尾密封室、尾缓解室、 小功率除尘器、物料干湿传感装置等组成。9. 除尘器性能指标理论计算9.1除尘效率在除尘工程设计中一般采用全效率作为考核指标，优势也使用分级 效率进行表达。9.1.1全效率全效率为除尘器初夏的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之百分比。如下式所示:n=(G2/G1)X100%式中：n除尘器的效率，%；G1进入除尘器的粉尘量，g/s；G2除尘器除下的粉尘量，g/s。由于在现场无法直接测出进入除尘器的粉尘量，应先测
8、出除尘器进 出口气流中的寒碜浓度和相应的风量，再用下式计算：n =(Q1C1-Q2C2/Q1C1)X 100%式中：Q1除尘器入口风量，m3/s ；C1除尘器入口浓度，mg/ m3；Q2除尘器出口风量，m3/s ；C2除尘器出口浓度，mg/ m3。9.1.2总效率在除尘系统中，若有除尘效率分别为n1、n2nn的几个除尘器 串联运行时，除策划你系统的总效率用门表示，按下式计算：n =1- (1-n 1) (1-n2) (1-nn)9.1.3穿透率穿透率？为除尘器出口粉尘的排出量与入口粉尘的进入量的百分 比，按下式计算：P= (Q2C2/ Q1C1)X100%9.1.4分级效率分级效率门c为除尘器
9、对某一粒径dc或粒径范围dc内粉尘的除尘 效率，如下式所示：n c=(ASc/ASj) X100%式中：3c在dc的粒径范围内，除尘器捕集的粉尘量，g/s；Sj)在dc的粒径范围内，进入除尘器的粉尘量，g/s。9.2压力损失除尘器压力损失AP为除尘器进、出口处气体流经除尘器所耗的接卸 能，当知道除尘器局部阻力系数&值时，可用下式计算。在现场可用压 力表直接测出。 P我 P0V2/2式中：?除尘器的压力损失，Pa；P 0处理气体的密度，kg/m3；V2除尘器入口处的气流速度，m/s。10.除尘器设计10.1设计计算除尘设备由密封室、密闭落料管、栈桥微环室、导料槽总成、除尘 室、缓尘回流室、多功能
10、消尘室、尘气分离室、尾密封室、尾缓解室、 小功率除尘器、物料干湿传感装置等组成。含尘气体在除尘室内缓慢流动，尘粒借助自身的重力作用被分离而 捕集下来。为了提高除尘室的除尘效率，在室内加装应力板，目的是改 变气流气流的运动方向，由于粉尘颗粒惯性较大，不能随同气体一起改 变方向，撞到应力板上，逝去继续飞扬的动能，沉降到皮带上。应力板 使含尘气体产生一些小股涡旋，尘粒受到离心力作用，与气体分开，并 撞击到室壁和应力板上，沉降下来。装有应力板的除尘器，气流速度可 以提高到68 m/s，除尘器内设置多个应力挡板，相对低降低了尘粒的 沉降高度。基本流速一定时，除尘室的纵深越长，除尘效率越高。除尘 器内在气
11、体入口处装设应力板，使除尘器内气流均匀化，增加惯性碰撞 效应，提高除尘效率。除尘器内气体基本流速为12 m/s，捕集粉尘粒径为40um以上， 压力损失比较小。在近似计算中假设气流为水平均匀气流，假设尘粒具有与气流相同 的速度。除尘器的结构尺寸就使粉尘通过除尘器长度L时代流速V能使 粒子借自身重力作用，按沉降速度W，下降到除尘器底部。尘粒沉降到 底部的时间小于或等于气流他哦你通过除尘器的时间。设气流通过除尘器的时间为t,则t=L/V式中：L除尘器的长度，m；V气流流速，m/s；设尘粒沉降到底部的时间为ta，则ta=H/Ws式中：H除尘器的高度，m；Ws尘粒沉降的速度，m/s。要使尘粒不被气流带走
12、，则必须toWt , H/Ws WL/V。设计时可按下列公式计算沉降室的主要结构尺寸：除尘器长度：L=HV/ Ws.除尘器高度：H=L Ws/V。除尘器的宽度：B=A/H=Q/(3600VH式中：A除尘器的横截面积，m2；Q气体流量，m3/h。由于尘粒通过除尘器截面的流速并不均匀，按上式求得的除尘器尺 寸必须适当放大其长度的宽度。在调整除尘室主要尺寸时应切实注意除 尘的工作物性，当气流流速越小时，越能捕集微细灰粒；除尘器高度越 小，长度越长，除尘效率越高；除尘器内的气流流速越均匀，则除尘效 率越好。尘粒的沉降速度W，可按下式近似地求得。设气体中含有的尘粒为 球形，粒径在1100mm范围内，根据
13、斯托克司定律，尘粒在沉降时仅 收到气体的阻力。Fg= n ds3(pk-pt)g/6式中：Fg尘粒的沉降力，N；ds尘粒的当量直径，m；pk尘粒的密度，kg/m3；pt气体的密度，kg/m3；g重力加速度，m/s2。F=3 nu dSWS式中：F气体的阻力，N；u气体的黏度，Pa.s；WS尘粒的沉降速度，m/so从公式可以看出，当尘粒种类和直径以及气体状态一定时，尘粒的 沉降力Fg为一定值。在此情况下，尘粒由静止状态开始沉降时，由于沉 降速度很小，当FVFg时，尘粒呈等加速度沉降过程中下降速度不断增 加，则气体阻力F不断增加；当达到Fg=F时，尘粒的下降速度不再增加， 而以等速度不断沉降，此速
14、度就是尘粒的沉降速度。将上式代入尘粒等速度沉降的条件式Fg=F，则n ds3(pk-pt)g/6=3 nu d/S移项整理后则可得到沉降速度WS为：WS= ds2(pk-pt)g/18 u做等速度沉降的尘粒直径为：ds=18uWS /(pk-pt)gi/2式中：ds斯托克司粒径。公式中尘粒是以球状粒子计算，但实际上尘粒并非球状例子，应按 下式进行修正。d =0.65ds式中：d形状不规则尘粒的粒径，m；0.65形状修正系数。尘粒的密度应进行测试确定。10.2设计要点(1)除尘器内气流流速，应取0.41.0m/s。（2）除尘器尺寸以矮、宽、长原则设计，若除尘器过高，其上部的 尘粒沉降到底部的时间
15、较长，尘粒未沉降到底部就被气流带走。流通界 面确定后，宽度增加，高度就可以降低；加长除尘器，可以使尘粒充分 沉降。（3）除尘器内可以适当设置应力挡板，形成多层沉降室，以提高除 尘效果。（4）除尘工程设计中有时不可能按计算尺寸确定结构，而是视具体 布置考虑。（5）除尘器可以根据其流量/空间位置和除尘效率设计成不同的构造 及外形。ds11.无动力除尘技术内容无动力除尘技术所要解决的技术问题是提供一种物料运输系统的除 尘方法，其投资少、不占地、捕集率高、处理成本低、除尘器寿命长、 施工工期短。解决无动力除尘的技术问题所采用的方案是：对物料经过的输送装 置进行密封，在输送机的落料工位之后依次设置除尘室、尘气分离室和 循环降尘室；对除尘室的上扬
