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1、水泥厂配料车间粉尘污染治理工程(课程)设计一、 水泥厂除尘概述（一）、水泥的概念水泥是粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中或水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。（二）、水泥粉尘污染特点我省水泥行业，有以下二个特点：（一）规模小，工艺落后，市场竞争力差我省现有水泥企业的生产线大多数属于规模小，设备工艺落后，应限制淘汰之列。全省机立窑生产线中，设计年生产规模万吨（含万吨）以下的有条生产线，占总数的，其中设计年生产规模万吨和不及万吨的生产线条，占总数。由于规模小，工艺设备落后，能
2、耗、物耗高，导致水泥成本增加，也限制了产品质量的提高，与省外包括省内大中型水泥企业相比，在市场竞争中处在相对劣势，经不起市场变化的考验。近几年，由于水泥市场相对紧缩，加上省外水泥的大量涌入，对我省水泥企业造成很大冲击。（二）环保防治措施滞后，污染严重我省水泥企业起步较早，老企业居多，环保历史欠帐严重，加上前几年大量兴建的小水泥企业，由于一些地方领导和企业负责人对环保重视不够，没有严格执行环境影响评价和“三同时”制度，造成布局不当和治污设施未上或不完善，绝大多数水泥企业都不同程度存在粉尘超标排放。许多地方因粉尘污染扰民，厂群纠纷突出。据统计，全省水泥企业实际安装各类除尘设施台套，占应安装数，已安
3、装除尘设备的粉尘排放达标率仅为。这说明我省水泥企业约有粉尘点未达到排放标准。在布局上，水泥企业分布建城区、近郊、中心集镇或其它敏感区域的有多家，由此可见，布局不当问题也相当突出。（三）、生产工艺 水泥的生产工艺，以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。水泥生产过程可简单地分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个主要过程。详细过程见下图：破碎包装球磨配料破碎煅烧球磨配料烘干水泥生产工艺流程图我国水泥厂粉尘排放现状可包括以下几方面： 1、排放仍很严重我国水泥工业每年向大气排放的粉尘、烟尘在1000万吨以上，成为我
4、国粉尘污染的大户。2、乱排、偷排现象依然严重 我国水泥厂规模一般较小但数量多这样就使管理有了很大的麻烦，为此有很多企业不管政府有关规定偷排、乱排对地方环境造成严重的破坏。3、排放粉尘浓度高 水泥厂排放的粉尘中固体颗粒占到97以上，其中有较大一部分是成品水泥灰。水泥企业除尘现状：1)除尘设备配备基本齐全 2）除尘设备老化 a、“三同时” a、中小企业重视不够b、物料回收比较方便，回收价值高 b、老设备更新换代难 3）监管不够 4）管理使用技术不高a、排污收费力度不够，形式不科学 a、企业环保管理未到 定额收费，按产量收费等 b、环保部门监管不够 b、使用技术培训不够 5）电除尘和袋式除尘是设备主
5、流 a、电除尘器流行b、环保部门推荐使用袋式除尘目前水泥行业的污染治理状况仍然存在着较多的问题，主要表现为以下三点：一是由于大多数水泥厂为立窑生产线，生产工艺相对落后，加之生产和污染治理设施的管理维护力度不够，因此，部分水泥厂粉尘和废气的跑、冒、滴、漏现象以及粉尘的无组织排放仍然突出。二是经过多年运行，大部分企业污染治理设施受损老化；另外，部分企业的污染治理设施由于仓促上马，治理设施选型不合理，质量不过关，运行维护难度大；加上企业自身技术条件的局限，污染治理设施故障频出，有效运行率逐年降低，污染治理效果不断下降，企业难以保证污染物长期、稳定地达标排放，一定程度上出现了污染反弹现象。三是2000
6、年限期治理达标工作取得阶段性成效后，大部分企业满足于现状，对存在的各种问题认识不够，缺乏积极主动提高污染治理水平的意识和决心，污染治理设施出现问题时，不及时报告、不及时修理，个别企业甚至还出现治理设施不正常运行的情况。（四）、粉尘的介绍粉尘是水泥工业的主要污染物。在水泥生产过程中，需要经过矿山开采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅烧、熟料冷却、水泥粉磨及成品包装等多道工序，每道工序都存在不同程度的粉尘外溢，其中烘干及煅烧发生的粉尘排放最为严重，约占水泥厂粉尘总排放量的70%以上，而很多水泥厂在建厂之初根本就没有考虑其窑炉或烘干机的除尘工艺，建成投产后甚至连一个简易的沉降室都没有，有少数厂虽
7、然安装了除尘设施，却形同虚设，要么就是疏于管理而不能正常运行，要么就是白天运行晚上关闭，要么干脆就是一套应付检查的摆设而已，粉尘大多处于直接排放状态。有资料表明，目前我国大气粉尘污染主要源自于水泥、火电和冶金三大行业，其中水泥行业的排放量跃居首位。据专家保守估计，我国水泥工业每年排放的粉尘总量超过1200万吨，约占水泥年产量的2.5%，而德国、美国日本等先进国家，其水泥工业粉尘排放量仅占产量的0.01%左右，两者相差200多倍。我国相关标准规定的水泥厂允许排放浓度本来就高出先进国家1-2倍，然而先进国家却能做到达标排放，反而我们能够做到达标排放的水泥厂仅仅是凤毛麟角而已，绝大多数在标排放，且排
8、放浓度动辄超过标准数十倍，甚至上百倍，这不能不令人深思、忧虑。每年所排放的一千余万吨粉尘，不仅造成环境的严重污染，同时造成了资源的巨大浪费。（五）主要产尘源粉尘污染源主要来自破碎机、烘干机、生料磨机立窑、水泥磨、包装机以及料库提升机、输送机等设备。其中烘干机和机立窑属于热力生产设备，其它均属机械通风生产设备。就收尘技术而言，热力生产设备的粉尘污染源治理难度大，尤其是机立窑烟尘，因治理技术、资金等方面的原因，长期以来得不到有效治理，是水泥企业粉尘污染治理的难点。石灰石、页岩、砂岩和其它体积较大的原材料均需破碎。破碎时产生粉尘。破碎后的石灰石转运至预均化堆场，然后输送到原料调配站与其它转运来的原料
9、按比例混合，送至原料磨进行粉磨。在转运和粉磨的过程中，不断有粉尘产生。粉磨后的原料混合物称作生料。生料在生料库中均化后，送入窑中煅烧。生料的转运过程同样产生粉尘污染。从窑尾排出的气体含粉尘、SO2、NOX等污染物。生料在窑中煅烧成熟料，经冷却和储存，送至水泥磨与石膏等添加剂一起粉磨形成水泥。熟料冷却和转运、添加剂破碎与转运、水泥磨以及水泥选粉机等环节均排放粉尘。水泥转运、包装和散装时也存在粉尘排放问题。总之，物料的破碎、粉磨、堆放、转运、煅烧、冷却、包装和散装等过程是粉尘的排放源，另外，窑尾气体中还含有SO2、NOX等气态污染物。（六）、球磨机的介绍球磨机是我国水泥生产企业粉磨水泥的主要设备，
10、本机运转平稳，工作可靠，流程简单，操作管理及维修方便。球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机、小传动齿轮、电机、电控）等主要部分组成。中空轴采用铸钢体，内陈可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。本机为卧式筒形旋转装置，外沿齿轮传动，两仓，格子型球磨机。物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出，完成粉磨作业。它广
11、泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。生料磨除尘可选用旋风和电除尘器。目前水泥行业的污染治理状况仍然存在着较多的问题，主要表现为以下三点：一是由于大多数水泥厂为立窑生产线，生产工艺相对落后，加之生产和污染治理设施的管理维护力度不够，因此，部分水泥厂粉尘和废气的跑、冒、滴、漏现象以及粉尘的无组织排放仍然突出。二是经过多年运行，大部分企业污染治理设施受损老化；另外，部分企业的污染治理设施由于仓促上马，治理设施选型不合理，质量不过关，运行维护难度大；加上企业自身技术条件的局限，污染治理设施故障频
12、出，有效运行率逐年降低，污染治理效果不断下降，企业难以保证污染物长期、稳定地达标排放，一定程度上出现了污染反弹现象。三是2000年限期治理达标工作取得阶段性成效后，大部分企业满足于现状，对存在的各种问题认识不够，缺乏积极主动提高污染治理水平的意识和决心，污染治理设施出现问题时，不及时报告、不及时修理，个别企业甚至还出现治理设施不正常运行的情况。二、设计点情况分析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
13、 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编制设计说明书. 1、污染源分析电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘的比电阻的影响更为突出。电除尘器最适宜捕集比电阻为104 1010 cm的粉尘粒子，当净化比电阻小于104或大于 1010 cm的粉尘粒子时，除尘效率是很低的；因为产生负电晕的电压比正电晕的低，并且电晕电流大，所以工业用的电除尘器，均采用负电晕放电的形式；在电除尘器进口处的气体流速，一般为1
14、0-15m/s，而在除尘器内部则只有0.5-2 m/s。若不采取必要的分布措施，气体在除尘器内会很不均匀，中心部分流速将大大超过设计标准，气体在除尘器内的停留时间大大缩短，被捕集到的再飞扬也会被高速气体所带走。同时气流分布不均匀会使电晕极产生晃动，引起供电电压的波动，从而使实际除尘效率降低。严重时会造成电除尘器不能正常操作。为此，可通过加设气流分布装置加以解决。水泥业发展迅猛造成水泥粉尘污染急剧上升，严重污染环境，影响人民生活。据专家透露，目前全国每年水泥粉尘排放量达 1000 多万吨，构成工业粉尘排放量的大头，是重要的空气污染源，治理水泥粉尘污染已刻不容缓。粉尘是水泥工业的主要污染物。粉尘对
15、人体的危害，根据其理化性质、进入人体的量的不同，可引起不同的病变。如呼吸性系统疾病、局部作用、中毒作用等。将尘源有效的封闭，是防止粉尘外逸的一项有效的技术措施. 磨尾卸料口和除尘器出灰口，必须装锁风装置。物料输送应尽可能选用密闭性能好的输送设备，如斗式提升机、螺旋输送机等。水泥生料靠用球磨机磨细，磨机出料时扬尘较多，加之生产上需要抽风引导物料流动，生料磨尾必然产生大量含尘废气，需要除尘器净化后排放。不是设计点的无规律的含尘气体，采用可靠的除尘设备加以处理净化后的废气即可通过排气管道排人车间外大气中。2. 净化方案设计及运行参数选择本设计中采用旋风除尘设备进行净化处理。2.1 旋风除尘器的工作原理旋风除尘器一般有带有一锥形的外圆筒，进气管，排气管，圆锥观和贮灰箱的排气阀组成。当含尘气流以一定的速度（一般在1425m/s之间，最大不超过35m/s）由
