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1、大气污染控制课程设计大 学学 生 课 程 设 计设 计 名 称： 大气污染控制工程设计 学生专业班级： 环境工程 学生姓名（学号）： 指 导 教 师： 2012年 5 月 8 日目录前言41.1 选题背景41.1.1 课题的来源41.1.2 课题的目的51.1.3 课题的意义51.1.4 应解决的主要问题51.1.5 技术要求51.1.6 本设计的指导思想61.2 国内外研究现状61.3 电除尘器存在的问题72 电除尘器设计方案论证92.1 引言92.2 电除尘器除尘机理92.2.1 粉尘在电场内的迁移和捕集92.2.2 尘粒的运动和捕集112.2.3 振打清灰112.3 静电除尘器分类和特点
2、112.3.1 按气流方向分112.3.2 按清灰方式分122.3.3 按集尘电极的结构形式分122.3.4 按电极在除尘器内的布置形式分122.4 方案选择133 电除尘器的结构设计133.1 集尘极系统133.1.1 集尘极的设计原则133.1.2 集尘极的形式133.1.3 集尘板的设计143.1.4 极板的悬挂143.1.5 极板清灰装置的设计143.1.6 锤击装置的传动系统设计153.2 电晕极系统153.2.1电晕线153.2.2 设计电晕线的要求153.2.3 电晕线的形式153.2.4 电晕线的固定153.2.5 电晕极的振打装置163.2.6 绝缘套管163.2.7 保温箱
3、163.3 气流分布装置163.3.1气流分布板的设计163.3.2 槽型板的设计173.4 壳体结构与几何尺寸173.4.1 电除尘器箱体横断面各部分尺寸173.4.2 箱体沿气流方向的内壁有关尺寸183.4.3 进出气箱的形状及尺寸183.5 电除尘器灰斗的有关尺寸193.6 排灰装置204、电除尘器的仿真设计数学模型204.1 了解进口浓度Ci以及出口浓度Co204.2 确定有效驱进速度p204.3 集尘板面积A204.4 电除尘器箱体横断面各部分尺寸214.4.1 电场断面积F214.4.2 电场高度h214.4.3 电除尘器通道数N214.4.4 电场有效宽度B214.4.5 过流断
4、面面积F214.5 箱体沿气流方向的内壁有关尺寸214.5.1 电场长度l214.5.2 验证实际效率1214.5.3 电晕极吊杆至进气箱大端面距离为224.5.4 除尘器壳体内壁长度224.5.5 检验实际除尘面积A224.5.6 每个电场电晕线的有效长度224.6 进出气箱的形状及尺寸224.6.1 水平进气箱进气口尺寸：采用水平进气式224.6.2 进气箱长度Lz224.6.3 进气箱有灰斗时的上沿宽度234.6.4 出气箱有关尺寸：234.7 灰斗的尺寸计算234.7.1 灰斗的排灰量：采用四棱台型灰斗234.7.2 宽度方向取灰斗个数4个：灰斗的长度为22/4=5.5m234.7.3
5、 长度方向取灰斗个数3个：灰斗的宽度为15/3=5m234.7.4 灰斗的斜壁与水平夹角取60。234.7.5 灰斗的高为h2234.8 气流分布板的相关尺寸计算234.8.1 气流分布板的层数244.8.2 开孔率244.8.3 相邻两层多孔板的距离：244.8.4 进气管出口到第一层多空板的距离Hp：244.8.5 进气箱灰斗244.9 槽型板的设计254.10供电装置255 图纸设计256 结论与展望256.1 结论256.2 对静电除尘器的展望.26 电除尘器设计说明书中文摘要：本设计是按照给定的烟气的含尘量以及除尘效率设计出一个尺寸合理、性能稳定、经济的电除尘器。本文从电除尘器主要结
6、构的选型、尺寸计算等着手设计出了一个相对较合理的卧式电除尘器。Abstract：This design is the haze quantity which, the dust content as well as the dust removal efficiency defers to assigns designs a size to be reasonable, stable property, economical electric precipitator. This article from the electric precipitator primary structures
7、 shaping, the size computation and so on began to design a relatively reasonable horizontal-type electric precipitator.关键词：电除尘器；设计；计算Keywords：Electrical precipitator；Design；Calculate1、 前言1.1 选题背景1.1.1 课题的来源 大气环境是人类赖以生存的可贵资源，大气环境资源的破坏是一种不可逆的过程，恢复良好的大气环境质量要比采取措施从根本上防治大气污染付出更多的经济代价。 除尘工程是防治大气污染的主要内容,是环
8、境工程的重要组成部分。电除尘器由于具有除尘效率高、处理烟气量大、运行维护费用低等优点，被广泛应用于电力、冶金、建材等工业领域的烟尘治理。在我国电力行业，无论新建或改扩建燃煤电厂，还是老电厂，我国发电装机容量中火电装机容量占80%左右，火电机组又以燃煤机组为主，是大气污染物的主要来源之一。自2004年1月1日起，GB132232003火电厂大气污染物排放标准正式实施，新的国家标准对新建火电机组和已建成运行的不同年代的老机组烟尘排放浓度均有了更加严格的规定；火电厂烟气脱硫工艺对烟气中的粉尘浓度有严格要求。电除尘器是重要的环保设备，同时也是火电厂的高能耗设备，一般情况下电除尘器的耗电量约占机组容量的
9、4 。十一届全国人大一次会议上，于小文等32位全国人大代表提出：应尽快修改“大气污染防治法”，在法律规定中明确行政机关对大气污染防治的法律责任。由此可见国家对于大气治理的力度。因此作为地球整个家庭的一员，为相应政府的相关政策，以及为了环境的可持续发展，此课题的进行实属必然。本课题来源于某工业中产生的烟气，已知进口颗粒物浓度为21g/m3，除尘需达到的效率为91%。1.1.2 课题的目的本课题主要为了进一步理解电除尘器的除尘原理以及主要部分，利用所学的知识设计出一个较合理、实用的电除尘器，从而达到所需要的除尘效率，是烟气得到净化。并且通过此次课题设计，让同学们在梳理大气污染控制工程课本基础知识的
10、同时，形成系统的设计理论。1.1.3 课题的意义在设计的过程中对电除尘器有一个宏观的了解，从而将知识应用到实践中以及通过设计出一个理想的电除尘器能够高效的处理工业烟气，满足国家的相关的标准，效率为基，质量为本，让烟气得到真正的净化，以便将来设计的具体实施能够还天空一片蓝色1.1.4 应解决的主要问题由于对于真实的电除尘器缺乏实质的实践认识，必须通过阅读相当量的资料来进一步了解和掌握，电除尘器的相关原理与结构。通过网络等其他方式查找一些现有电除尘器的设计特征与表观认识。并通过学习相关设计论文等，了解参数的选定，以及实际运行中可能出现的问题，在设计中加以考虑解决。进而使得设计出的电除尘器切实可行，
11、既能够为企业节约资金支出，又能够真正的为解决大气问题出一份力。1.1.5 技术要求对于设计的电除尘器有以下几点技术要求。（1）在除尘设计工程中一般采用全效率为考核指标，因此要求除尘效率95%以上。（2）要求负荷适应性较强。这样当处理气体量或污染物浓度在较大范围内波动时，仍能保持稳定的除尘效率、适中的压力损失和足够高的作业效率。（3）所设计的电除尘器满足国家的相关技术标准，并能够满足工程的占地要求。（4）满足地毯绿色，所用建设材料尽量环保。设备运作的耗电量能够有效控制。（5）满足清洁生产的相关要求，使设备安全、可靠的运行。在设计方面做到为后续的操作方便、运行维护做好优化。（6）根据环评工程师的相
12、关要求，降低噪声污染，保证周边居民的正常生活。1.1.6 本设计的指导思想电除尘器是除尘工程中应用较多的除尘器之一。由于处理烟气和粉尘性质多样性、复杂及电除尘的工作特性，使得电除尘标准设计较少，排标产品较多。应用中视工程具体情况进行选择。而最终选择电除尘器为方案设计的原因，主要有以下四点：除尘效率高，其捕集效率可达99%以上，如果使用4、5个电厂除尘器效率还能提高。设备阻力小，总的能耗低。电除尘器的能耗主要由设备阻力损失、由供电装置、电加热保温和振打电动机等能耗组成，而其他除尘器的阻力损失为主要能耗。在总能耗中占有较大份额，电除尘器一般为一般仅为200300Pa,约为袋式除尘器的1/5。由于总
13、的能耗较低，又很少更换易损件，所以运行费用比袋式除尘器要低得多。适用范围广。电除尘器不仅可以除尘，还可以出去烟气中的水雾和酸雾，当烟气个参数发生一定范围波动时，电除尘器仍能保持良好的补集能力。可处理大风量烟气。1.2 国内外研究现状根据时间发展的顺序，电除尘器的发展经历了很长一段时间，从1955年以来,采用电除尘技术处理工业烟尘及空气净化的工程数量成指数规律增加,因此引起世界各国企业界、学术界的极大关注,并开展了大量有关电除尘理论与技术的研究工作。Masuda(1980年)2与川慎太郎等人(1990年)3,以及王海宁等人(2001年)4分别用高电压窄脉冲供电方式进行了脉冲直流电场的同极性离子荷
14、电凝聚研究,增大了烟尘荷电量及粒径,提高了烟尘的荷电凝聚性能,改善了电除尘器的反(逆)电晕问题,使高比电阻烟尘的捕集效率有所提高。1972年以后的发展时期，主要特征是研制、引进、吸收、提高， 电除尘技术水平迅速发展。这个时期内，70年代初期和中期，完成了3-60m2九种规格的SHWB电除尘系列化设计，首次形成了通用电除尘器系列产品。70年代末至80年代初，通过对系列化产品使用几年的实践总结， 并对当时引进Ruthmuble公司的173m2和Elex公司81.9m2电除尘器进行消化吸收，结合自己近10年的研究成果，各工业部门先后开展了新型电除尘样机的研制和新的电除尘器系列化设计，如冶金工业部先后研制的成功用于武钢的60m2,大冶有色金属公司的40m2的电除尘器样机。建材行业完成CDWY和CDWH两类电除尘器系列设计。80年代中期以来，为了满足日益严格的环境质量要求，国家科委将“高效除尘技术的研究” 列入“七五” 攻关项目，开展了宽间距电除尘器、脉冲供电电源、烟气调质和板线配置的研究等。我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980年以前，我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地
