水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾除塵系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

摘要本設(shè)計(jì)是對(duì)某水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾除塵系統(tǒng)進(jìn)行的改造設(shè)計(jì)。此水泥廠擁有一條Ф2.4/2.641m涇陽(yáng)型偏心立筒預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，其生產(chǎn)能力為5萬(wàn)噸每年普通硅酸鹽水泥。處理煙氣量：140000m3/h；煙氣溫度：180℃(除塵器入口)；標(biāo)準(zhǔn)狀況下入口煙氣含塵濃度：≤80g/m3；煙塵露點(diǎn)：35-40℃；除塵系統(tǒng)改造后的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GB4915-2013《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（30mg·m-3）；二氧化硫的排放濃度為200mg·m-3，氮氧化物的排放濃度為400mg·m-3。根據(jù)最新的設(shè)計(jì)要求以及目前水泥企業(yè)的除塵設(shè)備新的選用趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)選用旋風(fēng)除塵器以及袋式除塵器對(duì)原有除塵系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的改造，并針對(duì)袋式除塵器的特點(diǎn)以及尾氣排放過(guò)程中對(duì)二氧化硫和氮氧化物最新要求添加填料塔。從而能夠更好地完成對(duì)尾氣的處理，并最終能夠達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的標(biāo)準(zhǔn)，盡可能做到無(wú)污染排放。關(guān)鍵詞：水泥廠；窯尾除塵；除塵器ABSTRACTThedesignisaboutimprovementofthetailofacementfactorykilndustremovalsystem.TheplanthasaФ2.4/2.641mJingyangeccentricshaftpreheaterkilnproductionlines.Thisproductioncapacityofordinaryportlandcementis50000tonsayear.Fluegashandlingcapacity:140000m3/h;GasTemperature:180°C(precipitatorentrance);Standardconditionsimportgasdustconcentration:≤80g/m3;Dustdewpoint:35-40°C;DedustingsystemintheexhaustemissionstandardsshouldmeetGB4915-2013"plantatmosphericpollutantemissionstandardsaccurate"thesecondlevelstandard(30mg?m-3).theemissionofsulfurdioxideconcentrationof200mg?m-3,Nitrogenoxideemissionsconcentrationof400mg?m-3.Accordingtothedesignrequirementsandtheexistingcemententerprisesdedustingequipmentselectiontrend.Thedesignchosentocompletethedustcollectorcycloneandbag-typecollectoroftheoriginalsystem'stransformation,ESPandtheresponsecharacteristicsoftheexhaustemissionsofsulfurdioxideandnitrogenoxiderequirementsaddedthefillingLiutower.Thisbettercompletionoftheexhaustgastreatment,itcaneventuallyreachthestandardsrequired.Trymybesttoreducetheemission.KEYWORDS:Cemnetplant,cementkilndusttreat,dustcollector目錄TOC\o"1-3"\u1.說(shuō)明 11.1.設(shè)計(jì)基本情況 11.1.1.設(shè)計(jì)概況 11.1.2.除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)意義 11.1.3.原始資料 21.1.4.本地的氣象數(shù)據(jù) 31.2.方案選定 31.2.1.我國(guó)水泥工業(yè)概況 31.2.2.水泥回轉(zhuǎn)窯工藝 31.2.3.水泥工業(yè)的大氣污染物 41.2.4.水泥工業(yè)常用除塵方法比較 51.2.5.工藝流程確定 142.計(jì)算書 152.1.除塵器入口氣體數(shù)值 152.2.旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì) 152.2.1.設(shè)計(jì)參數(shù) 152.2.2.確定選型 152.2.3.進(jìn)口風(fēng)速 172.2.4.壓力降 182.2.5.旋風(fēng)除塵器除塵效率 182.3.袋式除塵器設(shè)計(jì) 202.3.1.設(shè)計(jì)參數(shù) 202.3.2.確定濾袋過(guò)濾風(fēng)速及面積 202.3.3.確定袋式除塵器選型 212.3.4.其它附屬措施要求 212.4.填料吸收塔設(shè)計(jì) 222.4.1.設(shè)計(jì)參數(shù) 222.4.2.泛點(diǎn)氣速 222.4.3.填料塔直徑 242.4.4.填料層高度 252.4.5.填料層的分層 262.4.6.凈化性能 262.4.7.排氣筒設(shè)計(jì) 272.5.高程的計(jì)算 282.5.1.旋風(fēng)除塵器計(jì)算 282.5.2.袋式除塵器的計(jì)算 282.5.3.填料塔的高程計(jì)算 282.5.4.風(fēng)機(jī)房高度 292.5.5.換熱器的高度 292.6.管道壓力損失和電機(jī)計(jì)算 292.6.1.常用的系數(shù)公式 292.6.2.回轉(zhuǎn)窯尾到旋風(fēng)除塵器 312.6.3.旋風(fēng)除塵器到袋式除塵器 322.6.4.袋式除塵器到換熱器 342.6.5.換熱器到風(fēng)機(jī) 352.6.6.風(fēng)機(jī)到填料塔 362.6.7.風(fēng)機(jī)計(jì)算 372.6.8.風(fēng)機(jī)以及配套電機(jī)選擇 392.7.成本計(jì)算 392.7.1.設(shè)備成本計(jì)算 392.7.2.建設(shè)費(fèi)用計(jì)算 402.7.3.日常運(yùn)行費(fèi)用 402.7.4.費(fèi)用總計(jì) 403.致謝 414.參考文獻(xiàn) 42說(shuō)明設(shè)計(jì)基本情況設(shè)計(jì)概況本設(shè)計(jì)內(nèi)容某水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾除塵系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)。該廠擁有一條Ф2.4/2.641m涇陽(yáng)型偏心立筒預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力為普通硅酸鹽水泥5萬(wàn)噸每年。其總面積約為10000平方米，西邊相鄰一家化工廠，南邊為公路。新的除塵設(shè)備在以前的的一塊綠地上面施工建設(shè)，廠區(qū)主要分為主要生產(chǎn)區(qū)，堆放材料區(qū)，尾氣處理區(qū)，成品區(qū)和辦公區(qū)。廠區(qū)內(nèi)部設(shè)施完善，由于水泥的生產(chǎn)粉塵很大，所以建有浴室，為了員工方便的生活還有食堂和球場(chǎng)。廠區(qū)的道路分布，主要的貨運(yùn)車出入的道路寬度為10米，員工工作的道路為5米，道路的排水設(shè)施建設(shè)完全，生產(chǎn)生活廢水最終并入城市干網(wǎng)。除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)意義由于上幾年國(guó)家和地方政府對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度不夠，水泥企業(yè)環(huán)保治理的相關(guān)設(shè)施配套不及時(shí)，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)“土法”蛋窯。即使是配備除塵設(shè)備的企業(yè)，一方面因管理和操作跟不上，另一方面因多數(shù)環(huán)保設(shè)備技術(shù)落后，運(yùn)行故障多，除塵設(shè)備經(jīng)常不能正常運(yùn)行?！帮w灰”廠，“霧蒙蒙”和“隆煙滾滾”長(zhǎng)時(shí)間成為水泥廠典型標(biāo)志，給周邊地區(qū)民眾生活帶來(lái)極大地影響，也給工作人員身體造成極大地危害[1]。如果水泥企業(yè)廢氣粉塵污染治理不好，非常容易造成整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域灰霧彌漫。2014年3月以后《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2013）開(kāi)始正式施行，與之前《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2004）相比，其相關(guān)污染物限值更加嚴(yán)格[1]。在與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析中，我國(guó)的顆粒物控制指標(biāo)與美國(guó)、歐盟要求可能還有少許差距，但NOx、SO2控制已達(dá)到國(guó)際最先進(jìn)的污染控制水平。在該分析過(guò)程中，由于歐盟BAT指南僅指明其水泥企業(yè)的最佳控制水平，即目前施行的達(dá)不到其要求的標(biāo)準(zhǔn)，例如環(huán)保要求非常嚴(yán)格的德國(guó)水泥工業(yè)執(zhí)行《空氣質(zhì)量控制技術(shù)指南》[2]，限值要求為：顆粒物20mg/m3、SO2350mg/m3、NOX500mg/m3，而我國(guó)的限值要求為：顆粒物30mg/m3、SO2200mg/m3、NOX400mg/m。從此容易得到我國(guó)水泥工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)除顆粒物外其它指標(biāo)優(yōu)于歐洲等絕大多數(shù)國(guó)家施行標(biāo)準(zhǔn)，比之美國(guó)施行標(biāo)準(zhǔn)差距也比較微小[3]。進(jìn)一步考慮我國(guó)觀測(cè)的是污染物濃度每小時(shí)均值，國(guó)外一般為每日均值(甚至月均值)，相同限值水平下我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要更加的嚴(yán)格。也正因?yàn)槲覈?guó)水泥工業(yè)的顆粒物、NOX排放控制已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)控制水平，從而必須使用更為高效的靜電或布袋除塵技術(shù)、工藝控制(低氮燃燒器、分解爐分級(jí)燃燒、燃料替代等)與末端治理(SNCR技術(shù))相結(jié)合的組合降氮技術(shù)，以此來(lái)大幅度削減污染物排放量[3]。為此在該條件下針對(duì)某水泥企業(yè)回轉(zhuǎn)窯尾除塵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]。原始資料（1）該廠原始數(shù)據(jù)尾氣主要的工藝參數(shù)有：處理煙氣量：Q=140000m3/h煙氣溫度：T=180℃(除塵器入口)標(biāo)準(zhǔn)狀況下入口煙氣含塵濃度：≤80g/m3粉塵粒徑分布：微粒直徑(μm)0~55~1010~2020~3040~5050~6060~100顆粒質(zhì)量分0.040.030.020.01煙塵露點(diǎn)：35-40℃尾氣中的SO2和NOX的濃度取水泥工業(yè)中的平均值（在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：（2）改造后的尾氣排放指標(biāo)改造后的尾氣排放指標(biāo)應(yīng)符合《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4915-2013）中的要求。標(biāo)準(zhǔn)狀況下除塵器出口煙氣含塵濃度：30mg/m3;二氧化硫的排放濃度為200mg·m-3;氮氧化合物的排放濃度400mg·m-3。本地的氣象數(shù)據(jù)本地區(qū)的常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，風(fēng)速以2m/s計(jì)算。本地的大氣壓力為98KPa，本地的年平均氣溫18.3℃。方案選定我國(guó)水泥工業(yè)概況我國(guó)是水泥生產(chǎn)也是水泥消費(fèi)大國(guó)，2011年全年水泥產(chǎn)量達(dá)20.19億噸，占世界水泥產(chǎn)量的50%以上，其中使用新型干法生產(chǎn)的水泥比例接近90%，國(guó)內(nèi)前10強(qiáng)水泥企業(yè)（集團(tuán)）的水泥熟料產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量20%，也是2011左右我國(guó)水泥企業(yè)自身結(jié)構(gòu)調(diào)整獲得突破性進(jìn)展。截止2011年底，新型干法水泥生產(chǎn)線1500多條。此外根據(jù)環(huán)保部開(kāi)展的水泥行業(yè)NOX減排全口徑統(tǒng)計(jì)，2011年水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)有2468家（1203企業(yè)采用新型干法生產(chǎn)線），水泥熟料產(chǎn)量達(dá)到12.9億噸。其中新型干法生產(chǎn)線1601億噸，熟料產(chǎn)量11.5億噸[5]。水泥工業(yè)格局基本為大、中、小企業(yè)共存，干法、濕法生產(chǎn)工藝同是使用，先進(jìn)的窯外分解窯與立窯并存，全國(guó)各地都有分布。但是，由于之前政府對(duì)全國(guó)水泥行業(yè)整體管理不當(dāng)，部分水泥企業(yè)的排放不能達(dá)標(biāo)，而隨著社會(huì)大眾環(huán)保意識(shí)的提升以及新標(biāo)準(zhǔn)《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2013）的實(shí)施，在不斷提高水泥產(chǎn)量的同時(shí)大氣污染的防治也是一個(gè)很重要的工作。水泥回轉(zhuǎn)窯工藝水泥生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單地說(shuō)是二磨一燒，或三磨一燒。即通過(guò)將天然原料破碎、烘干（對(duì)含天然水分高的物料）等方式調(diào)配后，粉磨成生料（0.08mm方孔篩篩余10%左右的粉料）；再通過(guò)把生料放進(jìn)回轉(zhuǎn)窯而煅燒制成熟料，同時(shí)為提高燃料的利用效率，必須把煤粉磨成0.08mm方孔篩來(lái)篩余10%左右的粉煤；經(jīng)煅燒制成的熟料加進(jìn)少量的石膏和混合材料再通過(guò)磨機(jī)磨成0.08mm方孔篩來(lái)篩余6%以下的粉體，該粉體稱為水泥。生料磨細(xì)目的是加快物料之間的化學(xué)反應(yīng)速率、提高熱能利用率和單條生產(chǎn)線的時(shí)產(chǎn)量，煤磨細(xì)是為其能夠充分燃燒，水泥磨細(xì)則可以提高水泥強(qiáng)度。在物料進(jìn)行粉磨和燒成中都需要輸送和儲(chǔ)存[6]，生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖1-1[7]。圖1-1水泥工藝流程水泥工業(yè)的大氣污染物水泥工業(yè)大氣污染物排放源主要包括礦山開(kāi)采、水泥制造（含粉磨站）、散裝水泥中轉(zhuǎn)站和水泥制品生產(chǎn)等過(guò)程。在礦山開(kāi)采過(guò)程中，主要存在為粉塵無(wú)組織排放，有組織排放源主要是破碎機(jī)，還有裝卸、輸送設(shè)備等其他設(shè)備在使用過(guò)程產(chǎn)生的粉塵排放，長(zhǎng)時(shí)間工作在該環(huán)境甚至有可能對(duì)工作人員造成永久傷害，此時(shí)排放的粉塵必須要通風(fēng)除塵以免危害周圍環(huán)境。在水泥制造過(guò)程中，從原料破碎、原料烘干、生料粉磨、煤粉制備、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨到成品包裝，都存在有組織或無(wú)組織的顆粒物排放，其中水泥窯系統(tǒng)集中70%的顆粒物有組織排放和幾乎全部氣態(tài)污染物的排放，窯尾的除塵好壞直接決定水泥企業(yè)是否能最終排放達(dá)標(biāo)，也是需要嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)要求的部分。獨(dú)立粉磨站的大氣污染物排放與水泥制造的后續(xù)過(guò)程基本一致。散裝水泥中轉(zhuǎn)站的排放源主要是卸船機(jī)、空氣輸送斜槽、提升機(jī)、水泥倉(cāng)、散裝機(jī)等水泥制造生產(chǎn)主要包括預(yù)拌混凝土、預(yù)拌砂漿、混凝土預(yù)制件，其主要污染排放源是水泥倉(cāng)的進(jìn)出料過(guò)程，和礦山開(kāi)采過(guò)程一樣必須注意工作人員的保護(hù)。概括來(lái)講，粉塵主要是由于水泥生產(chǎn)過(guò)程中原料、燃料和水泥成品儲(chǔ)運(yùn)，物料的破碎、烘干、粉磨、煅燒等工序產(chǎn)生廢氣排放或外逸而引起的，其中水泥窯系統(tǒng)中原料的煅燒以及粉磨產(chǎn)生粉塵排放最多，約占水泥廠粉塵總排放量的70%以上，因此設(shè)計(jì)水泥企業(yè)的除塵系統(tǒng)時(shí)必須重點(diǎn)關(guān)注。水泥工業(yè)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生影響的氣體污染物包括SO2、NOx、CO2、HF等，其中SO2是因?yàn)楹蛉剂系娜紵a(chǎn)生的，這一部分可以嘗試使用清潔燃料來(lái)減少排放；CO2是由水泥生產(chǎn)中CaCO3分解和煤炭燃燒而產(chǎn)生的；NOx是空氣中的N2在高溫有氧燃燒條件下產(chǎn)生的；HF是由于立窯廠采用螢石CaF2礦化劑，在煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的有害廢氣[8]。而水泥生產(chǎn)過(guò)程中排放的粉塵粒徑分布見(jiàn)表1-1。表1-1粉塵粒徑分布污染源粉塵種類粒徑分布（%）≤10μm10~40μm40μm窯尾（含原料磨）水泥窯、生料粉塵78166生料均化生料粉塵78166煤粉制備煤粉58384熟料冷卻熟料粉塵41536無(wú)組織粉塵原料粉塵等202060水泥工業(yè)常用除塵方法比較從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的設(shè)備稱為除塵設(shè)備，或除塵器。根據(jù)主要除塵機(jī)理，目前常用的除塵器可分為：機(jī)械除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。隨著技術(shù)的進(jìn)步也相繼出現(xiàn)幾種除塵機(jī)理組合的一些新型除塵器，如通量力/冷凝（FF/C）洗滌器，高梯度磁分離器，荷電袋式過(guò)濾器、荷電液滴洗滌器等。除塵方法也可根據(jù)干式除塵和濕式除塵分類，在水泥行業(yè)中干式除塵包括有：旋風(fēng)除塵器、電除塵器、袋式除塵器等，而濕式除塵包括有：各類型噴霧塔、文丘里洗滌器、旋風(fēng)洗滌器等。旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種干式氣—固分離裝置。當(dāng)含塵氣流由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器時(shí)，氣流將由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。密度大于氣體的塵粒與器壁接觸便失去慣性力而沿壁面下落，進(jìn)入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)錐體時(shí)，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。當(dāng)氣流到達(dá)錐體下端某一位置時(shí)，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)除塵器中部，由下而上繼續(xù)做螺旋形流動(dòng)。最后凈化氣經(jīng)排氣管排出器外。一部分未被捕集的塵粒也由此逃失。1-內(nèi)圓筒2-外圓筒1-內(nèi)圓筒2-外圓筒3-圓錐筒4-排灰閥5-貯灰箱6-測(cè)壓口圖1-2旋風(fēng)除塵器的構(gòu)造旋風(fēng)除塵器優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)易的設(shè)備結(jié)構(gòu)、投資低，對(duì)大于10μm的粉塵有較高去除效率，對(duì)5~10μm也有不錯(cuò)的去除效率；無(wú)需任何傳動(dòng)裝置，維護(hù)、修理方便；能用于溫度較高的含塵煙氣的凈化，即使一般碳鋼制造的除塵器可在350℃條件下工作，如果內(nèi)壁設(shè)置耐火材料，除塵器也可以在500℃條件下工作；良好的耐壓能力；干法濕法清灰皆可，干法清灰過(guò)程可以回收有用粉塵；除塵器設(shè)置耐磨、耐腐蝕內(nèi)襯后，能夠用來(lái)凈化含高腐蝕性粉塵的煙氣。旋風(fēng)除塵器缺點(diǎn)：旋風(fēng)除塵器的設(shè)備壓力損失比較大，可達(dá)1200~1500Pa，對(duì)5μm以下顆粒去除效率非常低。旋風(fēng)除塵器除塵效率與筒體直徑負(fù)相關(guān)，因而除塵器的處理風(fēng)量受到限制。處理風(fēng)量過(guò)大時(shí)，必須要使用多個(gè)旋風(fēng)除塵器并聯(lián)，如若設(shè)置不當(dāng)，其除塵性能可能不能滿足要求。正因?yàn)樾L(fēng)除塵器的以上特點(diǎn)，在水泥工業(yè)中一般將其作為電除塵或袋式除塵的預(yù)處理裝置，用以去除粒徑較大的粉塵，相比而言其對(duì)粒徑較大的粉塵地去除率遠(yuǎn)高于其他類型機(jī)械除塵器。電除塵器電除塵器又稱電收塵器，因其工作在電壓較高（以kV計(jì)）電流較?。ㄒ詍A計(jì)）狀態(tài)下，屬于物理學(xué)的靜電范疇內(nèi)，也稱靜電除塵器。電除塵的功能是從工業(yè)廢氣中收集煙（粉）塵污染物?；驹硎请姇灧烹?。它在陰極(與高壓直流電源相連)與陽(yáng)極(接地)之間施加直流高壓，使陰極發(fā)生電暈放電，使氣體電離，生成大量的自由電子和正負(fù)離子，在陰極附近的所謂電暈區(qū)內(nèi)正離子迅速被陰極吸引過(guò)去而失去電荷。自由電子和負(fù)離子則因受電場(chǎng)力的驅(qū)使向陽(yáng)極(正極)移動(dòng)，并充滿到兩極間的絕大部分空間。含塵氣流通過(guò)電場(chǎng)空間時(shí)，自由電子、負(fù)離子與粉塵碰撞并附著在粉塵上，使其帶電，最終被電暈極吸引，從而實(shí)現(xiàn)粉塵的收集。產(chǎn)生電暈放電的基本條件是：兩個(gè)對(duì)置電極，即電暈極（陰極或負(fù)極）和收塵極（陽(yáng)極或正極）；施加電壓后兩極之間形成高壓靜電場(chǎng)，而這個(gè)電場(chǎng)是非均勻電場(chǎng)；必須通過(guò)高壓脈動(dòng)直流負(fù)極性電源供電。電除塵收集塵粒主要靠電力（庫(kù)侖力），其次是擴(kuò)散附著力、慣性力和重力等。其過(guò)程由三個(gè)基本階段組成：煙（粉）塵粒子荷電；荷電粒子驅(qū)進(jìn)而沉積，即收塵；清除電極上的積塵，即振打清灰。在電除塵器的高壓電場(chǎng)內(nèi)，懸浮于煙氣流中的塵粒受到發(fā)射離子的作用而帶電，這種荷電塵粒受到帶有不同極性的電極表面的吸引而被吸附。被吸附在電極表面上的塵粒通過(guò)周期性或連續(xù)性地振打或沖刷從金屬表面上脫落，同時(shí)在重力的作用下落入灰斗。同其他類別除塵器相比較，唯有電除塵器才能將電的作用力直接施加在煙氣中的塵粒上，并使塵粒從煙氣中分離而捕集，中間無(wú)能量轉(zhuǎn)換，故耗電量、壓力降也最低，這就是電除塵獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。電除塵器主要優(yōu)點(diǎn)：適合處理大氣量的含塵氣體，數(shù)百萬(wàn)立方米含塵氣體也能達(dá)到良好的處理效果；壓力損失小，大約100~300Pa，耗電量?jī)H為0.1~0.8kW·h（每小時(shí)處理1000m3含塵氣體計(jì)）；對(duì)于細(xì)微粉塵除塵效率比較高，可以去除的粒子粒徑范圍較廣，對(duì)于粒徑≤0.1μm的粉塵粒子仍然能夠達(dá)到較高的除塵效率；維護(hù)運(yùn)行管理費(fèi)用少，除塵器內(nèi)部組件磨損較少。自動(dòng)化程度較高，可以遠(yuǎn)距離操作。電除塵器主要缺點(diǎn)：收塵效率受粉塵的電阻率影響較大，適應(yīng)性不高，對(duì)于組件制造的質(zhì)量、安裝精度和操作水平要求都非常高等；電除塵器建設(shè)投資費(fèi)用都很高，鋼材消耗量較大。據(jù)估計(jì)，平均每平方米收塵面積所需要的鋼材可達(dá)到4.0t；電除塵器的除塵效率會(huì)受粉塵物理性質(zhì)的嚴(yán)重影響，尤其是粉塵的比電阻影響最為突出。電除塵器最適宜去除比電阻為104～1011Ω·cm的粉塵粒子。而若凈化小于104Ω·cm或大于1011Ω·cm比電阻的粉塵粒子，除塵效率會(huì)變的很低；外部需要高壓變電及電流調(diào)整設(shè)備。袋式除塵器過(guò)濾式除塵器，又稱空氣過(guò)濾器，是使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料從而將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層作濾料的空氣過(guò)濾器。其除塵效率一般可達(dá)99%以上，若設(shè)計(jì)運(yùn)行合理去除效率可達(dá)到99.9%以上。袋式除塵器的過(guò)濾機(jī)理是幾種作用結(jié)合的結(jié)果，如重力、慣性力、碰撞、靜電吸附、篩濾作用等。當(dāng)含煙塵、粉塵氣體經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入除塵器，較大的粉塵顆粒因截面積的增大，風(fēng)速降低從而直接沉降；較小的煙塵、粉塵顆粒被濾袋阻留在濾袋表面，通過(guò)清灰徹底去除。而經(jīng)過(guò)濾袋的凈化氣體，通過(guò)出氣口，有風(fēng)機(jī)引出。隨著過(guò)濾的過(guò)程的隨著過(guò)濾的過(guò)程的不斷進(jìn)行，濾袋表面的煙塵、粉塵越積越多，形成粉塵初層提高對(duì)細(xì)顆粒粉塵的去除率，同時(shí)濾袋阻力不斷升高，當(dāng)設(shè)備阻力達(dá)到一定的限值時(shí)，濾袋表面積聚的煙塵、粉塵必須及時(shí)清除；通過(guò)外力（主要是脈沖壓縮氣體、反吹風(fēng)氣體、機(jī)械振打等）的作用，周期性振動(dòng)和反吹濾袋，將附著在濾袋表面的煙塵、粉塵清除，落入灰斗，使濾袋再生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)濾，以保證設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)除塵目的。圖1-3袋式除塵器袋式除塵器因其特殊的過(guò)濾除塵機(jī)理，比其他高效除塵器具有更高的除塵效率和對(duì)細(xì)顆粒物更好的捕集效果。此外，袋式除塵器對(duì)多污染物有協(xié)同控制功能，也因此越來(lái)越受到水泥企業(yè)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們的關(guān)注，獲得廣泛的應(yīng)用。另一方面隨著袋式除塵技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是布袋材料的多樣化，袋式除塵器對(duì)于煙氣的高溫、高濕、高粉塵濃度以及吸濕性粉塵、磨琢性粉塵、易燃易爆粉塵有更強(qiáng)的適應(yīng)性，并在清灰、過(guò)濾效率、能耗、故障維修等應(yīng)用方面達(dá)到更高的水平。經(jīng)處理的含塵氣體的顆粒物排放濃度可連續(xù)穩(wěn)定于20mg/m3甚至10mg/m3以下。加之國(guó)家加大節(jié)能減排力度和增加環(huán)境保護(hù)投入的背景，我國(guó)的袋式除塵器在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用呈現(xiàn)出持續(xù)穩(wěn)步的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，在水泥工業(yè)中也得到進(jìn)一步廣泛的應(yīng)用。袋式除塵器主要優(yōu)點(diǎn)：除塵效率較高，尤其是對(duì)微細(xì)粉塵有較高去除效率，一般可達(dá)99%以上；對(duì)不同性質(zhì)的粉塵具有良好的適應(yīng)性。例如對(duì)于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器除塵性能要比電除塵器好的多。另外，入口含塵濃度在較大范圍內(nèi)進(jìn)行變化時(shí)，對(duì)袋式除塵器效率和阻力的影響都不大；應(yīng)用靈活方便，處理風(fēng)量小到每小時(shí)數(shù)百立方米大到到每小時(shí)數(shù)十萬(wàn)立方米。也可以制作成直接安裝于室內(nèi)、機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可制作成大型的除塵器室，即所謂的“袋房”；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以根據(jù)實(shí)際情況采用簡(jiǎn)單的所謂“土布袋除塵器”，在條件允許時(shí)也可采用效率更高的脈沖噴吹袋式除塵器和反吹風(fēng)袋式除塵器；運(yùn)行穩(wěn)定，便于回收有用粉塵，不存在污泥處理、腐蝕等問(wèn)題，維護(hù)也較為簡(jiǎn)單。袋式除塵器的主要缺點(diǎn)：袋式除塵器的應(yīng)用范圍受限于濾料的耐溫、耐腐蝕性等性能，特別是在耐高溫方面，目前常用的濾料僅適用于120～130℃，而玻璃纖維等濾料可耐250℃左右，但若煙氣溫度更高，則必須要采用成本較高的特殊濾料，或者要進(jìn)行煙氣降溫。這會(huì)使除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，運(yùn)行復(fù)雜，大幅度提高了造價(jià)；袋式除塵器不宜用于粘性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的粉塵，特別是煙氣溫度也不能低于露點(diǎn)溫度，否則會(huì)產(chǎn)生結(jié)露，致使濾袋堵塞，甚至損毀濾袋；處理風(fēng)量過(guò)大，袋式除塵器占地面積隨之變大，土地投資增大。傳統(tǒng)袋式除塵器一些缺點(diǎn)已隨著技術(shù)的改進(jìn)得到一定程度上的解決。濕式除塵器濕式除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用的綜合作用達(dá)到捕集顆粒，或使顆粒增大的裝置。濕式除塵器可以有效地將直徑為0.1~20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子從氣流中去除，同時(shí)，對(duì)氣態(tài)污染物也有去除作用。濕式除塵器的除塵過(guò)程是基于含塵氣流與某種液體（通常是水）接觸，借助于慣性碰撞、擴(kuò)散等機(jī)理，將粉塵予以捕集。在濕式除塵器中，水與含塵氣流接觸主要有3種方式：采用機(jī)械噴霧或其他方式使水形成大小不同的水滴，分散于氣流中成為捕塵體來(lái)捕集塵粒，例如噴淋塔、文氏管除塵器等。在捕塵表面構(gòu)成水膜，氣流中的粉塵由于慣性、離心力等作用撞擊到水膜中而被分離去除，例如旋風(fēng)水膜除塵器、填充式洗滌器等。含塵氣流穿過(guò)水層，根據(jù)氣流的速度，水的表面張力等因素的不同，產(chǎn)生不同大小的氣泡，由于慣性、重力和擴(kuò)散等機(jī)理的作用，粉塵在氣泡中的沉降。例如泡沫除塵器、沖擊式除塵器。在實(shí)際的濕式除塵器中，含塵氣流與水的接觸可能兼有以上兩種甚至三種接觸形式。根據(jù)濕式除塵器的除塵原理可知，濕式除塵器的除塵效率取決于含塵氣流與水的接觸程度，含塵氣流與水的接觸愈好，其除塵效率愈高，隨之帶來(lái)的負(fù)面結(jié)果是其處理后的煙氣含水愈越多，煙氣溫度降低越大。與其他除塵器相比，濕式除塵器較具有以下優(yōu)點(diǎn)：在耗能相同的條件下，濕式除塵器的除塵性能要優(yōu)于干式除塵器，高效濕式洗滌器對(duì)于0.1μm以下粉塵的除塵效率也較高；濕式除塵器適用于處理高溫、高濕含塵氣體以及粘性較大的粉塵。在這些情況下，干式除塵器往往有各自的局限性；大部分氣體污染物可以通過(guò)濕式除塵器去除，區(qū)別只是吸收液的不同，因此在這些情況下濕式除塵器可以兼有除塵和凈化有害氣體的功能。為更有效地凈化有害氣體，可以根據(jù)有害氣體的性質(zhì)選用其他吸收效果好的液體（液體例如化學(xué)溶劑）代替水；濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資低，占地面積少；濕式除塵器安全性能良好，但氣體中含可燃性粉塵同時(shí)具備一定燃燒條件時(shí)，使用濕式除塵器可有效地防止粉塵燃燒、爆炸，有些情況下對(duì)特殊粉塵要注意工作液體的成分，如氧化鎂粉塵不能與酸性溶液接觸，以免產(chǎn)生氫氣發(fā)生爆炸事故。濕式除塵器的缺點(diǎn)主要有：濕式除塵器需要進(jìn)行處理排出的含塵液體，即需要污水處理設(shè)施，否則會(huì)產(chǎn)生二次污染；當(dāng)處理腐蝕性氣體時(shí)，其化學(xué)腐蝕性轉(zhuǎn)移到液體中，容易造成設(shè)備管道的腐蝕，必須做好防腐措施。對(duì)于憎水性與疏水性的粉塵濕式除塵器并不使用；經(jīng)過(guò)濕式除塵器溫度被降低，因此排放的時(shí)候若要滿足一定的煙氣抬升高度，不得不消耗能量提高溫度，為防止出現(xiàn)白煙需設(shè)置除霧器。在寒冷地區(qū)使用濕式除塵器要設(shè)置保溫措施，防止低溫?fù)p壞設(shè)備及管道。由于濕式除塵器對(duì)細(xì)粉塵具有較高的除塵效率，且對(duì)高溫氣體也具有良好的降溫，正因此被廣泛用于高溫氣體的凈化。表1-2三種除塵器的綜合性能表除塵器名稱適用粒徑范圍μm除塵效率﹪壓力損失Pa設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)旋風(fēng)除塵器5～3060～70800～1500少中電除塵器0.5～190～9850～130多中上袋式除塵器0.5～195～991000～1500中上多通過(guò)上表對(duì)三種除塵器的比較，考慮水泥回轉(zhuǎn)窯的氣體流量較大，含有一定量10μm以上粒徑的粉塵采用旋風(fēng)除塵器作為預(yù)處理措施。同時(shí)缺少具體的NOX、SO2濃度數(shù)據(jù)，采用水泥行業(yè)平均值作為原始資料，因要考慮同時(shí)去除NOX、SO2，選擇濕式除塵器中的填料塔用以最后去除氣體污染物。對(duì)于主要除塵措施類型的選擇，通過(guò)對(duì)電除塵器以及袋式除塵器技術(shù)性能，以及經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行進(jìn)一步的對(duì)比來(lái)確定，以尋求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的除塵器來(lái)作為主要除塵措施[10]。技術(shù)性能的比較除塵器風(fēng)量和濃度超出設(shè)計(jì)值的適應(yīng)性當(dāng)進(jìn)口風(fēng)量或含塵濃度超出設(shè)計(jì)值時(shí)，袋除塵器如果要保持阻力不變化，需要要縮短清灰時(shí)間，增加單位時(shí)間清灰的頻率，該措施對(duì)濾袋使用時(shí)間存在一定的影響，但是排放濃度沒(méi)有變化，即除塵效率不會(huì)降低，排放達(dá)標(biāo)。而電除塵器則不能達(dá)到設(shè)計(jì)除塵效率，當(dāng)進(jìn)口風(fēng)量或含塵濃度超出設(shè)計(jì)值時(shí)，要保持原設(shè)計(jì)的除塵效率，除非增加除塵極板面積，否則一定會(huì)降低除塵效率，即排放濃度要會(huì)增大，可能不達(dá)標(biāo)。因此，如果短時(shí)間內(nèi)水泥窯進(jìn)口風(fēng)量或含塵濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值，袋除塵器能保證排放濃度不超標(biāo)，而電除塵器則無(wú)法保證。對(duì)含濕氣體的適應(yīng)性氣體的露點(diǎn)溫度隨含濕量增高，處理含濕量較高的氣體時(shí)容易出現(xiàn)冷凝結(jié)露現(xiàn)象。該情況下袋除塵器阻力會(huì)增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞濾袋，甚至使袋除塵器無(wú)法正常運(yùn)行。相反氣體含濕量較高時(shí)，一般對(duì)電除塵器運(yùn)行反而有利。因?yàn)闈穸仍黾邮狗蹓m的比電阻降低，有利于粉塵的荷電。反之，當(dāng)氣體含濕量較低時(shí)，袋除塵器比電除塵器的運(yùn)行較為有利。對(duì)氣體溫度的適應(yīng)性對(duì)于袋式除塵器氣體溫度過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響其除塵效果，導(dǎo)致壓降增加。而電除塵器只要?dú)怏w溫度＜300℃就可以正常運(yùn)行。對(duì)粉塵物理性質(zhì)的適應(yīng)性袋式除塵器可以去除絕大部分＜2.5μm的細(xì)顆粒粉塵，所以粉塵的分散度和比電阻對(duì)袋式除塵器器幾乎沒(méi)有影響，但是對(duì)電除塵器卻有極大的影響。粉塵顆粒粒徑越小，越不易被電除塵器捕獲，所以處理含有較多細(xì)微粉塵的煙氣時(shí)電除塵器除塵效率不高。試驗(yàn)表明，10μm左右的細(xì)顆粒粉塵經(jīng)過(guò)現(xiàn)行主流電除塵器前后濃度降幅不大，而PM2.5濃度幾乎沒(méi)有下降。除塵效率袋除塵器運(yùn)行良好，設(shè)計(jì)合理的前提下能達(dá)到99.9%以上的去除率，而電除塵器的除塵效率一般只能達(dá)到99%，相對(duì)來(lái)講袋式除塵器要高，特別是對(duì)亞微米級(jí)粉塵的收集效果更具有優(yōu)勢(shì)，只要濾袋沒(méi)有損壞，其出口濃度一般都可低于30mg/m3（標(biāo)態(tài)），好的能低于5mg/m3(標(biāo)態(tài))甚至更低，而電除塵器的出口濃度一般高于30mg/m3（標(biāo)態(tài)）并且對(duì)細(xì)微粉塵的收集效果非常差。其他袋除塵器和電除塵器相比還有設(shè)備占地面積較小，基建投資小，可在線檢修維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。而電除塵器運(yùn)行阻力比袋除塵器的低1000Pa左右。經(jīng)濟(jì)性能的比較為統(tǒng)一比較基礎(chǔ)，對(duì)處理量接近的兩臺(tái)設(shè)備分別是228/12.5/58/0.4型電除塵器和LJP10176—48型袋式除塵器主要參數(shù)進(jìn)行比較。結(jié)果如表1-3表1-3電除塵器和袋除塵器的主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)電除塵器袋式除塵器處理風(fēng)量（m3/h）860000860000氣體溫度/℃120~150≤200入口濃度（g/m3）標(biāo)態(tài)8080出口濃度（g/m3）標(biāo)態(tài)≤30≤30設(shè)備阻力/Pa≤350≤1500橫斷面積/m2290陽(yáng)極板總面積/m227848電場(chǎng)風(fēng)速/(m/s)0.82總過(guò)慮面積/m216407（5440條濾袋）注：袋式除塵器濾袋規(guī)格160mm6000mm。對(duì)幾個(gè)主要方面進(jìn)行比較。比較項(xiàng)目見(jiàn)表1-4表1-4電除塵器和袋除塵器的經(jīng)濟(jì)分項(xiàng)比較項(xiàng)目電除塵器袋式除塵器投資費(fèi)用/萬(wàn)元除塵器本體578396高壓電控100（10臺(tái)1.2A/72kV）低壓電控5040安裝調(diào)試費(fèi)用57.839.6玻纖覆膜濾袋54400.08=435.2袋籠54400.015=81.6合計(jì)785.8992.4運(yùn)行費(fèi)用/萬(wàn)元年均維護(hù)費(fèi)用28.9129.2年均電費(fèi)236.79215.0合計(jì)265.69344.2計(jì)算的基準(zhǔn)如下：電除塵器本體按0.85萬(wàn)元/t計(jì)算（包括極板和極線），袋除塵器本體按1.1萬(wàn)元/t計(jì)算(不含濾袋/袋籠,但含脈沖閥、分氣箱及閥門）；電、袋除塵器安裝調(diào)試費(fèi)用均按本體價(jià)格的10%計(jì)算；玻纖覆膜濾袋按800元/條計(jì)算，袋籠按150元/條，平均使用壽命為4年。電除塵器內(nèi)部件的造價(jià)約占本體造價(jià)的40%，平均使用壽命為8年。經(jīng)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)性能的對(duì)比，通過(guò)選取合適的濾袋，清灰周期，袋式除塵器相比電除塵器而言技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為明顯，同時(shí)隨著新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，對(duì)排放的要求將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，主體除塵措施選擇袋式除塵器。工藝流程確定綜上所述，主體工藝為回轉(zhuǎn)窯到旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)除塵器到袋式除塵器，袋式除塵器送入換熱器，利用熱能，降低空氣體積，再到填料塔凈化后排放。計(jì)算書除塵器入口氣體數(shù)值窯尾出口氣量為14000m3/h除塵器入口粉塵含量≤80g/m3（標(biāo)況）煙氣溫度：T=180℃(除塵器入口)除塵器入口氣體在標(biāo)況下的流量是0（以1小時(shí)體積計(jì)算）：由推理得：0=可得：0=84370m3/h則在此溫度下粉塵濃度為：0=0/=48.2g/m3同理，該溫度下空氣密度===0.779kg/m3旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)處理風(fēng)量14000m3/h空氣溫度180℃粉塵質(zhì)量濃度≤48.2g/m3確定選型選型與繪制設(shè)計(jì)（計(jì)算）草圖綜合考慮提高除塵效率以及實(shí)際應(yīng)用，選擇3個(gè)相同的旋風(fēng)除塵器。單個(gè)設(shè)計(jì)的處理風(fēng)量為50000m3/h。圖2-1設(shè)計(jì)草圖排氣筒（內(nèi)筒）截面積與直徑Sd=Qv/（3600Vd）=50000/（360022）=0.631m2Dd=（Sd/0.785）0.5=（0.631/0.785）0.5=0.897m，取Dd=900mm圓筒空（環(huán)）截面積Sk=Qv/（3600Vk）=50000/（36003.5）=3.968m2（一般空截面上升速度Vk=2.5~4m/s）圓筒全截面積S0=Sd+Sk=0.631+3.968=4.599m2圓筒直徑D0=（S0/0.785）0.5=（4.599/0.785）0.5=2.42m，取D0=2400mm。相關(guān)尺寸圓筒長(zhǎng)度L1+150=2D0+150=22400+150=4950mm錐體長(zhǎng)度L2+100=2D0+150=22400+100=4900mm進(jìn)口尺寸S1=Qv/（3600V1）=50000/（360020）=0.694m2（一般V1=15~25m/s）S1=BL4=B2B=2B2B=（S1/2）0.5=（0.694/2）0.5=0.589m，取590mm。L4=2B=1180mm排灰口直徑d=0.25D0=0.252.4=0.6m，取600mm。定型考慮流量較大，以及一定的溫度需求，旋風(fēng)除塵器圓筒直徑較大，選用3個(gè)型號(hào)為GN2.8除塵器。圖2-2GN2.8除塵器外形結(jié)構(gòu)GN2.8型除塵器部分基本外形安裝參數(shù)標(biāo)號(hào)D—除塵器筒體直徑（m）D1—除塵器排氣管直徑（m）C—除塵器的直筒高度(m)B—除塵器的錐體高度(m)a1b1—進(jìn)氣口的面積(m2)進(jìn)口風(fēng)速單個(gè)旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口風(fēng)量=/3=140000/3=46700m3/hV==。壓力降旋風(fēng)除塵器局部阻力系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：假設(shè)粉塵在空氣中均勻分布此時(shí)空氣密度為：則=0.779+0.0482=0.827kg/m3氣體通過(guò)除塵器后的壓力降為：滿足除塵器壓力損失控制在500~1500pa之間的要求。旋風(fēng)除塵器除塵效率分級(jí)除塵效率求切向速度根據(jù)“渦流”定律可以得到切向速度與旋轉(zhuǎn)半徑的關(guān)系得：則切向速度為：D0—交界圓柱面的直徑D0=（0.6-1.0）D1，取系數(shù)為0.6由此可以得到切向速度求徑向速度—交界圓柱的半徑，—交界圓柱的高度，1.7可以求出徑向速度求分割直徑根據(jù)雷思—利西特可以的到分割直徑的計(jì)算公式并計(jì)算得到μ—?dú)怏w在453K時(shí)的粘度（Pa/s）—?dú)怏w中粉塵的真密度（kg/m3）顆粒的分級(jí)除塵效率工程設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)公式為：di—各除塵微粒的直徑求0—5μm的顆粒除塵效率，顆粒直徑取中間值為2.5μm。同理可得其它范圍數(shù)值，如表2-1。表2-1旋風(fēng)除塵器對(duì)顆粒分級(jí)別除塵效率微粒直徑(μm)0—55—1010—2020—3040—5050—6060—100分級(jí)除塵效率0.0640.3840.7140.8740.9570.9711.000除塵器總除塵效率總除塵效率為則出氣口的粉塵濃度為對(duì)灰斗的計(jì)算根據(jù)除塵效率求得單個(gè)除塵器每小時(shí)產(chǎn)生灰量：則三個(gè)除塵器共收集的粉塵量為：水泥粉塵的堆積密度為，單個(gè)灰斗體積為。則計(jì)算出灰斗的容納質(zhì)量為確定人工清灰頻率為1小時(shí)一次。袋式除塵器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)處理風(fēng)量?？諝鉁囟?80℃粉塵質(zhì)量濃度=26.94g/m3粉塵質(zhì)量濃度（標(biāo)況)為：設(shè)計(jì)除去率確定濾袋過(guò)濾風(fēng)速及面積處理氣體量過(guò)濾風(fēng)速（水泥窯尾尾氣過(guò)濾速度范圍為0.8~1.5）總過(guò)濾面積確定袋式除塵器選型根據(jù)使用回轉(zhuǎn)窯工藝的水泥廠實(shí)踐，確定選用高壓氣箱脈沖袋式除塵器，型號(hào)為FMOD96-210，技術(shù)性能見(jiàn)表2-2，濾料選用玻璃纖維針刺氈，排放質(zhì)量濃度經(jīng)驗(yàn)值可＜100mg/m3[15]。表2-2FMOD96-210技術(shù)性能型號(hào)處理風(fēng)量過(guò)濾濾速凈總過(guò)濾面積收塵器阻力FMQO96-2101345001.2~2.017751470~1770實(shí)際處理氣體量實(shí)際過(guò)濾風(fēng)速經(jīng)計(jì)算在1.2~2.0內(nèi)，符合要求可以得到良好的去除率。壓降以最大值1770計(jì)算從而確定后續(xù)風(fēng)機(jī)選型清灰控制方式清灰控制方式一般采用定時(shí)法，也可采用定阻法。所謂定阻法就是控制濾袋內(nèi)外側(cè)的壓差，當(dāng)收塵器的差壓值達(dá)到設(shè)定值時(shí)（一般為1470Pa）。即由差壓變送器發(fā)出信號(hào)，通過(guò)電氣控制裝置，即按既定程序進(jìn)行逐室清灰。設(shè)計(jì)建議采用60s一次進(jìn)行清灰。其它附屬措施要求清灰空氣壓力：5~7pa耗氣量：6.0脈沖閥（帶電磁閥）20個(gè)、2.5英寸提升閥（帶氣缸）20個(gè)、提升閥直徑、氣缸直徑鋼性葉輪給料機(jī)下料口350350mm，轉(zhuǎn)速22.5R/min、產(chǎn)量40、功率1.5kw、兩臺(tái)螺旋輸送機(jī)、2臺(tái)、每臺(tái)產(chǎn)量21減速電機(jī)型號(hào)XWD2.2-5-1/43、功率5.5KW清灰程序控制器輸入和輸出均為220V，選擇配套產(chǎn)品填料吸收塔設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)氣體經(jīng)換熱器使得溫度降低到30℃，此刻氣體流量可由理想氣體狀態(tài)方程求得：此時(shí)的氣體流量為尾氣中的SO2和NOX的濃度取水泥工業(yè)中的平均值（在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：;。二氧化硫的排放濃度為200mg·m-3，氮氧化合物的排放濃度400mg·m-3。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012）二級(jí)濃度限值為二氧化硫日平均濃度為80ug·m-3，二氧化氮日平均濃度為150ug·m-3。泛點(diǎn)氣速吸收液確定尾氣包含多種組分，考慮到與都能被溶液吸收，同時(shí)在水中溶解度較高，選取1%的溶液來(lái)吸收尾氣含有氣態(tài)污染物。一般水泥窯尾氣中的這兩種氣體的含量較少。由于NOX的組分比較復(fù)雜，考慮到NOX主要組分為N0和NO2，在填料塔設(shè)計(jì)前又存在換熱器降溫，常溫下N0在有空氣條件下轉(zhuǎn)化為NO2，所以為便于計(jì)算最終NOX去除以去除NO2為主。計(jì)算所需吸收液的質(zhì)量這兩種氣體和溶質(zhì)反映的方程式如下主：副；用吸收煙氣中的，得到含和的混合溶液，再用中和掉吸收液中的，最后經(jīng)凈化、濃縮結(jié)晶去除，結(jié)晶體也可回收利用。根據(jù)摩爾質(zhì)量守恒定律計(jì)算出每小時(shí)所需要的溶質(zhì)的質(zhì)量則吸收液的總的質(zhì)量為M=200.95/0.01=20095kg30℃時(shí)1%的液的密度和水的密度接近，取=995.7kg/m330℃時(shí)的氣體密度近似等與空氣的密度為1.165kg/m3則每小時(shí)吸收液體積為：進(jìn)出水泵以及循環(huán)泵選用型號(hào)為ISO80-65-160的水泵，其技術(shù)性能如下表：表2-3泵性能型號(hào)流量（）揚(yáng)程（）軸功率（）ISO80-65-16030364.82空塔氣速度計(jì)算填料的泛點(diǎn)氣速可由貝恩－霍根關(guān)聯(lián)式計(jì)算，即由上式計(jì)算泛點(diǎn)氣速，誤差在15％以內(nèi)。選用25×24.2×1mm的塑料鮑爾環(huán)亂堆，其相關(guān)參數(shù)：填料塔直徑空塔氣速的確定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式一般空塔氣速與泛點(diǎn)氣速的比值偽0.5~0.95，取0.5則空塔氣速為0.5×19.78=9.89m/s。確定填料塔的直徑理論塔直徑為對(duì)填料塔直徑進(jìn)行圓整取D=1800mm則此時(shí)：，符合要求。填料層高度填料層高度求各個(gè)氣體組分的體積分?jǐn)?shù)由理想氣體狀態(tài)方程可以得到氣體在標(biāo)態(tài)下的體積為SO2在標(biāo)態(tài)的體積為NO2在標(biāo)態(tài)的體積為以NO2設(shè)計(jì)計(jì)算。該氣體的體積分?jǐn)?shù)為X=41.08/84370=0.0005氣象總傳質(zhì)高度HOG具體參數(shù)：求傳質(zhì)系數(shù)—?dú)庀嗫傮w積吸收系數(shù)()P—大氣壓強(qiáng)（98kPa）求出氣向傳質(zhì)高度，選取。計(jì)算傳質(zhì)單元數(shù)Y1—進(jìn)氣的氣體體積分?jǐn)?shù)Y2—出氣的氣體體積分?jǐn)?shù)在此約為0，求得填料層的高度一般填料塔的實(shí)際裝填料層高度為計(jì)算填料層高度的1.3~1.5倍，取1.3倍則:填料塔的高度為1.3×9=12m填料層的分層選用25×25×1.2mm的塑料鮑爾環(huán)亂堆，根據(jù)填料選擇規(guī)定，其分層高度定為5m，分為4層。凈化性能填料塔不僅可以除去氣態(tài)污染物，也可以去除粉塵，可以將氣態(tài)污染物以及將入口處濃度為1g/m3的粉塵處理達(dá)標(biāo)。排氣筒設(shè)計(jì)排氣筒高度根據(jù)水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2013)規(guī)定，水泥窯單線生產(chǎn)能力低于240t/d，其排氣筒高度不得低于30m。同時(shí)排氣筒高度至少是其附屬設(shè)備的2～2.5倍，附屬結(jié)構(gòu)的最高高度約為15m，則設(shè)計(jì)的排氣筒高度選為30m，出口的風(fēng)速度為23m/s，則排氣筒出口直徑為1.2m。抬升高度的計(jì)算排氣筒氣熱排放速率—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下定壓熱容（）—煙氣溫度和環(huán)境溫度差值（K，環(huán)境溫度選為13.3℃）QN—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量（m3/s）則排氣筒熱排放速率為當(dāng)Qh≤1700KJ/s或△P＜35K，排氣筒抬升高度為－排氣筒出口處煙氣排放速度（m/s）－煙囪口的平均風(fēng)速度（2m/s）D－煙囪排出口的直徑（m）通過(guò)screen3模型預(yù)測(cè)二氧化硫和二氧化氮最大地面濃度分別為：22ug/m3，45ug/m3。出氣筒設(shè)計(jì)符合環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。高程的計(jì)算旋風(fēng)除塵器計(jì)算進(jìn)氣口的高度根據(jù)設(shè)備的選型其進(jìn)口的高度為9.02m，基建的高度為0.55m，則進(jìn)氣口的高度為出氣口的高度設(shè)備本身出口的高度為9.8m，基建的高度為0.55m，其它高度為則出氣口的高度袋式除塵器的計(jì)算進(jìn)出氣口的高度設(shè)備的高度為7.41m，基建的高度為0.5m，為便于底部清灰在設(shè)備整體底部留出1m高度，方便人員以及車輛進(jìn)出。進(jìn)出氣口的高度為。填料塔的高程計(jì)算進(jìn)氣口的高度填料塔本體進(jìn)口高度為2.6m，基建高度為0.5m，則進(jìn)氣口的高度為出氣口的高度填料塔本體由頂部直接排放其主體高度為30.3m，基建高度為0.5m，則出氣口的高度為風(fēng)機(jī)房高度設(shè)計(jì)流量，風(fēng)機(jī)所需提供的能量參見(jiàn)后續(xù)章節(jié)，根據(jù)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)流量以及所需提供的能量進(jìn)行選型。風(fēng)機(jī)房頂部進(jìn)氣，其高度為3m，側(cè)面出氣，其高度為1.75m。換熱器的高度換熱器設(shè)計(jì)流量為；換熱器的冷卻劑選用水，熱水可回用；氣體溫度溫度從180℃降到30℃，則換熱器散熱速率為：—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下定壓熱容（）—煙氣溫度和環(huán)境溫度差值（K，環(huán)境溫度選為13.3℃）QN—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量（m3/s）確定進(jìn)口高度1.75m，出口的高度1.75m。管道壓力損失和電機(jī)計(jì)算常用的系數(shù)公式管道選擇全新的鑄鐵管道，絕對(duì)粗糙度為0.3mm。彎頭損失計(jì)算公式局部阻力系數(shù)：—轉(zhuǎn)角管的角度摩擦損失：漸擴(kuò)管損失計(jì)算公式局部阻力系數(shù)：摩擦損失：漸縮管損失計(jì)算公式局部阻力系數(shù)：摩擦損失：直管沿程損失計(jì)算公式雷諾系數(shù)：—流體的密度—管道中的氣體流速D—管道的直徑—流體在一定溫度下的粘滯系數(shù)Re＞2000時(shí)需要根據(jù)莫迪圖來(lái)計(jì)算Re≤2000時(shí)由公式得：管道的摩擦損失：—管道的摩擦阻力系數(shù)L—管道的長(zhǎng)度V—管道的流動(dòng)速度D—管道的直徑g—重力加速度矩形管的當(dāng)量直徑a,b—矩形的長(zhǎng)和寬（m）總能量損失計(jì)算公式Q—單位時(shí)間的流量（m3/s）g—重力加速度（m/s2）—流體的密度（kg/m3）H—總的摩擦損失（Pa）回轉(zhuǎn)窯尾到旋風(fēng)除塵器直管沿程損失計(jì)算雷諾系數(shù)為則可以得到摩擦阻力系數(shù)為摩擦損失為漸擴(kuò)管損失計(jì)算局部的阻力系數(shù)為摩擦損失為總摩擦損失計(jì)算總能量損失計(jì)算旋風(fēng)除塵器到袋式除塵器彎頭損失計(jì)算局部阻力系數(shù)旋風(fēng)除塵器出口氣體速度為11.46m/s，袋式除塵器前圓管氣速為10.23m/s，圓管直徑為2.20m兩種規(guī)格彎頭共有4個(gè)彎頭，則摩擦損失為直管沿程損失計(jì)算V=11.46m/s雷諾系數(shù)為摩擦阻力系數(shù)為摩擦損失為V=10.23m/s雷諾系數(shù)為摩擦阻力系數(shù)為摩擦損失為旋風(fēng)除塵器到干管漸縮（擴(kuò)）管損失計(jì)算出氣口到支管漸縮管損失計(jì)算局部的阻力系數(shù)為摩擦損失為支管到干管漸擴(kuò)管損失計(jì)算局部的阻力系數(shù)為摩擦損失為由干管進(jìn)入袋式除塵器漸縮管損失計(jì)算袋式除塵器入口當(dāng)量直徑為局部阻力系數(shù)就相當(dāng)于由大管進(jìn)入小管，根據(jù)公式可以得到摩擦損失為總摩擦損失總能量損失袋式除塵器到換熱器直管沿程損失計(jì)算直管的直徑為2.2m，則風(fēng)速度為10.23m/s。其摩擦系數(shù)與袋式除塵器進(jìn)口前圓管相同為0.087，其中橫向管道的長(zhǎng)度為1m，豎向管道長(zhǎng)度為1.5m。其摩擦損失為彎頭損失計(jì)算直角局部阻力系數(shù)為摩擦損失為漸縮管損失計(jì)算袋式除塵器出口當(dāng)量直徑為局部阻力系數(shù)就相當(dāng)于由小管進(jìn)入大管，根據(jù)公式可以得到摩擦損失為總摩擦損失總能量損失換熱器到風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)確定溫度降為30℃，則密度為1.165Kg/m3，粘滯系數(shù)為1.86×10-2氣體體積流量變化為直管沿程損失計(jì)算直管的直徑為1.8m，則風(fēng)速度為10.22m/s，處在10~15m/s之間符合風(fēng)機(jī)進(jìn)口的流速要求。管道的長(zhǎng)度約為2.6m。雷諾系數(shù)為則可以得到摩擦阻力系數(shù)為摩擦損失為彎頭損失計(jì)算局部阻力系數(shù)摩擦損失為總摩擦損失總能量損失風(fēng)機(jī)到填料塔直管沿程損失計(jì)算直管的直徑為1.4m，則風(fēng)速度為16.90m/s，處在15~20m/s之間符合風(fēng)機(jī)出口的流速要求。直管長(zhǎng)度約為1m。雷諾系數(shù)為可以得到摩擦阻力系數(shù)為摩擦損失為漸縮管損失計(jì)算局部阻力系數(shù)就相當(dāng)于由大管進(jìn)入小管，根據(jù)公式可以得到摩擦損失為總摩擦損失總能量損失風(fēng)機(jī)計(jì)算風(fēng)機(jī)必須能夠提供所有的設(shè)備與管道能量損失加上氣上升勢(shì)能減去煙氣產(chǎn)生的動(dòng)能。表2-4管道損失一覽表管道部位摩擦損失（Pa）能量損失（J）窯尾到旋風(fēng)除塵器17.665567.65旋風(fēng)除塵器到袋式除塵器27.128550.09袋式除塵器到換熱器3.791194.87換熱器到風(fēng)機(jī)房3.22956.20風(fēng)機(jī)房到填料塔4.011190.79合計(jì)55.817451.6設(shè)備的能量損失計(jì)算公式為旋風(fēng)除塵器能量損失為袋式除塵器能量損失為換熱器預(yù)留能量損失為填料塔流量為26.01m3/s，能量損失為表2-5設(shè)備損失一覽表