《环境工程学》课程设计 水泥厂除尘系统

《环境工程学》课程设计
一、课程设计题目：以水泥厂水泥粉磨车间为例，设计除尘系统。

二、设计参数和指标：
1、水泥品种为普通硅酸盐水泥，水泥车间内的空气平均温度为20℃，该地区大气压力为1.013×105Pa，水泥的静止堆积角为30°-45°；
2、球磨机型号为Φ1830×3600，转速24r/min，装球量10.6-11.35t,给料粒度≤25㎜，出料粒度0.075-0.4㎜，产量5-22t/h，电机功率130kw，重量33.5t，参数计算中取产量为10t/h；
3、气体的含尘浓度为70g/N m3；
4、其他参数可参考相关资料。

三、设计内容：
1、除尘系统的设计；
2、除尘器的型号；
3、确定计算环路，进行除尘系统管网阻力计算；
4、风机、电机的选择；
5、相关输送设备选型；
6、画工艺布置图。

四、参考资料：
1、水泥厂工艺设计手册
2、球磨机
3、通风除尘设计手册
五、设计思路
（一）除尘器类型的选择
选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、
维护管理，其中最重要的是除尘效率。

以下问题要特别引起注意：
（1）选择的除尘效率必须满足排放标准规定的排放要求；
（2）粉尘颗粒的物理性质对除尘器的性能具有较大影响；
（3）气体的含尘浓度；
（4）烟尘温度和其他性质是选择除尘设备时必须考虑的因素；
（5）选择除尘器时，需要考虑收集粉尘的处理问题；
（6）选择除尘器时还必须考虑设备的位置、可利用的空间、环境条件等因素，设备的一次性投资以及操作和维修费用等经济因素。

通过以上对除尘器选择原则要求的综合考虑，以及对资料中几种除尘器性能的了解和本设计题目中所给的一些设计参数。

我们初步选用袋式除尘器对水泥厂车间的污染颗粒进行除尘。

原因如下：
①除尘效率要大于98%，可选择有袋式除尘器、文丘里除尘器、电除尘器三种选择；
②由于文丘里除尘器的压力损失太大，且不利于水泥的回收利用，故选择文丘里除尘器是不合理的；
③根据水泥的性质，水泥粉尘的比电阻较大，选用电除尘器的设备、运行成本太大，且不易清灰及维修，故不宜选择；
④袋式除尘器与文丘里除尘器相比，动力消耗小。

因此对于微细的干颗粒物，采用袋式除尘器捕集是适宜的；
⑤袋式除尘器的结构简单、易清灰，除尘效率一般可达95%-99%，且压力损失适中，投资运行费用也比较经济。

综上所述：选择袋式除尘器是合理的。

（二）除尘型号的选择
计算：
抽气流量：Q=kG
式中Q——处理风量，m3/h；
G——磨机台时产量，t/h；
k——经验系数，磨机通风取：500～600m3/t；细粉收集取：1200～1300 m3/t。

Q=kG=1200×10=12000 m3/h
根据除尘器的最大风量和动力要求我们选袋式除尘器的型号为FPPF32-6B 型，具体参数如下：
处理风量13390 m3/h ，过滤风速1.0-1.2m/min ，总过滤面积192㎡，净过滤面积160㎡，除尘室6个，滤袋192条，除尘器阻力1500-1700Pa ，出口气体含尘浓度＜5mg/m 3，除尘器承受负压4000-9000Pa ，清灰压缩空气压力（4-6）×105Pa ，耗气量0.6，保温面积48.5㎡，设备约重5700㎏.
（三）设计管道
抽气流量： Q =π4D 2v
式中 Q=12000 m3/h=3.3m 3/s
V=20m/s
可求管径 D =V
Q 4=458㎜≈460㎜ 再将D=460㎜，Q=12000 m3/h 代入，可核算实际流速v 1=
4Q
πd 12=19.9m/s
查“计算表”，当量阻力系数λd =0.0366，动压为240.3Pa
设计管道如图：
（四）计算各部分压力损失
l1=5m l2=3m l3=1m l4=2m l5=1m l6=10m
l=∑l=22m
则管道内摩擦压力损失△P l=l×λ
d ×ρv2
2
=22×0.0366×240.3=193.5Pa
查参考书可得局部压力损失系数：
弯头（R/d=1.0）90°ξ=0.25 ，60°ξ=0.2 ，30°ξ=0.125
∑ξ=0.825
则局部压力损失∆Pm1=∑ξ×ρv2
2
=0.825×240.3=198.2Pa
风机局部阻力系数q1=0.1
查表选择烟囱伞帽规格：h
D
=0.6，q2=1.10
可得∑q=1.20
则局部压力损失△P m
2
=1.20×240.3=288.36Pa
除尘器局部压力损失△Pm3=1500Pa
总压力损失△P=△P l+∆Pm1+△P m
2
+△Pm3=2180.1Pa （五）选择风机和电机
通风机风量：q0=(1+K1)∗Q（m3/h）
计算得q0=1.1×12000=13200m3/h
通风机的风压：Δp0=(1+K2)∗Δp∗ρ0
ρ=(1+K2)∗Δp∗T
T0
∗p0
p
（pa）
计算得Δp0=2180.1×1.2×1=2616.2Pa
根据上述风量和风压，在通风机样本上选择4-68No.8C型风机，主轴转速1600r/min，全压2670Pa，流量19404m3/h，电动机型号Y200L-4，功率30kw
复核电动机功率：N e=q0
3.6∗106∗Δp0
η1
∗K
η2
（kW）
计算得N e=26.3kw，电动机符合要求。

（六）传送装置及配套风机、电机的选择
水泥工业生产中，除机械输送装置广泛使用外，气力输送装置也被广泛用来输送粉粒状物料。

本次设计中，我们选择空气输送斜槽作为传送装置。

空气输送斜槽可输送粒径3-6㎜以下的粉状物料，水泥厂主要用来输送非粘结性的粉粒状物料，如生料粉、水泥。

输送量可达2000m3/h,输送距离一般不超
过100m 。

斜槽的优点：
由于设备本身无运动部件，故磨损少，设备简单，易维护检修，动力消耗低，操作安全可靠，改变输送方向容易，适用于多点喂料及卸料。

斜槽的缺点：
对输送物料性能有一定要求，布置上必须保证具有准确的向下倾斜度，距离长了落差大，造成土建困难。

所选斜槽主要参数：
斜度i=4﹪,槽内物料的流动速度ω=1.0m/s ，槽宽B=250㎜，料厚h ＜0.046m 根据实际情况确定尺寸：
斜槽空气消耗量R=60qBL
式中
q ——每平方米透气层的耗气量，一般多孔板q=1.5m 3/(m 2∙min)，三层帆布层q=2.0m 3/(m 2∙min)
B ——斜槽宽度，m ；
L ——斜槽长度，m 。

计算得R=60qBL=60×1.5×0.25×15.012=337.8m 3/h
在通风机样本上选择4-68No.2.8A 型风机，流量565m 3/h ，全压250Pa ，所需功率0.07kw ，配套电动机Y801-4型，功率0.55kw 。

其余尺寸见图纸。

六、参考资料
[1]陈绍龙，张朝发，李福州，水泥生产破碎与粉磨工艺技术及设备，化学工业出版社，2006.12；
[2] 国家建筑材料工业机械标准化技术委员会，水泥工业用技术装备，中国建材15000㎜
600㎜
工业出版社，2008.6；
[3] 郝吉明，马广大，王书肖，大气污染控制工程，北京高等教育出版社，2010.1；
[4] 张殿印，王纯，除尘器手册，化学工业出版社，2005.1；
[5]金国淼，除尘设备，化学工业出版社，2002.10；
[6]方景光，粉磨工艺及设备，武汉理工大学出版社，2002.8；
[7] 李规华，粉末冶金车间设备及设计，冶金工业出版社，1994.10。