北京化工大学环境工程课程设计

目录

第一部分：颗粒污染物治理概述 (1)

第二部分：课程设计任务 (3)

第三部分：工艺流程设计 (4)

第四部分：旋风除尘器的选型设计 (5)

第五部分：高效除尘器的选型设计 (9)

第六部分：管路、风机及其他设备选型设计 (11)

第七部分：总结 (14)

第八部分：参考文献 (15)

第一部分

颗粒污染物治理概述

1.1大气颗粒污染物简介

大气污染物指除气体之外的所有包含在大气中的物质，包括所有各种各样的固体或液体气溶胶。其中有固体的烟尘、灰尘、烟雾，以及液体的云雾和雾滴。粒径的分布大到200微米，小到0.1微米。

微小尘粒通常靠空气的粘滞力或阻力与任何使尘粒沉降的沉降力相抵消，而长期悬浮在大气中。有时，静电电荷一类的力也能使这些颗物保持悬浮状态。悬浮在大气中的尘粒并非呈稳定状态，它们迟早会从大气中分离出去。颗粒物分离的方法和装置，是为了尽可能缩短这一时间。进入大气的一次颗粒物和在大气中形成的二次污染颗粒物，会影响人类健康，能见度和气候。颗粒的粒度、浓度和化学组成通常是确定这些影响的最重要因素。

1.2 除尘及常用除尘器

从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘，实现上述过程的设备装置称为除尘器。治理烟尘的方法和设备很多，各具不同的性能和特点，必须依据废气排放的特点，烟尘本身的特性，要达到的除尘要求等，结合除尘方法和设备的特点进行选择。目前，颗粒污染物控制采用的除尘装置主要有机械式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器等。其中机械式除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器和声波除尘器。上述各种除尘器可以联合使用，构成二级除尘或多级除尘设备。

1.2.1 机械力除尘器

机械力除尘器是借助质量力的作用达到除尘目的的方法,相应的除尘装置称为机械式除尘器。质量力包括重力、惯性力和离心力，主要除尘器形式为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。

1、重力沉降

利用颗粒污染物与气体密度不同,使颗粒污染物在重力作用下自然沉降下来，与气体分离的过程。重力沉降室结构简单，造价低，压力损失小，便于维护，且可以处理高温气体。主要缺点是只能捕集粒径较大的颗粒物，仅对50微米以上的颗粒物具有较好的捕集作用，因而效率低，只能作为初级除尘手段，主要用于高效除尘装置的前级除尘器。

2、惯性除尘

利用颗粒污染物与气体在运动中惯性力不同，使颗粒污染物从气体中分离出来的过程。通常是使气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧改变，气流中的颗粒物惯性较大不能随气流急剧转弯，便从气流中分离出来。

3、离心除尘

利用旋转的气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离处理的过程。离心除尘器也称为旋风除尘器，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便、压力损失中等、动力消耗不大、可用各种材料制造、能用于高温或高压及

腐蚀性气体、并可直接回收干颗粒地优点。一般用来捕集5至15微米以上地颗粒物，除尘效率可达80%左右，是机械式除尘器中效率最高的。主要缺点是对5微米以下的细小颗粒物去除效果不理想。

1.2.2过滤式除尘器

这是使气流通过多孔滤料,将气流中颗粒污染物截留下来,使气体得到净化的过程,主要有袋式除尘及颗粒层过滤除尘两种方式。

1、袋滤除尘

利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集颗粒污染物的方法,主要通过筛分、惯性碰撞、扩散、静电、重力沉降等作用机制依靠滤料表面来捕集颗粒污染物,属于外部过滤。该方法除尘效率高,一般可达99%以上,适应极强,能够处理不同类型的颗粒污染物,操作弹性大,除尘效率对入口颗粒污染物浓度及气流速度变化具有一定稳定性,结构简单,使用灵活,便于回收干料,不存在污泥处理。但袋式除尘器的应用受到滤布的耐温、耐腐蚀等操作性能的限制一般使用温度应低于300℃。

2、颗粒层过滤除尘

通过将松散多孔的滤料填充在框架内作为过滤层,颗粒物在滤层内部被捕集的一种除尘方法,属内部过滤方式。除尘过程中大颗粒污染物主要借助惯性力,小于0.5微米的颗粒物主要靠滤料及被过滤下来的颗粒表面的拦截和附着作用过滤下来,净化效率随颗粒层厚度增高而提高。

1.2.3 其他除尘器

1、电除尘器

电除尘器是利用静电力实现粒子（固体或液体粒子）与气流分离沉降的一种除尘装置。电除尘器除尘效率高达99.99%能捕集1微米以下的细微粉尘，但是电除尘器设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，故投资高；要求制造、安装和管理的技术水平高；除尘效率受粉尘比电阻影响较大，若不采用一定措施，除尘效率将受到影响。

2、湿式除尘器

湿式除尘器是使含尘气体与液体（通常为水）密切接触，利用重力、惯性碰撞、拦截、扩散、静电力等作用捕集颗粒的装置，又称湿式气体洗涤器。湿式除尘器结构简单、造价低，可以有效的将直径为0.1~1.2微米的液滴或固体颗粒从气流中去除。同时，也能脱除部分气态污染物，还能起到气体降温的作用。湿式除尘器适宜净化飞西安卫星、非憎水性和不与水发生化学反应的各种粉尘，尤其适宜净化高温、易燃、易爆的含尘气体。但存在设备及管道的腐蚀、污水和污泥的处理、因烟温降低而导致的烟气抬升减小及冬季排气产生冷凝水雾等问题。在低温寒冷区域，湿式除尘器容易冻结，要有必要的防冻措施。

课程设计任务

2.1设计名称

某滑石粉生产线除尘系统工艺及高效除尘器的设计

2.2 设计要求

尾气排放浓度达到国家标准GB16297—1996的要求或地方环保要求，即净化后气体中污染物浓度不大于50mg/m3。

2.3现场情况

1、粉尘种类：粉尘为滑石粉，其真密度为2780kg/m3。

2、系统空气量：8000—12000m3/h。

3、粉尘处理量：500kg/h。

4、粉尘粒度组成：

2.4 设计要求：

1、根据上述要求，确定管路及除尘系统种类。

2、确定出各设备的基本外形尺寸。

3、计算除尘系统的总除尘效率，单机的除尘效率。

4、作两张A1图，分别是除尘系统工艺布置图和高效除尘器总装配图。

5、写出设计说明书。

2.5 作图所用标准

图纸GB4457.1—84

比例GB4457.2—84

字体GB4457.3—84

尺寸注法GB4457.4—84

图线及其画法GB4457.4—84

标题栏GB1069.1—89