大气设计说明书

课程设计

课程名称大气污染课程设计

题目名称__水泥厂配料车间粉尘污染治理

程（课程）设计

学生学院_ 环境科学与工程学院

专业班级_ 2010级环境工程（1）班

学号 3110007629

学生姓名葛蔚麒_________ _

指导教师___王玉洁______________ 2013年6月30日

目录

课程设计题目要求 (2)

一概述 (3)

二粉尘来源与危害 (3)

2.1水泥厂粉尘源 (3)

2.2水泥厂粉尘的特点 (4)

2.3水泥生产作业粉尘危害 (4)

三集气罩工艺计算 (5)

3.1集气罩的设计 (6)

3.2抽尘罩罩口断面速度的确定 (6)

3.3密闭罩中的最小负压值 (6)

3.4粉体设备的除尘抽风量选取 (6)

3.5总风量计算 (7)

四旋风除尘器的选型与计算 (7)

4.1旋风除尘器的分类 (7)

4.2旋风除尘器选型计算 (8)

4.3二级除尘器的选型设计及总除尘效率的计算 (10)

五除尘系统管道设计及其压力计算 (12)

5.1除尘管道系统设计 (12)

5.2管径和管道压力损失计算 (12)

5.3各管道计算管径和摩擦压力损失 (12)

5.4管道计算总表 (16)

5.5电机风机的选型 (17)

5.6排气筒 (17)

六总结 (17)

七参考文献 (17)

课程设计题目要求

水泥厂配料车间粉尘污染治理工程(课程)设计

1. 设计基础资料

●计量皮带宽度:450mm

●配料皮带宽度:700mm

●皮带转换落差:500mm

●设粉尘收集后,粉尘浓度为2000mg/m3,粉尘的粒径分布如下表.

2. 设计要求

●排放浓度小于50 mg/m3

●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.

●计算旋风除尘器的分级除尘效率和除尘系统的总效率.

●选择风机和电机

●绘制除尘系统平面布置图

●绘制除尘系统立面布置图

●绘制除尘器（二个）本体结构图

●编制工艺设计说明书.

一. 概述

水泥是使用最广泛的建筑材料，它不仅广泛地使用于工业场所，也广泛地使用于居民生活区。水泥是粉状产品，是一种水硬性的胶凝材料。水泥的品种多达百余种，使用量最大使用面最广的是通用水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣、硅酸热水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。实际上是硅酸盐水泥及其派生的品种，掺各种混合材料的水泥。其中普通硅酸盐水混、矿渣硅酸盐水泥是我国水泥市场的主导产品水泥粉尘是指生产水泥的原料在生产过程中产生的粉尘和水泥产品在均化、储运、包装、使用过程中飞扬在空气中的粉尘。

粉尘的性质包括粉尘的化学成分、粒径分布、密度、硬度、水硬性等水泥厂各种粉尘的化学成分与生产水泥的原材料、燃料的化学成分相同。以硅酸盐水泥为例，主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3等。粉尘吸水后易形成硬垢的称水硬性粉尘，水泥厂的熟料和水泥粉尘均为水硬性粉尘，生产水泥的原料主要是石灰质原料(石灰岩、泥灰岩等 )和粘土质原料(粘土、黄土页岩、砂岩等)。原料经破碎、粉磨、人窑煅烧、熟料粉磨等工序，几乎每道工序都产生粉尘生产出来的产品水泥是粉状的，在运输、包装等环节中又可产生大量扬尘。在水泥生料煅烧成熟料的过程中，由于燃料燃烧，原料在炉内运动及高温条件下进行物理化学反应等，产生大量含尘烟气。

二. 粉尘来源与危害

2.1水泥厂粉尘源

2.1.1破碎、运输及储存水泥厂的破碎机

按进料不同，可分为石灰石、石膏破碎机和熟料破碎机；按施工破坏力的不同，可分为冲击型和挤压型二种。其中冲击破碎机的产品粒度较细，进入除尘器的气体的含尘浓度远大于挤压式破碎机。由于破碎机工作时的冲击、挤压和摩擦等机械作用会产生部分热能使粉料温度上升，但上升不会太高。水泥厂运输原料的方式有皮带机、螺旋输送机和斗提机等。在下料点处会产生扬尘，尤其是大型斗提机，会在物料进口处产生较强的扬尘。原料储存有堆场和库存的方式，按原料种类可将储料库分为生料原料库、熟料库和水泥库等。当物料从储料库库顶的放料口进入的同时会带入气体，在库仓内形成正压而使粉尘外泄。

2.1.2烘干机

水泥厂采用的烘干方法，除自然烘干外，主要有两种：一种是粉磨过程中同时进行烘干，另一种是设置单独的烘干设备。国内水泥厂烘干设备一般有回转烘干机、立式烘干机、悬浮烘干机和流态烘干机而使用较为普遍的是回转烘干机。烘干设备排出的废气是水泥厂主要的粉尘排放源，尤其是粘土排放系统。其它需烘干的物料还有页岩、矿渣、钢渣和煤等，烘不同的物料所产生的烟气特性有所不同。

2.1.3磨机

磨机废气排放主要用于磨机内的通风，水泥厂的磨机包括生料磨、矿(钢)渣磨、水泥磨和煤磨等磨机消耗的能量大部分转化成热能使原料中的水分在粉磨过程中蒸发。当进磨物料水分高于2时，必须采用烘干兼粉磨工艺。如生料磨和煤磨，不带烘干的生料磨有钢渣磨等，

绝大部分水泥厂的旋窑是以煤粉作燃料，而煤粉气体颗粒较小，且是一种易燃易爆气体。

2.1.4立窑

立窑采用的是半于法生产技术。由于各厂的原料、配料和煅烧方式 (分明火、浅、暗火和深暗火)不同，使立窑烟气的含尘浓度，含湿量，废气温度等工况条件变化很大。废气的成分也较复杂，立窑窑面湿料层的厚度直接影响立窑烟气的温度和含尘浓度深暗火操作时，湿料层厚度达1000 mm 以上，通过湿料层的吸热和过滤作用，烟气的温度降低(一般都低于50℃)，含尘浓度也降低 (5 g／m左右)；明火操作时，废气温度达 250℃以上，含尘浓度超过 2g／m ，暗火操作则介于二者之间。

2.2 水泥厂粉尘的特点

●烘干物料产生的烟气烘不同物料所产生的烟气的特性有所不同，但一般含尘浓度比较

高，含湿量大且波动范围大，露点温度高，正常情况下废气温度较低，废气中粉尘粒径范围宽且有一定的腐蚀性。

●粉磨产生的废气生料磨废气中的含湿量因各厂工艺不同区别较大，水泥磨人磨物料都是

干料，其排风含湿量低，一般无结露危险，粉尘粒径较小。

●立窑烟气的治理难度是其烟气的“湿、蚀、变”的特殊工况。“湿”指烟气含湿量大，

露点温度高，酸露点温度更高；“蚀”指含腐蚀性烟气，尤其是添加复合矿化剂后氟酸的腐蚀尤为强烈；“变”指废气量、含尘量、温度、湿度和粉尘比电阻值等参数随工艺操作条件的频繁变化而波动范围较大。

●干法旋窑窑头、窑尾的烟气干法旋窑窑头(冷却机)的烟气主要为冷却熟料的废气，具有

颗粒粗且干燥，温度高且波动大，粉尘浓度一般较小的特点。干法旋窑窑尾烟气的特点是烟气量大，温度高，粉尘浓度高，粉尘细而粘、比电阻值高且含有酸碱氧化物等腐蚀性烟气。窑单体操作与窑磨联合操作相互转换时，进入除尘器烟尘的工况变化较大。

2.3水泥生产作业粉尘危害

粉尘是能在空气中浮游的固体微粒。由于粉尘的特殊性质、粒径的大小等因素，它对人体的危害很大。根据不同特性，粉尘可对机体引起各种损害。如可溶性有毒粉尘进入呼吸道后，能很快被吸收入血流，引起中毒；放射性粉尘，则可造成放射性损伤；某些硬质粉尘可损伤角膜及结膜，引起角膜混浊和结膜炎；粉尘堵塞皮脂腺和机械性刺激皮肤时，可引起粉刺、毛囊炎、脓皮病及皮肤皲裂等；粉尘进入外耳道混在皮脂中，可形成耳垢等。而且化学性质不同程度地在体内参与和干扰生化过程的程度和速度，一般的粉尘进入人体肺后，可能引起尘肺病，如硅、石棉、炭黑等。粉尘还对工业生产也有极大的影响。降低产品质量和机器工作精度、影响作业环境的能见度，有些粉尘在一定的条件下会发生爆炸。而且浓度超标的粉尘排放到大气中也造成环境污染，所以，除尘是很有必要的。再者，生产工作的环境内，存在工作人员是必要的，而由于物料破碎过程、振动筛的剪切压缩的尘化作用、物料在落到皮带上的运动诱导空气的尘化作用，在车间里产生粉尘并使得粉尘悬浮在空中或在空气中运动，这大大增加了粉尘的危害性。为了控制粉尘，减小其危害，提高车间的工作环境，有必要在车间内设置通风除尘系统进行除尘，使其达到排放标准后再进行排放。

水泥生产性粉尘作业危害程度Ⅲ级的占调查工种的50%，危害程度最高的Ⅳ级，显示水泥生产粉尘作业危害程度大。接尘作业工人尘肺和慢性上呼吸道炎发病率高，水泥作业工人的慢性上呼吸道炎发病率较高，尘肺病是粉尘危害最严重的后果。立窑水泥生产接尘作业工人的尘肺患病率较高，尘肺病种有矽肺，也有水泥尘肺。矽肺主要发生在粉尘游离二氧化硅较高的生料、原料工种、水泥尘肺则发生在粉尘游离二氧化硅含量较低的制成、煅烧工种，