武漢理工大學車間除塵大氣課程設計(共38頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上目錄1.概述 11.1課程設計的目的與意義 11.2課程設計原則和相關標準 11.2.1設計原則  11.2.2 除塵設計的相關標準  11.3課程設計內容22.粉塵的物理性質  32.1粉塵的密度  32.2粉塵的安息角與滑動角32.3粉塵的比表面積 42.4粉塵的含水率  42.5粉塵的潤濕性42.6粉塵的荷電性及導電性 4 2.6.1粉塵的荷電性 52.6.2粉塵的導電性  52.7粉塵的粘附性 52.8粉塵的自燃性和爆炸性

2、 52.8.1粉塵的自燃性52.8.2粉塵的爆炸性 63.集氣罩的設計和風量計算73.1集氣罩設計的基本原則73.2集氣罩的結構形式選擇73.2.1密閉罩 73.2.2排氣柜 83.2.3外部集氣罩 83.2.4接受式集氣罩93.2.5吸收式集氣罩93.2.6小結94.除塵器的選擇34.1除塵器的合理選擇124.1.1除塵器的選擇原則124.1.2小結144.2袋式除塵器的介紹和相關參數的計算144.2.1袋式除塵器的除塵原理164.2.2袋式除塵器的清灰方式204.2.3袋式除塵器的濾料235.管道的設計與計算255.1管徑的選擇255.2管

3、徑的選擇286.風機的選擇326.1管徑的選擇326.2管徑的選擇326.3管徑的選擇32專心-專注-專業(yè)第一章 概述1.1課程設計的目的與意義通過本課程設計，掌握大氣污染控制工程課程各基本原理和基本設計方法的應用，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生解決實際問題的能力。結合前續(xù)課程大氣污染控制工程的內容，本課程內容為，運用各種污染物的不同控制、轉化、凈化原理和設計方法，進行除塵、脫氮、除硫等大氣污染控制工程設計，使學生在大氣污染控制工程方面得到工程訓練。同時通過課程設計鍛煉，讓學生的繪圖能力得以鍛煉，為畢業(yè)設計及工作積累經驗。 （1）鞏固大氣污染控制工程課堂中所學理論知識；（2）掌握除塵系統(tǒng)設計的

4、基本方法；（3）提高工程設計中資料運用、數據計算方法和計算機繪圖能力。1.2課程設計原則和相關標準1.2.1設計原則 （1）嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項規(guī)定，確保排出氣體指標達到國家及地方有關污染物排放標準； （2）工藝成熟、簡單明了，節(jié)省投資費用；（3）避免二次污染，滿足安全要求； 1.2.2 除塵設計的相關標準 （1） 環(huán)境空氣質量標準(GB3095-1996)； （2） 大氣污染綜合排放標準(GB16297-1996);（3）全國通用通風管道計算手冊；（4）除塵工程設計手冊1.3課程設計內容（1）車間面積和

5、兩臺產塵設備(見附圖)；12000×6000;1200×600×800;（2）產生輕礦物粉塵并以較低速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中；（3）污染源氣體含塵濃度4g/m3，密度1.2g/cm3，溫度20oC，大氣壓力1.013×105Pa；（4）傘形罩口距污染源表面200mm；（5）管道和集氣罩用鋼板制作，鋼管相對粗糙度0.15，排氣筒距地面12m；（6）采用自選除塵器;圖1.1課程設計題目第二章   粉塵的物理性質 2.1粉塵的密度     單位體積粉塵的質量稱為粉塵的密

6、度，單位kg/m3。根據粉塵測定條件及應用條件的不同，可分為真密度和堆積密度。 （1）真密度  將粉塵顆粒表面及其內部的空氣排出后測得的粉塵自身的密度，稱為真密度。以p表示。 （2）堆積密度  固體磨碎形成的粉塵，在表面末氧化時，其真密度與母料密度相同。呈堆積狀的舶粉塵(即粉體)，每個顆粒及顆粒之間的空隙中皆含有空氣。一般將包括物體顆粒間氣體空間在內的粉體密度稱為堆積密度用b表示。 2.2粉塵的安息角與滑動角 （1）安息角：粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上，自然堆積成一個圓錐體，圓錐體母線與水平面的夾角稱為粉塵的安息角。

7、也稱動安息角或堆積角。 （2）滑動角：指自然堆放在光滑平板上的粉塵，隨平板做傾斜運動時，粉塵開始發(fā)生滑動時的平板傾斜角，也成靜安息角。 影響粉塵安息角和滑動角的因素主要有：粉塵粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度及粉塵粘性等。對于一種粉塵，粒徑越小，安息角越大；粉塵含水率增加，安息角增大；表面越光滑和越接近球形的顆粒，安息角越小。 2.3粉塵的比表面積 粉狀物料的許多理化性質，往往與其表面積大小有關，細顆粒往往表現(xiàn)出顯著的物理、化學活動性。 粉塵的比表面積定義為單位體積(或質量)粉塵所具有的表面積。以粉塵自身體積(即凈體積)表示的比表面積。

8、2.4粉塵的含水率 粉塵中的水分包括附著在顆粒表面上的和包含在凹坑處與細孔中的自由水分，以及緊密結合在顆粒內部的結合水分。 粉塵中的水分含量，用含水率w表示，指粉塵中所含水分質量與粉塵總質量（包括干粉塵與水分）之比。 2.5粉塵的潤濕性 粉塵顆粒能否與液體相互附著或附著難易的性質稱為粉塵的潤濕性。當塵粒與液體接觸時，接觸面能擴大而相互附著，就是能潤濕；反之，接觸面趨于縮小而不能附著，則是不能潤濕。一般根據粉塵能被液體潤濕的程度將粉塵大致分為兩類：容易被水潤濕的親水性粉塵，難以被水潤濕的疏水性粉塵。粉塵的潤濕性與粉塵的性質，如粒徑，生成條件、溫度、含水率、

9、表面粗糙度、荷電性等有關，還與液體的表面張力、塵粒和液體間的粘附力及相對運動速度等有關。此外，粉塵的潤濕性還隨壓力的增加而增加，隨溫度升高而減小，隨液體表面張力減小而增強。各種濕式除塵裝置主要是依靠粉塵與水的潤濕作用來捕集粉塵的。2.6粉塵的荷電性及導電性  2.6.1粉塵的荷電性 粉塵在其產生及運動過程中，由于相互碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電及接觸帶電體等原因，幾乎總是帶存一定量的電荷。粉塵荷電后將改變其某些物理性質，如凝聚性、附著性及在氣體中的穩(wěn)定性等。粉塵的荷電量隨溫度增高、表面積加大和含水率減小而增大、還與其化學成分等有關。2.6.2粉塵的導電性

10、60;    粉塵的導電性與金屬導線類似，用比電阻d表示，粉塵的導電機制有兩種，取決于粉塵、氣體的溫度和組成成分。在表面導電占優(yōu)勢的低溫范圍內，粉塵比電阻稱為表面比電阻，其值隨溫度升高而增大，隨含水率增大而減小；在容積導電占優(yōu)勢的高溫范圍內、粉塵比電阻稱為容積比電阻，其值隨溫度升高而減??；在兩種導電機制皆重要的中間溫度范圍內，粉塵比電阻是表面比電阻和容積比電阻的合成。其值最高。2.7粉塵的粘附性      粉塵顆粒附著在固體表面上、或者顆粒彼此相互附著的現(xiàn)象稱為粘附。后者也稱自粘。附著強度，即克服附著現(xiàn)象

11、所需要的人力(垂直作用在粒粒重心上)稱為粘附力。粉塵的粘附是一種常見的實際現(xiàn)象，既有共其有利的一面，也有其有害的一向。 2.8粉塵的自燃性和爆炸性 2.8.1粉塵的自燃性 自燃指粉塵在常溫下存放過程中自然發(fā)熱，此熱量經長時間的積累，達到該粉塵的燃點而引起的燃燒現(xiàn)象。 2.8.2粉塵的爆炸性      這里所說的爆炸是指可燃物的劇烈氧化作用、在瞬間產生大量的熱量和燃燒產物，在空間造成很高的溫度和壓力，故稱為化學爆炸。可燃物包括可燃粉塵、可燃氣體和蒸氣等。引起可燃物爆炸必須具備的條件有兩個：一是由可燃物與空氣

12、或氧構成的可燃混合物達到一定的濃度；二是存在能量足夠的火源。      可燃混合物中可燃物的濃度，只有在一定范圍內才能引起爆炸。能夠引起可燃混合物爆炸的最低可燃物濃度、稱為爆炸濃度下限；最高可燃物濃度稱為爆炸濃度上限。在可燃物濃度低于爆炸濃度下限或高于爆炸濃度上限時，均無爆炸危險。由于上限濃 度值過大(如糖粉在空氣中的爆炸濃度上限為135kgm3)，在多數場合下都達不到，故實際意義不大。此外,有些粉塵與水接觸后會引起自燃或爆炸，如鎂粉、碳化鈣粉等；有些粉塵互相接觸或混合后也會引起爆炸磷、鋅粉與鎂粉等。第三章 集氣罩的設計和風量計算3.

13、1集氣罩設計的基本原則（1） 局部集氣罩應盡可能靠近污染源，使污染源局限于較小的空間，盡可能減小其吸氣范圍，便于捕集合和控制。（2） 集氣罩的吸氣氣流方向應盡可能與污染氣流運動方向一致（3） 已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。設計時要充分考慮操作人員的位置和活動范圍。（4） 集氣罩應力求結構簡單、造價低，便于制作安裝和拆卸維修。（5） 與工藝密切相結合，使局部排風罩的配置與生產工藝協(xié)調一致，力求不影響工藝操作（6） 要盡可能避免或減弱干擾氣流，如穿堂風、送風氣流等對吸氣氣流的影響。3.2集氣罩的結構形式選擇3.2.1密閉罩 密閉集氣罩簡稱密閉罩，是將污染物發(fā)生源的局部或整體密閉起來的集氣

14、罩。其作用原理是，使污染物的擴散限制在一個很小的密閉空間內，并通過從罩子排出一定量的空氣，使罩內保持一定的負壓，讓罩外的空氣經罩上的縫隙流入罩內，以達到防治污染物外逸的目的。其優(yōu)點是所需排氣量最小，控制效果最好，且不受車間內橫向氣流的干擾。一般的粉塵發(fā)生源多采用密閉罩。按其結構特點，可分為局部密閉罩、整體密閉罩和大容積密閉罩等三種。大容積密閉罩也稱密閉小室，特點是罩內容積大，可以緩沖氣塵氣流，減小局部正壓，設備檢修可以在罩內進行。適用于多點產塵、陣發(fā)性產塵、產塵氣流速度大的設備和地點。與其他類型集氣罩相比，所需排風量最小，控制效果最好，且不受是被橫向氣流的干擾。3.2.2排氣柜 排氣柜也稱柜式

15、排風罩。由于生產工藝的需要，在罩上開有較大的操作孔。操作時，通過孔口吸入的氣體來控制污染物的外逸。其捕集機理跟密閉罩相類似，即將有害氣體發(fā)生源圍擋在柜狀空間內，可視為開有較大孔口的密閉罩?；瘜W試驗室的通風柜和小零件噴漆箱就是排氣柜的典型代表。其特點是控制效果好，排風量比密閉罩大，而小于其他形式的集氣罩。3.2.3外部集氣罩 通過罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來的集氣罩。其結構簡單，制造方便；但所需排風量較大，且易受室內橫向氣流的干擾，捕集效率較低。3.2.4接受式集氣罩 接受由生產過程（如熱過程、機械運動過程）中產生或誘導出來的污染氣流的一種排氣罩。罩口外的氣流運動不是由于罩子的

16、抽吸作用，而是由于生產本身過程產生。該種集氣罩沿污染氣流流線方向設置集氣罩口，污染氣流可借助自身的流動能量進入罩口。3.2.5吸收式集氣罩 接受由生產過程（如熱過程、機械運動過程）中產生或誘導出來的污染氣流的一種排氣罩。其罩口外的氣流運動不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生產本身過程產生。3.2.6小結根據本次課程設計的要求可知，由于是產生輕礦物粉塵并以較低速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。所以，從經濟角度考慮，只需選擇外部集氣罩即可。又由于該機床為矩形，所以選擇矩形傘形罩。相關參數的計算如下：圖3.1外部集氣罩圖長邊：A=a+0.4×h短邊：B=b+0.4×h （h為傘形罩口距污

17、染源表面的距離）h2=0.25S (S為罩口面積)1A=1.2+0.4×0.2=1.28m B=0.6+0.4×0.2=0.68m S=A×B=1.28×0.68=0.8704m h2=0.25×0.8704=0.233m取 =40°則h1=0.432m由污染物是輕礦物粉塵并以較低速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中，可知取Vx為0.75m/s排風量Q=KPHVx1 P=2×A+B=3.92m Q=1.4×3.92×0.2×0.75×3600=2963.52m3/h兩個污染源共：qv=2

18、5;Q=5927.04m3/h3.3集氣罩壓力損失的確定表3.1-傘形罩局部壓力損失系數頂角角度20°40°60°90°120°圓形0.110.060.090.160.27矩形0.190.130.160.250.33傘形罩頂角角度=90°，查上表可知：局部壓力損失系數§=0.133.7集氣罩參數匯總表3.2 集氣罩參數集氣罩選型底邊長L底邊寬B與污染源距離h（m）頂角控制速度vx（m/s）排風量Q(m3/h)局部阻力系數§傘形外部集氣罩1.280.680.2100°0.755927.040.13第四章 除

19、塵器的選擇4.1除塵器的合理選擇4.1.1除塵器的選擇原則選擇除塵器時必須全面考慮有關因素，如除塵效率、壓力損失、一次投資、維修管理等，其中最主要的是除塵效率。下表列出了選用除塵器時，除塵器的綜合性能。表4.1除塵器的綜合性能表除塵器名稱適用的粒徑范圍/m效率/%阻力/Pa投資費運行費重力沉降室>50<5050 130少少慣性除塵器205050 70300 800少少旋風除塵器 53060708001500少中沖擊水域除塵器11080956001200少中下臥式旋風除塵器>595988001200中中沖擊式除塵器>59510001600中中上文丘里洗滌器0.519098

20、400010000少多電除塵器 0.51909850130多中上袋式除塵器0.51959910001500中上多在實際選擇時，以下問題要特別引起注意：（1）選用的除塵器必須滿足排放標準的排放要求。處理氣體的多少是決定除塵器大小類型的決定性因素，對大氣量，一定要選能處理大氣量的除塵器，如果用多個處理小氣量的除塵器并聯(lián)使用往往是不經濟的；對較小氣量要比較用哪一種類型的除塵器最經濟、最容易滿足塵源點的控制和粉塵排放的環(huán)保要求。由于除塵器進入實際運行后受操作和環(huán)境條件影響有時是不易預計的，因此，在決定設備的容量時，需保證有一定的余量或預留一些可能增加設備的空問。（2）粉塵分散度對除塵器的性能影響很大，

21、而粉塵的分散度同，由于操作條件不同也有差異。因此，在選擇除塵器的型式時，首要的是確切掌握粉塵的分散度，如粒徑多在10m以上時可選旋風除塵器。在粒徑多為數微米以下，則應選用靜電除塵器、袋式除塵器，而具體選擇，可以根據分散度和其他要求，參考常用除塵器類型與性能表進行初步選擇；然后再依照其他條件和介紹的除塵器種類和性能確定。粉塵密度對除塵器的除塵性能影響也很大。這種影響表現(xiàn)最為明顯的是重力、慣性力和離心力除塵器。所有除塵器的一個共同點是堆積密度越小，塵粒分離捕集就越困難，粉塵的二次飛揚越嚴重，所以在操作上與設備結構上應采取特別措施。（3）對張力、慣性和旋風除塵器。一般說來，進口含塵濃度越大，除塵效率

22、越高，可是這樣又會增加出口含塵濃度，所以不能僅從除塵效率高就籠統(tǒng)地認為粉塵處理效果好，對文氏洗管除塵器、噴射洗滌器等濕式除塵器，以初始含塵濃度在10gm以下為宜；對袋式除塵器，含塵濃度愈低，除中性能愈好，在較高初始濃度時。進行連續(xù)清灰，壓力損失和排放濃度也能滿足環(huán)保要求。電除塵器初始濃度在30g/m3以下，不加預除出塵器可以使用。（4）粉塵和壁面的黏附機理與粉塵的比表面積和含濕量關系很大。粉塵粒徑 d 越小，比表面積越大含水量越多，其黏附性也越大。例如：在旋風除塵器中，粉塵因離心力黏附于壁面上，有發(fā)生堵塞的危險；而對袋式除塵器黏附的粉塵容易使過濾袋的孔道堵塞，對電除塵器則易使放電極和集塵極積塵

23、。（5）電除塵器的粉塵比電阻應該在10410n·cm范圍之內。粉塵的比電阻隨含塵氣體的溫度、濕度不同有很大變化，對同種粉塵，在100200之間比電阻值最大；如果含塵氣體加硫調質則比電阻降低。因此，在選用電除塵器時，需事先掌握粉塵的比電阻，充分考慮含塵氣體溫度的選擇和含塵氣體性質的調整。 4.1.2小結由設計書可知污染源氣體含塵濃度C=4g/m3，溫度T=20oC，大氣壓力P=1.013×105PaC0=C×PP0×T0T×1000=4294.1mgm-3查大氣污染物綜合排放標準（GB16297-1996）可知，新建污染源大氣污染物排放限值為60

24、mgm-3=C0-C1C0×100%=4294.1-.1×100%=98.6%所以，根據本文上述列表可知：為達到排放要求，以選擇袋式除塵器為宜。4.2袋式除塵器的介紹和相關參數的計算4.2.1袋式除塵器的除塵原理根據經典的粒子捕獲機理，含塵氣流通過纖維層而粉塵被捕集的過程中，主要起作用的有篩濾、截留、慣性碰撞、擴散效應、重力和靜電力等作用。篩濾作用是由纖維層的網眼直接攔截直徑較大的粉塵顆粒，由于氣體中所含粉塵的尺寸往往較過濾層中的孔隙要小得多，因此通過篩濾效應清除粉塵的作用很小。截留作用是指隨氣流一起流動的粒子因與捕集體直接接觸而被阻留的過程，此時，粒子直徑可能比過濾層孔隙

25、要小很多，但由于氣流通過時一些粉塵不可避免的要與過濾纖維接觸而被阻留，因而被捕集。慣性碰撞是粒子因慣性與捕集體相碰撞而被捕集的過程。擴散作用是指微小粒子在氣體分子撞擊下，像氣體分子一樣作布朗運動，如果粒子在運動過程中與捕集體表面接觸，就會粘附在捕集體的表面上。重力作用是由于比較大的粒子依靠重力自然沉降，從氣流中分離出來。靜電力作用是指帶電的粒子或纖維使得它們之間產生了靜電引力，通過靜電力的作用使塵粒從氣流中分離。袋式除塵器的除塵過程中可分為兩個階段。第一階段是濾料使用的初期，濾料上的粉塵層還沒有完全形成，起主要作用的收塵機理是慣性碰撞、擴散和截留，此外，靜電力和重力也有一定作用。隨著時間的推移

26、，織造布在其孔眼內架橋形成粉塵層，非織造布則與空氣凈化器相似，粉塵粒子不僅能附著于纖維(棒狀)上形成粉塵層，而且還能浸入濾布的內部形成過濾，除塵效率不斷升高。第二階段為濾料正常使用階段，粉塵顆粒已深入濾料的內部，并在濾料表面形成粉塵層，此時，起主要收塵作用的就是這個粉塵層。如果粉塵層有一個最適厚度，就能對粒子(包括對1 um以下的超細粒子)都能很好地捕集，并且過濾風速越低越好。4.2.2袋式除塵器的清灰方式4.2.2.1機械振動式振打清灰一般由機械裝置振打或搖動懸吊濾袋的框架，從而使濾袋上粉塵產生振動而清落。機械振打的袋式除塵器主要是依靠振打系統(tǒng)，傳動清灰振打錘，振打框架而清灰。例如電動清灰，

27、就是利用振動器振打框架達到清灰的目的。最簡單的振動器是在電機的軸上安設一偏心塊來產生振動。電動清灰時，以每分鐘2,800次的頻率帶動懸吊架和濾袋做高頻振動，從而使粉塵脫落。這種利用高頻振動與機械振打相比，濾袋承受的交變拉力小，因而濾袋壽命長且清灰徹底。因電動器工作由時間斷電器控制，其清灰時間和周期可調，所以又具有一定的適應性。電動清灰袋式除塵器在邯鄲水泥廠的水泥庫頂使用效果良好。4.2.2.2脈沖噴吹式 脈沖噴吹清灰的袋式除塵器具有清灰能力強、清灰效果好的特點，目前在鑄造、噴砂、工業(yè)鍋爐、建材、化工及糧食行業(yè)得到廣泛的應用。 根據其噴吹壓力的不同，可分為高壓脈沖和低壓脈沖兩類。高壓脈沖空壓機提

28、供氣源，噴吹壓力為0.4-0.7 Mpa;低壓脈沖采用低壓氣泵供氣，壓力為0.05-0.07 Mpa。 高壓脈沖噴吹壓力高，清灰能力大，清灰效果好，并可多臺共用一壓縮氣源。但由于采用高壓壓縮空氣，噴吹壓力高，影響布袋的使用壽命。壓縮空氣會出現(xiàn)水蒸氣凝結現(xiàn)象，可使粉塵結塊，影響正常過濾。其氣源配套設備較多，一次性投資較大;噴吹系統(tǒng)復雜，易損件多?；谏鲜鲈?，高壓脈沖有向低壓脈沖發(fā)展的趨勢。但是高壓脈沖仍有其適用的場合，其適用于處理風量大，粉塵濃度高的場合并且多臺設備共用一套壓縮系統(tǒng)，可降低運行成本，便于集中控制和管理。 低壓脈沖于高壓脈沖的基礎之上，增加了一個存氣箱。由低壓氣源供氣，一部分氣體

29、存于存氣箱內。噴吹閥固定在存氣的底部。關閥時壓住袋口，打開時存氣箱的壓氣進入布袋，起到清灰的作用。 根據噴吹管的形式及位置差異可將袋式除塵器分為中心噴吹和環(huán)隙噴吹。兩者都是通過噴出的射流為一次氣流，從室外引入二次氣流，從而增加噴吹的空氣量。中心噴吹的噴嘴為回形，安裝于袋筒的中央上方。而環(huán)隙噴吹主要構件為環(huán)隙引射器，其上下體之間有一狹窄的環(huán)形縫隙。環(huán)形縫隙引射器喉部斷面大，阻力小，提供相同壓力時，引射量較大，因而在除塵器的發(fā)展中，環(huán)隙噴吹將會有一席之地。該類除塵器在有色金屬、水泥和電站鍋爐上應用較多。 根據噴吹位置和方式的不同，脈沖除塵又可分為順噴、對噴和側噴三種方式。順噴式是指清灰氣流和含塵氣

30、流的向一致。為了使處理量大，占地面積小，1983年出現(xiàn)了一種對噴式脈沖。此種除塵器在上箱體和凈氣聯(lián)箱均安裝噴吹管。噴吹時，上下噴吹管同時噴吹，氣流相互沖撞產生壓力余波，有利清灰，這樣可以增加濾袋的有效長度，濾袋可長達Sm。側噴式其含塵氣流由中箱體的下部或灰斗處進入除塵器，經濾袋過濾后，由上箱體匯集，通過中箱體側壁上設置的引射器后排出。與一般脈沖除塵器的不同之處在于，將上箱體安排成兩排以上的濾袋分室，各室隔開，每一室中箱側壁設一大喉管引射器。清灰時，壓縮空氣從側壁噴口噴出，誘導二次空氣一起進入箱體，使濾袋產生與過濾相反的振動和反吹而清灰。由于側面清灰，各部分受力一致，濾袋不會因為局部破損而廢棄。

31、同時由于側噴的噴吹裝置在側面，有利于方便快速的更換濾袋。 脈沖閥工作狀態(tài)是否良好直接影響袋式除塵器中的清灰效果，而且與除塵器的運行阻力有密切的聯(lián)系。在以往的脈沖噴吹系統(tǒng)中，大都采用直角脈沖閥。這種閥的壓氣進入方向與射出方向成一直角故而得名。由于脈沖閥的結構復雜，壓氣通過時方向和速度多次的改變，因而阻力較大。為了解決這個問題，符合進一步降低噴吹壓力要求，出現(xiàn)了直接嵌入氣包的直通式脈沖閥(s7)。其工作原理與直角閥相同，但結構較簡單。當膜片打開時壓氣直接由氣包進入噴吹管。 為了進一步降低噴吹壓力，出現(xiàn)了雙扭形的出口脈沖閥，并在其上加設倒流錐。這些措施大大降低噴吹壓力，為高壓噴吹向低壓噴吹鋪平了道路

32、。近年出現(xiàn)了一種雙膜片閥，膜片分為控制膜片和主膜片，該閥具有動作快，不易損壞，性能穩(wěn)定等特點。 目前三種閥都在使用，由于直通閥和雙膜片閥的各自優(yōu)點，其廣泛應用將會是一種趨勢。但是否考慮將直通閥和以膜片閥相結合，綜合兩者的優(yōu)點。4.2.2.3逆氣流反吹 在處理大氣量時，往往都采用反吸風布袋除塵器而不采用脈沖噴吹。另外有一種特殊的反吹形式，即氣環(huán)反吹。氣環(huán)反吹清灰是在內濾式圓筒形濾袋的外側，貼近濾袋表面設置一個中空的圓環(huán)，圓環(huán)可上下移動，利用軟管與壓氣或高壓風機連接，由圓環(huán)上的縫狀噴嘴噴出高速氣流，把沉積在濾袋表面的內側粉塵清落。氣環(huán)反吹清灰能力較強，適用于氈類的濾袋。氣環(huán)用鏈條傳動使之沿導軌上下

33、移動，結構比較復雜，且容易產生損傷濾袋的現(xiàn)象。氣環(huán)反吹若應用于織布，反向氣流可能會破壞初濾層而使收塵率降低，目前僅在制氧機上有所應用。 回轉反吹袋式除塵器是日、美等國家于60年代開發(fā)的一種新型袋濾器。1962年日本首先研制成功，同時美國Carter-Day公司推出RJ, RF兩個系列回轉反吹袋式除塵器;美國Pnoumtail公司推出PN系列回轉反吹回袋式除塵器。 我國于1975年著手開發(fā)回轉反吹扁袋除塵器，1979年編制回轉反吹圓袋式除塵器系列化設計、現(xiàn)有ZC, LMF,FD,LDB等十六個系列。近年來，回轉反吹袋式除塵器又有一些新的發(fā)展。在旋臂的形式上，改用自平衡性能較好的雙臂對挑式或采用三

34、臂分叉式。 在反吹形式上，發(fā)展更是迅速。一是采用步進式定位噴吹技術，它突破了傳統(tǒng)的勻速回轉機構實現(xiàn)動態(tài)清灰的束縛，借助于一套專門設計的步進定位噴吹機構，即在原有的雙級蝸輪前置槽輪撥動定位結構，按外圈袋數確定定位噴吹次數，按槽輪結構和形狀確定定位時間。這樣處理解決了內外圈濾袋清灰不均勻的問題，又克服了粉塵二次反濾的問題。4.2.2.4小結根據上述所給信息可知，脈沖除塵器無論從清灰方式，還是從操作穩(wěn)定性上都好于另外兩種。雖然一期投資較高，但是在長遠使用看來是最好的選擇。4.2.3袋式除塵器的濾料評價袋式除塵器技術性能或裝備水平的因素有:清灰性能的優(yōu)劣，濾料品質的高低以及除塵系統(tǒng)的阻力控制3，而濾料

35、品質的高低又直接影響了清灰性能的優(yōu)劣和除塵系統(tǒng)的阻力特性。濾料品質低，則清灰性能差，除塵系統(tǒng)運行阻力高。可以說，濾料品質直接影響袋式除塵器的優(yōu)劣。袋式除塵器的進步主要是過濾材料的進步。4.2.3.1從濾料結構考慮 目前市面常用濾料根據所用基材的不同，可以分為機織布與非織造材料兩類，具體分為玻纖布濾料、針刺氈濾料。根據織物結構和成分的不同，又可以進一步分為連續(xù)纖維玻纖布濾料、膨體紗玻纖濾料以及復合針刺氈濾料、化纖針刺氈濾料。袋式除塵器的清灰方式是選擇濾料結構品種的一個重要因素，不同清灰方式的袋式除塵器因清灰能量、濾袋形變特征的不同，所需的濾料結構品種也有相應變化。根據上述3種清灰方式，濾料所應該

36、選用的結構品種如下。 (1)機械振動式。施加于粉塵層的動能較少而次數較多，要求濾料薄而光滑，質地柔軟。宜選用化纖緞紋或斜紋織物，采用內濾圓袋，濾料結構優(yōu)選筒形緞紋或斜紋織物。 (2)逆氣流反吹。分為分室反吹風式和噴嘴反吹風式袋式除塵器兩種。前者要求選用質地輕軟、容易變形、尺寸穩(wěn)定的薄型濾料，多選用緞紋或斜紋機織濾料，也可選用薄型針刺氈。后者要求選用結構穩(wěn)定、耐磨性能好的針刺氈濾料。采用內濾圓袋或外濾異形袋，以緞紋或斜紋織物、薄型或中厚型針刺氈為材料。 (3)脈沖噴吹式。屬高動能清灰類型，要求選用厚實、耐磨、抗張力強的濾料，優(yōu)先考慮復合針刺氈濾料。形式為帶框架的外濾圓袋，以復合針刺氈或緯二重織物

37、為材料。4.2.3.2濾料品種特性考慮 膨體紗玻纖濾料因其較連續(xù)纖維玻纖布濾料優(yōu)越，目前國內使用較為普遍。針刺氈濾料由于針刺氈纖維成分和添加比例可有較多變化，因此品種較多;不同的成分和比例賦予針刺氈特定的功能，從而可用于不同的工況。目前國內己經使用的針刺氈纖維有滌綸、P84、芳綸、亞克力、PPS,聚丙烯、PTFE、玻纖等。 濾料的選用根據除塵器系統(tǒng)的特性以及工況特點綜合考慮。需要重點考慮的因素有:含塵氣體的溫度、相對濕度、腐蝕性、粉塵粒徑、吸濕性和潮解性、磨琢性等C - s7。不同行業(yè)的工況特點及濾料的選型要點如下。(1)鋼鐵廠高爐煤氣凈化。粉塵污染物排放量大，污染面廣;粉塵污染物的類型復雜，

38、特性不一;粉塵污染物的顆粒細小，吸附力強;粉塵污染物陣發(fā)性強，無組織排放多;粉塵污染物成分豐富，可綜合利用。濾料應耐溫200以上，具有強度高、韌性好、易清灰、抗水防油、防靜電、耐腐蝕和穩(wěn)定的使用性能等。推薦選用合成纖維濾料，如芳綸、P84 ,聚四氟乙烯等纖維;玻纖與合纖的復合濾料，如氟美斯、玻纖與P84復合濾料等產品;以上兩類的表面涂層處理及覆膜濾料。 (2)水泥廠窯尾除塵。窯尾煙氣溫度高(350左右)且波動大;煙氣中粉塵濃度高且粉塵中含有大量高溫分解成分，細粉多;相對濕度大，煙氣露點溫度也因冷卻方式不同而變化。選料時首先注意煙氣特性(煙氣的溫度、相對濕度、腐蝕性以及氧化劑等)因素;考慮粉塵濃

39、度、除塵效率、阻力、粉塵剝離率及濾料經緯向斷裂強力和斷裂伸長率等。推薦大部分采用玻纖布+PTFE覆膜濾料，一部分采用P84或Nomex針刺氈浸漬表面處理濾料。 (3)火電廠燃煤鍋爐除塵。排放煙氣溫度高，煙氣中SOz , NOa , Oz含量高;含塵濃度大;改造工程要求濾料阻力低。濾料應耐溫、耐酸堿、耐氧化和耐水解;高于酸露點10 0C、低于許可溫度范圍內使用;建議使用針刺氈濾料，面密度以530 550 g/耐為宜。推薦采用PPS及PPS + P84針刺氈(P84含量20%左右)，PPS及PPS + P84梯度針刺氈或PTFE梯度復合針刺氈。 (4)化工炭黑生產。炭黑生產溫度高，煙氣有腐蝕性;煙

40、氣中細顆粒、可燃性氣體含量多;過濾后的尾氣要進行綜合利用。濾料應耐高溫、耐腐蝕;壽命長，系統(tǒng)阻力小，清灰能力強，除塵效率高。推薦使用玻纖針刺氈或Nomex耐高溫針刺氈;膨體紗玻纖布或連續(xù)玻纖布;玻纖布+PTFE覆膜。 (5)垃圾焚燒(生活垃圾焚燒)。煙塵危害大，污染控制要求嚴格;煙氣含濕量高，露點溫度高;煙氣高溫和低溫交互存在;煙氣具有較強的吸濕性;煙塵顆粒細、密度小;腐蝕性較強。因此選料應耐高溫，耐溫上限需達2300C ;耐水解，適應高含濕量的煙氣條件;耐腐蝕能力強;除塵效果好，使用壽命長。在日本一般選用玻纖布+PTFE后處理/覆膜，玻纖布+超細PTFE水刺氈;在歐洲選用PTFE針刺氈，PT

41、FE + P84復合針刺氈;我國則選用PPS針刺氈，P84針刺氈，玻纖布+PTFE覆膜濾料，PTFE針刺氈。4.2.3.3小結根據上述所給資料可知，應選用玻纖布+PTFE覆膜濾料，一部分采用P84或Nomex針刺氈浸漬表面處理濾料，形式為帶框架的外濾圓袋。4.2.3袋式除塵器的計算與選擇過濾面積的計算：根據含塵濃度、濾料種類及清灰方式等，即可確定過濾氣速Vf,并得出總過濾面積。A=qv60VF有上文計算可知qv=5927.04m3/h過濾氣速取值歸納如下：簡易清灰：VF=0.200.75m/min機械振動清灰：VF=1.02.0m/min逆氣流反吹清灰：VF=0.52.0m/min脈沖噴吹清灰

42、：VF=2.04.0m/min所以，取VF=2.3m/minA=qv60VF=5927.0460×2.3=42.95m2除塵器的型號選擇：根據qv=5927.04m3/h，A=42.95m2，選用DMC 60型脈沖袋式除塵器。其具體參數如下：表4.2 DMC 60型脈沖袋式除塵器項目參數項目參數過濾面積42.95m2濾袋條數60條脈沖閥數10處理風量（m3/h）5400-10800清灰用壓縮氣體消耗量0.2-0.7除塵器最大外形尺寸（mm）2225×1678×3676除塵器質量1492凈化效率99.5%壓力損失（pa）1200-1500入口含塵濃度315（g/m3

43、）過濾風速24m/min清灰用氣源壓力pPa第五章 管道的設計與計算5.1管徑的選擇 根據系統(tǒng)各管段的風量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸。對于圓形管道，在已知流量qv·和預先選取流速v的前提下，管道內徑可按下式計算：d=18.8qvv式中：qv-體積流量，m3/h; qm-質量流量，kg/h。由輕礦物粉塵可知，vmin=14m/s，代入得d=18.82963.5214=273.53mm查圓形通風管道規(guī)格可知，應選擇250mm的管徑。v=2963.52/（25018.8）2=16.76m/s總流量qv=5927.04 m3/hd=18.85927.0414=387.82mm查圓形通風

44、管道規(guī)格可知，應選擇360mm的管徑。v=5927.04/（36018.8）2=16.16m/s圖5.1管道設計俯視圖圖5.2管道設計部分左視圖圖5.3管道部分主視圖5.2壓力損失的計算管道1：總流量qv=2963.52m3/h，v=16.76m/s局部壓力損失：集氣罩1：=0.27 ,90°彎頭Rd=1.5,=0.17 ,45°合流三通，F(xiàn)2F1=0.5，F(xiàn)3F1=0.5，L3L2=1，=0.21 =0.27+0.17+0.17+0.21=0.82p1局部=××v22=0.82×169.24=138.78pa 沿程壓力損失： l垂直=2.58

45、m，l總=2.58+0.63+6.93=10.14m查表可知：Rm=15.43Pa·m-1p1沿程=Rm×l總=156.42Pap1總=156.42+138.78=295.24Pa管道2：總流量qv=2963.52m3/h，v=16.76m/s局部壓力損失：集氣罩1：=0.27 ,90°彎頭Rd=1.5,=0.17 ,45°合流三通，F(xiàn)2F1=0.5，F(xiàn)3F1=0.5，L3L2=1，=0.88 =0.27+0.17+0.88=1.32p2局部=××v22=1.32×169.24=223.40pa 沿程壓力損失： l垂直=2.

46、58m，l總=2.58+1.41=3.99mp2沿程=Rm×l總=61.57Pap2總=223.40+61.57=285.15Pa管道3：總流量qv=5927.04 m3/h，v=16.16m/s 局部壓力損失：90°彎頭Rd=1.5,=0.17 =0.17×3=0.51，除塵器壓力損失為1200Pap3局部=××v22+1100=0.51×159.04+1200=1281.11pa 沿程壓力損失：l總=1.9+4.4+3.5+0.975=10.775m查表可知：Rm=11.12Pa·m-1p3沿程=Rm×l總=1

47、19.82Pap3總=1281.11+119.82=1400.93Pa管道4：總流量qv=5927.04 m3/h，v=16.16m/s 局部壓力損失：90°彎頭Rd=1.5,=0.17p4局部=××v22×2=0.34×159.04=54.07pa 沿程壓力損失：l總=2.27+2.65=4.92mp4沿程=Rm×l總=54.71Pap4總=108.15+54.71=162.86Pa管道5：總流量qv=5927.04 m3/h，v=16.16m/s局部壓力損失:通風機出口=0.1，傘形風冒=1.3， =0.1+1.3=1.4p5局部=××v22=1.4×159.04=222.66pa沿程壓力損失：l總=12+1.06=13.06mp5沿程=Rm×l總=145.23Pap5總=222.66+145.23=367.89Pa并聯(lián)管路壓力平衡：p1總=156.42+138.78=295.24Pap2總=223.40+61.5