矿焦槽除尘系统设计优化与研究优秀毕业论文 参考文献 可复制黏贴.pdf

西安建筑科技大学工程硕士学位论文 矿焦槽除尘系统设计优化与研究 专 业:专 业: 建筑与土木工程建筑与土木工程 硕 士 生:硕 士 生: 范卫华范卫华 指导教师:指导教师: 王 怡 教授王 怡 教授 摘 要 近年来，随着钢铁工业的不断发展，控制污染物、保护环境已经日益重要起 来。高炉炼铁的主要原料是铁矿石，而在炼铁厂的矿焦槽等原料系统部分往往是 炼铁厂粉尘污染的重中之重。 本文以武钢炼铁厂新建 3200m 3 高炉项目为基础，对矿焦槽除尘系统设计方法 和设计理论进行了相关探讨。 本文首先对武汉炼铁厂供料系统工艺流程进行了简要介绍，并重点对矿焦槽 的工艺流程及主要设备进行分析和讨论。 然后本文分析了矿焦槽各除尘点的产尘机理，并在此基础上讨论了各产尘点 除尘风量的选取方法，同时对不同的除尘方法进行了分析对比、优化选择。并提 出了一种新的密封可移动抽风加槽边抽风的槽上除尘方案。 本文还就矿焦槽除尘设施各主要设备的设计选型方法进行了分析和讨论，并 对不同类型的除尘设备进行了经济技术对比分析，提出了优化选型的方法。 最后，本文还系统阐述了除尘系统启动与日常运行维护管理的方法和注意要 点，为除尘系统的调试和运行管理人员提供了参考。 关键词：关键词：矿焦槽；除尘系统；优化设计 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 design optimization and study on dedusting system of ore dedusting system; optimization design 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 主要符号表 a 面积 2 m q 风量 3 /mh u 流速 sm/ v 比容 kgm / 3 vf 过滤风速 m/min d 直径 m n 轴功率 kw n 转速 r/min 密度 3 /mkg 气体粘度 pas 阻力系数 1/m t 温度 p 压力 p a l 长度 m 效率 平均吸声系数 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 i 目 录 1 绪论绪论 1.1 工业除尘.1 1.1.1 工业区域粉尘来源 .1 1.1.2 工厂区域飞扬的粉尘对环境与工作人员的影响 .1 1.1.3 工业除尘的目的 .1 1.1.4 工业除尘的意义 .2 1.1.5 工业除尘措施 .3 1.2 工业除尘系统的组成及分类.3 1.2.1 除尘系统的组成 .3 1.2.2 除尘系统的分类 .3 1.3 冶金行业钢铁厂高炉原料矿焦槽除尘.5 1.4.1 高炉原料矿焦槽生产工艺及尘源点 .5 1.4.2 高炉原料矿槽常用的除尘方法 .6 1.4 本文的研究内容.6 2 矿焦槽工艺简介矿焦槽工艺简介 .7 2.1 高炉主要技术经济指标.7 2.2 槽上及槽前原、燃料供应系统设施.8 2.2.1 槽上及槽前供料系统设施组成 .8 2.3 槽下供料系统.8 2.3.1 槽下供料系统布置及工艺流程 .8 2.3.2 槽下系统主要工艺设备 .9 3 矿焦槽尘源捕集系统优化设计矿焦槽尘源捕集系统优化设计. 11 3.1 槽上部分尘源捕集及管道系统优化设计分析.11 3.1.1 槽上常见除尘方法及优缺点分析 .11 3.1.2 本工程槽上除尘系统设计 .12 3.2 槽下部分尘源捕集及管道系统设计.14 3.2.1 除尘排风量的确定方法 .14 3.2.2 槽下部分产尘源的分布 .20 3.2.3 槽下部分各产尘点除尘风量计算 .21 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 ii 3.3 本章小结.22 4 矿焦槽除尘设施设计矿焦槽除尘设施设计.23 4.1 除尘器设计.23 4.1.1 钢铁行业常见除尘器.23 4.1.2 袋式除尘器及其设计选型方法.25 4.1.3 本工程除尘器选型设计.28 4.2 风机电机选型设计.29 4.2.1 风机的选型方法.29 4.2.1 本工程中风机的选型.32 4.3 消声器.33 4.3.1 常用消声器种类及选型方法.33 4.3.2 本工程消声器选型.36 4.4 烟囱设计.36 4.4.1 高空放散的计算方法.36 4.4.2 本工程烟囱的设计计算.39 4.5 本章小结.40 5 矿焦槽除尘系统运行与维护矿焦槽除尘系统运行与维护.41 5.1 除尘系统单体调试及试运行准备.41 5.2 除尘系统各主要设备的开、停机.42 5.2.1 离心通风机的开停机.42 5.2.2 除尘器开、停机步骤.42 5.2.3 输灰系统的开、停机步骤： ：.42 5.3 除尘系统日常维护和管理.43 5.3.1 风管系统（包括各种排风罩）.43 5.3.2 离心通风机.43 5.3.3 布袋除尘器.43 5.4 本章小结.44 6 结论及展望结论及展望.45 致致 谢谢.46 参考文献参考文献.47 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 1 1 绪论 近年来国家大力提倡“节能减排”政策，国内钢铁行业等工业也进入了一个 发展高容量、高效率冶炼设备的阶段。钢铁企业在采矿、选矿、烧结、轧制和焦 化等过程中均产生含有烟尘及粉尘的废气，为保证作业地点空气中的含尘浓度符 合现在的工业企业设计卫生标准的规定，并保证排入大气的废气含尘浓度达 到现行工业“三废”排放标准的要求，保护环境和人类健康，需对废气中的 粉尘进行捕集、回收和综合利用。 1.1 工业除尘1,2 1.1.1 工业区域粉尘来源 运输车辆（翻斗车、自倾式载重车、底开式卸矿车和翻车机等）装卸原料 时扬起的粉尘。 干的粉尘成品及原料从储仓或仓库转运时扬起的粉尘。 厂房内从设备散逸出的经门窗不严密处向外散出的粉尘，从厂房（车间） 除尘系统排出的尾气中含有少量粉尘。当没有除尘系统或除尘设备的净化效率很 低时，由厂房（车间）中排出的空气中含尘量会很高。 沉落在厂区地面上或厂房屋顶上的粉尘被风重新刮起了。 1.1.2 工厂区域飞扬的粉尘对环境与工作人员的影响 漂浮在厂区周围大气中的粉尘，对工厂工作人员的健康及厂房建筑结构同 样造成一定程度的危害。 厂区内粉尘会进入办公室、化验室和维修间等辅助车间，因而粉尘的危害 还波及不接触粉尘作业的职工。 恶化厂区环境，破坏绿化。 1.1.3 工业除尘的目的 在工业生产中把气体与粉尘微粒的多相混合物的分离操作称为工业除尘，该 除尘操作过程是将粉尘微粒从气体中分离下来。在工业生产中，由于固体物料在 加工、运输、储存及包装等生产工序中，其生产设备的在操作过程中产生粉尘的 同时将粉尘扩散飞扬，这些粉尘将影响环境安全、设备的使用寿命及操作人员的 身体健康。在大、中及小型工厂中，凡与粉尘有关的工序必须有防尘设计。生产 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 2 过程和规模不断改变，在防尘设计中系统与设备如何与生产规模相适应，也是一 个问题。由此可见，搞好工厂防尘，在技术上必须有一套与生产工业特点相适应 的措施。 矿石（包括石灰石）与煤（包括焦炭）是化学工业、冶金工业、建材工业的 基本原料和燃料。为了生产优质的化工产品、水泥、钢材、有色金属及其他稀有 金属，必须对原、燃料进行加工处理，以满足生产的需要。 而在原、燃料系统各工序（运输、干燥、破碎、筛分和包装等）生产操作时 会产生大量的粉尘，这些工业粉尘如不及时给予捕集回收，不仅污染了环境，严 重影响岗位操作人员的身体健康，也浪费的宝贵的能源和资源。 1.1.4 工业除尘的意义 工业的生产过程都是固体物料加工及储运，是典型的接触粉尘作业，在冶金 工业生产流程的大多工序中都会有粉尘产生及扩散， 。因此在钢铁厂中工业除尘具 有典型的意义，下面就对此进行论述。 （1）保护工人身体健康 钢铁厂的炼钢、炼铁是典型的接触粉尘作业，从原料破碎、运输到连接各个 工序的整个生产过程，都会产生粉尘，如不有效地加以控制任其弥散在车间地点 空气中，则会对工人健康产生危害。 （2）减少大气污染 钢铁厂在生产过程中如果不采取有效的控制粉尘措施，不仅车间内粉尘弥漫， 劳动条件恶化，还会排放出大量粉尘而严重污染周围大气，当粉尘排放量达到一 定水平时，会对污染源下风向居民的生活造成很大不便，对居民健康也有不利影 响7。其次，排放的大量粉尘落到农作物上后，会影响植物的正常呼吸，对其产 生损害，造成农业减产。此外，粉尘覆盖在某些林木、植物花叶表面，使其失去 观赏价值。再者，粉尘弥漫在大气中，会使可见度降到。针对钢铁厂各主要污染 源的特点，采取有效的控制措施，能够在很大程度上减少粉尘对大气的污染。 中国工业企业设计卫生标准中规定，居住区大气中飘尘容许浓度一次最 大值为 0.5mg/m，日平均值为 0.15mg/m。 （3）回收有用物料 钢铁厂从原料破碎、运输到各种生产工艺会产生大量的粉尘，这些粉尘在总 物料中占据相当大的比例，如不采取有力措施加以控制，大量排放物除了造成上 述种种危害外，也是一项经济损失。这样一来，一方面增加原材料消耗量，另外 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 3 还损失了成品，势必提高产品成本。因此，搞好防尘，减少飞尘，回收物料，不 仅仅是一个有关劳动卫生和环境卫生的问题，而且是一个直接影响生产的经济问 题8。 1.1.5 工业除尘措施 用水降尘，采取湿法生产，某些生产工序可从根本上消除粉尘的产生，另 外，在车间外适当喷雾洒水也可降低粉尘的飞扬。 密闭尘源，对粉尘的扩散点采取密闭措施，在不妨碍生产操作的前途下， 尽量把产尘设备围罩起来，防止粉尘逸入车间空气内，使操作工人和粉尘脱离接 触。 增设抽风除尘系统，在产尘设备围罩密闭的同时，配合使用局部抽风，在 密闭罩内形成一定的负压，控制粉尘不外冒飞扬。 加强管理，建立必要的规章制度，加强设备、管道的维护管理，保证生产 和除尘设备正常运行。 1.2 工业除尘系统的组成及分类 1.2.1 除尘系统的组成 除尘系统由鼓（通）风机、净化设备（包括粉尘处理装置） 、抽风罩、风管及 其他附件等设备（装置）组成。这些装置和设备构成一个相互不可分离的整体， 必须合理配套。因此，从管网的配置、设备的选用，除尘系统的布置以及所有附 件的选择，都应仔细进行设计和计算。 1.2.2 除尘系统的分类 按照结构和布置形式，机械（抽风）除尘系统可以分为独立式（单机）除尘 机组、分散式机械（抽风）除尘系统和集中式机械（抽风）除尘系统三种3,4。 （1）独立式除尘机组（单机除尘器） 将鼓风机、电动机、除尘器和部分连接管道全部设在一个单独的机组内的除 尘装置称为独立式除尘机组（单机除尘器） 。该除尘装置具有结构紧凑、外形尺寸 小和除尘效率高的特点。可用于包装机、往复式给料机、破碎机及筛分装置的除 尘，其管道短应布置在散尘设备边上，净化后的气体可直接排放在室内。 （2）分散式机械（抽风）除尘系统 一个车间内，只连接 12 个抽风点（散尘设备的密闭罩）的除尘系统称为分 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 4 散式机械（抽风）除尘系统。在粉体加工（破碎、筛分、包装和储运）车间内， 当局部抽风罩（散尘点）相距较远或各散尘设备非同时工作以及各散尘设备处理 的物料品种不相同时，设置分散式除尘系统式合理的，这种系统运行调节比较简 单，能迁就生产条件，除尘效果较可靠，可由生产操作工人直接负责运行。但除 尘设备所捕集的粉尘处理及回收不如集中式除尘系统方便和容易。 （3）集中式机械（抽风）除尘系统 当一个厂房或车间（工段）内所有的或很多个（3 个以上）抽风点（散尘设备 的密闭罩）连接成一个除尘系统时，这种系统称为集中式机械（抽风）除尘系统。 其风管（除尘抽风管）可分为枝状式和集合管式两种。 枝状式机械（抽风）除尘系统 单于除尘装置（鼓风机）相连接的干管直接连接着许多支管的枝状式管网系 统称为枝状式机械（抽风）除尘系统，这种系统，无论在设计上还是启动和运行 调节方面，都比分散式机械（抽风）除尘系统复杂。为调整方便和运行可靠，系 统总风量不宜超过 25000m/h，抽风点最好不要多于 6 个，干线管道的延伸长度不 宜超过 40m。当厂房或车间内散尘设备较多，而且布置分散、间隔较远、散尘设 备工作制度或粉尘性质不同时，在一个厂房内可设置多个这类除尘系统。 集合管式机械（抽风）除尘系统 将所有抽风支管，全部或大部分连接于集合管上，然后同除尘净化设置（鼓 风机）相连。在集合管内保持比较低的空气速度，可将部分粗颗粒粉尘在管内分 离出来，可减轻净化设备的负荷和磨损。集合管式机械（抽风）除尘系统中每个 局部抽风罩的抽风量变化范围较宽，具有一定的调节风压和风量的能力，因此可 以直接关闭任何抽风支管，而对其余的局部抽风罩及整个系统的工作没有太大的 影响。该系统可以分为卧式、立式和筒式三种集合管。 在工业上应用较多的是卧式集合管。这种集合管的底部沿其全长设有粉尘 输送装置，用来排出沉降在管内粉尘，通常采用螺旋输送机。系统的所有抽风支 管均可以任何角度在集合管上部或侧面与之相连接。当散尘设备配置在同一层或 相邻两层且较集中的厂房时，宜采用卧式集合管。 立式集合管垂直安装在厂房内，并穿过好几层楼，立式集合管的底部，有 卸灰装置，定期地排出沉落下来的粉尘。当散尘设备布置在厂房内几个楼层，且 彼此间的水平距离较小时，适宜采用立式集合管。 筒式集合管是一种由枝状机械（抽风）除尘系统到集合管式机械（抽风） 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 5 除尘系统的过渡形式。该系统集合管所连接的抽风支管不多，各支管又带着几个 局部抽风罩。当散尘设备布置在好几层厂房内，而且彼此相距较远，不便采用立 式集合管系统，或按设备的操作条件必须将所有抽风罩编成机组运行时，应选用 筒式集合管系统。 1.3 冶金行业钢铁厂高炉原料矿焦槽除尘 钢铁企业是环保行业中的污染大户，高炉炼铁在整个运行过程中会产生大量 的有害粉尘，因此，一直以来钢铁企业对这些主要污染源进行了大量的治理。高 炉原料矿槽是高炉炼铁过程中产生粉尘污染最为严重的区域之一，是钢铁厂除尘 的一个重点3-7。 1.3.1 高炉原料矿焦槽生产工艺及尘源点 高炉原料矿槽是炼铁厂粉尘污染最为严重的区域之一。原料矿槽槽上产生扬 尘的工艺设备为矿槽槽口、移动式卸料车、胶带运输机等。槽上各胶带机的矿槽 区域段配置有移动式卸料车, 卸料车的卸料通道数最多有 3 个, 即: 左侧溜管、右 侧溜管以及前方胶带, 通常为左、右溜管 2 个方向。胶带机输送的物料通过卸料 车左右两侧卸料溜管卸往各个矿槽内, 也可根据生产要求, 操纵卸料车上的切换 阀板, 使物料跨越卸料车后落到胶带机前方胶带, 继续下一运输流程8-10。 卸料车沿轨道往复行走, 能在行走或静止状态下向矿槽内连续卸料。 卸料时物 料落差较大, 下落的物料诱导周围空气而产生扬尘, 物料在碰撞矿槽槽壁或冲击 仓内物料料面时, 扬尘更为严重, 使作业区粉尘质量浓度达 250 mg/ m 以上, 远 高于国家标准规定值。 原料矿槽槽上平面位置都较高, 产生的扬尘受自然风力影响 而飘逸四周, 造成更大范围环境污染。因此, 矿槽槽上区域历来是防尘重点治理对 象。 从除尘技术角度对其进行分析, 各扬尘部位具有如下特点： 卸料车属于移动式尘源点。 卸料车作业时在各矿槽间不时移动, 车上扬尘点 随之相应移动。 矿槽槽口敞开, 物料落差大。卸料车卸物料入矿仓,敞开的矿槽槽口全范围 扬尘。物料落差大, 当槽内物料较少时, 落差更大。这是槽上粉尘污染特别严重的 原因之一。 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 6 1.3.2 高炉原料矿槽常用的除尘方法11-19 高炉原料矿槽槽上除尘通常由矿槽槽口密闭方式和除尘器及除尘风道设置方 式两方面构成。 （1）密闭方式 矿槽槽口密闭。矿槽槽口多为条式孔口, 如不进行有效密闭, 则无法达到 理想除尘效果。矿槽槽口的密闭方式一般有： 悬挂盖板、 “人”字形胶帘密闭、 形胶带密闭等16。 卸料车上尘源点得密闭。卸料车产生扬尘的部位主要有：胶带转向滚筒 落料处；返回胶带转向滚筒处；两侧卸料溜管向矿槽落料处； 正前方胶带 受料点处。 （2）除尘器及除尘风道设置 除尘器的安装位置不同, 相应的除尘风管配置方式也不同。通常有 3 种设置 方式18： 设置在卸料车上； 设置在厂房外地面上；在卸料车上设置供卸料车除 尘用的除尘器, 同时在厂房外地面上设置供矿槽除尘用的除尘器。 1.4 本文的研究内容 通过以上分析和讨论不难发现，随着我们钢铁工业的不断发展，钢铁企业除 尘尤其是矿焦槽除尘技术得到了很大进步，涌现出多种多样的除尘技术和方法。 但缺少对除尘系统设计的系统化论述，对不同的除尘方法和技术也缺少系统的对 比和讨论，对设计人员在矿焦槽除尘系统设计过程中造成很大不便。为解决该问 题，本文以武钢炼铁厂新建 3200m3高炉项目为基础，就矿焦槽除尘系统设计做系 统化的论述，主要研究内容有以下几个方面： （1）对包括矿焦槽在内的供料系统工艺流程进行分析和讨论，对比不同工艺 流程对除尘系统的不同要求，为提出与工艺相适应的除尘方案打下基础。 （2）分析和讨论矿焦槽各除尘点的产尘机理，并在此基础上讨论各产尘点除 尘风量的选取方法，同时对不同的除尘方法进行了分析对比和优化选择。 （3）对矿焦槽除尘设施各主要设备的设计选型方法进行了分析和讨论，并对 不同类型的除尘设备进行了经济技术对比分析，提出了优化选型的方法。 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 7 2 矿焦槽工艺简介 2.1 高炉主要技术经济指标 武钢炼铁厂拟新建 3200m3高炉一座（以下简称 7高炉） 。年产生铁 257.6 万 t/a。需各种原、燃料约 578.9 万 t/a。原、燃料均由带式输送机运往 7高炉贮矿槽 和贮焦槽。7#高炉的主要经济技术指标如表 2-1 所示。 表 2-1 高炉主要经济技术指标 指标名称 单 位 指 标 备 注 高炉有效容积 m3 3200 年平均利用系数 t/(m3.d) 2.4 max 2.7 燃料比 kg/tfe 520 其中：焦比 kg/tfe 340 不含焦丁 煤比 kg/tfe 180 设备能力 220 炉顶压力 mpa 0.20 max 2.5 热风温度 1250 设备能力 1300 富氧率 % 3 设备能力 5 熟料率 % 100 炉料结构 烧结矿 70% +30%的球团矿 入炉矿品位 % 57 矿耗 t/t 1.67 渣比 kg/tfe 360 高炉年平均工作日 d/a 350 日产铁水 t/d 5472 max 6156 生铁年产量 万 t/a 257.6 max 289.2 高炉一代寿命 a 12-15 不中修 热风炉一代寿命 a 30 高炉原燃料来源、品种以及运输量如表 2-2 所示。 表 2-2 原燃料来源、品种以及运输量 原、燃料 名称 日运输量 t/d 年运输量万 t/a 堆比重 t/m3 粒度 mm 原、燃料来源 烧结矿 9334 326.7 1.8 550 四烧 球团矿 3799 132.96 2.2 块矿 591 20.7 2.5 830 杂矿 220 7.7 1.42.0830 翻车机 焦炭 2594 90.8 0.5 2575 焦化厂 烧结及球团返矿 1946 68.1 1.7 05 槽下及分级筛下 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 8 2.2 槽上及槽前原、燃料供应系统设施 高炉原、燃料供应系统分为烧结矿、球团、块杂矿；焦炭三个供料系统，及 烧结返矿系统。 2.2.1 槽上及槽前供料系统设施组成 该高炉供料系统设施由烧结矿供料系统、球团、块杂矿供料系统、焦炭供料 系统以及高炉返矿输送系统组成。 (1) 烧结矿供料系统 运送烧结矿的带式输送机计 4 条，总长约 600m，带宽 b=1200mm，输送能力 为 1200t/h。贮矿槽上配 2 台重型环保卸料小车。新建的 s703 转运站设置槽前筛 分，烧结矿经冷矿筛分为三级，512mm、1250mm 的两级分别由各自的带式输 送机运至相应粒度的烧结矿槽， 5mm 级的作为烧结返矿通过已建成的返矿系统返 回第四烧结车间。冷矿筛选有两台，一用一备。 (2) 球团、块杂矿供料系统 运送球团、块杂矿的带式输送机计 3 条，总长约 220m，带宽 b=1200mm，输 送能力为 1200t/h。贮矿槽上配一台重型环保卸料小车。 (3) 焦炭供料系统 运送焦炭的带式输送机计 2 条，总长约 230m，带宽 b=1400mm，输送能力为 400t/h。满足 2 座高炉的焦炭的运输量。焦槽上配一台重型环保卸料小车。 2.3 槽下供料系统 2.3.1 槽下供料系统布置及工艺流程 该高炉焦、矿槽并列布置在主皮带左侧。烧结矿采用分级入炉新工艺，即烧 结矿在槽前经筛分整粒后分为 512mm（约 1/3 总量）和 1250mm（约为 2/3 总 量）两级,然后分别装槽待用。烧结矿球团矿和焦炭在槽下再筛分，块、杂矿等在 槽下不过筛。焦炭采用集中称量，矿石采用分散称量和集中称量。 供焦系统设置 6 个焦槽。焦槽下装有液压闸门，电振给料机和棒条振动筛， 每次至少有 34 台筛同时工作，筛分后的合格焦炭（25mm）卸到供焦皮带， 运至主皮带尾部集中转运站焦炭集中称量斗集中称量，然后经称量斗排料阀卸到 上料主皮带机运至高炉炉顶。筛下的碎焦（25mm）经碎焦皮带运往碎焦筛分间 过筛分级，为确保焦丁连续供应，备用一台碎焦筛。合格的小块焦（1025mm） 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 9 装入焦丁称量漏斗，再由焦丁皮带转运至供矿皮带上，与矿石混装入炉。粉焦 （振打后清洁滤料 清洁滤料的影响 粒径大小：dp=0.3m的粒子效率较低。因为恰是惯性与拦截捕集作用的下 限，扩散的上限。 2）滤布结构与性质的影响 滤布结构与性质不同，效率也不同。绒布的效率大于素布的效率；长绒的大 于短绒的 3）过滤速度（uf）的影响 a q uf 60 = （4-1） 式中 a总面积，m2； q处理气量，m3/h。 vf受到：较大粒子,要求大的vf ,此时效率高,2m/min为宜。小于1m的粒子， 减小过滤速度，则效率增大。 0.6-1.0m/min为宜。 4）清灰方式 5）含灰浓度 （3）压力损失 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 27 压力损失决定着装置的能耗大小、除尘效率、清灰时间间隔。 除尘器的压力损失p包括清洁滤料的压力损失 f up0 0 = 和泥料上粉尘层 的压力损失 fd urmp= ，其中 fd ur= ，r为粉尘层的平均比阻力，kg/m2，是 =1pas ，m=1kg/m2的粉尘阻力。 () f a ffd u a g rpaurmvppp +=+=+= 000 )( （4-2） 式中，气体粘度， pas； 总阻力系数，1/m； 0清洁滤料的阻力系数，1/m； vf过滤速度，m/s； m滤料上的粉尘负荷，kg/m2； r粉尘层平均比阻力，kg/m2。 （4）滤料 滤料性能对袋式除尘器的工作影响很大。性能良好的滤布应具备耐温、耐腐 蚀、耐磨、效率高、阻力低、使用寿命长、成本低等优点。另外与表面结构有关： 表面光滑：容尘小，清灰方便，适于低浓度粉尘，风速不易过大。 起绒毛：容尘量大，风速可较高，但必须及时清灰。 近年来出现了许多耐高温的新型滤料，如聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺等。 （5）清灰方式 清灰方式有两种：机械清灰和气流清灰。 1）机械清灰 利用机械传动使滤袋振动，迫使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗。由三种方 式：摆动（水平） ，又分上部摆和腰部摆两种；振动（垂直） ；扭动（机械转动） 。 清灰风速一般在1-2m/s，压力损失在800-1200pa。 气流清灰 利用反吹空气从反方向通过滤袋和粉尘层，借气流力使滤袋上的粉尘脱落。 采用气流清灰，滤袋必须有支撑结构，如撑架或网架等以免压扁滤袋。气流清灰 有两种：逆气流清灰（vf=2-3m/s）和脉冲喷吹清灰（vf=2-4m/s） 。 （6）袋式除尘器的选型设计步骤 1）选定型式、滤料和清灰方式； 2）求过滤面积a , 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 28 f v q a 60 = （4-3） 式中 q处理气量，m3/h； vf过滤风速，m/min。 3）除尘器设计： 确定滤袋尺寸直径d和高度l，求单只滤袋面积，求滤袋只数，滤袋布置。 滤袋面积 l adl= ，滤袋个数 f a n a = 。 4.1.3 本工程除尘器选型设计 1）选定型式、滤料和清灰方式； 本工程选择长袋低压脉冲除尘器， 滤料采用防水、 防油涤纶针刺毡 （550g/m2） ， 清灰方式采用脉冲反吹离线清灰方式。 2）求过滤面积a , f v q a 60 = 650000 60 1.5 = 7222=m2 式中q处理气量，m3/h； vf过滤风速，m/min，取1.5m/min。 为保证除尘器除尘效果，充分考虑一定的富裕量，取除尘器过滤面积为 8400m2。 3）除尘器设计 采用滤袋直径d=160mm，滤袋长度 l= 6300 mm，则单只滤袋面积为 adl= 0.16 6.3= 2 3.165m= 则滤袋个数为n=a/a=8400/3.165=2654个 根据以上参数，可选择型号为llp8400的布袋除尘器，其主要技术参数如表 4-2所示。 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 29 表 4-2 llp8400 的布袋除尘器主要技术参数表 单台除尘器主要技术参数 1 处理风量 650000m/h 2 过滤面积 8400 3 过滤风速 1.27m/min 4 入口含尘浓度 25g/nm 5 出口含尘浓度 30mg/nm 6 处理烟气温度 150 7 压缩空气压力 0.50.7mpa 8 喷吹时间 6585ms 9 清灰周期 0240min 可调 10 滤袋规格 1606000mm 11 材质 500g/ 针刺毡复膜滤料 12 数量 2861 条 13 设备阻力 1800pa 14 设备耐压 -7000pa 15 耗气量 6m/min 16 设备漏风率 cz；高度在 20m 以上时，cy与 cz彼此 相等。 表 4-6 大气稳定度系数 n 大气稳定度状况 0.20 温度梯度大 0.25 温度梯度小 0.33 温度逆增小 0.55 温度逆增大 （3）烟囱下风侧最大污染浓度的距离（ max x） 1 2 2 max 2 n e z h x c = （m） （4-12） 式中n大气稳定度系数，见表4-6。 西安建筑科技大学工程硕士学位论文 39 对于弱不稳定（即温度梯度小）或中性状态的大气，可取n=0.25，此时，在 污染源距地面高度在50100m范围内，cz值约为0.10.06，由此即得： () 2 1.14 2 .025 max 1520 ee e zz hh xh cc = （4-13） （4）烟囱高度 为确定烟囱的最小高度，以保证沉降到地面的粉尘量不超过大气质量标准， 则可将式4-10变换得出烟囱的有效高度（ e h） ： max 235 . . mz e y qc h v sc = （m） （4-14） 式中 max s卫生标准所规定的地面允许最大浓度（mg/m） 。 4.4.2 本工程烟囱的设计计算 本工程中烟气排放浓度取30mg/m3，取烟气出口空气流速15m/s，每套除尘设 施除尘风量为650000m3/h，则烟囱直径为： s 650000 4 3.92 3600 15 3.14 dm = 选择烟囱直径为3.8m 则烟气出口实际流速为： s 2 650000 4 15.92/ 3600 3.14 3.8 vm s = 烟囱排出的粉尘量为 3 m 650000 30 10 5.42/ 3600 qg s = 取cy=cz，cy/cz-=1 根据我国卫生部对于居住区大气中有害物质最高容许浓度的有关规定，当排放物 质为烟尘时，最高日平均允许浓度为0.15mg/m3。 烟囱的有效高度为： max 235 . . mz e y qc h v sc = 235 5.42 1 5 0.15