水泥厂工业通风与除尘系统设计

1、 southwest university of science and technology本科毕业设计（论文） 水泥厂破碎车间 通风除尘系统设计学院名称 环境与资源学院专业名称 安全工程学生姓名 陈超学号 20090897指导教师 魏勇 讲师 二一三六月 水泥厂破碎车间 通风除尘系统设计 设计总说明近年来，工业建筑的增加带动水泥产业的蓬勃发展，与此同时工业生产过程产生的粉尘得不到有效控制，通风除尘系统的不合理，不仅危害作业人员的身体健康，引起肺尘埃沉着病，有的粉尘在一定条件下可以发生爆炸，导致人身伤亡、财产损失，而且对大气造成污染，影响人类的生存，既危害公民健康，又损坏树木及农作物生长。工

2、业通风除尘不仅可以稀释或排除生产过程中产生的毒害、爆炸气体及粉尘，给作业场所送入足够数量和质量的空气，而且可以调节作业场所的温度、湿度等气象条件，为作业人员提供舒适的作业环境。为了保证水泥厂及周围地区的空气质量，降低水泥生产过程中粉尘排放对环境的影响，国家有关产业和行业部门相继制定了环境空气质量标准gb3095-1996、水泥厂大气污染物排放标准gb4915-2004、水泥企业废气排放污染物监测方法等标准，以保证在水泥工业的设计、生产和监测过程中，对粉尘的排放实施有效的控制。结合我国目前的环境状况，规范中要求无论新建、改建和扩建的水泥生产项目，其热力设备烟尘排放体积质量应控制在150 mg/m

3、3以内；属第一类生产性粉尘排放标准应控制在100 mg/m3以内。在生产过程中粉尘的排放量与生产工艺、生产设备的造型和使用是密切相关的，水泥生产过程中粉尘的主要排放方式可分为点源排放和面源排放两种。属于点源排放的部分主要有窑尾烟囱、煤粉制备、生料磨、水泥磨均化库、水泥库等。其烟尘排放点高度通常不低于30 m，甚至超过80 m。面源排放主要包括水泥包装及物料输送等工序产生的粉尘，其排尘点高度一般低于15m。对粉尘排放进行工况评价时，应同时考虑粉尘内所含悬浮颗粒(1540m)及飘尘(细于10m)的影响。 本设计主要内容采用阻力平衡法，即以设计风量为基础，进行环路的的阻力 计算，达到支、干管道的阻力

4、平衡。通过粉尘量的多少选定排风罩。通过通风系统 的水力计算选定通风机和除尘器。 在设计过程中，引用了许多文献资料，谨向相关作者表示感谢。 design general information in recent years, driven by increased industrial buildings of cement industry to flourish, while the dust generated by industrial processes can not be effectively controlled, ventilation and dust removal s

5、ystem is unreasonable, not only harmful to health workers, causing pneumoconiosis, under certain conditions, some dust explosion can occur, resulting in injury or death, property damage, and atmospheric pollution, affecting the survival of humanity, not only endanger the health of citizens, but also

6、 damage to trees and crops. industrial ventilation can not only dilute or eliminate dust generated during the production of toxic, explosive gases and dust, to give as gifts to the workplace just sufficient quantity and quality of the air, but you can adjust the workplace temperature, humidity and o

7、ther weather conditions for operating personnel comfortable working environment. combined with our current state of the environment, the specification requires both new construction, renovation and expansion of cement production projects, and its volume of quality thermal equipment soot emissions sh

8、ould be controlled at 150 mg/m3 or less; in the first category of industrial dust emissions standards should be controlled at 100 mg/m3 or less. in the production process dust emissions associated with the production process, production equipment and the use of the shape are closely related, the cem

9、ent production process dust emissions can be divided into major point source emissions and area source emissions in two.point source discharges are part of the main kiln chimneys, coal preparation, raw mill, cement mill homogenization silo, cement silo and so on. its dust emission point height is us

10、ually not less than 30 m, even more than 80 m. point source emissions are mainly including cement packaging and material handling processes generate dust, its dust emission point height generally less than 15m . conditions for dust emissions evaluation should also consider the dust contained suspend

11、ed particles (1540m) and particulates (finer than 10m) effects. the design of the main contents of the balance method using the resistance, that in order to design air volume as the basis for calculating the resistance of the loop, to branch, dry pipe resistance balance. selected through the amount

12、of dust exhaust hood. hydraulic calculation through the ventilation system fan and filter selection. the design in the design process, many literature references, related authors would like to thank. 目录第1章 绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外粉尘处理研究现状21.2.1 水泥行业粉尘处理现状21.2.2 水泥行业粉尘处理面临的主要问题21.3 设计依据31.4 研究主要内容4第2章

13、工厂概况52.1 地理位置52.2 生产概况52.3 工艺流程52.4 工厂产尘系统分析72.4.1 尘源的分类72.4.2 破碎车间尘源的系统分析82.4.3 车间尘源分布图9第3章 工厂粉尘性质及危害103.1 粉尘的分类103.2 粉尘的物理化学特性113.3 粉尘的危害123.4 控制产生粉尘的主要技术措施13第4章 通风除尘系统设计154.1 局部排风罩的选型和设计154.1.1 局部排风罩的分类和工作机理154.1.2 局部排风罩的设计原则154.1.3 局部排风罩的确定174.2 系统排风量的确定194.2.1 系统排风量的确定原则194.2.2 系统轴测图204.2.3 系统排

14、风量的确定214.2.4 系统漏风等等因素影响风量考虑224.2.5 系统总风量的确定224.3 管道的选择设计224.3.1 风管的材料选择224.3.2 风管布置原则234.3.3 风管管径的确定234.4 管道阻力计算264.4.1合流三通的局部阻力系数264.4.2局部阻力与摩擦阻力的计算284.5 对并联管路进行阻力平衡314.6 系统总阻力计算32第5章 除尘器和风机的选型345.1 除尘器的选型345.1.1 除尘器选型要点345.1.2 袋式除尘器的除尘机理与分类355.1.3 袋式除尘器的设计计算375.2 滤料的选用395.2.1 选择原则395.2.2 滤料选择注意事项4

15、05.2.3 本设计选用的滤料425.3 通风机的选型计算425.3.1 通风机的主要类型425.3.2 风机的选型原则425.3.3 风机的风量和全压计算43结论44致谢45参考文献46附录48 第1章 绪论1.1 研究背景及意义水泥厂生产是接触性粉尘作业，从原料破碎到成品包装，整个生产过程到处都有粉尘污染，他直接影响人群健康。工业通风与除尘是整个工业生产中的重要课题，是反映企业工业化水平的主要因素，其设计合理与否对企业职业卫生、安全生产及经济效益等具有长期而重要的影响。为此，本设计通过对水泥厂破碎车间粉尘污染进行了调查和监测，为企业设计一套合理的通风除尘系统。水泥工业是对矿物原料进行加工处

16、理的工业，其采用的设备多为大型设备。水泥厂在水泥生产过程中，对周边环境的污染主要来自于生产过程中产生的工业粉尘和废气。工业粉尘主要由原料粉尘，煤粉尘，水泥熟料粉尘，成品水泥粉尘等构成。它们基本属于有组织排放源。一般可通过设计阶段和生产过程中采取的工艺技术措施和生产管理措施予以控制。本选题旨在熟悉工业通风与除尘基础理论，在此基础上，掌握通风除尘系统的内容、方法、步骤以及设计技术要领。并掌握管道摩擦阻力、局部阻力计算，管道压力分布分析计算，管道尺寸计算的约束条件，设计计算方法，均匀送风管道的计算，设计中的有关问题等。水泥生产过程中的粉尘问题是一个非常严重的问题，在人们日益追求环境质量的今天，现代水

17、泥生产对环保的要求也越来越高。虽然在工业企业粉尘防治方面通过对产尘机理的研究以及除尘技术的推广对粉尘防治起到了一定的作用，但粉尘问题根本仍未得到根本解决，因此在采用现有技术的同时，还必须不断研究新的除尘技术，在生产过程中把运用新技术、新设备、新方法与生产管理水平联系起来。搞好除尘工作是关系到改善环境、保护人民健康、文明生产、降低生产成本、顺利发展生产的一项重要工作，具有十分重要的意义。做好厂区水泥破碎车间通风除尘工作有以下意义： 1、是控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境和保护大气。 2、能够改善生产车间及其周围的空气条件，防止职业病的产生、保护人民健康、提高劳动

18、生产率。 3、可以保证生产正常运行，提高产品质量。随着工业的不断发展，散发的工业有害物的种类和数量日益增加，大气污染已经成为了一个全球性的问题。如何做好工业通风, 职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人员的一项重要职责。1.2 国内外粉尘处理研究现状1.2.1 水泥行业粉尘处理现状水泥工业粉尘是水泥生产过程中伴随生产而产生的，这些粉尘受重力作用而沉降的形成积尘，粒径非常细小的则随风飘扬形成飘尘。它们对人体健康、大气环境及运行设备等会产生直接或间接的危害。目前我国环境污染的生态破坏情况还相当严重，国内的水泥工业整体环保达标排放率仍处于较低水平。水泥工业仍是目前我国主要大气粉尘污染源之一。据

19、1999年国家环保总局统计，全国水泥企业排放的工业粉尘和烟尘共972万吨， 占当年水泥产量的1.7%，占全国总排放量的42%。因生产水泥的粉尘散失量约为水泥产量的3%4%，这说明1999年水泥工业粉尘的治理率仅为50%左右。根据2001年的数据，我国的水泥产量已达62650万吨，若按1999年的除尘率计算，每年的粉尘排放量就达1000万吨左右，这相当于近8条4000td/生产线的水泥总产。由此可见水泥工业粉尘排放量惊人，既严重污染环境，又极大地浪费了资源而影响水泥产业的可持续发展。1.2.2 水泥行业粉尘处理面临的主要问题当前水泥工业不容乐观的污染问题山来已久，限于当初我国的历史条件及人们的认

20、识水平，致使政府有关决策缺乏远见，造成历史上一度“小水泥”一哄而上。这些以立窑工艺为主的“小水泥”大部分设备简陋，资源利用率低，产品质量无保障，管理水平低，粉尘污染十分严重。据不完全统计，每年从立窑水泥厂排放的粉尘达1000万吨以上，成为全国最大的粉尘排放源，既浪费了资源又污染了环境。虽然这些“小水泥”为了为告别短缺经济时代发挥了一定的历史作用，却让今天的国人吃尽了环境污染带来的严重后果。尽管目前我国水泥年产量已突破6亿吨，约占全球总产量的1/3，在数量上堪称世界水泥大国了，但这6亿吨的产量却是由数千家水泥厂数万座窑炉来完成的，平均每个厂的生产规模约10万吨，不足先进国家平均规模的1/10。若

21、将我国水泥行业所有窑炉的烟囱和粉磨设备的排气筒按间距l公里排列，其长度足可以绕地球赤道两周。水泥工业污染情况危害严重，我国的水泥企业每年向大气中排放大量的粉尘和有害气体对人体健康及环境状况存在严重危害。粉尘是水泥工业的主要污染物。在水泥生产过程中，需要经过矿山开采原料破碎勃土烘干生料粉磨熟料锻烧熟料冷却水泥粉磨及成品包装等多道工序，每道工序都存在不同程度的粉尘外溢，其中烘干及锻烧发生的粉尘排放最为严重，约占水泥厂粉尘总排放量的70%以上，而很多水泥厂在建厂之初根本就没有考虑其窑炉或烘干机的除尘工艺，建成投产后甚至连一个简易的沉降室都没有，有少数厂虽然安装了除尘设施，却形同虚设，要么就是疏于管理

22、而不能正常运行，要么就是白天运行晚上关闭，要么干脆就是一套应付检查的摆设而己，粉尘大多处于直接排放状态。有资料表明，目前我国大气粉尘污染主要源自于水泥、火电和冶金三大行业，其中水泥行业的粉尘排放量又居于三大行业的首位据专家保守估计l.l，我国水泥工业每年排放的粉尘总量超过1200万吨，约占水泥年产量的2.5%。虽然我国相关标准规定的水泥厂允许的排放浓度本来就高出先进国家的12倍，然而先进国家却能做到达标排放，反而我们能够做到达标排放的水泥厂仅仅是凤毛麟角而已，绝大多数水泥厂不能作到达标排放，且排放浓度动辄超过标准基数十倍，甚至土百倍，这不能不令人深思、忧虑。每年所排放的一千余万吨粉尘，不仅造成

23、环境的严重污染，同时造成了资源的巨大浪费。当前水泥工业不容乐观的污染问题山来已久，限于当初我国的历史条件及人们的认识水平，致使政府有关决策缺乏远见，造成历史上一度“小水泥”一哄而上。这些以立窑工艺为主的“小水泥”大部分设备简陋，资源利用率低，产品质量无保障，管理水平低。1.3 设计依据 1、相关法律 (1)中华人民共和国安全生产法，中华人民共和国主席令 第七十号2002.6.2 (2)中华人民共和国环境保护法，中华人民共和国主席令 第二十二号 1989.12.26 (3)中华人民共和国职业病防治法，中华人民共和国主席令 第五十二号 2011.12.31 2、相关标准(1)工业企业设计卫生标准，

24、gbz1-2010(2)工业场所有害因素职业接触限值，gbz2-2002(3)工业企业噪声控制设计规范, gbj87-1985(4)工业“三废”排放试行标准，gbj4-73(5)建筑施工场界噪声限值，gb 12523-2011 (6)生产性粉尘作业危害程度分级，gb5817(7)中华人民共和国国家职业卫生标准，gbz1-2010(8)水泥厂大气污染物排放标准，gb4915-2004 3、相关行业技术规范(1)通风管道施工技术规程，jb 2002 84号文(2)风机盘管机组，jb 4283-19911.4 研究主要内容从粉尘的危害性，安全标准，粉尘传播规律等方面论述水泥厂破碎车间振动筛和皮带运输

25、处设置密闭罩的必要性，以及在这个车间设置通风与除尘系统的必要性；详细的综合考虑了各个密闭罩的实际抽风量；并根据排放标准和各个密闭罩的实际抽风量选择了适合该车间的通风除尘设备；根据水泥厂尘源和粉尘特点择了合适的滤料以及简单的介绍了袋式除尘器的滤料的选取原则和结构特点；详细的进行了该通风管路的水力计算，通过查表和平衡调节选择了合适的通风管路；用cad画出基本的通风管道布局图。 第2章 工厂概况2.1 地理位置四川华西绿舍建材水泥有限责任公司成立于2001年7月，位于四川省彭州市，占地约500亩，厂区周围多为农田和村庄，距成都市45公里，厂区常年东南风，工厂占地500亩交通便捷，距离成绵高速路口约1

26、公里。公司主要生产#425普通硅酸盐水泥，原料有石灰石、江泥、煤粉，其成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、三氧化二铁。公司注册资本1.5亿元，是四川华西集团公司旗下的全资子公司。厂区内主要有生产车间，一线职工办公楼，食堂和公司写字楼等主要建筑。2.2 生产概况 华西绿舍建材水泥厂项目规划建设2条日产4500吨新型干法水泥熟料生产线、年产440万吨的水泥粉磨和18mw纯低温余热发电项目，以及必要的生产生活辅助设施。若条件成熟，可规划城市垃圾处理设施。项目同步规划，分期建设，计划总投资约8亿元。 其中，一期建设1条日产4500吨新型干法水泥熟料生产线、年产220万吨的水泥粉磨系统和9mw纯低温余热

27、发电项目，以及必要的生产生活辅助设施，投资约3亿元。2003年3月，一期工程项目日产4500吨熟料生产线成功点火投运。项目全部建成后，每年可提供优质水泥440万吨，不仅会进一步提高城乡建筑抗灾防灾的能力，而且资源将得到充分的综合利用，实现经济效益与环保效益的双丰收。2.3 工艺流程 1、破碎及预均化(1) 破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。(2) 原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆

28、场同时具备贮存与均化的功能。 2、生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。 3、生料均化新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。 4、预热分解把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回

29、窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。 (1) 物料分散换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。 (2) 气固分离当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。 (3) 预分解预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的

30、一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。 5、水泥熟料的烧成生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成

31、。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高近时，等矿物会变成液相，溶解于液相中的和进行反应生成大量（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。 6、水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。 7、水泥包装水泥出厂有袋装和散

32、装两种发运方式。2.4 工厂产尘系统分析2.4.1 尘源的分类根据各作业点产生粉尘特点，分为3类尘源:(1)卸载类尘源：矿石卸在运输设备上或从这一类设备往另一类设备上装卸。(2)容器类尘源：各种贮矿槽、矿仓装矿时散发粉尘。(3)筛分类尘源：如振动筛工作时产生粉尘。水泥工业是对矿物原料进行加工处理的工业，其采用的设备多为大型设备。含尘工业废气和粉尘或产生于固体物质的粉碎、筛分、爆破输送等机械过程或产生于水泥厂在水泥生产过程中，都会将原料破碎成细小的颗粒，这些颗粒在一定的条件下，会因煅烧、机械设备的振动将有害烟气和粉尘悬浮于空中而不沉降，形成大量的有害烟气和粉尘。这些粉尘不仅对厂区工作人员造成较大

33、的职业卫生伤害，还对周边环境造成较大的污染。工业粉尘主要由原料粉尘，煤粉尘，水泥熟料粉尘，成品水泥粉尘等构成。它们基本属于有组织排放源。水泥的整个加工过程涉及面很广，从物料的破碎，到立窑的煅烧，会产生大量的烟气和粉尘，认识工厂的产尘点对通风设计工作的进行有极大的重要性。具体分析如下： 1、泥立窑是水泥生产的核心设备, 机立窑正常锻烧时, 成球的含煤生料不断从上部均匀的撒入窑内然后随物料进入高温锻烧带锻烧, 烧成后的熟料被下部鼓入的空气冷却, 从窑体下侧卸出受窑内鼓风的作用, 部分炸裂的球料粉和熟料粉会被吹出窑而, 随着烟气逸出窑尾烘干机在粘土煤等湿物料的干燥过程中,产生的大量含尘烟气经排气筒排

34、入大气。 2、烘干机是立窑水泥厂的主要尘源之一，生产水泥用的粘土、矿渣、煤粉等物料在烘干过程中随着回转筒的运动不断颠簸, 微细颗粒随着烘干机的热废气流逸出。 3、粉磨系统生料磨和水泥磨在工作时, 如果粉磨的细度产量、通风量与气流流速匹配不当，工人操作失误或输送装置密封不良, 粉尘都会外冒。 4、破碎机破碎是水泥制成过程中的重要工序, 粉尘排放是其主要污染之一。水泥物料在喂入、破碎及出料时微细颗粒会随气体运动而飞扬, 由于有的物料需要多次破碎，在重复过程中会增加粉尘的排放量。 5、包装系统系统中扬尘点较多, 而且由于装备及操作的原因, 还常常造成二次扬尘。 2.4.2 破碎车间尘源的系统分析 1

35、、破碎机产尘源 在破碎矿石工艺流程中，从矿石卸入粗破碎机直至进入选厂磨矿槽，机械运动部分传给粒子的动能作用以及空气同物料一起流动，造成罩内正压等原因，使整个工艺流程中由于粉尘与空气混合物扩散作用，粉尘向工作区逸散。矿石破碎粉尘的分散度见表2-1。 表2-1 矿石破碎粉尘的分散度 矿石破碎中粉尘分散度（重量）粒径 40m 4030m 3020m 2010m 10m粗碎 41.0 14.0 10.8 12.3 22.9中碎 22.6 13.4 36.0 7.5 17.5细碎 76.0 14.0 2.5 2.5 5.0 2、皮条运输产尘源此外水泥厂为数较多的胶带运输机也是不可忽视的尘源。胶带运输机在

36、运输过程中，由于皮带托辊作用，胶带剧烈振动，扬起大量粉尘。粘附皮带表面的粉料在返程中，沿程撒落，产生大量粉尘，而且扬起粉尘分散度较高。 3、人为产尘源已降落到设备上，皮带通廊，厂房地面的粉尘，在设备运转、人员走动等原因产生二次扬尘。破碎厂房的矿物性粉尘颗粒一般为不规则的，粒度分布不均匀，不同作业地点产生粉尘分散度不同，附表为矿石破碎作业中粉尘分散组成。 4、振动筛产尘源振动筛的运转过程中，会振起大量的附着粉尘，这种连续不断地粉尘附着和将粉尘震动漂浮在作业车间是一个重要的粉尘产生源，因此，对振动筛设置密闭罩有着重大的意义。2.4.3 车间尘源分布图 图2-1 车间尘源分布图(附录） 第3章 工厂

37、粉尘性质及危害 工业性粉尘各式各样，不同的粉尘有着各自的独有特性，通风除尘工程中，对粉尘性质及危害的了解是必不可少的，只有对粉尘的性质和危害性深入了解，才能在通风除尘系统设计中合理的布局，设计。3.1 粉尘的分类 1、 按物质组成分类，按物质组成粉尘可分为有机尘，无机尘，混合尘。有机尘包括植物尘，动物尘。加工有机尘。无机尘包括矿尘，金属尘，加工无机尘等。 2、按粒径分类，按尘粒大小或在显微镜下可见程度粉尘可分为：粗尘，粒径大于40m，相当于一般筛分的最小粒径；细尘，粒径1040um，在明亮光线下肉眼可以见到。显微尘，粒径0.2510m，用光学显微镜可以观察；亚显微尘，粒径小于0.25m，需用电

38、子显微镜才能观察到。不同粒径的粉尘在呼吸器官中沉着的位置也不同，又分为：可吸入性粉尘即可以吸入呼吸器官，直径约大于10m的粉尘；微细粒子直径小于2.5m的细粒粉尘，微细粉尘会沉降于人体肺泡中。 3、按形状分类，不同形状的粉尘可以分为：(1) 三向等长粒子，即长，宽，高的尺寸相同或接近的粒子。如正多边形及其 他与之相接近的不规则形状的粒细子 (2) 片形粒子，即两方向的长度比第三方向长很多，如薄片状，鳞片状粒子。 (3) 纤维形粒子，即在一个方向上长得多的粒子，如柱状，针状，纤维粒子。 (4) 球形粒子，外形呈圆形或椭圆形。 4、按物理分类化学特性分类，由粉尘的湿润性，粘性，燃烧爆炸性，导电性，

39、流动性可以区分不同属性的粉尘。如按粉尘的湿润性分为湿润角小于90的亲水性粉尘和湿润角大于90的疏水性粉尘。按粉尘的粘性力分为拉断力小于60pa的不粘尘，60300pa的微粘尘，300600pa的中粘尘，大于600pa的强粘尘，按粉尘燃烧，爆炸性分为易燃，易爆粉尘和一般粉尘。按粉料流动可分为安息角小于30的流动性好的粉尘，安息角为3045的流动性中等的粉尘及安息角大于45的流动性差的粉尘。按粉尘的导电性和静电除尘的难易分为大于1011cm的高比电阻粉尘，1041011cm的中比电阻粉尘，小于104 cm的低比电阻粉尘。 5、其他分类中还有分为生产性粉尘和大气粉尘，纤维性粉尘和颗粒状粉尘。一次扬尘

40、和二次性扬尘等。3.2 粉尘的物理化学特性粉尘有很多特殊的属性，其中与除尘工程密切相关的有悬浮特性，扩散特性，附着特性，吸附特性，燃烧和爆炸特性，电特性以及流动特性等。 1、悬浮特性 在静止空气中，粉尘颗粒受重力作用会在空气中沉降。当尘粒较细，沉降速度不高时，可按斯托克斯（stokes）公式求得重力与空气阻力大小相等，方向相反时尘粒的沉降速度称尘粒沉降的终端速度。 密度为1g/cm的尘粒的沉降速度大致为： 、 尘粒直径 速度 0.1m 410-5 cm/s 1 m 410-3 cm/s 10m 0.3 cm/s 100m 50 cm/s 实际空去绝非静止，而是有各种扰动气流，小于10m的尘粒能

41、长期悬浮于空气中。即便是大于10m的尘粒，当处于上升气流中，若流速达到尘粒终端沉降速度，小粒也将处于悬浮状态，该上升气流流速称为悬浮速度。作业场所存在自然风流，热气流，机械运动和人员行动而带动的气流，使尘粒能长期悬浮。粉尘的悬浮特性是除尘工程计算的依据之一。 2、扩散特性，扩散特性是指微细粉尘随气流携带而扩散。即使在静止的空气中，尘粒受到空气分子布朗运动的撞击也能形成类似于布朗运动的位移。对于0.4m的尘粒，单位时间布朗位移的均方根值大于其重力沉降的距离。对0.1m的尘粒，布朗位移的均方根值相当于重力沉降距离的40余倍。扩散使粒子不断由高浓度区向低浓度区转移，形成尘粒流经小通道周壁沉降的主要原

42、因。3、附着特性，尘粒有粘附于其他粒子或其他物质表面的特性，附着力有三种，即范德华力，静电力和液膜的表面张力。微米级尘粒的附着力远大于重力，直径为10m的粉尘在滤布上附着力可达自重的1000倍，当悬浮尘粒相互接近时，彼此吸附聚集成大颗粒，当悬浮微粒接近其他物体时即会附着其表面，必须有一定的外加力才能使其脱离。集合的粉尘体之间亦存在粉尘间的吸附力，一般称为粉尘的粘性力，若需将集合的粉尘沉积物剥离，必须施加拉断力。 范德华力使尘粒表面有吸附气体，蒸汽和液体的能力。粉尘颗粒愈细，其表面积愈大，单位质量粉尘表面吸附的气体和蒸汽的量愈多。单位质量粉尘粒子表面吸附水蒸气量可衡量粉尘的吸湿性。当液滴与尘粒表

43、面接触，除存在液滴与尘粒表面吸附力外，液滴尚存在自身的凝聚力，两种力量平衡时，液滴表面与尘粒表面与尘粒表面间形成湿润角，表征尘粒的湿润性能，湿润角愈小，粉尘湿润性好。反制，说明粉尘湿润性差。 4、燃烧和爆炸性，物料转化为粉尘，其表面积增加，提高了物质的活性，在具备燃烧的条件下，可燃粉尘氧化放热反应速度超过其散热能力，最终转化为燃烧，称粉尘自然。当易燃粉尘浓度达到爆炸界限并遇明火时，产生粉尘爆炸，煤尘，焦炭尘，铝，镁和某些含硫分高的矿尘均系爆炸性粉尘。 5、荷电特性，由于天然辐射，离子或电子附着，尘粒之间或粉尘与物体之间的摩擦，使尘粒带有电荷。其带电量和电荷极性（负或正）与工艺过程环境条件，粉尘

44、化学成分及其接触物质的电介常数等有关，尘粒在高压电晕电场中，依靠电子和离子碰撞或离子扩散作用使尘粒得到充分的荷电。当温度低时，电流流经尘粒表面称表面导电，温度高时，尘粒表面吸附的湿蒸汽或气体减少，施加电压后电流多在粉尘粒子体中传递，称体积导电。粉尘成分，粒度，表面情况等决定粉尘的导电性。3.3 粉尘的危害随着现代工业的发展，粉尘已成为作业点附近空气(气流)主要污染物之一，它具有重大危害性，一是影响工人身体健康，使工人导致尘肺、矽肺等职业病，如矽(即硅) 尘能使人得矽肺病后期患者的肺则由海绵状有弹性的，变为象多孔煤渣一样的硬块，呼吸困难，影响健康，严重的还会丧失劳动能力，甚至死亡。二是爆炸性，有

45、些粉尘达到一定浓度时可发生爆炸，给国家和人民财产造成重大损失。通风除尘的任务是有效控制产尘点粉尘的扩散，同时把气流中的粉尘清除到排放标准规定值后排放到空气中，以保证作业点附近的空气符合环境卫生条件。要达到这样的目的，往往要采用各种除尘设备及措施。水泥厂生产作业粉尘危害的特点： 1、该破碎车间产尘点多，粉尘浓度高。最高105.3mg/m3，各测试点的平均值都超过容许限值。 2、由于水泥工艺原料种类多，粉尘成分复杂，既有含游离二氧化硅高的粉尘也有游离二氧化硅含量较低的水泥粉尘和混合粉尘。 3、工作人员接尘作业时间长。在8h工作日中工人接尘劳动时间占65%，总接尘时间378min ，甚至连工间休息也

46、未能脱离粉尘污染的危害。 4、粉尘作业危害程度级别高。生产危害程度分级不但是劳动保护科学管理的依据，同时也是评价劳动条件防治尘肺的依据，它是作业场所粉尘浓度、劳动者接尘作业时间，接尘作业肺总通气量等要素的综合表现，较客观的反映了粉尘作业的危害程度。水泥生产性粉尘作业危害程度级的占调查工种的50% ，危害程度最高的级，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

47、在粉尘游离二氧化硅含量较低的制成、煅烧工种，两患病率差异无显著性。可见水泥生产性粉尘是否引起尘肺，并不完全取决于粉尘中游离二氧化硅含量，而与粉尘浓度、接尘作业时间、接尘作业时肺总通气量既粉尘作业危害程度级别有关。粉尘中游离二氧化硅含量，可以影响尘肺的病理改变，吸入的粉尘中游离二氧化硅含量高；患者胸片x线表现以矽结节为主类圆形影阴，吸入的粉尘中游离二氧化硅含量低，患者胸片x线表现则以不规则形影阴为主。通过对水泥生产企业进行的劳动卫生学、职业性健康检查、粉尘作业危害程度分级等内容调查研究，显示水泥生产作业的粉尘危害严重，呈“三高”趋势既粉尘浓度高,粉尘作业危害程度级别高，尘肺患病率高。水泥生产性粉

48、尘引起的尘肺，既有矽肺也有水泥尘肺，表明水泥生产性粉尘引起尘肺与粉尘浓度、接尘作业时间、接尘作业时间肺总通气量等因素有关。提示,防治生产性粉尘危害不但要降低生产场所粉尘浓度，还要减少工人的接尘作业时间，降低劳动强度，这样才能更有效预防水泥生产性粉尘的危害。3.4 控制产生粉尘的主要技术措施在水泥厂的工艺设计阶段应着力于除尘工艺方案的选择确定。因为在水泥生产过程中，不同的工艺部位、不同的生产设备所排放粉尘的体积质量、温度、湿度差别很大，因此，在工艺设计阶段应综合考虑生产工艺实施过程的各种因素，确定与其相应的除尘工艺方案和主要除尘设备。遵循技术可靠、设备优良、经济合理、节省能源的设计原则进行设计。

49、应选择具有先进水平的生产工艺和扬尘少的生产设备。在工艺流程中尽量减少扬尘环节。在物料破碎过程中应选择密闭式吸尘罩，以减少粉尘飞扬。对暂时不能完全治理的各种经常性的扬尘产生点，通过技术改造，将其转化为排放点，并用收尘装置将其净化处理。处理后的粉尘废气不得直接向室内扩散，应由通风管排放，排尘量应在国家标准范围(100 mg/m3)以内。目前，我国在粉尘除尘技术中经常采用的除尘器有以下几种类型: 1、离心力除尘器常见的有单旋风筒及多管除尘器等。它们的主要优点是容易操作，适宜含尘量大的气体，但不宜处理具有腐蚀性的气体。 2、过滤除尘器常见的有袋式除尘器，其优点是设备运行参数稳定，体积质量变化对其效率无

50、影响，除尘效率高，但该设备维护费用高，不宜处理高湿、高温气体。 3、电收尘器其优点是能处理高温、高湿及大风量气体，除尘效率高，阻力损失小。该类设备一般造价较高，钢材耗量大，在干法窑工艺中还要配套增湿设备，所以多用于粉尘排放量大的生产设备，如窑尾、熟料冷却等部位。 第4章 通风除尘系统设计 4.1 局部排风罩的选型和设计局部排气罩是局部通风系统的重要组成部分，在局部通风系统中，局部排气罩（吸风口）是直接与有害物（有害气体粉尘）接触、控制和捕集有害物的构件，通过局部排风罩罩口的气流运动，可在有害物散发地点直接捕集有害物或控制其在车间内扩散，保证室内工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的要求。它的性能

51、好坏直接影响整个系统通风系统的优劣，设计完善、良好的排气罩，能在不妨碍工艺操作的前提下，用最少的排风量即可达到良好的控制效果。4.1.1 局部排风罩的分类和工作机理1、局部排风罩的分类局部排风罩因生产工艺和操作条件的不同，形式很多按排风罩的作用和构造，主要分为四类：密闭罩、半密闭罩、外部罩和吹吸罩。具体分类如下图4-1所示。 2、局部排风罩工作机理把有害物源全部密闭在罩内，在罩上设置工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排除。优点：只需要较小的排风量就能控制有害物的扩散，排风罩气流不受外部气流的影响。缺点：影响设备检修，有的看不到罩内情况。4.1.2 局部排风罩的设计原则 1、局部排

52、风罩的基本形式 (1) 按照他与工艺设备的配置关系：局部密闭罩, 整体密闭罩和大容积密闭罩三种基本形式。 (2) 根据工艺的操作特点还可分为：固定式和移动式。 (3) 密闭罩结构的设计：罩的结构形式及结构参数应根据生产设备的工作特点， 操作方法, 产尘部位及溅射方向和扩散范围等因素来确定。经验性较强。 2、设计原则 (1) 改善排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量减少粉尘排放及危害。 (2) 吸尘罩尽量靠近污染源并将其围罩起来，形式有封闭型，围罩型等。如果妨碍操作可以将其安装在侧面，可采用风量较小的槽型或桌面型。 (3) 决定吸尘罩安装的位置和排气方向。研究粉尘发生机理，考虑飞散方向，速度和临界点。用吸尘罩口对准分散方向