水泥厂废气除尘改造设计方案

\*ROMANIV\*ROMANIV某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计摘要本设计是对某水泥厂回转窑尾除尘系统的改造设计。该水泥厂拥有一条Ф5576处理烟气量：140000m3/h;烟气温度：180℃(除尘器入口)；标准状况下入口烟气含尘浓度：≤80g/m3;粉尘粒度：1-100微米，其中小于10微米的约占90%-95%；10-100微米的约占5%-10%；烟尘露点：35-40℃；除尘系统改造后的尾气排放标准应符合GB4915-199〔100mgm-30.30kg400mgm-3,1.20kg800mg·m-32.40kg。计所要求的标准，以求做到最好。关键词：水泥厂，尾气除尘，除尘器TheTransformationandDesignaboutDedustingSystermofaCementPlantABSTRACTThedesignandtransformationofaboutthetailofacementfactorykilndustremovalsystem.TheplanthasaФ2.4/2.641mJingyangeccentricshaftpreheaterkilnproductionlines.Itcanproductioncapacityofordinaryportlandcement50000tonsayear.Theplantoriginalconfigurationofa576-glassfiberfilterbags,therearethebasicparameters:Fluegashandlingcapacity:140000m3/h;GasTemperature:180°C(precipitatorentrance);Standardconditionsimportgasdustconcentration:≤80g/m3;Dustparticlesize:1-100micron,ofwhichlessthan10microns,about90%-95%;10-100micronsorabout5%-10%;Dustdewpoint:35-40°C;DedustingsystemintheexhaustemissionstandardsshouldmeetGB4915-1996“plantatmosphericpollutantemissionstandardsaccurate“thesecondlevelstandard(100mg•m-3),tonsofproductemissions0.30kg;theemissionofsulfurdioxideconcentrationof400mg•m-3,tonsofemissionsforproducts1.20kg;Nitrogenoxideemissionsconcentrationof800mg•m-3,tonsofemissionsforproducts2.40kg.AccordingtothedesignrequirementsandtheexistingcemententerprisesdedustingequipmentselectiontrendThedesignchosentocompletetheelectrostaticprecipitatordustoftheoriginalsystem”stransformation,ESPandtheresponsecharacteristicsoftheexhaustemissionsofsulfurdioxide andnitrogenoxide requirementsaddedCycloneandthefillingLiutower.Thisbettercompletionoftheexhaust gastreatment,itcaneventuallyreachthestandardsrequired.Itrymybesttodoit.KEYWORDS:Cemnetplant,Electrostaticprecipitator,Thetreatmentofwastegas目录\l“_TOC_250014“摘要 IABSTRACT II\l“_TOC_250013“名目 III\l“_TOC_250012“说明书 1\l“_TOC_250011“设计根本概况 1设计的概况 1除尘系统改造的意义 1设计的原始资料 1本地的气象数据 2我国水泥工业的现状 2水泥的生产工艺 2水泥粉尘的来源 3国内外常用除尘设备比较 4关心设备确实定 8处理方案确定 9\l“_TOC_250010“1.3总平面的布置 9\l“_TOC_250009“计算书 10\l“_TOC_250008“出口粉尘浓度 10\l“_TOC_250007“旋风除尘器设计 10选定除尘器的种类 10确定进气口速度 10旋风除尘器的分级除尘效率 11求除尘器的总的除尘效率 12对灰斗的计算 13\l“_TOC_250006“电除尘器的计算 13理论的电除尘器的除尘效率 132.3.3电除尘器构造参数的计算 13选择电除尘器 14设备的安装规格 15\l“_TOC_250005“填料塔的计算 15进口气体数据整理 15泛点气速的计算 16确定填料塔的直径 17填料层高度 17填料层的分层 19填料层的压降 19\l“_TOC_250004“烟囱的计算 19烟囱高度确实定 19烟囱建设要求 20烟囱构件选择 20\l“_TOC_250003“高程的计算 21回转窑尾的高度 21旋风除尘器计算 21电除尘器的计算 21填料塔的高程计算 22换热器的高度 22烟囱的进口高度 22\l“_TOC_250002“管道压力损失和电机的计算 22常用的系数公式 22回转窑尾到旋风除尘器 24旋风除尘器到电除尘器 25从电除尘器到换热器 27从换热器到填料塔 28从填料塔到烟囱 29计算风机所需要产生的能量 30风机及配套电机的选择 31本钱计算 32设备本钱 32建设费用 32运行费用 32费用总和 32\l“_TOC_250001“致谢 33\l“_TOC_250000“参考文献 341 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 1 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 说明书设计根本概况设计的概况厂，对于其中所需要的气象数据皆以西安市的气象资料为准。除尘系统改造的意义水泥厂中有很多生产过程产生粉尘，如矿山开采、原料裂开、烘干、研磨、煅烧及粉状物料运输过程等，都不行避开地产生粉尘。假设不加以把握，这些粉尘会对工作人硅肺病等职业病的发生。一般粉尘浓度在20mg/m3以上肉眼就看得到，粒径在30μm以上的粉尘肉眼便可看到，5～10μm的粉尘可在鼻腔或上呼吸道中除去，3～5μm的1～3μm0.1～1μm的粉尘会在0.1μm的粉尘可与人体呼吸空气一起进出。一般来说，小于5μm体外，停留在肺部的粉尘则可能会造成硅肺病、肺部硬化等。粉尘假设落到机器上，会建筑物中积灰过多会造成增加负荷，影响外观，农作物假设受到粉尘污染会造成减产。6～12%。由此可见做好水泥厂收尘工作，对于保护人体安康、提高生产效率、降低生产本钱、保护生态环境有着格外重要意义。设计的原始资料该厂原始数据除尘器，对于其所处理的尾气主要的工艺参数有：处理烟气量：Q=140000m3/h烟气温度：T=180℃(除尘器入口)标准状况下入口烟气含尘浓度：≤80g/m3粉尘粒度：D=1-1001090%-95%；10-1005%-10%2 陕西科技大学毕业设计说明书 2 陕西科技大学毕业设计说明书 烟尘露点：35-40℃改造后的尾气排放指标GB4915-199中的二级标准。标准状况下除尘器出口烟气含尘浓度：<100mg/m30.30kg400mg·m-31.20kg800mg·m-32.4Kg本地的气象数据98KPa13.3℃改造方案选定我国水泥工业的现状20238亿吨，是目前世界上水泥产量最大的国家之一。但我度的加快，全社会对水泥需求仍趋上升，水泥工业也必将得到持续进展。2023年全国污染源普查结向大气排放烟尘达一百多万吨，占三千家污染重点企业总排放量的15%，仅次于电力行业，可见，水泥工业是影响我国大气环境质量的主要行业之一。并且据统计，我国工业烟尘排放量中，水泥行业占18%，每生产一吨水泥有30～40kg的粉尘散失，在严峻污染环境的同时也极大地铺张了能源。随着国家对环境保护水泥的生产工艺3 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 3 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3。水泥生产使用的原料有自然原料和工业废料。自然原料〔煤、焦炭，液体燃料〔煤油、重油〕和气体燃料〔煤气、自然气〕等，国内水泥厂一般多、3600t/d、4000t/d熟料工厂的建成，粉尘和有害气体的排放量也相应增加加，水泥厂已经成为各地的污染大户，严峻地影响城乡的环境。水泥粉尘的来源〔南方或北方〔2023t/d或4000t/d〔原料呈料浆状入窑半干法〔13%的水分入窑、干法〔原料以干粉状入窑〕等三种主要生产方法。干法生产又因煅烧方式的不同分为干法中空窑、带立筒预热器窑、带旋风预热器窑、带余热锅炉窑等。由于生产方法不同，烟尘的污染程度也不同。总体来讲，水泥厂粉尘的主要来源有以下几个方面：石灰石开采和裂开过程水泥厂通常承受爆破的方法从石灰石矿山开采石灰石，然后经过一段或两段裂开机裂开成约20mm的石块，这种爆破和裂开过程均会产生大量的粉尘。物料的运输、储存和包装过程水泥原料的输送、均化、储存及水泥成品的运输、储存和包装等环节均需要对各种粉状物料进展输送，这些生产过程会产生大量的粉尘，造成各个生产岗位的严峻污染。物料的烘干过程水泥厂很多物料〔如石灰石、粘土、煤、矿渣等10～100g/Nm3之间，且粒度较粗。1000g/Nm3。4 陕西科技大学毕业设计说明书 4 陕西科技大学毕业设计说明书 量燃料〔煤、油或自然气，排放的废气中含有浓度很高的粉尘，它是水泥厂的主要污染源。干法生产的回转窑窑尾烟尘污染最为严峻，以日产2023t熟料的干法回转窑为例，假设窑尾没有装设除尘器，每天要向外排放40～60t粉尘。占我国水泥工业生产它们对水泥厂四周的居民身体安康和农作物生长造成很大危害。800℃左右，需要在冷却设备中冷却至50℃，当承受推动篦式冷却机或振动篦式冷却机进展冷却时，会排放出含尘浓度较高的高温气体。且还会影响机械设备的使用寿命。粉磨时，需要对粉磨设备内通入冷风，以带走粉磨过程中产生的热量，避开物料消灭包国内外常用除尘设备比较洗涤除尘器和文丘里式洗涤器等。电除尘器电除尘器是利用静电力实现粒子与气流分别的一种除尘装置。在阴极(与高压直流电源相连)与阳极(接地)之间施加直流高压，使阴极发生电晕放电，气体分别，生成大量的自由电子和正负离子在阴极四周的所谓电晕区内正离子马上被阴极吸引过去而失绝大局部空间。含尘气流通过电场空间时，自由电子、负离子与粉尘碰撞并附着其上，实现了粉尘的收集。电除尘器具有如下的优点：电除尘器的除尘效率高。假设设计合理，安装施工质量高，电除尘器可以到达99%以上已属多10Nm3/h得到普遍应用。电除尘器能够除下的粒子粒径范围较宽，对于粒径≤0.1μm有较高的除尘效率。 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 5300℃以下的烟气，可长期连续运行，用于净化更高温度烟气时，需要特别设计。0.1～0.2kPa。电除尘器的能耗比其它类型除尘器低。如以每小时净化1000Nm3烟气计算，电除尘器的电能消耗约为720～2880kJ。电除尘器具有如下缺点：尘面积所需钢材大约为3.0～4.0t。电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘的比电阻的影响更为突出。电除尘器最适宜捕集比电阻为104～1011Ω·cm的粉尘粒子。净化小于104Ω·cm或大于1011Ω·cm粉尘粒子，除尘效率较低。对制造和安装质量要求较高。需要高压变电及整流把握设备。袋式除尘器的过滤机理是一个综合效应的结果，如重袋式除尘器的过滤机理是一个综合效应的结果，如重积的增大，风速下降，而直接沉降；较小的烟尘、粉尘〔机械振打等袋外表的烟尘、粉尘去除，使滤袋再生，周而复始，实现连续过滤，以保证设备连续稳定运行。图1－1袋式除尘器袋式除尘器的主要优点有：除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的效率，一般可达99%以上。适应性强，可以捕集不同性质的粉尘。例如对于高比电阻粉尘，承受袋式除6 陕西科技大学毕业设计说明书 6 陕西科技大学毕业设计说明书 和阻力的影响都不大。使用灵敏，处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米。可以制构造简洁，可以因地制宜承受简洁的所谓“土布袋除尘器可承受效率更高的脉冲喷吹袋式除尘器。袋式除尘器的主要缺点有：袋式除尘器的应用范围主要受滤料的耐温、耐腐蚀性等性能的局限，特别是在耐高温方面，目前常用的滤料适用于120～130℃，而玻璃纤维等滤料可耐250℃左使系统简洁化，造价也高。露点温度，否则会产生结露，致使滤袋堵塞。〔e〕处理风量大时，袋式除尘器占地面积较大。袋式除尘器原来的一些缺点〔如换袋困难、劳动条件差等〕已随着技术的改进而得到确定程度的抑制。是适宜的。却方法降温，再用袋式除尘器除尘。旋风除尘器种干式气-固分别装置。当含尘气流由进气管进入旋风除尘器时，气流将由直线运动变7 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 7 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 图1－2旋风除尘器图1－2旋风除尘器旋风除尘器具有以下优点：设备构造简洁，造价低；除尘器中没有活动部件，维护便利；可以耐高温，例如可耐达400℃高温，如承受特别的耐高温材料，还可以耐受更高的温度；可以承受高压〔正压和负压，用以对高压气体进展除尘；承受干式旋风除尘器，可以捕集干灰，便于粉料的回收利用；旋风除尘器的缺点是：对捕集微细粉尘的效率不高；由于除尘效率随筒体直径增加而降低，因而单个除尘器的处理风量有确定的湿式除尘器湿式除尘器是用洗涤水或其它液体与含尘气体相互接触实现分别捕集粉尘粒子的这种方法简洁、有效，因而在实际中得到相当广泛的应用。与其他除尘器相比，湿式除尘器较具有以下优点：洗涤器对于小至0.1μm的粉尘仍有很高的除尘效率；承受干式除尘器往往要受到各种条件的限制；很多有害气体可以承受湿法净化，因此在这些状况下湿式除尘器可以同时除体〔例如化学溶剂〕代替水；8 陕西科技大学毕业设计说明书 8 陕西科技大学毕业设计说明书 湿式除尘器构造简洁，一次投资低，占地面积少；生爆炸事故。湿式除尘器的缺点主要有：从湿式除尘器中排出的泥浆要进展处理，否则会造成二次污染；腐材料加以保护；湿式除尘器不适用于憎水性和水硬性粉尘；则需消耗能量；在严寒地区使用湿式除尘器要防止冬季结冰。由于湿式除尘器对细粉尘具有化。1－1三种除尘器的简洁比较除尘器名称适用粒径范围μm除尘效率﹪Pa旋风除尘器5～3060～70800～1500电除尘器0.5～190～9950～130袋式除尘器0.5～190～991000～1500地用于水泥厂烟气除尘。关心设备确实定〔60-100m/s〔一6cm/s，所以含尘气流通过电除尘器的电晕电流要比通过清洁气体时小。假设30g/m3，要增加预净化设备。9 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 9 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 GN由于涉及对二氧化硫和氮氧化合物的处理，要选择可以同时处理这两种气体的设来作为设计的指标，氮氧化合物中以二氧化氮和一氧化氮为其主要成分。另外的电机和管道则依据不同的设备需要做出各自的计算。处理方案确定器，再送入换热器，利用热能，降低空气体积，再到填料塔最终到烟囱。总平面的布置10000理区，成品区和办公区。10米，员工工5米，道路的排水设施建设完全，生产生活废水最终并入城市干网。 陕西科技大学毕业设计说明书 10计算书出口粉尘浓度出口的气体流量为Q14000m3/h回转窑出口气体在标准状态下的粉尘含量C80g/m3 在设计中以80g/m3计算出气的温度为T=180℃Q0

〔以一小时的体积算〕PVnRT

Qt273 〔2－1〕Q t0得到Q0

=84370m3/h则在此刻温度下粉尘的浓度为C0

=QC/Q=48.2g/m30旋风除尘器设计选定除尘器的种类由于本设计中的处理气体量比较大，可选择的旋风除尘器不多，综合考虑后选择GN2.8Ⅰ的旋风除尘器做为电除尘的预处理其根本的外形安装尺寸参数标号有D〔m〕1D〔m〕2H—除尘器的直筒高度(m)1H—除尘器的锥体高度(m)2A—进气口的面积(m2)确定进气口速度确定并联个数该除尘器的设计风速为15-18m/s设定一个值为16.5m/s则单位时间内的进气口风量为QAV12.6m3 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 11A——旋风除尘器的进口面积则所需要并联的旋风除尘器的个数是nQ/Q”3.093个进气口的速度VQ/3A17.04m/s核算压力降3030A D1D2 HH2 1 2

300.591.29

8.72 (2－2)2.81.262 2.022.81.262 2.025.60假设粉尘在气体中均匀分布则该含尘气体的密度为=0.779+0.0482=0.827Kg/m3则气体同过除尘器后的压力降为28.720.82717.04pv /2 1046.96pa 〔2－3〕22GN800-1200Pa，故该进气速度满足设计的需要。旋风除尘器的分级除尘效率求切向速度依据“涡流”定律可以得到切向速度与旋转半径的关系

vRn常数T

T 0.3

4530.3n110.67D0.14283 110.672.0.14283

0.74〔2－4〕1 则切向速度可以求得Dnv v 1 〔2－5〕T D0D —交界圆柱面的直径0D=〔0.6-1.0〕D0 Dn

0.6 2.8 0.74v v 1 17.04

44.9m/s 〔2－6〕T D 0.61.260 陕西科技大学毕业设计说明书 12vr

Q2rh00r交界圆柱面的半径0h交界圆柱面的高度0可以求出径向速度Q 38.93v r 2rh

1.93m/s 〔2－7〕23.140.631.700求分割直径依据雷思—利西特可以的到分割直径的计算公式并计算得到118vr 21

182.531051.930.63r0d r0c

v2 pt

300044.92

7.4106m 〔2－8〕μ453K时的粘度〔Pa/s〕 —气体中粉尘的真密度〔kg/m3〕p颗粒的分级除尘效率在工程设计中的阅历公式可以得到0—5μm2.5μmM””V973.4kgdi—各除尘微粒的直径1—100μm微米的分割直径，2—1旋风除尘器对颗粒的分级别除尘效率微粒直径(μm)0—55—1010—2020—3040—5050—6060—100分级除尘效率i0.1050.5120.8060.9210.9720.9861.000求除尘器的总的除尘效率2—2颗粒的质量分布与分级除尘效率微粒直径(μm)

0—5

5—10 10—20

20—30

40—50

50—60

60—100颗粒质量分布颗粒质量分布g 0.400.500.010.010.010.010.05分级除尘效率 0.1050.5120.8060.9210.9720.9861.000 i 则总的除尘效率为 g0.3916 〔2－9〕ii则出气口的粉尘浓度为CC148.210.391629.3g/m31 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 13满足电除尘器的进气气体浓度要求〔≤30g/m3〕对灰斗的计算依据除尘效率求得每小时产生的灰量为：MQC/100014000048.20.3916/10002642.5kg则每个除尘器所收集的粉尘量为：M M/32642.53880.8kg0水泥粉尘的积存密度为”=1700kg/m3则计算出灰斗的容纳质量为：M””V973.4kg在这里确定清灰的频率为1小时一次，由传送带带到贮灰场，最终一起清理。电除尘器的计算理论的电除尘器的除尘效率标准状态下的的进气口的浓度0CC0Q01 Q1Q0—进气的气体体积Q1—标准状态下的气体体积84370m3可以得到进气口的浓度为C0C 0QC0

29.3140000 48.6g/m31 Q 843701出气口的粉尘浓度为C 0.1g/m32除尘效率则求得的除尘效率为 CC 48.60.11 1 2100%1 100%99.79% 〔2－10〕C 48.6 12.3.3电除尘器构造参数的计算求集气板总的面积0.7～0.12m/s0.1m/s 陕西科技大学毕业设计说明书 14AV 1 38.9 1 2ln1

23

5 〔2－11〕

1 0.979V－气体的体积流量〔m3/s〕—粉尘的有效驱进速度〔m/s〕－除尘效率选定电场风速0.5～1.5m/s，当要求的除尘效率比较高时，电场风速最0.8m/s，求出有效SSV

38.9

48.625m2v 0.8选取除尘板总的除尘面积是全部除尘板的总和，依据公式为A2nLHA－总的集尘面积n－除尘器的通道数H－板式电极的高度L－板式电极沿气流方向的长度气体在电场中的停留时间5～10s。选择电除尘器

tLv电除尘器的选择CDPK－50/3，其根本的技术参数有50m22960m260g/m3300Pa设计除尘效率为99.8%〔f〕21300×2375×1580mm〔g〕400mm对电除尘器的核算 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 15粉尘的驱进速率为

V1eA1V可以求得该电除尘器在该气体流量下的驱进速度为0.082m/s电场的风速vV38.90.778m/sv 50板的长度3.89mA2nLH和SnHD校准，最终确定板吸尘板的长度为9m，宽度为4m停留时间t大于10s，可以满足除尘的需要。设备的安装规格

L 9 11.56sv 0.778阴极线的选择依据对现有的阴极线的比较芒刺型，锯齿型，麻花型等的比较，选择在从经济，效防止粉尘浓度大时的电晕封闭作用。振打的形式承受阳极振打的行式，型号为7500型。接地装置4个。填料塔的计算进口气体数据整理进气气体在经过换热器之后温度降到30℃，则此刻的气体可以由抱负气体状态方程求得

PvnRT此时的气体流量为t 273 30273Q”Q0 140000 93642m3t273 180273 陕西科技大学毕业设计说明书 16对于尾气中的SO2

NOX

的浓度取水泥工业中的平均值〔在标准状态下〕C 600mg/m32SO2C 1000mg/m3nox泛点气速的计算确定吸取液NOX

不易溶于水，所以承受1NaCO2 3

溶液来吸收尾气中的气体成分。由于一般水泥尾气中的这两中气体的含量并不是很高，在处理的NOX

的组分很简洁，在此为了便利计算，以其组分N0NO2

1：1。计算所需吸取液的质量这两种气体和溶质反映的方程式如下SONaCO2 2

NaSO2

CO2NONONaCO2 2

2NaNO2

CO2依据摩尔质量守恒定律计算出每小时所需要的溶质的质量m

106m

106

936420.6106110622363kg 〔2－12〕NaCO

SO

NO

78 2 3 2 X 则吸取液的总的质量为M=22363/0.01=2236300kg1%NaCO2 3

液的密度和水的密度接近，取L

=995.7kg/m3(3)空塔气速度计算1.165kg/m3依据埃克特通用关联图，要确定泛点气速，要先得到横坐标。W

0.25 223663 1.1650.25横坐标 W

V

936421.165995.7

0.06 〔2－13〕 V LLW—液相的质量流量〔kg/s〕LVW—气相的质量流量〔kg/s〕V—气体的密度(kg/m3)V—液体的密度(kg/m3)L查埃克特通用关联图可以得到纵坐标为0.16u 纵坐标

max

0.2

〔2－14〕g Lumax—泛点气速度〔m/s〕 —液体密度校正系数，即水的密度和液体的密度之比 —填料因子〔1/m〕 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 17g —重力加速度〔m/s〕 —液体的黏度〔mPa/s〕L选用25×25×1.2mm的塑料鲍尔环乱堆，可查的其填料因子为285，液体的黏度0.8007mPa/s0.160.169.81995.728511.1650.80070.20.16g0.16gv LL0.2max

1.88m/s 〔2－15〕确定填料塔的直径空塔气速确实定依据阅历公式一般空塔气速与泛点气速的比值伪0.6~0.8，取0.8则空塔气速为0.8×1.88=1.504m/s理论塔直径为4Qv2493642/36001.50424Qv2493642/36001.5042塔直径太大，将其分成数个来处理，经过估算之后分为6个则分后的塔的直径为4Qv2493642/36004Qv2493642/360061.5042D”=1.6m计算该直径时的空塔气速度4QD”2493642/360064QD”2493642/360061.621.46/1.88=0.776填料层高度Z

ZH NOG OG

〔2－17〕H 气向总传质单元高度OGN 液向总传质单元数OG由抱负气体状态方程

Pv nRT 〔2－18〕

在标态下的体积为SO218 陕西科技大学毕业设计说明书 18 陕西科技大学毕业设计说明书 Q Q”0

273 273 93642 84370 t273 303SO2

在标态的体积为22.4m 22.40.684370V 17.7m32SO 1000M 1000642NOX

在标态的体积为22.4m 22.4184370V 49.7m3NOX 1000M 100038体做为设计的标准，即NOX

来设计计算。该气体的体积分数为X=49.7/84370=0.0006求气象总传质高度HOGH V KOG Y

〔2—19〕V气向组分的单位摩尔流量〔Kmol/h)K (kmol/m3h)Y填料塔的截面积〔m2)气向组分的单位摩尔流量计算V Q” 273 (1X)93642627310.0006627.4Kmol/h〔2－20〕22.4 273t 22.4 303填料塔的截面积有求传质系数

D2/43.141.62/42.01m2k K P 〔2－21〕G Yk —气向体积吸取系数GP〔Pa〕先要求得吸取系数k 9.81 G0.G

0.25 〔2－22〕G—气体的空塔质量流速W—液体的空塔质量速率该公式的适用条件有①气体的空塔质量速度为4150~10150kg/m2h，液体的空塔质量速4400~58500kg/m2h25mm的环行填料。求出吸取系数为k9.81104G0.7W0.259.811049352.20.718545.90.258.015Kmol/m2hKPaG可以得到传质系数为

k kY

P8.05 8 7

m2h/ 〔2－23〕19 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 19 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 求出气向传质量高度

H VOG K

627.4785.52.01

0.397m 〔2－24〕计算传质单元数N

Y1

YdY 〔2－25〕Y2OG YYY2Y1—进气的气体体积分数Y2—出气的气体体积分数在此Y0，则可以求得2N 1 2

0.0006

5.703OG填料层的高度

YYY

0.00002YZNOG

H 0.39 5.7OG

2.m26 〔2－26〕一般填料塔的实际装填料层高度为计算填料层高度的1.2~1.5倍，取1.3填料塔的高度为1.3×2.263=2.941m填料层的分层选用25×25×1.2mm的塑料鲍尔环乱堆，依据起选择的规定标准，其分层高度定1.5m，分为两层。填料层的压降W横坐标LWV

VL

0.25

0.06u2纵坐标g vL

0.2 L

0.069，0.07再由埃克特通用关联图查的此点位于P/Z =500与P/Z=1000两条等压线中间，可以求得其等于600。则填料层的压力降等于P600Z6002.9411764.6Pa烟囱的计算烟囱高度确实定抬上升度的计算烟气的气热排放速率20 陕西科技大学毕业设计说明书 20 陕西科技大学毕业设计说明书 Q CTQ 〔2－27〕h P NhQ—标准状态下的定压热容〔Q Chh P

TQ1.298kJ/m30C〕NT—烟气温度和环境温度的差值〔K〕NQ—标准状态下的体积流量〔m3/s〕则烟气的热排放速率为NQ C TQ 23.19502.68kJ/sh P NQh≤1700KJ/s或△P＜35K，烟气的抬上升度为H

21.Dsu

0.0h

〔2－28〕u －排气筒出口处烟气排放速度〔m/s〕su－烟囱口的平均风速度〔m/s〕D－烟囱排出口的直径〔m〕烟囱的高度15m，30m20m/s，则烟囱的出口直1.29m。烟囱建设要求GB－50051－2023《烟囱设计标准》中规定〔１〕烟囱的建设材料0.5450Kg。〔GB1499〕的要求。〔2〕烟囱的根底斜度2－3烟囱根底斜度表高度H=2020＜H≤5050H≤100100H≤150150H≤200H＞200斜度0.0080.0060.0050.0040.0030.00230m0.0061.65m烟囱构件选择烟囱的涂层104米换一种色，交替涂刷。21 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 21 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 避雷针在烟囱的顶端安装针状的避雷针，数量为4个。航向标在烟囱顶端两侧各装一个航向灯。爬梯和检修平台0.5米，检修平台设为两个，在离地面为15280.81.2米。高程的计算回转窑尾的高度Hsin10417.12m11.5m2.4m0.5m，出气口的高度为HH0.751.20.59.57m1旋风除尘器计算进气口的高度依据设备的选型其进口的高度为9.02m基建的高度为0.5m则进气口的高度为H9.020.59.52m出气口的高度则出气口的高度为H10.20.50.6311.33m电除尘器的计算进气口的高度11.475m0.5m进气口的高度为H11.4750.511.975m出气口的高度设备的高度为7.25m出口管为方形，则求其的当量直径为22 陕西科技大学毕业设计说明书 22 陕西科技大学毕业设计说明书 D2ab21.52.51.875m 〔2－29〕ab 1.52.5则出气口的高度为H7.25

1.8752 6.31m填料塔的高程计算进气口的高度填料塔进口高度由原来的数据可以得0.3m出气口的高度出口的高度为4.3m管道的高度为4.3+0.2=4.5m换热器的高度1m，2.5m烟囱的进口高度设定进气口的高度为1m管道压力损失和电机的计算常用的系数公式所选用的管道均为的铸铁管道，其确定粗糙度为0.3mm局部阻力系数：0.946sin22

0.205sin42

〔2－30〕摩擦损失：

—转角管的角度v2局部阻力系数：

H 12g

〔2－31〕A0.12A

〔2－32〕A1摩擦损失：23 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 23 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 H2g由小管进入大管阻力系数局部阻力系数：

A21 1 〔2—33〕A2摩擦损失：H2g雷诺系数：求管道的摩擦系数

RevD 〔2－34〕—经过流体的密度V—管道中的气体流速D—管道的直径—流体在确定温度下的黏质系数Re＞2023Re≤202364 〔2－35〕Re管道的摩擦损失H

Lv22Dg—管道的摩擦阻力系数L—管道的长度V—管道的流淌速度D—管道的直径g—重力加速度矩形管的当量直径24 陕西科技大学毕业设计说明书 24 陕西科技大学毕业设计说明书 2abD aba,b—矩形的长和宽〔m〕则该段总的能量损失

EH gQ—单位时间的流量〔m3/s〕g—重力加速度〔m/s2〕—流体的密度〔kg/m3〕H—总的摩擦损失〔KPa〕

〔2－36〕回转窑尾到旋风除尘器转角管0.946sin22摩擦损失为：

0.205sin42

0.946sin2450.205sin4450.52425H

v2

0.5242518.032

8.96Pa2g 29.82×8.96=17.92Pa雷诺系数为RevD

0.82618.30.95

567.60 2.531022023，在层流范围之内，则其的阻力系数为64 64

0.111则摩擦损失为

Re 576.60Lv2 0.111818.32H

2Dg

20.959.8

15.97Pa长的直管的计算雷诺系数为

Re

vD

0.826221.5

1077.40 2.53102则可以得到摩擦阻力系数为25 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 25 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 64 64摩擦损失为

Re1077.40

0.0594H

Lv22Dg

0.05946022.02221.59.8

58.78Pa分界管道的计算局部的阻力系数为

A 0.9520.5120.51 0.299摩擦损失为

A 1.521H

v2

0.29918.032

4.97Pa2g 29.8该段总的摩擦损失为H P8.96215.9758.784.9797.64Pa该段总的能量损失EHQg38.90.8279.897.6430782.86J旋风除尘器到电除尘器转角管局部阻力系数0.946sin22

0.205sin42

0.946sin2450.205sin4450.5242510.4m/s1.26m则摩擦损失为H

v2

0.5242510.042

2.89Pa2雷诺系数为

2g 29.826 陕西科技大学毕业设计说明书 26 陕西科技大学毕业设计说明书 RevD

0.82610.41.26

427.82则摩擦阻力系数为

2.5310264 64则摩擦损失为

Re

427.82

0.150H

Lv22Dg

0.150810.04221.269.8

4.89Pa1.2m干管中的风速为4Q 438.89v 34.41m/sD2 3.141.22雷诺系数为RevD

0.77534.411.2

1264.87则阻力系数为

2.5310264 64摩擦损失为

Re1264.87

0.0505H

Lv22Dg

0.0505634.41221.29.8

14.98Pa旋风除尘器到干管的局部阻力系数0.无视不计 A0.51 2 0A1电除尘器入口的当量直径为D2ab21.52.51.875mab 1.52.5则局部阻力系数就相当于由小管进入大管，依据公式可以得到 A2 1.22 21 1 1

0.349则摩擦损失为

A 1.8752227 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 27 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 Hv2

34.412

21.08Pa2g 29.8该段总的摩擦损失HH2.8924.8914.9821.0847.544Pa则该段总的能量损失EHQg38.90.8279.847.54414989.15J从电除尘器到换热器直管的计算1.2m34.41m/s，和旋风除尘器到电除尘器的干管的0.50535m则其的摩擦损失为H

Lv22Dg

0.05053534.41221.29.8

87.38Pa垂直管道的计算0.5055.31m摩擦损失为H

Lv22Dg

0.05055.3134.41221.29.8

13.50Pa直角管的计算直角的局部阻力系数为 0.946sin2 0.205sin4 0.946sin2450.205sin4450.524252 2摩擦损失为H

v2

31.67Pa2g 29.82该段总的摩擦损失HH87.3813.5031.672164.22Pa28 陕西科技大学毕业设计说明书 28 陕西科技大学毕业设计说明书 该段总的能量损失EHQg164.2238.90.8279.851773.47J从换热器到填料塔干管的计算301.165Kg/m31.86×10-5则气体的体积流量变化为QQ0

27330273180

93642m31.2m，管道中的流速为4Q 426.02雷诺系数为

v 23.02m/sD2 3.141.22RevD

1.16523.021.2

1728.7摩擦阻力系数为

1.8610264 64则摩擦损失为

0.0370H

Lv22Dg

0.03703523.02221.29.8

29.18Pa从干管到各个填料塔的管道400mm，进气的气体速度为4Q 426.02/6直角管的计算

vD2

34.53m/s3.141.22直角的管的局部阻力系数为0.5245则摩擦损失为H

v2

0.524534.532

31.91Pa5

2g 29.8与干管相接的管道局部阻力损失由大管道进入小管道，局部阻力系数为29 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 29 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 A

0.420.5120.51 0.4441则摩擦损失为1

A 1.22Hv2

0.4434.532

26.77Pa2g 29.8分叉管子的压力损失雷诺系数为

RevD

1.16534.521.2

2594.95 1.86102其相对的粗糙度为0.3÷400=0.00075查表得到其摩擦阻力系数为0.016则摩擦损失为H该段总的摩擦损失

Lv22Dg

0.0161234.52220.49.8

27.03PaH H28.1831.91526.7727.03241.53Pa该段总的能量损失EHQg241.5426.021.1659.871754.36J从填料塔到烟囱进入烟囱的管道直径为1.5m直角管和上面的一样H31.91Pa烟囱进气口的速度为v 4Q 426.02 14.73m/sD2 3.141.52从填料塔进入烟囱干管的由小管道进入大管道，局部阻力系数为30 陕西科技大学毕业设计说明书 30 陕西科技大学毕业设计说明书 A2

0.42211A2

1 1.52

0.863摩擦损失为H

v2

34.532

52.49Pa2g 29.8干管的压力损失计算雷诺系数为

RevD

1.16514.731.5

1383.91则局部阻力系数为

1.8610264 64摩擦损失为

Re1383.910.0462H

Lv22Dg

0.0462314.73221.59.8

1.023Pa该段总的摩擦损失H H52.4931.9151.023213.53该段总的能量损失EHQg213.5326.021.1659.863433.42J计算风机所需要产生的能量气产生出的动能。设备的能量损失为旋风除尘器的能量损失为

EPQEPQ1046.9638.940726.74J电除尘器的能量损失为EPQg30038.911670J

EPQ1076.9526.0246836J31 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 31 某水泥厂回转窑尾除尘系统改造设计 各段的能量损失从回转窑尾到旋风除尘器EHQg38.90.8279.897.6430782.86J从旋风除尘器到电除尘器EHQg38.90.8279.847.54414989.15J从电除尘器到换热器EHQg164.2238.90.8279.851773.47J从换热器到填料塔EHQg241.5426.021.1659.871754.36J从填料塔到烟囱EHQg213.5326.021.1659.863433.42J烟囱的势能EmgH26.021.165(309.57)619.3J进口的动能mv2 0.82738.922.022E风机供给的能量为

7799.37J 〔2－37〕2 2E=40726.74+11670+46836+30782.86+14989.15+51773.47+71754.36+63433.42+619.3-7799.37=324784.66J风机及配套电机的选择风机的选择38.9m/s1500mmTUHE－A取两台并联，则可以满足鼓风的需要。电机的选择电机所要供给的功率为E 324784.66P电机的效率为0.75

324784.66W325.79KWt 1325.79÷0.75=433.33KWTY