1、1.1.设计任务书设计任务书 1.11.1毕业设计目的毕业设计目的 毕业设计研究是完成教学计划，达到本科生培养目标的重要环节。通过深入工程 实践、完成工程设计、撰写研究论文等毕业设计诸环节，着重培养学生综合分析问题 和解决问题的能力、组织管理和社交能力、独立工作能力，培养学生具有一定的工程 意识以及严谨的科学作风、认真的工作态度，树立事业心和责任感。 1.21.2设计课题设计课题 某铜冶炼工程贫化电炉除尘设计 1.31.3有关参数及资料有关参数及资料 (1)烟气性质 烟 气 成 份 () 烟气量 烟气温 度 烟气含 尘 CO2 SO2 O2 H2O N2 6.06 0.65 14.85 5.1
2、5 73.29 7500 600 18.5 (2)当地气象条件： 年平均气温17， 极端最高、最低气温分别为40.7和-11.0， 气温最高7月份，平均气温29.2， 气温最低1月份，平均气温3.9， 全年主导风向为E， 年平均风速为2.2m/s， 年最大风速为17.0m/s, 年平均气压101.2Kpa 大气稳定度为中性D类。 环境空气质量等级：二级 1.41.4设计内容和深度要求设计内容和深度要求 (1)必须满足国家和行业对环保的要求，各项指标必须达到或优于国家标准。 具体标准值参阅相关行业标准或综合排放标准 (2)设计出切实可行的烟尘净化工艺，确定管道系统断面尺寸、压力损失，选择主要的
3、设备。 (3)确定烟囱高度及出口直径。 (4)提交设计说明书、计算书各一份。 (5)绘制设计图纸一套，包括除尘系统工艺流程图，系统总平面布置图、立面图、主要 设备构筑图。 1.51.5设计原则设计原则 (1)选用处理工艺成熟，效果好，能保障除尘系统长期运行。 (2)投资省，运行费用低，占地面积小，管理方便。 (3)除尘装置的负荷适应性强， 设备的各部分均应体现技术上的可行性和经济上的合理 性，装置要易安装和检修。 1 1.6.6设计依据设计依据 (1) 锅炉大气污染物排放标准 GB113271-2001 (2)工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002 1.71.7设计参考资料设计参考资料 (1
4、)张殿印 张学义 除尘技术手册 冶金工业出版社 2002年2月 (2)李连山 大气污染控制工程 武汉理工大学出版社 2003年8月 (3)刘天齐 三废处理工程技术手册废气卷 化学工业出版社 1999年5月 (4)陆耀庆 供暖通风设计手册 中国建筑工业出版社 1987年12月 (5)陈家庆 环保设备原理与设计 中国石化出版社 2005年9月 (6)吴忠标 实用环境工程手册（大气污染控制工程） 化学工业出版社 2001年9月 2.2.工程说明书工程说明书 2.12.1污染源概况污染源概况 该铜冶炼工程贫化电炉烟气中的主要污染物为颗粒物和SO2，烟气含尘浓度为 18.5g/m 3 ,SO 2浓度计算
5、如下: 已知: P=101325Pa, 2 SO V=75000.65%=48.75 3 m, R=8.315 1 J mol K , T=600+273.15=873.15K, 由理想气体状态方程可得: 2 /() SO nP VR T=10132548.75/(8.315873.15)=680.36mol 2 SO m=680.3664=43543.18g, 2 SO =43543.18/7500=5.81 3 /g m 查锅炉行业大气污染物综合排放标准可知,颗粒物与 2 SO浓度限值分 100 3 /mg m、850 3 /mg m。可见, 该贫化电炉烟气中颗粒物和SO2都远超出标准限值
6、, 故必须进行相应尾气除尘净化处理。 2.2 2.2 主要设备及工艺概况主要设备及工艺概况 2.2.1 2.2.1 换热器换热器 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备， 又称热交换器。 换热器按传 热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。 （1）混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称 接触式换热器。由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流 体之间的换热。例如，化工厂和发电厂所用的凉水塔中，热水由上往下喷淋，而冷空 气自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面，热水和冷空气相互接触进 行换热，热水被冷却，冷空气被加热，然后依
7、靠两流体本身的密度差得以及时分离。 （2）蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面，从而进 行热量交换的换热器，如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。这类换热器主要用于回收和 利用高温废气的热量。以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器，多用于空气分离装置 中。 （3） 间壁式换热器的冷、 热流体被固体间壁隔开， 并通过间壁进行热量交换的换热器， 因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。 间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、 板面式和其他型式。 管式换热 器以管子表面作为传热面，包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等；板 面式换热器以板面作为传热面，包括板式换热器、
8、螺旋板换热器、板翅式换热器、板 壳式换热器和伞板换热器等； 其他型式换热器是为满足某些特殊要求而设计的换热器， 如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。 2.2.2 2.2.2 除尘器除尘器 选择除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、阻力、一次投资费用、运行 费用、占用建筑空间以及维护管理难易等，在通常情况下除尘效率常常是最主要的。 一般说来，选择除尘器时应注意以下几个方面的问题。 (1)气体的温度和性质； (2)粉尘的性质和粒径分布； (3)排放标准和除尘器进口含尘浓度。 以下分别介绍袋式除尘器、电除尘器和湿式除尘器性能： (一) 袋式除尘器 袋式除尘器是利用多孔纤维材料制成的滤袋（
9、简称布袋）将含尘气流中的粉尘捕 集下来的一种干式高效除尘装置。 工作原理:工作时含尘气体从箱体下部进入灰斗后,由于气流断面积突然扩大,流 速降低,气流中一部分颗粒组、密度大的尘粒在重力作用下,在灰斗内沉降下来;粒度 细、密度小的尘粒进入袋滤室后,通过滤袋表面的惯性、碰撞、筛滤、拦截和静电等综 合效应,使粉尘沉降在滤袋表面并形成粉尘层.净化后的气体进入净气室由排风管风机 排出.袋式除尘器的阻力值随滤袋表面粉尘层厚度的增加而增加.当其阻力达到某一规 定值时,必须进行喷吹清灰。 优点：袋式除尘器对净化含微米或亚微米数量级的粉尘的气体效率较高；可捕集 多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘，采用袋式除尘器净
10、化要比用电除尘器的净化效 率高；袋式除尘运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。 缺点：袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响；捕适合净化 含粘结和吸湿性强的含尘气体，用布袋除尘器净化烟尘时的温度不能低于露点温度， 否则将会产生结露阻塞布袋滤料的孔隙。 袋式除尘器包括脉冲袋式除尘器、反吹风袋式除尘器、机械振打袋式除尘器和简 易袋式除尘器等.其中, 脉冲袋式除尘器过滤负荷较高,滤料磨损较轻,使用寿命较长, 运行稳定可靠,已得到普遍采用。 (二)电除尘器 电除尘器使游离在气体中的粉尘颗粒荷电，在电场的驱动下作定向运动，从气体 中被分离出来， 分离力 （主要是静电力）
11、直接作用在粒子上,而不是作用在整个气流上， 这是电除尘过程与其他除尘过程的本质区别。 工作原理: 烟气进入电除尘器后，两金属板间在电场力的作用下，产生正、负离 子及自由电子。这些离子受电场力的作用，便向两极运动产生电流，当场强达到某一 定值时，离子定向运动速度很大，以至使气体产生的离子全部被电场驱向两极。当电 路中的电压继续增大时，电场强度增大，并使电子和离子获得足够能量以至有可能产 生新的电子、离子和增大电流。当电压升到一定程度，不仅活动性大的电子和部分阴 离子能和中性气体分子碰撞发生电离作用，而且活动性小的阳离子也获得足够的能量 与中性气体分子碰撞产生电离作用，致使电场中连续不断产生大量新
12、离子，且电场中 的电子的运动速度很大，使尘粒较快到达阳极，这时阳极上开始收集粉尘，接着粉尘 在电场荷电到达电场，最后通过清灰装置粉尘振落至灰斗。 优点：除尘效率高，可达99以上；可以净化气量较大的烟气，工业上净化10 5 10 6m3/h烟气的电除尘器已得到普遍应用；能够除下的粒子粒径范围较宽，对于0.1m 的粉尘粒子仍有较高的除尘效率；可净化温度较高的含尘烟气；结构简单，压力损失 小；电除尘器的能耗比其他高效除尘器低。 缺点：电除尘器的一次投资费用高, 占地面积较大,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。 电除尘器按清灰方式可分为干式和湿式。干式清灰是通过冲击振
13、动来剥离电极上 的粉尘，收集的粉尘是干燥的，便于综合利用。湿式清灰是用水冲洗电机，一般只在 易爆气体净化或烟气温度过高，设有泥浆处理设备时才使用。 (三)湿式除尘器 湿式除尘器是利用水（或其他液体）与含尘气体相互接触，伴随有热、质的传递， 经过洗涤使尘粒与气体分离的技术。 工作原理:烟气自锅炉出来后，进入文丘里收缩管后，由于断面积逐渐减小，管内 静压也逐渐转化为动能，使管内流速增加，气流进入喉管后，由于喉管断面积不变， 管内静压下降到最低值，并维持不变，此时气流流速达到最高值，气流进入渐扩管， 由于断面积逐渐扩大，管内静压逐渐得到恢复，气流流速也逐渐下降，当气流进入扩 散管喉，这些被水湿润的尘
14、粒与雾滴之间，以及不同粒径的尘粒或雾滴之间，在不同 惯性力的作用下，在相互碰撞接触中凝聚成粒径较大的含尘液滴。这些较粗的含尘液 滴随气流进入脱水器喉，在重力、惯性力、离心力的作用下，从气流中分离出来，从 而达到除尘之目的。 优缺点：文氏管除尘器具有除尘效率高、结构简单、布置灵活、投资费用低等优 点，但也存在阻力大、污水处理困难等缺点，因而应用范围受到限制。 (四) 三种除尘器技术经济比较 经济指标的比较 除尘器类型 设备费 运作费 电除尘器 高 高 袋式除尘器 低 低 湿式除尘器 低 高 技术指标的比较 除尘器类型 压力损失/Pa 净化效率/ 处理能力/ hm / 3 电除尘器 (JB1019
15、1)。 2)气包必须有足够容量,满足喷吹气量.建议一般在脉冲喷吹后包内压降不超过原来 贮存压力的30%为宜。 3)气包的进气管口径尽量选大,满足补气速度.对大容量气包可设计多个进气输入管 路。 4)对于大气量气包,可用76mm管道把多个气包连接成为一个贮气回路。 5)阀门宜安装在气包的上部或侧面,避免气包内的油污、 水分经过脉冲阀喷吹进滤袋. 淹没式脉冲阀不宜安装在气包下部。 6)每个气包底部必须带有自动(即两位两通电磁阀)或手动油水排污阀,周期性地把 容器内的杂质向外排出。 7)如果气包按压力容器标准设计,并有足够大容量,其本体就是一个压缩气稳压气罐. 当其包前另外带有稳定罐时,需要尽量把稳
16、压罐位置靠近气包安装,防止压缩空气在输 送过程中经过细长管道而损耗压力。 8)气包在加工生产后,必须用压缩气连续喷吹清洗内部焊渣,然后才安装阀门.在车 间测试脉冲阀,特别是76mm淹没式阀时,必须保证压缩气的压力和补气流量,否则脉 冲阀将不能打开或者漏气。 9)如果在现场安装后,发现阀门的上出气口漏气.那就是因为气包内含有杂质,导致 小膜片上堆积铁锈不能闭阀.需要拆卸小膜片清扫。 (5)清灰装置设计注意事项: 1)清灰装置设计中不能简单地把脉冲阀的耗气量当成定数.压缩空气耗气量与脉冲 阀厂商、规格、喷吹时间和压气压力有关。 2)脉冲阀能带动滤袋数量,或者说能喷吹的过滤面积,是设计中的关键数据之
17、一。一 个阀门负担的过滤面积和阀门的规格、压气压力、滤袋布置和设计者的经验有关。 3)在压缩空气系统中气体流动的压降应予以充分考虑,因为有时压缩空气系统入口 压力不符合要求,而在用气的脉冲阀可能达不到压力要求时,可能由此产生清灰不良。 4)如果脉冲阀工作的环境达不到下列理想条件:无气温急剧变化风吹雨淋冰冻日晒 使用的压缩空气为干燥,无油,无腐蚀气体,则脉冲阀膜片的使用寿命可以达到100万次. 工作寿命的计算方法:100万次/h/周期日(24h)月(30d)年(12个月)。 (5)脉冲控制仪 脉冲控制仪是发出脉冲信号,控制气动阀或电磁阀,使脉冲阀喷吹清灰的脉冲清灰 信号发生器。 脉冲控制仪输出一
18、个信号持续时间,称脉冲宽度.在0.030.2s范围内可调.输出 两个信号之间的间隔时间称为脉冲间隔;在130s范围可调.输出电信号完成一个循环 所需要的时间,称脉冲周期.在130min范围内可调.控制仪可以根据清灰要求,调整脉 冲间隔和脉冲宽度,对除尘器实施定时清灰。 脉冲控制仪可以分为气动脉冲控制仪和电动脉冲控制仪.气动脉冲控制仪以干净 压缩空气为能源,输出气动脉冲信号,与其配套使用的是气动阀、 脉冲阀;电动脉冲控制 仪以交流220V电源作为能源,输出电动脉冲信号,与其配套使用的是电磁阀、脉冲阀或 者电磁脉冲阀.一般脉冲控制仪上均有各技术参数显示.工程中常用的是电动脉冲控制 仪。 3.2.3
19、 3.2.3 工作原理工作原理 脉冲袋式除尘器一般采用圆形滤袋,按含尘气流运动方向分为侧进风、 下进风两种 形式.这种除尘器通常由上箱体(净气室)、中箱体、灰斗、框架以及脉冲喷吹装置等部 分组成.其工作原理如图3-4所示。 含尘气体 净化气体 图3-4 脉冲除尘器工作原理图 过滤状态； -清灰状态 工作时含尘气体从箱体下部进入灰斗后,由于气流断面积突然扩大,流速降低,气 流中一部分颗粒粗、密度大的尘粒在重力作用下,在灰斗内沉降下来;粒度细、密度小 的尘粒进入袋滤室后,通过滤袋表面的惯性、碰撞、筛滤、拦截和静电等效应,使粉尘 沉降在滤袋表面上并形成粉尘层.净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出
20、。 当其阻力值达到某一规定值时,必须进行喷吹清灰.但应当指出,为达到较高的气 体除尘效率,在清灰时从滤料上只是破坏和去掉一部分粉尘层,而不是把滤袋上的粉尘 全部清除。 脉冲喷吹的清灰是由脉冲控制仪(或PLC)控制脉冲阀的启闭,当脉冲阀开启时,气 包内压缩空气通过脉冲阀经过喷吹管上的小孔,向滤袋口喷射出一股高速高压的引射 气流,形成一股相当于引射气流若干倍的诱导气流,一同进入滤袋内,使滤袋内出现瞬 间正压,急剧膨胀;沉积在滤袋外侧的粉尘脱落,掉入灰斗内,达到清灰目的。 3.2.4 3.2.4 设计参数设计参数 1.除尘效率 除尘效率是指气流通过除尘器时在同一时间内被捕集的粉尘量与进入除尘器的粉
21、尘量之比,用百分率表示,用公式表示为: 18500100 100%99.5% 18500 Gc Gi 式中 -除尘效率,% Gc-被捕集的粉尘量,Kg Gi-进入除尘器的粉尘量 2.过滤风速 过滤风速时袋式除尘器处理气体能力的重要技术经济指标，它的选择是由粉尘性 质滤料种类清灰方式及除尘效率等因素而定，一般取值范围为0.23m/min. 本设计参考上海国能环保设备有限公司DMC24-120型脉冲袋式除尘器成型产品， 取 过滤风速为3m/min。 3.压力损失 压力损失由3个部分构成,公式表示为 P=Pc+Pf+Pd Pf=fc 式中：P -除尘器的总阻力 Pc -除尘器的设备阻力，Pa,一般取
22、值200500Pa; Pf -滤料阻力，Pa,一般取值30100Pa； Pd -沉积粉尘层的阻力，Pa,一般取值3001000Pa; f -滤料的阻力系数，见表 -气体的黏性系数，PaS c -过滤风速，m/s Pf 一般很小，但就滤料而言，阻力小意味着空隙大，粉尘易穿透，除尘效率 也很低，因此一般都选用具有一定初阻力的滤料。一般长纤维滤料阻力高于短纤维滤 料，不起绒滤料阻力高于起绒滤料；纺织滤料阻力高于毡类滤料；较重滤料的阻力高 于较轻滤料的阻力。 滤料名称 织法 f 滤料名称 织法 f 玻璃丝布 斜纹 1.5 10 7 棉帆布No11 平纹 9.010 7 玻璃丝布 薄锻纹 1.0 10
23、7 维尼纶28.2 斜纹 2.610 7 玻璃丝布 厚缎纹 2.810 7 尼龙9A-100 斜纹 8.910 7 平绸 平纹 5.210 7 尼龙161B 平纹 4.610 7 棉布 单面绒 1.0 10 7 涤纶602 斜纹 7.210 7 呢料 3.610 7 涤纶DD-9 斜纹 4.810 7 取f=7.210 7，=2.1910-5 PaS，则 Pf=7.210 72.1910-5360=79 Pa Pd 指滤料过滤粉尘后，其表面沉积的粉尘产生的阻力，公式表示为 Pd=dc=Qmc 式中 d-堆积粉尘层的阻力系数， 8 10 11 10 -堆积粉尘的比阻力，m 3/kg，一般取109
24、1012 m3/kg Qm-堆积粉尘负荷，g/m 2 取d=10 9，=1010 m3/kg ，则 812 101036500 a PPa 通常不是常数，它与粉尘负荷Q、粒径dp、粉尘层空隙率及滤料特性有关。 取Pc=350Pa,则袋式除尘器压力损失为： P=79+500+350=929Pa 压力损失与过滤风速的关系，随着过滤风速的增大，阻力呈上升的趋势。当阻力 达到预定值时就要对其进行清灰处理。清灰后其阻力只能降到清灰前的20%80%。清 灰时，滤袋的压力损失有所下降并不说明清灰已经彻底结束，此时如果继续滤尘，压 力损失就会急剧上升。 一般情况下，滤袋的压力损失在安装后增加较快，但在12个月
25、内可趋于稳定， 以后虽然不断增加，但增长的比较缓慢，多数近似为定值。 4.滤袋长度 脉冲袋式除尘器滤袋长度决定工艺需要，清灰能力及设计参数等因素。中小型袋 式除尘器袋长23m， 后来有人把袋长46m称为长袋除尘器。 发展至今79m长袋已不 罕见。与滤袋长度相适应，袋笼由1节改为2节甚至3节，以便于滤袋的安装与检修。 不管多长的滤袋，安装要求都十分严格，否则会造成清灰无效、滤袋之间粉尘积聚架 桥、过滤面积减少和运行阻力偏高等弊端。解决滤袋排列不整的方法首先时花板要平 整，在1m 2面积内花板不平度小于1mm，同时袋笼口要平整；其次，滤袋下部可适当 采取保护措施，保证滤袋的垂直度。 本设计参考潍坊
26、环宇环保设备厂DMC型高效脉冲袋式除尘器定型产品， 设计滤袋长 度为2.5m。 5.喷吹压力 喷吹压力是脉冲喷吹过程中压缩空气从喷吹管孔口出来时的压力。通常喷吹压力 越高，在滤袋口处诱导的二次气流越多，所形成的喷吹气速和气量越大，清灰效果越 好，除尘器压降下降越明显。试验表明在袋式过滤器压降限定后，喷吹压力越高，处 理能力越大。在喷吹周期及喷吹时间不变的情况下，喷吹压力增加，允许袋式除尘器 入口含尘浓度也相应提高。但喷吹压力过高，滤袋小也会出现过度清灰现象，反而影 响净化效率，即袋式过滤器出口出现瞬时“冒烟”现象。喷吹压力低就达不到预期清灰 效果；因此，喷吹压力过低或过高都会影响过滤效果。综合
27、考虑，本设计喷吹压力设 为0.6Mpa。 6.喷吹周期 喷吹周期的长短直接影响到除尘器的压力降。 对采用定时控制的脉冲袋式除尘器， 喷吹周期设定后，定期喷吹。通过调整脉冲周期，可使除尘器的压降基本保持稳定的 状态下运行。在不影响正常运行条件下，应尽量延长喷吹周期。这样不但可以减少压 缩空气量，还可延长脉冲膜片及滤袋使用寿命。喷吹周期还影响耗电量，喷吹周期短， 压缩空气耗量多，耗电量也多。延长喷吹周期，喷吹系统耗电量虽然减少了，但由于 除尘器压力降增加，亦会增加过滤系统的耗电量。因此总的耗电量是否节省，必须全 面考虑。即应根据不同的操作参数调节喷吹周期的最佳值。 当过滤速度小于2m/min，入口
28、含尘浓度510g/m 3时，喷吹周期可取515min，当 入口含尘浓度小于5g/m 3时，喷吹周期可增至1530min。当过滤速度大于2m/min，入 口含尘浓度大于10 g/m 3时，喷吹周期可取15min。 本设计烟气过滤速度为3m/min，含尘浓度18.5 g/m 3，喷吹周期设为1min。 说明：脉冲控制仪根据除尘器内压力计变化进行喷吹，即当除尘器内压力降达到一定 值后，压力计将电信号传递给脉冲控制仪，后者便对滤袋进行喷吹，以保证除尘器内 压力降控制在一定范围内。 7.喷吹时间 喷吹时间即脉冲阀开启喷吹的时间。一般认为喷吹时间越长，喷入袋内的压缩空 气量也越多，清灰效果也好。本设计喷吹
29、时间设为0.1s。 8.结构设计 设计一台非定型的除尘器，首先要按照以下几个方面进行综合考虑。 1)按场地大小决定除尘器长宽高。除尘器的宽度决定于喷吹管长度和滤袋布置。 2)系统的实际处理风量。 3)结合烟气的各种性质，选择滤料、过滤风速、计算滤料的总过滤面积。 4)设计滤袋的直径和长度，考虑除尘器的整体高度和外形尺寸，尽可能保持除尘器 接近方形结构。 5)计算滤袋数量，选择笼架结构。选用在线或离线清灰方法。 6)设计花板的滤袋分布和检修门的大小和数量。 7)设计脉冲清灰系统及清灰装置的确定。 8)设计外壳结构、气包、喷吹管进出口位置、管道布局、进风口挡板阀、台阶和楼 梯、安全保护等，并综合考
30、虑力学结构。 9)缷灰阀、缷灰装置和输送装置。 10)选择控制系统，压差和排放浓度报警系统等。 在除尘系统设计过程中，影响最大的因素即是设计者的个人经验，加上工程也应用经 验和图纸，以及设备制造厂的加工能力和以往的安装经验。所以说除尘系统的设计是 一种艺术。 (1)花板设计 在花板设计中主要时布置滤袋的距离，该间距与袋径、袋长、粉尘性质、 过滤速度等有关。 由 22 7500 41.7,42 6060 3 V c Q SSmSm V 得：取 式中 VC-过滤速度，m/min QV-通过滤料的风量，m 3/h S-滤料的面积,m 2 设计滤袋直径d=135mm,由adl 得 2 0.1352.5
31、1.06am 式中 a-单条滤袋面积 d-滤袋直径 l-滤袋高度 则滤袋条数 42 39.6, 1.06 S n a 取n=40条 花板布置：将所有滤袋分装在两室，每室20条。每室滤袋分五组，每组4条。袋与袋之 间间隔为60mm，组与组以及袋与內壳之间间隔为600mm。具体布置如图3-5所示： (2)上箱体高度 上箱体高度的设计需考虑喷吹管的安装高度，以及检修的方便。根据有关资料，将上 箱体高度设计为 1 L=1m。 (3)中部箱体高度 中部箱体高度至少要大于滤袋长度，且要考虑设备安装的机械尺寸。参考相关参数， 中部箱体高度设计为 2 L=2.7m。 (4)灰斗的设计 采用角锥形灰斗，斗壁倾角
32、应大于60，灰斗出料口的尺寸由排灰量大小确定，排灰 量由下式计算： G=3QC0/M =（32.080.018599.5）/2=0.057kg/s 式中： G排灰量，kg Q流量，m 3/s C0入口粉尘质量浓度，kg/m 3 总效率 n1沿宽度方向上的灰斗数 根据有关资料参数灰斗的下端可取300mm300mm，则灰斗的高度为： 1 3 4.2750.3 ()tan60()tan603.44 22 BB Lm 式中： B袋式除尘器内壁长（延气流方向） ，m B1灰斗下口宽，m 图3-5 花板 说明：滤袋与内壁之间距离为600 ，两室隔板厚度为5 (5)进气口尺寸 进气方式采用下部进气，进气口设
33、在灰斗上并直接接管道。 (6)出气口尺寸 出气口设在上箱体，直接接管道。 (7)立柱高度 灰斗下端距地面高度为1.08m,则立柱高度为： 123 1 2.73.44 1.088.22LLLLh 式中： 1 Lm上箱体高度， 2 Lm中箱体高度， 3 Lm灰斗高度， hm灰斗距地面高度， (8)袋式除尘器外壁两侧立柱间距 31.9223 0.0050.254.105 k LBem 式中：除尘器外壳钢板厚度，一般取=0.005m e立柱宽度，参考有关资料取e=0.25m 3.2.5 3.2.5 相关设备型号及参数相关设备型号及参数 1.脉冲阀与气包 选用的脉冲阀必须能够满足所负担的清灰面积和喷吹耗
34、气量。本设计中一组滤袋 使用一个脉冲阀，故脉冲阀负担的清灰面积为A=1.068=8.48 2 m。由 00Vc QSv得 3 0 1.0633.18/min V Qm 式中： 0V Q-单条滤袋的过滤风量， 3 /minm c v-过滤风速， /minm 0 S-单条滤袋过滤面积， 2 m 脉冲宽度0.1ts ，该时段内过滤风量 V Q=3.18600.1=0.0053 3 m，则每排滤袋处 理风量为 1V Q=0.00538=0.0424 3 m。根据经验，脉冲阀喷吹气量应为滤袋处理风量的 23倍，才能满足清灰强度的要求，因此，单个脉冲阀的喷吹气量为：0.0424 2.5=0.106 3 m
35、。 脉冲喷吹过程中将诱导周围大量气流参与清灰，测定表明诱导气流约为喷吹耗气量的 26倍，所以进入滤袋进行清灰的喷吹气量约4 t Qq。 由脉冲阀选型中已计算单个脉冲阀的喷吹量为0.106 3 m，则所需压缩空气量为： 3 0.106 0.0265 4 Qm 根据喷吹量及喷吹气源压力选用SYKL-Y76型淹没式脉冲阀，具体技术参数如下 型号 喷吹耗气量L/次 气包参考直径 气包参考最小容积（升） DCF-Y-40 S 170 273*6.5无缝钢管 37 2.喷吹管 本设计中一根喷吹管喷吹一组滤袋，故共需5根喷吹管，每根喷吹管上开设8个喷 吹孔口，管长为3.35m，管内径5cm。为保证喷吹效果，
36、开孔孔径设计为12mm。 3.诱导器 采用装载喷吹管上的诱导器。 4.脉冲控制仪 选用SYKL-MK-8X型脉冲控制仪，具体参数如下： 型号规格 输出位数 控制脉冲阀数 外形尺寸/mm SYKL-MK-8X 8 18任选 250190100 5.滤料 采用涤纶针刺毡滤料，具体参数如下： 型号 单位面 积质量 厚度 体积密 度 孔隙率 使用温度/ 耐酸性 耐碱性 连续 瞬时 ZLN-D 650 650 2.45 0.265 81 110 120 良 一般 6.卸灰阀 选用YXD200B星型卸灰阀。 3.3 3.3 吸收塔选型吸收塔选型 3.3.1 3.3.1 选型参数选型参数 (1)脱硫效率 5
37、810850 85.4% 5810 (2)烟气量 3 7500/Qmh (3)烟气温度 100T 3.3.2 3.3.2 选型产品选型产品 经综合考虑，决定选购浙江天蓝脱硫除尘有限公司的旋流板塔。 1.该设备的特点： (1)脱硫效率高：脱硫效率可达90%以上 (2)系统运行可靠性高：系统可稳定运行10年以上 (3)投资费用低：与国外其它技术、设备相比，有明显价格优势，仅为进口同类设备 1/101/2 (4)运行费用低：小于400元/吨 2 SO，比通常的12001800元/吨少70%80% 2.各种吸收塔的性能比较 吸 收 塔 类 型 持液量 逆流接触 防堵功能 操作弹性 压降 除尘性 能 喷
38、淋塔 小 是 较好 较好 低 差 填料塔 较大 是 差 较好 中 中 漏球塔 中 是 较好 中 中 较好 筛板塔 较小 是 差 较差 中 较好 文丘里 低 否 好 差 高 好 旋流板塔 较大 是 好 好 低 好 3.该设备工作原理： 烟气由塔底切向进入旋流板塔， 由于塔板叶片的导向作用而旋转上升， 并在塔板 上将逐板下流的浆液喷成几十微米的细雾滴，使气液间接触面积急剧增大（比水膜除 尘器的气液接触面积增大几百至上千倍） 。 液滴被气流带动旋转， 产生的离心力强化气 液间的接触，最后甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气 体中的 2 SO被碱性液体(氢氧化钙和氢氧化钠)吸收(
39、脱硫)的效果好。旋流板塔由于特 殊的内部结构设计，决定了它是一种高效通用型传质设备，具有通量大、压降低、操 作弹性宽、不易堵、效率高等优点，其综合性能优于国内外普遍使用的湿法脱硫除尘 装置。 4.设备技术参数 设备 型号 处理烟气量 3 /mh 塔内径 mm 塔高 m 脱硫效率 % 压力损失 Pa HTL-4-L 800012000 1100 4.4 70%90%以上 8001200 3.4 3.4 管道系统设计计算管道系统设计计算 3.4.1 3.4.1 计算步骤计算步骤 1.管道编号并注上各管段的流量和长度，如图3-6所示。 2.选择计算环路。一般从最远的管段开始计算。 3.有色冶炼车间的
40、粉尘为重矿粉，取管道内流速为16m/s。 4.计算管径和压力损失。 管1(L=7.6m) 管2(L=3m) 管3(L=1.9625m) 管4(L=10.92m) 管5(L=7m) 烟囱(H=20m) 图3-6 管道布置 3.4.2 3.4.2 管径及阻力损失计算管径及阻力损失计算 管段管段1 1：据 1 Q=7500 3 /mh,16/vm s , 查供暖通风手册 （下称“手册” ）得 1 400dmm，/0.0428d，实际流速16.8/m s，动压170Pa，摩擦压力损失为： 2 11 (5.1 1.5 1) 0.0428 17055 2 L v PlPa d 各管件局部压损系数（查“手册
41、” ）为： 两个90弯头（/1.5R d ） ， 12 0.25 20.5,1 则局部压损为： 2 1 1 170170 2 m v PPa 管段管段2 2：据 2 Q=7500/mh 3 ,16/vm s ,查 “手册”得 2 400dmm，/0.0428d，实际 流速16.8/m s，动压170Pa，摩擦压力损失为： 2 22 4 0.0428 17029 2 L v PlPa d 各管件局部压损系数（查“手册”）为： 合流三通 3 1 则局部压损为： 2 2 1 170170 2 m v PPa 管段管段3 3：据 3 Q=3750/mh 3 ,16/vm s ,查 “手册”得 3 28
42、0dmm，/0.0663d，实际 流速17.3/m s，动压180Pa，摩擦压力损失为： Pa v d lPL5 .231800663. 0) 19625. 0( 2 2 33 各管件局部压损系数（查“手册”）为： 一个90弯头（/1.5R d ） ，25. 0 4 ；合流三通旁支管 4 . 0 5 ，65. 04 . 025. 0 则局部压损为：Pa v Pm11718065. 0 2 2 3 管段管段4 4：据 4 Q=7500/mh 3 ,16/vm s ,查 “手册”得 4 400dmm，/0.0428d，实际 流速16.8/m s，动压170Pa，摩擦压力损失为： 2 44 (36.
43、92 1) 0.0428 17079.5 2 L v PlPa d 各管件局部压损系数（查“手册”）为： 两个90弯头（/1.5R d ） ，5 . 0225. 0 76 则局部压损为： 2 4 0.5 17085 2 m v PPa 管段管段5 5：据 5 Q=7500/mh 3 ,16/vm s ,查 “手册”得 5 400dmm，/0.0428d，实际 流速16.8/m s，动压170Pa，摩擦压力损失为： 511700428. 0) 133( 2 2 55 v d lPL 各管件局部压损系数（查“手册”）为： 两个90弯头（/1.5R d ） ，5 . 0225. 0 98 则局部压损
44、为： 2 5 0.5 17085 2 m v PPa 烟囱烟囱：据Q=7500/mh 3 ,16/vm s,查 “手册”得400dmm,/0.0428d，实际流速 16.8/m s，动压170Pa，摩擦压力损失为： 2 20 0.0428 170145.52 2 Ls v PHPa d 由以上计算可得管道总阻力损失为： 1234512345 ()() LLLLLmmmmm PPPPPPPPPPP (29+55+47+79.5+54.6)+(170+170+117+85+85)+145.52=1155Pa 计算数据(不含烟囱)如下表所示： 管段编号 流 量 Q / 31 mh 管径 /d mm
45、管长 / l m 流速 1 /v ms /d 1 /m 1 7500 400 7.6 168 00428 2 7500 400 4 168 00428 3 3750 280 1.9625 173 00663 4 7500 400 10.92 168 00428 5 7500 400 7 168 00428 管段编号 动压 2 / 2 v Pa 摩擦 压损 / L PPa 局 部 压 损 系数 局 部 压 损 / m PPa 管 段 压 损 累计 /P Pa 1 170 55 1 170 1155 2 170 29 1 170 3 180 23.5 0.65 117 4 170 79.5 05
46、85 5 170 51 05 85 3.5 3.5 烟囱设计烟囱设计 确定烟囱高度的依据是该污染源造成的地面TSP浓度不超过合同要求中规定的浓 度限值， 因此， 应该首先知道各种气象条件下污染源高度和地面浓度的关系,再根据允 许的地面浓度计算烟囱高度。 在本工程当地大气稳定度为D级。 按照地面最大浓度公式 计算。 3.5.1 3.5.1 烟气抬升高度计算烟气抬升高度计算 我国的制定地方大气污染物排放标准的技术方法中对烟气抬升计算公式作了 如下规定： (1)0.35 sa HaV s TT QPQ T 式中： a P大气压力， a hP，取邻近气象站年平均值 V Q实际排烟量， 3 /ms s
47、T烟囱出口处的烟气温度，K a T环境大气温度，K 工艺流程中，经换热器后烟气温度为100，年平均气温17，于是 750010017 0.35 1012164.1 3600100273.15 H Qkw (2)当 H Q1700kW时，2 (1.50.01)/ sH Hv DQu 式中: s v烟气出口流速，/m s； D烟囱出口内径，m； u烟气出口处的平均风速, /m s。 设烟囱出口内径0.4m，由 2 4 ss D QAvv 得： 22 44 7500 16.8/ 3600 (0.4) s Q vm s D ，年平均风速为u=2.2/m s，将数值代入计算式 得：2 (1.5 16.8 0.60.01 164.1)/ 2.215Hm 3.5.2 3.5.2 烟囱几何高度计算烟囱几何高度计算 采用地面污染物最大浓度计算法设计，即： 0 2 () z yb Q Hs eu 式中： s H烟囱几何高度,m Q连续点源源强,/mg s 0 C大气环境质量标准中规定的浓度, 3 /mg m b C本地
