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水泥厂除尘器的设计计算
时间:2018-05-29 10:15 点击:
水泥厂布袋除尘器的除尘效率一般可达99%以上。虽然它是古老的除尘方法之一,但由于它效率高,性能稳定可靠,操作简单,因而获得越来越广泛的应用。本设计的二级除尘选
一、水泥厂除尘概述
(一)水泥的概念 
      水泥,粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂浆或混凝土,坚固耐久,广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
(二)水泥的生产工艺
    1.生产方法
    硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性,是以石灰石和粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后喂入水泥窑中煅烧成熟料,再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。
    水泥生产随生料制备方法不同,可分为干法(包括半干法)与湿法(包括半湿法)两种。
    2.生产工序
    水泥的生产,一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序。
    (1)生料磨制
    分干法和湿法两种。干法一般采用闭路操作系统,即原料经磨机磨细后,进入选粉机分选,粗粉回流入磨再行粉磨的操作,并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺,所用设备有管磨、中卸磨及辊式磨等。湿法通常采用管磨、棒球磨等一次通过磨机不再回流的开路系统,但也有采用带分级机或弧形筛的闭路系统的。
    (2)煅烧
    煅烧熟料的设备主要有立窑和回转窑两类,立窑适用于生产规模较小的工厂,大、中型厂宜采用回转窑。
    a.干法窑
    干法窑又可分为中空式窑、余热锅炉窑、悬浮预热器窑和悬浮分解炉窑。70年代前后,发展了一种可大幅度提高回转窑产量的煅烧工艺──窑外分解技术。其特点是采用了预分解窑,它以悬浮预热器窑为基础,在预热器与窑之间增设了分解炉。在分解炉中加入占总燃料用量50~60%的燃料,使燃料燃烧过程与生料的预热和碳酸盐分解过程,从窑内传热效率较低的地带移到分解炉中进行,生料在悬浮状态或沸腾状态下与热气流进行热交换,从而提高传热效率,使生料在入窑前的碳酸钙分解率达80%以上,达到减轻窑的热负荷,延长窑衬使用寿命和窑的运转周期,在保持窑的发热能力的情况下,大幅度提高产量的目的。
    b.湿法窑
    用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑,湿法生产是将生料制成含水为32%~40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆,所以各原料之间混合好,生料成分均匀,使烧成的熟料质量高,这是湿法生产的主要优点。
    湿法窑可分为湿法长窑和带料浆蒸发机的湿法短窑,长窑使用广泛,短窑目前已很少采用。为了降低湿法长窑热耗,窑内装设有各种型式的热交换器,如链条、料浆过滤预热器、金属或陶瓷热交换器。
    (3)粉磨
    水泥熟料的细磨通常采用圈流粉磨工艺(即闭路操作系统)。为了防止 生产中的粉尘飞扬,水泥厂均装有收尘设备。电收尘器、袋式收尘器和旋风收尘器等是水泥厂常用的收尘设备。
    近年来,由于在原料预均化、生料粉的均化输送和收尘等方面采用了新技术和新设备,尤其是窑外分解技术的出现,一种干法生产新工艺随之产生。采用这种新工艺使干法生产的熟料质量不亚于湿法生产,电耗也有所降低,已成为各国水泥工业发展的趋势。
    3.新葡萄京官网网址国水泥厂粉尘排放现状
(1)、排放仍很严重
新葡萄京官网网址国水泥工业每年向大气排放的粉尘、烟尘在1000万吨以上,成为新葡萄京官网网址国粉尘污染的大户。 
(2)、乱排、偷排现象依然严重
新葡萄京官网网址国水泥厂规模一般较小但数量多这样就使管理有了很大的麻烦,为此有很多企业不管政府有关规定偷排、乱排对地方环境造成严重的破坏。
(3)、排放粉尘浓度高
水泥厂排放的粉尘中固体颗粒占到97%以上,其中有较大一部分是成品水泥灰。
    4.水泥企业除尘现状
(1) 除尘设备配备基本齐全
(2)除尘设备老化
(3)监管不够
(4)管理使用技术不高 
(5)电除尘和袋式除尘是设备主流
(三)、粉尘的先容 
    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、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅烧、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,其中烘干及煅烧发生的粉尘排放为严重,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已,粉尘大多处于直接排放状态。有资料表明,目前新葡萄京官网网址国大气粉尘污染主要源自于水泥、火电和冶金三大行业,其中水泥行业的排放量跃居首位。据专家保守估计,新葡萄京官网网址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%,而德国、美国日本等先进,其水泥工业粉尘排放量仅占产量的0.01%左右,两者相差200多倍。新葡萄京官网网址国相关标准规定的水泥厂允许排放浓度本来就高出先进1-2倍,然而先进却能做到达标排放,反而新葡萄京官网网址能够做到达标排放的水泥厂仅仅是凤毛麟角而已,绝大多数在标排放,且排放浓度动辄超过标准数十倍,甚至上百倍,这不能不令人深思、忧虑。每年所排放的一千余万吨粉尘,不仅造成环境的严重污染,同时造成了资源的巨大浪费。
(四)主要产尘源 
    粉尘污染源主要来自破碎机、烘干机、生料磨机立窑、水泥磨、包装机以及料库提升机、输送机等设备。其中烘干机和机立窑属于热力生产设备,其它均属机械通风生产设备。就收尘技术而言,热力生产设备的粉尘污染源治理难度大,尤其是机立窑烟尘,因治理技术、资金等方面的原因,长期以来得不到有效治理,是水泥企业粉尘污染治理的难点。石灰石、页岩、砂岩和其它体积较大的原材料均需破碎。破碎时产生粉尘。破碎后的石灰石转运至预均化堆场,然后输送到原料调配站与其它转运来的原料按比例混合,送至原料磨进行粉磨。在转运和粉磨的过程中,不断有粉尘产生。粉磨后的原料混合物称作生料。生料在生料库中均化后,送入窑中煅烧。生料的转运过程同样产生粉尘污染。从窑尾排出的气体含粉尘、SO2、NOX等污染物。生料在窑中煅烧成熟料,经冷却和储存,送至水泥磨与石膏等添加剂一起粉磨形成水泥。熟料冷却和转运、添加剂破碎与转运、水泥磨以及水泥选粉机等环节均排放粉尘。水泥转运、包装和散装时也存在粉尘排放问题。总之,物料的破碎、粉磨、堆放、转运、煅烧、冷却、包装和散装等过程是粉尘的排放源,另外,窑尾气体中还含有SO2、NOX等气态污染物
(五)水泥厂粉尘污染治理的现状
    发展经济的目的是为了提高人民群众的生活质量,实施可持续发展战略不能只是一句口号,新葡萄京官网网址切不可走“先污染,后治理”的道路,水泥工业的污染再也不能任其自由泛滥下去了,当然新葡萄京官网网址国水泥工业的污染虽然严重但绝非不治之症,结合新葡萄京官网网址国国情,就水泥工业污染之重症,新葡萄京官网网址国水泥工业粉尘治理的对策主要有转变陈旧的观念;普及环保常识,扫除“环保盲”;加大污染治理力度;改变现行的管理体制,使环保法规不再是一纸空文;加强社会舆论监督。
(六)、颚式破碎机的先容 
    颚式破碎机由动鄂和静颚两块颚板组成破碎腔,模拟动物的两颚运动而 完成物料破碎作业的破碎机。广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、 水利和化工等行业中各种矿石与大块物料的中等粒度破碎。破碎物料的高抗压强度为320Mpa。 
    颚式破碎机在矿山、建材、基建等部门主要用作粗碎机和中碎机。按照进料口宽度大小来分为大、中、小型三种,进料口宽度大于600MM的为大型机器,进料口宽度在300-600MM的为中型机,进料口宽度小于300MM的为小型机。
    颚式破碎机的工作部分是两块颚板,一是固定颚板(定颚),垂直(或上端略外倾)固定在机体前壁上,另一是活动颚板(动颚),位置倾斜,
 
二、水泥厂除尘器的设计计算
(一)集气罩的设计
    空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流运动而扩散的。对于生产过程散发到车间空气中的污染物,只要采用合理的通风方式,控制住室内二次气流的运动,就可以控制污染物的扩散和飞扬,从而达到改善车间内外空气环境质量的目的。局部排气通风方式,就是在局部污染源设置集气罩,将污染气流捕集起来并经净化装置净化后排到室外。这是控制车间空气污染常用、有效的方法。 
    密闭罩是将污染源的局部或整体密闭起来的一种集气罩。其作用原理是使污染物的扩散限制在一个很小的密闭空间内,仅在留出的罩上开口缝隙处吸入若干室内空气,使罩内保持一定负压,达到防止污染物外逸的目的。密闭罩的特点是,与其他类型集气罩相比,所需排风量小,控制效果好,且不受室内横向气流的干扰。所以,在设计中应优先考虑选用。
    密闭罩的布置要求如下: 
(1)尽可能将污染源密闭,以隔断污染气流与室内二次气流的联系,防止污染物随室内气流扩散。 
(2)密闭罩内应保持一定的均匀负压,避免污染物从罩上缝隙外逸,要合理的组织罩内气流和正确地选择吸风点位置。 
(3)风点位置不宜设在物料集中地点,避免把大量物料吸入净化系统。
(4)设计密闭罩,应不妨碍工艺生产操作。
(二)旋风除尘器的选择 
    旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。旋风除尘器可以捕集粒径为5um?以上的粉尘,允许高进口含尘质量浓度为1000g/m3,高温度450℃,进口气流速度15~25m/s,阻力损失588~1960Pa,除尘效率50%~90%。具有结构简单、制作安装容易和维护管理方便、造价和运行费用低、占地面积小等特点。
(三)布袋除尘器的选择 
    水泥厂布袋除尘器的除尘效率一般可达99%以上。虽然它是古老的除尘方法之一,但由于它效率高,性能稳定可靠,操作简单,因而获得越来越广泛的应用。本设计的二级除尘选取的除尘器即为布袋除尘器。
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