大氣污染控制課程設(shè)計(jì)

1、 大氣污染控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 安全技術(shù)與環(huán)境工程系 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)二O一一年六月某水泥廠使用電除塵器治 理立窯廢氣設(shè)計(jì)說明書班 級： 09環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)（1）班 組 長： 廖珍婷 組 員：廖珍婷、林芳煌、張曉蓮 指導(dǎo)老師： 李 英 日 期： 2011/05-2011/06 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)分配課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：一、設(shè)計(jì)原始資料二、水泥生產(chǎn)過程（一）水泥生產(chǎn)原料（二）水泥生產(chǎn)工藝（三）水泥廠量三、煙塵的來源與性質(zhì)（一）煙塵的來源（二）煙塵的性質(zhì)四、煙塵的濃度與處理要求（一）煙塵濃度（二）處理要求五、電除塵器的選擇與治理工藝流程（一）電除塵器的選擇（二）治理工藝流程六、電除塵器的設(shè)計(jì)七

2、、電除塵器的運(yùn)行管理八、總結(jié)九附圖（一）管框繃線式電暈極示意圖（二）芒刺線電暈極形式（三）臥式除塵器結(jié)構(gòu)示意圖（四）除塵器內(nèi)部集塵板與電暈線的布置圖任務(wù)分配：組長：廖珍婷組員：廖珍婷、林芳煌、張曉蓮林芳煌：水泥生產(chǎn)過程煙塵的來源與性質(zhì)煙塵的濃度與處理要求廖珍婷：電除塵器的選擇與治理工藝流程電除塵器的設(shè)計(jì)總結(jié)張曉蓮：電除塵器的運(yùn)行管理附圖目錄一、 設(shè)計(jì)原始資料1二、 水泥生產(chǎn)過程1（一） 水泥生產(chǎn)原料1（二） 水泥生產(chǎn)工藝1（三） 水泥廠量3三、 煙塵的來源與性質(zhì)3（一） 煙塵的來源3（二） 煙塵的性質(zhì)3四、 煙塵的濃度與處理要求3（一） 煙塵濃度3（二） 處理要求3五、 電除塵器的選擇與治理工

3、藝流程4（一）電除塵器的選擇4（二）治理工藝流程5六、 電除塵器的設(shè)計(jì)5七、 電除塵器的運(yùn)行管理7八、 總結(jié)8九、 附圖8（一） 管框繃線式電暈極示意圖8（二） 芒刺線電暈極形式8（三） 臥式除塵器結(jié)構(gòu)示意圖9（四） 除塵器內(nèi)部集塵板與電暈線的布置圖9水泥廠使用電除塵器治理立窯廢氣一、設(shè)計(jì)原始資料：1、 水泥產(chǎn)量：8t/h；2、 煙氣排放量：50000m3/h；3、 煙塵濃度：5g/m3; 4、 排放標(biāo)準(zhǔn)：查閱水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二、水泥生產(chǎn)過程（一）水泥生產(chǎn)原料水泥由石灰石、粘土、鐵礦粉按比例磨細(xì)混合，這時(shí)候的混合物叫生料。然后進(jìn)行煅燒，一般溫度在1450度左右，煅燒后的產(chǎn)物叫熟料。然后

4、將熟料和石膏一起磨細(xì)，按比例混合，才稱之為水泥。這時(shí)候的水泥叫普通硅酸鹽水泥。該廠用的是普通硅酸鹽水泥。 （二）水泥生產(chǎn)工藝1、 破碎及預(yù)均化   （1）破碎水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥機(jī)械的物料破碎中占有比較重要的地位。   （2）原料預(yù)均化預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場同時(shí)具備貯存與均化的功能。2、生料制備   水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥設(shè)備至

5、少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。3、生料均化   新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。4、預(yù)熱分解   水泥機(jī)械把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達(dá)到縮短回窯長度，同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀

6、態(tài)進(jìn)行氣料換熱過程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。     （1）物料分散      換熱80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動，同時(shí)被分散。   （2）氣固分離   當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運(yùn)動，由筒

7、體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。   （3）預(yù)分解   預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥設(shè)備煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解任務(wù)，移到分解爐內(nèi)進(jìn)行；燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換

8、熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點(diǎn)。5、水泥熟料的燒成  生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。   在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的等礦物。隨著物料溫度升高近時(shí)，等礦物會變成液相，溶解于液相中的 和 進(jìn)行反應(yīng)生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥機(jī)械所能承受的溫度，同時(shí)回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。6、水泥粉磨   水泥機(jī)械是水泥

9、制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細(xì)度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。7、水泥包裝   水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。（三）水泥廠量水泥產(chǎn)量：8t/h三、煙塵的來源與性質(zhì)（一）煙塵的來源多種微小的固體顆粒和液滴。燃燒和冶煉等過程排放氣體中的固體微粒，例如燃料不完全燃燒產(chǎn)生的炭粒、燃燒過程產(chǎn)生的飛灰以及冶煉過程中熔化的物質(zhì)蒸發(fā)后凝聚而成的固體微粒等。工業(yè)上主要來源于鍋爐、窯爐及金屬冶煉爐的排放。立窯煙氣中所含的煙塵主要來自于干燥過程中

10、由球料爆破所產(chǎn)生的生料粉、從立窯窯面飛出的微細(xì)顆粒、在高溫帶揮發(fā)在低溫帶冷凝形成的微結(jié)晶的鉀鹽顆粒以及由未充分燃燒的碳形成的煙羽顆粒等 ,立窯煙塵中粒徑 < 15m的約占 50%以上。（二）煙塵的性質(zhì)立窯煙塵存在著隨工況變化較大 ,溫度變化幅度大 ,濕度較高、易結(jié)露 ,有害氣體含量高、腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn),而煅燒操作方式的不同 (分明火操作和暗火操作 ,暗火操作又分淺暗火操作和深暗火操作)所排放的粉塵量相差極大 ,使得立窯煙氣的除塵難度較大 ,成為水泥生產(chǎn)過程中解決難度最大的排塵問題。立窯排放的煙氣受工藝特點(diǎn)、操作方法、配料方案、原料波動等因素的影響較大, 主要特點(diǎn)如下:1、 溫度波動范圍大煙

11、氣溫度高且變化大, 一般在 50 300 左右。正常情況下, 采用深暗火、淺暗火煅燒, 煙氣溫度在 50 120 之間; 而在個(gè)別情況, 如窯內(nèi)偏火、垮邊、提火等不正常窯況, 溫度可達(dá) 400 500 。2、 廢氣含塵、含濕量大一般煙氣量為 35 000 45 000 m3/h, 熟料含塵濃度在 5 30 g/Nm3, 水氣量為 10% 20%, 露點(diǎn)溫度為 45 55 。3、 腐蝕性、有害性大通過分析可知, 立窯廢氣主要是由 CO, CO2,NOX 等組成, 由于原料和燃料中帶入的硫化物以及使用復(fù)合礦化劑后, 氟酸的腐蝕性尤為強(qiáng)烈。四、煙塵的濃度與處理要求該廠投廠時(shí)間為2011年9月1日1、

12、煙塵濃度：5g/m32、處理要求：自2010年1月1日起，現(xiàn)有生產(chǎn)線各生產(chǎn)設(shè)備（設(shè)施）排氣筒中的顆粒物和氣態(tài)污染物最高允許排放濃度及單位產(chǎn)品排放量不得超過表2規(guī)定的限值。 根據(jù)表一的限值知道煙塵的最高排放濃度為50mg/m3單位產(chǎn)品排放量為0.15kg/t.五、電除塵器的選擇與治理工藝流程（一）電除塵器的選擇1、電除塵器形式：·我組通過綜合考慮采用臥式的板式電除塵器。臥式靜電除塵器的收塵極板有若干塊平板組成，為了減少粉塵的二次揚(yáng)塵和增強(qiáng)極板的剛度，極板一般要軋制成各種不同的斷面形狀，電暈極安裝在收塵極板構(gòu)成的通道中間。臥式靜電除塵器之氣體在靜電除塵器內(nèi)沿水平方向運(yùn)動，與立式靜電除塵器

13、相比有以下特點(diǎn)：（1）各個(gè)電場可以施加相同電壓，也可以分別施加不同的電壓，分別施加不同的電壓以便充分提高除塵效率。沿氣流方向可分別為若干個(gè)電場；（2）根據(jù)所要求的除塵效率，可任意增加電場長度，但太長會增加費(fèi)用，而效果卻不十分理想。（3）在處理較大的煙氣量時(shí)，能保證氣流沿電場斷面均勻分布，清灰比較方便；（4）各個(gè)電場可以分別捕集不同粒度的粉塵，這有利于粉塵的捕集回收；2、電暈極形式：我們選芒刺線的電暈極,管框繃式電暈極。芒刺形電暈線以尖端放電代替沿電暈線全長放電，因而放電強(qiáng)度高，起暈電壓低，在尖端伸出方向增強(qiáng)了電風(fēng)，可以減小和防止粉塵濃度大時(shí)出現(xiàn)的電暈封閉的現(xiàn)象。 3、集塵極形式：對于集塵板我們

14、選擇板式集塵板。板式集塵極振打時(shí)二次揚(yáng)塵少；單單位集塵面積的金屬用量少；極板較高時(shí)，不易產(chǎn)生變形；氣流通過極板空間是阻力小。然而，板式集塵板又有平板形、Z形、C形、波浪形、曲折形等。平板形極板對防止二次揚(yáng)塵和使極板保持足夠剛度的性能較差。Z形極板是將極板加工成槽溝的形狀。當(dāng)氣體通過時(shí)，緊貼極板表面處會形成一層渦流區(qū)，該處的流速較主氣流流速要小，因而當(dāng)粉塵進(jìn)入該區(qū)時(shí)易沉積在集塵板表面。同時(shí)由于板面不直接受主氣流沖刷，粉塵重返氣流的可能性以及振打清灰時(shí)產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵都較少，有利于提高除塵效率。所以我們選擇Z形的板式集塵極。4、清灰方式：我們選擇干式清灰。干式電除塵器有機(jī)械撞擊或電磁振打產(chǎn)生的振動力

15、清灰。雖然干式振打清灰需要合適的振打強(qiáng)度，振打強(qiáng)度小，清灰不徹底，振打強(qiáng)度大，易造成二次揚(yáng)塵，但是它回收后可以再利用，減少費(fèi)用同時(shí)保護(hù)了環(huán)境。（二）治理工藝流程六、電除塵器的設(shè)計(jì)根據(jù)要求設(shè)計(jì)一臺電除塵器1、處理風(fēng)量：2、除塵效率：由于國家標(biāo)準(zhǔn)排放濃度為200mg/m；所以取出口含塵濃度為100mg/m 3、極板面積A： 查資料可知:W=7.0-2A = ()=()=782m24、電場斷面積F:取電場風(fēng)速u=1.0m/s；則 5、通道數(shù)n：設(shè)板間距為250mm,高為3m,則通道數(shù)：n =,則取19個(gè)6、 電場長度L: L=7、電場寬度W：W=8、處理停留時(shí)間t:t9、分布板層數(shù)n：采用多孔板分布

16、板；取煙氣流速為3m/s；進(jìn)氣管截面積F：由于<6,所以n=1七、電除塵器的運(yùn)行管理1、人進(jìn)入靜電除塵器內(nèi)部時(shí)的注意事項(xiàng)靜電除塵器電場投入運(yùn)行時(shí)，人孔門必須關(guān)閉。進(jìn)入除塵器內(nèi)部時(shí)，必須斷開電路電源，用接地棒使陰極部分接地，同時(shí)在操作盤掛上斷電警示牌。確定進(jìn)入除塵器的人員。進(jìn)入除塵器內(nèi)部時(shí)，安裝在除塵器后的主排風(fēng)機(jī)不準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)并要掛牌警示。當(dāng)除塵器內(nèi)部的工作結(jié)束后，在離開時(shí)應(yīng)確認(rèn)沒有遺留物。2、有關(guān)電氣設(shè)備管理的一般注意事項(xiàng)當(dāng)發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)判斷出異?，F(xiàn)象發(fā)生原因，在沒有修復(fù)時(shí)不能開機(jī)，特別是在電源可控硅反向擊穿時(shí)，若再運(yùn)轉(zhuǎn)，可引起其內(nèi)部破壞，應(yīng)特別注意。當(dāng)高壓電源的涂漆發(fā)生脫落而生銹時(shí)，用

17、砂紙將銹擦干凈后，除去表面油脂后再涂漆，特別是散熱片部分，因?yàn)殇摪逄乇?，若銹蝕不處理，則可能銹蝕穿孔而漏油。當(dāng)靜電除塵器本體要使用電焊時(shí)，應(yīng)設(shè)置電焊專用的接地線，如不設(shè)置專用地線時(shí)。電焊的電流流過電源可損壞電源用接地線。在試運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整或檢修時(shí)，若要長期使用電焊機(jī)時(shí)應(yīng)使高壓電源與除塵器本體斷開。當(dāng)人進(jìn)入除塵器本體內(nèi)部時(shí)，必須按規(guī)定的順序進(jìn)行。接地棒應(yīng)一直接地。因除塵器本體的各個(gè)電場彼此獨(dú)立，所以就需分別接地。搬運(yùn)高壓電源時(shí)，應(yīng)在電源四角的掛鉤上掛鋼絲繩搬運(yùn)。若在其他部分掛繩搬運(yùn)時(shí)，應(yīng)注意不要損壞電源本體，或碰落油漆。高壓電源的散熱部分，為了提高其散熱能力，常用薄壁板焊接作成，若上面有物體或人站在散

18、熱片上時(shí)會引起散熱片的損壞，所以應(yīng)特別注意避免。3、運(yùn)行管理的主要內(nèi)容除塵裝置經(jīng)安裝、試運(yùn)轉(zhuǎn)、測試調(diào)整和驗(yàn)收后，在進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。必須正確地操作管理，并有計(jì)劃地進(jìn)行檢修。否則就達(dá)不到預(yù)期的除塵效果，起不到保護(hù)環(huán)境的目的。運(yùn)行管理包括如下內(nèi)容。除塵系統(tǒng)屬于專用設(shè)備，應(yīng)設(shè)專人定崗管理。除塵系統(tǒng)經(jīng)測試調(diào)整好后，應(yīng)將調(diào)節(jié)閥門、閥板位置固定，并應(yīng)做出明顯標(biāo)志，不應(yīng)隨意變動。應(yīng)按操作規(guī)程規(guī)定的生產(chǎn)設(shè)備和除塵設(shè)備之間的開車、停車順序啟用設(shè)備。除塵裝置應(yīng)在生產(chǎn)設(shè)備開動之前啟動，在生產(chǎn)設(shè)備停止運(yùn)行之后關(guān)閉，以防止粉塵等在管道內(nèi)沉積或污染環(huán)境。在除塵裝置啟動前應(yīng)檢查通風(fēng)機(jī)、電動機(jī)和除塵器等的旋轉(zhuǎn)部位的潤滑情況和氣密性是否良好，冷卻和安全裝置的性能是否可靠，輸排灰裝置性能是否良好可靠。運(yùn)行時(shí)應(yīng)記好運(yùn)行日記，日記內(nèi)容包括換班時(shí)間、設(shè)備運(yùn)行狀況及事故原因等，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄發(fā)生故障原因、故障情況及對檢修的參考性意見等，把重要事項(xiàng)輸入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。運(yùn)行記錄的內(nèi)容包括：a、生產(chǎn)設(shè)備的輸出功率或處理能力；b、生產(chǎn)