【正文】 . 管道壓力損失和電機計算 . 常用的系數(shù)公式 管道選擇全新的鑄鐵管道，絕對粗糙度為 。 . 換熱器的高度 換熱器設計流量為 hmQ /140000 3? ； 換熱器的冷卻劑選用水，熱水可回用； 氣體溫度溫度從 180℃降到 30℃，則換熱器散熱速率為： Npk TQCQ ?? pC — 標準狀態(tài)下定壓熱容（ cmkJC p 。 . 填料塔的高程計算 1) 進氣口的高度 填料塔本體進口高度為 ， 基建高度為 ， 則進氣口的高度為 mH ??? 2) 出氣口的高度 填料塔本體由頂部直接排放其主體高度為 ， 基建高度為 ， 則出氣口的高度為 mH ??? 揚州大學本科生畢業(yè)設計 29 . 風機房高度 設計流量 hmQ /140000 3? ， 風機所需提供的能量參見后續(xù)章節(jié)，根據(jù)風機的設計流量以及所需提供的能量進行選型。 揚州大學本科生畢業(yè)設計 28 . 高程的計算 . 旋風除塵器計算 1) 進氣口的高度 根據(jù)設備的選型其進口的高度為 ，基建的高度為 ， 則進氣口的高度為 ???H 2) 出氣口的高度 設備本身出口的高度為 ，基建的高度為 ，其它高度為 則出氣口的高度 mH ???? . 袋式除塵器的計算 1) 進出氣口的高度 設備的高度為 ，基建的高度為 ，為便于底部清灰在設備整體底部留出 1m高度，方便人員以及車輛進出。?? 3/ ） T — 煙氣溫度和環(huán)境溫度差值（ K，環(huán)境溫度選為 ℃） QN— 標準狀態(tài)下體積流量（ m3/s） 則排氣筒熱排放速率為 sJTQCQ Nph / 0 )(2 9 ??????? 當 Qh≤ 1700KJ/s 或△ P＜ 35K， 排氣筒 抬升高度為 u QDuH hs )(2 ???? su －排氣筒出口處煙氣排放速度（ m/s） u －煙囪口的平均風速度（ 2m/s） D－煙囪排出口的直徑（ m） mH )(2 ???????? 通過 screen3 模型預測二氧化硫和二氧化氮最大地面濃度分別為： 22ug/m3， 45ug/m3。同時排氣筒高度至少是其附屬設備的 2～ 倍，附屬結構的最高高度約為 15m，則設計的排氣筒高度選為 30m，出口的風速度為 23m/s，則排氣筒出口直徑為 。 . 凈化性能 填料塔不僅可以除去氣態(tài)污染物，也可以去除粉塵，可以將氣態(tài)污染物以及將入口處濃度為 1g/m3的粉塵處理達標。 該氣體的體積分數(shù)為 X=3) 氣象總傳質高度 HOG OG YH V K??? V ? 氣 向 組 分 的 單 位 摩 爾 流 量 （ Kmol/h) ）填料層體積傳質系數(shù)（ hK Ya ?? 3k m o l / m )?? 2填 料 塔 的 截 面 積 （ m 具體參數(shù)： sk m olXtQV /)( 27393642)1(273 ????????? 222 ????? ?? 揚州大學本科生畢業(yè)設計 26 求傳質系數(shù) Pkk GaYa? Gk? — 氣相總體積吸收系數(shù) ( )/(10）2~0 .5（ 23 a tmsmk mol ??? ? ) P — 大氣壓強（ 98kPa） ?? Pkk GaYa )/(10)190~(9810）2~0 .5（ 233 smk m o l ????? 求出氣向傳質高度 mk VH YaOG 11~)190~( 3 ?????? ?，選取 mHOG 5? 。 揚州大學本科生畢業(yè)設計 25 . 填料層高度 1) 填料層高度 OG OGZ H N? OGOGHN ?? 氣 向 總 傳 質 單 元 高 度液 向 總 傳 質 單 元 數(shù) 2) 求各個氣體組分的體積分數(shù) 由理想氣體狀態(tài)方程 nPTPV? 可以得到氣體在標態(tài)下的體積為 30 2 7 3 2 7 339。 2) 確定填料塔的直徑 理論塔直徑為 mvQD 3600/936424439。 選用 25 1mm的塑料鮑爾環(huán)亂堆，其相關參數(shù)： 。 2) 計算所需吸收液的質量 這兩種氣體和溶質反映的方程式如下 主： 2 2 3 2 3 2SO Na CO Na SO CO? ? ? 副； 32232 2 N a H S OOHSOCONa ??? 用 32CONa 吸收煙氣中的 2SO ，得到含 32SONa 和 3NaHSO 的混合溶液，再用 32CONa 中和掉吸收液中的 3NaHSO ，最后經(jīng)凈化、濃縮結晶去除，結晶體也可回收利用。一般水泥窯尾氣中的這兩種氣體的含量較少。 m3。 環(huán)境空氣質量標準 （ GB30952021）二級濃度限值為 二氧化硫日平均濃度為 80ug m3，氮氧化合物的排放濃度 400mg 31000 /xnoC mg m?。 . 其它附屬措施要求 1) 清灰空氣 壓力： 5~7 510? pa 耗氣量： min/3m 2) 脈沖閥（帶電磁閥） 20 個、 英寸 3) 提升閥（帶氣缸） 20 個、提升閥直徑 725? 、氣缸直徑 100? 4) 鋼性葉輪給料機 揚州大學本科生畢業(yè)設計 22 下料口 350? 350mm，轉速 、產量 40 hm/3 、功率 、兩臺 5) 螺旋輸送機 mm300? 、 2 臺、每臺產量 21 hm/3 6) 減速電機 型號 、功率 7) 清灰程序控制器 輸入和輸出均為 220V，選擇配套產品 . 填料吸收塔設計 . 設計參數(shù) 氣體經(jīng)換熱器使得溫度降低到 30℃，此刻氣體流量可由理想氣體狀 態(tài)方程求得： nPTPV? 此時的氣體流量為 3039。即由差壓變送器發(fā)出信號，通過電氣控制裝置，即按既定程序進行逐室清灰。 3) 壓降 以最大值 1770pa 計算從而確定后續(xù)風機選型 4) 清灰控制方式 清灰控制方式一般采用定時法，也可采用定阻法。 / mgCC ???? 4) 設計除去率 % ???? . 確定濾袋過濾風速及面積 1) 處理氣體量 hmQ /140000 3? 2) 過濾風速 min/ mv? （水泥窯 尾尾氣過濾速度范圍為 ~ min/m ） 3) 總過濾面積 )(1 4 0 0 0 060/ mvQA ???? 揚州大學本科生畢業(yè)設計 21 . 確定袋式除塵器選型 根據(jù)使用回轉窯工藝的水泥廠實踐，確定選用高壓氣箱脈沖袋式除塵器，型號為FMOD962? 10，技術性能見表 22，濾料選用玻璃纖維針刺氈，排放質量濃度經(jīng)驗值可＜100mg/m3[15]。 . 袋式除塵器設計 . 設計參數(shù) 1) 處理風量 hmQ /140000 3? 。39。 /1700 mkg?? ，單個灰斗體積為 mV? 。 表 21 旋風除塵器對顆粒分級別除塵效率 微粒直徑 (μ m) 0— 5 5— 10 10— 20 20— 30 40— 50 50— 60 60— 100 分級除塵效率 i? ⑤ 除塵器總除塵效率 總除塵效率為 ??? iig?? 則出氣口的粉塵濃度為 30 /)()1( mgCC ????? ? ⑥ 對灰斗的計算 揚州大學本科生畢業(yè)設計 20 根據(jù)除塵效率求得單個除塵器每小時產生灰量： kgCQM 39。 . 旋風除塵器除塵效率 1) 分級除塵效率 ① 求切 向速度 根據(jù)“渦流”定律可以得到切向速度與旋轉半徑的關系 nTvR?常 數(shù) 得： )283 180273]([1)283]([1 ????????? TDn 則切向速度為： nT DDvv )( 0? D0 — 交界圓柱面的直徑 D0 =（ ） D1，取系數(shù)為 由此可以得到切向速度 smDDvv nT /) ()( ???? ② 求徑向速度 002 hrQvr ?? 0r — 交界圓柱的半徑， mr 3 7 ???? 揚州大學本科生畢業(yè)設計 19 0h — 交界圓柱的高度， ?0h 可以求出徑向速度 smhrQv r / 3600467002 00 ???? ??? ? ③ 求分割直徑 根據(jù)雷思 — 利西特可以的到分割直徑的計算公式并計算得到 mv rvdtprc ?? ? ] []18[ 0 ?? ?????? ? μ — 氣體在 453K 時的粘度（ Pa/s） p? — 氣體中粉塵的真密度（ kg/m3） ④ 顆粒的分級除塵效率 工程設計中 的經(jīng)驗公式為： 22)/(1 )/( cpi cpii dd dd??? di— 各除塵微粒的直徑 求 0— 5μ m的顆粒除塵效率，顆粒直徑取中間值為 m。 = sm / 46700 ??? 。 圖 22 ? 除塵器外形結構 8) ? 型除塵器部分 基本外形安裝參數(shù)標號 D— 除塵器筒體直徑（ m） D1— 除塵器排氣管直徑（ m） C— 除塵器的直筒高度 (m) B— 除塵器的錐體高度 (m) a1b1— 進氣口的面積 (m2) . 進口風速 單個旋風除塵器的進口風量 39。 L4=2B=1180mm 揚州大學本科生畢業(yè)設計 17 ④ 排灰口直徑 d=?D0=?=，取 600mm。 揚州大學本科生畢業(yè)設計 16 圖 21 設計草圖 2) 排氣筒（內筒）截面積與直徑 Sd=Qv/（ 3600Vd） =50000/（ 3600?22） = Dd=（ Sd/） =（ ） =，取 Dd=900mm 3) 圓筒空（環(huán)）截面積 Sk=Qv/（ 3600Vk） =50000/（ 3600?） = （一般空截面上升速度 Vk=~4m/s） 4) 圓筒全截面積 S0=Sd+Sk=+= 5) 圓筒直徑 D0=（ S0/） =（ ） = m，取 D0=2400mm。 項目 電除塵器 袋式除塵器 投資費用 /萬元 除塵器本體 578 396 高壓電控 100（ 10臺 ） 低壓電控 50 40 安裝調試費用 玻纖覆膜濾袋 5440?= 袋籠 5440?= 合計 運行費用 /萬元 年均維護費用 年均電費 合計 揚州大學本科生畢業(yè)設計 15 2. 計算書 . 除塵器入口氣體數(shù)值 窯尾出口氣量 Q為 14000m3/h 除塵器入 口粉塵含量 C ≤ 80g/m3（標況） 煙氣溫度： T=180℃ (除塵器入口 ) 除塵器入口氣體在標況下的流量是 Q 0（以 1 小時體積計算）： 由 nRTPV? 推理得： Q 0= T?273273 Q 可得： Q 0=84370m3/h 則在此溫度下粉塵濃度為： C 0=Q 0C /Q =同理，該溫度下空氣密度 ? =oT??273273= ? =. 旋風除塵器設計 . 設計參數(shù) 1) 處理風量 14000m3/h 2) 空氣溫度 180℃ 3) 粉塵 質量濃度 ≤ . 確定選型 1) 選型與繪制設計（計算）草圖 綜合考慮提高除塵效率以及實際應用，選擇 3 個相同的旋風除塵器。 經(jīng)技術以及經(jīng)濟性能的對比，通過選取合適的濾袋，清灰周期，袋式除塵器相比電除塵器而言技術優(yōu)勢較為明顯，同時隨著新標準的執(zhí)行，對排放的要求將會越來越嚴格，主體除塵措施選擇袋式除塵器。比較項目見表 14 表 14 電除塵器和袋除塵器的經(jīng)濟分項比較 計算的基準如下： ① 電除塵器本體按 萬元 /t 計算（包括極板和極線），袋除塵器本體按 萬元/t 計算 (不含濾袋 /袋籠 ,但含脈沖閥、分氣箱及閥門）； ② 電、 袋除塵器安裝調試費用均按本體價格的 10%計算； ③ 玻纖覆膜濾袋按 800 元 /條計算，袋籠按 150 元 /條，平均使用壽命為 4 年。結果如表 13 表 13 電除塵器和袋除塵器的主要技術參數(shù) 技術參數(shù) 電除塵器 袋式除塵器 處理風量（ m3/h） 860000 860000 氣體溫度 /℃ 120~150 ≤ 200 入口濃度（ g/m3）標態(tài) 80 80 出口濃度（ g/m3）標態(tài) ≤ 30 ≤ 30 設備阻力 /Pa ≤ 350 ≤ 1500 橫斷面積 /m2 290 陽極板總面積 /m2 27848 電場風速 /(m/s) 總過慮面積 /m2 16407（ 5440 條濾袋）