【正文】 圖 4 圖 4旋風(fēng)除塵器進(jìn)口 切向進(jìn)口為最普通的一種進(jìn)口型式，制造簡單，用得比較多。 設(shè)計(jì)中一般取 =（ 1/2～ 4/5） 圓錐高度 =(2～ ) （ 1）進(jìn)口型式 旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口型式主要有軸向進(jìn)口和切向進(jìn)口兩種。這就需要設(shè)計(jì)較大的排灰口直徑。對(duì)于較大的旋風(fēng)除塵器和在處理粉塵濃度較高的情況下，應(yīng)考慮能使粉塵順利排出的。 在旋風(fēng)除塵器氣流中，“自由旋流”的軸線通常是偏的，這個(gè)偏心度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所側(cè)大約為 。設(shè)計(jì)時(shí)常取 為 13176。或小于 90176。當(dāng)錐體高度一定，而錐體角度較大時(shí)，由于氣流旋 流半徑很快變小，很容易造成核心氣流與器壁撞擊，使沿錐壁旋轉(zhuǎn)而下的塵粒被內(nèi)旋流所帶走，影響除塵效率。圓錐體的另一個(gè)作用，是將已分離出來的粉塵微粒集中于旋風(fēng)除塵器中心，以便將其排入儲(chǔ)灰斗中。旋風(fēng)除塵器的圓錐體可以在較短的軸向距離內(nèi)將外旋流變?yōu)閮?nèi)旋流，因而節(jié)約了空間和材料。即從排氣管下端至旋風(fēng)除塵器自然旋轉(zhuǎn)頂端的距離 (25) 在設(shè)計(jì)中，旋風(fēng)除塵器的高度 H，應(yīng)保證有足夠的自然長度，但大于自然長度的的過長旋風(fēng)除塵器顯然也是不經(jīng)濟(jì)的。但是過長的旋風(fēng)除塵器，會(huì)占據(jù)較大的空間，尤其對(duì)于內(nèi)旋風(fēng)除塵器來說，更受到設(shè)備內(nèi)部空間位置的限制。它不但使進(jìn)入筒體的塵粒停留時(shí)間增長，有利于分離，且能使尚未到達(dá)排氣管的顆粒，有更多的機(jī)會(huì)從旋流核心中分離出來，減少二次夾帶，以提高除塵效率。如今，旋風(fēng)除塵器的直徑也日趨大型化，已出現(xiàn)大于 1000mm，甚至 20xxmmm 的大型旋風(fēng)除 塵器。因此，一般筒體直徑不宜小于 50～ 75mm。但過小的筒體直徑，由于旋風(fēng)除塵器器壁與排氣管太近，造成較大直徑顆粒有可能反彈至中心氣流而被帶走，使除塵效率降低。 影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素 影響性能的主要因素： （一）幾何尺寸 旋風(fēng)除塵器的直徑、氣體進(jìn)口以及排氣管形狀和大小是旋風(fēng)除塵器性能的主要因素。 粉塵粒徑不同的分布規(guī)律，將對(duì)分級(jí)除塵效率產(chǎn)生不同的影響。 分級(jí)除塵效率如當(dāng)量粒徑用 表示時(shí)，對(duì)于粒徑范圍在 的粉塵的除塵效率，以 表示。就是說，即使在同一裝置、同一運(yùn)行條件下，由于塵粒分散度的不同，其性能也有顯著的差別。 如果用分級(jí)除塵效率 來表示，就能顯示一般性，能比較展現(xiàn)出除塵器的特點(diǎn)，它是按不同粒徑分別表示的除塵效率。 如果效率已知，從除塵器排入大氣的粉塵量 ，由式（ 22a）得出如下計(jì)算式： （ 23） 同理，排出氣體的含塵濃度 ，可由式（ 22b）計(jì)算如下： （ 23a） 再者從 可知，即使 是在某一容許的定值下，如果處理的氣量 增大時(shí)，也會(huì)出現(xiàn) （排放粉塵量）的絕對(duì)值增大的問題，這也可能使作業(yè)地點(diǎn)空氣中粉塵濃度超過最高允許濃度。 式（ 22）和式（ 22a）主要是在實(shí)驗(yàn)室里，以人工方法供給粉塵，研究除塵器性能時(shí)使用的。 如把含塵氣量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣量則有： 式（ 22a）可變?yōu)槿缦滦问剑? 設(shè) ，則 （ 22b） 式中 ──除塵器進(jìn)口處的氣體含塵濃度， g/m3（標(biāo)）； ──除塵器出口處的氣體含塵濃度， g/m3（標(biāo)）； ──進(jìn)口處標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的含塵氣量， m3（標(biāo)） /s； ──出口處標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的含塵氣量， m3（標(biāo)） /s。 （三）除塵效率 如圖 3 的除塵性能， 圖 3除塵性能 示意圖 通常用除塵效率 來表示。 除塵器的壓力損失，一般以除塵器主要部分的動(dòng)壓（速度頭）的倍數(shù)來表示，其倍數(shù)稱為除塵器的阻力系數(shù) 。其值當(dāng)然愈小愈好，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的功率幾乎與它成正比。特別是當(dāng)計(jì)算除塵器排出濃度時(shí)，因?yàn)橐愿蓺怏w體積或以濕氣體體積作為基準(zhǔn)時(shí)，濃度差別將很大，因此在計(jì)算中必須標(biāo)明使用什么基準(zhǔn)。某些情況下，氣體的特性參數(shù)與空氣相近，其密度及黏度（黏滯系數(shù)）可取空氣的值。高溫氣體和不是一個(gè)大氣壓情況時(shí)必須把流量換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，其體積以 m3（標(biāo)） /min 或 m3（標(biāo)） /h 表示。 （一）流量 除塵氣體流量。并經(jīng)內(nèi)圓筒向外排出，一部分未被捕集的塵粒也由此逃出 。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生很大的離心力，由于塵粒的慣性比空氣大很多倍，因此密度大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸后便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)能和向下的重力巖壁下落，與氣體分離開，經(jīng)椎體排入 集灰箱內(nèi)。 . 2 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì) 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)和工作原理 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu) 如圖 2 所示，由排灰管；圓錐體；圓筒體；進(jìn)氣管；排氣管；頂蓋等組成。 (3)除塵效率不高 (對(duì)捕集粒徑小于 5um的微細(xì)粉塵和塵粒密度小的粉塵，效率較低 )，單獨(dú)使用有時(shí)滿足不了含塵氣體排放濃度的要求。 旋風(fēng)除塵器的缺點(diǎn) (1)卸灰閥如果漏損會(huì)嚴(yán)重影響除塵效率。 (7)除塵器內(nèi)設(shè)耐磨內(nèi)襯后，可用以凈化含高磨蝕性粉塵的煙氣。 (5)處理大風(fēng)量時(shí)便于多臺(tái)并聯(lián)使用，效率阻力不受影響。 (3)處理相同風(fēng)量的情況下體積小，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。維護(hù)方便。但對(duì)于 5~10μm以下的細(xì)顆粒粉塵（尤其是密度小的顆粒粉塵）凈化效率較低，所以旋風(fēng)除塵器多用于粗顆粒粉塵的凈化，或多用于多級(jí)凈化的初步處理。旋風(fēng)除塵器應(yīng)用最為廣泛，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，除塵效率較高，操作簡單，價(jià)格低廉?？諝怵ざ圈蹋?ⅹ 。 原始資料 (數(shù)據(jù) )及設(shè)計(jì)技術(shù)要求 1．處理氣量 Q： 2600m3/h； 2．空氣密度ρ： ； 3。 ④正壓除塵系統(tǒng)中，凈化后的氣體直接由除塵器排入大氣。 ②除塵器處于通風(fēng)機(jī)的正壓段，不必考慮除塵器的漏風(fēng)附加率，通風(fēng)機(jī)電耗較低。特點(diǎn)： ①由于流過通風(fēng)機(jī)的含塵氣體未經(jīng)除塵器凈化，通風(fēng)機(jī)的葉輪和機(jī)殼易遭到粉塵磨損，因此，正壓除塵系統(tǒng)只適用于在氣體含塵濃度 3g/m179。 ③在負(fù)壓除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)采用措施盡可能的減少除塵器和管道的漏風(fēng)，以保證除塵器的良好運(yùn)行。 ②除塵器和管道處于通風(fēng)機(jī)的負(fù)壓階段，容易吸入空氣，產(chǎn)生漏風(fēng)。其特點(diǎn)： ①由于除塵器設(shè)置在通風(fēng)機(jī)之前，流過通風(fēng)機(jī)的氣體已經(jīng)經(jīng)過除塵，含塵量低。 除塵設(shè)備的選擇 除塵系統(tǒng)分類及特點(diǎn) 除塵系統(tǒng)按照除塵和通風(fēng)機(jī)在流程中的相對(duì)位置，可以分為負(fù)壓除 塵系統(tǒng)和正壓除塵系統(tǒng)。旋風(fēng)除塵器未正常運(yùn)行的原因?yàn)樗緺t工或除塵工平時(shí)不對(duì)除塵器進(jìn)行認(rèn)真維護(hù)，致使煙塵超標(biāo)排放。旋風(fēng)除塵器有易堵塞、易漏風(fēng)的缺點(diǎn)，堵塞、漏風(fēng)均會(huì)使除塵器運(yùn)行效率下降，甚至為零。隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是裝置日益大型化，在能量回收、氣體凈化、催化時(shí)回收及防大氣污染等工程中，高效除塵器則成為關(guān)鍵設(shè)備之一。 某些含碳物質(zhì)及金屬細(xì)粉與空氣混合能形成爆炸混合物，因此在混合之前應(yīng)將能爆炸的物質(zhì)除掉。 如流化床反應(yīng)器送出的氣體中一般夾帶著許多催化劑微粒，為降低成本，也為保護(hù)環(huán)境，這些催化劑必須加以回收，又如從干燥等工藝過程的 氣流中回收固體產(chǎn)品等。風(fēng)機(jī)是把含塵空氣從吸塵罩經(jīng)風(fēng)道、除塵器排入大氣所需要的動(dòng)力設(shè)備。風(fēng)道作輸送 含塵空氣之用。圖 2 就是一個(gè)簡單的通風(fēng)除塵系統(tǒng)示意圖。 倉庫一般有爐料庫，造型材料庫，砂箱庫，鋼錠模庫，鑄件和鋼錠成品庫，模型庫，專用設(shè)備及工具庫以及其他材料庫。此外在鑄鋼車間中有時(shí)還有鑄錠，鑄鐵車間中還有有色合金鑄造工段。 鑄造車間組成 根據(jù)鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)，鑄造車間一般是由生產(chǎn)部分，輔助部分，倉庫以及辦公和生活設(shè)施組成。為 了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化的化工產(chǎn)品、水泥、鋼材、有色金屬及其它稀有金屬，必須對(duì)原、燃料進(jìn)行加工處理，以滿足生產(chǎn)需要。由此可見，搞好工廠防塵，在技術(shù)上必須有一套與生產(chǎn)工藝特點(diǎn)相適應(yīng)的措施。在大、中及小型工廠中，凡與粉塵有關(guān)的工序必須有防塵設(shè)計(jì)。如果考慮有色金屬鑄造產(chǎn)生的污染物以及非鑄鐵件熔煉中排放的廢 氣，按混合量計(jì)．對(duì) 13 億中國人口來說，單鑄造業(yè)就給每個(gè)人平均帶來約 50 kg 的污染物 除塵的目的 粉塵是鑄造車間的主要污染源。每年排污物總量：廢渣 300 萬 t、廢砂近 1 650 萬 t、廢氣 110 億 m314 若從 20xx 年開始按照平均發(fā)展速度向前發(fā)展，可以預(yù)測至 2020 年各年的鑄件產(chǎn)量。我國每產(chǎn) 1 t 鑄件。 我國鑄造生產(chǎn)中。材料和能源的投人之比可占到產(chǎn)值的 55％到 70％。有資料表明。但在鑄造業(yè)繁榮的背后。整個(gè)世界都在從中國尋求更多的鑄件毛坯及含有鑄件的終端制品。從 20xx 年至今，中國鑄件產(chǎn)量依舊保持持續(xù)增長。除塵技術(shù)的好壞也能體現(xiàn)一國鑄造技術(shù)的好壞。 可以看出，鑄造產(chǎn)業(yè)的除塵是非常有必要的。據(jù)報(bào)道，沖天爐配備有效環(huán)保設(shè)施的不到總數(shù)的 5％．采用手工造型為主的鑄造廠占 90％～ 95％：現(xiàn)場環(huán)境惡劣、作 業(yè)條件差、技術(shù)落后、粗放式生產(chǎn)的鑄造企業(yè)占 90％以上。 我國是鑄造大國，在十五期間，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展．我國鑄件年產(chǎn)量一直居世界鑄件生產(chǎn)大國榜首。 1 序言 鑄造車間的污染及其除塵狀況的概述 研究目的和意義 鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一，因此鑄造機(jī)械業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著一個(gè)國家的生產(chǎn)實(shí)力。我國目前已經(jīng)成為世界鑄造機(jī)械大國之一，在鑄造機(jī)械制造行業(yè)近年來取得了很大的成績。從數(shù)量上來看．整個(gè)形勢是喜人的．但鑄造生產(chǎn)的粗放特征沒有得到根本改變。我國鑄造業(yè)環(huán)境問題尤其表現(xiàn)在對(duì)自然資源的超量消耗上．有“資源漏斗”的說法。一個(gè)合理的除塵系統(tǒng)，能讓除塵的效率大大提高，不僅能讓鑄造車間環(huán)境大大改善，對(duì)車間以外的環(huán)境也能起到保護(hù)作用。 中國鑄造業(yè)現(xiàn)狀及鑄造車間污染情況 近年來．我國鑄造業(yè)獲得了飛躍式的發(fā)展，從 20xx 年至 20xx 年．中國鑄件產(chǎn)量躍居世界首位。并且 。這種趨勢在近期內(nèi)有可能將繼續(xù)保持并保證中國鑄造業(yè)的持續(xù)繁榮。也存在著形勢嚴(yán)峻的一面。我國鑄造生產(chǎn)中。能源環(huán)境的制約以及國際鑄造科技競爭加劇和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)強(qiáng)化．已成為我國鑄造業(yè)發(fā)展的瓶頸．發(fā)展節(jié)約環(huán)保型、科技創(chuàng)新型鑄造之路刻不容緩。材料和能源的投人占產(chǎn)值的 55％～ 70％。約散發(fā) 50 kg 粉塵．熔煉和澆注工序排放廢渣 300 kg、廢 氣 1 000 m3 造型和清理工序排廢砂1． 3～ 1． 5 t。根據(jù)鑄件產(chǎn)量對(duì)鑄造廢砂、鑄造廢渣及粉塵的數(shù)量進(jìn)行回歸預(yù)測嘲 (如圖 1)，可以看出，中國鑄造業(yè)如果按照現(xiàn)行的模式生產(chǎn)，到 2020 年，主要廢棄物鑄造廢砂、廢渣及粉塵、 CO：、CO 的排放量分別為 3 235 萬 t、 1 122 萬 t、 882 萬 t、 485 萬 t。 在鑄造車間生產(chǎn)中把氣體與粉塵微粒的多相混合物的分離操作稱為鑄造車間除塵，該除塵操作過程是將粉塵微粒從氣體中分離下來．在鑄造車間生產(chǎn)中由于固 定物料在加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及包裝等生產(chǎn)工序中，其生產(chǎn)設(shè)備在操作過程中產(chǎn)生粉塵的同時(shí)將粉塵擴(kuò)散分揚(yáng)，這些粉塵將影響環(huán)境安全、設(shè)備的使用壽命及操作人員的身體健康。生產(chǎn)過程和規(guī)模不斷改變，在防塵設(shè)計(jì)中系統(tǒng)與設(shè)備如何與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的措施，也是一個(gè)問題。 鑄造車間除塵的內(nèi)容及目的 礦石（包括石灰石）與煤（包括焦碳）是化學(xué)鑄造車間、冶金鑄造車間、建材鑄造車間的基本原料和燃料。而在原、燃料系統(tǒng)各工序（運(yùn)輸、干燥、破碎、篩分和包裝等）生產(chǎn)操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這些工藝粉塵如不及時(shí)給予捕集回收，不僅污染了環(huán)境，嚴(yán)重影響崗位操作人員的身體健康，也浪費(fèi)了寶貴的能源和資源。 生產(chǎn)部分通常有熔化，造型（包括造型，烘干，合箱），制芯（包括造芯，烘干，裝配和檢驗(yàn)），砂處理，澆注，落砂 ，消理（包括表面清理，焊補(bǔ)，熱處理，檢驗(yàn)等）等工段組成。 輔助部分通常有：機(jī)修，生產(chǎn)準(zhǔn)備，修爐，修包，造型原材料和涂料的準(zhǔn)備，型砂試驗(yàn)及化驗(yàn)室等。 工業(yè)生產(chǎn)中的除塵設(shè)備 除塵系統(tǒng)的組成 各種通風(fēng)除塵設(shè)備包括吸塵罩、風(fēng)道、除塵器、通風(fēng)機(jī)等 ,通常聯(lián)系在一起組成一個(gè)系統(tǒng) ,叫做通風(fēng)除塵系統(tǒng)。吸塵 罩通過抽風(fēng) ,以控制塵源。除塵器 是從含塵氣流中把塵粒 分離出來 ,并加以收 集。 除塵設(shè)備在鑄造車間生產(chǎn)中的應(yīng)用 除塵操作在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用主要有如下： 如催化反應(yīng)的原料氣中如有固體微粒，會(huì)嚴(yán)重影響催化劑的效能，必須在原料氣進(jìn)入反應(yīng)器之前把它除掉。 在生產(chǎn)中排放廢氣之前，要盡量分離出其中的固體微粒，以便開展綜合利用和保護(hù)環(huán)境。 除塵設(shè)備在化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛，而在某些基本化學(xué)工業(yè)如硫酸、合成氨等，除塵器歷來被作為關(guān)鍵設(shè)備。 鑄造車間中除塵設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀 鑄造車間里配 套使用的除塵設(shè)備絕大部分為旋風(fēng)除塵器。調(diào)查表明，有 50%的旋風(fēng) 除塵器未正常運(yùn)行，表現(xiàn)為漏風(fēng)、堵塞。 對(duì)除塵下灰的處置，是旋風(fēng)除塵器運(yùn)行管理的一部分，但目前旋風(fēng)除塵器使用部門只重視煙塵是否達(dá)標(biāo)情況，忽視對(duì)除塵下灰的處置管理。