【正文】 4 局部壓力損失 .............................................. 25 風(fēng)機(jī)、電機(jī)的選擇 ............................................ 28 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 ............................................ 28 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 ........................................... 28 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 ......................................... 28 第六章 思考題 ..................................................... 32 致謝及參考文獻(xiàn) ..................................................... 35 附錄 ............................................................... 36 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 5 第一章 除塵概述 除塵概況 環(huán)境工程通常把氣體與粉塵的多相混合物的分離操作稱為除塵。多相混合物中處于分散狀態(tài)的物質(zhì)稱為分散相或分散物質(zhì)，通常稱為粉塵或粉塵微粒。 100 微米以上的塵粒，由于重力作用很快將降落，不作為除塵對(duì)象。成為問題的是 10～ 微米之間的塵粒，特別是 1 微米以下微塵粒分離較為困難，也有害于人體，是目前主要的研究范圍。 ② 回收分散物質(zhì) 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。 ③ 凈化排放氣 在生產(chǎn)中排放廢氣之前，要盡量分離出其中的固體微粒，以展開綜合利用和保護(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。 煙塵概況 煙氣的排放中，粉塵是一個(gè)危害性很大的因素。國(guó)際上將粒徑小于 75181。在通風(fēng)除塵技術(shù)中，一般將 1200181。向空氣中放散粉塵的地點(diǎn) 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 6 或設(shè)備稱作塵源。 按粉 塵粒徑的大小可以把粉塵分為： ① 可見粉塵：可見粉塵是指用肉眼可見、粒徑大于 10181。后者包括火山爆發(fā)、山林火災(zāi)、雷電等造成各種塵埃。由于 自然環(huán)境有一定的容量和自凈能力，自然過程所造成的粉塵污染，經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)消失，對(duì)整個(gè)人類的發(fā)展尚無根本性的危害。 ① 工業(yè)生產(chǎn)污染源。工業(yè)生產(chǎn)污染源是造成粉塵污染的最主要的來源。城市和工礦企業(yè)住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)千家萬(wàn)戶的生活爐灶，經(jīng)營(yíng)性爐灶以及采暖鍋爐的煙囪，同樣會(huì)向大氣中排入煙塵。汽車、火車、輪船、飛機(jī)等交通工具排放的尾氣及行走二次揚(yáng)塵都含有粉塵污染物。 空氣污染物總量中約有 10%15%是以粉塵顆粒形式存在的。來自其他源的顆粒物有海洋鹽類、火山灰、風(fēng)蝕的粉塵、道路塵土、森林火災(zāi)的生成物以及植物花粉和種子。塵肺是指由于吸入較高濃度或長(zhǎng)時(shí)間吸入的生產(chǎn)性粉塵而引起的以肺組織彌漫性纖維化病變； ② 其他系統(tǒng)的疾病。如在陽(yáng)光下接觸煤焦油瀝青粉塵時(shí)可引起眼瞼水腫和結(jié)膜炎。膿皮病等。也有一些腐蝕性和刺激性的粉塵，如石灰等粉塵，作用于皮膚可引起某些皮膚病變和潰瘍性皮炎； （二） 粉塵爆炸 ① 粉塵爆炸影 響因素 分散在空氣（或可燃?xì)猓┲械哪承┓蹓m，需同時(shí)具備氧氣，高溫源，可燃粉塵，容器四個(gè)條件，才會(huì)燃燒、爆炸。熱空氣膨脹形成的沖擊波具有很大的摧毀力和破壞性。 ② 粉塵爆炸危險(xiǎn) 在礦山開采、粉塵冶金、糧食加工、食品生產(chǎn)、塑料工業(yè)、染料和涂料、洗滌劑、漂白劑、農(nóng)藥和醫(yī)藥制造業(yè)以及植物纖維紡織工藝等普遍存在著粉塵爆炸危險(xiǎn)。鍋爐除塵器由于爐內(nèi)煤粉飛揚(yáng)， 易引發(fā)明火引爆事故。 （三）粉塵的其他影響 ① 粉塵對(duì)能見度的影響 當(dāng)光線通過含塵介質(zhì)時(shí)，由于塵粒對(duì)光的吸收、散射等作用，光強(qiáng)會(huì)減弱，出現(xiàn)能見度降低的情況。它們?nèi)绻鲜嵌栊缘?，也可以從大氣中吸收化學(xué)活性物質(zhì)，或者它們會(huì)化合成多種化學(xué)活性物質(zhì)。塵粒落在涂料的建筑物表面、玻璃幕墻上，就會(huì)把它弄臟。 ③ 粉塵對(duì)設(shè)備、產(chǎn)品的影響 含塵氣流在運(yùn)動(dòng)時(shí)與壁面沖撞，產(chǎn)生切削和摩擦，引起機(jī)器設(shè)備的磨損。但粉塵濃度達(dá)到某一程度時(shí)，由于粉塵粒子之間的相互碰撞，反而減輕了與壁面的碰撞摩擦。粉塵污染不僅影響產(chǎn)品的外觀，還能造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降。所排放出來的“煙塵”是由煙炱（黑煙）和灰塵所組成。煙炱的主要成分為碳、氫、氧及其化合物，解決的方法，可以通過改造鍋爐，進(jìn)行合理的燃燒調(diào)節(jié)，使其在爐膛內(nèi)燃燒掉，同時(shí)也降低了排塵的原始濃度；灰塵主要是碳粒和灰分等顆粒物，可以通過加裝除塵器的辦法解決。工業(yè)鍋爐可以采用的各種除塵裝置按煙塵從煙氣中分離出來的原理，可以分為下列四大類： ① 機(jī)械式除塵器 ② 電除塵器 ③ 過濾式除塵器 ④ 濕式除塵器 機(jī)械式除塵器 機(jī)械式除塵裝置是目前國(guó)內(nèi)使用較普遍的除塵裝置，它包括重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器等類型。重力沉降室和慣性除塵器的除塵效率 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 9 一般不高，在 40%~60%之間，可以作為初級(jí)除塵使用。 ① 重力沉降室 重力沉降室是最簡(jiǎn)易的一種除塵裝置，其作用原理是：當(dāng)含塵煙氣進(jìn)入沉降室后，由于截面積突然擴(kuò)大，煙氣流迅速降低，煙氣利用自身的重力作用，使其自然沉降到底部，從而把煙粒從煙氣中分離出來。m以上的大顆粒塵，因此效率較低。如在沉降室內(nèi)合理布置擋板、隔墻、噴霧等措施，對(duì)提高除 塵效率有一定的作用。一般慣性除塵器的氣流速度愈高，氣流方向轉(zhuǎn)變角度愈大，轉(zhuǎn)變次數(shù)愈多，凈化效率愈高，壓力損失也愈大。對(duì)粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵塞而不宜采用。m 以上的粗塵粒。其結(jié)構(gòu)型號(hào)多種多樣，可分為以氣流中粒子沖擊擋板捕集較粗粒子的沖擊式和通過改變氣流流動(dòng)方向而捕集較細(xì)粒子的反向式。廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐的煙氣除塵中，其它行業(yè)也常用以回收有用的顆粒物，如催化劑、茶葉、面粉、奶粉等。通常情況下，旋風(fēng)除塵器能夠捕集 5181。 旋風(fēng)除塵器的種類，按進(jìn) 氣方式可以分為切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式二類。國(guó)內(nèi)主要運(yùn)用的有 XZZ 型旋風(fēng)除塵器、 XZD/G 型旋風(fēng)除塵器、 XND/G 型旋風(fēng)除塵器、 SG型旋風(fēng)除塵器等。電除塵過程與其它除塵過程的根本區(qū)別在于：分離力（主要是靜電力）直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上，這就決定了它具有分離粒子耗能小，氣 流阻力也小的特點(diǎn)。 電除塵器的應(yīng)用較為廣泛，其優(yōu)點(diǎn)主要有：壓力損失小，處理煙氣量大，能耗低，對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。 過濾式除塵器 過濾式除塵器，又稱空氣過濾器，是使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置。其主 要包括袋式除塵器和顆粒層除塵器。采用纖維織物作濾料的袋式除塵器，主要用在工業(yè)尾氣的除塵方面。廣泛應(yīng)用于水泥、冶金、陶瓷、化工、食品、機(jī)械制造等工業(yè)和燃煤鍋爐的煙塵凈化中。 ② 顆粒層除塵器 顆粒層除塵器是利用顆粒狀物料（如硅石、礫石、焦炭等）作填料層的一種內(nèi)部過濾式除塵 裝置。過濾效率隨顆粒層厚度，及其上沉積的粉塵層厚度的增加而提高，壓力損失也隨之增大。但也有其缺點(diǎn)：體積比較大、清灰裝置比較復(fù)雜、阻力也比較高。 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 11 濕式除塵器 濕式除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵粒或使粒徑增大的裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹑造價(jià)低、占地面積小、操作及維修方便和凈化效率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠處理高溫、高濕的氣流，將著火、爆炸的可能減至最低，但采用濕式除塵器時(shí)要特別注意設(shè)備和管道腐蝕以及污水和污泥的處理的問題。目前，根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，可將其分為七類：重力噴霧洗滌器、旋風(fēng)洗滌器、自激噴霧洗滌器、板式洗滌、填料洗滌器、文丘里洗滌器、機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。根據(jù)塔內(nèi)煙氣與液體的流動(dòng)方向，可以分為順流﹑逆流和錯(cuò)流三種型式。 ② 旋風(fēng)洗滌器 最簡(jiǎn)單的旋風(fēng)洗滌器是在干式旋風(fēng)分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴。旋風(fēng)洗滌器的另外一種形式是中心噴霧。 旋風(fēng)洗滌器氣體入口速度范圍一般為 1545m/s，離心洗滌器凈化 5181。中心噴霧的旋風(fēng)洗滌器對(duì)于 達(dá) 95%以上。它可以單獨(dú)采用，也可以安裝在文丘里洗滌器之后作為脫水器。其結(jié)構(gòu)由收縮管、喉管和擴(kuò)散管組成。 ④ 自激噴霧洗滌器 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 12 自激噴霧洗滌器是一種效率較高的洗滌器，這種洗滌器沒有噴嘴，也沒有很窄的縫隙，因此不易堵塞，是一種常用的濕式除塵器。 該洗滌器隨水位的增高，氣流速度的增大，效率也將提高，但此時(shí)的阻力損失也增加。 ⑤ 板式洗滌器 板式洗滌器的結(jié)構(gòu)主要有布滿小孔的篩板，淋水管，檔水板，水封排污閥及進(jìn)出口所組成。缺點(diǎn)是耗水量大，篩板易于堵塞。為此，必須具體考慮如下幾點(diǎn)： 方案的 可行性 （ 1） 設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮符合國(guó)情和因地制宜原則，流程布置和設(shè)備結(jié)構(gòu)不應(yīng)超出一般土建要求和機(jī)械加工能力 。即所設(shè)計(jì)出來的流程和設(shè)備，首先必須保證排出的尾氣達(dá)到任務(wù)規(guī)定的要求，這就要求除塵器、風(fēng)機(jī)的選擇要合理以及管道的設(shè)計(jì)要合理等。具體來說，就是設(shè)備費(fèi)用與操作費(fèi)用應(yīng)盡量低。操作費(fèi)用主要是能量的消耗，以及各種物料、材料的消耗。而對(duì)這兩種費(fèi)用的影響又往往是矛盾的，所以確定設(shè)計(jì)方案要全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。 方案的 先進(jìn)性 應(yīng)對(duì)目前 除塵器上 存在的問題提出改進(jìn)方案和改進(jìn)措施，并 盡可能采用國(guó)內(nèi)外最新技術(shù)成果 。以下問題要特別引起注意： 1. 選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放要求。不同的除塵器對(duì)不同粒徑顆粒的除塵效率是完全不同的，選擇除塵器時(shí)必須首先了解欲捕及粉塵的粒徑分布，再根據(jù)除 塵器除塵分級(jí)效率和除塵要求選擇適當(dāng)?shù)某龎m器。 4. 煙氣溫度和其他性質(zhì)是選擇除塵設(shè)備時(shí)必須考慮的因素。 6. 選擇除塵器需要考慮的其他因素 選擇除塵器還必須考慮設(shè)備位置、可利用的空間、環(huán)境條件等因素，設(shè)備的一次投資（設(shè)備、安裝和工程等）以及操作和維修費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素。 煤與煙氣的性質(zhì) 煤的工業(yè)分析值﹙煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)﹚ Cy=56%， Hy=5%， Sy=1% ,Oy=8% ， Ny=2%， Wy=7%， Ay=16%， dy=16% 鍋爐及煙氣的資料 鍋爐型號(hào)： DZL25 型 ，熱效率： 75%；；排煙溫度： 160℃ . 風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)氣體溫度： 235℃；環(huán)境溫度： 4℃；當(dāng)?shù)卮髿鈮海? 104Pa；空氣過剩系數(shù)：ɑ =；煙氣在鍋爐出口前阻力： 1100Pa；煙氣 密度： ㎏ /m3。 處理要求 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3095— 1996； 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB16297— 1996； 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GBl32712021 中二類區(qū) (II 時(shí)段 )標(biāo)準(zhǔn)（煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)： 200mg/m3；二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)： 900mg/m3)。 廠區(qū)地形 凈化處理設(shè)備處理站位于鍋爐房的北側(cè) 10m，地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高 ，平均地面坡度為 ％～ %，地勢(shì)為東南高，西南低，征地面積為 250m2。 煙氣治理方案及原理 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 16 工業(yè)鍋爐所排放出來的煙塵是造成大氣污染的主要污染源之一。 工業(yè)鍋爐煙氣除塵中，為了將塵粒從煙氣中分離出來，所采用的各種各樣除塵裝置，就是利用不同的作用力（包括 重力、慣性力、離心力、擴(kuò)散附著力、電力等）以達(dá)到從煙氣中分離和捕集的目的。 武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 08 級(jí)環(huán)境工程 01 班 17 第四章 設(shè)計(jì)計(jì)算 本章節(jié)的計(jì)算過程中，主要包括消煙除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、 除塵的壓力損失、石灰消耗量的計(jì)算、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備的選取計(jì)算 ,根據(jù)計(jì)算結(jié)果再確定凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 煙氣量的計(jì)算 理論空氣量的計(jì)算 燃料中可燃成分是碳、氫、硫三種元素，它們完全燃燒所需理論量計(jì)算如下： 碳的燃燒