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水泥廠除塵器的設計計算
時間:2018-05-29 10:15 點擊:
水泥廠布袋除塵器的除塵效率一般可達99%以上。雖然它是古老的除塵方法之一,但由于它效率高,性能穩定可靠,操作簡單,因而獲得越來越廣泛的應用。本設計的二級除塵選
一、水泥廠除塵概述
(一)水泥的概念 
      水泥,粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌后成漿體,能在空氣中硬化或者在水中好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂漿或混凝土,堅固耐久,廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。
(二)水泥的生產工藝
    1.生產方法
    硅酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性,是以石灰石和粘土為主要原料,經破碎、配料、磨細制成生料,然后喂入水泥窯中煅燒成熟料,再將熟料加適量石膏(有時還摻加混合材料或外加劑)磨細而成。
    水泥生產隨生料制備方法不同,可分為干法(包括半干法)與濕法(包括半濕法)兩種。
    2.生產工序
    水泥的生產,一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個工序。
    (1)生料磨制
    分干法和濕法兩種。干法一般采用閉路操作系統,即原料經磨機磨細后,進入選粉機分選,粗粉回流入磨再行粉磨的操作,并且多數采用物料在磨機內同時烘干并粉磨的工藝,所用設備有管磨、中卸磨及輥式磨等。濕法通常采用管磨、棒球磨等一次通過磨機不再回流的開路系統,但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統的。
    (2)煅燒
    煅燒熟料的設備主要有立窯和回轉窯兩類,立窯適用于生產規模較小的工廠,大、中型廠宜采用回轉窯。
    a.干法窯
    干法窯又可分為中空式窯、余熱鍋爐窯、懸浮預熱器窯和懸浮分解爐窯。70年代前后,發展了一種可大幅度提高回轉窯產量的煅燒工藝──窯外分解技術。其特點是采用了預分解窯,它以懸浮預熱器窯為基礎,在預熱器與窯之間增設了分解爐。在分解爐中加入占總燃料用量50~60%的燃料,使燃料燃燒過程與生料的預熱和碳酸鹽分解過程,從窯內傳熱效率較低的地帶移到分解爐中進行,生料在懸浮狀態或沸騰狀態下與熱氣流進行熱交換,從而提高傳熱效率,使生料在入窯前的碳酸鈣分解率達80%以上,達到減輕窯的熱負荷,延長窯襯使用壽命和窯的運轉周期,在保持窯的發熱能力的情況下,大幅度提高產量的目的。
    b.濕法窯
    用于濕法生產中的水泥窯稱濕法窯,濕法生產是將生料制成含水為32%~40%的料漿。由于制備成具有流動性的泥漿,所以各原料之間混合好,生料成分均勻,使燒成的熟料質量高,這是濕法生產的主要優點。
    濕法窯可分為濕法長窯和帶料漿蒸發機的濕法短窯,長窯使用廣泛,短窯目前已很少采用。為了降低濕法長窯熱耗,窯內裝設有各種型式的熱交換器,如鏈條、料漿過濾預熱器、金屬或陶瓷熱交換器。
    (3)粉磨
    水泥熟料的細磨通常采用圈流粉磨工藝(即閉路操作系統)。為了防止 生產中的粉塵飛揚,水泥廠均裝有收塵設備。電收塵器、袋式收塵器和旋風收塵器等是水泥廠常用的收塵設備。
    近年來,由于在原料預均化、生料粉的均化輸送和收塵等方面采用了新技術和新設備,尤其是窯外分解技術的出現,一種干法生產新工藝隨之產生。采用這種新工藝使干法生產的熟料質量不亞于濕法生產,電耗也有所降低,已成為各國水泥工業發展的趨勢。
    3.我國水泥廠粉塵排放現狀
(1)、排放仍很嚴重
我國水泥工業每年向大氣排放的粉塵、煙塵在1000萬噸以上,成為我國粉塵污染的大戶。 
(2)、亂排、偷排現象依然嚴重
我國水泥廠規模一般較小但數量多這樣就使管理有了很大的麻煩,為此有很多企業不管政府有關規定偷排、亂排對地方環境造成嚴重的破壞。
(3)、排放粉塵濃度高
水泥廠排放的粉塵中固體顆粒占到97%以上,其中有較大一部分是成品水泥灰。
    4.水泥企業除塵現狀
(1) 除塵設備配備基本齊全
(2)除塵設備老化
(3)監管不夠
(4)管理使用技術不高 
(5)電除塵和袋式除塵是設備主流
(三)、粉塵的介紹 
    粉塵是水泥工業的主要污染物。在水泥生產過程中,需要經過礦山開采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨及成品包裝等多道工序,每道工序都存在不同程度的粉塵外溢,其中烘干及煅燒發生的粉塵排放為嚴重,約占水泥廠粉塵總排放量的70%以上,而很多水泥廠在建廠之初根本就沒有考慮其窯爐或烘干機的除塵工藝,建成投產后甚至連一個簡易的沉降室都沒有,有少數廠雖然安裝了除塵設施,卻形同虛設,要么就是疏于管理而不能正常運行,要么就是白天運行晚上關閉,要么干脆就是一套應付檢查的擺設而已,粉塵大多處于直接排放狀態。有資料表明,目前我國大氣粉塵污染主要源自于水泥、火電和冶金三大行業,其中水泥行業的排放量躍居首位。據專家保守估計,我國水泥工業每年排放的粉塵總量超過1200萬噸,約占水泥年產量的2.5%,而德國、美國日本等先進,其水泥工業粉塵排放量僅占產量的0.01%左右,兩者相差200多倍。我國相關標準規定的水泥廠允許排放濃度本來就高出先進1-2倍,然而先進卻能做到達標排放,反而我們能夠做到達標排放的水泥廠僅僅是鳳毛麟角而已,絕大多數在標排放,且排放濃度動輒超過標準數十倍,甚至上百倍,這不能不令人深思、憂慮。每年所排放的一千余萬噸粉塵,不僅造成環境的嚴重污染,同時造成了資源的巨大浪費。
(四)主要產塵源 
    粉塵污染源主要來自破碎機、烘干機、生料磨機立窯、水泥磨、包裝機以及料庫提升機、輸送機等設備。其中烘干機和機立窯屬于熱力生產設備,其它均屬機械通風生產設備。就收塵技術而言,熱力生產設備的粉塵污染源治理難度大,尤其是機立窯煙塵,因治理技術、資金等方面的原因,長期以來得不到有效治理,是水泥企業粉塵污染治理的難點。石灰石、頁巖、砂巖和其它體積較大的原材料均需破碎。破碎時產生粉塵。破碎后的石灰石轉運至預均化堆場,然后輸送到原料調配站與其它轉運來的原料按比例混合,送至原料磨進行粉磨。在轉運和粉磨的過程中,不斷有粉塵產生。粉磨后的原料混合物稱作生料。生料在生料庫中均化后,送入窯中煅燒。生料的轉運過程同樣產生粉塵污染。從窯尾排出的氣體含粉塵、SO2、NOX等污染物。生料在窯中煅燒成熟料,經冷卻和儲存,送至水泥磨與石膏等添加劑一起粉磨形成水泥。熟料冷卻和轉運、添加劑破碎與轉運、水泥磨以及水泥選粉機等環節均排放粉塵。水泥轉運、包裝和散裝時也存在粉塵排放問題??傊?,物料的破碎、粉磨、堆放、轉運、煅燒、冷卻、包裝和散裝等過程是粉塵的排放源,另外,窯尾氣體中還含有SO2、NOX等氣態污染物
(五)水泥廠粉塵污染治理的現狀
    發展經濟的目的是為了提高人民群眾的生活質量,實施可持續發展戰略不能只是一句口號,我們切不可走“先污染,后治理”的道路,水泥工業的污染再也不能任其自由泛濫下去了,當然我國水泥工業的污染雖然嚴重但絕非不治之癥,結合我國國情,就水泥工業污染之重癥,我國水泥工業粉塵治理的對策主要有轉變陳舊的觀念;普及環保知識,掃除“環保盲”;加大污染治理力度;改變現行的管理體制,使環保法規不再是一紙空文;加強社會輿論監督。
(六)、顎式破碎機的介紹 
    顎式破碎機由動鄂和靜顎兩塊顎板組成破碎腔,模擬動物的兩顎運動而 完成物料破碎作業的破碎機。廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、 水利和化工等行業中各種礦石與大塊物料的中等粒度破碎。破碎物料的高抗壓強度為320Mpa。 
    顎式破碎機在礦山、建材、基建等部門主要用作粗碎機和中碎機。按照進料口寬度大小來分為大、中、小型三種,進料口寬度大于600MM的為大型機器,進料口寬度在300-600MM的為中型機,進料口寬度小于300MM的為小型機。
    顎式破碎機的工作部分是兩塊顎板,一是固定顎板(定顎),垂直(或上端略外傾)固定在機體前壁上,另一是活動顎板(動顎),位置傾斜,
 
二、水泥廠除塵器的設計計算
(一)集氣罩的設計
    空氣污染物在車間的擴散機理是污染物依附于氣流運動而擴散的。對于生產過程散發到車間空氣中的污染物,只要采用合理的通風方式,控制住室內二次氣流的運動,就可以控制污染物的擴散和飛揚,從而達到改善車間內外空氣環境質量的目的。局部排氣通風方式,就是在局部污染源設置集氣罩,將污染氣流捕集起來并經凈化裝置凈化后排到室外。這是控制車間空氣污染常用、有效的方法。 
    密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用原理是使污染物的擴散限制在一個很小的密閉空間內,僅在留出的罩上開口縫隙處吸入若干室內空氣,使罩內保持一定負壓,達到防止污染物外逸的目的。密閉罩的特點是,與其他類型集氣罩相比,所需排風量小,控制效果好,且不受室內橫向氣流的干擾。所以,在設計中應優先考慮選用。
    密閉罩的布置要求如下: 
(1)盡可能將污染源密閉,以隔斷污染氣流與室內二次氣流的聯系,防止污染物隨室內氣流擴散。 
(2)密閉罩內應保持一定的均勻負壓,避免污染物從罩上縫隙外逸,要合理的組織罩內氣流和正確地選擇吸風點位置。 
(3)風點位置不宜設在物料集中地點,避免把大量物料吸入凈化系統。
(4)設計密閉罩,應不妨礙工藝生產操作。
(二)旋風除塵器的選擇 
    旋風除塵器是利用旋轉氣流產生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。旋風除塵器可以捕集粒徑為5um?以上的粉塵,允許高進口含塵質量濃度為1000g/m3,高溫度450℃,進口氣流速度15~25m/s,阻力損失588~1960Pa,除塵效率50%~90%。具有結構簡單、制作安裝容易和維護管理方便、造價和運行費用低、占地面積小等特點。
(三)布袋除塵器的選擇 
    水泥廠布袋除塵器的除塵效率一般可達99%以上。雖然它是古老的除塵方法之一,但由于它效率高,性能穩定可靠,操作簡單,因而獲得越來越廣泛的應用。本設計的二級除塵選取的除塵器即為布袋除塵器。
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