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工業(yè)廠房除塵系統(tǒng)設計論文
1除塵系統(tǒng)的重要性
人員長期在粉塵污染的環(huán)境場所內(nèi)作業(yè),容易導致呼吸道、皮膚炎癥,嚴重的會引發(fā)塵肺病,且難以治愈。雖然大部分工廠中產(chǎn)生揚塵的工序只是一部分,但若任由粉塵在空氣中自由擴散,粉塵的危害將蔓延全廠,甚至達到廠外很遠的地方。因此,在揚塵工序安裝有效的除塵系統(tǒng),對維護職工權益、提高生產(chǎn)效率、改善生態(tài)環(huán)境、提高企業(yè)形象等,都具有重要的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益。
2粉塵的主要特性及除塵器選用
2.1粉塵主要特性
粉塵特性參數(shù)是除塵系統(tǒng)設計和選用的主要依據(jù),參數(shù)主要包括密度、粒徑分布、比電阻、爆炸性等。
(1)粉塵密度有真密度和容積密度
對重力沉降、旋風分離、袋式除塵等都有一定影響。
(2)粒徑分布一般采用質(zhì)量粒徑分布
是影響除塵的主要因素之一。粉塵粒徑分布在一定程度上決定了除塵器的選用與系統(tǒng)設計。
(3)粉塵濕潤性
是指粉塵被水濕潤的難易程度,是選擇除塵方式的依據(jù)之一。對親水性粉塵選用濕式除塵方法效果較好,對憎水性粉塵,則不宜選擇濕式除塵。
(4)比電阻
比電阻對電除塵效果有重要影響,通常的電除塵適用范圍在104~1011Ω.cm。電阻過低容易產(chǎn)生二次揚塵,過高容易形成局部電場,導致除塵效率急速下降。
(5)對于有爆炸性的粉塵
設計除塵系統(tǒng)時應高度重視防爆工作。在除塵器選用、管道系統(tǒng)設計、安裝場所選擇、電器設備選用等各環(huán)節(jié)都應注意防爆方面的要求。
2.2常用除塵器的選用
選用除塵器要綜合考慮效率、負荷、能耗及經(jīng)濟性等多方面因素。不同的除塵器因工作原理、產(chǎn)品結(jié)構的差異,設計時需掌握各自的特點,以達到理想的除塵效果。
(1)重力沉降室具有結(jié)構簡單、造價低的優(yōu)點
不足之處是體積大、效率低,主要用于顆粒較大,尤其是一些磨損性強的粉塵。提高重力沉降室效率的途徑有:降低氣流通過速度;降低沉降室高度;加大長度等。
(2)旋風除塵器在很大程度上克服了重力沉降室的不足
具有結(jié)構簡單、造價低、體積小、效率較高等優(yōu)點,在初級除塵方面應用非常廣泛;在設計使用時應注意:優(yōu)化設計結(jié)構,適當縮小出口管和加長錐體;保持較高入口流速,一般為12~25m/s;尤其要嚴格控制底部排灰處結(jié)構的嚴密性,采用固定灰斗漏、雙翻板、回轉(zhuǎn)式鎖氣器等方式,防止漏風二次揚塵。
(3)袋式除塵器具有效率高、粉料回收方便、適應性強等優(yōu)點
在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛,但在溫度高、粘性粉塵等工況下不宜采用。設計過程應明確:處理風量、運行溫度、清灰方式和濾料種類、過濾速度和過濾面積、清灰制度等。清灰方式是不同袋式除塵器的主要特征,脈沖噴吹式除塵器清灰能力強、允許高風速、壓損較小,應用廣泛,選用時還應計算其清灰氣源消耗量。
(4)噴霧旋風洗滌器、填料塔等濕式除塵器的最大優(yōu)勢
是在于除塵的同時除去有害氣體,降低氣體溫度,因此特別適用于高溫、易燃、易爆和有害氣體場所。缺點是粉塵會形成淤泥,回收處理較困難。
(5)電除塵器效率高、處理量大、壓損小、能耗低
但投資高、設備復雜、占地面積大,使用和維護技術要求較高,限制了它的使用范圍。電除塵器受粉塵特性影響大,不適用于微細粉塵,與袋式除塵器有很強的優(yōu)勢互補,采用電袋復合除塵技術,先經(jīng)過電除塵,再經(jīng)袋式除塵,可實現(xiàn)低阻、高效、長周期運行,并可達標排放,因此,目前電袋復合除塵器使用越來越廣泛。
3除塵系統(tǒng)設計步驟
3.1產(chǎn)塵廠房的布置
廠房布置時應考慮減少粉塵擴散和影響程度,宜將其布置在廠區(qū)最小頻率風向的上風側(cè);工藝設備布置時,應盡量將產(chǎn)塵設備集中布置,縮小粉塵擴散區(qū)域,便于集中考慮控塵除塵措施。
3.2優(yōu)化生產(chǎn)工藝,減少產(chǎn)塵量
應避免采用現(xiàn)場破碎原料,盡量選用濕法作業(yè);采用不易揚塵的設備,如密閉輸送設備、氣力輸送系統(tǒng)、密閉粉倉、罐車等;縮短輸送距離,減少粉體輸送泄漏點。
3.3粉料抑塵處理
尤其是需要進一步破碎、裝載、運輸?shù)姆哿希獙Ψ哿线M行抑塵處理。常用的方法有:物料噴水濕潤促進粉塵粘結(jié);采用機械設備壓球、造粒;噴霧降塵;可根據(jù)工程特點選用濕潤劑減塵降塵、泡沫降塵、荷電噴霧降塵、靜電控塵等方法。
3.4除塵通風系統(tǒng)設計要點除塵通風系統(tǒng)設計主要包括風罩、風管、除塵器、風機等部分
(1)風罩設計
在主要揚塵點設置密閉局部風罩,是減少揚塵的關鍵措施,若揚塵設備無法全密閉,應盡可能縮小開口面積,并盡量只在單側(cè)開孔。同時罩內(nèi)維持微負壓,確保縫隙及無法密閉的開孔有一定吸入風速。吸風口的設置應盡量減少粉塵吸入系統(tǒng),不應設在含塵高或飛濺區(qū)內(nèi),根據(jù)粉塵粗細與揚塵特點,選用合適的吸風速度,不應過大。
(2)風管設計
風管應設定合理的風量、風速并采用有利于排塵的敷設方式。風量應統(tǒng)計全部同時工作風口的風量,附加15%~20%非同時工作風口的風量;除塵器前的風管應盡可能縮短,采用垂直或大于45°角傾斜布置,直管段應盡量短并設清掃口,同時不低于最小風速;支管的三通盡量以15~30°角斜接,確保順風流暢無積塵死角;支管管徑應考慮風口的壓力平衡,必要時可設置調(diào)節(jié)閥以平衡風量,在粉塵容易沉積的地方設置清掃口。
(3)除塵器的選用
應根據(jù)粉塵特性選用,同時考慮經(jīng)濟性、環(huán)保等因素;一個系統(tǒng)可選用幾個不同類型的除塵器,提高效率,降低成本,如可先經(jīng)過簡單的重力、慣性除塵部件或設備,再經(jīng)過旋風除塵器,最后由填料塔、袋式除塵、電除塵等高效除塵器把關。
(4)儀表與自控
要保證系統(tǒng)的高效運行,還應為系統(tǒng)調(diào)試和長期運行設置必要的檢測條件,如測壓測溫點、測速口。除塵設備重要參數(shù)的在線監(jiān)測、袋式除塵器自動反吹控制等。
(5)其他
除塵系統(tǒng)除考慮效率成本因素外,設計中還應考慮具體工程特點。有易燃易爆特性的應做好靜電接地,必要時設置防爆口;有酸堿腐蝕的應選用耐腐蝕材料,特別是袋式除塵的濾袋材料;含有害氣體的,風口、風量和除塵設備還需同時滿足有害氣體處理的要求;排氣管高度應滿足環(huán)保要求。
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