电袋复合除尘器毕业设计论文.docx

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电袋复合除尘器毕业设计论文

国投新登煤业矿井通风设计毕业设计

1.编制依据及主要资料1

1.1编制依据1

1.2主要资料1

1.3相关法律法规1

2.设计条件及基础数据2

2.1设计条件2

2.1.1烟气来源及烟气性质2

2.1.2自然条件2

2.2设计任务2

2.3设计原始数据3

3.烧结机机尾除尘工艺方案比选4

3.1除尘原理及其优缺点4

3.1.1电除尘器4

3.1.2袋式除尘器5

3.1.3电袋复合除尘器6

3.2除尘器的确定7

3.2.1电除尘器使用的局限性7

3.2.2布袋除尘器使用的局限性7

3.2.3电袋复合除尘器的优势8

4.电袋复合除尘器总体设计计算10

4.1静电除尘单元设计计算10

4.1.1收尘极总面积10

4.1.2电场风速及有效断面积11

4.1.3通道宽度及通道数12

4.1.4电场长度与电场数12

4.1.5烟气在电场区停留时间13

4.1.6电除尘单元出口浓度13

4.1.7阴极系统13

4.1.8阳极系统16

4.1.9进口烟箱18

4.1.10气流分布板19

4.1.11灰斗的设计19

4.1.12电除尘单元电压选型21

4.2布袋除尘单元设计计算26

4.2.1滤料的选型26

4.2.2布袋除尘单元过滤风速30

4.2.3总过滤面积31

4.2.4单条滤袋面积31

4.2.5滤袋数量32

4.2.6脉冲阀32

4.2.7气源气包的设计33

4.2.8喷吹管的设计34

4.2.9花板的设计36

4.2.10灰斗的设计37

5.管道系统计算39

5.1密闭罩及管道设计39

5.1.1密闭罩的设计39

5.1.2管道的设计39

5.2系统阻力的计算40

5.2.1管道阻力的计算40

5.2.2电袋复合除尘器本体阻力计算41

5.3风机的选型41

6.除尘器涂装、保温设计43

6.1除尘器涂装设计43

6.1.1钢材除锈43

6.1.2涂料选择和涂层结构44

6.2除尘器保温设计46

6.2.1保温设计原则46

6.2.2保温材料种类和性能46

6.2.3保温材料选择46

6.2.4保护层材料选择48

7.投资估算工成本费用49

7.1.建设费49

7.1.1设备费49

7.1.2包装运输费50

7.1.3建筑安装费51

7.2运行费51

7.3投资总费用估算51

参考文献52

致谢53

1.编制依据及主要资料

1.1编制依据

（1）本科毕业设计（论文）任务书

（2）电除尘器设计、调试、运行、维护+安全技术规（JBT6407-2007）

（3）袋式除尘器技术要求（GB/T6719-2009）

（4）袋式除尘器安装技术要求与验收规（JBT8471-2010）

（5）电袋复合除尘器设计、调试、运行、维护安全技术规（JB/T11644-2014）

1.2主要资料

〔1〕《大气污染控制技术手册》马广大主编，化学工业2010年

〔2〕《钢铁企业采暖通风设计手册》冶金工业部建设协调司编冶金工业1996年

〔3〕《钢铁工业环保技术手册》韩剑宏主编，化学工业出版2006年

〔4〕《除尘装置系统及设备设计选用手册》唐敬麟，禄虎2004年

〔5〕《环保设备设计手册—大气污染控制设备》周兴求，时代启2004年

〔6〕《袋式除尘技术手册》隆枢主编机械工业2010年

〔7〕《袋式除尘器设计指南》建勋主编机械工业2012年

〔8〕《袋式除尘器滤料及配件手册》王金波主编东北大学2007年

〔9〕《现代烟气除尘技术》祁君田主编化学工业2008年

〔10〕《最新电除尘器的选型安装和运行及其技术应用实用手册》王洪礼主编中国机械工业2006年

〔11〕《全国通用通风管道计算表》中国建筑工业1997年

1.3相关法律法规

《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》（GB28662-2012）

2.设计条件及基础数据

2.1设计条件

2.1.1烟气来源及烟气性质

（1）烟气来源

某钢厂265m2烧结机机尾烟气主要来源于烧结机尾部和紧靠它配置的生产设备（如破碎、筛分和运输设备等）所散发的含尘气体，一般都集中到机尾除尘系统进行处理。

（2）烟气性质

烧结机尾平均烟气温度80～150℃，烟气湿度小，含水率约3%～5%，粉尘含铁量和烧结矿的含铁量相近，Fe在50％以上，CaO占10％左右、SiO2在10％以下，其余为少量MgO等，粉尘比电阻109～1012Ω·cm，具有颗粒粗、磨琢性强等特点。

2.1.2自然条件

项目拟建地所在区域为省市韩城市当地自然条件。

省韩城市位于关中平原东北隅，距省会210余公里，北依宜川，西邻黄龙，南接合阳，东隔黄河与省河津、乡宁、万荣等县市相望。

地处北35°18′50″-35°52′08″，东经110°7′19″-110°37′24″，降水集中在夏季，冬季寒冷干燥，属于温带季风气候。

2.2设计任务

本次设计为某钢厂265m2烧结机机尾除尘，其出口烟气量为480000m3/h（标况）。

烧结机机尾烟气含尘浓度为15g/m3，则要求除尘器出口粉尘浓度小于30mg/m3。

2.3设计原始数据

入口粉尘浓度

15g/m3

出口粉尘浓度

30mg/m3

处理风量（m3/h）

480000m3/h

废气温度（℃）

80~130℃

当地大气压（hPa）

99.8KPa

粉尘比电阻（Ω）

1011·cm以下

表2-1设计原始数据

3.烧结机机尾除尘工艺方案比选

3.1除尘原理及其优缺点

3.1.1电除尘器

（1）原理

电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在极板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种设备。

电除尘器的除尘过称可分为四个阶段：

①气体的电离

②粉尘获得离子而荷电

③荷电粉尘向电极移动

④将电极上的粉尘清除到灰斗中去

第一阶段是形成高压电场，将空气电离。

第二和第三阶段是粉尘颗粒荷电并在电场力作用下，向相反的电极移动并聚集在电极上，是除尘器两个最基本的作用过程。

第四阶段是从电极上回收粉尘，干式电除尘器多使用振打方式，湿式电除尘器则以水冲洗。

（2）优缺点

优点

①净化效率高，电除尘器可以通过加长电场长度、增大电场有效通流面积、改进控制器的控制质量、对烟气进行调质等手段来提高除尘效率，以满足所需要的除尘效率。

对于常规电除尘器，正常运行时，其除参尘效率一般都高于99%。

能够铺集0.01微米以上的细粒粉尘。

在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。

②阻力损失小，设备阻力小、总能耗低。

电除尘器的总能耗是由设备阻力、供电装置、加热装置、振打和附属设备（卸灰电动机、气化风机等）的能耗组成的。

电除尘器的阻力损失一般为150～300Pa，约为袋式除尘器的1/5，在总能耗中所占的份额较低。

一般处理lOOOm/h的烟气量需消耗电能0.2-0.8kWh。

一般在20毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。

③烟气处理量大。

电除尘器由于结构上易于模块化，因此可以实现装置大型化。

单台电除尘器的最大电场截面积达到了400平方米。

④允许操作温度高，如SHWB型电路尘器最好允许操作温度250℃，其他类型还有达到350~400℃或者更高的。

⑤可以完全实现操作自动控制。

缺点

①设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。

②对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率。

③受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。

④一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。

⑤在某些企业实用效果达不到设计要求。

3.1.2袋式除尘器

（1）原理

袋式除尘器是一种干式滤尘装置。

它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。

滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。

（2）优缺点

优点

①除尘效率高，袋式除尘器可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上；

②使用灵活，袋式除尘器处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以作为直接设于室，机床附近的小型机组，也可作成大型的除尘室，即“袋房”；

③袋式除尘器结构比较简单，运行比较稳定，初投资较少（与电除尘器比较而言），维护方便。

所以，袋式除尘器广泛应用于消除粉尘污染，改善环境，回收物料等；

④粉尘处理容易。

袋式除尘器是一种干式除尘设备，不需用水，所以不存在污水处理或泥浆处理问题，收集的粉尘容易回收利用。

缺点

①有的烟气含水分较多，或者所携粉尘有较强的吸湿性，往往导致袋式除尘器的滤袋黏结，堵塞滤料；

②为保证袋式除尘器正常工作，必须采取必要的烘干或者保温措施以保证气体中的水分不会凝结。

③某些类型的袋式除尘器工人工作条件差，检查和更换滤袋时需要进入箱体，比较麻烦；

④袋式除尘器的滤袋承受温度的能力有一定极限。

棉织和毛织滤料耐温在80-95度，合成纤维滤料耐温200-260度，玻璃纤维滤料耐温280度，在净化温度更高的烟气时，必须采取措施降低烟气的温度；

⑤袋式除尘器的滤料本身多为棉纺或者玻璃纤维，所以在过滤短纤维粉尘时效果会相对减弱。

3.1.3电袋复合除尘器

（1）原理

电袋复合式除尘器是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器，它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。

该复合型除尘器具有效率高，稳定，滤袋阻力低，寿命长，占地面积小等优点，是未来控制细微颗粒粉尘、PM2.5以及重金属汞等多污染物协同处理的主要技术手段。

（2）优缺点

优点

①除尘性能高，高效节能

作为布袋除尘器与静电除尘器的结合体，电袋复合除尘器既具有静电除尘器的优势，可利用电场进行除尘，又具有布袋除尘器的特点，高效率的处理超细粉尘，技术可靠性强，除尘性能好。

②运行阻力小，使用寿命长

电袋复合除尘器的滤袋负荷小，过滤风速较高，占地面积少，可除去大量粉尘。

布袋除尘区中的粉尘是来自静电除尘区的，且带负电，在电荷效应的作用下，粉尘颗粒排列有序，使得除尘器在运行过程中能够保持低阻力运行。

此外，电袋复合除尘器的单元负荷低，颗粒在滤袋表面呈松散结构，压力损失小，从而使得除尘器的使用寿命延长。

3.2除尘器的确定

3.2.1电除尘器使用的局限性

尽管电除尘器迄今为止在环保领域仍处于主导地位,但是电除尘器除了众所周知的一次性投资高以外,还具有应用围受粉尘比电阻的限制、不能很好地适应操作条件的变化和对操作水平要求较高、不能用于捕集有害气体、钢材耗量大、占地面积大等缺点。

（1）粉尘比电阻的限制。

粉尘比电阻过高或过低采用电除尘器进行捕集都比较困难,如果不采取相应的措施采用电除尘器不仅不经济,有时甚至是不可能的,大大限制了电除尘器发展。

粉尘比电阻与烟气温度、湿度、飞灰粒度、飞灰含碳量以及煤的含