展示廳除塵裝置設(shè)計(jì),展示,展現(xiàn),除塵,裝置,設(shè)計(jì) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 展示廳除塵裝置設(shè)計(jì) 展示廳除塵裝置設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 13012 汪志強(qiáng) 中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)正處于全面發(fā)展時(shí)期，鋼鐵、水泥、冶金、化工行業(yè)的產(chǎn)量不斷提高，能源、資源的消耗相當(dāng)大。隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步，給人類生產(chǎn)了許多物質(zhì)財(cái)富和社會(huì)財(cái)富，但是也給人類帶來許多災(zāi)害，其中之一就是環(huán)境污染。 1. 粉塵的危害 粉塵是環(huán)境中主要污染物之一，它是造成塵肺病的根源。平均直徑在2.5μm以下的微粒塵埃會(huì)對(duì)健康造成嚴(yán)重的危害。從鍋爐煙囪排出的粉塵，顆粒度小于10微米的向地面降落速度極慢，特別是小于0.1微米的顆?？砷L(zhǎng)年飄浮于天空被稱作“飄塵”。“飄塵”中含有各種有毒的金屬微粒，如被人們吸入肺后，將有一半粘附在肺上。當(dāng)空氣中“飄塵”濃度達(dá)到100mg/m3時(shí)，會(huì)引起各種呼吸道疾病，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致哮喘、塵肺合并肺癌。 粉塵污染嚴(yán)重時(shí)對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)等都能造成危害。粉塵污染不僅會(huì)影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，并會(huì)造成設(shè)備和金屬的嚴(yán)重腐蝕和磨損；對(duì)于農(nóng)林產(chǎn)品，粉塵污染會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量下降，會(huì)間接得對(duì)人體帶來危害。 為了保障人們的健康和生活條件，必須重視有效控制污染散發(fā)源和消除粉塵問題。 2. 課題概述和意義 我國(guó)正處于改革開放國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期，對(duì)能源的需求量激增，引起粉塵的排放量迅速增加。 經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，居住環(huán)境日益改革，都對(duì)大氣質(zhì)量提出較高的要求，消除粉塵問題，不僅設(shè)計(jì)人們健康和衛(wèi)生條件，而且關(guān)系到高精尖產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境，已經(jīng)為許多科技人員關(guān)注，著手研究有關(guān)的消除粉塵機(jī)理，也出現(xiàn)了各種除塵設(shè)備。工礦企業(yè)選用除塵設(shè)備不僅可以凈化空氣，也可以節(jié)能和降低生產(chǎn)成本，回收處理過的有用物質(zhì)，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。所以除塵設(shè)備在這些工業(yè)領(lǐng)域中既是環(huán)保設(shè)備又是生產(chǎn)設(shè)備。 本課題不同于一般工廠車間的除塵裝置，由于展示廳的場(chǎng)地小，設(shè)備型號(hào)規(guī)格多，且設(shè)備的位置經(jīng)常變動(dòng)，展示廳要求設(shè)計(jì)美觀，風(fēng)管系統(tǒng)輕巧，除塵器、風(fēng)機(jī)放置在室內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮粉塵二次飛揚(yáng)、風(fēng)機(jī)噪聲等環(huán)保問題，保證操作人員的身體健康，由于展示廳的特殊要求，其機(jī)器設(shè)備不同時(shí)工作，但也必須使系統(tǒng)風(fēng)壓風(fēng)速均衡，達(dá)到較好的除塵效果。 3 課題研究 3.1 除塵器種類 根據(jù)主要除塵機(jī)理的不同，目前常用的除塵器可以分為以下幾類： （1） 重力除塵如重力沉降室； （2） 慣性除塵如慣性除塵器； （3） 離心力除塵如旋風(fēng)除塵器； （4） 過濾除塵如袋式除塵器、顆粒層除塵器、纖維過濾器、紙過濾器； （5） 洗滌除塵如自激式除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器； （6） 靜電除塵如電除塵器。 3.2 粉塵特性 除塵器種類繁多，要根據(jù)處理對(duì)象即粉塵的特性來選擇合適的除塵器。在這些特性中，與除塵技術(shù)密切相關(guān)的有：1.粉塵密度：包括真密度和容積密度兩種。2.粘附性：是粉塵與粉塵之間或粉塵與器壁之間力的表現(xiàn)，包括分子力、毛細(xì)粘附力及靜電力等。塵粒間的粘附使塵粒增大，有利于提高除塵效率，而粉塵與器壁間的粘附則會(huì)使除塵器和管道堵塞和發(fā)生故障。3.爆炸性：固體物料破碎后，總表面積大大增加，使粉塵的化學(xué)活潑性也大為增強(qiáng)。某些在堆積狀態(tài)下不易燃燒的可燃物如糖、面粉、煤粉等，當(dāng)它以粉末狀態(tài)懸浮于空氣中時(shí)，與空氣中的氧有了充分的接觸機(jī)會(huì)，在一定的溫度和濃度下，可能發(fā)生爆炸。設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)時(shí)，必須高度注意。4.荷電性與比電阻：粉塵間的相互摩擦和相互作用時(shí)會(huì)使塵粒荷電，但這種粉塵荷電的極性不穩(wěn)定，荷電量也很小。在電除塵器中，要采用人工方法，使塵粒充分荷電，因?yàn)檫@是粉塵的重要特性之一，對(duì)電除塵器的運(yùn)行具有重大影響。5.粉塵的潤(rùn)濕性：粉塵顆粒能否與液體相互附著或附著難易的性質(zhì)成為粉塵的潤(rùn)濕性。這種特性也會(huì)影響除塵器的選擇，例如水泥、石灰等與水接觸后，會(huì)發(fā)生粘結(jié)和變硬，此為水硬性粉塵，不宜采用濕法除塵。 3. 3 一些除塵設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用 1)重力沉降式除塵器 重力沉降式除塵器是一種較簡(jiǎn)易的除塵裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管路壓力損失小、設(shè)備投資省、施工快，可用磚石砌筑，不用或少用鋼材；運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但是，沉降室一般只適用于捕集粗大的飛灰顆粒（大于40～50微米的塵粒），而且除塵效率較低，占地大，難以滿足環(huán)保要求。 2)慣性除塵器 慣性除塵器是利用流動(dòng)塵粒與含塵氣體具有不同的慣性力，當(dāng)含塵氣體急速轉(zhuǎn)向或與擋板、百葉等障礙物碰撞時(shí)，塵粒的運(yùn)動(dòng)軌跡將偏離氣體的運(yùn)動(dòng)方向而把塵粒從氣體中分離出來。這一類設(shè)備適用與捕集粒徑大于20微米的塵粒。由于它的除塵效率較低，一般多用于粗凈化或配合其他型式除塵器組成的復(fù)合式除塵裝置。 3)旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基建投資、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用都較低。旋風(fēng)除塵器本身沒有運(yùn)動(dòng)部件，不需要過多的維護(hù)；它的粉塵負(fù)荷的適應(yīng)性及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)性均較好，除塵效率（對(duì)于粒徑大于5微米的塵粒）也較高。但只適用于含塵少，運(yùn)行工況穩(wěn)定的條件。 4)濕式除塵器 常用于大型的除塵場(chǎng)合。濕式除塵器具有投資少、操作簡(jiǎn)單，占地面積少，能同時(shí)進(jìn)行有害氣體的凈化、含塵氣體的冷卻和加濕等優(yōu)點(diǎn)。特別適用處理高溫高濕和有爆炸性危險(xiǎn)的氣體凈化。濕式除塵器多數(shù)只利用氣相或液相的動(dòng)能使氣相和液相在管道中正面對(duì)沖，即氣相和液相動(dòng)能均用于分散混合氣液兩相，因而分散混合充分，有除塵，吸收效果好，阻力降低等優(yōu)點(diǎn)。 5)電除塵器 電除塵器具有效率高、阻力低、能適用與高溫和除去細(xì)微粉塵等優(yōu)點(diǎn)，而且日常操作費(fèi)用較低，但是投資費(fèi)的多少直接影響著除塵效率。例如水泥回轉(zhuǎn)窯的除塵器，氣體處理量為170000m,要求效率為99%時(shí)，電除塵器的初投資高于袋式除塵器；而要求效率為97%時(shí)，電除塵器的初投資就低于袋式除塵器。對(duì)于比電阻低于10或高于10.cm的粉塵，其電除塵效果將惡化，故不宜選用電除塵器。 6)袋式除塵器 袋式除塵器是一種干式的高效除塵器，它利用纖維組織物的過濾作用進(jìn)行除塵的。其中的關(guān)鍵部分是濾料，濾料的性能對(duì)袋式除塵器的工作具有很大的影響，選擇濾料時(shí)必須考慮含塵氣體的特性如粉塵和氣體的性質(zhì)、溫度、濕度、粒徑等。濾料的特性除了與纖維本身的性質(zhì)（如耐溫、耐磨、機(jī)械強(qiáng)度等）有關(guān)外，還與濾料的表面結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。其次的重要部分是清灰機(jī)構(gòu)，根據(jù)清灰方法不同，有機(jī)械振動(dòng)清灰、逆氣流清灰、回轉(zhuǎn)式逆氣流反吹、脈沖噴吹清灰等除塵器。 袋式除塵器不宜處理含有油霧、凝結(jié)水和粘性粉塵的氣體，也不能用于帶有火花的煙氣。雖然有些局限性，但優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可回收高比電阻粉塵等優(yōu)點(diǎn)。況且在處理含塵濃度高的氣體時(shí)，可以采用多級(jí)除塵，因此在某些場(chǎng)合還是有很大的運(yùn)用率的。例如北京水泥廠采用的分室高壓除塵器，既保留了脈沖清灰的高效能特點(diǎn)，又采用了分室結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的室數(shù)和每室不同的濾袋數(shù)，組成多種不同規(guī)格的產(chǎn)品。這種除塵器分別運(yùn)用于此廠的水泥粉磨系統(tǒng)和煤粉制備系統(tǒng)，具有不錯(cuò)的除塵效果。 袋式除塵器有個(gè)顯著特點(diǎn)在于隨著濾料表面的粉塵積聚，除塵效率會(huì)收到一定的影響。新濾袋的除塵效率不是很高，當(dāng)使用到一定程度后纖維間空隙逐漸減小，在濾料表面形成粉塵層（初層），此時(shí)的除塵器可以達(dá)到相當(dāng)好的除塵效果。 3.4 除塵管道設(shè)計(jì)的選擇 除塵管道設(shè)計(jì)有兩種形式—結(jié)合式和枝狀式?？紤]到展示廳的層高（5米不到）較低，體積較大的結(jié)合器擺放到室內(nèi)的任何位置就顯得極不美觀。所以結(jié)合式在這里不予采用。選用枝狀式能在設(shè)備就位后，根據(jù)除塵管道就近設(shè)備的原則同時(shí)能滿足廠家對(duì)不同設(shè)備的生產(chǎn)工藝要求。 3.5除塵器的選擇 木工設(shè)備在加工木材過程中會(huì)產(chǎn)生木屑、刨屑、切屑以及夾雜在空氣中的大小粉塵顆粒。展示廳要保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)參數(shù)，選擇合適的除塵裝置可以滿足要求。根據(jù)不同除塵器的除塵效率（見表1）比較，理想的是分兩級(jí)除塵。第一級(jí)選用旋風(fēng)除塵器主要負(fù)責(zé)大木屑和粒徑大的塵粒。第二級(jí)選用袋式除塵器則處理剩下粒徑范圍較小的塵粒。這樣可以最大限度地除去空氣中地的粉塵但隨之帶來的設(shè)備初投資大且占地面積多等諸多問題?？紤]到設(shè)計(jì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性和顧客的實(shí)際要求，故選用袋式除塵器。 表1 除塵器的性能比較 除塵器名稱 適用的粒徑范圍 效率 阻力 設(shè)備費(fèi) 運(yùn)行費(fèi) 重力沉降室 50～130 少 少 慣性除塵器 20～50 50～70 300～800 少 少 旋風(fēng)除塵器 5～15 60～90 800～1500 少 中 水浴除塵器 1～10 80～95 600～1200 少 中下 沖激除塵器 95 1000～1600 中 中上 電除塵器 0.5～1 90～98 50～130 大 中上 袋式除塵器 0.5～1 95～98 1000～1500 中上 大 文丘里除塵器 0.5～1 90～98 4000～10000 少 大 4、本課題的基本內(nèi)容 對(duì)某木工展示廳進(jìn)行除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先了解木工除塵的特點(diǎn)，包括粉塵種類、工作環(huán)境、所要達(dá)到的環(huán)境要求等。根據(jù)上述粉塵特性選擇合適的除塵器，提出除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和相應(yīng)的系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)，然后要做的是管路設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，以及除塵器和風(fēng)機(jī)的選用等。最后經(jīng)工廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，完成整個(gè)課題任務(wù)。 主要參考文獻(xiàn) 1. 金國(guó)水，除塵設(shè)備 [M]，北京，化工出版社，2003 2. 工業(yè)通風(fēng)[M]，北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1980 3. 翟友，通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié) [M]，北京，建工工程出版社，1995 4. 除塵設(shè)備的基本理論與運(yùn)用 [M]，北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1980 5. 王政，周學(xué)林. 新型旋風(fēng)除塵器的開發(fā). 過濾與分離，2000 Vol.10 No.1 6. 肖鎮(zhèn). 袋式除塵器在干法水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用. 水泥工程，2000年第6期 7. 肖友國(guó)，傅啟文. 電除塵器監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)思路與實(shí)踐. 電力自動(dòng)化設(shè)備新設(shè)計(jì)思路與實(shí)踐，Vol.20 No.2 8. 李武科,王雅娟．布袋除塵器故障頻率高的原因分析及對(duì)策[DK] ．2003 9. 李勇．袋式除塵器的除塵機(jī)理和影響因素[DK] ．2003 10. 郭愛清 張沛商．淺談我國(guó)除塵設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展[DK] ．2003 11. 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