工業(yè)廠房除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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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(dǎo)致呼吸道、皮膚炎癥，嚴(yán)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(yáng)塵的工序只是一部分，但若任由粉塵在空氣中自由擴(kuò)散，粉塵的危害將蔓延全廠，甚至達(dá)到廠外很遠(yuǎn)的地方。因此，在揚(yáng)塵工序安裝有效的除塵系統(tǒng)，對維護(hù)職工權(quán)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(jì)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(shè)計(jì)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(fēng)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(shè)計(jì)。

(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(yáng)塵，過高容易形成局部電場，導(dǎo)致除塵效率急速下降。

(5)對于有爆炸性的粉塵

設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)時應(yīng)高度重視防爆工作。在除塵器選用、管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝場所選擇、電器設(shè)備選用等各環(huán)節(jié)都應(yīng)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(fù)荷、能耗及經(jīng)濟(jì)性等多方面因素。不同的除塵器因工作原理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異，設(shè)計(jì)時需掌握各自的特點(diǎn)，以達(dá)到理想的除塵效果。

(1)重力沉降室具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的優(yōu)點(diǎn)

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(qiáng)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(fēng)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(gòu)簡單、造價低、體積小、效率較高等優(yōu)點(diǎn)，在初級除塵方面應(yīng)用非常廣泛；在設(shè)計(jì)使用時應(yīng)注意：優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，適當(dāng)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(yán)格控制底部排灰處結(jié)構(gòu)的嚴(yán)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(fēng)二次揚(yáng)塵。

(3)袋式除塵器具有效率高、粉料回收方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)

在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但在溫度高、粘性粉塵等工況下不宜采用。設(shè)計(jì)過程應(yīng)明確：處理風(fēng)量、運(yùn)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(qiáng)、允許高風(fēng)速、壓損較小，應(yīng)用廣泛，選用時還應(yīng)計(jì)算其清灰氣源消耗量。

(4)噴霧旋風(fēng)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(diǎn)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(shè)備復(fù)雜、占地面積大，使用和維護(hù)技術(shù)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(xì)粉塵，與袋式除塵器有很強(qiáng)的優(yōu)勢互補(bǔ)，采用電袋復(fù)合除塵技術(shù)，先經(jīng)過電除塵，再經(jīng)袋式除塵，可實(shí)現(xiàn)低阻、高效、長周期運(yùn)行，并可達(dá)標(biāo)排放，因此，目前電袋復(fù)合除塵器使用越來越廣泛。

3除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

3.1產(chǎn)塵廠房的布置

廠房布置時應(yīng)考慮減少粉塵擴(kuò)散和影響程度，宜將其布置在廠區(qū)最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)；工藝設(shè)備布置時，應(yīng)盡量將產(chǎn)塵設(shè)備集中布置，縮小粉塵擴(kuò)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(yīng)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(yáng)塵的設(shè)備，如密閉輸送設(shè)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(diǎn)。

3.3粉料抑塵處理

尤其是需要進(jìn)一步破碎、裝載、運(yùn)輸?shù)姆哿?，要對粉料進(jìn)行抑塵處理。常用的方法有：物料噴水濕潤促進(jìn)粉塵粘結(jié)；采用機(jī)械設(shè)備壓球、造粒；噴霧降塵；可根據(jù)工程特點(diǎn)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(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)除塵通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括風(fēng)罩、風(fēng)管、除塵器、風(fēng)機(jī)等部分

(1)風(fēng)罩設(shè)計(jì)

在主要揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)置密閉局部風(fēng)罩，是減少揚(yáng)塵的關(guān)鍵措施，若揚(yáng)塵設(shè)備無法全密閉，應(yīng)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(fù)壓，確?？p隙及無法密閉的開孔有一定吸入風(fēng)速。吸風(fēng)口的設(shè)置應(yīng)盡量減少粉塵吸入系統(tǒng)，不應(yīng)設(shè)在含塵高或飛濺區(qū)內(nèi)，根據(jù)粉塵粗細(xì)與揚(yáng)塵特點(diǎn)，選用合適的吸風(fēng)速度，不應(yīng)過大。

(2)風(fēng)管設(shè)計(jì)

風(fēng)管應(yīng)設(shè)定合理的風(fēng)量、風(fēng)速并采用有利于排塵的敷設(shè)方式。風(fēng)量應(yīng)統(tǒng)計(jì)全部同時工作風(fēng)口的風(fēng)量，附加15%~20%非同時工作風(fēng)口的風(fēng)量；除塵器前的風(fēng)管應(yīng)盡可能縮短，采用垂直或大于45°角傾斜布置，直管段應(yīng)盡量短并設(shè)清掃口，同時不低于最小風(fēng)速；支管的三通盡量以15~30°角斜接，確保順風(fēng)流暢無積塵死角；支管管徑應(yīng)考慮風(fēng)口的壓力平衡，必要時可設(shè)置調(diào)節(jié)閥以平衡風(fēng)量，在粉塵容易沉積的地方設(shè)置清掃口。

(3)除塵器的選用

應(yīng)根據(jù)粉塵特性選用，同時考慮經(jīng)濟(jì)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(shè)備，再經(jīng)過旋風(fēng)除塵器，最后由填料塔、袋式除塵、電除塵等高效除塵器把關(guān)。

(4)儀表與自控

要保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行，還應(yīng)為系統(tǒng)調(diào)試和長期運(yùn)行設(shè)置必要的檢測條件，如測壓測溫點(diǎn)、測速口。除塵設(shè)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(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮具體工程特點(diǎn)。有易燃易爆特性的應(yīng)做好靜電接地，必要時設(shè)置防爆口；有酸堿腐蝕的應(yīng)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(fēng)口、風(fēng)量和除塵設(shè)備還需同時滿足有害氣體處理的要求；排氣管高度應(yīng)滿足環(huán)保要求。

作者：余道騰 李瑞濤 單位：中昊晨光化工研究院有限公司