帶式輸送機除塵方式的確定丨除塵系統選型丨除塵系統設計

我國近年來雖然大力倡導補貼新能源的研發和使用，但是目前國內發電依然式火力為主，而多數地區的火力電廠以燃煤為主，其煙塵排放量大、廢棄物多、污染大而成為煙塵污染的最主要來源。帶式輸送機是電廠輸煤系統廣泛使用的運輸設備，在輸煤皮帶轉載處，粉塵會向工作區逸散。文章就此探討了帶式輸送機的除塵系統設計。

　　環境中有害物質的產生主要有兩個來源，其一：自然過程產生的有害物質。一般通過大氣的自凈作用可以消除；其二：人類活動過程產生的有害物質。不但直接危害人類的健康，也影響到自然過程的進化，成為可持續發展的絆腳石。因此，對于后者，必須采取強制手段加以控制，并采取有效的除塵技術。

　　人類活動過程產生的有害物質主要有三個方面：工藝生產過程中產生的有害物質，生活過程中產生的有害物質及交通運輸過程中產生的有害物。火力電廠以燃煤為主，其煙塵排放量大、廢棄物多、污染大而成為煙塵污染的最主要來源。

　　1 輸煤系統粉塵產生機理和治理現狀

　　1.1 粉塵的產生機理

　　帶式輸送機是電廠輸煤系統廣泛使用的運輸設備，多用于輸送松散密度為0.8t/m3～2.5 t/m3的各種粒狀、粉狀的散體物料。在輸煤皮帶轉載處，物料在下降過程中，受到重力勢能以及輸煤皮帶等運動部件傳遞的動能，空氣同物料一起流動，這幾方面的作用造成了罩內的正壓，在這一壓力的作用下，粉塵會向工作區逸散。另外，輸煤皮帶本身也是一個不可忽略的塵源，因為它在輸煤過程中，不可避免的會發生皮帶的振動，從而產生揚塵現象。并且揚塵分散度比較高，5 m以下的占到了70%以上。整個輸煤過程多在戶外進行，因此會使粉塵產生飛揚甚至擴散到整個操作區。同時，已經降落的粉塵在設備運轉、人員走動時有可能會產生二次揚塵。

　　1.2 粉塵的危害

　　粉塵是指懸浮于氣體介質中的微小固體顆粒，在重力作用下會發生沉降，但是可以在一段時間內保持懸浮的狀態。工業生產過程中的粉塵通常是由于固體物質受到破碎、碾磨、篩分以及輸送等機械作用而形成的，形狀不規則，粒徑分布廣（1～200 m）。

　　輸煤皮帶及轉載處的粉塵屬于生產性粉塵，在生產過程中產生和形成、能較長時間在空氣中保持懸浮狀態。這是主要需要除塵系統處理的對象。這一氣溶膠形式的含塵空氣對人體及環境危害極大。

　　粉塵的危害除了對大氣環境的污染外，還有以下一系列的危害。

　　（1）粉塵對人體健康造成危害。粉塵易引起呼吸系統疾病。常見的有塵肺、慢性阻塞性肺病、上呼吸道肺病。

　　（2）粉塵爆炸危害。分散在空氣（或可燃氣）中的某些粉塵，在同時具備氧氣、高溫熱源、可燃粉塵、容積條件下，會發生燃燒、爆炸。粉塵的爆炸在瞬間產生，伴隨著高溫、高壓、使空氣膨脹形成的沖擊波，具有很大的摧毀力和破壞性。

　　（3）粉塵對能見度的影響。當光線通過含塵介質時，由于塵粉對光的吸收、散射等作用，光強會減弱，出現能見度降低的情況，這給工人的操作和檢修帶來極大的不便，同時也會給安全帶來隱患。

　　2.除塵方式的確定

　　帶式輸送機參數選擇如下：B = 1200mm，V = 2.5m/s，Q = 1200t/h。通過調查研究，輸煤皮帶作為輸煤系統主要的運輸設備，是散塵量很大的設備，輸煤系統的主要塵源為輸送機的轉載點，皮帶整體本身也作為一個散塵點。在本次設計中，把輸煤皮帶及轉載處作為一個整體的塵源點進行處理。

　　濕式除塵器在結構設計上采用碰撞、擴散等作用，塵粒在除塵器中由于氣流通道的突然縮小、擴大、變向，發生凝聚、附著、重力沉降、離心分離等復雜的過程，以便可以與氣體分離。其壓力損失在250～1500Pa（低能耗）和2500～9000Pa（高能耗）之間。用于不同工況的濕式除塵器按照其結構和除塵機理可以分為以下幾類：（1） 重力噴霧濕式除塵器：比如，噴淋洗滌塔；（2） 旋風式濕式除塵器：比如旋風水膜式除塵器、水膜式除塵器；（3） 自激式濕式除塵器：比如沖激式除塵器、水浴式除塵器；（4） 填料式濕式除塵器：比如填料塔、湍球塔；（5） 泡沫式濕式除塵器：比如泡沫式除塵器、旋流式除塵器、漏板塔；（6） 文丘里濕式除塵器：比如文氏管除塵器；（7） 機械誘導式濕式除塵器：比如撥水輪除塵器。

　　旋風式濕式除塵器與干式除塵器相比，由于附加了水滴的捕集作用，除塵效率明顯提高。此外，由于在旋風式濕式除塵器中，帶水現象比較少，則可以采用比噴霧塔中更細的噴霧。氣體在螺旋運動的過程中，受到離心力的作用，把水滴甩向外壁，形成壁流而流到底部出口，因此水滴的有效壽命較短。為了增強水滴的捕集效果，需要采用較高的入口氣流速度，使氣液間的相對速度增大。水滴越細，它在氣流中保持自身速度和有效捕集能力的時間越短，理論上的最佳水滴直徑為100 m左右，實際中常采用的水滴直徑在100 m～200 m。旋風除塵器適于凈化5 m以上的粉塵，除塵效率一般可達到90%以上，壓損為250～1000Pa，尤其適合于氣量大和含塵濃度高的除塵。

　　3除塵系統方案的確定

　　除塵系統設計關系到除塵效果的好壞、運行費用的高低、管理方便與否、排放能否合格。本章介紹除塵系統的設計要點、除塵系統的材料與配件、除塵系統的設計計算及除塵系統的安全與維護。

　　4 除塵器的選型

　　影響臥式水膜除塵器性能的關鍵因素是除塵器內的水位。由于氣流通過由水面到內管的底面之間形成的通道，所以當水位過高時，所形成的水膜過分強烈，除塵器阻力過大，風量降低；反之若水位過低時，水膜不能形成或形成不全，除塵器達不到應有的除塵效率。為了保證一定的水位，可設置溢流管及其水封裝置。當水位過高時，由溢流管將水溢出，溢流管的下端接入水封中。臥式旋風水膜除塵器按照不同的脫水方式可以分為檐板脫水和旋風脫水兩種；按照導流板旋轉的方向可以分為右旋和左旋；按照進口方式可以分為上進的A式和水平的B式。臥式旋風水膜除塵器的除塵效率一般不大于95%，除塵風量變化在20%以內，除塵效率幾乎不變。

　　5 結論

　　在設計過程中，考慮到了粉塵的物理性質，包括粒徑、密度、粘附性、潤濕性、電性、爆炸性以及安息角。對現有的除塵方法和除塵設備的除塵機理進行了分類研究和綜合比較，在此基礎上，最終確定了采用臥式旋風水膜除塵器最為系統中的除塵設備。

　　通過資料的搜集與整理，設計出了采用局部密閉罩的除塵系統。設計中采用了計算機進行輔助計算和圖表繪制。

　　經過塵源點的確定，塵源抽風量的計算，除塵系統管道的布置和壓力損失的計算，確定了管網尺寸、除塵器型號為CT531、通風機選用4-72系列離心式通風機。此外，對污水的處理進行設計計算，確定污水池的尺寸。最后，對設備進行了經濟性分析。

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