面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计

面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 I 摘 要 粉尘是生产过程中产生并能较长时间悬浮于空气中的固体微粒。在面粉厂和粮仓内，小麦的输送、破碎、磨研、筛分和包装等生产环节，都是产生粉尘的源头。粉尘污染车间和四周环境空气，危害身体健康。 通风除尘是粮食生产中的重要环节，它对确保生产环境洁净，保护生产者身体健康具有重要意义。袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维过滤材料将含尘气体中的粉尘滤出的除尘设备，不仅对粉尘有很好的捕集效果，而且辅以必要的措施还可以处理一些有毒有害的气体，已成为防止大气污染、改善劳动条件、回收有用物料以及保护机电设备的有效装置。袋式除尘器在面粉工业中得到了广泛的应用，如送料、加工、成品输送、包装等生产场所的除尘，都可以由袋式除尘器完成。 本设计依据规模、工艺等条件及排放标准的要求，对脉冲袋式除尘器的结构进行了设计计算和三维实体模拟；通过选择合理的滤袋滤料、清灰方式，提高了脉冲袋式除尘器的捕集效率和使用寿命，并对辅助设备进行了设计和选型。设计完成了脉冲袋式除尘器计算说明书一份。 关键词： 粉尘，脉冲袋式除尘器，结构设计 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 II Abstract Dust is the solid particles of the production process and can have a longer period of time suspended in the air. In the flour mills and granary, the delivery, crushing, grinding research, screening and packaging of wheat and other production sectors, are the source of dust generated. Workshops dust pollution of air and the environment pollution is hazardous to health. Ventilation is an important link in the foodstuff production and its of far reaching importance to ensure production environment clean and protect the health of producers. Bag filter is a removing equipment to filter the dust in dust gas, not only for a very good dust trapping effect, and supplemented by the necessary measures can also deal with some of the toxic and harmful gas, has become the prevention of air pollution and improve working conditions, recycling useful materials and the effective protection of electrical and mechanical equipment installation. Bag filter in the flour industry has been widely used, such as feed, processing, product delivery, packaging and other production sites of dust, can be completed by the bag filter. Based on size, technology and other conditions of effluent standards, structure of the pulse bag was calculated and designed and 3D model ;by choosing a reasonable filter bag filter, cleaning, raising the pulse of the bag filter collection efficiency and service life, and design and type selection for auxiliary equipment. Design completed the documentation of the bag filter. Key words: dust, pulse bag filter, structural design 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 III 目录 第一章 前 言 . 1 1.1 我国的大气污染现状 . 1 1.2 粉尘特征及其危害 . 1 第二章 袋式除尘器简介 . 4 2.1 袋式除尘器的工作原理 . 4 2.2 袋式除尘器的组成 . 5 2.3 袋式除尘器的分类 . 5 2.4 袋式除尘器发展概况 . 8 2.5 袋式除尘器在我国的应用 . 9 2.6 袋式除尘器的发展趋势 . 9 第三章 脉冲袋式除尘器主体结构的初步设计 . 10 3.1 设计依据 . 10 3.2 脉冲喷吹袋式除尘器 . 10 3.3 滤袋滤料的选择 . 12 3.4 脉冲袋式除尘器部件的设计和计算 . 14 第四章 主要辅助系统的设计选用 . 27 4.1 除尘管道设计 . 27 4.2 风机的选择 . 28 4.3 脉冲清灰工艺与结构设计 . 29 4.4 平台设计 . 31 第五章 系统的投资概预算和运行管理 . 32 5.1 工程概算 . 32 5.2 脉冲袋式除尘器易发故障 . 33 5.3 脉冲袋式除尘器的安装、调试、操作及维护 . 34 5.4 工业卫生与安全消防 . 35 第六章 结论与展望 . 37 参 考 文 献 . 38 致 谢 . 40 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 IV 声 明 . 41 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 1 第一章 前 言 1.1 我国的大气污染现状 中国是世界上最大的发展中国家，目前正处于工业化时期，经济规模庞大。钢产量11233 亿吨，居世界第一位；水泥产量512 亿吨，居世界第一位；煤炭产量和消费量也居世界第一位；发电量、化肥产量居世界第二位。由于我国这些重化工、原材料、能源工业的生产工艺及设备相对落后，能源耗费大，污染严重。同时，中国正在加快城市化进程，这些都加重了对大气环境的污染: 1998 年全国烟尘排放量1452 万吨，粉尘排放量1322 万吨，二氧化硫排放量2090 万吨。世界上十大空气污染城市，中国就占了九个。由这一串数字我们便可以非常直观的了解到我国现今大气污染的严重情况大气污染治理的务必性和即时性。 1.2 粉尘特征及其危害 由于本设计要求为对面粉厂进行除尘。 考虑到面粉厂的空气中多为面粉粉尘，所以着重考虑一下粉尘的危害。粉尘对人体对生产对产品质量对环境对自然景物的美观对生态平衡都有影响。粉尘危害人体健康的主要因素为粉尘的化学成分、粉尘的颗粒度和粉尘的浓度。 1.2.1 粉尘的来源 工业生产，交通运输和农业活动，产生大量粉尘。据统计，农业粉尘约占粉尘总量的10% 左右，大量的粉尘来源于工业生产和交通运输。尤其建材工业，冶金工业，化学工业，工业与民用锅炉产生的粉尘最为严重。具体地讲，下列活动和过程产生大量粉尘1: (1) 物料的破碎、研磨； (2) 粉状物料的混合、筛分、运输和包装； (3) 物料的燃烧； (4) 汽车废气中的溴化铅和有机物组成的颗粒； (5) 金属粒子的凝结、氧化。 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 2 此外，风和人类的地面活动，产生土壤尘。土壤尘一般大于1，容易沉降，但又不断随风飘起。 1.2.2 粉尘的化学性质 粉尘的化学成分直接决定粉尘对机体的有害程度。有毒的金属粉尘和非金属粉尘(铬、锰、镉、铅、汞、砷等)进入人体后，会引起中毒以至死亡。吸入铬尘能引起鼻中隔溃疡和穿孔，使肺癌发病率增加;吸入锰尘会引起中毒性肺炎；吸入镉尘能引起肺气肿和骨质软化等。 无毒性粉尘对人体危害也很大。长期吸入一定量的粉尘，粉尘在肺内逐渐沉积，使肺部产生进行性、弥漫性的纤维组织增多，出现呼吸机能疾病，称为尘肺。吸入一定量的二氧化硅的粉尘，使肺组织硬化，发生矽肺。 1.2.3 粉尘的分散度 粉尘的分散度是指粉尘粒颗大小的组成。粉尘的大小是危害人体健康的另一个重要因素。不同大小的粉尘在呼吸系统各部位的沉积情况各不相同。一般直径在100以上的尘粒很快在空气中沉降，无害于人体的健康。10以上的粉尘被阻留于呼吸道之外，5到10的尘粒大部分通过鼻腔、气管上呼吸道时被这些器官的纤毛和分泌粘液所阻留，经咳嗽、喷嚏等保护性反射而排出。小于5的尘粒则会深入和滞留在肺泡中(部分0.4以下的粉尘可以在呼气时排出)。粉尘越细，在空气中停留的时间越长，被吸入的机会就越多。粉尘越细，比表面积(单位重的表面积) 越大，在人体内的化学活性越强，对肺的纤维化作用越明显。 1.2.4 粉尘的光学性质和能见度 粉尘的光学性质包括粉尘对光的散射、反射、吸收和透光程度。大气中的粉尘对光的散射，使大气的能见度大为降低，这是一种严重的大气污染现象。城市中这种污染最强烈，这种情况可能扩展到区域性范围以至全球范围。 1.2.5 粉尘的自燃性和爆炸性 物料被研磨成粉料时，总表面积增加，系统的自由表面能也增加，从而提高了粉尘的化学活性，特别是提高氧化产热的能力，在一定情况下会转化成燃烧状态，这就是粉尘的自燃性。自燃性粉尘造成火灾的危险是很大的。 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 3 在密封空间内可燃性悬浮粉尘的燃烧会导致化学爆炸， 这就是粉尘的爆炸性。我国东北一麻纺厂曾发生粉尘爆炸事件。 爆炸危险最大的粉尘(如砂糖、胶木粉、硫及松香等)，爆炸的下限浓度小于16g/m3。有爆炸危险的粉尘(如铝粉、亚麻、页岩、面粉、淀粉等)，爆炸下限浓度在10g/m3到65g/m3之间。对于有爆炸危险和火灾危险的粉尘在进行通风除尘设计时必须要给予充分注意，采用必要的措施。 1.2.6 粉尘的浓度，卫生标准 粉尘的浓度是指空气中粉尘的含量，通常以每立方米的空气中所含粉尘的毫克数(mg/m3)或者克数(g/m3)来表示。 我国现行的工业企业设计卫生标准对生产性粉尘是按游离SiO2的含量来确定作业区浓度的。表1.1中列出部分粉尘的卫生标准: 表 1.1 生产性粉尘的卫生标准 粉 尘 名 称 车间空气中最高允许 含尘浓度 (mg/m3) 含 10% 以上游离 SiO2的粉尘 2 含 80% 以上游离 SiO2的粉尘 不超过 1 含 10% 以下游离 SiO2的粉尘 4 含 10% 以上游离 SiO2的水泥尘 6 无毒性生产性粉尘 10 卫生标准对居民区大气中粉尘的最高允许浓度也作了明确规定:粉尘自然沉降量(在当地清洁区基础上允许增加的数值) 3 吨/平方公里月 烟尘：一次性浓度0.15mg/m3，日平均浓度0.05mg/m3； 飘尘：一次性浓度0.5mg/m3，日平均浓度0.15mg/m3； 汞：日平均浓度0.0003mg/m3； 铍：日平均浓度0.00001mg/m3。 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 4 第二章 袋式除尘器简介 2.1 袋式除尘器的工作原理 图 2.1 是袋式除尘器结构简图。含尘气体进入除尘器后，通过并列安装的滤袋，粉尘被阻留在滤袋的内表面，净化后的气体从除尘器上部出口排出。随着粉尘在滤袋上的积聚，含尘气体通过滤袋的阻力也会相应增加。当阻力达到一定数值时，要及时清灰，以免阻力过高，造成除尘效率下降。含尘气体中的粉尘被阻留在滤袋表面上的这种过滤作用通常是通过筛分、惯性碰撞、黏附、扩散和静电等作用而被捕集的。图 2.1 所示的除尘器是通过凸轮振打机构进行清灰。 图 2.1 袋式除尘器结构简图 1 凸轮振打机构 2 含尘气体进口 3 净化气体出口 4 排灰装置 5 滤袋 国内目前的袋式除尘器相当大的一部分采用针刺毡材料等传统滤料，属于深层过滤，即依靠截留在过滤材料上的微尘颗粒层进行分离，一般存在着过滤阻力大、反冲洗频率高等问题， 使得袋式除尘器的寿命比较短，操作相对困难2。国外现在是通过表面过滤技术来克服上述问题的，在美国燃煤电厂袋式除尘器使用覆膜滤料 ( 表面过滤技术 ) 的比例已达 85 %。表面过滤技术是指粉尘不透入滤料内，而全部沉积在滤料表面的过滤技术，图 2.2 和 2.3 是两种过滤机理对比3。 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 5 图 2.2 深层过滤机理 图 2.3 表面过滤机理 2.2 袋式除尘器的组成 袋式除尘器主要由滤袋、壳体、灰斗和清灰机构等部分组成。滤袋是过滤的主要作用部件，用纤维织物制成，多为柱状，横断面有圆形、多边形、梯形和扁矩形等；滤袋有时也做成匣状。按气体通过方向的不同，滤袋可分为正压袋和负压袋两种。气体由内向外流动的滤袋为正压袋，工作过程中能自己保持稳定的形状，常用于较简易的过滤器中。气体由外向内流动的滤袋为负压袋，负压袋必须用构架支撑，构架常用金属线材制成其形状多为笼状或螺旋状。清灰机构是袋式除尘器的重要组成部分，清灰是过滤装置运行的重要环节。 2.3 袋式除尘器的分类 滤袋除尘设备主要是以清灰方式区分种类。在国内常见的有机械振动、大气反吹、负压反吹、气箱喷吹、环隙喷吹、长袋低压脉冲和高效脉冲等。下面针对这几种除尘器的清灰原理和优缺点进行分析。 2.3.1 振动清灰 面粉加工厂用小型袋式除尘器结构设计 6 机械振动清灰是属于最原始的清灰方式，利用机械动力把