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1、烧结机尾 40m2电除尘设计（二电场重力沉降）-宽间距 400mm 1、研究的目的与意义：空气是自然界中最为普遍存在的物质之一，但没有空气，几乎所有的好氧异养生物包括我们人类这个进化最为全面的物种都无法生存*。空气对人类而言，片刻不能离，它是自然环境的重要组成部分。但是，随着工农业的迅速发展和世界人口的急剧膨胀，空气污染物质的排放急剧增加，加剧了空气的污染，对人类的生存造成了极大的危害。治理空气污染，控制大气污染物的排放已经成为了一贯迫在眉睫的社会问题。以含尘废气为例，在工业生产中，各种废气的来源非常广泛，冶金、化工、建筑、炼油、炼焦、合成纤维、电力行业等生产过程中时时刻刻都有大量的含尘废气在
2、产生。在钢铁行业中，其相当多的生产操作单元都普遍产生大量的矿尘及各类粉尘，其中厂区的烧结机所产生的粉尘便是一例。其粉尘密度较大，存在极大的潜在危害，对在职职工等的身体健康产生严重的威胁。幸运的是，如今，环境保护问题日益受到人们的重视，标准也越来越严格。在我国，环境保护已经成为一项基本国策。同样以空气污染为例，人类已经认识到含尘废气的严重危害，采用多种除尘设备来控制粉尘的排放，例如机械式除尘器中的重力沉降室除尘器、惯性除尘器以及利用电场力除尘的电除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘器等。但适宜于烧结机尾的除尘器不但有限，而且在实际运行中问题不少。故，要吸取前人精华，避免不足之处来为烧结机尾设计一种高效
3、、成本少且使用周期长的除尘设备便是当务之急。粉尘也具有荷电性和导电性，这样当其荷电以后，其荷电性质是由于它在产生过程中物料的激烈撞击，其彼此间或尘粒与物料间的摩擦，放射线照射以及电晕放电等作用而发生荷电，它的物理性质将有所改变，如凝聚性和附着性增强，并影响尘粒在气体中的稳定性等，对人体的危害随之增加。其某些粉尘的荷电性如表1 所示。粉尘还具有爆炸性，有些粉尘（如镁粉、碳化钙粉尘）与水接触后会引起自然爆炸。另外有些粉尘（如硫矿粉、煤粉尘等）在空气中达到一定浓度时，在外界的高温、摩擦、震动、碰撞以及放电火花等作用下会引起爆炸，还有些粉尘互相接触或混合引起爆炸，如锌粉与镁粉接触。粉尘发火所需要的最低
4、温度称为发火点，与火源的强度、粉尘的种类、粒径、湿度、通风情况、氧气浓度等因素有关。一般是粉尘愈细，发火点愈低，粉尘的爆炸下限愈小，发火点愈低，爆炸的危险性愈大。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -表 1 某些粉尘的荷电性其中，本课题就是为设计一种相关的除尘设备来解决矿尘污染等问题，以满足国家粉尘排放标准的要求；基于冶炼行业粉尘污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，来设计烧结炉的除尘设备，所以此除尘系统的设计旨在控制粉尘的排放，减少对环境的污染，同时，加强、巩固与深化设计者的专业知识及其提高设计者的专业素养和提高解决工程课题的能力。2、国内外研究现状：2.
5、1 国外情况：虽然电除尘技术的应用时间并不长，但是它的发展历史却由来已久，人类在公元前就已经发现静电吸附现象，Coulomb 考察了静电吸附力的大小，他发现的平方反比定律奠定了静电学的科学基础，也是电除尘理论的出发点。但是，电除尘技术应用于工业始于本世纪初，这主要得益于气体放电理论和高压电源及其控制技术的发展。从 1911年起，美国人 W.W.Strong开始研究电除尘理论，他对诸如尘粒荷电、电场形态、除尘效率等方面的问题作了一定的贡献。在 1922年 Deutch 推导出假设在没有紊流、不考虑粉尘的二次飞扬等情况下的除尘效率公式，这就是在理论与实践上都具有重要意义的多依奇公式，至今仍然作为电
6、除尘设计的重要依据。1923 年 Rohman确立了电场荷电的原理，1932年 Pauthnier和 Moreau-Hanot发表了粒子碰撞荷电和扩散荷电的方程式；1951 年，White 导出了更加精细的扩散荷电方程式。1948 年左右White 等人报道了电除尘器补集高比电阻粉尘时反电晕影响的研究成果。Penneg等人对火花放电进行了一定的研究。其中烧结机机尾除尘技术尤其是采用静电除尘器进行烟气净化是一种比较成熟的工艺，但仍存在许多实际运行操作多方面的问题。据报道，电除尘器作为工业设备投入使用历史已近百年。我国于 20世纪 70年代初期才开始生产系列化电除尘器产品。30 年时间的发展，如今
7、电除尘器在我国的环保产业中，已成为技术力量较为雄厚，装备水平较高，开发能力较强的行业之一。同时，电除尘器以其高效率优势，成为极具潜力的除尘设备。3、拟采用的研究方法：3.1.原理：3.1.1.重力沉降室：图 1 为含尘气体在水平流动情况下理想的粉尘重力沉降原理。粉尘种类带正电粒子，%带负电粒子，%不带电粒子，%铁矿尘石英岩粉尘砂岩粉尘54.3 42.5 54.7 36.4 53.1 40.2 9.3 4.4 5.1 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 5 页 -图 1 重力沉降室示意图3.1.2 电除尘器：（a）线板式除尘过程（b）单区除尘过程图 2 除尘过程示意图图
8、 2 为除 尘 过 程 示 意图。在放电电极与集尘电极之间加上直流的高电压，在电晕极附近形成强电场，并发生电晕放电，电晕区内空气电离，产生大量的正、负离子。在放电电极附近的电晕区内，正离子立即被电晕极表面吸引而失去电荷；自由电子和负离子则因受到电场力的驱使和扩散作用，向集尘电极移动，于是在两极之间的绝大部分空间内部都存在着自由电子和负离子，含尘气流通过这部分空间时，粉尘与自由电子、负离子碰撞而结合在一起，实现了粉尘荷电。在电场库仑力的作用下，荷电粉尘被驱往集尘电极，经过单 区 电 除 尘名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -一定时间后，到达集尘电极表面，放出所
9、带电荷而粘附沉集在表面上，逐渐形成一粉尘薄层，当集尘电极表面上粉尘集到一定厚度时，要用机械振打等方法将沉集的粉尘清除，从而达到分离除尘的目的。3.2.设计步骤：3.2.1.重力沉降室设计步骤：首先，具需要确定该室应能100%捕集的最小尘粒的粒径，并据其密度计算出其沉降速度，再，选取气流速度，由具体情况确定高度H（或者宽度 W）最后，按公式计算出高度H 或者宽度 W。L=H u/vs(m)W=Q/3600H u(m)3.2.2.电除尘部分设计步骤：由设计条件确定或算出除尘效率及粉尘粒子驱进速度 f=1/1/(1*)A=f.Q N=A/2*l*h=F/b1*h=Q/b1*h*v v=Q/b1*n*
10、h t=l/v 与实际对照v 与 t 合适否？如h 合适F=Q/v，l=v*t 每电场电晕线有效长度l=h/0.2N I1=i1*l 或 I2=i2*A/N 最后确定供电方式和台数等3.2.4.工艺流程：由于烧结机尾尾气含尘量高，一般为10g/m3 以上，烟气风量 170000m3/h，且大颗粒特别多时，如不加以预除尘，其他控制装置会被堵塞或者要过于频繁地清灰，所以设置预除尘装置（即重力沉降室），可以使后续电除尘器的负荷减小，最终节约总投资，减少企业开支预算，降低产品总成本。重力沉降室 电除尘器(二电场)风机烟囱尾气灰斗灰斗清灰装置(埋刮机)回收粉尘再烧结图 3 烧结炉除尘工艺流程3.2.5
11、改进方案：烧结机尾名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -1.采用 480mm 大 C 形阳极板,且用 SPCC等新型耐腐蚀材料2.放电极采用“RS”型管状芒刺电晕极3.同极板间距取 400mm 4.收尘极振打采用侧面传动切向挠臂锤振打5.放电极振打采用侧面传动切向挠臂锤振打6.出口处采用槽形板来减少灰尘二次飞扬7.绝缘套管采用不透明石英质绝缘瓷套4.进度安排：毕业设计第 12 周：查阅资料，10 篇以上中文期刊论文、5 篇英文期刊论文及其他参考书籍；完成6000 印刷符号的外文翻译并拟定完成开题报告。第 311周：进行设计事宜;第 6 周交院（系）“毕业设计学生自查表”.第 1112周：完成设计的撰写、修改、打印及其完成设计图，进行整理装订；进行设计答辩；交还相关借阅资料。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -