摘
文章设计硅铁电炉烟气袋式尘装置设计容包括尘设备清灰方式滤料选取设备布置设计工艺系统图绘制通类尘器原理烟气粉尘性质等方面素终选取袋式尘器作次设计尘设备清灰方式选属高动脉喷吹清灰方式选取涤纶针刺毡硅铁电炉尘滤材料设计硅铁电炉烟气袋式尘系统建立尘器总体设计计算中包括冷器尘器道烟囱计算根总阻力损失风量风机电动机进行选型根设计计算结果AutoCAD绘图软件绘制出工艺系统
关键词：冷器袋式尘器脉喷吹清灰涤纶针刺毡
Abstract
The article designs a bagtype dust collector for the ferrosilicon electric furnace The design content mainly includes dust removal equipment dust removal method filter selection equipment configuration design and process system diagram drawingBy comparing various factors such as the principle of various dust collectors the properties of flue gas and dust and finally selected the bag dust collector as the dust removal equipment of this design The dust removal method is a pulse blasting method with high kinetic energy Select polyester needle felt to be used as the filter material for the removal of ferrosilicon electric furnace design the flue gas bag dust removal system of the ferrosilicon electric furnace establish the overall design and calculation of the dust collector including the calculation of the cooler dust collector pipeline and chimney According to the total resistance loss and air volume the fan and motor are selected and finally the AutoCAD is used to draw the process system according to the design calculation results
Key words Cooler Baghouse Pulse jet cleaning Polyester Needle Felt
目 录
1 绪 1
2 硅铁工艺性质 2
21 物理化学性质 2
211 硅物理性质 2
212 硅化学性质 2
22 硅铁冶炼方法 2
23 烟气特性 2
3 尘器基构成工作原理 3
31 尘系统基构成 3
32 尘系统工作原理性 3
33 滤料选择 4
331 机纤维 4
332 天然纤维 4
333 合成纤维 5
34 清灰方式选择 7
4 设计计算 8
41 冷器计算 8
42 尘器计算 9
421 滤面积 9
422 滤袋尺寸 9
423 箱体设计 10
424 气体分配室确定 10
425 灰斗设计 10
426 排灰装置 11
43 道设计 12
431 电炉出口冷器进口段 12
432 冷出口尘器进口段 12
433 尘器出口风机段 13
44 烟囱计算 14
441 烟囱排放量烟气抬升高度抽力 14
442 摩擦阻力损失 15
443 局部阻力损失 15
45 风机计算 15
451 确定阻力损失 15
452 风量 16
453 确定风机型号 16
46 电动机选择 16
5 结 17
参考文献 18
致谢 19
附录A 烟气尘工艺流程图 20
附录B 袋式尘器装置设备图 21
某工厂电炉烟气袋式尘装置设计
1 绪
硅铁炼钢铸铁等工业中起着重作钢铁金属等工业生产制造程中重原材料国民济建设中充着重角色中起作脱氧剂合金剂孕育剂球化剂原剂等途冶炼硅铁程中硅石中SiO2会原进形成气态SiO2气体炉焦粉煤粉等机械吹出物排出会形成浓浓白烟环境产生较危害烟气着烟尘量温度较高浓度较高粒度微特点冶炼硅铁程中产生烟气必须通尘器进行净化处理达定标准方排放
年环保直关心问题环境污染会类生活产生着较影响公众环保意识断提升环保求断提高企业工厂粉尘排放相关环保部门出台标准越越严格国2012年批准颁布新GB 286662012铁合金工业污染物排放标准（见表1112示）已2012年10月1日开始实施该标准明确指出铁合金厂粉尘排放浓度限值80 mgm32015年1月1日控制限值调整50 mgm3
表11 现企业气污染物排放浓度限值（单位 mgm³）
序号
污染物
生产工艺设施
限值
污染物排放监控位置
1
颗粒物
半封闭炉敞口炉精炼炉
80
车间生产设施排气筒
设施
50
2
铬化合物
铬铁合金工艺
5
表12 新建企业气污染物排放浓度限值（单位 mgm³）
序号
污染物
生产工艺设施
限值
污染物排放监控位置
1
颗粒物
半封闭炉敞口炉精炼炉
50
车间生产设施排气筒
设施
30
2
铬化合物
铬铁合金工艺
4
着目前社会环境保护越越重视方面生产工作程中尘工作越越重视尘器应必然会越越重尘器断应中会着越越理想发展前景
2 硅铁工艺性质
21 物理化学性质
211 硅物理性质
硅元素半导体带金属光泽非金属元素含量约占壳质量26［1］相关物理性质：
相原子质量：
密度：
摩尔体积：
熔点K：
沸点K：
电阻率Ω·m：2140
212 硅化学性质
高温硅稳定易OS卤素许金属化合成相应硅化物硅氧发生化学反应形成SiO2反应程中放出量热：
硅碳反应生成SiCSiC物质较稳定中混入Fe时会降低SiC稳定性硅碳发生少量反应硅铁例混合发生反应生成产物FeSi2Fe5Si3Fe2SiFeSi等中FeSi稳定
22 硅铁冶炼方法
硅铁二氧化硅碳废钢原料冶金焦原剂采连续操作法敞口半密闭原炉中熔炼成［2］
23 烟气特性
烟尘烟气量烟气成分烟气温度会着硅铁冶炼进程断发生改变通常情况呈现逐渐增减情况烟尘浓度保持高浓度段时间期逐渐减烟气温度着冶炼进程温度温度增加升高硅炉烟气成分CO2少许H2O
表21 半封闭式硅铁电炉烟气成分（体积分数）
CO2
H2O
N2
O2
03
12
7578
518
3 尘器基构成工作原理
31 尘系统基构成
尘系统基构成包括：集气罩道尘设备引风机烟囱颗粒物污染行业生产中普遍存问题颗粒物污染产生方式针颗粒物尘方式
32 尘系统工作原理性
根尘器工作原理尘器分类五种类型：静电尘器声波尘器机械尘器麻石尘器袋式尘器[3]现实实际生产生活应中应较静电尘器电袋复合尘器机械尘器湿式电尘器袋式尘器类尘器工作原理性[4]：
表31 类尘器工作原理性
尘器
工作原理
优点
缺点
静电尘器
烟尘高压电场时发生荷电烟尘中带负电荷改变方阳极运动粉尘滞留阳极气体排出尘器外达烟气尘净化目
处理烟气量连续操作高温高压场合
设备庞占面积较次性投资费高易实现高电阻粉尘捕集
电袋复合尘器
电袋复合尘器结合电尘器袋式尘器两者特点先通电场作粉尘发生电离作荷电通端滤袋隔剩余烟尘达烟气净化目[5]
电袋复合尘器结合电尘技术袋式尘技术特点受煤质飞灰特性影响
耗电量较高荷电区火花放电生成臭氧高温条件会进行化学反应影响滤袋寿命
机械式尘器
机械式尘器工作原理分成重力尘器惯性尘器离心尘器顾名思义分利重力惯性力离心力原理烟尘脱离原运动轨迹达尘目
设备结构简单阻力较操作简便
尘效率较低
续表31
尘器
工作原理
优点
缺点
湿式尘器
利高压离心风机吸力含尘气体压入装定高度水水箱中液体含尘气体紧密接触水滴颗粒发生惯性碰撞均布分流高压喷头喷洒水雾气体流动烟尘表面覆水膜沉降容器底部达净化目
雾尘集聚粉尘气体结构简单净化效率高占面积操作维护方便
粉尘净化排出水需进行处理处理易引起二次扬尘净化粘性烟尘高温烟尘时易造成道堵塞
袋式尘器
烟气进入尘装置颗粒粉尘身重力落入灰斗中含尘气体通滤袋时粉尘滤袋阻隔气体滤袋间缝隙通达分离含尘气体粉尘目袋式尘器运行段时间阻力会断升需进行清灰生
效细粉尘性稳定尘效率达999
粉尘浓度高时单增耗
综述结合课题烟气特点综合考虑运行理技术先进成熟等文硅铁厂电炉烟尘治理选袋式尘器净化处理
33 滤料选择
袋式尘器滤料根需工况选取滤掉制作工艺相[6]滤效果较区根工艺制作出滤料致分机纤维天然纤维合成纤维三种
331 机纤维
机纤维材质滤料金属陶瓷两种玻璃纤维滤材料制作成金属玻璃纤维滤材料耐化学腐蚀耐高温锈钢纤维陶瓷玻璃纤维类滤料具较稳定耐性强吸水阻力等特点缺点尘效率相纤维滤料说较低较容易褶皱断裂排出烟尘符合气排放标准改善种材料缺点抗弯曲定弹性材料进行处理实践检验种方法延长滤袋寿命提高滤料耐磨性耐受性
332 天然纤维
天然纤维种天然材料制成滤材料包括棉羊毛制品棉毛混纺织物具透气性容量阻力易尘滤效率高等优点足处高温环境中长时间滤灰尘承受高温度宜100 ℃
333 合成纤维
机合成纺织工业断发展进程中天然滤料逐渐换成合成纤维滤料合成纤维滤材料许物质制成材料聚酰胺聚酯化合物材料中聚四氟乙烯芳香族聚酰胺耐受温度范围间聚酯纤维耐受左右温度
织物滤料结构包括纹斜纹缎纹滤气速范围05~2 mmin纹尘效率高透气强阻力斜纹弹性处理风量承受机械强度低纹织物缎纹透气性弹性尘效率较低针刺毡滤料密实度较烟气流通阻力较易清灰滤气速范围1~5 mmin根表种纤维性中标准[7]次设计根硅铁电炉烟气温度高湿度较低滤气速性质选取涤纶针刺毡硅铁电炉尘滤材料
表31 种纤维性
类
原料聚合物
商品名称
密度(gcm3)
高温度℃
长期温度℃
20℃吸湿性
耐热性
65
95
干热
湿热
天然纤维
纤维素
棉
154
95
7585
785
2427
较
较
蛋白质
羊毛
132
100
8090
1015
219
蛋白质
丝绸
90
7080
合成纤维
聚酰胺
尼龙
114
120
7585
445
783
较
较
芳香族聚
棉纶
138
260
220
455
聚丙烯晴
腈纶
114116
150
110130
12
455
较
较
聚丙烯
聚丙烯
114116
100
8595
0
0
较
较
聚乙烯醇
维尼纶
128
180
<100
34
般
般
聚氯乙烯
氯纶
139144
8090
6570
03
09
差
差
聚四氟乙烯
特氟纶
23
280300
220260
0
0
较
较
聚酯
涤纶
138
150
130
04
05
较
般
机纤维
铝硼硅酸盐玻璃
玻璃纤维
355
315
250
03
铝硼硅酸盐玻璃
硅油聚四氟乙烯处理玻璃纤维
350
260
0
0
铝硼硅酸盐玻璃
硅油石墨聚四氟乙烯处理玻璃纤维
350
300
0
0
34 清灰方式选择
清灰袋式尘器否长期连续运行决定性素尘效率压力损失滤器风速滤袋寿命关基求次粉尘层够保持情况时快速均匀滤袋沉积粉尘保证滤袋损坏消耗电根清灰方式区袋式尘器分五种分机械振动式逆气流清灰式脉喷吹式气环反吹式复合清洁式[8]
机械振动式日常中较少应较稳定工作性操作简便结构简单清灰效果较机械力影响滤袋常损伤
逆气流清灰顾名思义利两种相反气流击粉尘脱落里两种气流分滤气流方相反气流种清灰方式效果显著允许滤风速低
气环反吹清灰该方式清灰装置滤袋外面圆环喷嘴高压风机相连高速气流滤袋外部缝隙带动喷嘴滤袋外部做类似摩擦返运动处滤袋部附着粉尘种清灰方式尘装置复杂介格昂贵滤袋常损伤次设计选
脉喷吹清灰方式该方式快速压缩气体喷入滤袋时滤袋短时间空气数量剧增滤袋急速膨胀振动粉尘脱落种方法会度清灰尘初灰尘层造成定损害种尘方法应选择合适压缩空气量尘持续时间（通常取01～02 秒）[9]烟气速率压力会尘装置产生定影响
次设计清灰方式选脉喷吹式
（1）喷吹压力：清灰时压缩空气需压力通常需喷吹压力次设计取
（2）喷吹周期：尘器运行程中需定阻力阻力受周期长短影响相关文献[10]知入口粉尘浓度熟虑时喷吹周期增次设计取
（3）喷吹时间：次喷吹需时间尘效率着喷吹时间增加降根相关文献知喷吹压力取时喷吹实践通常取次设计取
（4）脉清灰耗压缩氮气量：
4 设计计算
41 冷器计算
文设计烟气量：450000 m3h
烟气温度：取580 ℃
四周温度会冷器工作涨取四周温度50 ℃
数衡温差：
次毕业设计采壳式水冷冷器
表41 烟气成分
N2
CO2
H2O
O2
78
2
2
78
0～580 ℃时均摩尔热容：
表42 气体均摩尔热容（0～580 ℃）
N2
CO2
H2O
O2
30116
45669
36076
31697
0～130 ℃时均摩尔热容：
表43 气体均摩尔热容（0～130 ℃）
N2
CO2
H2O
O2
29189
38845
33874
29681
烟气放出热量：
冷器进口冷水温度20 ℃出口冷水温度取30 ℃均温差：
热交换系数取1300冷面积：
取102根子长取20 m根径：
冷器冷直径取900 mm冷器出口烟气体积：
实际烟气量体积：
42 尘器计算
421 滤面积
次硅铁电炉烟气尘装置脉喷吹清灰方式滤风速般10～20 mmin间[11]次设计滤风速v取18 mmin滤面积：
422 滤袋尺寸
半径：r75 mm
长度：L5500 mm
滤袋数量：
圆整取布袋1000 条
取1000 条布袋时修正滤气速：
滤袋面积：
423 箱体设计
次滤袋排序设计采方形排列滤袋半径r150 mm中心距离a180 mm滤袋分组排列组间25 cm外层滤袋壳体间20 cm
次设计取1000 条滤袋5×5排列组令四组排列组成箱体箱体需100 条滤袋需设计10 箱体
（1)相邻两组滤袋中边缘滤袋中心距侧排袋中心箱体距离箱体边长L：
（2）尘器总高度
次设计中箱体高度箱体取中箱体取箱体取箱体距离面取尘器总高度H：
（3）箱体厚度
保证箱体整气密性箱体通常5 mm6 mm钢板焊接成检修门95 mm厚钢板制成
424 气体分配室确定
气体分配室进口气速取气体分配室截面积：
采10箱体横截面积气体分配室横截面积选盒子尺寸合格
425 灰斗设计
（1）灰斗容量
电炉天产生总灰量：
根查文献材料[12]知电炉粉尘堆积密度06～15 gcm3次设计取12 gcm3：
灰斗总容积V：
袋式尘系统时10滤箱体构成箱体灰尘聚集量：
天次卸灰量：
（2）灰斗尺寸确定
单箱体灰斗高度：
单箱体灰斗容积：(设计合格)
426 排灰装置
排灰装置包括气闸排浆阀等尘装置重组件袋式尘器排灰口工作程中处负压状态需更保持排气通畅时保持良气密性否造成二次灰尘尘效率性较影响
硅铁电炉中烟尘温度高成分复杂(含种重金属化合物)气体进入烟尘具高温稳定易飞散次设计选择气密性良适成分结构复杂烟气星型卸灰阀加烟灰车排灰系统[13]
装置顶端设置层灰封（水封）增强尘器气密性次设计尘器压力△P6000 Paρ1500 kgm3高度H式进行计算：
灰封高度10041 mm
43 道设计
431 电炉出口冷器进口段
次设计中硅铁电炉缠烟尘种重矿物垂直水道中底流速垂直道中低流速14 ms水道中低流速16 ms般情况防止粉尘堆积流速取20~25 ms实际通常速度2~3倍[14]设取36 ms烟气密度道直径：
道烟气流速：
符合设计求
段程阻力损失：选长三段段中间两90°弯头连接查表知钢烟道阻力系数：
件局部压损系数：直通动压局部损失系数阀门局部压力损失两90°弯头局部压损：
电炉出口冷器进口段总阻力损失：
432 冷出口尘器进口段
前文知烟气量尘器进气流速般设取20 ms烟气密度直径D：
道烟气流速V：
（符合求）
段程阻力损失：选长2m10m两段段中间90°弯头连接查表知钢烟道阻力系数：
件局部压损系数：直通动压局部损失系数阀门局部压力损失90°弯头局部压损：
冷出口尘器进口段总阻力损失：
433 尘器出口风机段
袋式尘器出口烟气量：
实际烟气量（泄漏率取12）：
尘器进气流速般2~5 ms设取35 ms烟气密度直径D：
道烟气流速V：
（符合求）
段程阻力损失：选长三段段中间两90°弯头连接查表知钢烟道阻力系数λ002：
件局部压损系数：直通动压局部损失系数阀门局部压力损失两90°弯头局部压损：
尘器出口风机段总阻力损失：
综道总阻力损失：
44 烟囱计算
441 烟囱排放量烟气抬升高度抽力
烟尘排放量：
烟气抬升高度计算：
霍兰德公式： （公式41）
标准状态空气烟气密度[15]设计中设外界空气温度烟囱均温度烟囱高度[16]烟囱抽力：
442 摩擦阻力损失
摩擦阻力损失计算：
设取通道断面周长标准状态烟气均流速标准状态烟气重度摩擦阻力系数λ取005（烟气黏性烟气壁阻力构成摩擦阻力损失）
通道断面面积：
水力学直径：
烟气温度t时刻时动压头：
综烟囱摩擦阻力损失：
443 局部阻力损失
局部阻力损失计算公式：（中局部阻力系数K取01）
烟囱总阻力损失：
45 风机计算
风机选择否烟囱烟气利排关次计算中首先计算风机风量风压选出合适风机[17]
451 确定阻力损失
道总阻力损失：P总1126 Pa烟囱总阻力损失：P烟囱总10114 Pa压力损失通常取900～1200 Pa次设计取1000 Pa
整烟气系统压力损失：
安全系数取11
452 风量
已知 Q246000 m3h安全系数K1取01
风量：
453 确定风机型号
根风压选择风机需工况风压换算成标准状态风压：
综合项指标查设计手册[18]选GY47314锅炉引风机该通风机常锅炉常中型尘系统性表44示
表44 锅炉引风机GY47314 No20D性表
离心通风机型号
转速rmin
流量范围m3h
全压范围Pa
效率
轴功率kw
20D
960
142371316407
19433715
748
2605430282
46 电动机选择
电动机根选风机型号查型号Y4002
表45 电动机Y4002性表
电动机
联轴器（1套）
型号
功率kW
F2508A
风机轴
电机轴
Y4002
500
10160x130
130
110
电动机备系数K般取设计中11通风机全压效率η1通常取设计中取08机械传动效率η2取1
复核电动机功率：
该配套电动机满足风机求
5 结
次设计针硅铁电炉烟气特性设计出套烟气处理量450000 m3h脉袋式尘器处理流程高温烟气电炉出冷器袋式尘器风机终烟囱排出
通计算该工艺工段设计参数：
冷器：冷水吸热量冷器冷面积冷器分布根子长取长径冷器壳体直径冷器距面高度
袋式尘器：总10箱体箱体尺寸：箱体高度中箱体高度（次设计取条滤袋5×5排列组四组成箱体箱体条滤袋需设计箱体）箱体高度（灰斗清灰量灰斗容积保证灰斗密封性灰斗底部采灰封）箱体距离面高度总体高度
烟囱：烟尘排放量烟气抬升高度烟囱高度烟囱排放口直径烟囱低端直径烟囱阻力损失
道总阻力损标况风机全压风机型号选择锅炉引风机配套电动机型号电动机Y4002
参 考 文 献
[1] 樊子民电致发热碳化硅孔陶瓷制备性研究中国优秀博硕士学位文全文数库(硕士)2004
[2] 杨丽芳张志凌家宁王皓硅铁电炉烟气尘先进技术[J]环境工程学报20070199103
[3] 林肇信刘天齐刘逸农环境保护概北京高等教育出版社1998
[4] 苑景胜供热锅炉布袋尘器应浅析[J]科技企业2014(06)309310
[5] 王吉李淑红电袋复合尘器袋尘器运行情况较[J]水泥2012(04)5859
[6] 杨培广袋式尘器设计应[J]中国玻璃2003(1)44
[7] 刘书国袋式尘器滤材料[J]产业纺织品20071
[8] 孙军军杨怡常丽低压脉袋式尘器硅铁电炉烟气中应[J]工业安全环保2010(01)1011
[9] 胡传鼎通风尘设备设计手册北京化学工业出版社2003
[10] 董桢林气箱脉袋收尘器[J]中国建材装备1998(04)2931
[11] 蒋文举宁气污染控制工程成四川学出版社20019
[12] 武刚硅铁电炉烟气净化系统设计[J]铁合金2003062730
[13] 亓立军孙文涛戚波种新型高炉重力尘器排灰阀研制应[J]现代制造技术装备2009(04)34+49
[14] 王文勇铁合金电炉烟尘治理技术分析[J]四川环境2003(04)5962
[15] 张殿印张学义尘技术手册冶金工业出版社2002
[16] 张丹丹某硅铁电炉烟气净化系统工艺设计铁合金201527
[17] 马军生锅炉四风机选型分析[J]新疆电力技术2010(01)9395
[18] 孔熠2006版新编风机选型设计实手册北京中国知识出版社2006
附录A 烟气尘工艺流程图
附录B 袋式尘器装置设备图
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文章设计硅铁电炉烟气袋式尘装置设计容包括尘设备清灰方式滤料选取设备布置设计工艺系统图绘制通类尘器原理烟气粉尘性质等方面素终选取袋式尘器作次设计尘设备清灰方式选属高动脉喷吹清灰方式选取涤纶针刺毡硅铁电炉尘滤材料设计硅铁电炉烟气袋式尘系统建立尘器总体设计计算中包括冷器尘器道烟囱计算根总阻力损失风量风机电动机进行选型根设计计算结果AutoCAD绘图软件绘制出工艺系统
关键词：冷器袋式尘器脉喷吹清灰涤纶针刺毡
Abstract
The article designs a bagtype dust collector for the ferrosilicon electric furnace The design content mainly includes dust removal equipment dust removal method filter selection equipment configuration design and process system diagram drawingBy comparing various factors such as the principle of various dust collectors the properties of flue gas and dust and finally selected the bag dust collector as the dust removal equipment of this design The dust removal method is a pulse blasting method with high kinetic energy Select polyester needle felt to be used as the filter material for the removal of ferrosilicon electric furnace design the flue gas bag dust removal system of the ferrosilicon electric furnace establish the overall design and calculation of the dust collector including the calculation of the cooler dust collector pipeline and chimney According to the total resistance loss and air volume the fan and motor are selected and finally the AutoCAD is used to draw the process system according to the design calculation results
Key words Cooler Baghouse Pulse jet cleaning Polyester Needle Felt
目 录
1 绪 1
2 硅铁工艺性质 2
21 物理化学性质 2
211 硅物理性质 2
212 硅化学性质 2
22 硅铁冶炼方法 2
23 烟气特性 2
3 尘器基构成工作原理 3
31 尘系统基构成 3
32 尘系统工作原理性 3
33 滤料选择 4
331 机纤维 4
332 天然纤维 4
333 合成纤维 5
34 清灰方式选择 7
4 设计计算 8
41 冷器计算 8
42 尘器计算 9
421 滤面积 9
422 滤袋尺寸 9
423 箱体设计 10
424 气体分配室确定 10
425 灰斗设计 10
426 排灰装置 11
43 道设计 12
431 电炉出口冷器进口段 12
432 冷出口尘器进口段 12
433 尘器出口风机段 13
44 烟囱计算 14
441 烟囱排放量烟气抬升高度抽力 14
442 摩擦阻力损失 15
443 局部阻力损失 15
45 风机计算 15
451 确定阻力损失 15
452 风量 16
453 确定风机型号 16
46 电动机选择 16
5 结 17
参考文献 18
致谢 19
附录A 烟气尘工艺流程图 20
附录B 袋式尘器装置设备图 21
某工厂电炉烟气袋式尘装置设计
1 绪
硅铁炼钢铸铁等工业中起着重作钢铁金属等工业生产制造程中重原材料国民济建设中充着重角色中起作脱氧剂合金剂孕育剂球化剂原剂等途冶炼硅铁程中硅石中SiO2会原进形成气态SiO2气体炉焦粉煤粉等机械吹出物排出会形成浓浓白烟环境产生较危害烟气着烟尘量温度较高浓度较高粒度微特点冶炼硅铁程中产生烟气必须通尘器进行净化处理达定标准方排放
年环保直关心问题环境污染会类生活产生着较影响公众环保意识断提升环保求断提高企业工厂粉尘排放相关环保部门出台标准越越严格国2012年批准颁布新GB 286662012铁合金工业污染物排放标准（见表1112示）已2012年10月1日开始实施该标准明确指出铁合金厂粉尘排放浓度限值80 mgm32015年1月1日控制限值调整50 mgm3
表11 现企业气污染物排放浓度限值（单位 mgm³）
序号
污染物
生产工艺设施
限值
污染物排放监控位置
1
颗粒物
半封闭炉敞口炉精炼炉
80
车间生产设施排气筒
设施
50
2
铬化合物
铬铁合金工艺
5
表12 新建企业气污染物排放浓度限值（单位 mgm³）
序号
污染物
生产工艺设施
限值
污染物排放监控位置
1
颗粒物
半封闭炉敞口炉精炼炉
50
车间生产设施排气筒
设施
30
2
铬化合物
铬铁合金工艺
4
着目前社会环境保护越越重视方面生产工作程中尘工作越越重视尘器应必然会越越重尘器断应中会着越越理想发展前景
2 硅铁工艺性质
21 物理化学性质
211 硅物理性质
硅元素半导体带金属光泽非金属元素含量约占壳质量26［1］相关物理性质：
相原子质量：
密度：
摩尔体积：
熔点K：
沸点K：
电阻率Ω·m：2140
212 硅化学性质
高温硅稳定易OS卤素许金属化合成相应硅化物硅氧发生化学反应形成SiO2反应程中放出量热：
硅碳反应生成SiCSiC物质较稳定中混入Fe时会降低SiC稳定性硅碳发生少量反应硅铁例混合发生反应生成产物FeSi2Fe5Si3Fe2SiFeSi等中FeSi稳定
22 硅铁冶炼方法
硅铁二氧化硅碳废钢原料冶金焦原剂采连续操作法敞口半密闭原炉中熔炼成［2］
23 烟气特性
烟尘烟气量烟气成分烟气温度会着硅铁冶炼进程断发生改变通常情况呈现逐渐增减情况烟尘浓度保持高浓度段时间期逐渐减烟气温度着冶炼进程温度温度增加升高硅炉烟气成分CO2少许H2O
表21 半封闭式硅铁电炉烟气成分（体积分数）
CO2
H2O
N2
O2
03
12
7578
518
3 尘器基构成工作原理
31 尘系统基构成
尘系统基构成包括：集气罩道尘设备引风机烟囱颗粒物污染行业生产中普遍存问题颗粒物污染产生方式针颗粒物尘方式
32 尘系统工作原理性
根尘器工作原理尘器分类五种类型：静电尘器声波尘器机械尘器麻石尘器袋式尘器[3]现实实际生产生活应中应较静电尘器电袋复合尘器机械尘器湿式电尘器袋式尘器类尘器工作原理性[4]：
表31 类尘器工作原理性
尘器
工作原理
优点
缺点
静电尘器
烟尘高压电场时发生荷电烟尘中带负电荷改变方阳极运动粉尘滞留阳极气体排出尘器外达烟气尘净化目
处理烟气量连续操作高温高压场合
设备庞占面积较次性投资费高易实现高电阻粉尘捕集
电袋复合尘器
电袋复合尘器结合电尘器袋式尘器两者特点先通电场作粉尘发生电离作荷电通端滤袋隔剩余烟尘达烟气净化目[5]
电袋复合尘器结合电尘技术袋式尘技术特点受煤质飞灰特性影响
耗电量较高荷电区火花放电生成臭氧高温条件会进行化学反应影响滤袋寿命
机械式尘器
机械式尘器工作原理分成重力尘器惯性尘器离心尘器顾名思义分利重力惯性力离心力原理烟尘脱离原运动轨迹达尘目
设备结构简单阻力较操作简便
尘效率较低
续表31
尘器
工作原理
优点
缺点
湿式尘器
利高压离心风机吸力含尘气体压入装定高度水水箱中液体含尘气体紧密接触水滴颗粒发生惯性碰撞均布分流高压喷头喷洒水雾气体流动烟尘表面覆水膜沉降容器底部达净化目
雾尘集聚粉尘气体结构简单净化效率高占面积操作维护方便
粉尘净化排出水需进行处理处理易引起二次扬尘净化粘性烟尘高温烟尘时易造成道堵塞
袋式尘器
烟气进入尘装置颗粒粉尘身重力落入灰斗中含尘气体通滤袋时粉尘滤袋阻隔气体滤袋间缝隙通达分离含尘气体粉尘目袋式尘器运行段时间阻力会断升需进行清灰生
效细粉尘性稳定尘效率达999
粉尘浓度高时单增耗
综述结合课题烟气特点综合考虑运行理技术先进成熟等文硅铁厂电炉烟尘治理选袋式尘器净化处理
33 滤料选择
袋式尘器滤料根需工况选取滤掉制作工艺相[6]滤效果较区根工艺制作出滤料致分机纤维天然纤维合成纤维三种
331 机纤维
机纤维材质滤料金属陶瓷两种玻璃纤维滤材料制作成金属玻璃纤维滤材料耐化学腐蚀耐高温锈钢纤维陶瓷玻璃纤维类滤料具较稳定耐性强吸水阻力等特点缺点尘效率相纤维滤料说较低较容易褶皱断裂排出烟尘符合气排放标准改善种材料缺点抗弯曲定弹性材料进行处理实践检验种方法延长滤袋寿命提高滤料耐磨性耐受性
332 天然纤维
天然纤维种天然材料制成滤材料包括棉羊毛制品棉毛混纺织物具透气性容量阻力易尘滤效率高等优点足处高温环境中长时间滤灰尘承受高温度宜100 ℃
333 合成纤维
机合成纺织工业断发展进程中天然滤料逐渐换成合成纤维滤料合成纤维滤材料许物质制成材料聚酰胺聚酯化合物材料中聚四氟乙烯芳香族聚酰胺耐受温度范围间聚酯纤维耐受左右温度
织物滤料结构包括纹斜纹缎纹滤气速范围05~2 mmin纹尘效率高透气强阻力斜纹弹性处理风量承受机械强度低纹织物缎纹透气性弹性尘效率较低针刺毡滤料密实度较烟气流通阻力较易清灰滤气速范围1~5 mmin根表种纤维性中标准[7]次设计根硅铁电炉烟气温度高湿度较低滤气速性质选取涤纶针刺毡硅铁电炉尘滤材料
表31 种纤维性
类
原料聚合物
商品名称
密度(gcm3)
高温度℃
长期温度℃
20℃吸湿性
耐热性
65
95
干热
湿热
天然纤维
纤维素
棉
154
95
7585
785
2427
较
较
蛋白质
羊毛
132
100
8090
1015
219
蛋白质
丝绸
90
7080
合成纤维
聚酰胺
尼龙
114
120
7585
445
783
较
较
芳香族聚
棉纶
138
260
220
455
聚丙烯晴
腈纶
114116
150
110130
12
455
较
较
聚丙烯
聚丙烯
114116
100
8595
0
0
较
较
聚乙烯醇
维尼纶
128
180
<100
34
般
般
聚氯乙烯
氯纶
139144
8090
6570
03
09
差
差
聚四氟乙烯
特氟纶
23
280300
220260
0
0
较
较
聚酯
涤纶
138
150
130
04
05
较
般
机纤维
铝硼硅酸盐玻璃
玻璃纤维
355
315
250
03
铝硼硅酸盐玻璃
硅油聚四氟乙烯处理玻璃纤维
350
260
0
0
铝硼硅酸盐玻璃
硅油石墨聚四氟乙烯处理玻璃纤维
350
300
0
0
34 清灰方式选择
清灰袋式尘器否长期连续运行决定性素尘效率压力损失滤器风速滤袋寿命关基求次粉尘层够保持情况时快速均匀滤袋沉积粉尘保证滤袋损坏消耗电根清灰方式区袋式尘器分五种分机械振动式逆气流清灰式脉喷吹式气环反吹式复合清洁式[8]
机械振动式日常中较少应较稳定工作性操作简便结构简单清灰效果较机械力影响滤袋常损伤
逆气流清灰顾名思义利两种相反气流击粉尘脱落里两种气流分滤气流方相反气流种清灰方式效果显著允许滤风速低
气环反吹清灰该方式清灰装置滤袋外面圆环喷嘴高压风机相连高速气流滤袋外部缝隙带动喷嘴滤袋外部做类似摩擦返运动处滤袋部附着粉尘种清灰方式尘装置复杂介格昂贵滤袋常损伤次设计选
脉喷吹清灰方式该方式快速压缩气体喷入滤袋时滤袋短时间空气数量剧增滤袋急速膨胀振动粉尘脱落种方法会度清灰尘初灰尘层造成定损害种尘方法应选择合适压缩空气量尘持续时间（通常取01～02 秒）[9]烟气速率压力会尘装置产生定影响
次设计清灰方式选脉喷吹式
（1）喷吹压力：清灰时压缩空气需压力通常需喷吹压力次设计取
（2）喷吹周期：尘器运行程中需定阻力阻力受周期长短影响相关文献[10]知入口粉尘浓度熟虑时喷吹周期增次设计取
（3）喷吹时间：次喷吹需时间尘效率着喷吹时间增加降根相关文献知喷吹压力取时喷吹实践通常取次设计取
（4）脉清灰耗压缩氮气量：
4 设计计算
41 冷器计算
文设计烟气量：450000 m3h
烟气温度：取580 ℃
四周温度会冷器工作涨取四周温度50 ℃
数衡温差：
次毕业设计采壳式水冷冷器
表41 烟气成分
N2
CO2
H2O
O2
78
2
2
78
0～580 ℃时均摩尔热容：
表42 气体均摩尔热容（0～580 ℃）
N2
CO2
H2O
O2
30116
45669
36076
31697
0～130 ℃时均摩尔热容：
表43 气体均摩尔热容（0～130 ℃）
N2
CO2
H2O
O2
29189
38845
33874
29681
烟气放出热量：
冷器进口冷水温度20 ℃出口冷水温度取30 ℃均温差：
热交换系数取1300冷面积：
取102根子长取20 m根径：
冷器冷直径取900 mm冷器出口烟气体积：
实际烟气量体积：
42 尘器计算
421 滤面积
次硅铁电炉烟气尘装置脉喷吹清灰方式滤风速般10～20 mmin间[11]次设计滤风速v取18 mmin滤面积：
422 滤袋尺寸
半径：r75 mm
长度：L5500 mm
滤袋数量：
圆整取布袋1000 条
取1000 条布袋时修正滤气速：
滤袋面积：
423 箱体设计
次滤袋排序设计采方形排列滤袋半径r150 mm中心距离a180 mm滤袋分组排列组间25 cm外层滤袋壳体间20 cm
次设计取1000 条滤袋5×5排列组令四组排列组成箱体箱体需100 条滤袋需设计10 箱体
（1)相邻两组滤袋中边缘滤袋中心距侧排袋中心箱体距离箱体边长L：
（2）尘器总高度
次设计中箱体高度箱体取中箱体取箱体取箱体距离面取尘器总高度H：
（3）箱体厚度
保证箱体整气密性箱体通常5 mm6 mm钢板焊接成检修门95 mm厚钢板制成
424 气体分配室确定
气体分配室进口气速取气体分配室截面积：
采10箱体横截面积气体分配室横截面积选盒子尺寸合格
425 灰斗设计
（1）灰斗容量
电炉天产生总灰量：
根查文献材料[12]知电炉粉尘堆积密度06～15 gcm3次设计取12 gcm3：
灰斗总容积V：
袋式尘系统时10滤箱体构成箱体灰尘聚集量：
天次卸灰量：
（2）灰斗尺寸确定
单箱体灰斗高度：
单箱体灰斗容积：(设计合格)
426 排灰装置
排灰装置包括气闸排浆阀等尘装置重组件袋式尘器排灰口工作程中处负压状态需更保持排气通畅时保持良气密性否造成二次灰尘尘效率性较影响
硅铁电炉中烟尘温度高成分复杂(含种重金属化合物)气体进入烟尘具高温稳定易飞散次设计选择气密性良适成分结构复杂烟气星型卸灰阀加烟灰车排灰系统[13]
装置顶端设置层灰封（水封）增强尘器气密性次设计尘器压力△P6000 Paρ1500 kgm3高度H式进行计算：
灰封高度10041 mm
43 道设计
431 电炉出口冷器进口段
次设计中硅铁电炉缠烟尘种重矿物垂直水道中底流速垂直道中低流速14 ms水道中低流速16 ms般情况防止粉尘堆积流速取20~25 ms实际通常速度2~3倍[14]设取36 ms烟气密度道直径：
道烟气流速：
符合设计求
段程阻力损失：选长三段段中间两90°弯头连接查表知钢烟道阻力系数：
件局部压损系数：直通动压局部损失系数阀门局部压力损失两90°弯头局部压损：
电炉出口冷器进口段总阻力损失：
432 冷出口尘器进口段
前文知烟气量尘器进气流速般设取20 ms烟气密度直径D：
道烟气流速V：
（符合求）
段程阻力损失：选长2m10m两段段中间90°弯头连接查表知钢烟道阻力系数：
件局部压损系数：直通动压局部损失系数阀门局部压力损失90°弯头局部压损：
冷出口尘器进口段总阻力损失：
433 尘器出口风机段
袋式尘器出口烟气量：
实际烟气量（泄漏率取12）：
尘器进气流速般2~5 ms设取35 ms烟气密度直径D：
道烟气流速V：
（符合求）
段程阻力损失：选长三段段中间两90°弯头连接查表知钢烟道阻力系数λ002：
件局部压损系数：直通动压局部损失系数阀门局部压力损失两90°弯头局部压损：
尘器出口风机段总阻力损失：
综道总阻力损失：
44 烟囱计算
441 烟囱排放量烟气抬升高度抽力
烟尘排放量：
烟气抬升高度计算：
霍兰德公式： （公式41）
标准状态空气烟气密度[15]设计中设外界空气温度烟囱均温度烟囱高度[16]烟囱抽力：
442 摩擦阻力损失
摩擦阻力损失计算：
设取通道断面周长标准状态烟气均流速标准状态烟气重度摩擦阻力系数λ取005（烟气黏性烟气壁阻力构成摩擦阻力损失）
通道断面面积：
水力学直径：
烟气温度t时刻时动压头：
综烟囱摩擦阻力损失：
443 局部阻力损失
局部阻力损失计算公式：（中局部阻力系数K取01）
烟囱总阻力损失：
45 风机计算
风机选择否烟囱烟气利排关次计算中首先计算风机风量风压选出合适风机[17]
451 确定阻力损失
道总阻力损失：P总1126 Pa烟囱总阻力损失：P烟囱总10114 Pa压力损失通常取900～1200 Pa次设计取1000 Pa
整烟气系统压力损失：
安全系数取11
452 风量
已知 Q246000 m3h安全系数K1取01
风量：
453 确定风机型号
根风压选择风机需工况风压换算成标准状态风压：
综合项指标查设计手册[18]选GY47314锅炉引风机该通风机常锅炉常中型尘系统性表44示
表44 锅炉引风机GY47314 No20D性表
离心通风机型号
转速rmin
流量范围m3h
全压范围Pa
效率
轴功率kw
20D
960
142371316407
19433715
748
2605430282
46 电动机选择
电动机根选风机型号查型号Y4002
表45 电动机Y4002性表
电动机
联轴器（1套）
型号
功率kW
F2508A
风机轴
电机轴
Y4002
500
10160x130
130
110
电动机备系数K般取设计中11通风机全压效率η1通常取设计中取08机械传动效率η2取1
复核电动机功率：
该配套电动机满足风机求
5 结
次设计针硅铁电炉烟气特性设计出套烟气处理量450000 m3h脉袋式尘器处理流程高温烟气电炉出冷器袋式尘器风机终烟囱排出
通计算该工艺工段设计参数：
冷器：冷水吸热量冷器冷面积冷器分布根子长取长径冷器壳体直径冷器距面高度
袋式尘器：总10箱体箱体尺寸：箱体高度中箱体高度（次设计取条滤袋5×5排列组四组成箱体箱体条滤袋需设计箱体）箱体高度（灰斗清灰量灰斗容积保证灰斗密封性灰斗底部采灰封）箱体距离面高度总体高度
烟囱：烟尘排放量烟气抬升高度烟囱高度烟囱排放口直径烟囱低端直径烟囱阻力损失
道总阻力损标况风机全压风机型号选择锅炉引风机配套电动机型号电动机Y4002
参 考 文 献
[1] 樊子民电致发热碳化硅孔陶瓷制备性研究中国优秀博硕士学位文全文数库(硕士)2004
[2] 杨丽芳张志凌家宁王皓硅铁电炉烟气尘先进技术[J]环境工程学报20070199103
[3] 林肇信刘天齐刘逸农环境保护概北京高等教育出版社1998
[4] 苑景胜供热锅炉布袋尘器应浅析[J]科技企业2014(06)309310
[5] 王吉李淑红电袋复合尘器袋尘器运行情况较[J]水泥2012(04)5859
[6] 杨培广袋式尘器设计应[J]中国玻璃2003(1)44
[7] 刘书国袋式尘器滤材料[J]产业纺织品20071
[8] 孙军军杨怡常丽低压脉袋式尘器硅铁电炉烟气中应[J]工业安全环保2010(01)1011
[9] 胡传鼎通风尘设备设计手册北京化学工业出版社2003
[10] 董桢林气箱脉袋收尘器[J]中国建材装备1998(04)2931
[11] 蒋文举宁气污染控制工程成四川学出版社20019
[12] 武刚硅铁电炉烟气净化系统设计[J]铁合金2003062730
[13] 亓立军孙文涛戚波种新型高炉重力尘器排灰阀研制应[J]现代制造技术装备2009(04)34+49
[14] 王文勇铁合金电炉烟尘治理技术分析[J]四川环境2003(04)5962
[15] 张殿印张学义尘技术手册冶金工业出版社2002
[16] 张丹丹某硅铁电炉烟气净化系统工艺设计铁合金201527
[17] 马军生锅炉四风机选型分析[J]新疆电力技术2010(01)9395
[18] 孔熠2006版新编风机选型设计实手册北京中国知识出版社2006
附录A 烟气尘工艺流程图
附录B 袋式尘器装置设备图
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