目录第一部分：颗粒污染物治理概述 (1)第二部分：课程设计任务 (3)第三部分：工艺流程设计 (4)第四部分：旋风除尘器的选型设计 (5)第五部分：高效除尘器的选型设计 (9)第六部分：管路、风机及其他设备选型设计 (11)第七部分：总结 (14)第八部分：参考文献 (15)第一部分颗粒污染物治理概述1.1大气颗粒污染物简介大气污染物指除气体之外的所有包含在大气中的物质，包括所有各种各样的固体或液体气溶胶。

其中有固体的烟尘、灰尘、烟雾，以及液体的云雾和雾滴。

粒径的分布大到200微米，小到0.1微米。

微小尘粒通常靠空气的粘滞力或阻力与任何使尘粒沉降的沉降力相抵消，而长期悬浮在大气中。

有时，静电电荷一类的力也能使这些颗物保持悬浮状态。

悬浮在大气中的尘粒并非呈稳定状态，它们迟早会从大气中分离出去。

颗粒物分离的方法和装置，是为了尽可能缩短这一时间。

进入大气的一次颗粒物和在大气中形成的二次污染颗粒物，会影响人类健康，能见度和气候。

颗粒的粒度、浓度和化学组成通常是确定这些影响的最重要因素。

1.2 除尘及常用除尘器从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘，实现上述过程的设备装置称为除尘器。

治理烟尘的方法和设备很多，各具不同的性能和特点，必须依据废气排放的特点，烟尘本身的特性，要达到的除尘要求等，结合除尘方法和设备的特点进行选择。

目前，颗粒污染物控制采用的除尘装置主要有机械式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器等。

其中机械式除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器和声波除尘器。

上述各种除尘器可以联合使用，构成二级除尘或多级除尘设备。

1.2.1 机械力除尘器机械力除尘器是借助质量力的作用达到除尘目的的方法,相应的除尘装置称为机械式除尘器。

质量力包括重力、惯性力和离心力，主要除尘器形式为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。

1、重力沉降利用颗粒污染物与气体密度不同,使颗粒污染物在重力作用下自然沉降下来，与气体分离的过程。

重力沉降室结构简单，造价低，压力损失小，便于维护，且可以处理高温气体。

主要缺点是只能捕集粒径较大的颗粒物，仅对50微米以上的颗粒物具有较好的捕集作用，因而效率低，只能作为初级除尘手段，主要用于高效除尘装置的前级除尘器。

2、惯性除尘利用颗粒污染物与气体在运动中惯性力不同，使颗粒污染物从气体中分离出来的过程。

通常是使气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧改变，气流中的颗粒物惯性较大不能随气流急剧转弯，便从气流中分离出来。

3、离心除尘利用旋转的气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离处理的过程。

离心除尘器也称为旋风除尘器，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便、压力损失中等、动力消耗不大、可用各种材料制造、能用于高温或高压及腐蚀性气体、并可直接回收干颗粒地优点。

一般用来捕集5至15微米以上地颗粒物，除尘效率可达80%左右，是机械式除尘器中效率最高的。

主要缺点是对5微米以下的细小颗粒物去除效果不理想。

1.2.2过滤式除尘器这是使气流通过多孔滤料,将气流中颗粒污染物截留下来,使气体得到净化的过程,主要有袋式除尘及颗粒层过滤除尘两种方式。

1、袋滤除尘利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集颗粒污染物的方法,主要通过筛分、惯性碰撞、扩散、静电、重力沉降等作用机制依靠滤料表面来捕集颗粒污染物,属于外部过滤。

该方法除尘效率高,一般可达99%以上,适应极强,能够处理不同类型的颗粒污染物,操作弹性大,除尘效率对入口颗粒污染物浓度及气流速度变化具有一定稳定性,结构简单,使用灵活,便于回收干料,不存在污泥处理。

但袋式除尘器的应用受到滤布的耐温、耐腐蚀等操作性能的限制一般使用温度应低于300℃。

2、颗粒层过滤除尘通过将松散多孔的滤料填充在框架内作为过滤层,颗粒物在滤层内部被捕集的一种除尘方法,属内部过滤方式。

除尘过程中大颗粒污染物主要借助惯性力,小于0.5微米的颗粒物主要靠滤料及被过滤下来的颗粒表面的拦截和附着作用过滤下来,净化效率随颗粒层厚度增高而提高。

1.2.3 其他除尘器1、电除尘器电除尘器是利用静电力实现粒子（固体或液体粒子）与气流分离沉降的一种除尘装置。

电除尘器除尘效率高达99.99%能捕集1微米以下的细微粉尘，但是电除尘器设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，故投资高；要求制造、安装和管理的技术水平高；除尘效率受粉尘比电阻影响较大，若不采用一定措施，除尘效率将受到影响。

2、湿式除尘器湿式除尘器是使含尘气体与液体（通常为水）密切接触，利用重力、惯性碰撞、拦截、扩散、静电力等作用捕集颗粒的装置，又称湿式气体洗涤器。

湿式除尘器结构简单、造价低，可以有效的将直径为0.1~1.2微米的液滴或固体颗粒从气流中去除。

同时，也能脱除部分气态污染物，还能起到气体降温的作用。

湿式除尘器适宜净化飞西安卫星、非憎水性和不与水发生化学反应的各种粉尘，尤其适宜净化高温、易燃、易爆的含尘气体。

但存在设备及管道的腐蚀、污水和污泥的处理、因烟温降低而导致的烟气抬升减小及冬季排气产生冷凝水雾等问题。

在低温寒冷区域，湿式除尘器容易冻结，要有必要的防冻措施。

课程设计任务2.1设计名称某滑石粉生产线除尘系统工艺及高效除尘器的设计2.2 设计要求尾气排放浓度达到国家标准GB16297—1996的要求或地方环保要求，即净化后气体中污染物浓度不大于50mg/m3。

2.3现场情况1、粉尘种类：粉尘为滑石粉，其真密度为2780kg/m3。

2、系统空气量：8000—12000m3/h。

3、粉尘处理量：500kg/h。

4、粉尘粒度组成：2.4 设计要求：1、根据上述要求，确定管路及除尘系统种类。

2、确定出各设备的基本外形尺寸。

3、计算除尘系统的总除尘效率，单机的除尘效率。

4、作两张A1图，分别是除尘系统工艺布置图和高效除尘器总装配图。

5、写出设计说明书。

2.5 作图所用标准图纸GB4457.1—84比例GB4457.2—84字体GB4457.3—84尺寸注法GB4457.4—84图线及其画法GB4457.4—84标题栏GB1069.1—89工艺流程设计设计除尘器时必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、经济效益、维修管理等因素。

本设计中粉尘为滑石粉，其化学性质稳定，不导电，热性能稳定，与酸接触不反映，同时具有一定的润滑性。

除尘系统入口粉尘浓度计算C i,max=q v/Q min=(500⨯106)/8000=6.25⨯104mg/m3C i,min=q v/Q max=(500⨯106)/12000=4.17⨯104mg/m3本设计要求净化后气体中污染物浓度C0,f≤50 mg/m3则设计的除尘系统的总效率为（假设除尘器本体不漏气），所以：η=(1-C0/ C i，max)⨯100%=(1-50/6.25⨯104)⨯100%=99.92%因此系统内必有高效除尘器，由于高效除尘器对粉尘入口浓度有一定要求，并且初始气体含尘浓度较高，故考虑应用二级除尘器串联使用，即在高效除尘器前设置一级除尘器。

3.1 一级除尘器选择一级除尘器一般选择机械除尘器。

对比3种常用机械除尘方式，重力沉降室只能去除粒径大于40~50微米的大颗粒，而这部分颗粒只占总粉尘的1.5%，故重力沉降室不适用；惯性除尘器对粒径在25~30微米以上的颗粒除尘效率达到65%~85%；而旋风除尘器适用于分离粒径大于5~10微米的尘粒，普通旋风除尘器的效率一般在90%左右。

综上所述，应选用旋风除尘器做一级除尘器。

3.2 二级除尘器选择根据各高效除尘器的性能及投资，布袋除尘器是相对较好的选择，对于布袋除尘器，清灰方式选择脉冲反吹清灰。

3.2 处理流程图将风机设置在除尘器后可减少风机磨损，及对风机性能的要求。

综上所述，该处理工艺的工艺流程图为：旋风除尘器的选型设计4.1 除尘原理旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。

它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低．阻力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。

旋风除尘器一般用于捕集5-15微米以上的颗粒．除尘效率可达80％以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器．其除尘效率可达5％以上。

旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5微米的效率不高。

4.1.1 旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。

旋转下降的气流在到达圆锥体底部后．沿除尘器的轴心部位转而向上．形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管排出。

自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。

4.2 XLP型旁路式旋风除尘器介绍XLP型旁路式旋风除尘器是一种在旋风筒体外侧带有一旁路通道的高效旋风除尘器，它能使筒内壁附近含尘较多的一部分气体通过旁路进入旋风筒下部，以减少粉尘由排风口逸出的机会，特别对大于5μm的粉尘有较高的除尘效率。

用于清除工业废气中含有密度较大的非纤维性及黏结性的灰尘。

能有效地分离烟草灰、滑石粉、石英粉、石灰石粉、矿渣水泥、水泥生料等，具有结构简单、操作方便，耐高温、阻力低而除尘效率高的特点，适用于矿山、冶金、耐火材料、煤炭、化工、建材及电力等工业部门的气体净化。

4.2.1 XLP型旁路式旋风除尘器工作原理含尘气体从进口处切向进入后，气体在获得旋转运动的同时，气流分成上、下分开，形成双旋涡运动，粉尘在排气底部即双旋涡的分界处产生强烈的分离作用。

较细较轻的尘粒由上部旋涡气流带往上部，在顶盖下面形成强烈旋转的灰环，产生尘粒的聚集，并被从特设的旁路分离室上部洞口引出，经旁路分离室下部螺旋槽，从除尘器外壁回风口切向引入除尘器筒体下部与内部气流汇合，粉尘被分离而落入灰斗。

另一部分较粗重的粉尘颗粒则在下旋涡气流带动下，沿除尘器下段经由上旋涡气流的类似过程，将粉尘分离并进入灰斗。

4.2.2 XLP型旁路式旋风除尘器分类XLP型旁路式旋风除尘器比一般旋风除尘器进气口位置低，使在除尘器顶部有充足的空间形成上旋涡并形成粉尘环，从旁路分离室引至锥体部分，这样有害于除尘效率的二次气流，变成有粉尘集聚作用的上旋涡气流；旁路分离室设计成螺旋形，使进入的含尘气流切向进入锥体，避免扰乱锥体内壁气流，防止再次尘化现象。

1、按XLP型旁路式旋风除尘器出风方式分类。

X型（水平出风，吸出式除尘器位于风机吸入侧，并带有出口蜗壳），一般用于负压操作；Y型（上部出风，压入式除尘器位于风机压入侧），一般用于正压或负压操作。