某厂电炉烟气除尘工艺设计1.2基本资料烟气流量：30000m 3/h；烟气温度：350-550℃；含尘浓度：3-5g/m 3；当地大气压力：98.86kPa；按工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中三类区标准执行；场地布置无限制；烟气、烟尘性质：烟尘成分/%SiO 2FeO MgO Al 2O 3CaO C 约90约3约10.2～1.50.4～13～41.设计方案的选择确定2.1除尘器形式圆袋式袋式除尘器：除尘效率一般可达99％以上。

效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。

同时在结构形式、滤料、清灰方式和运行方式等方面也都到了不断地发展。

2.2除尘器工作原理含尘气流从下部孔板进入滤袋内，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排气口排出。

沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动、烟尘粒度/%烟气成分(理论体积分数)/%<1μm 1～10μm10～40μmCO 2H 2O N 2O 2>8857约31～275～785～18反吹风等的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。

袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。

虽然它是最古老的除尘方法之一，但由于它的效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而应用广泛。

2.3滤料的选择玻璃纤维的特点是耐高温（使用温度为230-280℃）吸温性及延伸性小，抗拉强度大，耐酸性好，造价低。

但不耐磨不耐碱，其致命弱点是抗折性小。

基于以上特点袋式除尘器滤料为中碱玻璃纤维。

2.4清灰方式逆气流清灰：逆气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。

过滤操作过程与机械振动清灰式相同，但在清灰是时要关闭含尘气流，开启逆气流进行反吹风。

此时滤袋变形，沉积在滤袋内表面的灰层破坏、脱落。

通过花板落入灰斗。

安装在滤料内的支撑环可以防止滤袋完全被压扁。

逆气流清灰袋式除尘器的过滤风速一般为0.3-1.2m/min，压力损失控制范围为1000-1500Pa。

这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小的玻璃纤维滤袋的情况。

袋式除尘器的使用情况粉尘种类纤维种类清灰种类过滤气速（m/min)粉尘比阻力系数[N.min/(g.m)]电炉玻璃纤维逆气流机械振动0.46-1.227.5-11.92.工艺结构和附属设备的计算3.1冷却器的设计计算3.1.1冷却器的类型：间接水冷列管冷却器，热流体进口温度为550℃，出口温度为240℃；冷却水进水口30℃，出口温度70℃。

选用 25×2.5碳钢冷却管。

3.1.2确定物性数据循环水：c i =988.1kg/m -3C p =4.174kj.kg -1.k -13.1.3平均传热温差Ct t t t t m ︒=-----=∆∆∆-∆=∆6.3263024070550ln )30240()70550(ln 21213.1.4热流量Q 烟气量=30000m³/h标况下烟气量：hm h m V /10000/4.99512735502733000033≈=⨯+=烟气放出热量：hkJ Q /1027.4)240564.29550835.30(4.2227335.10186.98550273300006⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯+=3.1.5传热系数近似取值为k=17.5w/(m 2·K)，1w=3.6kJ/h.3.1.6计算冷却器的冷却面积：265.2076.36.3265.171027.4'm t K Q S m =⨯⨯⨯=∆=考虑15%的面积裕度，S=1.15⨯S'=238.7㎡3.1.7冷却水用量W i =ht C Q i pi /kg 99.2557430-70174.41027.46=⨯⨯=∆）（3.1.8工艺结构尺寸3.1.8.1管径:选用φ25×2.5冷却管（碳钢）。

管内流速u=0.50m/s。

3.1.8.2管程数和传热管数依据传热管径内径和流速确定单程传热管数n s =（根）467.4550.0020.0785.036001.98899.2557442u2≈=⨯⨯⨯=⨯⨯i d Vπ按长圆管计算，所需的传热管长度为m n d S l s o 1.6646025.014.37.238=⨯⨯==π按单程管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。

现取传热管长为L=7m，则该冷却器管程数为N p =管程）(104.971.66≈==l L 冷却器总管数N=46×10=460（根）3.1.8.3传热管排列共460根管道，管程为10，则用4×12的排列分布。

取管间距500mm.3.1.9冷凝器灰斗设计，设4个灰斗：上口外形尺寸：长：mm1300)12(5002400=-⨯+⨯宽：mm1300)12(5002400=-⨯+⨯下口尺寸选：200×200高：mm mm tg 9706.952605.0)2001300(≈=⨯⨯-冷却器出口烟气量为：h m h m V /18800/2.18791)240273(2731000033≈=+⨯=冷考虑管道及冷却期漏风率为1.2，则实际烟气量为：hm V /225602.1188003'=⨯=冷3.2除尘设备设计计算3.2.1除尘器应达到的除尘效率CC s-=1η式中C——标准状态下烟气含尘浓度，)/(3m mg ；s C ——标准状态下电炉烟尘排放标准中规定值，)/(3m mg 。

代入C=1544,s C =200,得η＝1-200/1544=98.70%3.2.2过滤面积：根据含尘浓度、滤料种类及清灰方式等，即可确定过滤气速V f 并得出总过滤面积。

FvV q 60'=A min/m 2.160h/2560m23⨯=㎡3.313=式中：q v——预处理的烟气量，22560m³/h；V f——过滤气速。

逆气流反吹清灰：v f ,=1.2m/min。

3.2.3除尘器设计滤袋尺寸：选择圆筒形滤袋，φ300mm，高度l=3m；每条滤袋的面积：a=πd l=2.83㎡;滤袋条数：n=A/a=313.3/2.83=111条。

按4×4规格分成7个室，则实际滤袋条数为4×4×7=112条。

每组内相邻两滤袋以及滤袋与外壳之间的距离取60mm，同组内分室与分室之间以及滤袋与外壳之间的距离取700mm。

组与组之间取1000mm。

实际过滤面积为A=a×n=316.96㎡。

实际过滤气速为V f=1.18m/min。

逆气流袋式除尘器规格过滤风量（m³/h)过滤面积m2滤袋直径（mm）滤袋高度（m）滤袋个数分室数效率％外型尺寸长×宽×高(mm)过滤气速(m/min)清灰方式30000316.963003.016×7798.78100×4000×50001.18逆气流清灰3.2.4灰斗计算上口尺寸：长：mm1380)14(604300=-⨯+⨯宽：mm1380)14(604300=-⨯+⨯下口尺寸取：200×200高：mmmm tg 10509.1021605.0)2001380(≈=⨯⨯-所有尘室一起工作时过滤速度为：min /19.160744330.014.322560m F V v f =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==除满清灰时的过滤风速为：min /39.160644330.014.322560m F V v f =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==清除清3.3管网布置及计算：3.3.1进气管：除尘系统进气速度一般为15～25m/s，本设计采用20m/s ，则进气管直径：mmQD 6.72836002014.33000043600v 4=⨯⨯⨯=⨯⨯=π进查“全国通用管道计算表”圆形通风管道规格，取内径D=800mm，壁厚取2mm。

则实际风速为：s m v g /6.1636008.014.33000042=⨯⨯⨯=3.3.2排气管：除尘器出口风量计算：/h m 5944215.10256215.1V 3=⨯=⨯=除排V （除尘系统的漏风率取1.15）除尘系统排气速度一般为2～5m/s，设计采用3.5m/s，则排气管直径为：mmD 19.26136005.314.3259444=⨯⨯⨯=排选取圆型通风管内径1600mm，壁厚5mm。

则实际风速为：s m v g /6.336006.114.344952422=⨯⨯⨯=3.4阻力计算：1～2段：为电炉烟气通向冷凝管的管道。

管内烟气参数为：V 1～2=30000m 3/h，T=550℃；则此时的粘度和密度分别为：μ1～2=4.31×10-5Pa·s；ρ1～2=0.512kg/m 3；管道风速有关经计算可知，取17.7m/s；则Re 和相对粗糙度为：相对粗糙度：000188.080015.0==d ε雷诺数：552-12-11058.11031.4512.06.1680.0Re ⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯=-μρυg d 查表得：λ=0.0180Pav d l P g7.1226.16512.080.00180.082222~12~12~1=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=∆ρλ进2～3段：为表面冷却器。

⑴表面冷却气入口管内气体参数为：V 2～3=30000m 3/h，T=550℃；此时烟气粘度和密度为发生变化，则Re 和相对粗糙度为：5521015.341031.4512.0436004.014.33000044.0Re ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-0004.040015.0==dε查表得：λ=0.0180Pad l P 2.60326.16512.04.0018.01902436004.014.3320004223~23~23~2=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆ρλ冷⑵表面冷却器出口管内气体参数为：V 2～3=22560m 3/h，T=240℃。

此时，由于温度降低，烟气的粘度和密度都随之变化，分别别为：μ2～3=2.6×10-5Pa·s；ρ2～3=0.467kg/m 3，管道风速为：s m v /5.12436004.014.32256042=⨯⨯⨯⨯=出则Re 和相对粗糙度为：5521058.34106.2467.0436004.014.32256044.0Re ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-0004.040015.0==d ε查表得：λ=0.0175Pad l P 1.2422436004.014.3225604467.04.00175.01902436004.014.3225604223~23~23~2=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆ρλ冷综上，换热器阻力在242.1Pa～603.2Pa 之间，计算时取550Pa。