1、 無（微）動力除塵技術無（微）動力除塵技術昆明冶金研究院昆明冶金研究院主要完成人主要完成人 瞿仁靜瞿仁靜 鄒鄒 巍巍 楊紅英楊紅英 胡胡 娟娟 目目 錄錄1 引言.12.研究的總體思路.13.無（微）動力除塵技術的含義.24.適用領域.25.背景技術.26.除塵原理.27.除塵工藝流程.37.1 無動力除塵工藝.37.2 微動力除塵工藝.38.除塵設備.59.無動力除塵技術內容.510.技術特點.711 技術難點.712 設備技術參數.813.除塵后達到的效果.914.項目應用推廣情況.9 1 引言引言節能減排是我國“十一五規劃綱要”提出的貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措。無

2、（微）動力除塵技術是環境保護、污染治理行業的一項節能減排新技術。無（微）動力除塵技術，是本院在只有國內外文獻報道的基礎上，自主研發的除塵技術，除塵觀念新穎，除塵原理運用得當，設備構思巧妙，工藝布局合理，節能，不消耗動力或動力消耗小，除塵指標先進。已經在選礦、煉鐵、燒結、鐵合金等行業應用，均通過項目驗收。無（微）動力除塵技術，獲得第十八屆全國發明展覽會銅獎。于2009 年申請發明專利，已經獲得授權。2.研究的總體思路研究的總體思路要求開發研究一種物料運輸系統的全新的除塵方法，以響應國家節能減排的號召，滿足企業日益增長的對節能減排、環境保護的需要。對新技術，要求其投資少、不占地、捕集率高、除塵成本

3、低、除塵器壽命長、施工工期短。其中，在物料轉運系統，力求做到不消耗動力達到除塵的目的，除塵效果不能低于傳統的布袋除塵工藝，排放的粉塵量及操作崗位含塵濃度等，必須達到國家標準。采取現場觀測手段收集揚塵點的粉塵資料，取樣分析粉塵特性，在實驗室模擬粉塵運動軌跡，研究粉塵運動規律，計算除塵器工藝參數，加工制作除塵器，現場安裝設備，調試修改設備，最終達到最佳的除塵效果。經過四年來的不斷創新和開發，已經研究出一種無動力除塵技術，建立了一個科學的理論體系，有一套完整的計算方法，有一只有實力的研究、設計、施工隊伍。 3.無（微）動力除塵技術的含義無（微）動力除塵技術的含義無動力除塵技術利用重力除塵、空氣動力學

4、和壓力平衡的原理，打破傳統的除塵方式，對各揚塵點進行分散除塵，無需任何外加的動力設備。微動力除塵技術，是針對與皮帶輸送機相關的破碎機、振動篩、料倉等設備，在無動力除塵技術的基礎上，配加小型過濾器輔助除塵的一種除塵技術。4.適用領域適用領域無動力除塵技術除塵方法，屬于環保干法除塵技術領域，適用于物料輸送系統轉運站等揚塵點的除塵，不適用于爐窯等煙氣除塵。5.背景技術背景技術我國原料輸送系統除塵，多數采用負壓吸風布袋除塵工藝進行除塵。布袋除塵工藝包含粉塵捕集罩、輸送管道、布袋除塵器、引風機和煙囪等。優點：除塵效率高。缺點：投資大；粉塵捕集率低；水平管道易堵塞，影響捕集率；抽風量大，運行費用高；除塵器

5、、引風機和煙囪等占地面積大；需設置專職的操作維護人員及粉塵運輸設備。6.除塵原理除塵原理無動力除塵技術，運用空氣動力學原理，利用物料跌落時產生的壓力差，在除塵器內形成氣流閉環流通，對各揚塵點進行分散除塵。在需除塵的設備上，設置除塵室，在除塵室內設置應力板。物料跌落或受到振動時，含塵氣流往上運動，撞擊到應力板，變為紊流，氣流的速度與方向均發生改變，大顆粒的粉塵沉降下來。在密封的除塵室內，皮帶仍 然繼續運行，物料下料口出現微負壓，在除塵室內設置密封氣體回流管，將微正壓氣流引至物料下料口前，保持壓力平衡，實現除塵器內閉環流通，保證粉塵連續沉降。7.除塵工藝流程除塵工藝流程7.1 無動力除塵工藝無動力

6、除塵工藝除塵工藝流程為：密封室粉塵氣流密閉落料管除塵室塵氣分離室粉塵循環室密封室空氣。無動力除塵技術原則流程見圖1，設備流程見圖 2。圖 1 無動力除塵技術流程圖7.2 微動力除塵工藝微動力除塵工藝除塵工藝流程為：粉塵氣流（落料管）多功能消塵室塵料分流裝置濾塵室微環室脈沖負壓吸塵器密封簾濾塵室空氣。微動力除塵技術原則流程見圖 3，設備流程見圖 4。 圖 2 微動力除塵方案流程圖 8.除塵設備除塵設備除塵設備由密封室、密閉落料管、棧橋微環室、導料槽總成、除塵室、緩塵回流室、多功能消塵室、塵氣分離室、尾密封室、尾緩解室、小功率除塵器、物料干濕傳感裝置等組成。9.除塵器性能指標理論計算除塵器性能指標

7、理論計算9.1 除塵效率除塵效率在除塵工程設計中一般采用全效率作為考核指標，優勢也使用分級效率進行表達。9.1.1 全效率全效率為除塵器初夏的粉塵量與進入除塵器的粉塵量之百分比。如 下式所示：=(G2/G1)100%式中：除塵器的效率，%；G1進入除塵器的粉塵量，g/s；G2除塵器除下的粉塵量，g/s。由于在現場無法直接測出進入除塵器的粉塵量，應先測出除塵器進出口氣流中的寒磣濃度和相應的風量，再用下式計算：=(Q1C1-Q2C2/Q1C1)100%式中：Q1除塵器入口風量，m3/s ；C1除塵器入口濃度，mg/ m3；Q2除塵器出口風量，m3/s ；C2除塵器出口濃度，mg/ m3。9.1.2

8、 總效率在除塵系統中，若有除塵效率分別為 1、2n 的幾個除塵器串聯運行時，除策劃你系統的總效率用 表示，按下式計算：=1-（1-1） （1-2）（1-n）9.1.3 穿透率穿透率 為除塵器出口粉塵的排出量與入口粉塵的進入量的百分比，按下式計算：=（Q2C2/ Q1C1）100%9.1.4 分級效率分級效率 c 為除塵器對某一粒徑 dc 或粒徑范圍dc 內粉塵的除塵效率，如下式所示：c=(Sc/Sj) 100%式中：Sc在dc 的粒徑范圍內，除塵器捕集的粉塵量，g/s；Sj)在dc 的粒徑范圍內，進入除塵器的粉塵量，g/s。 9.2 壓力損失壓力損失除塵器壓力損失P 為除塵器進、出口處氣體流經

9、除塵器所耗的接卸能，當知道除塵器局部阻力系數 值時，可用下式計算。在現場可用壓力表直接測出。P=02/2式中：P除塵器的壓力損失，Pa；0處理氣體的密度，kg/m3；2除塵器入口處的氣流速度，m/s。10.除塵器設計除塵器設計10.1 設計計算設計計算除塵設備由密封室、密閉落料管、棧橋微環室、導料槽總成、除塵室、緩塵回流室、多功能消塵室、塵氣分離室、尾密封室、尾緩解室、小功率除塵器、物料干濕傳感裝置等組成。含塵氣體在除塵室內緩慢流動，塵粒借助自身的重力作用被分離而捕集下來。為了提高除塵室的除塵效率，在室內加裝應力板，目的是改變氣流氣流的運動方向，由于粉塵顆粒慣性較大，不能隨同氣體一起改變方向，

10、撞到應力板上，逝去繼續飛揚的動能，沉降到皮帶上。應力板使含塵氣體產生一些小股渦旋，塵粒受到離心力作用，與氣體分開，并撞擊到室壁和應力板上，沉降下來。裝有應力板的除塵器，氣流速度可以提高到 68 m/s，除塵器內設置多個應力擋板，相對低降低了塵粒的沉降高度。基本流速一定時，除塵室的縱深越長，除塵效率越高。除塵器內在氣體入口處裝設應力板，使除塵器內氣流均勻化，增加慣性碰撞效應，提高除塵效率。除塵器內氣體基本流速為 12 m/s，捕集粉塵粒徑為 40以上，壓力損失比較小。在近似計算中假設氣流為水平均勻氣流，假設塵粒具有與氣流相同 的速度。除塵器的結構尺寸就使粉塵通過除塵器長度 L 時代流速 V 能使

11、粒子借自身重力作用，按沉降速度 W，下降到除塵器底部。塵粒沉降到底部的時間小于或等于氣流他哦你通過除塵器的時間。設氣流通過除塵器的時間為 t，則 t=L/V 式中：L除塵器的長度，m；V氣流流速，m/s；設塵粒沉降到底部的時間為 ta，則ta=H/Ws式中：H除塵器的高度，m；Ws塵粒沉降的速度，m/s。要使塵粒不被氣流帶走，則必須 tot ，H/Ws L/V。設計時可按下列公式計算沉降室的主要結構尺寸：除塵器長度：L=HV/ Ws.除塵器高度：H=L Ws/V。除塵器的寬度：B=A/H=Q/(3600VH式中：A除塵器的橫截面積，m2；Q氣體流量，m3/h。由于塵粒通過除塵器截面的流速并不均

12、勻，按上式求得的除塵器尺寸必須適當放大其長度的寬度。在調整除塵室主要尺寸時應切實注意除塵的工作物性，當氣流流速越小時，越能捕集微細灰粒；除塵器高度越小，長度越長，除塵效率越高；除塵器內的氣流流速越均勻，則除塵效率越好。塵粒的沉降速度 W，可按下式近似地求得。設氣體中含有的塵粒為球形，粒徑在 1100m 范圍內，根據斯托克司定律，塵粒在沉降時僅收到氣體的阻力。 Fg=ds3(pk-pt)g/6式中：Fg塵粒的沉降力，N；ds塵粒的當量直徑，m；pk塵粒的密度，kg/m3；pt氣體的密度，kg/m3；g重力加速度，m/s2。F=3dSWS 式中：F氣體的阻力，N；氣體的黏度，Pa.s；WS 塵粒的

13、沉降速度，m/s。從公式可以看出，當塵粒種類和直徑以及氣體狀態一定時，塵粒的沉降力 Fg 為一定值。在此情況下，塵粒由靜止狀態開始沉降時，由于沉降速度很小，當 FFg 時，塵粒呈等加速度沉降過程中下降速度不斷增加，則氣體阻力 F 不斷增加；當達到 Fg=F 時，塵粒的下降速度不再增加，而以等速度不斷沉降，此速度就是塵粒的沉降速度。將上式代入塵粒等速度沉降的條件式 Fg=F，則ds3(pk-pt)g/6=3dSWS移項整理后則可得到沉降速度 WS為：WS= ds2(pk-pt)g/18做等速度沉降的塵粒直徑為：ds=18WS /(pk-pt)g1/2式中：ds斯托克司粒徑。公式中塵粒是以球狀粒子

14、計算，但實際上塵粒并非球狀例子，應按下式進行修正。ds=0.65d式中：d形狀不規則塵粒的粒徑，m； 0.65形狀修正系數。塵粒的密度應進行測試確定。 10.2 設計要點設計要點（1）除塵器內氣流流速，應取 0.41.0m/s。（2）除塵器尺寸以矮、寬、長原則設計，若除塵器過高，其上部的塵粒沉降到底部的時間較長，塵粒未沉降到底部就被氣流帶走。流通界面確定后，寬度增加，高度就可以降低；加長除塵器，可以使塵粒充分沉降。（3）除塵器內可以適當設置應力擋板，形成多層沉降室，以提高除塵效果。（4）除塵工程設計中有時不可能按計算尺寸確定結構，而是視具體布置考慮。（5）除塵器可以根據其流量/空間位置和除塵效

15、率設計成不同的構造及外形。ds11.無動力除塵技術內容無動力除塵技術內容無動力除塵技術所要解決的技術問題是提供一種物料運輸系統的除塵方法，其投資少、不占地、捕集率高、處理成本低、除塵器壽命長、施工工期短。解決無動力除塵的技術問題所采用的方案是：對物料經過的輸送裝置進行密封，在輸送機的落料工位之后依次設置除塵室、塵氣分離室和循環降塵室；對除塵室的上揚塵氣用上置的傾斜折向板產生紊流，沉降大顆粒，對細粉塵采用在下料口產生負壓，使回流至落料管內下端；在塵氣分離室采用上置的傾斜折向板繼續改變含塵氣流運動方向和運動速度，使粉塵與氣流分離；在循環降塵室采用上置的傾斜折向板和垂懸的橡膠條進一步降低粉塵的動能，

16、并在橡膠條上產生靜電，沉降剩余的粉塵。無動力除塵技術所述的原料運輸系統的除塵方法還包括下述技術方 案：在除塵室、塵氣分離室和循環降塵室上置的傾斜折向板與水平方向為 1545夾角；除塵室下料口的負壓利用輸送帶和物料的運動而在下料口局部產生；循環降塵室的折向板設在室前端，垂懸的橡膠條設在室后端。對于使用無粉塵原料的運輸系統，在除塵室處設置負壓的氣體導向管，將捕集到的粉塵引導入另一的運輸系統中。本技術的各處理工序中的具體技術參數為：在對輸送裝置密封處理中，產塵點粉塵濃度5g/m3，設備應處于常溫、常壓狀態，密封箱體采用鋼焊接件，與設備之間的密封采用橡膠板，輸送帶采用皮帶運輸機，其頭部、尾部密封采用橡

17、膠條，橡膠條直徑為 810mm，46 層排列，間隙為 0.51.0mm； 在除塵處理中，皮帶運輸機上方的空間應在 1500mm 以上，除塵室的截面積為落料管截面積的 812 倍，除塵器內氣流速度為0.61.0m/s，粉塵氣體回流管的截面積為落料管截面積的 0.50.8 倍，并回流管內氣流速度為3.5m/s；在塵氣分離和粉塵循環降塵處理中，使氣流的速度小于或等于皮帶運行速度；在將無粉塵焦炭的運輸系統中的粉塵引導出來的置塵處理中，兩運輸系統的碎焦輸送帶和成焦輸送帶之間的距離小于 10m。本技術所使用設備滿足以下參數：焦炭的料倉口尺寸為8000mm8000mm 以內；槽型輸送皮帶，寬度=500140

18、0mm，帶速0.83.15m/s，處理量為 2528t/h 以下，物料落差為 10m 以內；振動篩篩子規格為 18003600mm 以內、處理量為 440t/h 以下；顎式破碎機設備規格為 15002100mm 以內、處理量為 790t/h 以下；圓錐破碎機設備規格為 2200mm 以內、處理量為 230t/h 以下。 12.技術特點技術特點無動力除塵技術改變傳統的除塵工藝，除塵觀念新穎，除塵原理運用得當，設備構思巧妙，工藝布局合理，節能，不消耗動力或動力消耗小，除塵指標先進。具有與傳統除塵方法一樣的除塵效果，并且具有以下特點：沒有管道等引出廠房，也無除塵器、風機、煙囪等設備，不占地，無景觀視

19、覺污染。無需配備操作工人，維護方便，費用低。無動力除塵工藝，無動力消耗。微動力除塵工藝，動力消耗低，大約為布袋除塵技術的 20。節約投資約 2030。保證粉塵捕集率達到 90以上，設備出口氣體含塵量50mg/Nm3，操作點的含塵濃度10mg/m3。與其它文獻報道的就地除塵設備相比，無動力除塵技術具有以下優點：設備密封性好，粉塵捕集率高，可以達到 90%以上；維護量小，密封條壽命長，三年以后才需要更換。13 技術難點技術難點無動力除塵技術同時可以處理以下技術難點：（已申請了專利）解決破碎機、振動篩等設備的揚塵。在無動力除塵技術的基礎上加裝小型濾筒、濾袋式除塵器，彌補物料原動力不足的弱點，保證除塵效率，形成微動力除塵。解決振動篩篩上物不受粉塵再次污染的問題。無動力除塵收集的粉塵，直接落入皮帶運輸機等產塵設備，用 1.53.0kW 的過濾器，將粉塵抽吸到篩下物容器內。 14 設備技術參數設備技術參數本技術實施例的各處理工序的具體技術參數為：在對輸送裝置密封處理中，產塵點粉塵濃度5g/m3，設備應處于常溫、常壓狀態