环境毕业设计开题报告

1、课题来源

根据老师提供设计课题，选择某水泥厂∮3×25m烘干机通风除尘系统初步设 计，使水泥生产过程中所产生的粉尘可以得到有效控制，排放达标。结合实际及相关资料来进行除尘系统的初步设计。

2、研究目的和意义

水泥是世界上建筑材料中应用最为广泛的原料之一，水泥工业也是世界上能耗最高、物耗最高、污染物排放量最大的行业之一。水泥工业按污染特征分，属二类重污染企业。水泥生产给环境带来的主要是大气污染，污染物以（烟）粉尘为主，水泥生产几乎每道工序都伴随着粉尘的产生及排放。根据统计资料，水泥粉尘排放量历年都占工业粉尘排放总量的60～70%，居各工业部门粉尘排放量之首。 我国水泥工业对大气所产生影响的主要污染源是粉尘和废气，粉尘污染排放高于国外15倍，粉尘主要是由于水泥生产过程中原、燃料和水泥成品储运，物料的破碎、烘干、粉磨、煅烧等工序产生的废气排放或外逸而引起的。水泥工业对大气环境产生影响的废气（包括SO2、NOX、CO2、HF等），其中SO2是因烧成系统的燃料含硫燃烧产生的；CO2是由水泥生产中CaCO3分解和煤炭燃烧而产生的；NOX是空气中的N2在高温有氧燃烧条件下产生的；HF是由于立窑厂采用萤石CaF2矿化剂，在煅烧过程中产生的有害废气。根据我国每年的水泥总产量推算，我国目前每年因水泥生产向大气排放的粉尘量为：各类粉尘约1330万吨；其中，旋窑水泥厂130万吨，立窑水泥厂约1200万吨。水泥厂所需烘干的物料有黏土、页岩、矿渣、钢渣、煤等，烘干不同物料产生的废气特点有所不同，烘干机废气需要经过高效除尘设备治理达标后才能对外排放。水泥粉尘污染对人、农作物和植物等都会产生很大的危害作用。研究表明，在中国引起慢性障碍性呼吸道疾病的主要决定因素是大气污染。因而降低水泥厂粉尘排放浓度显得尤为重要。 3、国内外研究现状和发展趋势及综述

自１９０６年静电除尘器（ＥＳＰ）第一次被应用于工业以来．静电除尘器已 发展成为一种公认的高效除尘装置．其效率可达到９９％甚至更高。而我国电除尘 器的技术水平，已经达到国际先进水平。在水泥行业，我国已能生产配套１０００

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0t/d水泥熟料生产线超大型电除尘器．处理风量近２００万m3/h。但是电除尘器 在收尘机理上却存在着很大的缺陷，直接制约了电除尘器的应用： （1）电除尘器的收尘效率直接受粉尘比电阻制约．若要获得高收尘效率．能 耗及初投资都将远高于袋收尘。 （2）电除尘器对微细粒子处理能力有限。ＥＳＰ对人体健康危害最大的m的尘粒的除尘效率较差 ０．１～２μ由于ＥＳＰ的使用限制．目前世界上高效除尘技术越来越倾向于使用袋式除尘。袋除尘器的主要特点是运行稳定．适应性强．其收尘效率很少受到处理风量变化．可过滤亚微米级的粉尘颗粒：气体和粉尘性质不同的影响。所以水泥厂除尘设备绝大部分采用袋除尘器，其中原因是一下四点： （1）不受Ｃ０浓度影响——由于电除尘器内的放电．会造成一氧化碳爆炸。 在除尘器内要安装防爆装置．当Ｃ０含量超过一定值时．防爆装置就会自动切断 电源．使高浓度含尘气体直接排人大气。而袋除尘器则没有放电问题．即使在高 Ｃ０条件下亦能连续运行。 （2）便于维修——由于袋除尘器具有很多室．所以可关闭一个室并在隔离的 情况下进行维修，而对工艺过程影响很小。电除尘器一般不设计成独立的室，设 备不会因为维修而停止运行 （3）不需设置喷水系统和消耗水——通常气体中的水分对袋除尘器并非关键，而对电除尘器却极为重要，为此．袋除尘器不需要喷水系统的投资和操作成本。 （4）在后期需要降低排放时有更多的选择——袋除尘器具有采用新开发滤袋的优点．不需要改造除尘器的基本构造 随着袋除尘器技术的进步．特别是新型滤料的涌现。使袋除尘器的应用范围 更为广泛。目前，生产中应用最广．市场占有率最高的大型袋式除尘器是反吹风 大布袋除尘器和脉冲喷吹除尘器 袋式除尘器的除尘效率高也是和滤料分不开的。滤料性能和质量的好坏．直 接关系到袋式除尘器的好坏和使用寿命的长短。它的性能和质量也促进袋式除尘 技术进步．影响其应用范围和使用寿命。国内目前的袋式除尘器相当大的一部分 采用针刺毡材料等普通滤料，属于深层过滤。最初接触滤料的粉尘将会滞留在滤料表面．形成一层初次滤饼使滤料孔隙减少而提高过滤效率。深层过滤就是利用

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这层初次滤饼层以实现有效的粉尘过滤／捕集的过程。随着过滤的进行．粉尘会 顺气流压力不断渗入滤料，导致运行阻力不断上升．系统处理风量下降．能耗增 加。并使滤袋工作寿命大大缩短。另外，由于“初次粉饼”的存在．在处理含湿 量大的气体时．滤料容板结而过早失效。 由美国戈尔公司（Ｗ．ＬＧｏｒｅ＆ＡｓｓｏｅｉａｔｅｓＩｎｃ．）于１９ ７５年首先发明和生产的Ｇｏｒｅ薄膜滤料是迄今为止最完美的解决了过滤效率和清灰性能矛盾的一种滤料。该滤料的过滤表面复合了一层用“膨体”专利技术制成的多微孔、极光滑的膨体聚四氟乙烯（ｅＰＴＦＥ）薄膜。由于膨体聚四氟乙烯（ｅＰＴＦＥ）薄膜的纤维组织极为细密。结果使含尘气体经过滤料后的粉尘排放量接近于零：由于膨体聚四氟乙烯（ｅＰＴＦＥ）薄膜本身具有不粘灰、憎水和化学性能稳定等特点，使薄膜滤料具有了极佳的清灰性能。结果使过滤阻 力始终能保持在很低的水平。使处理气流量始终保持在较高的水平，从而实现袋 式除尘器的表面过滤。 国内水泥厂采用的烘干设备一般有：回转式烘干机、立式烘干机、悬浮烘干 机、流态烘干机，而使用较为普遍的是回转烘干机。水泥厂需烘干的物料有黏土、 页岩、矿渣、钢渣、煤等，烘干不同物料产生的废气特点有所不同，烘干机废气 需要经过高效除尘设备治理达标后才能排放，新标准《水泥工业大气污染物排放（ＧＢ４９１５－２００４）对烘干机废气的排放限值作了严格规定：自２ 标准》 ００６年７月１日起至２００９年１２月３１日止，现有生产线烘干机排气筒中的颗粒物最高允许排放浓度是１００mｇ／Ｎm3，自２０１０年１月１日起，其最高允许排放浓度是５０mｇ／Ｎm3。自２００５年１月１日起，新建生产线烘干机排气筒中的颗粒物最高允许排放浓度是５０mｇ／Ｎm3。为适应新标准，选用新型高效袋除尘器是设计选型的必然趋势 4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案

主要研究内容 （1）处理方案的确定： 按照烘干机通风资料和出口气体含污染物浓度要求进行方案的确定，找出运行 处理效果好、投资省、占地面积小、运行费用低、管理方便、排放达标的最佳方案。

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统的主要设备进行选型和设计，以及管道和烟囱的参数设计 视图等。 （2）处理方法流程选定后，根据水泥厂实际生产过程中的工况，对除尘系统（3）根据设计，绘制除尘系统的流程图、平面布置图、高程图、主要设备三本设计方案拟采用回转式烘干机以及袋式除尘器。回转式烘干机的特点如下： 1、回转式烘干机热效率高，节能效果明显。经检测，热效率大大超过传统单 筒烘干机50*/左右的水平。该烘干机设备投产使用后，节煤效果明显。 2、烘干机理科学公道、高效节能。物料在内筒与热气流以辐射、对流、传导 形式进行热交换，在外筒热交换以传导、对流形式并用。 3、该机长度缩短，有利于工艺布置。整机长度比单筒烘干机缩短约40*/左右，从而减少厂房的建筑面积，节约工程投资，也更适合于老厂改造的工艺布置。 4、该机采用物料与热气流顺流烘干工艺，合用范围广。它能适应粘土、煤、矿渣、铁粉等各种原材料的烘干，也合用于冶金、化工等部分的各种散状物料的烘干。 5、该机结构紧凑。整机水平布置，采用托轮支承，取消了大小齿轮传动，代 之以托轮传动，使设备安装更利便、操纵更简朴、运行更可靠、运转率更高。 6、自动温度监控系统,使操作更加便捷。 7、多种扬料板设计，角形扬料板与万字扬料板有机结合，使物料与热烟气交 换更充分，减少了烘干机筒体内“风洞”产生的机理。 8、采用变频调速，调整烘干机设备筒体转速，根据入机水分，产量要求，采 用适当的转速，确保下道工序的需求。 9、该机的外部表面积比单筒回转式烘干机减少30%以上，并且外筒对内筒有保温隔热作用，外筒表面温度低，热损失少，在高效节能的同时，大大改善了劳动环境和劳动条件。 袋式除尘器拟采用高温脉喷烘干机袋除尘器，该种除尘器性能特点如下： （1）适应各种烘干机的废气成分，特别适应１台烘干机烘干多种物料的情况。 能有效适应废气性质大范围的波动。 （2）工艺布置简单，由于袋除尘器可直接处理高浓度的含尘废气，因此可在 烘干机废气的除尘系统中采用一级除尘，简化了工艺流程，降低了系统阻力，可节约电耗。

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（3）控制技术先进，自动化程度高，维修管理简单方便。除尘器的清灰、卸灰、温度报警及切换等工作均由自动化控制系统来控制执行 （4）选用新型耐高温抗结露滤料，加强了滤料的耐高温、抗结露和防腐性能， 不但延长了滤料的使用寿命，同时还保证了良好的过滤和通风性能。 （5）系统工艺设计先进，工艺参数设置合理，有效降低整个系统的能耗。同 时加强系统的通风，改善烘干机的热交换性能，有利于提高产量，并降低被烘干 物料的终水分。 （6）除尘效率高。 5、研究基础

a.根据实际情况，该课题的研究基础主要包括以下几点： （1）在校期间认真学习了《大气污染控制工程》《工程概预算》《环境工程原 理》等课程并借阅了图书馆和学院里的《环境工程手册—大气污染防治卷》、《除尘 器》、《实用环境工程手册》、《全国通用通风管道》、《环保设备设计与应用》、《工业 污染治理技术手册》、等相关资料，还通过网络查阅了相关论文及最新研究成果。 掌握了本课题所涉及的必备的基本知识和相关理论。 6、预期达到的目标及进度安排 通过对该课题的相关内容的研究设计，预期达到的目标主要包括以下几点： （1）选择出切实可行的粉尘净化工艺，并完成除尘系统工艺流程图，系统总平面布置图、立面图、主要设备构筑图。 （2）选用处理工艺成熟，除尘效果显著，能保障系统长期运行并尽可能满 （2）具有成熟的技术基础。我国水泥厂现行的除尘系统大多相同，主要采用 静电除尘和袋式除尘，该工艺成熟稳定。且再实习单位学习到了很多的除尘设备的实际运行参数和设备详细结构构造。对本设计有着很好的指导作用。 b.未具备的条件及提出的解决方案 首先根据任务书所提供的基本资料经计算后选定效果好的烘干机通风除尘设备，设备选型要求合理。其次在本次设计中管道、风机的选取可能会存在一些问题。 再者就是考虑成本造价方面的问题。 5

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足投资省，运行费用低，占地面积小，管理方便的设计原则。 根据实际情况，以下是制定的本课题计划进度列表 进度安排： 序号1 2 3 4 5 6 毕业设计（论文）各阶段名称 布置设计（论文）课题、收集资料 外文翻译、查阅资料、开题报告（文献综述） 完成毕业论文初稿和图纸 完成毕业论文修改稿 毕业成果打印、装订；编写PPT 答辩 起 止 日 期 2013.1.11～2013.3.3 2013.3.4～2013.3.17 2013.3.18～2013.4.21 2013.4.22～2013.4.30 2013.5.1～2013.5.5 7、阅读的主要文献、资料

【1】•张殿印，张学义•《除尘设计手册》•冶金工业出版社•2002年2月. 【2】•李连山• 《大气污染控制工程》•武汉理工大学出版社•2003年8月. 【3】•刘天齐•《三废处理工程技术手册 废气卷》•化学工业出版社•1999年5月. 【4】•陆耀庆• 《供暖通风设计手册》•中国建筑工业出版社•1987年12月. 【5】•陈家庆•《环保设备原理与设计》•中国石化出版社•2005年9月. 【6】•吴忠标•《实用环境工程手册》（大气污染控制工程）• 化学工业出版社•2001年9月. 相关网站等如下： 中国环保商务网（www.ep168.com）、中国环保产业网（www.cepi.com.cn）、中国国际环保网（www.65.com.cn）、中国环保网（www.environment.com）、中国拟在建项目网（www.bhi.com.cn）、中国塑料管道信息网（www.china-plastic-pipe.com.cn）、中国仪器仪表国际网站（www.china-meter.com）、电力自动化产品信息网（www.ceppic.com）、网易环保、中国环境标准网等。 6