水泥廠大氣污染物排放控制技術(shù)

本書包括基礎(chǔ)知識(shí)、水泥廠的收塵工藝、收塵系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)和計(jì)算、收塵裝置、水泥廠收塵系統(tǒng)的附屬設(shè)施和水泥廠窯尾有害氣體的防治六篇，全書以論述為主，輔以相應(yīng)的圖表，并列有計(jì)算實(shí)例。其重點(diǎn)內(nèi)容無(wú)疑是收塵工藝和收塵裝置兩部分，但是這兩部分必須通過(guò)管道和輔助設(shè)施方能形成有機(jī)整體并達(dá)到預(yù)期的效果，如熱風(fēng)管道和煙氣的降溫調(diào)質(zhì)設(shè)施，對(duì)窯尾廢氣處理系統(tǒng)尤為重要，所以增加了管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算及輔助設(shè)施的內(nèi)容。特意增加的基礎(chǔ)知識(shí)部分，不僅使從事水泥廠污染物治理的工作者能熟悉和掌握水泥廠生產(chǎn)流程以及氣體和粉塵的主要物理和化學(xué)性質(zhì)，而且這部分所列入的圖表也能起到類似技術(shù)手冊(cè)的作用。

本書可供從事設(shè)計(jì)、研究水泥工業(yè)污染物治理技術(shù)的人員和有關(guān)工作人員以及大專院校教學(xué)參考。

1 基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 概述

1.1.1 保護(hù)環(huán)境是人類生存的基本要求

1.1.2 水泥工業(yè)污染物排放對(duì)大氣的污染

1.1.3 我國(guó)《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的制訂和進(jìn)展

1.1.4 新修訂標(biāo)準(zhǔn)(GB 4915—2004）的水平

1.1.5 目前水泥廠窯尾污染物排放不達(dá)標(biāo)的原因分析

1.2 水泥生產(chǎn)的基本知識(shí)

1.2.1 水泥生產(chǎn)方法分類

1.2.2 水泥生產(chǎn)的工藝流程

1.3 氣體的主要物理性質(zhì)

1.3.1 溫度

1.3.2 壓力

1.3.3 氣體狀態(tài)方程式

1.3.4 密度和比容

1.3.5 摩爾(mole)和摩爾容積

1.3.6 水泥廠主機(jī)氣體的密度

1.3.7 黏度

1.3.8 雷諾數(shù)

1.3.9 馬赫數(shù)

1.3.10 比熱

1.3.11 干空氣的物理參數(shù)

1.3.12 可燃?xì)怏w的爆炸性

1.4 混合氣體的主要物理性質(zhì)

1.4.1 總壓力和分壓力

1.4.2 總?cè)莘e和分容積

1.4.3 混合氣體的成分表示法

1.4.4 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量

1.4.5 混合氣體的氣體常數(shù)

1.4.6 質(zhì)量成分與容積成分的換算

1.4.7 混合氣體分壓力的計(jì)算

1.4.8 混合氣體的比熱

1.5 濕氣體的性質(zhì)

1.5.1 濕氣體的定義

1.5.2 濕氣體的總壓力

1.5.3 未飽和濕氣體和飽和濕氣體

1.5.4 氣體濕度

1.5.5 氣體濕含量

1.5.6 濕氣體的露點(diǎn)

1.5.7 濕氣體的密度

1.6 粉塵的物理性質(zhì)

1.6.1 粉塵的分類

1.6.2 粉塵的危害

1.6.3 粉塵的密度

1.6.4 粉塵的比表面積

1.6.5 粉塵的粒徑和粒徑分布

1.6.6 粉塵的黏附性

1.6.7 粉塵的潤(rùn)濕性(親水性）

1.6.8 粉塵的荷電性和導(dǎo)電性

1.6.9 粉塵的休止角和滑動(dòng)角

1.6.10 粉塵的磨損性

1.6.11 粉塵的爆炸性

1.6.12 水泥廠常見(jiàn)粉塵的比熱

1.7 含塵氣體的性質(zhì)

1.7.1 氣體的狀態(tài)

1.7.2 氣體的含塵濃度

1.7.3 含塵氣體在不同狀態(tài)下的技術(shù)術(shù)語(yǔ)

1.7.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工作狀態(tài)的換算

1.7.5 氣體的密度概念與換算

1.7.6 煙氣密度

1.7.7 干含塵氣體的密度

1.7.8 漏風(fēng)量的計(jì)算

2 水泥廠的收塵工藝

2.1 水泥廠的大氣污染物

2.1.1 粉塵

2.1.2 窯尾廢氣中的有害氣體

2.2 主要工藝生產(chǎn)設(shè)備收塵技術(shù)參數(shù)

2.2.1 水泥窯

2.2.2 機(jī)立窯與收塵有關(guān)的參數(shù)

2.2.3 各種磨機(jī)氣體與收塵有關(guān)的參數(shù)

2.2.4 烘干機(jī)氣體與收塵有關(guān)的參數(shù)

2.2.5 熟料篦式冷卻機(jī)與收塵有關(guān)的參數(shù)

2.2.6 國(guó)外水泥廠主要工藝生產(chǎn)設(shè)備與收塵有關(guān)的技術(shù)參數(shù)

2.3 輔助工藝生產(chǎn)設(shè)備收塵的主要參數(shù)

2.3.1 輔助生產(chǎn)工段和設(shè)備收塵的參數(shù)

2.3.2 不同物料的揚(yáng)塵程度

2.4 主要生產(chǎn)工藝設(shè)備的收塵

2.4.1 回轉(zhuǎn)窯窯尾的廢氣處理

2.4.2 立窯的收塵

2.4.3 烘干機(jī)收塵

2.4.4 熟料篦式冷卻機(jī)的收塵

2.4.5 磨機(jī)的收塵

2.4.6 防爆閥的設(shè)計(jì)

2.4.7 部分大中型新型干法水泥生產(chǎn)線窯頭和窯尾配備的增濕塔和收塵器

2.5 輔助生產(chǎn)設(shè)備的收塵

2.5.1 氣力提升泵的收塵

2.5.2 氣力提升泵向儲(chǔ)庫(kù)輸送物料的收塵

2.5.3 鏈斗輸送機(jī)的收塵（吸塵點(diǎn)在進(jìn)料端和卸料端）

2.5.4 斗式提升機(jī)的收塵

2.5.5 裙板喂料機(jī)的收塵

2.5.6 螺旋輸送機(jī)的收塵

2.5.7 空氣輸送斜槽的收塵

2.5.8 拉鏈機(jī)的收塵

2.5.9 回轉(zhuǎn)篩的收塵

2.5.10 振動(dòng)篩的收塵

2.5.11 電磁振動(dòng)給料機(jī)的收塵

2.5.12 包裝機(jī)系統(tǒng)的收塵

2.5.13 水泥散裝頭的收塵

2.5.14 膠帶機(jī)犁式卸料器的收塵

2.5.15 膠帶輸送機(jī)的收塵

2.5.16 圓盤給料機(jī)的收塵

2.5.17 空氣螺旋輸送泵喂料倉(cāng)的收塵

2.5.18 螺旋輸送泵向儲(chǔ)庫(kù)輸送物料收塵

2.5.19 倉(cāng)式輸送泵的收塵

2.5.20 倉(cāng)式泵向儲(chǔ)庫(kù)輸送物料的收塵

2.5.21 均化庫(kù)、儲(chǔ)庫(kù)和料倉(cāng)的收塵

2.5.22 破碎機(jī)的收塵

2.5.23 振動(dòng)喂料機(jī)喂料到膠帶輸送機(jī)的收塵

2.5.24 裙板或膠帶喂料機(jī)喂料到膠帶輸送機(jī)的收塵

2.5.25 錘式破碎機(jī)出料到膠帶輸送機(jī)的收塵

2.5.26 膠帶輸送機(jī)下料到膠帶輸送機(jī)的收塵

2.5.27 膠帶輸送機(jī)下料到料倉(cāng)的收塵

2.5.28 空氣輸送斜槽下料到料倉(cāng)的收塵

2.5.29 斗式提升機(jī)下料到料倉(cāng)的收塵

2.5.30 平面篩的收塵

3 收塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算

3.1 收塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

3.1.1 設(shè)計(jì)總則

3.1.2 一般技術(shù)規(guī)定

3.1.3 水泥廠收塵器設(shè)計(jì)、選型和銷售人員須知

3.2 收塵系統(tǒng)管道

3.2.1 收塵系統(tǒng)管道的重要性

3.2.2 管道直徑

3.2.3 管道直徑的標(biāo)準(zhǔn)化

3.2.4 含塵氣體管道的鋼板厚度

3.2.5 管道的附件

3.3 管道壓力損失計(jì)算

3.3.1 壓力損失計(jì)算的技術(shù)術(shù)語(yǔ)

3.3.2 壓力損失計(jì)算

3.3.3 比壓損的修正

3.3.4 管道系統(tǒng)壓力損失計(jì)算步驟

3.3.5 管道系統(tǒng)壓力損失計(jì)算舉例

3.4 收塵管道系統(tǒng)的布置

3.4.1 收塵管道系統(tǒng)的布置方式

3.4.2 收塵系統(tǒng)中管道布置的要求

3.4.3 管道的交匯

3.4.4 管道三通點(diǎn)的設(shè)計(jì)

3.4.5 管道的彎管和彎頭

3.4.6 管道的傾斜角度

3.4.7 分叉管道

3.4.8 膨脹節(jié)

3.4.9 管道支座的結(jié)構(gòu)

3.4.10 煤粉管道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.4.11 水泥廠熱風(fēng)管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.4.12 熱風(fēng)管道皺癟原因分析及設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

3.5 管道支座反力的計(jì)算

3.5.1 管道空間角的計(jì)算

3.5.2 管道負(fù)荷的計(jì)算

3.5.3 管道支座反力計(jì)算舉例

3.5.4 管道支座間的最大允許跨度

3.5.5 繪制收塵管道系統(tǒng)圖

3.6 管道及其附件施工圖

3.6.1 彎頭施工圖

3.6.2 管道連接施工圖

3.6.3 管道法蘭施工圖

3.6.4 支管施工圖

3.6.5 吸風(fēng)罩與排風(fēng)設(shè)備相連接的施工圖

3.6.6 風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口帶導(dǎo)向葉片彎頭的施工圖（見(jiàn)圖3.6.8）

3.6.7 風(fēng)機(jī)出口管道（帶保護(hù)網(wǎng)）的施工圖

3.6.8 管道上測(cè)孔的位置

3.6.9 管道上的清掃孔

3.6.10 收塵器出風(fēng)管的支座

3.6.11 各種閥門

3.6.12 袋收塵器反吹清灰切換閥的不同結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.6.22

4 收塵裝置

4.1 收塵器總論

4.1.1 分類

4.1.2 主要性能指標(biāo)

4.1.3 選型要點(diǎn)

4.1.4 林格曼（Ringemann）煙色黑度圖

4.2 沉降室和慣性收塵器

4.2.1 沉降室

4.2.2 慣性收塵器

4.3 旋風(fēng)收塵器

4.3.1 工作原理

4.3.2 旋風(fēng)收塵器的設(shè)計(jì)

4.3.3 影響旋風(fēng)收塵器性能的因素

4.3.4 旋風(fēng)收塵器的分類

4.3.5 選型要點(diǎn)

4.4 電收塵器

4.4.1 我國(guó)水泥工業(yè)電收塵技術(shù)的發(fā)展概況

4.4.2 電收塵器的基本原理

4.4.3 電收塵器的結(jié)構(gòu)概述

4.4.4 電控設(shè)備

4.4.5 引進(jìn)的魯奇（lurgi）公司電收塵器技術(shù)簡(jiǎn)介

4.4.6 電收塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算

4.4.7 電收塵器的改造

4.4.8 影響電收塵器性能的主要環(huán)節(jié)

4.4.9 電收塵器的腐蝕

4.4.10 基礎(chǔ)負(fù)荷的計(jì)算

4.5 袋收塵器

4.5.1 袋收塵器的優(yōu)缺點(diǎn)

4.5.2 我國(guó)水泥工業(yè)袋收塵器技術(shù)的發(fā)展概況

4.5.3 袋收塵器工作原理與用途

4.5.4 袋收塵器的分類

4.5.5 袋收塵器的清灰

4.5.6 袋收塵器性能的評(píng)價(jià)

4.5.7 袋收塵器的選型計(jì)算

4.5.8 袋收塵器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.5.9 袋收塵器的濾料

4.5.10 低氣布比和高氣布比袋式收塵器的比較

4.5.11 袋收塵器的考核指標(biāo)

4.5.12 袋收塵器在水泥工業(yè)的應(yīng)用

4.5.13 聲波清灰器

5 水泥廠收塵系統(tǒng)的附屬設(shè)施

5.1 干法窯窯尾煙氣的調(diào)質(zhì)

5.1.1 增濕塔的基本功能

5.1.2 增濕塔的類型

5.1.3 增濕塔的型式

5.1.4 單筒增濕塔的結(jié)構(gòu)

5.1.5 增濕塔主要參數(shù)的確定

5.1.6 噴霧裝置

5.1.7 增濕塔在窯尾廢氣處理系統(tǒng)中的布置方案

5.1.8 噴水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)

5.1.9 增濕塔選型和外形尺寸的確定

5.1.10 增濕塔濕底的原因和預(yù)防

5.1.11 現(xiàn)有魯奇型增濕塔的性能指標(biāo)

5.2 高溫氣體冷卻器

5.2.1 分類和特征

5.2.2 冷空氣直接混入高溫氣體的冷卻器

5.2.3 自然風(fēng)冷冷卻器

5.2.4 強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器

5.2.5 強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器的應(yīng)用

5.3 通風(fēng)機(jī)

5.3.1 通風(fēng)機(jī)的種類

5.3.2 通風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)

5.3.3 通風(fēng)機(jī)特性曲線

5.3.4 通風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算

5.3.5 選擇通風(fēng)機(jī)注意事項(xiàng)

5.4 煙囪

5.4.1 煙囪的功能

5.4.2 煙囪的結(jié)構(gòu)

5.4.3 煙囪的設(shè)計(jì)計(jì)算

5.4.4 煙囪高度的選擇

5.4.5 窯尾鋼制煙囪

5.4.6 煙囪設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

5.4.7 煙囪的附屬設(shè)施

5.5 匯風(fēng)箱

5.5.1 匯風(fēng)箱的功能

5.5.2 匯風(fēng)箱規(guī)格的確定

5.5.3 匯風(fēng)箱強(qiáng)度的計(jì)算

5.6 收塵器和管道的保溫

5.6.1 設(shè)置保溫的原則

5.6.2 水泥廠常用的保溫材料

5.6.3 保溫層保護(hù)層的作用

5.6.4 保溫層厚度的確定

5.6.5 保溫層的設(shè)計(jì)

5.6.6 收塵器保溫層的施工

6 水泥廠窯尾有害氣體的防治

6.1 水泥窯系統(tǒng)SO2的污染與防治

6.1.1 有害氣體防治的重要性

6.1.2 煤燃燒時(shí)SO2的生成量

6.1.3 水泥窯系統(tǒng)SO2的生成

6.1.4 水泥熟料煅燒SO2的排放量2100433B

本書旨在配合國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格的趨勢(shì)編寫而成，作者根據(jù)多年從事水泥工業(yè)污染物治理技術(shù)和制造相關(guān)設(shè)備積累的經(jīng)驗(yàn)，從水泥生產(chǎn)基礎(chǔ)知識(shí)、收塵工藝、收塵管道的設(shè)計(jì)和計(jì)算、收塵裝置、水泥廠收塵系統(tǒng)的附屬設(shè)施和水泥廠窯尾有害氣體防治的角度入手，以大量的圖、表和計(jì)算等方式進(jìn)行敘述，是水泥廠大氣污染物排放控制的技術(shù)工具書，可供水泥廠設(shè)計(jì)人員、大專院校師生及相關(guān)人員使用。

水泥廠的主要原料石灰石用量大，通常為水泥產(chǎn)量的1.3倍左右,其他如燃料和產(chǎn)品的運(yùn)輸量也很大，因此水泥廠地址應(yīng)靠近原料礦山，有方便的水運(yùn)或陸運(yùn)交通條件。水泥廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵多，污染環(huán)境，要采取防止污染的措施，并且將廠區(qū)布置在居住區(qū)的下風(fēng)向。

山東水泥廠始建于1972年，山東水泥廠建于1972年，建有兩條生產(chǎn)線，原設(shè)計(jì)能力55萬(wàn)噸/年。1號(hào)水泥生產(chǎn)線建于1972年，1976年竣工投產(chǎn)，為1臺(tái)φ3×45m的立筒預(yù)熱器窯，設(shè)計(jì)能力15萬(wàn)噸/年。2號(hào)水泥生產(chǎn)線1978年建設(shè)，1985年竣工投產(chǎn)，為1臺(tái)φ4×60 m的旋風(fēng)預(yù)熱器窯，設(shè)計(jì)能力40萬(wàn)噸/年。但是由于管理、經(jīng)營(yíng)等各方面原因，投產(chǎn)之后連年虧損，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在全國(guó)重點(diǎn)水泥企業(yè)中倒數(shù)第一。1990年，以張才奎為首的領(lǐng)導(dǎo)班子上任后，通過(guò)大力推行“兩本”管理，迅速扭轉(zhuǎn)了被動(dòng)局面。1994年和1997年企業(yè)依靠自身力量先后對(duì)1號(hào)、2號(hào)生產(chǎn)線進(jìn)行了大規(guī)模的系統(tǒng)技術(shù)改造，將兩條生產(chǎn)線分別由日產(chǎn)300噸的立筒預(yù)熱器窯和日產(chǎn)1200噸的旋風(fēng)預(yù)熱器窯改造成日產(chǎn)700噸和1700噸的窯外分解窯。經(jīng)過(guò)不斷完善，兩條生產(chǎn)線實(shí)際日產(chǎn)分別達(dá)到1000噸和2000噸。1998年-1999年，又結(jié)合市區(qū)兩家立窯水泥企業(yè)的搬遷，建成了日產(chǎn)2000噸3號(hào)水泥生產(chǎn)線，以其投資最少、工期最短、達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)最快，被譽(yù)為全國(guó)樣板示范線。目前，企業(yè)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在同行業(yè)中位居領(lǐng)先水平，已通過(guò)國(guó)家ISO9002 質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系和ISO10012計(jì)量體系認(rèn)證。

本志記述了水泥廠發(fā)展的歷史以及生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等情況。