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1　基础知识1

1.1　概述1

1.1.1　保护环境是人类生存的基本要求1

1.1.2　水泥工业污染物排放对大气的污染2

1.1.3　我国《水泥工业大气污染物排放标准》的制定和进展2

1.1.4　新修订标准（GB 4915—2004）的水平5

1.1.5 目前水泥厂窑尾污染物排放不达标的原因分析7

1.2　水泥生产的基本知识8

1.2.1　水泥生产方法分类8

1.2.2　水泥生产的工艺流程10

1.3　气体的主要物理性质24

1.3.1 温度24

1.3.2　压力25

1.3.3 气体状态方程式27

1.3.4　密度和比容28

1.3.5　摩尔（mole）和摩尔容积28

1.3.6　水泥厂主机气体的密度29

1.3.7　黏度29

1.3.8　雷诺数31

1.3.9　马赫数31

1.3.10　比热32

1.3.11 干空气的物理参数34

1.3.12 可燃气体的爆炸性35

1.4　混合气体的主要物理性质38

1.4.1　总压力和分压力38

1.4.2　总容积和分容积39

1.4.3　混合气体的成分表示法39

1.4.4　混合气体的平均相对分子质量40

1.4.5　混合气体的气体常数40

1.4.6　质量成分与容积成分的换算41

1.4.7　混合气体分压力的计算41

1.4.8　混合气体的比热42

1.5　湿气体的性质42

1.5.1　湿气体的定义42

1.5.2　湿气体的总压力42

1.5.3　未饱和湿气体和饱和湿气体43

1.5.4　气体湿度43

1.5.5　气体湿含量46

1.5.6　湿气体的露点46

1.5.7　湿气体的密度50

1.6　粉尘的物理性质50

1.6.1　粉尘的分类51

1.6.2　粉尘的危害51

1.6.3　粉尘的密度52

1.6.4　粉尘的比表面积53

1.6.5　粉尘的粒径和粒径分布54

1.6.6　粉尘的黏附性58

1.6.7　粉尘的润湿性（亲水性）58

1.6.8　粉尘的荷电性和导电性59

1.6.9　粉尘的休止角和滑动角60

1.6.10　粉尘的磨损性61

1.6.11　粉尘的爆炸性61

1.6.12　水泥厂常见粉尘的比热64

1.7　含尘气体的性质64

1.7.1 气体的状态64

1.7.2　气体的含尘浓度64

1.7.3　含尘气体在不同状态下的技术术语65

1.7.4　标准状态和工作状态的换算65

1.7.5　气体的密度概念与换算66

1.7.6　烟气密度66

1.7.7　干含尘气体的密度66

1.7.8　漏风量的计算67

2　水泥厂的收尘工艺69

2.1　水泥厂的大气污染物69

2.1.1　粉尘69

2.1.2　窑尾废气中的有害气体70

2.2　主要工艺生产设备收尘技术参数71

2.2.1 水泥窑71

2.2.2　机立窑与收尘有关的参数75

2.2.3　各种磨机气体与收尘有关的参数76

2.2.4　烘干机气体与收尘有关的参数79

2.2.5　熟料篦式冷却机与收尘有关的参数81

2.2.6　国外水泥厂主要工艺生产设备与收尘有关的技术参数82

2.3　辅助工艺生产设备收尘的主要参数85

2.3.1　辅助生产工段和设备收尘的参数85

2.3.2　不同物料的扬尘程度87

2.4　主要生产工艺设备的收尘88

2.4.1 回转窑窑尾的废气处理88

2.4.2　立窑的收尘114

2.4.3　烘干机收尘119

2.4.4　熟料篦式冷却机的收尘121

2.4.5　磨机的收尘126

2.4.6　防爆阀的设计137

2.4.7　部分大中型新型干法水泥生产线窑头和窑尾配备的增湿塔和收尘器142

2.5　辅助生产设备的收尘143

2.5.1　气力提升泵的收尘144

2.5.2　气力提升泵向储库输送物料的收尘144

2.5.3　链斗输送机的收尘（吸尘点在进料端和卸料端）145

2.5.4　斗式提升机的收尘145

2.5.5　裙板喂料机的收尘146

2.5.6　螺旋输送机的收尘147

2.5.7　空气输送斜槽的收尘147

2.5.8　拉链机的收尘148

2.5.9　回转筛的收尘149

2.5.10　振动筛的收尘150

2.5.11 电磁振动给料机的收尘150

2.5.12　包装机系统的收尘151

2.5.13　水泥散装头的收尘151

2.5.14　胶带机犁式卸料器的收尘152

2.5.15　胶带输送机的收尘152

2.5.16　圆盘给料机的收尘154

2.5.17　空气螺旋输送泵喂料仓的收尘154

2.5.18　螺旋输送泵向储库输送物料收尘154

2.5.19　仓式输送泵的收尘155

2.5.20　仓式泵向储库输送物料的收尘155

2.5.21　均化库、储库和料仓的收尘155

2.5.22　破碎机的收尘156

2.5.23　振动喂料机喂料到胶带输送机的收尘162

2.5.24　裙板或胶带喂料机喂料到胶带输送机的收尘164

2.5.25　锤式破碎机出料到胶带输送机的收尘165

2.5.26　胶带输送机下料到胶带输送机的收尘166

2.5.27　胶带输送机下料到料仓的收尘166

2.5.28　空气输送斜槽下料到料仓的收尘167

2.5.29　斗式提升机下料到料仓的收尘168

2.5.30　平面筛的收尘168

3　收尘系统的设计和计算169

3.1　收尘系统的设计原则169

3.1.1　设计总则169

3.1.2　一般技术规定170

3.1.3　水泥厂收尘器设计、选型和销售人员须知172

3.2　收尘系统管道173

3.2.1　收尘系统管道的重要性173

3.2.2　管道直径174

3.2.3　管道直径的标准化175

3.2.4　含尘气体管道的钢板厚度181

3.2.5　管道的附件181

3.3　管道压力损失计算181

3.3.1　压力损失计算的技术术语181

3.3.2　压力损失计算182

3.3.3　比压损的修正192

3.3.4　管道系统压力损失计算步骤193

3.3.5　管道系统压力损失计算举例194

3.4　收尘管道系统的布置200

3.4.1 收尘管道系统的布置方式200

3.4.2　收尘系统中管道布置的要求201

3.4.3　管道的交汇202

3.4.4　管道三通点的设计202

3.4.5　管道的弯管和弯头202

3.4.6　管道的倾斜角度204

3.4.7　分叉管道205

3.4.8　膨胀节207

3.4.9　管道支座的结构212

3.4.10　煤粉管道设计注意事项215

3.4.11　水泥厂热风管道的优化设计216

3.4.12　热风管道皱瘪原因分析及设计改进措施223

3.5　管道支座反力的计算229

3.5.1　管道空间角的计算229

3.5.2　管道负荷的计算230

3.5.3　管道支座反力计算举例231

3.5.4　管道支座间的最大允许跨度235

3.5.5　绘制收尘管道系统图236

3.6　管道及其附件施工图238

3.6.1　弯头施工图238

3.6.2　管道连接施工图239

3.6.3　管道法兰施工图240

3.6.4　支管施工图240

3.6.5　吸风罩与排风设备相连接的施工图241

3.6.6　风机进风口带导向叶片弯头的施工图（见图3.6.8）241

3.6.7　风机出口管道（带保护网）的施工图242

3.6.8　管道上测孔的位置242

3.6.9　管道上的清扫孔243

3.6.10　收尘器出风管的支座244

3.6.11　各种阀门244

3.6.12　袋收尘器反吹清灰切换阀的不同结构见图3.6.22248

4　收尘装置250

4.1　收尘器总论250

4.1.1 分类250

4.1.2　主要性能指标251

4.1.3　选型要点255

4.1.4　林格曼（Ringemann）烟色黑度图256

4.2　沉降室和惯性收尘器259

4.2.1 沉降室259

4.2.2　惯性收尘器262

4.3　旋风收尘器265

4.3.1　工作原理265

4.3.2　旋风收尘器的设计269

4.3.3　影响旋风收尘器性能的因素276

4.3.4　旋风收尘器的分类279

4.3.5　选型要点281

4.4　电收尘器290

4.4.1 我国水泥工业电收尘技术的发展概况290

4.4.2　电收尘器的基本原理291

4.4.3　电收尘器的结构概述292

4.4.4　电控设备296

4.4.5　引进的鲁奇（lurgi）公司电收尘器技术简介297

4.4.6　电收尘器的设计计算304

4.4.7　电收尘器的改造314

4.4.8　影响电收尘器性能的主要环节319

4.4.9　电收尘器的腐蚀322

4.4.10　基础负荷的计算329

4.5　袋收尘器337

4.5.1　袋收尘器的优缺点337

4.5.2　我国水泥工业袋收尘器技术的发展概况338

4.5.3　袋收尘器工作原理与用途339

4.5.4　袋收尘器的分类340

4.5.5　袋收尘器的清灰340

4.5.6　袋收尘器性能的评价349

4.5.7　袋收尘器的选型计算354

4.5.8　袋收尘器的设计要点356

4.5.9　袋收尘器的滤料370

4.5.10　低气布比和高气布比袋式收尘器的比较382

4.5.11　袋收尘器的考核指标384

4.5.12　袋收尘器在水泥工业的应用385

4.5.13　声波清灰器387

5　水泥厂收尘系统的附属设施388

5.1　干法窑窑尾烟气的调质388

5.1.1　增湿塔的基本功能389

5.1.2　增湿塔的类型389

5.1.3　增湿塔的型式390

5.1.4　单筒增湿塔的结构391

5.1.5　增湿塔主要参数的确定393

5.1.6　喷雾装置401

5.1.7　增湿塔在窑尾废气处理系统中的布置方案406

5.1.8　喷水系统的自动调节407

5.1.9　增湿塔选型和外形尺寸的确定409

5.1.10　增湿塔湿底的原因和预防410

5.1.11 现有鲁奇型增湿塔的性能指标414

5.2　高温气体冷却器415

5.2.1　分类和特征415

5.2.2　冷空气直接混入高温气体的冷却器415

5.2.3 自然风冷冷却器419

5.2.4　强制风冷冷却器421

5.2.5　强制风冷冷却器的应用435

5.3　通风机435

5.3.1　通风机的种类435

5.3.2　通风机的主要性能参数437

5.3.3　通风机特性曲线439

5.3.4　通风机的选型计算441

5.3.5　选择通风机注意事项442

5.4　烟囱443

5.4.1　烟囱的功能443

5.4.2　烟囱的结构443

5.4.3　烟囱的设计计算443

5.4.4　烟囱高度的选择447

5.4.5　窑尾钢制烟囱448

5.4.6　烟囱设计的注意事项450

5.4.7　烟囱的附属设施450

5.5　汇风箱451

5.5.1　汇风箱的功能451

5.5.2　汇风箱规格的确定453

5.5.3　汇风箱强度的计算453

5.6　收尘器和管道的保温462

5.6.1　设置保温的原则462

5.6.2　水泥厂常用的保温材料462

5.6.3　保温层保护层的作用463

5.6.4　保温层厚度的确定463

5.6.5　保温层的设计465

5.6.6 收尘器保温层的施工466

6　水泥厂窑尾有害气体的防治473

6.1　水泥窑系统SO2的污染与防治473

6.1.1　有害气体防治的重要性473

6.1.2　煤燃烧时SO2的生成量474

6.1.3　水泥窑系统SO2的生成474

6.1.4　水泥熟料煅烧SO2的排放量475

6.1.5　SO2对人体的危害476

6.1.6　治理SO2的措施476

6.2　水泥窑系统NOx的污染与防治478

6.2.1　NOx生成的原因478

6.2.2　NOx对人体危害480

6.2.3　治理NOx的措施480

6.3　排碱旁路放风系统484

6.3.1　设置旁路放风系统的缘由484

6.3.2　旁路放风系统简介484

附录Ⅰ489

参考文献497