毕业设计--喷雾除尘设计 - 初稿（完成） - 图文(3)

1 建昌矿业公司概况

颚式破碎机的结构图如图1-4所示：

图1-4 颚式破碎机结构图

鄂式破碎机的结构主要有机架、偏心轴、大皮带轮、飞轮、动鄂、侧护板、肘板、肘板后座、调隙螺杆、复位弹簧、固定鄂板与活动鄂板等组成，其中肘板还起到保险作用。

颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔（工作腔）。破碎方式为曲动挤压型，电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动鄂上下运动，当动鄂上升时肘板和动鄂间夹角变大，从而推动动鄂板向定鄂板接近，与此同时物料被挤压、搓、碾等多重破碎；当动鄂下行时，肘板和动鄂间夹角变小，动鄂板在拉杆、弹簧的作用下离开定鄂板，此时已破碎物料从破碎腔下口排出，随着电动机连续转动破碎机动鄂作周期性的压碎和排料，实现批量生产。

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1 建昌矿业公司概况

颚式破碎机按照活动颚板的摆动方式不同，可以分为简单摆动式颚式破碎机（简摆颚式破碎机)、复杂摆动式颚式破碎机（复摆颚式破碎机）和综合摆动式颚式破碎机三种

颚式破碎机的性能优势表现在以下几个方面：

①破碎腔深而且无死区，提高了进料能力与产量，其破碎比大，产品粒度均匀； ②垫片式排料口调整装置，可靠方便，调节范围大，增加了设备的灵活性； ③润滑系统安全可靠，部件更换方便，保养工作量小； ④结构简单，工作可靠，运营费用低；

⑤设备节能：单机节能15%～30%，系统节能一倍以上。

该矿工艺主要用到600×900颚式破碎机、250×1200颚式破碎机两种颚式破碎机，其主要的参数如表1-2所示：

表1-2 颚式破碎机参数

进料口尺寸（mm） 600×900 最大进料尺寸（mm） 600 250 排料粒度调整范围（mm） 65-160 25-60 产量主轴速度电机功机器重量（t） 16.5 2290×2206×2370 8.5 2192×1605×1415 外形尺寸（mm） 型号 PE600 （t/h） （r/min） 率（kw） 65-180 25-60 51-145 30-78 250 300 PEX250 250×1200

1.3 破碎转载点产尘分析

该矿工艺流程中，各道工序中主要产尘点有：颚破粗碎、颚破中碎、振动筛、摆式给矿、工艺中皮带运输以及皮带运输中的转载点等。依据2010年北京市密云县疾病预防控制中心对北京建昌矿业有限责任公司的现场检测报告的检测结论：本次检测颚破中碎和振动筛2个工位粉尘不符合国家标准，其与工位粉尘浓度和超限倍数符合国家卫生标准，因此选择该矿区粉尘污染严重的颚破中碎工位进行除尘设计。

该矿采用颚式破碎机露天破碎铁矿石，选择PE600型颚式破碎机处设计，其尺寸和设备参数在前面已经列出。破碎机产尘源主要包括加料口、卸料口及溜槽。其工作时，大块铁矿石被挤压、撞击、破碎，后经溜槽溜到下面的胶带输送机上（落差一般达1.5~2.5m）。这个过程将产生大量粉尘。产尘原因主要是以下两个方面：

（1）加料口产尘分析 破碎机工作时，铁矿石被挤压、撞击，矿石间隙中的空气被挤压而向外高速运动，带动粉尘一起逸出，瞬间扬起大量粉尘。含尘气流通过溜槽向下排出（少部分）或通过加料口向上排出（大部分），使加料口周围产生高浓度的粉尘。

（2）卸料口产尘分析 铁矿石破碎后，经溜槽排到破碎机下部的受料设备（胶带输送机）上，由于给料口与卸料口之间有一落差，破碎后的矿石流与周围空气产生剪切作用，空气被卷进物料流中，矿石流逐渐扩散，相互的卷吸作用使粉尘不断地向外飞扬；同时，输送机的胶带有一运动速度，矿石流与胶带面的冲击，瞬间在卸料口扬起粉尘，并向四周飞扬。卸料口的产尘浓度与铁矿石的种类、矿石的干湿程度、溜槽的落差大小、输送机胶带的运动速度有关。

目前该矿的防尘治理手段主要是：车间内采用通风除尘，皮带运输中的密闭措施，多处基本达到国家卫生标准，并且职工个人防护用品达到基本要求。但对于露天破碎的除尘措施还不是很完善，主要是在进料口和卸料口处增设粉尘挡板，可以除去大部分粗大粉尘，对于细小粉尘除尘效果不理想，工人的工作环境比较恶劣。

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2 粉尘性质

2 粉尘性质

2.1 粉尘的分类

粉尘的主要来源有工业生产、交通运输和农业活动三大方面。据统计，农业粉尘约占粉尘总量的10%左右，大量的粉尘来源于工业生产和交通运输。尤其建材工业、矿山行业、冶金工业、化学工业、工业与民用锅炉产生的粉尘最为严重。具体地讲，下列活动和过程产生大量粉尘：

（1）物料的破碎、研磨；

（2）粉状物料的混合、筛分、运输和包装； （3）物料的燃烧；

（4）汽车废气中的溴化铅和有机物组成的颗粒； （5）金属粒子的凝结、氧化；

（6）此外，风和人类的地面活动，产生土壤尘。

粉尘按照不同的特征，有很多不同的分类方法，常见的分类方法有： （1）按粉尘的形状分类

粉尘——固体物质的微小粒子，其大小在100μm以下。

烟——由于燃烧和凝结生成的细小粒子，粒径范围在0.01～1μm之间。

烟雾——在高温下由金属氧化的蒸气凝结而成的微粒，它是烟的一种类型,粒子大约在0.1～1μm之间。

（2）按粉尘的理化性质分类

无机粉尘——包括矿物性粉尘（如石英、石棉、滑石粉等）、金属粉尘（如铁、锡、铝、锰、铍及其氧化物等）和人工无机粉（如金钢砂、水泥、耐火材料等）。

有机粉尘，包括植物性粉尘（如棉、麻、谷物、烟草等）、动物性粉尘（如毛发、角质、骨质等）和人工有机粉尘（如有机染料、炸药等）。

混合性粉尘，为各种粉尘的混合物。大气中的粉尘一般是混合性粉尘。 （3）按粉尘颗粒大小分类

可见粉尘——用眼睛可以分辩的粉尘，粒径大于10μm；

显微粉尘——在普通显微镜下可以分辩的粉尘，粒径在0.25～10μm之间；

超显微粉尘——在超倍显微镜或电子显微镜下才可分辩的粉尘。粒径在0.25μm以下。 （4）按粉尘在大气中滞留时间的长短，还有飘尘和降尘之分。小于10μ的粉尘称为飘尘，它可以几小时、几天，甚至几年游浮于空气中；大于10μ的粉尘，有明显的沉降趋势，称为降尘。

该矿的粉尘主要是由于物料的破碎、研磨以及粉状物料的筛分、运输产生的，主要是含铁的金属粉尘，按颗粒大小则以可见粉尘和显微粉尘的混合为主。

2.2 粉尘的物理化学特性

粉尘的理化性质是指粉尘本身固有的各种物理、化学性质。粉尘具有的与防尘技术关系密切的特性有：密度、粒径、分散度、安息角、湿润性、粘附性、爆炸性、荷(带)电性、比电阻等。

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2 粉尘性质

1、粉尘密度

粉尘密度有堆积密度和真密度之分。自然堆积状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘堆积密度(或称容积密度)。密实状态下单位体积粉尘的质量，称为粉尘真密度(或称尘粒密度)。该矿粉尘真密度为4.8g/cm3。

2、粉尘粒径

粉尘粒径是表征粉尘颗粒大小的最佳代表性尺寸。对球形尘粒，粒径是指它的直径。 实际的尘粒形状大多是不规则的，一般也用“粒径”来衡量其大小，然而此时的粒径却有不同的含义。同一粉尘按不同的测定方法和定义所得的粒径，不但数值不同，应用场合也不同。因此，在使用粉尘粒径时，必须了解所采用的测定方法和粒径的含义。例如，用显微镜法测定粒径时，有定向粒径、定向面积等分粒径和投影面积粒径等；用重力沉降法测出的粒径为斯托克斯粒径或空气动力粒径；用光散射法测定时，粒径为体积粒径。在选取粒径测定方法时，除需考虑方法本身的精度、操作难易程度及费用等因素外，还应特别注意测定的目的和应用场合。在给出或应用粒径分析结果时，也应说明或了解所采用的测定方法。

3、粉尘分散度

粉尘分散度即粉尘的粒径分布。粉尘的粒径分布可用分组（按粉尘粒径大小分组）的质量百分数或数量百分数来表示。前者称为质量分散度，后者称为计数分散度。粉尘的分散度不同，对人体的危害以及除尘机现和采取的除尘方式也不同。因此，掌握粉尘的分散度是评价粉尘危害程序，评价除尘器性能和选择除尘器的基本条件。由于质量分散度更能反映粉尘的粒径分布对人体和除尘器性能的影响，所以在防尘技术中多采用质量分散度。国内已生产出多种测定粉尘质量分散度的仪器，有不少单位已在使用。

4、粉尘安息角

将粉尘自然地堆放在水平面上，堆积成圆锥体的锥底角称为粉尘安息角。安息角也称休止角、堆积角，一般为35°~ 55°。将粉尘置于光滑的平板上，使此平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度，为粉尘滑动角，一般为30°~ 40°。粉尘安息角和滑动角是评价粉尘流动特性的一个重要指标。它们与粉尘粒径、含水率、尘粒形状、尘粒表面光滑程度、粉尘粘附性等因素有关，是设计除尘器灰斗或料仓锥度、除尘管道或输灰管道斜度的主要依据。

5、粉尘湿润性 粉尘粒子被水（或其它液体）湿润的难易程度称为粉尘湿润性。有的粉尘（如锅炉飞灰、石英砂等）容易被水湿润，与水接触后会发生凝并、增重，有利于粉尘从气流中分离，这种粉尘称为亲水性粉尘。有的粉尘（如炭黑、石墨等）很难被水湿润，这种粉尘称为憎水性粉尘。粉尘的湿润性是选择除尘器的主要依据之一。例如，用湿式除尘器处理憎水性粉尘，除尘效率不高。如果在水中加入某些湿润剂（如皂角素、平夕加等），可减少固液之间的表面张力，提高粉尘的湿润性，从而达到提高除尘效率的目的。

6、粉尘粘附性

粉尘之间或粉尘与固体表面（如器壁、管壁等）之间的粘附性质称为粉尘粘附性。粉尘相互间的凝并与粉尘在固体表面上的堆积都与粉尘的粘附性相关，前者会使尘粒增大，在各种除尘器中都有助于粉尘的捕集；后者易使粉尘设备或管道发生故障和堵塞。粉尘的含水率、形状、分散度等对它的粘附性均有影响。

7、粉尘磨擦性

粉尘在流动过程中对器壁（或管壁）的磨损程度称为粉尘磨擦性。硬度高、密度大，带有棱角的粉尘磨损性大。粉尘的磨损性与气流速度的2一3次方成正比。在除尘技术中，为了减轻粉尘的磨损，需要适当地选取除尘管道中的流速和壁厚。对磨损性大的粉尘，最好在易于磨损的部位，如管道的弯头、旋风除尘器的内壁等处采用耐磨材料作内衬。内衬除采用一般的耐磨涂料外，还可以采用铸石、铸铁等材料。

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8、粉尘爆炸性

在一定的浓度和温度（或火焰、火花、放电、碰撞、磨擦等作用）下会发生爆炸的粉尘称为爆炸危险性粉尘。爆炸危险性粉尘（如泥煤、松香、铝粉、亚麻等）在空气中的浓度只有在达到某一范围内才会发生爆炸，这个爆炸范围的最低浓度叫做爆炸下限，最高浓度叫做爆炸上限。粉尘的粒径越小，比表面积越大，粉尘和空气的湿度越小，爆炸危险性越大。对于有爆炸危险的粉尘，在进行通风除尘系统设计时必须给予充分注意，采取必要的防爆措施。例如，对使用袋式除尘器的通风除尘系统可采取控制除尘器入口含尘浓度，在系统中加入隋性气体（仅用于爆炸危险性很大的粉尘）或不燃性粉料，在袋式除尘器前设置预除尘器和冷却管，消除滤袋静电等措施来防止粉尘爆炸。

9、粉尘荷电性

粉尘在其生产和运动过程中，由于相互碰撞、磨擦、放射线照射、电晕放电及接触带电体等原因而带有一定电荷的性质，称为粉尘荷电性。粉尘荷电后其某些物理性质会发生变化，如凝聚性、附着性及其在气体中的稳定性等，同时对人体的危害也将增强。粉尘的荷电量随温度的升高、比表面积的加大及含水率的减小而增大。此外，荷电量还与粉尘的化学成份等有关。电除尘器就是利用粉尘能荷电的特性进行工作的。

10、粉尘比电阻

面积为lcm2、厚度为lcm的粉尘层所具有的电阻值称为粉尘比电阻。其单位为Ω? cm。粉尘比电阻对电除尘器的工作有很大影响，最有利的电捕集范围为104一5×1010Ω?cm。当粉尘比电阻不利于电除尘器捞尘时，需要采取措施来调节粉尘比电阻值，使其处于适合于电捕集的范围。在工业中经常遇到高于5×1010Ω?cm的所谓高比电阻粉尘，为了扩大电除尘器的使用范围，可采取喷雾增湿、调节烟气温度和在烟气中加入导电添加剂（如三氧化硫、氨）等措施来降低粉尘比电阻。

2.3 粉尘粒度分析

前面介绍分析了该矿的工艺中的产尘点，主要是破碎工段、皮带运输、振动筛、摆式给矿等地点，本次设计主要是对颚式破碎机出料口转载点进行喷雾除尘设计。

根据北京建昌矿业有限责任公司提供的数据资料，该矿粉尘的游离二氧化硅含量在16.1%左右，属于矽尘（含游离二氧化硅10%—50%的粉尘）。颚破中碎工段的粉尘的粒径分布如表2-1所示。

表2-1颚破中碎粉尘粒度分布（%） 粒径（μm） 质量分数 ≥30 40.5 20~30 34.2 10~20 15.8 5~10 5.3 <5 4.2 2.4 粉尘浓度特征

主要考虑产尘点的产尘量，产尘点的粉尘污染范围，不同范围的浓度，为除尘设计提供标准符合性依据。

依据该矿提供的资料，查询知道该矿PE600型号的破碎机的产量是120t/h，由于该矿采取对矿石进行预湿，产尘量在1100mg/s左右。卸料口处下方皮带宽度1200mm，卸料长度

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