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3.6.22 248
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Ⅰ 489
参考文献 497