除尘工程设计手册

前言

《除尘工程设计手册》第二版于2010年出版以来，深受广大读者的欢迎和好评。由于这些年来《除尘工程设计手册》中所引用的国家排放标准、技术规范、技术经济指标发生了很大变化，提出了更加严格的要求；书中所选用的一些除尘设备有的已被新一代产品取代，有的技术性能又有了新的提高；根据节能减排、超低排放和净化细颗粒物（PM2.5）的要求，除尘工程设计、设备选用、采用的技术参数都需要更新；根据工程设计需要，有一些新内容需要补充。因此为满足广大读者的实际需要，有必要对手册进行修订再版。

《除尘工程设计手册》的修订主要包括以下内容：

① 补充近年来出现且第二版缺少的内容，如细颗粒物净化技术、超低排放技术、风机润滑设计、新型过滤材料、新型除尘器等；

② 更新近些年修改的国家标准，如环境空气质量标准、大气污染物排放标准、新的除尘技术规范等；

③ 补充节能减排新设备、新技术、新方法，如电袋复合除尘器、除尘工程升级改造等；

④ 删减一些很少使用并趋于淘汰的过时技术和设备。

在修订本书的过程中，力求对除尘工程设计做更新的论述，包括除尘工程设计内容、设计程序、设计特点、设计禁忌、设备性能、选型要点等内容，以满足不同读者的需求。

第三版《除尘工程设计手册》具有如下特点。

① 设计内容完整、数表资料齐全。针对除尘工程设计现状，本书全面、系统、完整地阐述了除尘设计基本原理、设计要点、设计方法、设计禁忌、除尘设备形式、选型要点等内容，并且把常用的图表、数据、设计计算方法尽可能收入书中。

② 工程适用性和可操作性强。各种类型除尘器都是笔者和同行多年科研与实践积累的成果，因此阐述内容有理论、有技术、有方法。叙述内容结合实际，对重要计算式和基本方法予以举例解析，颇具参考借鉴价值。

③ 技术新颖、实例经典。编写用新规范、新术语，把一些新出现又经实践证明可行的设计新方法、新理念、新设备、新材料尽可能编写书中，如适应建设资源节约型、环保友好型社会的需要，书中结合节能降耗、超低排放、细颗粒物治理，污染物协同控制等增加了新的设计内容。

④ 重点突出，深入浅出，从工程实际需要出发，全书突出了常用、成熟、先进的除尘设计技术和诀窍，写细致、写深入、写透彻。特别是突出了同类书籍尚没有且十分重要的除尘设计内容等。

本书在编写过程中得到中冶建筑研究总院有限公司、中冶节能环保研究所的全力帮助，在此表示衷心感谢。王海涛教授、杨景玲教授对全书进行了审稿。本书在编写、审阅和出版过程中得到了安登飞、徐飞、高华东等多位知名专家的鼎力相助，在此一并深致谢忱。编撰过程中参考和引用了一些科研、设计、教学和生产工作同行撰写的著作、论文、手册、教材、样本和学术会议文集等，在此对所有作者表示衷心感谢。

由于编者学识和编写时间所限，书中疏漏和不妥之处在所难免，殷切希望读者朋友批评指正。

编者

2020年6月于北京

版前言

地球环境构成人类繁衍发展的物质基础，承载着人类繁衍发展产生的种种后果。人类在生产和生活活动中，成年累月地向大气中排出各种污染物质，使大气遭到严重污染。与此同时，随着人类社会的不断进步、经济的持续发展、生活水平的日益提高以及对自身健康的重视，人们对生存环境条件越来越关注，对大气环境质量的要求越来越严格。1个人1天大约需要1kg食物、2kg水和13kg(10000L)的空气。1个人可以7天不进食，5天不饮水，但断绝空气5min就会死亡。大气对每个人都息息相关，至为重要，保护大气环境刻不容缓，势在必行。

除尘工程是防治大气污染的重要内容，是环境工程的重要组成部分。除尘工程设计是实施防治大气污染的具体步骤和条件。作者根据多年来积累的技术知识和文献资料，从除尘工程实际需要出发编写成本手册。本书宗旨在于给从事环境保护的同行提供一本内容翔实、新颖实用、数表完整、查找方便的设计工具书。全书分为常用数表、有关标准、尘源控制和吸尘罩设计、除尘器选型与设计、输排灰和润滑系统设计、除尘系统设计、高温烟气降温设计、通风机选型与调节、涂装和保温设计、消声与降振设计、电控设计和除尘系统测定与调整等共十二章。

参加本书编写的有（按章节顺序）：张殿印（章、第二章），王纯（第三章），杨景玲（第四章、二、五节），钱雷（第四章第三、四、六节），张学军（第五章、二、三节），彭亦明（第五章第四、五节），侯运升（第六章、二、五节），俞非漉（第六章第三、四节），张学义（第七章），饶宇洪（第八章节），岳优敏（第八章第二节），赵江翔（第八章第三、四节），刘克勤（第八章第五节），孙立文（第九章、二节），侯德中（第九章第三、四节），杨慧斌（第十章、二节），朱晓华（第十章第三、四节），申丽（第十一章、三节），郭小燕（第十一章第二节），吴明生（第十二章节），王海涛（第十二章第三节），董悦（第十二章第二、四节）。

本书引用了一些科研、设计、教学以及生产工作同行撰写的论著、手册、教材等，书后附有参考文献目录，在此深表谢意。

由于作者经验和水平有限，书中缺点和错误在所难免，殷切希望读者批评指正。

编者

2003.06

第二版前言

《除尘工程设计手册》于2003年出版以来深受读者欢迎。8年来原手册中所引用的标准、规范、技术经济指标发生很大变化，所选用的除尘设备有的已为新一代产品所取代，有的技术性能又有了新的提高，因此本手册有必要进行修订再版。

《除尘工程设计手册》修订再版增加以下内容：①补充版尚缺除尘设计需要的内容，如伴热设计、烟囱防腐等；②更新近些年修改的国家标准，如电厂污染物排放标准、工业企业噪声排放标准等；③补充节能减排新设备、新技术，如电袋复合除尘器、反吹风袋式除尘器改脉冲除尘器等。再版后的《除尘工程设计手册》将实现如下特点：①内容翔实、数表完整；②新颖实用、查找方便；③工程实用性和可操作性强。

参加本书编写的有（按章节顺序）：张殿印（章），王纯（第二章），俞非漉（第三章节、第二节），王海涛（第三章第三节、第四节），朱晓华（第四章节、第二节），刘克勤（第四章第三节、第四节），赵宇（第四章第五节、第六节、第七节），王冠（第五章节、第二节），庄剑恒（第五章第三节、第四节），徐飞（第五章第五节），王雨清（第六章节），王宇鹏（第六章第二节），白洪娟（第六章第三节），田雨霖（第六章第四节、第五节）、陈盈盈（第七章节、第二节），冯馨瑶（第七章第三节、第四节），任旭（第八章节、第二节），肖春（第八章第三节、第四节），魏淑娟（第八章第五节、第六节），吴青贤、顾生臣（第九章节、第二节），肖敬斌（第九章第三节），陈媛（第九章第四节、第五节），高华东（第十章节、第二节），张鹏（第十章第三节），张学军（第十章第四节），申丽（第十一章节、第三节），张学义（第十一章第二节），安登飞（第十二章节），杨伯如、顾晓光（第十二章第二节、第三节）。

杨景玲教授、戴京宪教授对全书进行了总审核。本书在编写和审阅过程中得到白万胜等多位专家的鼎力相助，陈满科提供了湿式除尘器的宝贵资料，在此一并深致谢忱。本书参考了一些科研、设计、教学和生产工作同行撰写的著作、论文、手册、教材和学术会议文集等，在此对所有作者表示衷心感谢。

限于编者学识和编写时间，书中疏漏和不妥之处在所难免，殷切希望读者朋友不吝指正。

编者

2010年6月

本书共十三章，内容包括除尘工程设计常用数表，除尘工程设计标准，尘源控制与集气吸尘罩设计，除尘器的设计与选型，输灰、润滑和压缩空气系统设计，除尘系统设计，高温烟气冷却降温与管道设计，通风机分类、性能分析及选用，除尘设备涂装和保温设计，除尘工程消声与降振设计，除尘系统自动控制设计，除尘工程升级改造设计，以及除尘系统的测试和调整。

本书内容全面，联系实际，针对性和可操作性强，可供大气污染控制领域的工程设计人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境工程及相关专业师生参阅。

张殿印，中冶建筑研究总院，高级技术顾问、教授级高工，从1963年参加工作至今，一直从事大气污染治理方面的工作。先后进行过空气过滤器的试验研究，含氟有害气体净化研究，含铅尘气体净化研究，大型袋式除尘器开发研究，除尘系统故障诊断研究等。代表中国政府参加过联合国环境规划署召开的铝工业环境保护多国会议。

做过水泥厂除尘工程设计，铅尘净化工程设计，含氟气体净化设计以及大型除尘工程施工服务管理工作。

拿过证书的科技成果奖7项；如科学大会奖、新型高效滤料、大型袋式除尘器研究、含氟烟气干法净化试验研究、除尘系统故障诊断研究、含铅烟气净化研究等。

章除尘工程设计常用数表1

节粉尘的基本性质参数1

一、粉尘的分类和特性1

二、粉尘的密度2

三、粉尘的粒度和成分4

四、粉尘的黏附性和安息角10

五、粉尘的自燃性和爆炸极限11

六、粉尘的摩擦性能15

七、粉尘的比电阻15

八、粉尘浸润性17

第二节气体基本性质参数18

一、空气的组成与特性18

二、空气物理参数的意义18

三、空气的主要物理数据22

四、可燃气体爆炸极限26

第三节常用数表29

一、常用几何形体计算29

二、焊接符号30

三、气象资料35

第四节常用金属材料40

一、常用金属材料性能40

二、棒材和型材46

三、钢管65

四、钢板、钢带、钢板网、钢格板66

五、紧固件71

六、地脚螺栓80

第二章除尘工程设计标准81

节环境保护法律体系81

一、概述81

二、环境标准分类82

三、法律责任82

第二节环境空气质量标准83

一、概述83

二、环境空气质量指数86

三、工作场所空气中粉尘容许浓度87

四、室内空气质量标准89

第三节大气污染物排放和监测标准90

一、固定源大气污染物排放标准90

二、移动源大气污染物排放标准91

第四节除尘工程相关标准规范91

一、相关设计技术规范91

二、常用除尘器标准92

三、相关工程施工规范标准92

四、相关防燃防爆规程规范93

五、相关噪声振动常用标准93

六、除尘工程验收参照标准93

第三章尘源控制与集气吸尘罩设计96

节集气吸尘罩分类和工作机理96

一、集气吸尘罩分类96

二、集气吸尘罩工作机理96

第二节集气吸尘罩设计99

一、设计原则和技术要求99

二、密闭集气吸尘罩101

三、柜式集气吸尘罩105

四、外部集气吸尘罩108

五、吹吸式集气吸尘罩116

六、屋顶集气吸尘罩118

第三节粉尘的湿法捕集120

一、无组织尘源排放量估算120

二、淋洒水防尘121

三、清水喷雾降尘123

四、湿润水喷淋防尘124

五、覆盖液喷洒防尘126

六、荷电水雾降尘技术127

第四节生产设备排风量128

一、燃料燃烧排烟量和污染物量129

二、冶炼设备排烟量134

三、水泥工业设备排烟量136

四、机械制造工业排气量136

五、其他工业生产排烟量142

六、碾磨破碎设备排风量143

七、运输设备排风量146

八、给料和料槽排风量151

九、木工设备排风量154

十、其他设备排风量157

第五节无罩式尘源控制157

一、厂房内扬尘控制158

二、开敞式空间静电抑尘装置162

三、防风抑尘网设计162

四、原料堆场封闭设计165

五、原料堆场粉尘控制170

六、尾矿坝粉尘控制171

第四章除尘器的设计与选型172

节工作机理和性能172

一、工作机理和分类172

二、主要性能指标173

三、选型要点174

第二节机械式除尘器的选型和设计177

一、重力除尘器构造和设计要点177

二、惯性除尘器结构形式和选型计算179

三、惯性除尘器性能和选用182

第三节旋风除尘器182

一、分类和特点182

二、选型原则和步骤186

三、普通旋风除尘器187

四、异形旋风除尘器191

五、组合式旋风除尘器196

六、旋风除尘器的防磨损措施205

七、旋风除尘器的应用207

第四节袋式除尘器209

一、分类和命名209

二、选型计算212

三、滤料的性能与选用215

四、简易袋式除尘器设计226

五、机械振打袋式除尘器227

六、反吹风袋式除尘器230

七、脉冲喷吹袋式除尘器250

八、预荷电袋式除尘器284

九、滤筒式除尘器285

十、塑烧板除尘器293

第五节电除尘器296

一、特点和分类296

二、选型计算297

三、GL系列管式电除尘器304

四、GD系列管式电除尘器305

五、SHWB系列电除尘器308

六、CDPK型宽间距电除尘器313

七、SZD型组合电除尘器315

八、湿式管式电除尘器316

九、圆筒电除尘器318

十、湿式电除尘器320

十一、低低温电除尘技术325

十二、移动电极电除尘器328

十三、电袋复合式除尘器330

十四、电除尘器供电设计335

第六节湿式除尘器337

一、湿式除尘器特点和选用337

二、喷淋洗涤塔338

三、水浴除尘器338

四、水膜除尘器340

五、泡沫除尘器341

六、卧式旋风水膜除尘器341

七、冲激式除尘机组343

八、麻石水膜除尘器347

九、文氏管除尘器350

十、SX型湿式除尘机组352

十一、风送式喷雾除尘机356

十二、静电干雾除尘装置359

第七节细颗粒物净化方法361

一、除尘装置净化细颗粒物比较361

二、袋式除尘技术362

三、滤筒除尘技术364

四、电除尘技术365

五、电袋复合除尘技术366

六、文丘里洗涤技术369

七、细颗粒物凝并技术371

第五章输灰、润滑和压缩空气系统设计374

节输排灰装置工作原理和分类374

一、工作原理374

二、分类375

第二节粉尘的机械输送375

一、排尘装置375

二、螺旋输送机381

三、刮板输送机392

四、斗式提升机406

五、带式输送机416

六、粉料装卸罐式汽车418

第三节粉尘的气力输送420

一、气力输送系统421

二、仓式泵输送装置431

三、风动溜槽434

第四节粉尘的处理和回收437

一、粉尘处理与回收设计注意事项437

二、粉尘的加湿设备437

三、粉尘的处理方式443

四、储灰仓444

第五节润滑系统设计446

一、润滑的意义446

二、润滑系统组成和配管设计447

三、润滑部位耗油量计算和润滑泵选择448

四、润滑剂及压力损失计算450

五、风机润滑设计452

第六节压缩空气系统设计455

一、供气方式设计455

二、用气量设计计算456

三、压缩空气系统管道材料和配件458

四、压缩空气管道设计计算458

五、储气罐选用460

六、气包设计要点462

七、压差装置系统设计462

第六章除尘系统设计464

节除尘系统设计要点464

一、除尘系统组成464

二、除尘系统分类及特点464

三、除尘系统设计要点467

第二节除尘管道材料与部件471

一、管道普通材料471

二、管道耐磨材料472

三、常用管道部件474

四、管道的连接478

五、除尘管道加固481

六、管端堵板482

七、渐扩和渐缩过渡管483

八、除尘管道阀门484

第三节除尘系统设计计算494

一、除尘系统设计程序和计算步骤494

二、管道内气体流速的确定494

三、除尘管道直径和气体流量的计算495

四、管道中的阻力损失计算496

五、并联管路阻力平衡方法515

六、设备阻力的确定542

七、除尘系统压力分布543

八、除尘系统通风机的选择544

第四节排气烟囱的设计546

一、烟囱设计注意事项546

二、烟囱排烟能力的计算547

三、烟囱尺寸计算548

四、烟囱高度的选择549

五、烟囱的附属设施550

第五节除尘系统安全防护设计551

一、平台、梯子及照明551

二、抗震加固552

三、防雷及防静电552

第六节除尘系统防燃防爆设计553

一、爆炸性物质和爆炸条件553

二、除尘系统防爆设计557

三、泄爆原理与泄爆面积计算562

四、泄爆装置与选用565

第七章高温烟气冷却降温与管道设计571

节高温烟气的特征571

一、高温烟气特性571

二、高温烟气露点572

第二节高温烟气冷却降温575

一、冷却方法的分类及特性575

二、吸风直接冷却577

三、喷雾直接冷却579

四、间接冷却器传热计算588

五、间接风冷590

六、蓄热式冷却器设计计算598

七、间接水冷602

八、余热锅炉605

第三节高温烟气管道膨胀补偿608

一、管道膨胀伸长计算609

二、高温管道膨胀补偿609

三、柔性材料补偿器613

四、波形补偿器61