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《课程设计Ⅱ》

橡胶厂炼胶车间通风除尘系统设计

课程设计说明书

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指导教师：
2014 年 月 日

目 录

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一．该选题研究现状及本设计内容
1. 研究现状：

橡胶厂炼胶车间除尘、通风设计过程中，选择设计合适规格的除尘器和风机 是除尘、通风能否达到设计要求的关键，同时决定投资的规模和今后使用、维修 的费用。由于通风、除尘系统的效果好坏没有质的好坏，只有量上的区别，再加 上测试手段的滞后，许多设计、使用单位对该项工作没有足够的认识，同时由于 缺乏相关专业的技术人员且不重视对橡胶厂炼胶车间通风除尘系统的研究， 造成 许多橡胶厂使用的通风、除尘系统存在一些缺陷和不足，造成除尘通风系统效果 差且浪费能量。目前橡胶厂炼胶车间通风除尘系统研究工作出现的问题是：1. 风罩设计和安装不合理 2. 风机风压和风量的选择与系统不匹配 3. 除尘器和除尘风机不匹配 4. 风管直径和布置不合理 5. 除尘器的维护不及时。主要是脉冲阀、脉；中控制仪维修不及时，造成清灰 不彻底， 引起设备阻力增大， 部分滤袋过滤风速增大， 大大缩短滤袋的使用寿命。 滤袋不能按其使用寿命进行更换，透气性能下降，风量下降，达不到应有的除尘 效果。 6.管理人员对通风除尘不够重视

2.发展趋势：
随着科学技术的发展和人们对粉尘危害的重视， 在未来的几年政府和科研机构会加大对工业通风与除尘的研究力度， 橡胶厂炼胶车间通风除尘系统的设计也将趋于合理和完善， 能够更为有效的防止炼胶作业产生的各种粉尘对人体的 危害和对环境的污染。因而，橡胶厂炼胶车间的通风除尘设备将向高效、节能、 环保的方向发展。

3.本设计内容
在橡胶厂炼制橡胶过程中， 为了有效地控制炭黑粉尘和其它各类粉尘向车间内扩散，避免粉尘污染作业环境危害工人健康，应在产生粉尘的设备上安装局部 除尘设备，通过除尘设备将粉尘过滤后排入大气。在有烟气、热气的地方也需安装通风罩，通过风机将其排出室外或烟囱，改善操作的作业环境，保护工人的身 心健康和防止污染环境。因此，我们有必要设计一套完善的通风除尘系统来解决上述问题。
粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。国际标准化组织规定，粒径小于 75μm 的固体悬浮物定义为粉尘。炼胶车间内产生的粉尘以炭黑粉尘为主，炭黑是一种无定形碳。 松而极细的黑色粉末， 轻、 比表面积非常大， 范围从 10-3000m2/g， 是有机物（天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热 分解而得的产物。按光学特性划分，炼胶车间的粉尘为粒径小于 10um 的显微镜 粉尘，他们符合斯托克斯法则，呈等速降落，易扩散和几乎不降落。 炼胶流程：生胶处理（塑炼）——按使用需求制定配方——在炼胶机上混炼 ——停放（24h 左右）——返炼——制作半成品——硫化——修边——检验……
通风除尘工艺流程
1.橡胶厂炼胶车间通风除尘示意图
橡胶厂炼胶车间通风除尘设备由吸尘罩、风管、风机、除尘（净化）设备组成
通过该设备将有效地排除车间空气中粉尘。见图：

2. 设计对象概况
某橡胶厂炼胶车间容积为 V，单位时间产生的粉尘量为 M,一定空间内的粉尘限值为 X,全面通风量为 G，除尘器除尘效率为η，除尘器入口风量为 Q1， 除尘器出口风量为 Q2【4】 。 λ1——除尘器入口浓度，λ2——除尘器出口浓度, P1——除尘器入口压力，P2——除尘器出口压力。

3.除尘设备
目前我国橡胶行业通用的除尘设备主要有以下四种： 1.德国 LTG 冷气公司的除尘设备。自从 1987 年 3 月以后，橡胶行业对除尘防 爆工作高度重视，那个时期建设的炼胶车间大都采用了该公司的设备。使用这种 设备的主要注意事项是： 注意除尘室密封， 避免大的漏风损失。 可采用变频技术， 以利节能2.L01 复式同心圆滤尘器。该吸尘器由多层滤布组成同心圆形式，粉尘吸附在 滤布上，然后再由吸嘴吸走，不用设负压室，不存在漏风损失问题。 3.全功能静电帘式高效除尘机组。该机组是近年开发的新产品，也是一二级滤 网，可有效地清除微尘、亚微尘，适用于较大处理风量场合，效果较好。 4XL2 复合除尘器。这种除尘器是在引进消化“罗瓦”除尘器的基础上，我国 生产的新型除尘器。含尘空气经过旋风头一级过滤，然后进行二级过滤。这种吸 尘器的二级过滤有吸嘴可移动或转笼转动两种形式可供选择。 这种吸尘器结构简 单，不用设除尘室，具有除尘效果好，价格低廉等优点。
4 总结
橡胶制品各个生产程序都存在不同程度的尘土飞扬、烟气泄漏等问题，炼胶 车间尤其严重，只有充分考虑各相关因素，对除尘系统进行正确的设计和计算， 各部件相互匹配才能合乎要求， 真正算是一套技术经济合理并使用效果良好的通 风除尘系统

课程设计说明书内容
设计对象概况
1橡胶厂的厂址选择
该工厂建于××市××工业园化工厂区，地处河运旁，水源充足，水质优良，且原料充足，便利。同时有铁路与全国各地相连，交通便利。附近有动力厂、电厂，所需动力，蒸汽供应方便，经济合理，特别是化工区地处××市的东北部，而该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无影响。该处的下游还有污水处理厂，能将工业、生活污水进行有效的处理，生产过程中产生的污染物及废气、废渣、废水都得以解除，达到国家环保要求。同时有步骤地进行植树，种草，增加绿化面积。美化环境的同时也起到了降低噪声的作用。综合考虑，于该处建厂，地址最为理想。
2橡胶厂的车间组成
橡胶厂一般由硫化车间、炼胶车间、压延车间、预成型车间、内胎车间、胶料储存车间、模具车间、修机车间、再生胶车间等组成。
3橡胶厂的生产设备布置（图示）
现代大型密炼机组的安装配置，均采取立装形式。因此，炼胶车间的厂房需建四层楼房。一般, 四楼上为炭黑、粉料、油料的贮罐及部分化工原料存放区域；三楼上为自动秤及小药存放；二楼为密炼机及塑炼胶、一段和二段混炼胶存放处；底层为挤出压片机、胶片冷却装置及混炼胶成品存放处【3】。
此乃现代炼胶车间规范化的布置方法，见图（1）

1一胶料秤；2 一密炼机；3 一带橡胶辊子机头的挤出压片机；4 一胶片冷却装置；
5 一炭黑贮罐；6一炭黑自动秤；7 一螺旋输送机； 8 一油料自动秤；
9 一大粉料贮罐；10一油料保温罐；11一电动单梁桥式起重机；12 一电梯
图1炼胶车间工艺设备平面布置图

4橡胶厂炼胶车间的建筑结构
炼胶车间的厂房有四层楼房，底层标高0.000m；二楼标高+7.500m；三楼标高+13.500；四楼标高+18.500；
抗震设防烈度8度，耐火等级二级，地下防水等级为Ⅱ级，屋面防水等级为Ⅱ级；
建筑外表面都为水泥幕墙，砖混结构；
照明灯具暗装。
5橡胶厂炼胶车间的工作制度
（一）橡胶厂炼胶车间的基本工作制度
全装置主要采用连续操作方式，局部采用间歇操作方式。
全装置采用五班三倒制，每班八小时工作制。
（二）控制办法
1. 所有炼胶作业人员必须熟悉本岗操作方法及工艺规程；
2. 作业人员上岗前必须穿戴整齐，袖口要扣好，加入粉料种类多时必须带上口 罩；
3. 严格执行各项安全操作规程；
4. 新进人员必须由主管或班长进行安全生产教育，再安排给指定人员进行操作培训，且不得独自操作设备；
5. 新进员工或换岗员工必须经考核合格后，方可上岗操作；
6. 新设备投入生产时，技术人员必须对作业人员进行操作培训及安全生产教育和学习；
7. 作业过程中，作业区域除作业人员外，其他人员不得靠近；
8. 开炼机启动前必须检查辊筒间有无异物；
9. 炼胶作业必须使用专用割刀，不得使用美工刀等易断裂刀种，防止铁屑进入胶料中；
10. 开炼作业时手不得超过辊筒上方挡板切线，必须在辊筒中心水平线处下刀，且刀刃必须向下；
11. 用手推胶包辊时，手指方向必须与辊筒运转方向相反；
12. 向辊筒内推胶，要用拳头或手指向掌心弯曲轻推，不得用力过猛，严禁伸开手推胶；
13. 密炼机启动前需检查混炼室转子间有无异物；
14. 密炼机排胶时不得将手伸进密炼室清理余胶，必须清理时则需在停机状态下进行；
15. 炼胶设备运行时，作业人员一律不得离开工作岗位；
16. 在生产过程如出现异常或安全事故时，需立即按下紧急停车按钮；
17. 炼胶作业正常停车时，不得使用紧急停车按钮，必须按正常操作进行停车；
18. 切料作业时，作业人员不得取刀口下方的胶料，在确认设备停机状态下方可取胶；
19. 严禁将明火或易燃易爆物品带入炼胶车间；
20. 严禁酒后或带病情况下进行炼胶作业；
21. 日常生产过程中需保持设备、场地清洁、通道畅通、胶料摆放有序；
22. 下班后或设备长时间不用时，须切断电源，并清理设备上的物料，整理工作现场；
23. 加强安全生产及事故管理，形成主管对炼胶车间安全生产负责制度【4】。

6橡胶厂炼胶车间内部气象条件
室内平均气温35℃
室内平均相对湿度：61%
7橡胶厂炼胶车间工艺过程（图示）
（一） 炼胶车间工艺指导要求
1、 领料操作要求
1） 按生产计划领用所需原料；
2） 领料时，若发现原料产地有变化或颜色、质量有明显差别（包括已化验
合格的原料）应及时与车间主任和技术人员联系；
3）领料时，若发现原料有受潮，变质现象应中止领料；首先领用剩余料。
4） 剩余原料包装好，并保持其状态标识。
2、配料操作要求
1） 看清配方通知单清理容器，校准天平，案称或台称；
2） 配料称量允许公差；
a)小料（硫磺、促进剂、防老剂、着色剂等）使用称量5Kg案称。
称量        小于300克，公差±1克
称量        300-3000克，公差±5克
称量        3000克以上，公差±10克
b)中料（氧化锌、氧化镁、硬脂酸等），使用5Kg案称，公差±10克；
c)大料（碳酸钙、炭黑等）使用最大的称量500Kg台称，公差±100克；
d)生胶，塑炼胶等，使用最大称量500Kg台称，公差±200克；
3）配好料后要进行复查，（小料堆放整齐，标记明显，利于辨认）。
4）放置方法：硫黄单独放入食品袋，促进剂按配方要求时单配存放，中料可
混放入铁盘，大料可放入丁苯袋中。
5）小料和中料配合完毕要登记在《配料登记表》。
3、天然塑炼工艺条件
容量：75V(65 Kg )、55V（45 Kg ）、       
塑解剂M：75V（90 g ）、55V（65 g ）         
投料温度：110-120℃
排胶温度140℃±5℃   
下片温度：≤100℃
下卷（下片）厚度6-8mm
存放温度≤45℃        
停放时间≥4h
4、密炼机混炼盖胶与擦贴胶工艺条件
投料顺序
一次投料：生胶、合成胶、沥青、古马隆、母胶   
时间：2分钟，
温度控制：≥80℃
二次投料：所有大料、中料、小料（硫磺、双T除外）及液体软化剂。
时间：7分钟，
温度控制：80℃—135℃
5、出片机操作规程
1）投胶时，胶卷应直放。
2）出片前应打卷以排除胶料中的空气。
3）冷片机速度应与出片机速度保持一致，防止将胶片拉窄或拉薄。
4）出片过程中，应测量胶片宽度、厚度。如不符合要求应及时调整。
6、盖胶技术要求
1）盖胶宽度：上覆盖胶输送带规格宽度＋（0～50mm）
下覆盖胶输送带规格宽度＋（0～50mm）
2）盖胶厚度：小于6mm取上公差﹢0.2mm，大于6mm取 ±0.2mm
7、盖胶的存放要求。
1）按规定使用垫布、胶片以出满垫布为宜（不准超两车）
2）隔离用垫布按规定型号使用
650以下      ——使用800mm、
650mm—900㎜ ——使用1000mm、
1000㎜      ——使用1200mm
3）盖胶捆必须整齐摆放在所对机台架子上标识要清楚。
4）所有盖胶存放时间夏季不准超过15天，冬季不准超30天。
（二） 炼胶车间主要工艺流程
混炼胶制造过程主要包括原材料加工、烘胶、切胶、称量、塑炼、混炼、胶料冷却停放等生产工序, 见图（2）
（1）名词解释
配料：配制一段胶二段胶所需的各种小药。将不同的化学药剂按照配方称量混合放入药袋中。
切胶；称取生胶的过程，为方便密炼前的加料。常常将整块儿的生胶切成所需质量的生胶。
塑炼：天然橡胶（烟片胶）经烘胶和切胶后，用运输带运至炼胶车间密炼机附
近，经胶料秤称量后投入密炼机塑炼。塑炼后的胶料自动排入带橡胶辊子机头的挤出压片机压片，经胶片冷却装置冷却后叠片存放，检验合格后待混炼用。
混炼：塑炼胶与合成胶由胶料秤称量后，经加料皮带运输机投入密炼机；各种化工原材料经筛选和粉碎、称量后，装入一个塑料袋，按炼胶程序通过皮带秤，投入密炼机；炭黑系通过气力输送到炭黑贮罐，经炭黑粉料秤自动称量后自动投入密炼机；液体软化剂经脱水过滤处理后，用齿轮泵通过保温管道送至炼胶车间的油料保温罐，经油料自动秤计量后投入密炼机，混炼后的胶料经带橡胶辊子机头的挤出压片机连续压片，并连续进入胶片冷却装置冷却后叠片存放。各种胶料按照不同的工艺加工要求，分别进行二段或三段混炼，混炼胶经检验合格后，供各用胶车间使用。
晾片：凉片的主要是使胶片的温度降低，分子活性降低，结构稳定的作用。主要是通过隔离剂使胶片相互不粘连，在凉片室风干冷却胶料使橡胶的内部结构稳定，从而使胶料质量达到工艺要求。
（2）炼胶车间主要工艺流程图【7】

8其它参数
1. 土壤最大冻土深度：1.8米
2. 土壤设计冻土深度：1.7米
3. 全年主导风向：西南风
4. 夏季主导风向：东南风
5. 夏季室外风速为3.6m/s
6. 年平均风速：3.4m/s
7. 地震裂度：7度
8. 年平均降雨量：668.4mm
9. 日最大降雨量：119.3mm
10. 平均气压：745.66mmH
11. 最高气温：36.6℃
12. 最低气温：-38℃
13. 平均相对湿度：61%
14. 最大降雪量：420mm
15. 水温：15℃
16. 大气压：101740Pa
17. 日射得热因数Djmax：南：251 W/㎡；东：575 W/㎡；
北：122 W/㎡；西：575 W/㎡；
18. 车间总面积：2100m²
19. 车间总高度：18.5m
20. 车间换风次数不低于120次/小时；
21. 风机要采取降噪措施，要求噪声不高于65dBA
22. 排风系统的低噪声轴流风机：风压：90Pa；功率：0.55kw
23. 送风系统的低噪声轴流风机：风压：180Pa；功率：3kw
24. 送风总管尺寸：镀锌铁板厚1mm；800mm（宽）×1200mm（高）×7000mm（长）
25. 风机消声装置：消声量大于15dBA
26. 灯罩隔热系数n2 ：灯罩有通风孔时，n2=0.5~0.6；无通风孔时，n2=0.6~0
27. 采暖计算温度：-8℃
28. 空调计算温度：-11 ℃
29. 安全系统β：β=1.05～1.1.
表一：主要污染物质一览表
污染物
炭黑
硫醇
硫磺
非甲烷总烃
二氧化硫
硫化氢
初始浓度mg/m3
19.4
50
8.34
13.9
37.2
13.3
治理后
排放量
排放浓度mg/m3
5.82
5
6.67
4.1
7.7
2.73
排放速率Kg/h
0.022
0.02
0.027
0.023
0.017
0.006
排放高度
M
15