大气污染工程课程设计建筑环境科学_建筑-环境科学.pdf

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1、大气污染控制工程课程设计任务书 设计题目：某冶炼厂工艺设备每小时产生 3000(3200)Nm3的含尘烟气，烟气含尘浓 度85(90)g/Nm3，烟气进口温度为250E，除尘器内平均静压Ps=-340 Pa,试 设计一台双筒CLT/A型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备。设计参数：烟气密度：=1.293kg/Nm3 烟气粘度：=1.849 10kg s/m2 粉尘密度：:%-2160kg/Nm3 旋风除尘器进口粉尘的粒径分布 平均粒径 dp(m)1.5 3.5 5 10 15 22 28 36 44 粒径分布 也 D(%)3.5 6 15 17 24 16 11 5 2.5、八、-前言 除

2、尘器是控制尘粒污染的有效措施，也是研究应用较早的一项技术。但在尘 粒初始量增加，排放量进一步严格的情况下，企业必须重新计划自己的操作条件 和排放控制系统，开发或应用更高效的除尘器，以满足现行法规的要求。所以本 设计要求完成一台CLT/A型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计。旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于 离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋 风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操 作条件下，作用于粒子上的离心力是重

3、力的 52500倍，所以旋风除尘器的效率 显著高于重力沉降室。在机械式除尘器中，旋风式除尘器是效率最高的一种。它 适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，大多用来去除 5卩m以上的粒子，并联的 多管旋风除尘器装置对 3卩m的粒子也具有8085%勺除尘效率。因此，它属于 中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，是应用广泛的一种除尘器，多应用于锅 炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。旋风除尘器在我国应用还不是很广泛，但是随着工业的发展以及人们生活水 平和对环境质量要求的提高，旋风除尘器必将有越来越重要的应用，而管式以其 显著的优点将会在除尘器的未来发展中显示越来越重要的作用，这可从发达国家 除尘器发展的过程中得到

4、证明；另一方面，开发新型除尘装置也是大势所趋。基 于我国的特殊国庆，这个过程可能还需要较长的一段时间，但无论如何，由中小 型，低效除尘设备向大型高效除尘设备发展是 一个必然的趋势。为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中

5、分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非1.除尘设备选择.1 1.1 其他除尘器的特点 .1 1.2 旋风除尘器的特点及选择旋风除尘器的原因 .2 2.旋风除尘器的结构及工作原理 .3 2.1 旋风除尘器结构.3 2.2 旋风除尘器的工作原理 .4 2.3 旋风除尘器的优缺点 .4 3.CLT/A 型旋风除尘器 .5 4.影响旋风除尘器效率的因素 .6 4.1 除尘器结构尺寸对其性能的影响 .6 4.2 操作工艺参数.8 4.3 影响旋风除尘器压降的

6、因素 .9 5.工艺设计计算.9 5.1 选择旋风除尘器的入口风速 .10 5.2 计算确定单进口面积 .10 5.3 入口高度 a 宽度 b 的计算 .11 5.4 计算旋风除尘器的筒体直径 D。.11 5.5 按所选筒体直径尺寸计算旋风除尘器其它各部分尺寸 .11 6.设计检验计算 .11 6.1 除尘器阻力损失计算 .11 6.2 除尘效率计算.12 6.3 排放浓度计算 .14 7.设计参数汇总表.15 8.小结.15 9.设计心得体会.16 10.致谢.17 参考文献.17为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘

7、器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非摘要 本文针对旋风除尘器的结构及特点，介绍了旋风除尘器除尘机理和优缺点，分析影响旋风除尘器压力损失和除尘效

8、率的因素，并针对相应的设计要求设计计 算一台CLT/A型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备。1.除尘设备选择 本次设计除尘设备选用CLT型旋风除尘器。1.1 其他除尘器的特点（1）重力沉降室 重力沉降室是使含尘气流中的尘粒借助重力作用自然沉降来达到净化气体 的目的的装置。这种装置具有结构简单、造价低、施工容易（可以用砖砌或用钢 板焊制）、维护管理方便、阻力小（一般 50-150Pa）等优点，但由于它体积大，除尘效率低（一般只有40%-50%,适于捕集大于50卩m粉尘粒子，故一般只用 于多级除尘系统中的第一级除尘。（2）惯性除尘器 惯性除尘器是利用尘粒在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将尘

9、粒从含 尘气体中分离出来的设备。这种除尘器结构简单、阻力较小、但除尘效率较低，一般常用于一级除尘。惯性除尘器用于净化密度和粒径较大（捕集 10-20卩m以 上的粗尘粒）的金属或矿物性粉尘，具有较高的除尘效率。对于黏结性和纤维性 粉尘，因其易堵塞，故不宜采用。（3）电除尘器 电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，是尘粒荷电，并在 电场力的作用下使尘粒趁机在集尘板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除 尘设备。其与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，因此具有 耗能小、气流阻力小的特点。其主要优点有压力损失小、处理烟气量大、耗能低、对粉尘具有很咼的捕集效率和可在咼温或强腐蚀

10、性气体下操作。但其缺点为一次 性投资大、安装精度要求高和需要调节比电阻。为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显

11、著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非(4)湿式除尘器 湿式除尘器是使含尘气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其 他作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。它具有结构简单、造价低、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸 的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀以及污水和污 泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。(5)过滤式除尘器 过滤式除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸 或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体 净化。虽然其

12、除尘效率一般可达99沖上，且效率高、性能稳定可靠、操作简单,但其不能在“结露”状态下工作、电除尘相比阻力损失稍大、当烟气中硫氧化物、氮氧化合物浓度很高时，除FE滤料外，其他化纤合成纤维滤料均会被腐蚀损坏，布袋寿命缩短、不适于在高温状态下运行工作，当烟气中粉尘含水分重量超过 25%以上时，粉尘易粘袋堵袋，造成布袋清灰困难、阻力升高，过早失效损坏。1.2 旋风除尘器的特点及选择旋风除尘器的原因(1)旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作 维修方便以及适用面宽的优点。适用于工业炉窑烟气除尘和工业通风除尘；工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘干回收。(2)旋风除尘器的除

13、尘效率一般达 85%左右，高效的旋风除尘器对于输送、破碎、卸料、包装、清扫等工业生产过程产生的含尘气体除尘效率可达 95%-98%对于燃煤炉窑产生烟气的除尘效率可以达到 92%-95%(3)旋风除尘器捕集5卩m颗粒的效率不高，一般可以作为高浓度除尘系统的预 除尘器，与其他类型高效除尘器合用。可用于 10卩m以上颗粒的去除，符合 此题的题设条件。(4)粘性大的粉尘容易粘结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；比电阻过大或过 小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘不宜采用湿法除尘。本题 为锅炉排烟，锅炉排烟的特点是烟气流量大，而且烟气流量变化也很大，选 取旋风除尘器是适当的。为除尘器内平均静压试设

14、计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非烟气(5)旋风除

15、尘器适宜于高温高压含尘气体的除尘。综合气体的含尘浓度、烟气温 度和其他性质以及收集粉尘的处理、运行费用等多项因素，可选用旋风除尘 器。2.旋风除尘器的结构及工作原理 2.1 旋风除尘器结构 旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来 的除尘装置。它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低阻 力中等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集5-15 微米以上的颗粒除尘效率可达 80%以上，近年来经改进后的特制旋风除尘 器其除尘效率可达5%以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于 5微米的效率 不咼。旋风除尘器也称作旋风分离器，是利用器内旋转的寒碜气

16、体所产生的离心 力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气固分离装置。它主要由排灰管、圆锥 体、圆柱体、进气管、排气管以及顶盖组成。为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条

17、件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非2.2 旋风除尘器的工作原理 分气流的运动和尘粒的运动两部分，它们的运动概况如下：旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运 动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大 于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动 量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部 后.沿除尘器的轴心部位转而向上.形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管 排出。自进气口流人的另一小部分气流

18、，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气 管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从排 气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。2.3 旋风除尘器的优缺点 旋风除尘器的主要优点如下：(1)旋风除尘器内部没有运动部件，维护方便。(2)制作、管理十分方便。(3)处理相同风量的情况下体积小，结构简单，价格便宜。(4)作为预除尘器使用时，可以立式安装，使用方便。(5)处理大风量时便于多台并联使用，效率阻力不受影响。(6)可耐400。C高温，如采用特殊的耐高温材料，还可以耐受更高的温度。(7)除尘器内设耐磨内衬后，可用以净化含高磨蚀性粉尘的烟气。(8)可以干法清灰，有利于回收有价

19、值的粉尘。但其也有几个缺点，主要如下：(1)卸灰阀如果漏损会严重影响除尘效率。(2)磨损严重，特别是处理高浓度或磨损性大的粉尘时，人 1:1处和锥体 部位都容易磨坏。(3)除尘效率不高(对捕集粒径小于5p.m的微细粉尘和尘粒密度小的粉尘，效率较低)，单独使用有时满足不了含尘气体排放浓度的要求。为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备

20、的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非当含尘气体进入旋风筒后,其工况与一般旋风除尘器相似,即待处理的含尘 由于除尘效率随筒体直径增加而降低，因而单个除尘器的处理风量受到 一定限制。3.CLT/A 型旋风除尘器 CLT/A型旋风除尘器为基本型旋风除尘器，属螺旋型旋风除尘器。适用于物 质密度较大的、干燥的、非纤维除尘，广泛应用于冶金、铸造、

21、喷砂、建筑材料、电力及耐火等工业中。它由进气管、筒体、排气管、蜗壳（或集风帽）、锥体、灰斗等部分组成。有两种出风方式：X型（水平出风）一般用于负压操作；丫型（上部出风）一般用于正或负压操作。在结构上与一般旋风除尘器的区别在于：一般旋风除尘器进气管的轴线垂直于旋风筒的轴线，而CLT/A型旋风筒的结构特 点是具有一个倾斜的进气管，进气管的轴线与水平倾斜一定角度。普通型旋风除尘器的烟气进入除尘器后，烟气旋转向下的同时，还会有部分 烟气旋转向上而形成涡旋气流，这股气流绕出口内管（排气管）管壁旋转向下在 排气管入口处混入已净化烟气内，随排出管排出除尘器而降低除尘效率，由于 CLT/A型旋风除尘器具有倾斜

22、的切向进气口及螺旋型顶盖导流板，从而消除了上 旋流，动能消耗降低，从而提高了除尘效率。气体切向进入除尘器后，螺旋状旋转向下到达锥体底部，然后再以直径较小的螺为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液

23、体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非旋反向上旋，经由顶部出口内管(排气管)排出。尘粒在离心力的作用下与烟气 分离并被抛到旋风除尘器的器壁上，然后沿除尘器壁下降到锥体底部并排入灰 斗。对于CLT/A型旋风除尘器而言，由于其筒体较为细长，锥角较小，锥体较长,这样可以提高除尘效率，但 P较大。CLT/A 型单筒旋风除尘器技术性能参数 名称 型号 风量(m3/h)阻力(Pa)进口流速(m/s)外形尺寸(mm)(筒径稿)设备重 量(Kg)CLT/A X CLT/A Y CLT/A

24、 3.0 6701220 8432850 7552550 1222 300 X 174 0 115 CLT/A 3.5 7101660 8432850 7552550 1222 350 X000 144 CLT/A 4.0 11802170 8432850 7552550 1222 400 X 230 0 190 CLT/A 4.5 15002760 8432850 7552550 1222 450 X 256 5 232 CLT/A 5.0 18603390 8432850 7552550 1222 500 X 283 0 300 CLT/A 5.5 22404110 8432850 755

25、2550 1222 550 X 304 0 365 CLT/A 6.0 26704890 8432850 7552550 1222 600 X 335 0 460 CLT/A 6.5 31305740 8432850 7552550 1222 650 X 361 0 546 CLT/A 7.0 36306660 8432850 7552550 1222 700 X 388 0 615 CLT/A 7.5 41707640 8432850 7552550 1222 750 X 414 0 705 CLT/A 8.0 47508690 8432850 7552550 1222 800 X 440

26、0 945 4.影响旋风除尘器效率的因素 4.1 除尘器结构尺寸对其性能的影响 旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能 影响旋风除尘器的效率和压力损失。其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径 为主要影响因素。(1)进气口 旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损 失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于 筒体断面小时，进入除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。(2)圆筒体直径和高度 圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产 生的离心力为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为

27、除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，筒

28、体直径D越小，气流 的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选 择较小的圆筒体直径，但若筒体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易 逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增 多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流 的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径 为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达 外壁的距离也不断减小，除尘效果

29、比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度一定的 情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率。一般圆筒体部分的高 度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时，可获得较为理想的 除尘效率。(3)排风管 排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径必须 选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排 风管排出；有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大。若增大 排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成 内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排 出，从而降低除尘效率。一般认为

30、排风管直径为圆筒体直径的 0.40.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率；排风 管插入过深，易增加气流与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管 与锥筒体底部距离缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以 略低于进风口底部的位置为宜。排灰口 排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响。增大排灰口直径可使除尘器 提高压力降，对提高除尘效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘的重新扬起。(5)并联设计 当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘 器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅 为单个除

31、尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力。因此，并联使用时台数不 宜过多。本次才用双筒CLT/A旋风除尘器并联方式。为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气

32、流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非4.2 操作工艺参数(1)流速 提高进风口气流速度，可增大除尘器内气流的切向速度，使粉尘受到的离心 力增加，有利提高其除尘效率。但进风口气流速度提高，径向和轴向速度也随之 增大，紊流的影响增大。对每一种特定的粉尘旋风除尘器都有一个临界进风口气 流速度，当超过这个风速后，紊流的影响比分离作用增加更快，使部分已分离的 粉尘重新被带走，影响除尘效果。(2)粉尘的状况 粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风

33、除尘器外旋流的粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生的离心力，使 粉尘受到向外的推移作用；另一个是由旋转气流的径向速度所产生的向心力，使 粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上，如果切向速度产生的离心 力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离心力的推动下向外壁移动，从而 被分离出来；如果切向速度产生的离心力小于径向速度产生的向心力，则粉尘在 向心力的推动下进入内旋流，最后经排风管排出。如果切向速度产生的离心力等 于径向速度产生的向心力，即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉 尘应在交界面上不停地旋转。实际上由于气流处于紊流状态及各种随机因素的影 响，

34、处于这种状态的粉尘有50%勺可能进入内旋流，有50%勺可能向外壁移动，除尘效率应为50%此时分离的临界粉尘颗粒称为分割粒径。这时，内、外旋流 的交界面就象一张孔径为分割粒径的筛网，大于分割粒径的粉尘被筛网截留并捕 集下来，小于分割粒径的粉尘，则通过筛网从排风管中排出。旋风除尘器捕集下 来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度愈大，径向速度和排风管 的直径愈小时，除尘效果愈好。气体中的灰分浓度也是影响出口浓度的关键因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较小的尘粒凝聚在一起而被捕集，同时，大 颗粒向器壁移动过程中也会将小

35、颗粒挟带至器壁或撞击而被分离。但由于除尘器 内向下高速旋转的气流使其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外 壁旋转向上到达顶部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器 的除尘效率不可能为100%为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒

36、从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非根据除尘效率计算公式：n=(1 So/Si)x 100%式中：n除尘效率；50 出口处的粉尘流出量，kg/h;51 进口处的粉尘流入量，kg/h。因为旋风除尘器的除尘效率不可能为 100%当进口粉尘流入量增加后，除 尘效率虽有提高，排风管排出粉尘的绝对量也会大大增加。所以，要使排放口的 粉尘浓度降低，则要降低入口粉尘浓度，可采取多个旋风除尘器串联使用的多级 除尘方式，达到减少排

37、放的目的。4.3 影响旋风除尘器压降的因素(1)进气管的摩擦损失；(2)气体进入旋风除尘器时，因膨胀或压缩而造成的能量损失；(3)气体在旋风除尘器与器壁的摩擦所引起的能量损失；(4)旋风除尘器内气体因旋转而引起的能量损失；(5)排气管内的摩擦损失，同时旋转运动较直线运动消耗需要更高的能量;(6)排气管内气体旋转时的动能转化成静压能的损失。5.工艺设计计算 根据要求，选择CLT/A型双筒旋风除尘器进行自主计算设计。图例如下:为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污

38、染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非 5.1 选择旋风除尘器的入口风速 根据设计要求，一般入口流速 Vi在12-18m/s之间，故选取Vi=17m/s为入 口风速。5.2 计算确定单进口面积 已知烟气的流

39、量 QN=3100 Nm3/h,Vi=17m/s 因为，PV=nRT;同样，PNVN=nRTN;推出 Q=PNQN，Q=PNQNT T TN TNP 而 QN=3100Nm3/h，PN=101325 Pa TN=273K，P=101325+(-340)=100985Pa，T=273+250=523K 可算出：Q=PNQNT.TNP 01325 3100 523=5958.823m3/h 273 100985 所以，单入口面积 A=Q/(2Vi)=(5958.823/3600)/(2 17)=0.0487m2 5.3 入口高度 a、宽度 b 的计算 因为A=aXb,为除尘器内平均静压试设计一台双

40、筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非其中，A为单进气口面积

41、a进气口高度；b进气口一侧宽（双筒进气口相同）;又因为，根据经验可知a:b=23,此处取a=2b,2 2 所以，A=aXb=2b=0.0487m;计算后得 b=156mm；a=312mm 5.4 计算旋风除尘器的筒体直径Do 因为 b=（0.20.25）Do，所以 Do=（4 5）b 取 D0=5b=5X）.156=0.780m；圆整后：D0=800mm；b=160mm,a=320mm；A=0.0512m2 5.5 按所选筒体直径尺寸计算旋风除尘器其它各部分尺寸 筒体高度 h=1.5D0=1.5 X00=1200mm 椎体高度 H-h=2.5D=2.5 X00=2000mm,故总高度H=320

42、0mm。排灰口直径 D2=（1/31/4）D0,取 D2=0.3D0=0.3 X00=240mm 排风管直径 de=（0.40.6）D0，取 de=0.5D0=0.5 X00=400mm 排风管插入深度h0=0.4D0=0.4 X00=320mm 6.设计检验计算 6.1 除尘器阻力损失计算 根据无叶片的标准切向型进口（CLT/A型），K取值为16 K=16，计算得:为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足

43、现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非又烟气密度：:%=1.293kg/Nm3,Vi=17m/s 其中：1 二D2 0 c ab J ho+l-h 3 D。-_/2!i d0丄 d0 1 丄h de 1+0+-DD0丿 Do D0 J h 旋风除尘器的自然长度，

44、即气流自然返回长度 1 1 I=2.3dei D0-气ab丿=2.3 0.4 0.82 3.32P16 丿 _2.135m=16 哼32=5.12 0.42 该除尘器的阻力：C 2 2 社 PgV 1.293疋 172：PN 二-=5.12 956.613Pa 2 2 因为，PV=nRT;同样，PNVN=nRTN;密度修正：r 二 JNTNP，又厶PPN：TPN PN 推出:.，P-，PNTN 品.613 273 100985=497.666Pa TPN 523101325 6.2 除尘效率计算 用leith-licht经验公式计算分级效率：1 X=1-exp-2(c J22 其中：C旋风除尘

45、器的尺寸比函数:-de j I Do 2D。丿 _l D0 D0|0.3 n=1-(1 _0.668D00.14)1283 丿 0。014 I 523!=1一(1一0.668 0.8.)0.576 1283 丿 带入：公式有:114.55-.6857)17(0.576 1)d2=115.197 1 06 d2 18 1.849 10-0.8 带入公式整理有：1 一 1|十时T FSTj 为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用

46、更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非根据以上参数及粒径分布可以计算出除尘效率计算表如下:平均粒径 d(Pm)粒级分布 D(%)累计粒级分 布 AD r(%)修正惯性 系数 分级除尘效 率松x(%)2(%)1.5 3.5 3.5 0.0002

47、59 0.4251 1.4878 3.5 6 9.5 0.001411 0.6123 3.6740 5 15 24.5 0.002879 0.6953 10.4288 10 17 41.5 0.011519 0.8419 14.3128 15 24 65.5 0.025919 0.9080 21.7919 22 16 81.5 0.055755 0.9523 15.2364 28 11 92.5 0.090314 0.9711 10.6825 36 5 97.5 0.149295 0.9844 4.9218 44 2.5 100 0.223021 0.9911 2.4778 总除尘 效率 n=

48、瓦也 D =85.01%6.3 排放浓度计算 已知入口烟气含尘浓度 85g/Nm3,n=85.65%则出口浓度 C、(1-)C=(1-0.8501)100=14.99g/Nm3 根据大气污染物综合排放标准新增企业颗粒物排放标准如下表中:：-弓 (mg/iD*)垠侖允许排竝速串(庞门0 无组织持 放监控诙度 liifi It气 筒佃)二级 三级 监控点 浓度(me.-Eli 3 18(碳黑尘、染料尘)15 20 30 10 0,15 0.B5 3.4 亍 8(L 74 1.3 5,0 8.5 周界外浹 度虽髙点 肉眼平可见 60*(玻瑞棉生、看英粉尘、旷渣棉尘 15 20 30 10 1.9 3

49、.1 12 21 2,6 4.5 18 禹 周界外浓 度虽高点 1.0 其它)15 20 30 10 50 60 3,5 5 一 9 23 39 60 85 5,0 8,5 34 59 94 130 删界外浓 度城阳点.0 为除尘器内平均静压试设计一台双筒型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备设计参数烟气密度烟气粘度粉尘密度旋风除尘器进口粉尘的粒径分布平均粒径粒径分布也八前言除尘器是控制尘粒污染的有效措施也是研究应用较早发或应用更高效的除尘器以满足现行法规的要求所以本设计要求完成一台型旋风除尘器作为除尘系统的第一级除尘设备的设计旋风除尘器是除尘装置的一类除沉机理是使含尘气流作旋转运动借助于离

50、心力降尘粒从气流中分离并捕集广泛用来从气流中分离固体和液体粒子或从液体中分离固体粒子在普通操作条件下作用于粒子上的离心力是重力的倍所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室在机械式除尘器中旋风式除尘器是效率最高的一种它适用于非黏性及非说明该除尘器达不到达标排放的标准，因此只能作为一级除尘设备 7.设计参数汇总表 名称 符号 数值 名称 符号 数值 烟气流量 Q 5958.823(m3/h)烟气流量 QN 3 3100(m/Nh)温度 T 523(K)气体流速 Vi 15(m/s)压力 P 100985(Pa)烟气密度 Pg 1.293(kg/Nm 3)烟气粘度 1.849 Xl0-6(kg s/m