大氣污染控制工程旋風(fēng)除塵器課程設(shè)計(jì)

1、旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)說明書 一、課程設(shè)計(jì)的題目旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)的目的通過大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)，鞏固學(xué)習(xí)成果，加深大氣污染控制工程課 程的學(xué)習(xí)與理解，提高使用應(yīng)用規(guī)范、手冊(cè)與文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)原則、方 法步驟，達(dá)到鞏固、消化課程的主要內(nèi)容，鍛煉獨(dú)立學(xué)習(xí)研究能力，對(duì)旋風(fēng)除塵器的外形 結(jié)構(gòu)、管道系統(tǒng)及總體規(guī)劃做到一般的技術(shù)設(shè)計(jì)的要求，繪制旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)圖，掌握 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)和提高計(jì)算能力、設(shè)計(jì)和繪圖水平。三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、了解旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)以及相關(guān)工藝參數(shù)；2、根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等特征及除塵要求、允許阻力和制造條件等全面分析，合理地選擇旋風(fēng)除塵器

2、的類型；3、確定旋風(fēng)除塵器的外形結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸安裝位置；4、繪制旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖和除塵器剖面圖；5、整理編寫設(shè)計(jì)書。四、旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)及選用注意事項(xiàng) 旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)：旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。旋風(fēng)除塵器具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)部件，造價(jià)低廉，占地面積小，除塵效率高，操作彈性大， 不受含塵氣體濃度和溫度限制，維護(hù)工作量少，粉塵適應(yīng)性強(qiáng)，但壓力損失一般較高，只 能有效收集粒徑在5-10卩m以上的塵粒，是目前應(yīng)用較多的一種除塵設(shè)備。注意事項(xiàng)：1、旋風(fēng)除塵器一般適用于凈化密度大、粒度較粗的非纖維性粉塵，其中高效旋風(fēng)除 塵器對(duì)細(xì)塵也有較好的凈化效果。

3、旋風(fēng)除塵器對(duì)入口粉塵的濃度變化適應(yīng)性較好，可處理 含塵濃度高的氣體。2、當(dāng)含塵氣體溫度很高時(shí)，要注意保溫，避免水分在除塵器內(nèi)凝結(jié)，在除塵器里凝結(jié)。旋風(fēng)除塵器一般只適用于溫度在400C以下的非腐蝕性氣體，對(duì)于腐蝕性氣體，要注意采取防腐蝕措施，對(duì)于高溫氣體，要采取冷卻措施。3、選擇除塵器時(shí)，要根據(jù)工況考慮阻力損失及結(jié)構(gòu)形式，盡可能使之動(dòng)力減少，且 便于制造維護(hù)。4、根據(jù)適用允許的壓力降確定進(jìn)氣口氣速 v,如果制造廠已提供有各種操作溫度下進(jìn)口氣速與壓力降的關(guān)系，則根據(jù)工藝允許的壓降就可選定氣速v。5、確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面 A、入口寬度b和高度h,根據(jù)下式確定截面A,A=b*h=Q/v,其中，Q為

4、煙氣流量；由進(jìn)口截面積 A和入口寬度b及高度h確定出各部分尺寸。6、風(fēng)量波動(dòng)時(shí)將引起風(fēng)速的波動(dòng)，對(duì)除塵效率和壓力損失影響較大，因而旋風(fēng)除塵器 不適用于氣量波動(dòng)較大的場(chǎng)合。7、用于凈化粉塵濃度高或磨損性強(qiáng)的粉塵時(shí)，應(yīng)對(duì)易磨損部位采用耐磨處理。旋風(fēng)除塵器不宜凈化粘結(jié)性粉塵，當(dāng)處理相對(duì)濕度較高的含塵氣體時(shí)，應(yīng)注意避免因結(jié)露而造成 粘結(jié)。8、設(shè)計(jì)和運(yùn)行應(yīng)特別注意防止旋風(fēng)除塵器底部漏風(fēng)，以避免效率下降，因而必須采用 氣密性好的卸塵裝置或其他防止底部漏風(fēng)的措施。9、旋風(fēng)除塵器一般不適宜串聯(lián)使用，當(dāng)必須串聯(lián)時(shí)，應(yīng)采用不同尺寸和性能的旋風(fēng)除 塵器，并將效率低者作為前置凈化裝置。10、當(dāng)必須并聯(lián)使用旋風(fēng)除塵器時(shí)

5、，應(yīng)合理的設(shè)計(jì)聯(lián)接各除塵器的分風(fēng)管和匯風(fēng)管， 盡可能使每臺(tái)除塵器的處理風(fēng)量相等，以避免除塵器之間產(chǎn)生的串流，使總效率降低，因 而宜對(duì)各除塵器單設(shè)灰斗。五、旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)和除塵機(jī)理及除塵效率影響因素1. 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)以及機(jī)理旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)如下圖所示，當(dāng)含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器時(shí)，氣流將由直 線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分延器壁呈螺旋形向下，朝椎體流動(dòng)。通常稱 為外旋氣流，含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將重度大于氣體的塵粒甩向器壁。塵粒 一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和向下的重力延壁面下落，進(jìn)入排灰 管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)椎體時(shí)，因椎體形狀的收縮而向

6、除塵器中心靠攏。 根據(jù)“旋 轉(zhuǎn)矩”不變?cè)恚淝邢蛩俣炔粩嘣黾?。?dāng)氣流到達(dá)椎體下端某一位置時(shí)，即以同樣的旋 轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)除塵器中部，由下反轉(zhuǎn)而上，繼續(xù)做螺旋運(yùn)動(dòng)，即內(nèi)旋氣流。最后凈化氣體效應(yīng)、比例的塵粒也經(jīng)排氣管排除旋風(fēng)除塵器外，一部分未被捕集由此遺失。1 排氣管2頂蓋3排灰管4 圓錐體5圓筒體6進(jìn)氣管2、旋風(fēng)除塵器除塵效率的影響因素影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素有 ：二次尺寸、煙塵的物理性質(zhì)和操作變量。(1) 二次效應(yīng)：造成理論與實(shí)踐的效率曲線的差異主要是因?yàn)槎涡?yīng)，即被捕集粒 子重新進(jìn)入氣流。在較小的粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)溢出的粒子聚集或者被較大塵粒撞向壁面而 脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論

7、效率；在較大粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)掉入灰斗的粒子反 被彈回氣流或沉積的氣流被吹起來最后隨凈化空氣一起排走脫離氣流獲得捕集，從而實(shí)際 效率小于理論效率。在旋風(fēng)除塵器的頂部安裝環(huán)狀霧化器將水噴淋到旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上， 能有效地控制二次效應(yīng)。(2) 比例尺寸：旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)和各部分尺寸還很難用理論方法進(jìn)行精確設(shè)計(jì)和計(jì) 算，一般的方法先通過對(duì)除塵器性能的影響因素進(jìn)行定性分析，做出模型設(shè)計(jì)，然后通過 實(shí)驗(yàn)方法，調(diào)整模型尺寸，最后定性，并根據(jù)相似原理進(jìn)行放大或縮放。(3) 煙塵的物理性質(zhì)：氣體的密度和黏度、塵粒的大小和相對(duì)密度、煙塵含塵濃度等 都影響旋風(fēng)除塵器的效率。(4) 操作變量：提高煙氣入流速度，旋風(fēng)除塵

8、器分割直徑變小，使除塵器性能改善，通常依照旋風(fēng)除塵器的直徑而選用的實(shí)際入口速度在1025m/s范圍內(nèi)。六、旋風(fēng)除塵器試計(jì)算與型號(hào)選擇1 、設(shè)計(jì)任務(wù)一個(gè)焦?fàn)t裝煤車在裝煤過程中形成塵源。通過管道接入地面除塵系統(tǒng)，經(jīng)過旋風(fēng)除塵后外排。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：(1) 處理風(fēng)量3500riVh。煙氣溫度50E3( 2)除塵器入口含塵質(zhì)量濃為 40g/m3。( 3)除塵器入口含塵氣流速度 20m/s。(4)除塵器出口含塵質(zhì)量濃度小于等于 100mg/ m3。5)除塵效率 99.75%旋風(fēng)除塵器型號(hào)介紹(1) CLG(XLG) 型旋風(fēng)除塵器CLG(XLG型旋風(fēng)除塵器由多個(gè)小直徑旋風(fēng)管組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、壓力

9、損 失小，處理氣量大等特點(diǎn)，除塵效率視灰塵性質(zhì)、濃度而異，一般為50%-90%對(duì)粒徑為10粉塵的除塵效率一般低于 70%僅適合捕集工業(yè)廢氣中密度和塵粒較大的、干燥的非纖維性粉塵。(2) CLK(XLK) 型旋風(fēng)除塵器CLK(XLK型旋風(fēng)除塵器的主要特點(diǎn)是將下錐體變成倒圓錐體，減少含塵氣體向筒體中 心短路至出口的可能性，減少了返混并減輕了器壁的磨損。另外，其下部的反射屏能有效 防止二次揚(yáng)塵，從而提高除塵效率至 88%-92%，阻力約為 900-1200帕斯卡，適于捕集粒 徑大于10 ym的粉塵。(3) CLT/A 型旋風(fēng)除塵器CLT/A 型旋風(fēng)除塵器是由旋風(fēng)筒體 ,集灰斗和蝸殼 (或集風(fēng)帽) 三

10、部分組成 ,按筒體個(gè)數(shù) 區(qū)分,CLT/A型旋風(fēng)除塵器有單筒,雙筒,三筒,六筒CLT/A型旋風(fēng)除塵器等五種組合,每種組 合有兩種出風(fēng)形式：I型水平出風(fēng)和U型(上部出風(fēng))。對(duì)于I型雙筒組合者，另有正中進(jìn)出 風(fēng)和旁側(cè)進(jìn)出風(fēng)兩種組合形式，I型單筒CLT/A型旋風(fēng)除塵器和三筒只有旁側(cè)時(shí)出風(fēng)一種 形式，四筒和六筒組合則只有正中進(jìn)出風(fēng)形式 ，對(duì)于二型各種組合,可采用上述I型中的任 意一種進(jìn)風(fēng)位置 ,CLT/A 型旋風(fēng)除塵器具有阻力小 , 除塵效率高, 處理風(fēng)量大 , 性能穩(wěn)定, 占地 面積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 實(shí)用廉價(jià)等特點(diǎn)。(4) XCX 型旋風(fēng)除塵器XCX型旋風(fēng)除塵器屬于長椎體旋風(fēng)除塵器的一種，它具有體積小、

11、用料省、除塵效率 高的優(yōu)點(diǎn)，適用與捕集非粘結(jié)性的金屬、礦物、纖維性粉塵、刨花和木屑，特別對(duì)纖維性 的棉塵除塵率幾乎為 100%。一般情況下除塵效率為 90%。該類型除塵器有較長的錐體，一般采用錐體長度為筒體長度的2.8倍，用以提高除塵效率；直筒段長度較短，位于蝸殼和錐體之間的直筒長度可根據(jù)進(jìn)氣口氣速選擇；在排氣 管內(nèi)設(shè)有弧形減阻器，降低除塵器的阻力系數(shù)，通過設(shè)置弧形減阻器可以使阻力系數(shù)下降 10.5%,單除塵效率略微降低，約 0.1%-0.3%。XCX型旋風(fēng)除塵器系列共有14種規(guī)格，直徑200-1600mm每級(jí)間距100mm單管處理 氣量為150-13100。當(dāng)進(jìn)氣口氣速為26m/s時(shí)，總除塵

12、效率為98.8%,壓力損失為1450P& XCX型旋風(fēng)除塵器的最佳運(yùn)行工況為進(jìn)口氣速為 16-26m/s。各類旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)尺寸：D筒體直徑、D2 D3排氣管直徑de、D4錐體下部直徑（排灰口直徑）、H芯管進(jìn)口截面 到錐體排灰口的距離（或稱分離區(qū)高度）、 H筒體長度、H錐體長度、a進(jìn)口寬度、b進(jìn)口 高度、s芯管插入深度。表中列出了部分旋風(fēng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。常見旋風(fēng)器的結(jié)構(gòu)尺寸型號(hào)Kd2Kd3KmKi1Kh2KaKbDucon-SDC0.550.550.2410.901520.2250.4341.33Ducon-SDM0.5350.5350.240.90I1.520.2340.5931.33UH0.

13、590.590.3511.5011.500.200.601.20UK0.5460.5460.2930.601.330.2130.3871.00CLG0.550.550.172.500.230.440.70CZT0.500.500.300.9172.800.1790.7170.677XLK0.500.500.1652.003.000.261.001.10XLT/A0.600.602.622.000.260.661.50XLP/A0.600.600.182.901.300.260.7800.734XLP/B0.600.600431.702.300.300.600.46XCZ0.500.500.40

14、0.922.750.180.720.72XCX0.500.500.251.202.850.240.240.90XCD0.500.500.251.102.500.2860.800.80Stirmand(h)0.500.500.401.502.500.200.500.50Swift0.400.400.401.402.500.210.440.50井伊谷鋼一0.500.500.401.002.000.300.600.70Leith-Licht0.500.500.3753.002.000.160.441.25Friedland0.690.690.402.002.000.250.500.62Strn 0.

15、500.500.401.25 0.75 0.200.450.62各型號(hào)旋風(fēng)除塵器壓力損失系數(shù)型號(hào)E0型號(hào)E0XCX3.90CLG3.0XLP/B5.52XCD5.33.86XLP/A7.58UK4.82CZT9.2Stirma nd(h)5.40XCZ8.3Swift9.20XCY8.0Stern7.41XCY-n6.5井伊谷鋼一8.10Friedla nd12.4Duco n-SDC7.80Leith-Licht2.76Duco n-SDM7.60Buell10選擇一種除塵器進(jìn)行計(jì)算因?yàn)镈越小除塵效率越高，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可試選用CLG高效旋風(fēng)除塵器進(jìn)口氣速Vi 20s則筒體的直徑：D1 /

16、2QViKaKb3500 / 360020_0. 23_0. 440. 4803 m旋風(fēng)除塵器的其他部件的尺寸：(1) 入口寬度和高度a,ba= 0.23 x 0.48=0.110m=110mm?b=0.44 x 0.48=0.123m=123mm(2) 排出管直徑de：(3) 筒體長度h:(4) 錐體長度H:(5) 排灰口直徑d1:內(nèi)筒深度：壓力損失計(jì)算，根據(jù)各型號(hào)旋風(fēng)除塵器表可知塵密度？1.06g/cm3,則壓力損失為：PCLG型旋風(fēng)除塵器的壓損系數(shù)？Z ?=3.0，粉v!3.01.6 2022 2636Pa分級(jí)效率計(jì)算。選擇雷斯和利希特的徑向混合模式有:-7分割直徑：de0. 69310

17、.69310.584816743.7684.782410 m 0.47824 m因而分級(jí)效率方程又可以表示為:總除塵效率：則根據(jù)粉煤灰的粒徑分布的下表:分級(jí)號(hào)粒徑范圍粒徑個(gè)數(shù)中點(diǎn)粒徑質(zhì)量頻度分級(jí)效率10-410420.000210.945924-616050.00540.990936-816170.01510.995448-9758.50.01250.996859-10679.50.01560.9975610-14186120.08730.9984714-1661150.07230.9990816-2079180.12530.9993920-3510327.50.58240.99971035-

18、50442.50.08350.999911500OO01總計(jì)1000故該除塵器的效率大于99.75%所以可以選用CLG型旋風(fēng)除塵器。七、除圖器塵器繪圖（附于文件內(nèi)A3圖紙）八、參考文獻(xiàn)1 劉天齊.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)？廢氣卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，19992 .張殿印.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20033 .童志權(quán).工業(yè)廢氣凈化與利用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20034 .周興求,葉代啟.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)一大1氣污染控制設(shè)備，北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.羅輝.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：高等教育出版社，20036 . 周興求，葉代啟 . 環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004九、結(jié)束語本次課程設(shè)計(jì)中充分的發(fā)現(xiàn)了自己學(xué)習(xí)中的問題，也更深刻的了解到旋風(fēng)除塵器的種 類、結(jié)構(gòu)、計(jì)算方法等知識(shí)，但在整個(gè)課程設(shè)計(jì)