環(huán)境工程原理大型作業(yè)--重力沉降室的設(shè)計(jì)

1、湖北理工學(xué)院 大型作業(yè) 環(huán)境工程原理大 型 作 業(yè)題目： 3000m3/h重力降塵室的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)名稱： 環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù) 學(xué) 號(hào)： 201230310100 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 陶敏 2013年 12 月 15 日9目錄1、 前言.32、 設(shè)計(jì)條件.43、 設(shè)計(jì)要求.44、 設(shè)計(jì)說明.41、 重力降塵室的工作原理.42、 重力降塵室的類型.53、 實(shí)際性能和測(cè)試.5五、工藝計(jì)算.5 1、設(shè)計(jì)降塵室尺寸.52、沉降時(shí)間和沉降速度 .53、顆粒回收百分率.64、降塵室的隔板數(shù).7六、總結(jié).7七、參考文獻(xiàn).7一、前言大型作業(yè)是環(huán)境工程原理課程的一個(gè)總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，

2、是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)選修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練。在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中，它也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用。 大型作業(yè)不同于平時(shí)的作業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生自己做出決策，即自己確定方案，選擇流程，查取資料，進(jìn)行過程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過反復(fù)的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。所以，大型作業(yè)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的有益實(shí)踐。通過大型作業(yè),學(xué)生應(yīng)該注重以下幾個(gè)能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)： 1. 查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)(包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中搜集)的能力； 2. 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作

3、時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想，在這種設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問題的能力； 3. 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算的能力； 4. 用簡(jiǎn)潔的文字，清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。二、設(shè)計(jì)條件1、含塵氣體成分：爐氣和礦石；2、氣體密度：0.6kg/m³；3、礦石密度：4500kg/m³；4、黏度：3×105N·s/；5、氣體流量：3000m³/h三、設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)方案確定（長(zhǎng)寬高）；2、礦塵顆粒沉降流型判斷；3、理論上能完全捕集的最小顆粒直徑；4、降塵室的隔板數(shù)；5、重力降塵室的工藝尺寸計(jì)算。四、設(shè)計(jì)說明1.重力沉降室的工作原理 重力沉降

4、室是利用重力作用使塵粒從氣流中自然沉降的除塵裝置。其機(jī)理為含塵氣流進(jìn)入沉降室后，由于擴(kuò)大了流動(dòng)截面積而使得氣流速度大大降低，使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。重力沉降室除塵效率的計(jì)算決定于描述氣流狀態(tài)所作的假設(shè)，其簡(jiǎn)單模式是假定氣流處于塞式流動(dòng)狀態(tài)，且塵粒在入口氣體中均勻分布。實(shí)際沉降室內(nèi)包含有湍流、某程度的混合和柱塞式流動(dòng)的某些波動(dòng)。為縮短塵粒必須降落的距離以提高除塵效率，可在沉降室內(nèi)平行放置隔板，構(gòu)成多層沉降室。多層沉降室排灰較困難，難以使各層隔板間氣流均勻分布，處理高溫氣體時(shí)金屬隔板容易翹曲。沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.3-0.5m/s，壓力損失為50-130Pa，可除去40m以上的

5、塵粒。 除塵效率通?？刹捎霉?ULW(n+1)/Q計(jì)算，L，W指沉降室的長(zhǎng)和寬，N是水平隔板數(shù)量。 重力沉降室具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，壓力損失小的特點(diǎn)，維修管理較容易，而且可以處理高溫氣體。但是體積大，效率相對(duì)低，一般只作為高效除塵裝置的預(yù)除塵裝置，來除去較大和較重的粒子。 2.重力沉降室的類型 重力沉降室可放置導(dǎo)流板，以改變氣流的方向，以產(chǎn)生慣性作用，也可利用魚鱗板、百葉窗以產(chǎn)生慣性作用。有單層沉降室，有多層沉降式（平行的放置一些隔板）。折流板式沉降室（垂直的折流板安裝在沉降室的頂部，慣性作用力會(huì)增強(qiáng)顆粒的重力作用。當(dāng)氣流被繞過折流板底部的時(shí)候，由于氣流路徑上這段彎曲部分的慣性作用，顆粒被分

6、離下來）。3.實(shí)際性能和測(cè)試 沉降室的實(shí)際性能幾乎從不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量或測(cè)試，在最好的情況下，這種裝置也只能作為氣體的初級(jí)凈化，除去最大和最重的顆粒。沉降室的除塵效率約為4070%，僅用于分離d>50m的塵粒。穿過沉降室的顆粒物必須用其它的裝置繼續(xù)捕集。五、工藝計(jì)算1、設(shè)計(jì)降塵室的尺寸 沉 降 室 的 長(zhǎng)、寬、高 分 別 為L(zhǎng)、W、H，假設(shè)沉降室的長(zhǎng)為6m,寬為2m,高為4m，氣體密度為0.6kgm³，礦石密度為4500kgm³,黏度為3×105N·s。2、沉降時(shí)間和沉降速度氣體流量為q氣體在沉降室內(nèi)的水平通過速度為u,要使沉降速度為Ut的塵粒在沉降室

7、內(nèi)全部去除，氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間 t，則：氣體通過降塵室的時(shí)間為： Lu顆粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間為： tHut故顆粒能沉降而分離出的條件是： t或LuHut依據(jù)降塵室的生產(chǎn)能力，氣體在降塵室內(nèi)的水平通過速度為： uqHb綜上整理可得： qutbl所以，在降塵室內(nèi)能完全分離出來的最小顆粒的沉降速度為： utqbl300012÷36000.07ms假設(shè)沉降在滯流區(qū)，則可由斯托克斯公式求得最小顆粒直徑 dut18sg½ 0.07×18×3×10545000.6×9.81½ 30×

8、;106m30m核算沉降流型 Redut30×106×0.07×0.63×105 0.0421原設(shè)沉降在滯流區(qū)成立，求得的d有效。3、 顆?；厥瞻俜致食两凳覂?nèi)的氣流速度一般為0.3-0.5m/s，壓力損失為50-130Pa，可除去20m以上的塵粒。假設(shè)顆粒在爐氣中是均勻分布的，則該尺寸顆粒被分離下來的百分率可由顆粒在降塵室內(nèi)的沉降高度與降塵室高度之比確定。直徑為20m的顆粒的沉降必在滯流區(qū)，其沉降速度可用斯托克斯公式計(jì)算，即 utd²sg18 20×1062×45000.6×9.8118×3×1

9、05 0.327ms氣體通過降塵室的時(shí)間為 Hut20.219.52s直徑為40m的顆粒在8s時(shí)間內(nèi)的沉降高度為 Hut0.327×9.523.11m則回收率為 HH3.114×10077.75由于各尺寸的顆粒在降塵室內(nèi)停留的時(shí)間均相同，故20m的顆粒回收率亦可用其沉降速度 ut與30m的顆粒沉降速度u之比確定，即 ututdd²2030²66.674、 降塵室的隔板數(shù) 若降塵室內(nèi)設(shè)置n層水平隔板，則多層降塵室的生產(chǎn)能力為 qn1bul 若要完全回收粒徑為20µm的顆粒，在原來降塵室內(nèi)µ需設(shè)置的隔板數(shù)為 nqbul130003600&

10、#215;2×6×0.3271 2.124 取n3 隔板數(shù)跟顆粒的直徑有關(guān)，直徑越小，需要的隔板數(shù)越多。六、總結(jié) 重力沉降室具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，壓力損失小的特點(diǎn)，維修管理較容易，而且可以處理高溫氣體。但是體積大，效率相對(duì)低，一般只作為高效除塵裝置的預(yù)除塵裝置，來除去較大和較重的粒子。 降塵室，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流動(dòng)阻力小，但體積龐大，屬于低效率的設(shè)備，只適用于分離粗顆粒（一般指顆粒直徑大于50µm的顆粒），通常作為預(yù)除塵使用。多層降塵室可分離較細(xì)的顆粒，且節(jié)省占地面積，但清灰比較麻煩。 大型作業(yè)是我們?cè)谛４髮W(xué)生必須經(jīng)過的一個(gè)過程，通過大型作業(yè)的鍛煉，可以為我們即將來的畢