文丘里濕式除塵器課程設(shè)計(jì)

1、成績(jī)南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：文丘里濕式除塵器工藝設(shè)計(jì)課程名稱：除塵與輸灰系統(tǒng)及設(shè)備院（系、部）：環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)：電力環(huán)保班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：起止日期：2014.12.222014.12.26指導(dǎo)老師：張?chǎng)╂芬?緒論-2-二、前言-2-三、設(shè)計(jì)任務(wù)-3-（一）主要技術(shù)參數(shù)-3-（二）煙氣量的計(jì)算-4-四、設(shè)計(jì)原則-5-五、設(shè)計(jì)計(jì)算-6-（-9、步驟-6-（二）、計(jì)算-6-六、參考文獻(xiàn)-11-七、設(shè)計(jì)圖紙-11-八、設(shè)計(jì)結(jié)論-11-一.緒論本次課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出一臺(tái)文丘里濕式除塵器，其除塵效率要在90項(xiàng)上，出口含塵濃度要低于30mg/向其中捕滴器為倒錐形。此次設(shè)計(jì)要計(jì)算標(biāo)態(tài)下煙氣流量、

2、工況下煙氣流量、煙氣含塵濃度，文丘里管與捕滴器尺寸設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容包括文丘里管尺寸、筒體直徑、進(jìn)氣蝸殼、出口蝸殼的設(shè)計(jì)。二、前言文丘里濕式除塵器主要由文丘里管和捕滴器組成，文丘里管實(shí)際上是整個(gè)除塵器的預(yù)處理部分。在文丘里濕式除塵器中所進(jìn)行的除塵過(guò)程，可分為霧化、凝聚和除霧三個(gè)過(guò)程，前兩個(gè)過(guò)程在文丘里管內(nèi)進(jìn)行，后一個(gè)過(guò)程在捕滴器內(nèi)完成。文丘里管由收縮管、喉管、噴水裝置和擴(kuò)散管組成。在收縮管和喉管的中氣液兩相的相對(duì)流速很大，從噴嘴噴射出來(lái)的液滴，在高速氣流的沖擊下，進(jìn)一步霧化成更細(xì)的霧滴。同時(shí)，氣體完全被水所飽和，塵粒表面附著的氣膜被沖破，使塵粒被水潤(rùn)濕。經(jīng)過(guò)文丘里管預(yù)處理的煙氣切向引入捕滴器下部，

3、在捕滴器中，由于劇烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，依靠離心力的作用將煙塵和灰水滴拋向捕滴器的器碧，并被器壁上的水膜翰附，隨水膜流入下部灰斗。凈化后的煙氣從捕滴器的上部排出，經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入煙囪。濕式除塵器要得到較高的除塵效率，必須造成較高的氣液相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和非常細(xì)小的液滴，文氏管就是為了適應(yīng)這個(gè)要求而發(fā)展起來(lái)并使用。三、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)文丘里濕式除塵器，要求除塵效率在90%飛灰率為29%排塵濃度小于30mg/m,且捕滴器為倒錐形捕滴器。計(jì)算標(biāo)態(tài)下煙氣流量、工況下煙氣流量、煙氣含塵濃度，文丘里管與捕滴器尺寸的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)具體內(nèi)容包括文丘里管尺寸、筒體直徑、進(jìn)氣渦輪、出口渦輪的設(shè)計(jì)。（一）主要技術(shù)參數(shù)鍋爐型號(hào)：雙鍋筒橫置

4、式燃燒爐最大蒸發(fā)量35t/h,出口蒸汽壓力39MP設(shè)計(jì)耗煤量：4.2t/h煙氣正常工作溫度：140煙氣最高工作溫度：165空氣過(guò)剩系數(shù)：=1.25飛灰率=29%煙氣在鍋爐出口前阻力：850Pa煤質(zhì)成分：（1）CY=63.2%HY=3%OY=6%Ny=1%SY=0.8%AY=14%WY=12%VY=18%煙塵排放量按照附件中一般地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行（二）煙氣量的計(jì)算質(zhì)里/g摩爾數(shù)（原子）/mol需氧量（分子）/mol生成物（分子）/molC632632/12=52.6752.6752.7H3030/1=3015/2=7.515O6060/16=3.75S88/32=0.250.250.25A140

5、理論需要量:52.677.50.25=60.42molkg理論空氣量:60.4222.4100100021=6.44m3.kg實(shí)際煙氣量:QS=5270.25152246.44及6.441.25-1磔經(jīng)=8.37m3kg1000100181000標(biāo)態(tài)下煙氣流量:Q=QS父設(shè)計(jì)耗煤量（m3/h）煙氣含塵濃度:飛灰率父AYC二(mgm3)工況下煙氣流量:Q*(m3s)T實(shí)際煙氣溫度T一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度四、設(shè)計(jì)原則1、工作原理文丘里管的除塵過(guò)程，可分為霧化、凝聚和脫水三個(gè)環(huán)節(jié)，前兩個(gè)環(huán)節(jié)在文丘里管中進(jìn)行，后一個(gè)環(huán)節(jié)在脫水器中完成。含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入收縮管后流速逐漸增大，在喉管氣體流速達(dá)到最大值。在收縮

6、管中氣液兩相之間的相對(duì)流速很大。從噴嘴噴射出來(lái)的水滴，在高速氣流沖擊下霧化，能量由高速氣流提供。在喉口處氣體和水充分接觸，并達(dá)到飽和，塵粒表面附著的氣膜被沖破，使塵粒被水潤(rùn)濕，發(fā)生激烈的凝聚。在擴(kuò)散管中，氣流速度減小，壓力回升，以塵粒為凝結(jié)核的凝聚作用完成，凝聚成較大的含塵水滴，更易于被捕集。粒徑較大的含塵水滴進(jìn)入脫水器后，在重力、離心力等作用下，干凈氣體與水塵分離，達(dá)到降溫及除塵之目的。2、設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)遵循如下原則進(jìn)行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定：(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠，總體布局合理。(2)避免二次污染，降低能耗，近期遠(yuǎn)期結(jié)合，滿足安全要求。(3)采用成熟、合理先進(jìn)的處理工藝，處理能力符合處

7、理要求。(4)投資少、能耗和運(yùn)行成本低，操作管理簡(jiǎn)單，具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)。(5)采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。（6）廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮事故的排放，設(shè)備備用等保護(hù)措施五、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、步驟已知除塵效率跟文氏管的壓力損失有關(guān)，而壓力損失又與喉管處的氣體流速、喉管面積及長(zhǎng)度、氣體密度有關(guān)。所以設(shè)計(jì)除塵效率在90%勺除塵器，需要控制流速及相關(guān)尺寸等。文丘里管進(jìn)口煙氣流量Q=5.318n3/h、煙氣溫度ti=140C、進(jìn)口煙氣含塵濃度Cj=48.507mg/M3o需要設(shè)計(jì)尺寸的各個(gè)設(shè)備：文丘里管（收縮管、喉管、擴(kuò)散管）、連接管、捕滴器（進(jìn)氣蝸殼、出氣蝸殼、筒體）。（二）、計(jì)算a.標(biāo)態(tài)

8、下煙氣流量：Q=QsX設(shè)計(jì)耗煤量=8.37X4.2X103=35154m3/hQT35154（140273.15）3b.工況下煙氣流重：Q=53181.692m/hT273.15c.煙氣含塵濃度：Cm02914%=4.85M103mg/m38.37106文丘里管的的計(jì)算：采用臥式圓形文丘里管d.喉管：取vh=55m/sFh=-1=0.2686m23600vhdh=1.129次JQ=0.585m3600Vh=0.585me.收縮管：取v1=12.0m/s=25FQ1di=1.129父一=1.253m33600V1,d1-dhL1=ctg=2.694mf.擴(kuò)散管：取V2=20m/s匕=8At=55

9、CQt2=Qt1273t2=46099.383m3/h273t1d2=1.129二Qt2-0.903m3600v2,d2-dh二2八八L2=2hctgy=3.537m3 .供水方式的選擇：徑向內(nèi)噴4 .捕滴器的設(shè)計(jì)計(jì)算：采用倒錐型a.筒體計(jì)算一進(jìn)口煙道處筒體內(nèi)徑：取Vf=6.5m/sDj=0.0188；Q2=1.583mVVf一供水裝置處筒體內(nèi)徑：取Vs=4.5m/st3=75C/h一一273753Qt3=Qt244811.691m327385otrDs=0.0188=1.876m:Vs筒體的計(jì)算參考內(nèi)徑：D0=Ds濕段高度：取HrDs-2.0H1-2Ds-3.75ml干段高度：取h/DS=1

10、.10h=2.064m筒體錐角：。4=2arctgDs-=4.472二2Hl進(jìn)口蝸殼底壁至灰斗高度：h,=0.15DO=0.2814m倒錐筒體供水裝置的上高度：h3=0.1DO=0.1876m倒錐體最小內(nèi)直徑：D1=Dj-2（h1+%）tg*=1.531mj22倒錐體內(nèi)最大直徑：D2=Ds+2h3tg乜=1.891m2排灰管直徑，一般取=400mm,排灰管的垂直高度應(yīng)大于600mm灰斗高度：h2=0.42D1-0.168=0.475m煙氣引出收縮段高度：取h3=0.9D0=1.688m引出收縮段小頭直徑：取d3=0.5D0=0.938m引出段錐頂角：二2arctg（D2-孫）2.521.8D0

11、b.進(jìn)氣蝸殼進(jìn)口尺寸：取v3=22m/sm=1.0b3Qt2一2a3b3=-0.763m3600V3所以a3二坊=0.802m進(jìn)口蝸殼頂板處筒體內(nèi)徑：DW2=Dj,a3tg=1.613mj2進(jìn)口蝸殼底板處筒體內(nèi)徑：Dw1=Dj-a3tg4=1.5532短管長(zhǎng)度：取11=0.5DW2=0.8065m進(jìn)口短管內(nèi)側(cè)壁斜切角：取:飛二10斜切點(diǎn)距x軸距離：l2MDWsin2口3=0.276m223蝸殼外側(cè)壁與y軸距離：l3=b3+DW2cos2a3=1.52lm2蝸殼半徑：取RW=l3=1.521m蝸殼頂板中心與x軸間距離：lW2=RW2-0.5DW2=0.715m蝸殼頂板實(shí)際包角：o(w2=90二+

12、2二3=110二蝸殼底板中心與x軸間距離：lW1=RW2-0.5DW1=0.745m蝸殼底板實(shí)際包角:：W1=90-2：3=70c.出口蝸殼出口蝸殼內(nèi)徑：取d4=0.75D0=1.407m蝸殼引出口速度：取v4=12m/s引出口截面尺寸：a4b4=QJ=1.1673600v4取a4=2.0b4所以a=1.528b4=0.764蝸殼下部高度：取h4=0.1D0=0.1876m主要設(shè)備表1文丘里管收縮管喉管擴(kuò)散管入口直徑長(zhǎng)度直徑長(zhǎng)度出口直徑長(zhǎng)度1.253m2.694m0.585m0.585m0.903m3.537m表2捕滴器筒體進(jìn)口筒體內(nèi)徑供水裝置筒體內(nèi)徑灰斗高度濕段高度干段高度進(jìn)口蝸殼底至灰斗高

13、度1.583m1.876m0.475m3.752m2.064m0.2814m倒錐體最小內(nèi)直徑倒錐筒體供水裝置圖度倒錐體最大內(nèi)直徑排灰管直徑煙氣引出收縮段高度引出收縮段小頭直徑1.531m0.1876m1.891m400mm1.688m0.938m表3進(jìn)氣蝸殼進(jìn)口尺寸進(jìn)口蝸殼筒體內(nèi)徑短管長(zhǎng)度蝸殼半徑蝸殼中心與X軸距離斜切點(diǎn)與x軸品巨離蝸殼外側(cè)壁與Y軸距離33b3頂板底板0.9405m1.521m頂板底板0.2462m1.521m0.763m0.763m1.613m1.553m0.715m0.745m表4出口蝸殼出口蝸殼內(nèi)徑蝸殼引出速度引出截面尺寸蝸殼下部高度a4b41.407m12m/s1.528m0.764m0.1876m六、參考文獻(xiàn)1郝吉明，馬廣大.大氣污染控制工程M.北京：高等教育出版社,20022