旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)h

PAGEPAGE10韶關(guān)學(xué)院《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院2011級(jí)環(huán)境工程專業(yè)題目旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起止日期：2014年5月21日至2014年5月28日學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：梁凱教研室主任：年月日審查系主任：年月日批準(zhǔn)設(shè)計(jì)題目（題目來自網(wǎng)絡(luò)）30鍋爐型號(hào)DZH4-1.25-WIII額定蒸發(fā)量額定蒸汽壓力熱效率允許壓力損失空氣過剩系數(shù)4t/h1.25MPa75%<2000Pa1.2煙氣密度煙氣溫度壓力空氣粘度粉塵真密度1.40kg/m3400K98kPa=2.410-5Pa﹒s,1960kg/m3煤質(zhì)分析表CHONSWA低位熱值66%6%5%1%0.5%6.5%15%21020kJ/kg水的蒸發(fā)熱為2500kJ/kg:鍋爐煙氣中煙塵產(chǎn)生量為灰分的15%企業(yè)工作制度，每天工作8小時(shí)，年工作天數(shù)為300天污染物排放按鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中的二類標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，煙氣濃度（標(biāo)況）：200mg/m3,二氧化硫（標(biāo)況）：900mg/m3設(shè)計(jì)要求：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)出使用的旋風(fēng)除塵器。目錄1、前言51.1、工作原理51.2、影響旋風(fēng)器性能的因素6旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)7旋風(fēng)除塵器型號(hào)選擇74、選擇XLP/B型旋風(fēng)除塵器的理由75、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算75.1、除塵效率75.2、壓力損失75.3、其他部件的尺寸76、除塵效率計(jì)算及校核76.1、除塵效率計(jì)算76.2、除塵效率校核77、課程設(shè)計(jì)心得101、前言旋風(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，用來分離粒徑大于5—10μm以上的的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。優(yōu)點(diǎn)：效率80%左右，捕集<5μm顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式按進(jìn)氣方式可分為直入式、蝸殼式和軸向進(jìn)入式；按氣流組織分類有回流式、直流式、平流式和旋流式多種1.1、工作原理旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)概況：旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓簡(jiǎn)體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運(yùn)動(dòng)，形成下降的外旋含塵氣流，在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的離心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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)量和自身的重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在到達(dá)圓錐體底部后．沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上．形成上升的內(nèi)旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。自進(jìn)氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動(dòng)，然后沿排氣管外側(cè)向下流動(dòng)，當(dāng)達(dá)到排氣管下端時(shí)，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一同從誹氣管排出，分散在其中的塵粒也隨同被帶走。圖11.2、影響旋風(fēng)器性能的因素⑴二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新進(jìn)入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率；在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實(shí)際效率低于理論效率；通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng)；臨界入口速度。⑵比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效率下降；錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利；排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.6～0.8）D；特征長(zhǎng)度（naturallength）-亞歷山大公式：排氣管的下部至氣流下降的最低點(diǎn)的距離旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于5倍的筒體直徑為宜。⑶運(yùn)行系統(tǒng)的密閉性，尤其是除塵器下部的嚴(yán)密性：特別重要，運(yùn)行中要特別注意。在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰煙塵的物理性質(zhì)氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度⑸操作變量提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善；入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降；效率最高時(shí)的入口速度，一般在10-25m/s范圍。2.旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)（1）旋風(fēng)除塵器與其他除塵器相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、投資低、操作維修方便以及適用面寬的優(yōu)點(diǎn)。適用于工業(yè)爐窯煙氣除塵和工業(yè)通風(fēng)除塵；工業(yè)氣力輸送系統(tǒng)氣固兩相分離與物料氣力烘干回收。（2）旋風(fēng)除塵器的除塵效率一般達(dá)85%左右，高效的旋風(fēng)除塵器對(duì)于輸送、破碎、卸料、包裝、清掃等工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含塵氣體除塵效率可達(dá)95%-98%，對(duì)于燃煤爐窯產(chǎn)生煙氣的除塵效率可以達(dá)到92%-95%。（3）旋風(fēng)除塵器捕集<5μm顆粒的效率不高，一般可以作為高濃度除塵系統(tǒng)的預(yù)除塵器，與其他類型高效除塵器合用?？捎糜?0μm以上顆粒的去除，符合此題的題設(shè)條件。3.旋風(fēng)除塵器型號(hào)選擇本設(shè)計(jì)選擇旋風(fēng)除塵器的型號(hào)為XLP/B型。4.選擇XLP/B型旋風(fēng)除塵器的理由（1）XLP/B型旋風(fēng)除塵器是在一般旋風(fēng)除塵器的基礎(chǔ)上增設(shè)旁路式分離器的一種除塵器，阻力損失較小，特別對(duì)5以上的粉塵有較高的除塵效率。（2）XLP/B型旋風(fēng)除塵器對(duì)5以上的粉塵有較高的除塵效率，基本滿足了顆粒物得處理要求。（3）XLP/B型旋風(fēng)除塵器一般壓力損失在2000Pa以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求的壓力損失。5、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算以1Kg煤為基礎(chǔ)：成分質(zhì)量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧量（mol）C6605555H603015O501.5621.562S50.1560.156水653.6110N元素忽略不計(jì)理論需氧量=55+15—1.562+0.156=68.594理論煙氣量=55+（30+3.611）+0.156+68.5943.78=348.052實(shí)際煙氣量==9.265m3/kg煙塵濃度=mg/m3轉(zhuǎn)化為標(biāo)況煙塵濃度mg/m3二氧化硫濃度mg/m3標(biāo)況二氧化硫濃度mg/m3鍋爐理論燃煤量實(shí)際煙氣量基本參數(shù)：實(shí)際煙氣量Q=5876.59m3/h，煙氣溫度T=400K，粉塵密度=2428.49g/m3，粉塵真密度=1960kg/m3，400K時(shí)空氣粘度=2.410-5Pa﹒s,經(jīng)除塵裝置后粉塵排放濃度=200mg/m3，壓力損失不大于2000Pa。當(dāng)選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器時(shí)，其局部阻力系數(shù)5.8。取進(jìn)口氣速=20m/s5.1、根據(jù)上述數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)要求達(dá)到的除塵效率為：5.2、根據(jù)假設(shè)進(jìn)口氣速=20m/s，計(jì)算壓力損失：==5.8=1624Pa﹤2000Pa符合設(shè)計(jì)要求5.3、旋風(fēng)除塵器其他部件的尺寸：①進(jìn)口截面積:m2②入口寬度:m=202mm③入口高度:m=404mm④筒體直徑:mm參考型號(hào)XLP/B-8.2的旋風(fēng)除塵器，將筒體直徑修正為670mm⑤排出筒直徑:mm⑥筒體長(zhǎng)度:mm⑦椎體長(zhǎng)度:mm⑧灰口直徑:mm則將各部件尺寸整理如下表：尺寸名稱計(jì)算公式尺寸（mm）入口寬度202入口高度404筒體直徑672.66參考型號(hào)XLP/B-8.2的旋風(fēng)除塵器，將筒體直徑修正為670mm排出筒直徑402筒體長(zhǎng)度1139椎體長(zhǎng)度1541灰口直徑2886、除塵效率計(jì)算及校核6.1、除塵效率計(jì)算（1）根據(jù)旋風(fēng)除塵器的特征長(zhǎng)度，得出交界圓柱面的高度：（2）由交界圓柱面直徑得平均徑向速度（3）漩渦指數(shù)：（4）氣流在交界面上的切向速度:（5）分割直徑：=5.61（6）分級(jí)效率：各分級(jí)除塵效率計(jì)算結(jié)果如下圖：粒徑范圍（）平均粒徑（）質(zhì)量頻率分布(﹪)分級(jí)效率(%)0-10.530.791-532022.245-107.51564.121