大气课设 旋风除尘器

1、沈阳理工大学课程设计目录1文献综述31.1大气污染的基本概念31.1.1大气的结构及组成31.1.2大气污染和大气污染物41.1.3大气污染的影响51.2大气扩散51.3颗粒污染物控制61.3.1颗粒的粒径及粒径分布61.3.2粉尘的物理性质61.3.3净化装置的性能71.3.4颗粒捕集的理论基础81.4气态污染物控制81.5除尘概况81.5.1烟尘概况91.5.1烟尘治理102工艺选择112.1机械式除尘器112.1.1重力沉降室112.1.2惯性除尘器112.1.3旋风除尘器122.2电除尘器122.3过滤式除尘器122.3.1袋式除尘器132.3.2颗粒层除尘器132.4湿式除尘器132

2、.4.1重力喷雾洗涤器132.4.2旋风洗涤器142.4.3文丘里洗涤器142.4.4自激喷雾洗涤器142.4.5板式洗涤器142.5各工艺的比较及除尘器的确定152.5.1各工艺的比较152.5.2除尘器的确定152.6工艺流程及其说明152.6.1工艺流程152.6.2工艺流程说明163工艺流程的设计计算183.1旋风除尘器设计参数183.2旋风除尘器设计计算183.3风机的计算203.3.1风机风量及风压的计算203.3.2风机的确定203.4电动机功率的计算204设备结构215结论225.1旋风除尘器的优缺点225.1.1旋风除尘器优点225.1.2旋风除尘器缺点225.2旋风除尘器存

3、在的问题225.3旋风除尘器除尘效率影响因素245.4心得体会246主要的参考文献267附录（包括图）27旋风除尘器处理工业锅炉烟气的设计1文献综述1.1大气污染的基本概念1.1.1大气的结构及组成(一) 大气组成大气是由多种气体混合组成的气体和悬浮其中的水分及杂质组成。 干洁空气：大气中除去水汽和各种杂质以外的所有混合气体统称干洁空气。干洁空气的主要成分是氮、氧、氩和二氧化碳。这四种气体占空气总容积的99.98%，而氖、氦、氪、氩、氙、臭氧等稀有气体的总含量不足0.02%。干洁空气各成分间的百分比数从地面直到90km高度间，基本上稳定不变。这是由于这层大气中对流、湍流运动盛行，使得不同高度、

4、不同地区间气体得到充分交换和混合的结果。而到90km以上的高层大气中，对流、湍流运动受到抑制，分子的扩散作用超过湍流扩散作用，大气的组分受地球重力分离作用，氢、氦等较轻成分的百分比数相对增多，气体间的混合比趋于不稳定。 水汽：水汽是低层大气中的重要成分，含量不多，只占大气总容积的0%4%，是大气中含量变化最大的气体。大气中水汽主要来自地表海洋和江河湖等水体表面蒸发和植物体的蒸腾，并通过大气垂直运动输送到大气高层。因而大气中水汽含量自地面向高空逐渐减少，到1.52km高度，大气中水汽平均含量仅为地表的一半，到5km高度，已减少到地面的1/10，到1012km，含量就微乎其微了。大气中水汽含量在水

5、平方向上也有差异，一般而言，海洋上空多于陆地，低纬多于高纬，湿润、植物茂密的地表多于干旱、植物稀疏的地表。 杂质：杂质是悬浮在大气中的固态、液态的微粒，主要来源于有机物燃烧的烟粒、风吹扬起的尘土、火山灰尘、宇宙尘埃、海水浪花飞溅起的盐粒、植物花粉、细菌微生物以及工业排放物等等。大多集中在大气底层。其中大的颗粒很快降回地表或被降水冲掉，小的微粒通过大气垂直运动可扩散到对流层高层，甚至平流层中，能在大气中悬浮13年，甚至更长时间。大气杂质对太阳辐射和地面辐射具有一定吸收和散射作用，影响着大气温度变化。杂质大部分是吸湿性的，往往成为水汽凝结核心。(二) 大气垂直结构大气层位于地球的最外层，介于地表和

6、外层空间之间，它受宇宙因素（主要是太阳）作用和地表过程影响，形成了特有的垂直结构和特性。根据大气层垂直方向上温度和垂直运动的特征，一般把大气层划分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层五个层次。1.1.2大气污染和大气污染物(一) 大气污染大气污染是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。所谓人类活动不仅包括生产活动，而且也包括生活活动，如做饭、取暖、交通等。自然过程，包括火山活动、森林火灾、海啸、土壤和岩石的风化及大气圈中空气运动等。一般说来，由于自然环境所具有的物理、化学和生物机能（即自然环境

7、的自净作用），会使自然过程造成的大气污染，经过一定时间后自动消除（即使生态平衡自动恢复）。所以可以说，大气污染主要是人类活动造成的。(二) 大气污染物大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气的，并对人和环境产生的有害影响物质。大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。从大气污染控制的角度，按照气溶胶粒子的来源和物理性质，可将气溶胶状态污染物分为：粉尘、烟、飞灰、黑烟、霾（或灰霾）和雾。气体状态污染物是以分子状态的污染物，简称气态污染物。气态污染物种类很多，总体上可分为五大类：含硫化合物、含氮化合物、碳的氧化物、有机化合物及卤素化合物。1.1.3大气

8、污染的影响大气污染物对人体健康、植物、器物和材料，及大气能见度和气候皆有重要影响。（一） 对人体健康的影响大气污染物入侵人体主要有三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气，其中以第三条途径最为重要。大气污染对人体健康的危害主要表现为引起呼吸道疾病。（二） 对植物的伤害大气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中，因为叶子含有整棵植物的结构机理。最常遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。（三） 对器物和材料的影响大气污染对金属制品、油漆涂料、皮革制品、纸制品、纺织品、橡胶制品和建筑等的损害也是严重的。这种损害包括玷污性损害和化学性

9、损害两个方面。（四） 对大气能见度和气候的影响大气污染最常见的后果之一是大气能见度降低。一般说来，对大气能见度或清晰度有影响的污染物，应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体。1.2大气扩散大气扩散是指将一定量的含有有害物质的气体排入高空，借大气湍流和分子运动，向大气中低浓度区域迁移，从而把有害物质稀释到容许浓度以下的过程。（一）湍流低层大气中的风向是不断地变化，上下左右出现摆动；同时，风速也是时强时弱，形成迅速的阵风起伏。风的这种强度与方向随时间不规则的变化形成的空气运动称为大气湍流。湍流运动是由无数结构紧密的流体微团湍涡组成，其特征量的时间与空间分布都具有随机性，但它们

10、的统计平均值仍然遵循一定的规律。（二）高斯模式在大气环境影响评价的实际工作中，大气扩散计算通常以高斯大气扩散模式为主。高斯模式是一类简单实用的大气扩散模式。在均匀、定常的湍流大气中污染物浓度满足正态分布，由此可导出一系列高斯型扩散模式。 高斯模式的四点假设： 污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布。 在全部空间中风速均匀稳定。 源强是连续均匀稳定的。 扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）1.3颗粒污染物控制1.3.1颗粒的粒径及粒径分布按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。粒径分布是指不同粒径范围内的颗粒个数（或质量或表面积）所占的比例。以颗粒的个数表示所占比

11、例时，称为个数分布；以颗粒的质量（或表面积）表示时，称为质量分布（或表面积分布）。除尘技术中多采用粒径的质量分布。1.3.2粉尘的物理性质（一） 粉尘的密度单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，单位为kg/m3。粉尘在不同的产生情况和实验条件具有不同的密度值，因此粉尘的密度分为真密度和堆积密度。（二） 粉尘的安息角与滑动角安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角，也称静止角或堆积角，范围35°40° 滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角。安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标（三） 粉尘的比表面积单位

12、体积（或质量）粉尘所具有的表面积为比表面积。（四） 粉尘的含水率粉尘中一般均含有一定的水分，它包括附着在颗粒表面上的和包含在凹坑处与细孔中的自由水分，以及紧密结合在颗粒内部的结合水分。粉尘中的水分含量，一般用含水率表示，是指粉尘中所含水分质量与粉尘总质量（包括干粉尘与水分）之比。（五） 粉尘的润湿性粉尘粒子与液体相互附着或附着难易程度称为粉尘的润湿性。粉尘的润湿性取决于液体分子的表面张力，表面张力越小的液体对粉尘的浸润性越强。（六） 粉尘的荷电性和导电性粉尘由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、接触带电体等总是带有一定量的电荷，天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷。粉尘荷电后对人体的危害也将增强。

13、粉尘的导电性通常用电阻率来表示。（七） 粉尘的粘附性粉尘粒子附着在固体表面上或它们之间相互凝聚的可能性称为粉尘的粘附性。从微观上看，粉尘之间产生的各种粘附力主要有分子力（范德华力）、毛细力和静电力（库仑力）。通常，颗粒细小、表面粗糙且形状不规则、含水量高且润湿性好、含尘浓度高和荷电量大的粉尘，其粘附力增大。（八） 粉尘的自然性和爆炸性 粉尘的自燃是指粉尘在常温下存放过程中自然发热，此热量经长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起燃烧的现象。 粉尘的爆炸是指可燃物的剧烈氧化作用，在瞬间产生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温度和压力，故称化学爆炸。1.3.3净化装置的性能评价净化装置性能的指标，

14、包括技术指标和经济指标两方面。技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。1.3.4颗粒捕集的理论基础除尘过程的机理是，将含尘气体引入具有一种或几种力作用的除尘器，使颗粒相对其运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉降到捕集表面上。颗粒的粒径大小和种类不同，所受作用力不同，颗粒的动力学行为亦不同。颗粒捕集过程所要考虑的作用力有外力、流体阻力和颗粒间的相互作用力。1.4气态污染物控制气态污染物控制是减少气态污染物向大气排放的技术措施和管理政策。工业生产中的有害气体种类很多，主要有硫氧化物、

15、氮氧化物、卤化物、碳氧化物、碳氢化物等。根据来源和性质，可采取适宜的措施控制。主要包括减少或防止污染物的产生，对已产生的气态污染物加以回收利用或进行无公害化处理，充分利用环境的自净能力，利用经济措施和政策实行总量控制等。气态污染物在废气中以分子状态或蒸气状态存在，虽均相混合物，可根据物理的、化学的和物理化学的原理进行分离。目前国内外采用的主要技术为吸收、吸附、冷凝、燃烧和催化转化等五种。净化方法的选择部分取决于气体的流量和污染物浓度。尽可能地减少气体流量和提高污染物的浓度，可使处理费用降至最低。对于浓度较高的气体，可考虑增加预处理系统。废气中颗粒物给气体净化装置的操作带来困难，几种废气共存也能

16、使净化装置的设计和选择复杂化。1.5除尘概况环境工程通常把气体与粉尘的多相混合物的分离操作称为除尘。微粒不一定局限于固体，也可以是液体微粒。多相混合物中处于分散状态的物质称为分散相或分散物质，通常称为粉尘或粉尘微粒。作为除尘对象的尘粒直径，一般在1000.01微米之间。100微米以上的尘粒，由于重力作用很快将降落，不作为除尘对象。10微米以上尘粒易于分离，问题不大。成为问题的是100.01微米之间的尘粒，特别是1微米以下微尘粒分离较为困难，也有害于人体，是目前主要的研究范围。除尘在化工生产中的应用主要如： 净化分散介质：如催化反应的原料气中如有固体微粒，会严重影响催化剂的效能，必须在原料气进入

17、反应器之前把它除掉。 回收分散物质：如流化床反应器送出的气体中一般夹带着许多催化剂微粒，为降低成本，也为保护环境，这些催化剂必须加以回收。又如从干燥等工艺过程的气流中回收固体产品。 净化排放气：在生产中排放废气之前，要尽量分离出其中的固体微粒，以展开综合利用和保护环境。 消除爆炸危险：某些含炭物质及金属细粉与空气混合能形成爆炸混合物，因此在混合之前应将能爆炸的物质去掉。除尘设备在化工生产中应用极为广泛，而在某些基本化学工业如硫酸、合成氨等，除尘器历来被作为关键设备。随着化工业的迅速发展，特别是装置日益大型化，在能量回收、气体净化、催化回收及防止大气污染等工程中，高效除尘器则成为关键设备之一。1

18、.5.1烟尘概况烟气的排放中，粉尘是一个危害性很大的因素。粉尘的定义为：由自然力或机械力产生的，能够悬浮于空气中的固体微小颗粒。国际上将粒径小于75µm的固体悬浮物定义为粉尘。在通风除尘技术中，一般将1-200µm乃至更大粒径的固体悬浮物视为粉尘。向空气中放散粉尘的地点或设备称作尘源。在自然力或机械力的作用下，使粉尘或雾滴从静止状态变为悬浮与空气中的现象称作尘化作用。按粉尘粒径的大小可以把粉尘分为： 可见粉尘：可见粉尘是指用肉眼可见、粒径大于10µm以上的粉尘 显微粉尘：显微粉尘是指粒径为0.25-10µm可用一般光学显微镜观察的粉尘 超显微粉尘：超显微

19、粉尘是指粒径小于0.25µm，只有在超显微镜或电子显微镜下可以观察到的粉尘粉尘来源可分为两大类：一是人类活动引起的，二是自然过程引起的。后者包括火山爆发、山林火灾、雷电等造成各种尘埃。自然过程对大气的污染，目前人类还不能完全控制，但这些自然过程多具有偶然性、地区性，而两次同样过程发生的时间往往较长。由于自然环境有一定的容量和自净能力，自然过程所造成的粉尘污染，经过一段时间后会自动消失，对整个人类的发展尚无根本性的危害。人类活动引起的粉尘主要来源于3个方面，即工业生产污染、生活活动污染源及交通运输污染源。 工业生产污染源。如火力发电厂、钢铁厂、化工厂、矿山作区等工业部门的生产以及燃料燃

20、烧过程，皆向大气中排放大量的粉尘及其他有害成分。工业生产污染源是造成粉尘污染的最主要的来源。 生活污染源。城市和工矿企业住宅区、商业区千家万户的生活炉灶，经营性炉灶以及采暖锅炉的烟囱，同样会向大气中排入烟尘。 交通运输污染源。汽车、火车、轮船、飞机等交通工具排放的尾气及行走二次扬尘都含有粉尘污染物。在交通运输业十分发达的今天，尤其在城市，它已成为粉尘污染的重要来源之一。空气污染物总量中约有10%-15%是以粉尘颗粒形式存在的。在颗粒物总量中，来自机动车辆的占3%，来自工业方面的占53%，由发电站产生的占13%，由工业锅炉排出的占20%，由垃圾处理造成的占9%。来自其他源的颗粒物有海洋盐类、火山

21、灰、风蚀的粉尘、道路尘土、森林火灾的生成物以及植物花粉和种子。1.5.1烟尘治理工业锅炉所排放出来的烟尘是造成大气污染的主要污染源之一。所排放出来的“烟尘”是由烟炱（黑烟）和灰尘所组成。由于它们的发生过程、性质不同，因此解决的方法也不相同。烟炱的主要成分为碳、氢、氧及其化合物，解决的方法，可以通过改造锅炉，进行合理的燃烧调节，使其在炉膛内燃烧掉，同时也降低了排尘的原始浓度；灰尘主要是碳粒和灰分等颗粒物，可以通过加装除尘器的办法解决。工业锅炉烟气除尘中，为了将尘粒从烟气中分离出来，所采用的各种各样除尘装置，就是利用不同的作用力（包括重力、惯性力、离心力、扩散附着力、电力等）以达到从烟气中分离和捕

22、集的目的。工业锅炉可以采用的各种除尘装置按烟尘从烟气中分离出来的原理，可以分为下列四大类： 机械式除尘器 电除尘器 过滤式除尘器 湿式除尘器2工艺选择2.1机械式除尘器机械式除尘装置是目前国内使用较普遍的除尘装置，它包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等类型。这类除尘装置具有结构简单、制造方便、投资少、运行费用低、管理方便、且耐高温等优点。重力沉降室和惯性除尘器的除尘效率一般不高，在40%60%之间，可以作为初级除尘使用。旋风除尘器的除尘效率在90%左右，多管式旋风除尘器的除尘效率较高。2.1.1重力沉降室重力沉降室是最简易的一种除尘装置，其作用原理是：当含尘烟气进入沉降室后，由于截面积突然

23、扩大，烟气流迅速降低，烟气利用自身的重力作用，使其自然沉降到底部，从而把烟粒从烟气中分离出来。这种除尘装置一般只能除去大于40µm以上的大颗粒尘，因此效率较低。重力沉降室的除尘效率与沉降室的结构，烟气中尘粒的大小，尘粒的密度，烟气流速等因素有关。如在沉降室内合理布置挡板、隔墙、喷雾等措施，对提高除尘效率有一定的作用。2.1.2惯性除尘器 惯性除尘器是利用烟气流动方向发生急剧改变时，由于尘粒受惯性力的作用而将尘粒从气体中分离并捕集下来的一种装置。一般惯性除尘器的气流速度愈高，气流方向转变角度愈大，转变次数愈多，净化效率愈高，压力损失也愈大。惯性除尘器用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性

24、粉尘具有较高除尘效率。对粘结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。由于惯性除尘器的净化效率不高，故一般只用于多级除尘中的第一级除尘，捕集10-20µm以上的粗尘粒。压力损失依型号而定，一般为100-1000Pa。其结构型号多种多样，可分为以气流中粒子冲击挡板捕集较粗粒子的冲击式和通过改变气流流动方向而捕集较细粒子的反向式。2.1.3旋风除尘器旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。广泛应用于工业锅炉的烟气除尘中，其它行业也常用以回收有用的颗粒物，如催化剂、茶叶、面粉、奶粉等。旋风除尘器具有结构简单、投资省、除尘效率高、适应性强、运行操作管理方便等优点，是消除烟尘

25、危害，保护环境的重要设备之一。通常情况下，旋风除尘器能够捕集5µm以上的尘粒，其除尘效率可达90%以上。旋风除尘器的种类，按进气方式可以分为切向进入式和轴向进入式二类。从气流组织上来分，有回流式、直流式、平旋式和旋流式等多种。国内主要运用的有XZZ型旋风除尘器、XZD/G型旋风除尘器、XND/G型旋风除尘器、SG型旋风除尘器等。2.2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，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘器上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。电除尘过程与其它除尘过程的根本区别在于：分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上

26、，这就决定了它具有分离粒子耗能小，气流阻力也小的特点。由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以即使对亚微米级粒子也能够有效地捕集。电除尘器的应用较为广泛，其优点主要有：压力损失小，处理烟气量大，能耗低，对细粉尘有很高的捕集效率，可在高温或强腐蚀性气体下操作。但是它的一次性投资较高、占地面积大、制造安装要求高维护管理技术性强，高浓度时，要用前置除尘。2.3过滤式除尘器过滤式除尘器，又称空气过滤器，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做滤料的空气过滤器，主要可用于通风及空气调节方面的气体净化。其主要包括袋式除尘器和颗粒层除尘器。2.3.1袋式除尘器 袋式除尘器的除

27、尘过程是和滤料及粉尘的扩散、惯性碰撞、遮挡（筛分）、重力和静电等因素有关。采用纤维织物作滤料的袋式除尘器，主要用在工业尾气的除尘方面。对捕集小颗粒粉尘的性能较好，除尘效率高，一般可达99%。广泛应用于水泥、冶金、陶瓷、化工、食品、机械制造等工业和燃煤锅炉的烟尘净化中。但是，对温度较高、湿度较大、带粘性粉尘和有腐蚀性的烟尘不宜使用。2.3.2颗粒层除尘器 颗粒层除尘器是利用颗粒状物料（如硅石、砾石、焦炭等）作填料层的一种内部过滤式除尘装置。其除尘机理与袋式除尘器类似，主要靠惯性，截留及扩散作用等。过滤效率随颗粒层厚度，及其上沉积的粉尘层厚度的增加而提高，压力损失也随之增大。颗粒层除尘器是70年代

28、出现的一种除尘装置，能耐高温、耐腐蚀、耐磨损、除尘效率高、维修费用低。但也有其缺点：体积比较大、清灰装置比较复杂、阻力也比较高。目前，颗粒层除尘器主要用于处理高温含尘气体。2.4湿式除尘器湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置。湿式除尘器可以有效地将直径为0.1-20µm的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除气态污染物。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，能够处理高温、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的问题

29、。湿式除尘器也不利于副产品的回收。目前，根据湿式除尘器的净化机理，可将其分为七类：重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。2.4.1重力喷雾洗涤器重力喷雾洗涤器是一种最简单的湿式除尘装置，除尘效率低，所以它与其它除尘器串连，作为第一级除尘。根据塔内烟气与液体的流动方向，可以分为顺流逆流和错流三种型式。最常用的是逆流喷雾塔。2.4.2旋风洗涤器最简单的旋风洗涤器是在干式旋风分离器内部以环形方式安装一排喷嘴。进水喷嘴也可以安装在旋风洗涤器的入口处，而在出口处通常还需要安装除雾器。旋风洗涤器的另外一种形式是中心喷雾。而在我国应用最广的是旋风

30、水膜除尘器。旋风洗涤器气体入口速度范围一般为15-45m/s，离心洗涤器净化5µm以下的粉尘是有效的。中心喷雾的旋风洗涤器对于0.5µm以下的粉尘的捕集效率可达95%以上。旋风洗涤器适用于处理烟气量大和含尘浓度高的场合。它可以单独采用，也可以安装在文丘里洗涤器之后作为脱水器。2.4.3文丘里洗涤器文丘里洗涤器是一种高效湿式洗涤器，但动力消耗和水量消耗都比较大，常用在高温烟气降温和除尘上。其结构由收缩管、喉管和扩散管组成。主要工作原理是惯性碰撞。2.4.4自激喷雾洗涤器自激喷雾洗涤器是一种效率较高的洗涤器，这种洗涤器没有喷嘴，也没有很窄的缝隙，因此不易堵塞，是一种常用的湿式除

31、尘器。自激喷雾洗涤器是靠含尘气流自身直接冲击水面而激起的浪花与水雾来达到除尘目的的。该洗涤器随水位的增高，气流速度的增大，效率也将提高，但此时的阻力损失也增加。不过该洗涤器的耗水量少，其水气比为134kg/1000m3。2.4.5板式洗涤器板式洗涤器的结构主要有布满小孔的筛板，淋水管，档水板，水封排污阀及进出口所组成。该除尘器结构简单、投资少、效率高，可以用水泥制造外壳，节约钢材，能够耐腐蚀。缺点是耗水量大，筛板易于堵塞。2.5各工艺的比较及除尘器的确定2.5.1各工艺的比较各工艺优缺点比较见表2-1。表2-1 四种工艺优缺点比较处理方式优点缺点机械式工艺简单、成本低、性能稳定、安装容易、运行

32、费用低、重量轻效率较低、压损大、有一定二次污染、助力费用较高、寿命短湿式成本低、操作简单、处理风量较大耗水耗电量大、体积大、噪声大、寿命1-3年电式省水省电、效率高、平均成本低、体积小、寿命5-8年初设成本较高、极板需定期清洁、压损大过滤式效率高、具有前瞻性成本高、技术不成熟2.5.2除尘器的确定据除尘效率、气体性质、粉尘性质、压力损失与耗能、设备投资和运行费用、节水与防冻的要求、粉尘和气体回收利用的要求，本课题要求的除尘效率达到99.78%以上，且根据工业锅炉烟气的特点，及经济方面的考虑，使用旋风除尘器进行该工业锅炉烟气的处理。2.6工艺流程及其说明2.6.1工艺流程旋风除尘器处理工业锅炉烟

33、气的流程图如下：旋风除尘器锅炉烟气进口烟道旁路烟道引风机脱硫装置出口烟道除灰系统锅炉出口净化后烟气（清灰用）烟囱2.6.2工艺流程说明（一）旋风除尘器的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微米的效率不高。旋风除尘器也称作旋风分离器，是利用器内旋转的寒碜气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干

34、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。图2.1 旋风除尘器结构图(二)旋风除尘器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，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气管外侧向下流动

35、，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。3工艺流程的设计计算3.1旋风除尘器设计参数（1）处理烟气量：8000mN3/h（2）空气温度：273K（3）烟气温度：573K（4）大气压力为：101.325KPa（5）空气密度：1.205 kg/m3 （6）空气粘度：1.81×10-5Pas（7）进口含尘浓度1：60g/mN3（8）出口含尘浓度2：130mg/mN3（9）选用XD-10型多管旋风除尘器，该除尘效率可达95%以上，除尘器本体阻力低于900Pa，局部阻力系数设定为5.8。3.2旋风除尘器设计计算1.本设

36、计的除尘效率：=1-=1-=0.9978=99.78%2. 573K时的烟气密度：=1.293=0.616kg/m33. 根据假设进口气速=10m/s，计算压力损失：=5.8=178.64Pa900Pa符合设计要求4. 旋风除尘器其他部件的尺寸： 进口截面积A: m2 入口宽度b:b=A/2=0.222/2=0.3331m 入口高度h:h=2A=0.6663m 筒体直径D: D=3.33b=3.33×0.3331=1.109m 出筒直径ds:ds=0.6D=0.6655m 筒体长度L:L=1.7D=1.8857m 椎体长度H:H=2.3D=2.5512m 灰口直径d1:d1=0.43

37、D=0.47m5.除尘效率计算（1）根据旋风除尘器的特征长度l，得出交界圆柱面的高度h0：（2）由交界圆柱面直径：d0=0.7ds=0.7×0.6655=0.4659mr0=0.2329m平均径向速度:vr=Q2r0h0=80003600×2×3.14×0.2329×2.71=0.5606m/s（3）漩涡指数n：n=1-1-0.67D0.14T2830.3=1-1-0.67×1.1090.145732830.3=0.643（4）气流在交界面上的切向速度vT0:vT0=v1×Dd0n=10×1.1090.46590.

38、643=17.47m/s（5）分割直径dc：dc=18vrr0pvT02=18×2.9×10-5×0.5606×0.23202000×17.47=1.057×10-5m=1.057m3.3风机的计算3.3.1风机风量及风压的计算（一）风量的计算Qj=1.1Q×273+tp273×101.325B =1.1×8000×273+300273×101.325101.325=18470m3/h（二）风压的计算Hy=1.2(h-Sy)273+tp273+ty×101.325B×

39、;1.293Y=1.2900-161273+300273+300×101.325101.325×1.2931.34=855.70Pa（根据经验常数，估算系统总阻力为900Pa）3.3.2风机的确定根据风量、风压的数值，确定Y5-48 8C风机，其设备参数如下表所示。型号转速r/min流量m3/h全压Pa电机功率kWY5-48 8C180012415-230571823-2686223.4电动机功率的计算Ng=QyHy3600×1000×12=18470×900×3.13600×1000×0.9×0.95=

40、16.74(Kw)所以选用Y180L-4电动机。4设备结构各部件尺寸整理如下表：部件名称计算公式尺寸进口截面积AQv10.222m2入口宽度b0.3331m入口高度h0.6663m筒体直径D1.109m排出筒直径ds0.6655m筒体长度L1.8857m椎体长度H2.5512m灰口直径d10.47m5结论5.1旋风除尘器的优缺点5.1.1旋风除尘器优点 旋风除尘器内部没有运动部件。维护方便。 制作、管理十分方便。 处理相同风量的情况下体积小，结构简单，价格便宜。 作为预除尘器使用时，可以立式安装，使用方便。 处理大风量时便于多台并联使用，效率阻力不受影响。 可耐400高温，如采用特殊的耐高温材

41、料，还可以耐受更高的温度。 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。 可以干法清灰，有利于回收有价值的粉尘。5.1.2旋风除尘器缺点 卸灰阀如果漏损会严重影响除尘效率。 磨损严重，特别是处理高浓度或磨损性大的粉尘时，入口处和锥体部位都容易磨坏。 除尘效率不高(对捕集粒径小于5µm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。 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。5.2旋风除尘器存在的问题 系统阻力和引风机的全压不相适应旋风除尘器是利用含尘烟气在旋风除尘器的内部做旋转运动，在离心作用力的作用下达到

42、除尘的目的。气体运动所消耗的能量，反应为除尘器的阻力。每种旋风除尘器的阻力大小可以通过公式计算，也可以从特征曲线表中查的。在选择除尘器时，要根据烟道的系统阻力和阴风及全压来决定。包括旋风除尘器在内，烟道的总阻力不能大于风机全压的85-90%，因管道必须安装平直，尽量的少拐弯，切切忌拐90°的弯如果阻力太大，超过引风机的全压，则造成排烟量减少，除尘效率降低，锅炉会冒黑烟，反之，风机全压过大，就会造成动力的浪费和处理烟气量过大，锅炉的热负荷降低。因而管路总阻力和引风机的全压配备要合适。 选择旋风尺寸器的效率不切合实际人们总是要选择阻力低，除尘效率高的除尘器，除尘效率的高低是和烟尘的性质、

43、颗粒的大小、烟气的粘度小一级含尘烟气进入旋风除尘器的进口速度等有关系的。比如烟尘的颗粒大，进口浓度高、速度快，比重大的除尘器效率就高，反之就低。旋风除尘器的效率是在实验室或现场通过冷态，热态的实验测定的，因而它具有特定的条件。用户在选用旋风除尘器时，要将本单位的具体条件和实验条件最好结合起来考虑。否则看到某个除尘器的除尘效率高就选用是不行的。条件变化除尘器的饿除尘效率也会随着变化，选用除尘器时要注意这一点。 粒级效率经常地不被人们重视粒级效率是反映旋风除尘器对不同的粒级的烟尘捕集下来的多少。如果锅炉排放的烟尘很细，粒级效率就低，排放的烟尘很粗，粒级效率就高。因此选择旋风除尘器时，应将锅炉的派饭细度和除尘器的粒级效率综合起来考虑。 对烟尘的磨损旋风除尘器的严重性重视不够在旋风除尘器中，烟尘对器壁的磨损是不可避免的，但是我们应该尽力的改善，病假耐磨涂料。 管路或旋风除尘器的漏风过滤上配用的旋风除尘器，基本上都处于负压状态运行，由于管理不善，管路或旋风除尘器漏风，结果造成锅炉排烟量的减少，冒黑烟，蒸发量下降。 除尘器运行时应注意保温。旋风除尘器在运行的过程中，由于烟气的温度高，含湿量大，在停炉后，旋风除尘器在冬季容易产生冷凝水结冰。堵塞下灰口，这是不能够用力敲打旋风吃醋很气的下椎体，以防止变形或耐磨层脱落。 除尘器串联或并