旋风除尘器设计h

PAGEPAGE10韶关学院《大气污染控制工程》课程设计任务书化学与环境工程学院2011级环境工程专业题目旋风除尘器系统的设计起止日期：2014年5月21日至2014年5月28日学生姓名：学号：指导教师：梁凯教研室主任：年月日审查系主任：年月日批准设计题目（题目来自网络）30锅炉型号DZH4-1.25-WIII额定蒸发量额定蒸汽压力热效率允许压力损失空气过剩系数4t/h1.25MPa75%<2000Pa1.2烟气密度烟气温度压力空气粘度粉尘真密度1.40kg/m³400K98kPa=2.410-5Pa﹒s,1960kg/m3煤质分析表CHONSWA低位热值66%6%5%1%0.5%6.5%15%21020kJ/kg水的蒸发热为2500kJ/kg:锅炉烟气中烟尘产生量为灰分的15%企业工作制度，每天工作8小时，年工作天数为300天污染物排放按锅炉大气污染排放标准（GB13271-2001）中的二类标准执行，烟气浓度（标况）：200mg/m³,二氧化硫（标况）：900mg/m³设计要求：根据设计参数设计出使用的旋风除尘器。目录1、前言51.1、工作原理51.2、影响旋风器性能的因素6旋风除尘器的特点7旋风除尘器型号选择74、选择XLP/B型旋风除尘器的理由75、工艺设计计算75.1、除尘效率75.2、压力损失75.3、其他部件的尺寸76、除尘效率计算及校核76.1、除尘效率计算76.2、除尘效率校核77、课程设计心得101、前言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，用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。工业上已有100多年的历史。特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。优点：效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。旋风除尘器的结构形式按进气方式可分为直入式、蜗壳式和轴向进入式；按气流组织分类有回流式、直流式、平流式和旋流式多种1.1、工作原理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。旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况：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，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诽气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。图11.2、影响旋风器性能的因素⑴二次效应－被捕集粒子的重新进入气流在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率；在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率；通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应；临界入口速度。⑵比例尺寸在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降；锥体适当加长，对提高除尘效率有利；排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力降增加，一般取排出管直径de=（0.6～0.8）D；特征长度（naturallength）-亚历山大公式：排气管的下部至气流下降的最低点的距离旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l，筒体和锥体的总高度以不大于5倍的筒体直径为宜。⑶运行系统的密闭性，尤其是除尘器下部的严密性：特别重要，运行中要特别注意。在不漏风的情况下进行正常排灰烟尘的物理性质气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度⑸操作变量提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善；入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降；效率最高时的入口速度，一般在10-25m/s范围。2.旋风除尘器的特点（1）旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便以及适用面宽的优点。适用于工业炉窑烟气除尘和工业通风除尘；工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘干回收。（2）旋风除尘器的除尘效率一般达85%左右，高效的旋风除尘器对于输送、破碎、卸料、包装、清扫等工业生产过程产生的含尘气体除尘效率可达95%-98%，对于燃煤炉窑产生烟气的除尘效率可以达到92%-95%。（3）旋风除尘器捕集<5μm颗粒的效率不高，一般可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，与其他类型高效除尘器合用。可用于10μm以上颗粒的去除，符合此题的题设条件。3.旋风除尘器型号选择本设计选择旋风除尘器的型号为XLP/B型。4.选择XLP/B型旋风除尘器的理由（1）XLP/B型旋风除尘器是在一般旋风除尘器的基础上增设旁路式分离器的一种除尘器，阻力损失较小，特别对5以上的粉尘有较高的除尘效率。（2）XLP/B型旋风除尘器对5以上的粉尘有较高的除尘效率，基本满足了颗粒物得处理要求。（3）XLP/B型旋风除尘器一般压力损失在2000Pa以内，符合设计要求的压力损失。5、工艺设计计算以1Kg煤为基础：成分质量（g）摩尔数（mol）需氧量（mol）C6605555H603015O501.5621.562S50.1560.156水653.6110N元素忽略不计理论需氧量=55+15—1.562+0.156=68.594理论烟气量=55+（30+3.611）+0.156+68.5943.78=348.052实际烟气量==9.265m³/kg烟尘浓度=mg/m³转化为标况烟尘浓度mg/m3二氧化硫浓度mg/m³标况二氧化硫浓度mg/m³锅炉理论燃煤量实际烟气量基本参数：实际烟气量Q=5876.59m3/h，烟气温度T=400K，粉尘密度=2428.49g/m3，粉尘真密度=1960kg/m3，400K时空气粘度=2.410-5Pa﹒s,经除尘装置后粉尘排放浓度=200mg/m3，压力损失不大于2000Pa。当选用XLP/B型旋风除尘器时，其局部阻力系数5.8。取进口气速=20m/s5.1、根据上述数据，本设计要求达到的除尘效率为：5.2、根据假设进口气速=20m/s，计算压力损失：==5.8=1624Pa﹤2000Pa符合设计要求5.3、旋风除尘器其他部件的尺寸：①进口截面积:m2②入口宽度:m=202mm③入口高度:m=404mm④筒体直径:mm参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径修正为670mm⑤排出筒直径:mm⑥筒体长度:mm⑦椎体长度:mm⑧灰口直径:mm则将各部件尺寸整理如下表：尺寸名称计算公式尺寸（mm）入口宽度202入口高度404筒体直径672.66参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径修正为670mm排出筒直径402筒体长度1139椎体长度1541灰口直径2886、除尘效率计算及校核6.1、除尘效率计算（1）根据旋风除尘器的特征长度，得出交界圆柱面的高度：（2）由交界圆柱面直径得平均径向速度（3）漩涡指数：（4）气流在交界面上的切向速度:（5）分割直径：=5.61（6）分级效率：各分级除尘效率计算结果如下图：粒径范围（）平均粒径（）质量频率分布(﹪)分级效率(%)0-10.530.791-532022.245-107.51564.121