PAGEPAGE10韶關學院《大氣污染控制工程》課程設計任務書化學與環境工程學院2011級環境工程專業題目旋風除塵器系統的設計起止日期：2014年5月21日至2014年5月28日學生姓名：學號：指導教師：梁凱教研室主任：年月日審查系主任：年月日批準設計題目（題目來自網絡）30鍋爐型號DZH4-1.25-WIII額定蒸發量額定蒸汽壓力熱效率允許壓力損失空氣過剩系數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煤質分析表CHONSWA低位熱值66%6%5%1%0.5%6.5%15%21020kJ/kg水的蒸發熱為2500kJ/kg:鍋爐煙氣中煙塵產生量為灰分的15%企業工作制度，每天工作8小時，年工作天數為300天污染物排放按鍋爐大氣污染排放標準（GB13271-2001）中的二類標準執行，煙氣濃度（標況）：200mg/m3,二氧化硫（標況）：900mg/m3設計要求：根據設計參數設計出使用的旋風除塵器。目錄1、前言51.1、工作原理51.2、影響旋風器性能的因素6旋風除塵器的特點7旋風除塵器型號選擇74、選擇XLP/B型旋風除塵器的理由75、工藝設計計算75.1、除塵效率75.2、壓力損失75.3、其他部件的尺寸76、除塵效率計算及校核76.1、除塵效率計算76.2、除塵效率校核77、課程設計心得101、前言旋風除塵器是利用旋轉氣流產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。工業上已有100多年的歷史。特點：結構簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動力消耗不大，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。優點：效率80%左右，捕集<5μm顆粒的效率不高，一般作預除塵用。旋風除塵器的結構形式按進氣方式可分為直入式、蝸殼式和軸向進入式；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、工作原理旋風除塵器是利用旋轉氣流所產生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。旋風除塵器內氣流與塵粒的運動概況：旋轉氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強烈旋轉過程中所產生的離心力將密度遠遠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量和自身的重力沿壁面下落進入集灰斗。旋轉下降的氣流在到達圓錐體底部后．沿除塵器的軸心部位轉而向上．形成上升的內旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。自進氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風除塵器頂蓋處流動，然后沿排氣管外側向下流動，當達到排氣管下端時，即反轉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、影響旋風器性能的因素⑴二次效應－被捕集粒子的重新進入氣流在較小粒徑區間內，理應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，實際效率高于理論效率；在較大粒徑區間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實際效率低于理論效率；通過環狀霧化器將水噴淋在旋風除塵器內壁上，能有效地控制二次效應；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；錐體適當加長，對提高除塵效率有利；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；特征長度（naturallength）-亞歷山大公式：排氣管的下部至氣流下降的最低點的距離旋風除塵器排出管以下部分的長度應當接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于5倍的筒體直徑為宜。⑶運行系統的密閉性，尤其是除塵器下部的嚴密性：特別重要，運行中要特別注意。在不漏風的情況下進行正常排灰煙塵的物理性質氣體的密度和粘度、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；效率最高時的入口速度，一般在10-25m/s范圍。2.旋風除塵器的特點（1）旋風除塵器與其他除塵器相比，具有結構簡單、占地面積小、投資低、操作維修方便以及適用面寬的優點。適用于工業爐窯煙氣除塵和工業通風除塵；工業氣力輸送系統氣固兩相分離與物料氣力烘干回收。（2）旋風除塵器的除塵效率一般達85%左右，高效的旋風除塵器對于輸送、破碎、卸料、包裝、清掃等工業生產過程產生的含塵氣體除塵效率可達95%-98%，對于燃煤爐窯產生煙氣的除塵效率可以達到92%-95%。（3）旋風除塵器捕集<5μm顆粒的效率不高，一般可以作為高濃度除塵系統的預除塵器，與其他類型高效除塵器合用。可用于10μm以上顆粒的去除，符合此題的題設條件。3.旋風除塵器型號選擇本設計選擇旋風除塵器的型號為XLP/B型。4.選擇XLP/B型旋風除塵器的理由（1）XLP/B型旋風除塵器是在一般旋風除塵器的基礎上增設旁路式分離器的一種除塵器，阻力損失較小，特別對5以上的粉塵有較高的除塵效率。（2）XLP/B型旋風除塵器對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型旋風除塵器一般壓力損失在2000Pa以內，符合設計要求的壓力損失。5、工藝設計計算以1Kg煤為基礎：成分質量（g）摩爾數（mol）需氧量（mol）C6605555H603015O501.5621.562S50.1560.156水653.6110N元素忽略不計理論需氧量=55+15—1.562+0.156=68.594理論煙氣量=55+（30+3.611）+0.156+68.5943.78=348.052實際煙氣量==9.265m3/kg煙塵濃度=mg/m3轉化為標況煙塵濃度mg/m3二氧化硫濃度mg/m3標況二氧化硫濃度mg/m3鍋爐理論燃煤量實際煙氣量基本參數：實際煙氣量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時空氣粘度=2.410-5Pa﹒s,經除塵裝置后粉塵排放濃度=200mg/m3，壓力損失不大于2000Pa。當選用XLP/B型旋風除塵器時，其局部阻力系數5.8。取進口氣速=20m/s5.1、根據上述數據，本設計要求達到的除塵效率為：5.2、根據假設進口氣速=20m/s，計算壓力損失：==5.8=1624Pa﹤2000Pa符合設計要求5.3、旋風除塵器其他部件的尺寸：①進口截面積:m2②入口寬度:m=202mm③入口高度:m=404mm④筒體直徑:mm參考型號XLP/B-8.2的旋風除塵器，將筒體直徑修正為670mm⑤排出筒直徑:mm⑥筒體長度:mm⑦椎體長度:mm⑧灰口直徑:mm則將各部件尺寸整理如下表：尺寸名稱計算公式尺寸（mm）入口寬度202入口高度404筒體直徑672.66參考型號XLP/B-8.2的旋風除塵器，將筒體直徑修正為670mm排出筒直徑402筒體長度1139椎體長度1541灰口直徑2886、除塵效率計算及校核6.1、除塵效率計算（1）根據旋風除塵器的特征長度，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：（4）氣流在交界面上的切向速度:（5）分割直徑：=5.61（6）分級效率：各分級除塵效率計算結果如下圖：粒徑范圍（）平均粒徑（）質量頻率分布(﹪)分級效率(%)0-10.530.791-532022.245-107.51564.121