旋风除尘器设计h
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旋风除尘器设计计算说明书1、旋风除尘器简介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(1)气流的运动普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成;气流沿外壁由上向下旋转运动:外涡旋;少量气体沿径向运动到中心区域;旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转:涡旋;气流运动包括切向、轴向和径向:切向速度、轴向速度和径向速度。
图1(2)尘粒的运动:切向速度决定气流质点离心力大小,颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁;到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗;上涡旋-气流从除尘器顶部向下高速旋转时,一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上,到达顶部后,再沿排出管外壁旋转向下,最后从排出管排出。
1.2 影响旋风器性能的因素(2)二次效应-被捕集粒子的重新进入气流在较小粒径区间,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壁上,能有效地控制二次效应;临界入口速度。
(2)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d e =(0.6~0.8)D ;特征长度(natural length )-亚历山大公式:21/3e 2.3()=D l d A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。
引言引言随着人类社会的发展与进步,人们对生活质量和自身的健康越来越重视,对空气质量也越来越关注。
然而人们在生产和生活中,不断的向大气中排放各种各样的污染物质,使大气遭到了严重的污染,有些地域环境质量不断恶化,甚至影响人类生存。
在大气污染物中粉尘的污染占重要部分,可吸入颗粒物过多的进入人体,会威胁人们的健康。
所以防治粉尘污染、保护大气环境是刻不容缓的重要任务[1]。
除尘器是大气污染控制应用最多的设备,其设计制造是否优良,应用维护是否得当直接影响投资费用、除尘效果、运行作业率。
所以掌握除尘器工作机理,精心设计、制造和维护管理除尘器,对搞好环保工作具有重要作用[2]。
工业中目前常用的除尘器可分为:机械式除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器等。
机械式除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等。
重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置,主要用于高效除尘的预除尘装置,除去大于40μm以上的粒子。
惯性除尘器是借助尘粒本身的惯性力作用使其与气流分离,主要用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘。
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,多用作小型燃煤锅炉消烟除尘和多级除尘、预除尘的设备[12]。
本次设计为旋风除尘器设计,设计的目的在于设计出符合要求的能够净化指定环境空气的除尘设备,为环保工作贡献一份力量。
设计时力求层次分明、图文结合、内容详细。
此设计主要由筒体、锥体、进气管、排气管、排灰口的设计计算以及风机的选择计算等组成,在获得符合条件的性能的同时力求达到加工工艺简单、经济美观、维护方便等特点。
1大气课程设计2 第一章旋风除尘器的除尘机理及性能1.1 旋风除尘器的基本工作原理1.1.1 旋风除尘器的结构旋风除尘器的结构如图2-1所示,当含尘气体由进气管进入旋风除尘器时,气流将由直线运动转变为圆周运动,旋转气流的绝大部分延器壁呈螺旋形向下,朝椎体流动。
通常称为外旋气流,含尘气体在旋转过程中产生离心力,将重度大于气体的尘粒甩向器壁。
唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目:高效旋风除尘器设计系 别:_________________________班 级:_________________________姓 名:_________________________指 导 教 师:_________________________2010年6月8日高秀媛 崔逊 07机电一体化技术(1)班 机电工程系高效旋风除尘器设计摘要论文主要介绍了旋风除尘器各部分结构尺寸的确定以及旋风除尘器性能的计算。
以普通旋风除尘器设计为基础,结合现代此类相关课题的研究方法,设计出符合一定压力损失和除尘效率要求的除尘器,在CAD/CAM软件辅助设计的基础上,绘制旋风除尘器装配图、零件图、以及除尘系统原理图。
本文分以下几部分对以上内容进行了讨论:首先,通过查阅资料计算出旋风除尘器各部分尺寸;其次,绘制出旋风除尘器装配图及旋风除尘器各零部件图;最后,整理资料,选取与论文相关的英文文献进行翻译完成设计说明书。
关键词:旋风除尘器压力损失除尘效率The design of efficiently whirler-type dustcatcherAbstractThis paper mainly introduces the determination of the whirler-type dust catcher’s size of structure for every part and the calculation of the performance for the whirler-type dust catcher . It is based on the design of ordinary cyclone and combined with modern research methods of such related topics. Then the whirler-type dust catcher which is in accordance with the requirements of pressure drop and the effieieney of dustremoval is designed.The drawing of the assembly drawing ,part drawing and dust control system schematic is based on the CAD/CAM,a software for aided design.This article is divided into several parts of following to be talked over:at first, calculating the whirler-type dust catcher’s size of every part by searching materials,then drawing the assembly drawing and part drawing of the whirler-type dust catcher.at last,collating information and selecting a piece of English literature which is related to the papers and translating it to complete the synopsis for the design.Keywords: Whirler-type dust catcher Effieieney of dustremoval Pressure drop目录1.引言 (1)2.旋风除尘器的除尘机理及性能 (2)2.1旋风除尘器的基本工作原理 (2)2.1.1旋风除尘器的结构 (2)2.1.2旋风除尘器内的流场 (2)2.1.3旋风除尘器内的压力分布 (5)2.2 旋风除尘器的性能及其影响因素 (5)2.2.1旋风除尘器的技术性能 (5)2.2.2 影响旋风除尘器性能的主要因素 (6)2.2.3 旋风除尘器选型原则 (10)3.旋风除尘器的设计 (11)3.1旋风除尘器各部分尺寸的确定 (11)3.1.1形式的选择 (11)3.1.2 确定进口风速 (11)3.1.3 确定旋风除尘器的尺寸 (11)3.2旋风除尘器强度的校核 (13)3.2.1筒体和锥体壁厚s和气压试验强度校核 (13)3.2.2排气管尺寸的确定 (15)3.2.3.支座的选择计算 (16)3.2.4支腿的设计计算及校核 (18)3.3旋风除尘器压力损失及除尘效率 (19)3.3.1计算压力损失 (19)3.3.2除尘效率的计算 (20)3.4风机的选择 (21)3.5排尘阀的选择 (21)3.6连接方式的选择 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)外文资料 (26)1.引言旋风除尘器设计是我通过学习全部基础课、专业课和以往的课程设计的基础上进行的一次综合性的设计。
旋风除尘器设计(五篇范例)第一篇:旋风除尘器设计中南大学本科生课程设计(实践)任务书、设计报告题目学生姓名指导教师学院专业班级学生学号除尘器设计计算苏小根马爱纯能源科学与工程学院热能与动力工程090210030904192012年月21日1.除尘器1.1 除尘器简介除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备。
除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。
日常工业上使用的除尘器主要有:重力除尘器、惯性除尘器、电除尘器、湿除尘器、袋式除尘器、旋风除尘器等。
重力除尘器是使含尘气体中的粉尘借助重力作用自然沉降来达到净化气体的装置,它的特点是结构简单,阻力小,但体积大,除尘效率低,设备维修周期长。
惯性除尘器是一种利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用,将粉尘从气体中分离出来的除尘设备,特点是结构简单,阻力较小,但除尘效率低。
电除尘器利用含尘气体在通过高压电场电离时,尘粒荷电并受电场力的作用,沉积于电极上,从而使尘粒和气体分离的一种除尘设备,其特点是效率高、阻力低、适用于高温和除去细微粉尘等优点。
湿式除尘器是使含尘气体与水或者其他液体相接触,利用水滴和尘粒的惯性膨胀及其他作用而把尘粒从气流中分离出来,特点是投资低、造作简单,占地面积小,能同时进行有害气体的净化、含尘气体的冷却和加湿等优点。
袋式除尘器主要依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料达到分离含尘气体中粉尘的目的,特点是适应性比较强,不受粉尘比电阻的影响,也不存在水的污染问题,同时存在过滤速度低、压降大、占地面积大、换袋麻烦等缺点。
1.2除尘器的概念和分类除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫做除尘器或除尘设备。
除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。
同时,除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。
除尘器是锅炉及工业生产中常用的设施。
在国家采暖通风与空气调节术语标准中,明确了若干除尘器的具体含义,摘抄部分如下:除尘器:用于捕集、分离悬浮于空气或气体中粉尘例子粒子的设备,也称收尘器。
旋风除尘器设计方案.doc设计原始资料:锅炉型号:DLP2-13即,单锅筒纵置式抛煤机炉,蒸发量2t/h,出口蒸汽压力13MPa设计耗煤量: 360kg/h( 按学号增加 5)Y Y Y Y Y Y Y设计煤成分: C=60.5% H =3% O=4% N =1% S =1.5% A =18% W=12%; V Y= 15%;属于中硫烟煤排烟温度:165℃空气过剩系数= 1.4飞灰率= 21%烟气在锅炉出口前阻力650Pa污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2 类区新建排污项目执行。
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m,90°弯头 10 个。
1.燃烧计算1.1实际耗空气量的计算在标准状况下,以1Kg应用煤为基准进行计算,结果见表1-1 。
1Kg 该煤完全燃烧时所需要标准状况下的氧气的体积V o为:V o=(50.4+7.5+0.47-1.25)× 22.4=1279.448 L(1-1)假设空气中氮氧的摩尔数之比为N/O=3.78,则1Kg 低硫煤完全燃烧时所需要的空气体积 V k为:V k =( 1+3.78 )× 1279.448=6115.953 L (1-2 )实际消耗的空气体积V k为:V k=1.4 V k=1.4×6115.953=8562.333 L ( 1-3 )表 1-1 1Kg应用煤的相关计算质量摩尔数燃烧耗氧量生成气体量生成气体体积成分( g)(mol )(mol )( mol)( L )C 605 50.4 50.4 50.4 1128.96H 30 15 7.5 15 336O40 1.25————28N100.36——0.367.84S 15 0.47 0.47 0.47 10.528水分120 6.67————149.408 灰分180————————1.2产生烟气量的计算1Kg 该煤完全燃烧后生成的烟气量V y =149.408+10.528+7.84+336+1128.96+8562.333=10195.069 L =10.195 m3 ( 1-4 )则,在160℃时的实际烟气体积为V y为:V y=10.195×(160+273.15)=16.17 m3 ( 1-5 )273.15该锅炉一小时产生的烟气流量Q 为:Q =16.17×360=5821.2m3/h=1.617 m3/s(1-6)1.3灰分浓度及二氧化硫浓度的计算烟气中灰分的质量M h为:M h =180× 21%=37.8g=37800mg (1-7 )烟气中灰分的浓度h 为:h =37800/16.17=2337.662mg/ m3 ( 1-8 )烟气中 SO2质量 M S为:M S =0.47 ×64=30.08g=30080mg ( 1-9 )烟气中 SO2的浓度s 为:s =30080/16.17=1860.235mg/ m3 (1-10 )2.净化方案设计及运行参数选择本设计中采用旋风除尘设备进行净化处理。
. . .. . .设计工程:旋风除尘器的设计设计者:班级:座号:一、设计题目*工厂一台锅炉,风量10000立方米∕小时,烟气温度573℃,粉尘密度4.5克∕立方米,烟尘密度2000千克∕立方米,573K时空气粘度u=2.9*10-5pa经测试,粉尘粒径分布如表1所示。
要求经除尘装置后粉尘排放浓度为0.8克∕立方米,压力损失ΔP不大于2000Pa,v=23m/s。
烟尘粒度分布根据以上数据设计一旋风除尘器.. .专二、选取旋风除尘器理由及选择的型号1.其他除尘器的特点〔1〕重力沉降室是使含尘气流中的尘粒借助重力作用自然沉降来到达净化气体的目的的装置。
这种装置具有构造简单、造价低、施工容易〔可以用砖砌或用钢板焊制〕、维护管理方便、阻力小〔一般50-150Pa〕等优点,但由于它体积大,除尘效率低〔一般只有40%-50%〕,适于捕集大于μ粉尘粒子,故一般只用于多级除尘系统中的第一级除尘。
50m〔2〕惯性除尘器是利用尘粒在运动中惯性力大于气体惯性力的作用,将尘粒从含尘气体中别离出来的设备。
这种除尘器构造简单、阻力较小、但除尘效率较低,一般常用于一级除尘。
惯性除尘器用于净化密度和粒μ以上的粗尘粒〕的金属或矿物性粉尘,具有较高径较大〔捕集10-20m的除尘效率。
对于黏结性和纤维性粉尘,因其易堵塞,故不宜采用。
〔3〕电除尘器是含尘气体在通过高压电场进展电离的过程中,是尘粒荷电,并在电场力的作用下使尘粒趁机在集尘板上,将尘粒从含尘气体中别离出来的一种除尘设备。
其与其他除尘器的根本区别在于,别离力直接作用在粒子上,因此具有耗能小、气流阻力小的特点。
其主要优点有压力损失小、处理烟气量大、耗能低、对粉尘具有很高的捕集效率和可在高温或强腐蚀性气体下操作。
但其缺点为一次性投资大、安装精度要求高和需要调节比电阻。
〔4〕湿式除尘器是使含尘气体与液体密切接触,利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。
它具有构造简单、造价低、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点,能处理高温、高湿的气流,将着火、爆炸的可能减至最低。
《旋风除尘器》课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握旋风除尘器的基本结构和工作原理,理解其在工程中的应用。
2. 学生能够描述旋风除尘器的选型原则和设计要点,了解不同类型旋风除尘器的特点。
3. 学生能够运用物理和数学知识分析旋风除尘器的性能参数,如除尘效率、压力损失等。
技能目标:1. 学生能够运用CAD软件绘制旋风除尘器的结构图,并进行简单的结构分析。
2. 学生能够运用实验方法测试旋风除尘器的性能,并处理实验数据,撰写实验报告。
3. 学生能够通过小组合作,设计并优化旋风除尘器的结构,提高除尘效率。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到旋风除尘器在环境保护和工业生产中的重要性,培养环保意识和工程责任感。
2. 学生在小组合作中,学会沟通、协作和解决问题,培养团队合作精神。
3. 学生在探索旋风除尘器相关知识的过程中,培养对科学研究的兴趣和热情。
课程性质:本课程为高二年级物理学科拓展课程,结合工程实际,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
学生特点:高二年级学生已具备一定的物理知识和实验技能,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,提高学生的实践操作能力和创新能力,培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。
通过本课程的学习,使学生能够将物理知识与实际工程相结合,为未来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 引入旋风除尘器的基本概念,介绍其在环保和工业领域的应用,阐述学习旋风除尘器的重要性。
相关教材章节:第二章 环境保护设备2. 讲解旋风除尘器的结构组成、工作原理及分类,分析不同类型旋风除尘器的特点。
相关教材章节:第二章 环境保护设备,第三节 除尘器3. 学习旋风除尘器的选型原则、设计方法和性能评估指标,如除尘效率、压力损失等。
相关教材章节:第二章 环境保护设备,第四节 除尘器的设计与选型4. 通过CAD软件教学,指导学生绘制旋风除尘器结构图,并进行简单的结构分析。
✧ 设计步骤✧ 主要包括类型、筒体直径及个数等参数确定。
1、确定处理量:32000压力损失✧ 2、选择除尘器类型:自己设计✧ 3、确定除尘器直径:高效旋风除尘器:D<900mm大流量旋风除尘器:D ≈1.2~3.6m锥体高度比筒体高度更重要一般圆筒高度H1=(1.5~2.0)D 锥体高度H2=(2~3.5)D锥体段高度与锥角(20~30°)与排灰口直径有关✧ 4、效率与压损核算总阻力=进口阻力+旋涡流场阻力+排气管阻力 ✧ 结果:入口风速一般在15~25m/s ✧ ✧(212PaP g υξρ=∆其中: —气体密度,kg/m3;v —入口气速,m/s ; —局部阻力系数根据雷思—利希特模式:])(6931.0[-exp -111i +⨯=n cp d d η可求出除尘器对不同粒径的离子的去除效率。
进气方式(1)切向:最普通、使用相对较多(2)螺旋面:与水平呈近似10°向下,有利于气体向下作倾斜的运动,并避免相邻螺旋的干扰,应小于15 °,一般取β≈11 ° (3)渐开线(蜗壳):进气径向减薄,减少对内部气流的干扰和撞击,加大了进口与排气管的距离,同时减少阻力20%~30%,其中以180 °为佳(4)轴向:最大限度减少进气与旋转气流间的干扰,提高效率进气管断面形式✧矩形b/h越小,入口气流径向越薄,尘粒移向器壁的路程越短,h/b=2左右h/b=2~3,b=(0.2~0.25)D,h=(0.4~0.75)D✧相对断面比=筒体断面积/进口断面积高效旋风除尘器:K=6~13.5普通旋风除尘器:K=4~6大流量旋风除尘器:K<3排气管✧排气管的直径越小,压损越大,效率越高de=(0.3~0.65)D✧排气管的切入深度过大,表面摩擦增加,上涡流空间增大✧排气管的切入深度过小或者不切入,正常旋流发生弯曲或不稳定,粉尘逃逸可能性增大切入深度> 0.8进气口高度气体在排气管内剧烈旋转,排气管末端设计成蜗壳状可减小能量损失✧6、并联使用?:✧应采用相同型号旋风除尘器,并需合理的设计风管,使每个除尘器处理量相等,避免串流;或为每个除尘器单独设置集尘箱✧7、串联使用:✧一般不宜串联使用:必须串联时,应采用不同性能旋尘器,低效者置于前端集灰斗的设计集灰斗是完成气固两相介质分离的最终环节,安装于除尘器锥体处,气流非常接近高湍流,而粉尘也正是由此排出,因此,二次夹带的机会也就更多,在则,旋流核心为负压,如果设计不当,造成灰斗漏气,就会使粉尘的二次飞扬加剧,严重影响除尘效率。
大气污染控制工程课程设计旋风除尘器设计大气污染是当前一个十分重要的环境问题,大气污染控制工程是需要针对当前的环境情况设计出相应的污染控制方案。
旋风除尘器是一种非常有效的粉尘污染控制设备,它可以将排放的灰尘颗粒快速和有效地与气流分离,从而达到减少环境污染的目的。
在本文中,我们将对旋风除尘器进行设计与优化。
一、旋风除尘器的基本原理旋风除尘器利用离心力,将灰尘颗粒随着气流旋转,并加速向离心力最大的气流区域靠拢,在这里相互碰撞慢慢沉淀下去。
在整个气体流程之中,粉尘颗粒可以原有形态沿着流体中心线旋转,也可以因流速梯度引起涡旋流,因此。
旋风除尘器最主要的部件为旋风筒或次级同心圆筒,其内和外计有气口分别用于进气和排气,气流通过时呈高速旋转,灰尘受力振动运动,最后对其中粉尘两性颗粒受气流升力作用,随着气流排放于排气口中,达到高效过滤的目的。
二、旋风除尘器的设计方案1、确定处理量在进行设计之前首先要确定处理的尘量,从而确定处理设备的大小。
在设计旋风除尘器时,需要根据企业的生产情况和污染源的性质来选择合适的旋风除尘器。
2、选择材料旋风除尘器在设计过程中需要选择适当的材料,如果环境比较恶劣,建议使用不锈钢制造,这样可以保证设备的耐腐蚀性和耐高温性。
3、设置进出口的位置和口径进口和出口的设置对旋风除尘器的效果有很大影响,一般来说气流的进口需要在旋风除尘器的中心位置,而出口则应该在离中心位置较远处。
此外,设备进出口的直径大小也要考虑到气流先后进出的量。
4、分析气流的流速和密度在进行旋风除尘器设计时,需要分析气流的流速和密度,以便更加有效地设计旋风面积和高度。
同时根据工作条件的需求,要确定处理空气的流速和密度,从而可以得到选定旋风除尘器的尺寸。
5、计算旋风除尘器的头压损失在参照相关标准和拟定的工艺生产条件计算得到旋风过滤器的处理能力与头压损失时,应该将规定的系数对最终结果进行逐步加减,进行检查误差,以达到正确结果。
三、优化旋风除尘器的设计1、增加旋风筒的高度增加旋风除尘器的高度可以增加气流轨迹长度,可以更长时间的让灰尘颗粒与空气相互碰撞,从而提高过滤除尘效率。
旋风除尘器设计说明书院系:海洋科学与技术学院专业:环境工程学号: 101564016姓名:嘻嘻哈哈指导教师:嘻嘻哈哈设计时间: 2016.1.5目录一、概述.....................................................................................................................................二、旋风除尘器的特点及选用注意事项.................................................................................三、选择旋风除尘器各部分尺寸.............................................................................................1、流量与流速...................................................................................................................2、其他尺寸.......................................................................................................................四、旋风除尘器压力损失和除尘效率的计算.........................................................................1、压力损失计算...............................................................................................................2、除尘效率计算...............................................................................................................五、参考文献.............................................................................................................................一、概述1、旋风除尘器的基本结构一般由进气口、筒体、锥体、排气管及集尘箱等组成。
旋风除尘器设计说明书一、课程设计的题目旋风除尘器的设计二、课程设计的目的通过《大气污染控制工程》课程设计,巩固学习成果,加深《大气污染控制工程》课程的学习与理解,提高使用应用规、手册与文献资料的能力,进一步掌握设计原则、方法步骤,达到巩固、消化课程的主要容,锻炼独立学习研究能力,对旋风除尘器的外形结构、管道系统及总体规划做到一般的技术设计的要求,绘制旋风除尘器的结构图,掌握旋风除尘器的设计方法,培养和提高计算能力、设计和绘图水平。
三、课程设计的容1、了解旋风除尘器的结构以及相关工艺参数;2、根据含尘浓度、粒度分布、密度等特征及除尘要求、允许阻力和制造条件等全面分析,合理地选择旋风除尘器的类型;3、确定旋风除尘器的外形结构及相关尺寸安装位置;4、绘制旋风除尘器的结构示意图和除尘器剖面图;5、整理编写设计书。
四、旋风除尘器的特点及选用注意事项旋风除尘器的特点: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。
旋风除尘器具有结构简单,无传动机构及运动部件,造价低廉,占地面积小,除尘效率高,操作弹性大,不受含尘气体浓度和温度限制,维护工作量少,粉尘适应性强,但压力损失一般较高,只能有效收集粒径在5-10μm以上的尘粒,是目前应用较多的一种除尘设备。
注意事项:1、旋风除尘器一般适用于净化密度大、粒度较粗的非纤维性粉尘,其中高效旋风除尘器对细尘也有较好的净化效果。
旋风除尘器对入口粉尘的浓度变化适应性较好,可处理含尘浓度高的气体。
2、当含尘气体温度很高时,要注意保温,避免水分在除尘器凝结,在除尘器里凝结。
旋风除尘器一般只适用于温度在400℃以下的非腐蚀性气体,对于腐蚀性气体,要注意采取防腐蚀措施,对于高温气体,要采取冷却措施。
3、选择除尘器时,要根据工况考虑阻力损失及结构形式,尽可能使之动力减少,且便于制造维护。
4、根据适用允许的压力降确定进气口气速v,如果制造厂已提供有各种操作温度下进口气速与压力降的关系,则根据工艺允许的压降就可选定气速v。
设计原始资料:锅炉型号:DLP2-13 即,单锅筒纵置式抛煤机炉,蒸发量2t/h ,出口蒸汽压力13MPa 设计耗煤量:360kg/h(按学号增加5)设计煤成分:C Y =60.5% H Y =3% O Y =4% N Y =1% S Y =1.5% A Y =18% W Y =12%; V Y =15%;属于中硫烟煤 排烟温度:165℃空气过剩系数=1.4 飞灰率=21%烟气在锅炉出口前阻力650Pa污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m ,90°弯头10个。
1. 燃烧计算1.1 实际耗空气量的计算在标准状况下,以1Kg 应用煤为基准进行计算,结果见表1-1。
1Kg 该煤完全燃烧时所需要标准状况下的氧气的体积o V 为:o V =(50.4+7.5+0.47-1.25)×22.4=1279.448 L (1-1) 假设空气中氮氧的摩尔数之比为N/O=3.78,则1Kg 低硫煤完全燃烧时所需要的空气体积k V 为:k V =(1+3.78)×1279.448=6115.953L (1-2)实际消耗的空气体积'k V 为:'k V =1.4k V =1.4×6115.953=8562.333L (1-3)表1-1 1Kg 应用煤的相关计算成分质量)(g摩尔数)(mol燃烧耗氧量)(mol生成气体量)(mol生成气体体积)(LC 605 50.4 50.4 50.4 1128.96 H 30 15 7.5 15 336 O 40 1.25 —— —— 28 N 10 0.36 —— 0.36 7.84 S 15 0.47 0.47 0.47 10.528 水分 120 6.67 —— —— 149.408 灰分180————————1.2 产生烟气量的计算1Kg 该煤完全燃烧后生成的烟气量y V =149.408+10.528+7.84+336+1128.96+8562.333=10195.069L =10.1953m (1-4)则,在160℃时的实际烟气体积为'y V 为:'y V =15.273195.10×(160+273.15)=16.17 3m (1-5)该锅炉一小时产生的烟气流量Q 为:Q =16.17×360=5821.2 3m /h=1.6173m /s (1-6)1.3 灰分浓度及二氧化硫浓度的计算烟气中灰分的质量h M 为:h M =180×21%=37.8g=37800mg (1-7)烟气中灰分的浓度h ρ为:h ρ=37800/16.17=2337.662mg/3m (1-8) 烟气中2SO 质量S M 为:S M =0.47×64=30.08g=30080mg (1-9) 烟气中2SO 的浓度s ρ为:s ρ=30080/16.17=1860.235mg/3m (1-10)2. 净化方案设计及运行参数选择本设计中采用旋风除尘设备进行净化处理。
旋风除尘器的设计首先,旋风除尘器的结构应该合理。
它主要由入口管、旋转室、出口管以及废气管组成。
入口管用于引导带有粉尘的废气进入旋转室,而出口管则用于将净化后的废气排出,废气管则用于排放含有粉尘的排放气体。
这些组成部分应该紧密结合,以确保废气能够顺利进入和流出除尘器,并且粉尘能够得到有效分离。
其次,在旋风除尘器的设计中,需要考虑到废气的流速和流量。
废气的流速应该适中,过高的流速会导致粉尘无法有效分离,而过低的流速则会影响除尘效果。
此外,还需要根据生产过程中产生的废气量确定除尘器的流量,以确保除尘器能够满足实际需求。
其次,旋风除尘器的旋转室设计也非常重要。
旋转室的形状应该经过合理的计算和优化,以确保废气能够顺利旋转,形成旋风,从而使粉尘被分离出来。
此外,旋转室的大小也需要根据废气流量来确定,以确保它能够容纳足够的废气量,防止堵塞和阻力增加。
另外,旋风除尘器还需要考虑到粉尘的回收和处理问题。
粉尘的回收主要是通过重力效应来实现的,因此需要在除尘器的底部设置一个粉尘收集装置。
收集装置应该容易清理和维护,以确保粉尘的有效回收。
此外,对于不同性质的粉尘,可以考虑采用不同的粉尘处理设备,如过滤器、洗涤器等,以进一步提高除尘效果。
最后,旋风除尘器的材料选择也非常重要。
废气中可能含有酸碱物质或高温物质,因此除尘器必须选择能够耐腐蚀和高温的材料。
常见的材料有不锈钢、耐酸碱玻璃钢等。
此外,还需要考虑材料的重量和成本,以确保旋风除尘器的稳定性和经济性。
总之,旋风除尘器的设计需要考虑结构合理性、废气流速和流量、旋转室设计、粉尘回收和处理以及材料选择等因素。
只有全面考虑和优化这些问题,才能设计出性能稳定、效果显著的旋风除尘器。
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)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 (5)1.1、工作原理 (5)1.2、影响旋风器性能的因素 (6)2、旋风除尘器的特点 (7)3、旋风除尘器型号选择 (7)4、选择XLP/B型旋风除尘器的理由 (7)5、工艺设计计算 (7)5.1、除尘效率 (7)5.2、压力损失 (7)5.3、其他部件的尺寸 (7)6、除尘效率计算及校核 (7)6.1、除尘效率计算 (7)6.2、除尘效率校核 (7)7、课程设计心得 (10)1、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d e =(0.6~0.8)D ;特征长度(natural length )-亚历山大公式:21/3e 2.3()D l d A 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 ⑷ 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μ以上的粉尘有较高的除尘器的一种除尘器,阻力损失较小,特别对5m效率。
μ以上的粉尘有较高的除尘效率,基本满(2)XLP/B型旋风除尘器对5m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:理论需氧量=55+15—1.562+0.156=68.594理论烟气量=55+(30+3.611)+0.156+68.594⨯3.78=348.052 实际烟气量=348.0520.2(68.594 4.78)413.628/mol kg +⨯⨯==9.265m ³/kg 烟尘浓度1ρ=15015%10002428.499.265⨯⨯=mg/m ³转化为标况烟尘浓度01101400101.3252428.493678.9527398n P T T P ρρ=⨯⨯=⨯⨯= mg/m 3二氧化硫浓度so2101000==1079.339.265ρ⨯ mg/m ³ 标况二氧化硫浓度01so201400101.3251079.331635.0927398P T T P ρρ=⨯⨯=⨯⨯=标 mg/m ³ 锅炉理论燃煤量25004000t 634.317/h 2102075%kg ⨯==⨯实际烟气量3=9.265634.317=5876.59m /h ⨯Q基本参数:实际烟气量Q=5876.59m 3/h ,烟气温度T=400K ,粉尘密度1ρ=2428.49g/m 3,粉尘真密度P ρ=1960kg/m 3,400K 时空气粘度μ=2.4⨯10-5Pa ﹒s,经除尘装置后粉尘排放浓度2ρ=200mg/m 3,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=ξ 5.8。
取进口气速1v =20m/s5.1、根据上述数据,本设计要求达到的除尘效率为η:2n 2001194.56%3678.95ρρ-=-= 5.2、根据假设进口气速1v =20m/s ,计算压力损失∆P :∆P =221v ρξ=5.8⨯1.420202⨯⨯=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A : 15876.590.0816360020Q A v ===⨯m 2②入口宽度b :0.202b ===m=202mm ③入口高度h :0.404h ===m=404mm ④筒体直径D : 3.33 3.33202672.66D b ==⨯=mm参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器,将筒体直径D 修正为670mm ⑤排出筒直径e d : 0.60.6670402e d D ==⨯=mm ⑥筒体长度L : 1.7 1.76701139L D ==⨯=mm ⑦椎体长度H : 2.3 2.36701541H D ==⨯=mm ⑧灰口直径1d : 10.430.43670288d D ==⨯=mm则将各部件尺寸整理如下表:6、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l ,得出交界圆柱面的高度0h :1/31/32200.6702.3 2.30.402 1.630.0816e D h l d m A ⎛⎫⎛⎫===⨯⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭(2)由交界圆柱面直径00.70.7402281.40.2814e d d mm m ==⨯==得00.1407r m =∴平均径向速度005876.951.13/236002 3.140.1407 1.63r Qv m s r h π===⨯⨯⨯⨯(3)漩涡指数n :()0.30.30.140.14400110.67110.670.670.59283283T n D ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=--=--⨯=⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(4)气流在交界面上的切向速度0T v :0.59100.6702033.37/0.2814nT D v v m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(5)分割直径c d :65.6110c d m -===⨯=5.61m μ (6)分级效率i η: ()()22/1/c Pi c Pi i d d d d +=η各分级除尘效率计算结果如下图:(7)总除尘效率η:∑==ii i g ηη72.46%6.2、除尘效率校核因为总除尘效率=η72.46%<94.56%,不能达到排放要求7、课程设计心得备注:因为时间和本人能力有限,可能存在一些错误,请老师给予批评与更正。