除尘设备设计计算DOC

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1、除尘系统管道计算管道直径D=Q(气流风量)/（2820*V）在开方.V为气体流速。 一、设计题目 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/h 1.25MPa 75%2000Pa 1.2烟气密度烟气温度压力空气粘度粉尘真密度1.40kg/m400K98kPa=2.410-5 Pas,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

2、标准（GB13271-2001）中的二类标准执行，烟气浓度（标况）：200mg/m,二氧化硫（标况）：900mg/m设计要求：旋风除尘器+湿法脱硫除尘，最后实现污染物的达标排放，根据自己的设计，计算出最终污染物的排放浓度和年排放量提交文件：设计+旋风除尘器图（专用纸手绘）二、旋风除尘器理的工作原理(摘抄)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

3、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

4、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6080799.51（7）总除尘效率：72.46%2.除尘效率校核因为总除尘效率72.46%94.56%,不能达到排放要求3.影响除尘效率的因素（1）入口风速 由临界计算式知，入口风速增大，降低，因而除尘效率提高。但是风速过大，压力损失也明显增大（2）除尘器的结构尺寸 其他条件相同，筒体直径愈小，尘粒所受的离心力愈大，除尘效率愈大。筒体高度对除尘效率影响不明显，适当增大锥体长度，有利于提高除尘效率。减小排气管直径，有利于提高除尘效

5、率。（3）粉尘粒径和密度 大粒子离心力大，捕集效率高，粒子密度愈小，越难分离，本题中因为44.96%90%,所以符合设计要求。而烟气中的粉尘，再通过湿法洗涤，几乎能够完全去除，所以也能达到排放标准。取脱硫效率为90%，则：最终污染物排放（标况）浓度=1653.09*（1-90%）=165.31mg/m ，假设 进出口烟气量相等，年排放量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510m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

6、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5m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：内涡旋；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

7、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。（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

8、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=（0.60.8）D；特征长度（natural length）-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。 （3）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 （4） 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 （5）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

9、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1025m/s范围。 2、设计资料（1）所处理的粉尘为某水泥干燥窑的排烟，主要成分为水泥粉尘；（2）平均烟气量为2300 m3/h，最大烟气量为3450 m3/h（3）烟气日变化系数K日1.5（4）气温293 K,大气压力为101325 Pa（5）烟气颗粒物特征： 粒径范围： 580 中位径：36.5 主要粒径频数分布：粒径/um525253535454555556565757580质量分数/%22.75 24.68 16.63 7.21 9.83 11.70 7.20 颗粒物浓度：3000 kg/m3 空气密度

10、：1.205 kg/m3空气粘度：1.8110-5Pas（6）作为后继处理的前处理器，要求颗粒物的总去除效率不低于90。压力损失不高于2500Pa.3、旋风除尘器的选型设计3.1 旋风除尘器型号的选择 选用切向入口XCF型普通旋风除尘器，并根据拉普尔的标准尺寸比例进行设计。3.2 确定旋风除尘器的尺寸设进口面积为A，取进口速度=12m/s，因此：根据拉普尔标准尺寸比例，取；则 入口宽度 入口高度 筒体直径 排气管直径 卸灰口直径 筒体长度 锥体长度 排气管长度 3.3 选择旋风除尘器的前后连接管道通风管选择： 选用材料为Q235钢板，内径为300mm，壁厚2.0mm；排气管的选择：选用材料为Q

11、235钢板，内径为300mm，壁厚1.5mm。3.4 计算除尘效率计算旋涡指数： 取内外涡旋分界圆柱的直径，故气流在交界面上的切向速度为：外涡旋气流的平均径向速度为 临界分割粒径dc为： （越小，说明除尘效率越高，性能越好）分级除尘效率的公式为（雷思利希特模式）分级除尘效率计算结果如下：粒径/um525253535454555556565757580分级去除效率/%87.40 93.70 96.30 97.70 98.50 99.00 99.30 总除尘率： 3.5 计算压力损失压损系数：由于烟气密度约与空气密度相等，故有压力损失为：3.6 除尘系统风机与电动机的选择由最大烟气量以及压力损失，不考虑除尘设备压损等后选用如下风机和电动机：风机类型型号全压/Pa风量/（mh）功率/KW备注普通中压风机47260623001310488001.137输送小于80且不自燃气体配用电动机：电动机型号功率/KW地脚螺栓规格Y90s-2B351.5M81604、设计心得体会通过这次设计，加强了我对大气污染控制工程第六章里旋风除尘器的工作原理以及各个设备参数的物理意义等的理解。这样的小设计，让我们对课本理论知识有了更深一步的掌握，对CAD作图也能得到温习和加强的作用，很有意义！