3500立方米每小時重力降塵室的設計重力沉降室的設計課程設計大型作業(yè)講解

1、環(huán)境工程原理糊就咒N室傷環(huán)境工程原理題 目：3500 m3/h重力降塵室的設計學 院：環(huán)境科學與工程學院專業(yè)名稱：學 號：學生姓名：指導教師：2013年12月14日環(huán)境工程原理目錄一、前言3二、設計條件3三、設計要求3四、設計說明41、重力降塵室的工作原理 42、重力降塵室的結構和設計要點 43、實際性能和測試54、重力降塵室的應用5五、工藝計算61、降塵室的設計尺寸62、沉降時間和（最小粒徑時的）沉降速度 63、顆粒回收百分率74、降塵室的隔板數7六、總結8七、參考文獻8環(huán)境工程原理一、前言大型作業(yè)是環(huán)境工程原理課程的一個總結性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合運 用本門課程及有關選修課程的基本知識去

2、解決某一設計任務的一次訓練。在整個教學計劃中，它也起著培養(yǎng)學生獨立工作能力的重要作用。大型作業(yè)不同于平時的作業(yè)，在設計中需要學生自己做出決策，即自己確定方 案，選擇流程，查取資料，進行過程和設備計算，并要對自己的選擇做出論證和核 算，經過反復的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設計。所以，大型作業(yè) 是培養(yǎng)學生獨立工作能力的有益實踐。通過大型作業(yè)，學生應該注重以下幾個能力的訓練和培養(yǎng)：1 .查閱資料，選用公式和搜集數據（包括從已發(fā)表的文獻中和從生產現場中搜 集）的能力；2 .樹立既考慮技術上的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性，并注意到 操作時的勞動條件和環(huán)境保護的正確設計思想，在這種設計

3、思想的指導下去分析和 解決實際問題的能力；3 .迅速準確的進行工程計算的能力；4 .用簡潔的文字，清晰的圖表來表達自己設計思想的能力。二、設計條件1、氣體混合物成分：爐氣和礦石；2、氣體流量：3500m/h;2、氣體密度：0.6kg/m3;3、礦石密度：4500kg/m3;4、黏度：3X 10- 5N s/nf；三、設計要求1、設計方案確定（長寬高）；2、礦塵顆粒沉降流型判斷；3、理論上能完全捕集的最小顆粒直徑;4、降塵室的隔板數；5、重力降塵室的工藝尺寸計算。環(huán)境工程原理四、設計說明1、重力降塵室的工作原理重力沉降室是利用重力作用使塵粒從氣流中自然沉降的除塵裝置。其機理為含 塵氣流進入沉降室

4、后，由于擴大了流動截面積而使得氣流速度大大降低，使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。重力沉降室除塵效率的計算決定于描述氣流狀態(tài) 所作的假設，其簡單模式是假定氣流處于塞式流動狀態(tài)，且塵粒在入口氣體中均勻分布。實際沉降室內包含有湍流、某程度的混合和柱塞式流動的某些波動。為縮短 塵粒必須降落的距離以提高除塵效率， 可在沉降室內平行放置隔板，構成多層沉降 室。多層沉降室排灰較困難，難以使各層隔板間氣流均勻分布，處理高溫氣體時金 屬隔板容易翹曲。沉降室內的氣流速度一般為0.3-0.5m/s,壓力損失為50-130Pa,可除去40仙m以上的塵粒。 除塵效率通常可采用公式 刀=ULW(n+1)/Q計算，L

5、, W 指沉降室的長和寬，N是水平隔板數量。重力沉降室具有結構簡單，投資少，壓力損失小的特點，維修管理較容易，而 且可以處理高溫氣體。但是體積大，效率相對低，一般只作為高效除塵裝置的預除 塵裝置，來除去較大和較重的粒子圖工16 降塵室H117雕在降塵室中的運動2、重力降塵室的構造和設計要點水平氣流沉降室的構造主要是由室體、進氣口、出氣口和集灰斗組成。含 塵氣 體在室體內緩慢流動，小粒借助自身重力作用被分離而捕集下來。為了提高沉降室的除塵效率，有的在室內加裝一些垂直擋板，其目的，一方面是為了改變氣流的運動方向，由于粉塵顆粒慣性較大，不能隨同氣體一起改變方向，撞到擋板上，失去繼續(xù)飛揚的動能，沉降到

6、下面的 集灰斗中；另一方面是為了延長 粉塵的通行路程，使它在重力作用下逐漸沉降下來。有的采用百葉窗形式代替擋環(huán)境工程原理板，效果更好；有的還將垂直擋板改為“人"字形 擋板，使氣體產生一些小股渦旋，塵粒受到離心力作用，與氣 體分開，并碰到室壁上和擋板上，使之沉降下來。對裝有擋板的沉降室，氣流速度可以提高到 68m/s。多段降塵室設有多個室段，這樣相對地降低了塵粒的沉降高度。沉降室的技術性能可按下述原則進行判定：沉降室內被處理氣體速度(基本流速)越低，越有利于輔集細小的塵粒，但裝置相對龐大；基本流速一定時，沉降室的縱深越長，則除塵效率也就越高，但不宜延長至10m以上；在氣體入口處裝設整流

7、板，在沉降室內裝設擋板，使沉降室內氣流均勻化，增加慣性碰撞效應，有利于除塵效率的提高。綜上所述.通?；玖魉龠x定為12m/s,實用的捕集粉塵粒徑為40仙m以上，壓 力損失比較小，當氣流溫度為 250300C,氣體在沉降室人口和出口處 的流速為 1216m/s沉降總阻力損失為100120Pa沉降室在許多情況下作為多 級除塵器使 用3 .實際性能和測試沉降式的實際性能幾乎從不進行實驗測量或測試，在最好的情況下，這種裝置也只能作為氣體的初級凈化，除去最大和最重的顆粒。沉降室的除塵效率約為 4070%僅用于分離d>50p m的塵粒。穿過沉降室的顆粒物必須用其它的裝置繼 續(xù)捕集。優(yōu)點：結構簡單、投

8、資少、易維護管理、壓損小(50- 130Pca)o 缺點：占地面積大、除塵效率低。4 .重力沉降室的應用降塵室是最簡單的收塵設備，它用于回轉窯或烘干機等尾部。煙氣進入降塵 室后由于截面積擴大，速度降低，大顆粒粉塵由于沉降速度高，在煙氣未流出降 塵室前就已降落到底，由降塵室底部貯灰斗收集，未沉降下來的粉塵隨煙氣帶出。細小顆粒由于沉降速度小，在降塵室內一般是收不下來的。所以降塵室往往 是直接安裝在窯爐等熱工設備后面作為初步凈化用，為下一級收塵設備創(chuàng)造有利5環(huán)境工程原理條件。它的效率一般只有 30%左右。為了提高降塵室的效率，有時在降塵室內 安裝上下交替的垂直擋板，利用慣性作用以提高收塵效率。五、工

9、藝計算1、設計降塵室的尺寸沉降室的長、寬、高分別為1、b、H,假設沉降室的長為3m,寬和高為1m, 氣體密度為 0.6kg/m3,礦石密度為 4500kg/m3,黏度為3X 10-5N - s/m2,氣 體流量：3500m3/ho2、沉降時間和(最小粒徑時)的沉降速度若要使沉降速度為u t的塵粒從氣流中分離出來，則氣體通過沉降室的時間9應大于或等于塵粒從室頂沉降到室底所需的時間8t,則：氣體通過降塵室的時間為：顆粒從室頂沉降到室底所需的時間為:H/ut故顆粒能沉降而分離出的條件是:"8 t 或 l/u>H/ut依據降塵室的生產能力，氣體在降塵室內的水平通過速度為:u = q v

10、 /Hb綜上整理可得：q < blut所以，在該降塵室內能完全分離出來的最小顆粒的沉降速度為：ut=q,/bl = 3500/3 + 3600= 0.32( m/s)假設沉降在滯流區(qū)，則可由斯托克斯公式求得最小顆粒直徑 ?d=ut18p/( psp)g= 0.32X 18X3X10 5/ ( 4500-0.6)X 9.81= 62.5X 106 ( m ) =62.5 ( m)環(huán)境工程原理核算沉降流型Re= dp ut/ a =62.5X 10- 6X0.32X0.6/3X10-5 = 0.4<1原設沉降在滯流區(qū)成立，求得的 d有效。3、顆?；厥瞻俜致食两凳覂鹊臍饬魉俣纫话銥?0.

11、3-0.5m/s,壓力損失為50-130Pa,可除去40小 以 上的塵粒。假設顆粒在爐氣中是均勻分布的，則該尺寸顆粒被分離下來的百分率可 由顆粒在降塵室內的沉降高度與降塵室高度之比確定。直徑為 40 m的顆粒的沉 降必在滯流區(qū)，具沉降速度可用斯托克斯公式計算，即ut' =d2( p s p)g/18p=(40X 10-6)X ( 4500- 0.6)X 9.81/18X 3X 10 - 5= 0.1308( m/s)氣體通過降塵室的時間為9 =H/ut= 1/0.32= 3.125( s)直徑為40仙m的顆粒在8s時間內的沉降高度為H' =ut' 8 =0.1308X

12、3.125=0.409( m)則回收率為H' / H = 0.409/1X 100% = 40.9%由于各尺寸的顆粒在降塵室內停留的時間均相同，故40仙m的顆?；厥章室嗫捎闷涑两邓俣萿t '與62.5 pm的顆粒沉降速度u之比確定，即ut' /ut=( d' /d)2= ( 40/62.5)2=41%4、降塵室的隔板數若降塵室內設置n層水平隔板，則多層降塵室的生產能力為q, 0 ( n+ 1)blut若要完全回收粒徑為40pm的顆粒，在原來降塵室內以需設置的隔板數為n = q,/blut 1 = 3500+ 3600/ ( 3X 1X0.1308) 1= 1.5環(huán)境工程原理取n = 2則隔板的間距為h=H/（n+1）=1/3=0.33六、總結降塵室，結構簡單，流動阻力小，但體積龐大，屬于低效率的設備，只適用于 分離粗顆粒（一般指顆粒直徑大于 50叩的顆粒），通常作為預除塵使用。多層降 塵室可分離較細的顆粒，且節(jié)省占地面積，但消灰比較麻煩。通過這次的大