除尘设备设计计算

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

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

μ以上的粉尘有较分离器的一种除尘器，阻力损失较小，特别对5m

高的除尘效率。

μ以上的粉尘有较高的除尘效率，基（2）XLP/B型旋风除尘器对5m

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。

三、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%1000

2428.499.265

⨯⨯=mg/m ³

转化为标况烟尘浓度01101

400101.3252428.493678.9527398n P T T P ρρ=⨯⨯=⨯⨯= mg/m 3 二氧化硫浓度so2101000

=

=1079.339.265

ρ⨯ mg/m ³ 标况二氧化硫浓度01so201

400101.3251079.331635.0927398P T T P ρρ=⨯⨯=⨯⨯=标 mg/m ³

锅炉理论燃煤量25004000

t 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/s

（1根据上述数据，本设计要求达到的除尘效率为η：

2n 2001194.56%3678.95

ρρ-

=-= （2）根据假设进口气速1v =20m/s ，计算压力损失∆P ：

∆P =22

1

v ρξ=5.8⨯1.42020

2

⨯⨯=1624Pa ﹤2000Pa 符合设计要求 （3）旋风除尘器其他部件的尺寸：

①进口截面积A : 15876.590.0816360020

Q A v =

==⨯m 2

②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：

四、除尘效率计算及校核 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 ：

1/3

1/3

2200.6702.3 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005876.95

1.13/236002 3.140.1407 1.63

r Q v m s r h π===⨯⨯⨯⨯ （3）漩涡指数n ：

()0.3

0.3

0.14

0.14

400110.67110.670.67

0.59283283T n D ⎡⎤

⎡⎤

⎡⎤⎡⎤=--=--⨯=⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣

⎦⎣⎦

⎣⎦