旋风收尘器-课程设计

课程设计

课程名称：冶金设备基础课程设计

设计题目：年产8万吨铜的熔炼车间收尘器的选择与设计学院：冶金与能源工程学院

专业：冶金工程

年级：

学生姓名：

指导教师：

日期：

教务处制

课 程 设 计 任 务 书 冶金与能源工程 学院 冶 金 工 程 专业 级 学生姓名： 学号： 课程设计题目：年产8万吨铜的熔炼车间收尘器的选择与设计 课程设计主要内容：

(1) 查阅有关资料和参考图纸、准备设计需要的各种图书、资料和用具，拟定设计方案；

(2) 设备类型、指标选择与论证：根据任务书，结合国内外技术确定理想的设备类型，使用实际生产中可行、技术上比较先进的技术经济指标；

(3) 工作原理说明，包括适用条件和特点，标题四号宋体加粗，正文小四，行距

1.5行距；

(4) 设备计算，包括生产能力计算和尺寸计算；

(5) CAD 绘制一张2#图。

气流中所含尘粒的密度为20003/m g ,气体的流量为8000h m /3，温度为500℃,密度ρ为0.43kg/m3,粘度为3.6×10-5s a ⋅P ，拟采用标准型旋风分离器收尘，要求分离系数率不低于90%，已知相应的临界粒径不大于10m μ,并要求压强降不超过700a P ,试确定旋风分离器的尺寸和台数。

设 计 指 导 教 师 （签字）：

教学基层组织负责人（签字）：

年 月 日

一、设计方案的确定

有色冶炼厂内，烟气收尘主要是从火法冶炼过程产出的含尘烟气中分离回收烟尘，并进一步回收其中的有价元素。同时，也起到了保证后序生产正常进行和改善环境、减少污染等作用。收尘器设备的种类有多种多样，如：旋风收尘器、布袋收尘器、电收尘器、沉降收尘器等。

我们的本次设计拟采用标准型旋风收尘器。我们的设计要求是设计可以对含尘粒的密度为2000g/m3、温度为500℃、临界粒径不大于10um、密度ρ为0.43kg/m3的铜冶炼厂烟尘有很好收尘效果的收尘器，并且要求收尘器分离系数率不低于90%。旋风收尘器是最好的选择，旋风除尘器的优点是结构简单、造价便宜、性能稳定、体积小、操作维护方便、动能消耗不大、可用于高压气体收尘以及适用面宽，而且会随着烟尘密度大、烟气含尘量高，收尘效率也随之提高。旋风器适用于工业炉窑烟气除尘和工厂通风除尘；工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘干回收。高性能的旋风器对于输送、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以达到95%～98%，对于燃煤炉窑产笺烟尘除尘效率可以达到92%～95%。旋风器亦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。旋风器具有可以适宜和于高温高压含尘气体除尘的特点。因此，旋风收尘器非常适合我们设计的条件要求。

当然，要使旋风收尘器良好的性能得到体现，需要我们根据设计要求进行合理的设计。为达到设计目标，实现收尘器的处理能力达到要求，并且收尘率达到90%以上，拟采用多台旋风分离器组合来处理工厂烟气。旋风分离器有并联和串联两种基本组合方式。根据两者的特点，选用并联的方式更合适。

二、旋风收尘器的设计计算

设计要求：气流中所含尘粒的密度为20003/m kg ,气体的流量为8000h m /3，温度为500℃,密度ρ为0.433/m kg ,粘度为3.6×10-5Pa ·s ，拟采用标准型旋风分离器收尘，要求分离系数率不低于90%，已知相应的临界粒径不大于10m μ,并要求压强降不超过700a P ,试确定旋风分离器的尺寸和台数。

1、初算

（1）旋风分离器的最大进口速度i u 的计算。已知标准旋风分离器的阻力系数ζ=8.0，允许压强降∆P =700Pa 。根据流体阻力的计算公式22i u ρζ

=∆P ，可以推导出旋风分离器的最大进口速度i u ，即： s m i /17.2043

00.870022=⋅⨯⨯=∆P

=ζρμ （2）旋风风离器进口宽度b 的计算。根据旋风分离器临界粒径的计算公式： )

(9ρρπμ-=s i e c u N b d 式中 c d —临界粒径，m ；

i u —气体进口流速，m/s ；

e N —气流在旋风收尘器中的有效旋转圈数，一般为0.3~5.0圈，对标准旋风收尘器取5圈；

b —旋风收尘器进口宽度，m ；

s ρ—含尘颗粒的密度，kg/3m ；

ρ—气体的密度，kg/3m ；

μ—气体的黏度，a P ·s 。

按照要求的分离效率，临界粒径c d 不大于10um ，而气流回转圈数5=e N 圈，求

的旋风收尘器进口宽度b 为： m

d u N b c s i

e 195.0106.39)10()43.02000(17.2059)(52

52=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-=--πμ

ρρπ

（3）旋风收尘器筒体内径D 0的计算。 根据《冶金设备课程设计》教材中的表13-2所示的ЦH 型旋风收尘器的尺寸比例得知，旋风收尘器的通体内径D 0与进气管高度ɑ=0.66D 0的关系，即得ɑ=0.495m 。则一台旋风收尘器的处理量为：

s m abu Q i S /947.117.20195.0495.03'=⨯⨯==

在实际的工况条件下，含尘气体的总流量s Q 为：

s m t Q s /292.6273

50027336008000273273360080003=+⨯=+⨯= 因此，所需旋风收尘器的台数为：2.3947

.1292.6'===s s Q Q n 台 初算结果表明，满足处理量和压强降要求的旋风分离器为两台以上筒体内径0D 小于0.75m 的标准ЦH -15×4×650型旋风收尘器。因此，决定采用4台并联操作的旋风收尘器进行处理。

2、复算

（1）旋风收尘器设备的选取。 参照《重有色金属冶炼设计手册》中ЦH -15型收尘器尺寸及重量（四筒）表（见表13-4）及ЦH -15型收尘器处理能力表（见表13-5），本设计选型号为ЦH -15×4×650型的标准旋风收尘器。

（2）ЦH -15×4×650型的标准旋风收尘器的主要参数。其中以知：mm D 6500=，s m u i /1.19=时的处理量为18158h m /3。