ACAD实训(除尘器)指导书.doc

ACAD实训指导书 主编 钱惠国 参编 胡洪韬 苑安民 适用专业： 环境工程 上海应用技术学院 2006年5月 目 录 1. ACAD实训指导思想 2 2. 旋风除尘器的基本原理 2 3. 旋风除尘器的选用 3 4. 旋风除尘器的设计实例 4 5. 实训时间安排 6 6. 基本参考书目 6 7. 附图 7 ACAD实训指导书 ACAD实训指导思想 本次实训旨在帮助学生进一步掌握ACAD的基本命令和画图的基本步骤和方法。同时也让学生开始涉及本专业的一些基础知识，并为ACAD在本专业的应用打下基础。 旋风除尘器的基本原理 旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气—固分离装置。 旋风除尘器用于工业生产以来，已有百余年的历史。对于捕集、分离5~10μm以上的效率较高被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。 旋风除尘器有以下几个特点： （1）结构简单，机器无运动部件，不需要特殊的附属设备，占地面积小，制造、安装投资较少； （2）操作、维护简单，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低； （3）操作弹性较大，性能稳定，不受含气体的浓度、温度限制。对于粉尘的物理性质无特殊要求，同时可根据化工生产的不同要求，选用不同的材料制作，或内衬各种不同的耐磨、耐热材料，以提高使用寿命。 旋风除尘器，结构见图1。当含尘气流以12~25m/s速度由进气管进入旋风除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下，朝锥体流动。通常称此为外旋气流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大的气体的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器壁接触，便失去了惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。旋转向下的外旋气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“螺旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风除尘器中部，由下而上继续做螺旋形流动，即内螺旋气流。最后净化空气经排气管排出器外。一部分未被捕集的尘粒也由此逃失。 图1 旋风除尘器 1-排灰管； 2-圆锥体； 3-圆桶体； 4-进气管； 5-排气管； 6-顶盖 旋风除尘器的选用 旋风除尘器的性能包括有三个技术性能（处理量Q、压力损失△p及除尘效率?）和三个经济指标（基建投资和运转管理费、占地面积、使用寿命）。在评价及选择旋风除尘器时，需全面考虑这些因素。理想的旋风除尘器必须在技术上能满足工艺生产及环境保护对气体含尘的要求，在经济上是最合算的。在具体设计选型式时，要结合生产实际（气体含尘情况、粉尘的性质、粒度组成），参考国内外类似工厂的实践经验和先进技术，全面考虑，处理好三个技术性能指标的关系。例如，在含尘浓度较高的化工生产，诸如像流态化反应、气流输送等，对于回收昂贵的细颗粒催化剂或其他产品，只要动力允许，提高捕集效率?则是主要的。而对于分离颗粒较大的粗粉尘，就不需要采用高效旋风除尘器，以免带来较大的动能损耗。 旋风除尘器的设计实例 设计一台处理常温、常压含尘空气的旋风除尘器。 已知条件 处理气量Q：1300m3 空气密度ρ：1.29kg/m3 粉尘密度ρc：1960 空气黏度μ：1.8*10-5P.s 旋风除尘器进口尘浓cj：100g/m3（标） 旋风除尘器进口粉尘的粒级分布： 平均粒径d, μm 2 4 7.5 15 25 35 45 55 65 粒级分布f, % 3 11 17 27 12 9.5 7.5 6.4 6.6 设计步骤 １.确定旋风除尘器进口速度vj 根据推荐取 vj=18m/s 2.确定旋风除尘器的几何尺寸（图2） 图2 旋风除尘器的尺寸 （1）进口面积Fj Fj=a×b=1300/(3600×18)=0.02m2 取a=2b,则a=0.2m, b=0.1m （2）简体尺寸 简体直径D0:取b=0.25D0，则D0=4b=4×0.1=0.4m 简体长度h:取h=1.5D0=1.5×0.4=0.6m （3）锥体尺寸 锥体长度H-h：取H-h=2.0D0=2×0.4=0.8m 排灰口直径D2:取D2=0.25D0=0.25×0.4=0.1m （4）出口直径de与插入深度hc \ 出口直径de：de=(0.3～0.5)D0 插入深度hc：Hc=(0.3～0.75)D0 3.压力损失△p的计算 根据Shepherd-Lapple的压力损失计算公式 §=K·ab/de2 旋风除尘器实际为无叶片的标准切向进口，所以取K=16，则： §=16×0.2×0.1/(0.2)2=8