重力沉降室式除尘器.doc

重力沉降室　　　 1.粉尘重力沉降原理　 如图1所示为一水平气流重力沉降室，其基本结构是一根底部设有贮灰斗的长形管道。含尘气体在风机的作用下入沉降室，由于沉降室内气流通过的横截面积突然增大，含尘气体在沉降室内的流速将比输送管道内的流速小得多。开始时尽管尘粒和气流具有相同速度，但气流中质量和粒径较大的尘粒在重力场作用下，获得较大的沉降速度，经过一段时间之后，尘粒降落至室底，从气流中分离出来，从而除尘的目的。。　　 图1 简易重力沉降室的结构示意图　 2.重力沉降室的结构　 重力沉降室的结构一般可分为水平气流沉降室和垂直气流沉降室两种。如图所示，水平气流沉降室在实际运行时，都要在室内加设各种挡尘板，以提高除尘效率。根据实验测试，以采用人字形挡板和平行隔板结构形式的除尘效率较高，这是因为人字形挡板能使刚进入沉降室的气体很快扩散并均匀地充满整个沉降室，而平行隔板可减少沉降室的高度，使粉尘降落的时间减少，致使相同沉降室除尘效率一般比空沉降室提高15%左右。沉降室也可用喷嘴喷水来提高除尘效率，以电场锅炉烟尘为试样，在进口气速为0.538m/s时，其除尘效率为77.6%，增设喷水装置后除尘效率可达88.3%。　　　 　　 图6-1- 重力沉降室的结构形式 　　 上述简易结构的水平气流重力沉降室作为一种除尘设备，其效率较为有限，大多数沉降室只能除去粒径大于43μm尘粒。50 μm以上的粉尘。由于它除尘效率低、占地面积大，通风工程中应用较少。 　　　 图为霍华德(Howard)多盘式沉降室，其作用在于缩小沉降室的高度，使尘粒能较快地降落到沉降室的底部。沉降室分层越多除尘效果越好，但必须使各层隔板间气流分布均匀。同时，分层越多，清理积灰越困难。除了上述水平沉降室外，还经常采用沉降室。常见的垂直气流沉降室有3种结构形式屋顶式沉降室、，扩大烟管式沉降室、带有锥形导流器的扩大烟管式沉降室3.重力沉降室的设计计算　　　 除尘器的结构设计，一般是在已知处理流量、所需捕集尘粒粒径和密度的前提下，确定沉降室的结构尺寸，并计算所设计沉降室的除尘效率和阻力损失。设计模式有层流式和湍流式两种，目前大多采用层流模式。　 (1)沉降室结构尺寸的确定　 层流模式假定在沉降室内为柱塞流，流速为，流动保持在层流范围内，尘粒均匀地分布在气流中。尘粒的运动由两个分速度组成，一个是在气流流动方向尘粒和气流具有的相同的水平速度v；另一个是垂直于气流流动方向每个尘粒以其沉降速度独立沉降。同时如果忽略含尘气体的浮力而仅考虑重力和气体阻力的作用，则只要尘粒能在气流通过沉降室的时间内降至底部，就可以从气流中完全分离出来。气流通过沉降室的时间必须大于等于尘粒从沉降室顶部降至底部所需要的时间，这是沉降室设计和操作的基本原则，即　　　 ()　　　 式中 H —— 沉降室的高度，m；　　　 L —— 沉降室的长度，m。　　　 气体在沉降室内的水平流速为　　　 () (2)　　 式中 —— 沉降室的，m；　　 Q —— 含尘气体通过沉降室的流量，即沉降室的处理量，m3/s。　　 将式()代入式()中，整理得出　　 ()　 由此可见，沉降室的理论处理能力只与其宽度和长度有关，而与高度无关，因此应将沉降室设计成为扁平形。设计重力沉降室时，首先要用到含尘气体流速的临界值(即临界流速)，可由下式计算，　　　 () (4)　　　 式中 —— 流线系数，取10～20，值随尘粒直径减小而递增 —— 含尘气体的密度，kg/m3　　　g ——重力加速度，m/s2；　 dp —— 粉尘的粒径，m；　　　——粉尘的密度，kg/m3　　　含尘气体在沉降室断面上的流速为临界流速的0.5～0.75，一般在0.3～3m/s范围内选取；同时利用Stokes公式计算尘粒的沉降速度。然后根据所设计沉降室的处理能力Q，由下式近似确定其结构尺寸，　　 ()　 ()　 ()　 　　　(2)除尘效率η的计算　 从理论上讲，当沉降室的结构一定，沉降速度的尘粒都能沉降下来；当沉降速度时，对各种粒径尘粒的分级除尘效率可按下式求出，　 ()　　　 当沉降室的结构尺