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1、第6章 除塵裝置 主要內(nèi)容：機(jī)械除塵器電除塵器濕式除塵器過(guò)濾式除塵器除塵器的選擇與發(fā)展6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n工作原理w氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降w設(shè)計(jì)模式：層流式、湍流式6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n層流式w假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中w忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n層流式w沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣量為Q w氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間w在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離w該粒子的除塵效率0/LWHtL vQsscs0 u Lu LWHhutvQcssc0 ()ihu Lu LW
2、hHHv HQ0vsu6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n層流式w對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin chH2pps18dgu2pp 18即dgLWHHQminp18QdgWL6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n層流式w除塵效率：n求出對(duì)不同粒徑的分級(jí)除塵效率，從而得到總除塵效率n提高除塵效率的方法：n降低室內(nèi)氣流速度n增大沉降室長(zhǎng)度Ln降低沉降室高度：多層沉降室6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n層流式w多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù) 多層沉降室多層沉降室1.錐形閥；錐形閥；2.清灰孔；清灰孔；3.隔板隔板s(1)iu LW nQ6.1機(jī)械除塵
3、器重力沉降室n湍流式w湍流模式：假定沉降室中氣流處于湍流狀態(tài)，垂直于氣流方向的每個(gè)斷面上粒子完全混合w寬度為W、高度為H和長(zhǎng)度為dx的捕集元，假定氣體流過(guò)dx距離的時(shí)間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n湍流式w粒子在微元內(nèi)的停留時(shí)間w被去除的分?jǐn)?shù)w對(duì)上式積分得w邊界條件：w 得w因此，其分級(jí)除塵效率0sdd /d /tx vy upsp0ddd Nyu xNHv HCLvxuNosplnlnpp0ppL0 ; xNNxLNNspLp00exp()u LNNv Hpsp00s11 exp()1 exp() LiNu LNv Hu LWQ6.1機(jī)械除塵器重力
4、沉降室n亦有人提出完全混合模式n三種模式的分級(jí)效率均可用 歸一化1/2s0()uLvH重力沉降室歸一化的分級(jí)率曲線重力沉降室歸一化的分級(jí)率曲線a層流無(wú)混合層流無(wú)混合 b湍流垂直混合湍流垂直混合 c湍流完全混合湍流完全混合6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n設(shè)計(jì)步驟：w確定需要100%捕集的粒經(jīng)，并計(jì)算該粉塵的沉降速度vsw選取室內(nèi)氣流速度u，沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.22.0m/sw根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定寬度W（或高度H）w按下式計(jì)算沉降室的長(zhǎng)度L和寬度W（或高度H）HuQWuvHLs36006.1機(jī)械除塵器重力沉降室n例：設(shè)計(jì)鍋爐煙氣重力沉降室，已知煙氣量Q=2800m3/h，煙氣溫度150C，粉塵真密
5、度p=2100kg/m3。要求能夠100%去除dp30m的煙塵。w(150C下，空氣粘度=2.410-5Pas)6.1機(jī)械除塵器重力沉降室n優(yōu)點(diǎn)w結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單w投資少w壓力損失小（一般為50100Pa）w維修管理容易n缺點(diǎn)w體積大w效率低w僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子（ 50m以上）6.1機(jī)械除塵器慣性除塵器n工作原理：w沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離 w結(jié)構(gòu)形式：沖擊式、反轉(zhuǎn)式6.1機(jī)械除塵器慣性除塵器n結(jié)構(gòu)形式：w沖擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子w回轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細(xì)粒子沖擊式慣性除塵裝
6、置沖擊式慣性除塵裝置a單級(jí)型單級(jí)型 b多級(jí)型多級(jí)型反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a a 彎管型彎管型 b b 百葉窗型百葉窗型 c c 多層隔板型多層隔板型6.1機(jī)械除塵器慣性除塵器n應(yīng)用：w一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵w凈化效率不高，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集1020m以上的粗顆粒w壓力損失1001000Pa6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n工作原理：w利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置 w旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)w普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成 w氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外旋流w少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域 w旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底
7、部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)旋流 w氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度 6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n工作原理：w旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器：n旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器：n切向速度：w外渦旋的切向速度分布：反比于旋轉(zhuǎn)半徑的n次方w內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑，類似于剛體旋轉(zhuǎn)
8、w內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大 w交界圓柱面直徑d0=0.61.0(de)，de為排出管直徑 T.nV RconstT/ 角速度VRw6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器：n徑向速度 w假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過(guò)交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋w平均徑向速度n r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，m n軸向速度w外渦旋的軸向速度向下w內(nèi)渦旋的軸向速度向上w在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值 002hrQFQvr6.1機(jī)械除塵器壓力損失計(jì)算：n旋風(fēng)除塵器的壓力損失 n ：阻力系數(shù) n局部阻力系數(shù)旋風(fēng)除塵器型式旋風(fēng)除塵器型式CLT CLTA CLPA CLPB 5.3 6.5 8.0 5.82
9、21vp2e16Ad6.1機(jī)械除塵器壓力損失的影響因素：n相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變 n含塵濃度增高，壓力降明顯下降 n操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa 6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n除塵效率：w計(jì)算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ) w在交界面上塵粒的受力狀況：慣性離心力fc，向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力fd n若 fc fd ，顆粒移向外壁n若 fc fd ，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋n當(dāng) fc = fd時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為50% ，此時(shí)的塵粒粒徑即為分割粒徑或臨界粒徑dcp6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n除塵效率：w
10、令fc = fd時(shí)，得臨界粒徑：w臨界粒徑確定后，根據(jù)如下方法計(jì)算其他粒子的分級(jí)效率：n雷思-利希特模式：n經(jīng)驗(yàn)公式：)(182120mvrvdcprcp11)(6931. 0exp1nidcpdp22)/(1)/(dcpdpdcpdpi6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n分級(jí)效率曲線 ：二次效應(yīng)6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n影響除塵效率的主要因素：w二次效應(yīng)及其控制w入口流速vi的影響：nVi越大，除塵效率越高；但vi過(guò)大，導(dǎo)致除塵器的阻力急劇上升。一般控制在12-25m/s之間w除塵器結(jié)構(gòu)尺寸的影響：n細(xì)而長(zhǎng)的旋風(fēng)除塵器除塵效率高6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n影響除塵效率的主要因素：w除塵器下部的嚴(yán)密
11、性：在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰 鎖氣器鎖氣器 ( (a)a)雙翻板式雙翻板式 ( (b)b)回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式 6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n影響除塵效率的主要因素：w操作變量n提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善 n入口流速過(guò)大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降n效率最高時(shí)的入口速度0.5abba100()100QQ1.2p0.20112g( /)3030(m/s(1/)）b DvDb D6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式：w按進(jìn)氣方式分 n切向進(jìn)入式n軸向進(jìn)入式 a. 直入切向進(jìn)入式直入切向進(jìn)入式 b. 蝸殼切向進(jìn)入式蝸殼切向進(jìn)入式 c
12、. 軸向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式：w多管旋風(fēng)除塵器 回流式多管旋風(fēng)除塵器回流式多管旋風(fēng)除塵器 6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n結(jié)構(gòu)形式：w型號(hào)代號(hào)的意義： nC或X：除塵器nP-旁路式 L-離心式 T-筒式 K-擴(kuò)散式nAB-產(chǎn)品代號(hào)w常用旋風(fēng)除塵器 nCLTnCLT/AnCLPn擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器n組合式多管旋風(fēng)除塵器 w旋風(fēng)除塵器的并聯(lián)和串聯(lián)使用6.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n設(shè)計(jì)選型：w選擇除塵器的型式 n根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素 w根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為 1225 m/sw確定入口截面A，
13、入口寬度b和高度hw確定各部分幾何尺寸 pvi2ivQhbA36006.1機(jī)械除塵器旋風(fēng)除塵器n設(shè)計(jì)選型：也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則 w為防止粒子短路漏到出口管，hs，其中s為排氣管插人深度；w為避免過(guò)高的壓力損失，b（Dde）/2；w為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）3D；w為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角7o8o；w為獲得最大的除塵效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)例題： 已知煙氣處理量Q=5000m3/h，煙氣密度=1.2kg/ m3，允許壓力損失為900Pa。若選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器，試求其主要尺寸。解：由式（626） 根據(jù)表61，5.8 參考XLP/B品系列；取D=700mm，Pv2113290016.1m/s5.8 1.2 10v2150000.0863m36003600 16.1220.0863 0.42m/20.0863/20.208m3.333.33 0.208624m624mm0.QAvhAbADbe10.60.6700420mm1.71.77001190mm2.32.3 7001610mm0.430.43 700301mmdDLDHDdD
第06章 機(jī)械式除塵器
