旋风除尘器特点注意事项尺寸及压力损失

 

目 录

一、概述

二、旋风除尘器的特点及选用注意事项

三、选择旋风除尘器各部分尺寸

1、流量与流速

2、其他尺寸

四、旋风除尘器压力损失和除尘效率的计算

1、压力损失计算

2、除尘效率计算

五、参考文献

一、概述

1、旋风除尘器的基本结构一般由进气口、筒体、锥体、排气 管及集尘箱等组成。根据含尘气流人口方式的不同，又可分为切流反转式及轴流式两种。

2、切流反转式旋风除尘器中含尘气流的运动轨迹。流体从进气管进入旋风筒后，由直线运动变为旋转运动，并在流体压力及筒体内壁形状影响下螺旋下行，朝锥体运动。含尘气体在旋转过程中产生离心力，使重度大于气体的粉尘颗粒克服气流阻力移向边壁。颗粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而在重力及旋转流体的带动下贴壁面向下滑落，最后从锥底排灰管排出旋风筒。旋转下降的气流到达锥体端部附近某一位置后，以同样的旋转方向在除尘器中由下折返向上，在下行气流内侧螺旋上行，最终连同一些未被分离的细小颗粒一同排出排气管。流体在旋风筒内的流线类似双螺旋线，通常将外侧螺旋下行的气流称为外旋流，将内侧螺旋上行的气流称为内旋流。

3、旋风除尘器以结构简单，操作方便受到顾客广泛应用，旋风除尘器本体结构包含圆筒体、圆锥体、灰斗、进气管、排气管，不包含其它配件，不像其它除尘器配件多、设备繁琐。旋风除尘器相较于其它类型除尘器结构简单，操作方便，运行稳定，初期投资费用少，维护维修费用少。

（注：参考《大气污染控制工程》 ，刘景良主编，中国轻工业出版社.2002）

二、旋风除尘器的特点及选用注意事项

1、根据含尘浓度、粒径分布、密度等特征及除尘要求、允许阻力和制造条件等全面分析，合理地选择旋风除尘器的类型。

2、拟定旋风除尘器的各项参数。

3、确定旋风除尘器的外形结构及相关尺寸安装位置。

4、旋风除尘器适用于分离气流中的固体和液体粒子，或者分离液体中的固体粒子。它适用清除于非黏性和非纤维性的粉尘，清除5μm以上的粒子效果好。旋风除尘器的特点性能稳定，但是也有很多因素会影响旋风除尘器的性能，比如:旋风除尘器的大小会影响它的性能，尤其是几何相似的除尘器，尺寸越小，除尘效率越高，对阻力没有明显的影响。

（注：参考《实用环境工程手册-大气污染控制工程 》,吴忠标主编,化学工业出版社.2001）

(1)入口风速：旋风除尘器的入口风速应该调整到合适的范围，在合适的范围内，风速越高，阻力越大，除尘效率越高。

(2)出口管径越小分离较小的尘粒效果越好。

(3)出、入口的面积比最好约为1—1.5，在此范围内除尘效率较高。

(4)对于反转排风型式和吸风工作方式，要求排尘口严格密封，否则会影响除尘效率。

(5)含尘气体温度影响粘性，温度增高，阻力降低，效率也降低。

(6)粉尘浓度越高，除尘效率越高；粉尘分散度越高，粉尘越细，效率越低。

5、XZT型长锥体旋风除尘器具有体积小、用料省、除尘效率高的优点，适用于捕集非黏性的金属、矿物、纤维性粉尘、刨花和木屑，特别对纤维性的棉尘除尘效率几乎100%。一般情况下除尘效率约90%。

6、本次设计的烟气流量为10000m³/h，相对于单个的XZT型除尘器来说较大，故选用两个XZT-9.0型的除尘器来并联使用，使单个的处理流量减小，计算后得到的除尘效率达到80%以上，满足设计的要求。

7、XZT型旋风除尘器有直径Φ390-900mm的六种规格，处理气量790-5700m³/h，设计的除尘器结构外形见CAD图纸。

（注：参考《实用环境工程手册-大气污染控制工程 》,吴忠标主编,化学工业出版社.2001/《大气污染控制工程》 ,赫吉明，马广大等编著，高等教育出版社.2002）

三、选择旋风除尘器各部分尺寸

根据《实用环境工程手册----大气污染控制工程 》旋风除尘器相关内容，再结合手中相关数据，选定XZT(CZT-9.0)型旋风除尘器,两个并联使用.查阅相关资料得到下列数据：

1、流量与流速

Q=10000m³/h，V=15m/s，温度T=100℃，粉尘密度ρp=1960Kg/㎥

2、其他尺寸

D

900mm

H

3396mm

T1

105.5mm

D1

450mm

H1

2560mm

T2

105.5mm

D2

272mm

H2

636mm

R

168.2mm

D3

315mm

A

630mm

E

537mm

D4

339mm

B

168mm

N1孔 Φ1

87mm

D5

493mm

L1

235mm

N2孔 Φ2

12孔 Φ8

D6

517mm

L2

697mm

N3孔 Φ3

8孔 Φ8

L3

450mm

8孔 Φ8

旋风除尘器质量=228Kg

（注：参考《实用环境工程手册-大气污染控制工程 》,吴忠标主编,化学工业出版社.2001）

四、旋风除尘器压力损失和除尘效率的计算

1、压力损失计算

压力损失计算。根据《实用环境工程手册----大气污染控制工程 》中相关数据，XCX型旋风除尘器（带减阻器）的压损系数，

ζ = 16A/de²=16×25÷18÷15÷0.45²=7.32

进口气体密度ρ=1.293×273/373kg/m³=0.94635kg/m³,则压力损失为：

ΔP=ζ×ρ×V1²/2=7.32×0.94635×15²/2=779.32Pa

2、除尘效率计算

根据课本中分级除尘效率公式以及总除尘效率公式，再结合查阅数据，取内外涡旋交界圆柱直径d0=0.7de；

涡流指数n=1-（1-0.67D^0.14）（T/283）^0.3

= 1-（1-0.67×0.9^0.14）×(373/283)^0.3

=0.62；

Vr=q/（2π×r0×h0）

=1.3889/（2π×0.7×0.45÷2×2.58）m/s=0.544m/s；

Vt0=V1×（D/0.7de）^n

=22×{0.9/（0.7×0.45）}^0.62

=28.7m/s；

由分割粒径计算公式：

De={18u×Vr×r0/（ρ×Vt0^2）}^0.5=4.4564μm

其他一些计算过程详情见附表（旋风除尘器除尘效率计算）。

最终算得除尘总效率84.12%＞80%，符合旋风除尘器设计要求。

（注：参考《大气污染控制工程》 ,赫吉明，马广大等编著，高等教育出版社.2002/《实用环境工程手册-大气污染控制工程 》,吴忠标主编,化学工业出版社.2001）

五、配套设施的选择

1、通风机的选择

风机是为废气（或空气）通过集气罩、管道、污染控制设备以及其他需要的设备（如废气冷却器等）提供所需的能量。因为本次设计是使用在排尘系统当中，故选用离心式风机径向叶片式，其常用于排尘系统再，结果简单。

选用型号Y100L2-4、转速500/(r/min)、流量13945/（m³/h）、全压377Pa、内效率86.7%、内功率1.68Kw、所需功率2.30Kw、功率4Kw

2、集灰斗

本次设计采用两个XZT-9.0型的除尘器并联使用，故在除尘器锥体下端采用集中式集灰，集灰斗尺寸：上端2719×1487×1100mm；下端为四棱锥台，底部2719×1487mm，高度1640mm；出灰口400×400mm

3、连接方式

本设计除尘器有三处连接，分别在进风口、排气筒和筒体交界处、锥体下端出风口，这三处均采用法兰连接，相关的尺寸见CAD图纸。而下端的集灰斗用四个承重柱支撑，承重柱之间采用两根钢架连接加固，详细尺寸见CAD图纸。

六、参考文献

1、《实用环境工程手册-大气污染控制工程 》,吴忠标主编,化学工业出版社.2001

2、《大气污染控制工程》 ,赫吉明，马广大等编著，高等教育出版社.2002

3、《城市大气有机污染》 ，梁丽明，彭林著，煤炭工业出版社.2000

4、《有害气体控制工程》 ，赵毅，李守信主编，化学工业出版社.2001

5、《大气污染控制工程》 ，刘景良主编，中国轻工业出版社.2002

6、《大气污染控制工程》 ，Noelde Nevers主编，清华大学出版社.2000