机械式除尘器的选型和设计

机械式除尘器的选型和设计 机械式除尘器分为沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器三类。机械式除尘器效率低、阻力低、节省能源，在风量不大、除尘要求不高的场合可单独供用；在要求严格的场合，常作为高级除尘器的预除尘之用。 沉降室构造和设计要点 1、沉降室的构造和性能 水平气流沉降室的构造主要是由室体、进气口、出气口和集灰斗组成。含尘气体在室体内缓慢流动，小粒借助自身重力作用被分离而捕集下来。 为了提高沉降室的除尘效率，有的在室内加装一些垂直挡板，如图4-2所示。其目的，一方面是为了改变气流的运动方向，由于粉尘颗粒惯性较大，不能随同气体一起改变方向，撞到挡板上，失去继续飞扬的动能，沉降到下面的集灰斗中；另一方面是为了延长粉尘的通行路程，使它在重力作用下逐渐沉降下来。有的采用百叶窗形式代替挡板，效果更好；有的还将垂直挡板改为“人”字形挡板，如图4-3所示，使气体产生一些小股涡旋，尘粒受到离心力作用，与气体分开，并碰到室壁上和挡板上，使之沉降下来。 对装有挡板的沉降室，气流速度可以提高到6～8m/s。 多段降尘室设有多个室段，这样相对地降低了尘粒的沉降高度。 沉降室的技术性能可按下述原则进行判定： ①沉降室内被处理气体速度(基本流速)越低，越有利于辅集细小的尘粒，但装置相对庞大； ②基本流速一定时，沉降室的纵深越长，则除尘效率也就越高，但不宜延长至10m以上； ③在气体入口处装设整流板，在沉降室内装设挡板，使沉降室内气流均匀化，增加惯性碰撞效应，有利于除尘效率的提高。 综上所述．通常基本流速选定为1～2m/s，实用的捕集粉尘粒径为40μm以上，压力损失比较小，当气流温度为250～300℃，气体在沉降室人口和出口处的流速为 12～16m/s 沉降总阻力损失为100～120Pa。沉降室在许多情况下作为多级除尘器使用。 2、沉降室设计计算 在实际沉降室设计中，通常用近似计算求得沉降室的主要结构尺寸。在近似计算中设烟气为水平均匀气流，并假设尘粒具有与烟气相同的速度。沉降室的结构尺寸就使烟尘通过沉降室长度 L 时的流速υ能使粒子借自身重力作用，按沉降速度叫下降到沉降室的底部(见下图)。为此，尘粒沉降到底部的时间应小于或等于烟气通过沉降室的时间。 设烟气通过沉降室的时间为 t ，则　t=L/υ 式中　　 L------沉降室长度，m； u-------烟气流速，m/s； 设尘粒沉降到底部的时间为ta ，则　ta ＝H/w 式中　　 H-------沉降室高度，m； w------尘粒沉降速度，m/s； 由于尘粒通过沉降室截面的流速并不均匀，按上式求得的沉降室尺寸必须适当放大其长度的宽度。在调整沉降室主要尺寸时应切实注意沉降室的工作物性，当烟气流速v越小时，越能捕集微细灰粒；沉降室高度 H 越小，长度 L 越长，则除尘效率越高；沉降室内的烟气流速越均匀，则除尘效果越好。 尘粒的沉降速度 w，可按下述说明近似地求得。设烟气中含有的尘粒为球形，粒往在1～100mm范围内，跟据斯托克司（Stokes）定律，尘粒在沉降时仅受到烟气的阻力。 式中　Fg--------尘粒的沉降力，N； Ds--------尘粒的当量直径，m； Pg--------尘粒的密度，kg/m3； Pl--------烟气的密度，kg/m3； g-------重力加速度，m/s2。 式中　F---------烟气的阻力，N； μ--------烟气黏度，Pa·s； w--------灰粒的沉降速度，m/s。 从公式可看出，当尘粒种类和直径以及烟气状态一定时，尘粒的沉降力Fg为一定值。在此情况下，灰粒由静止状态开始沉降时，由于沉降速度很小，所以当 F<fg 时，尘粒呈等加速度沉降过程中下降速度不断增加，则烟气阻力f不断增加；当达到fg＝f时，尘粒的下降速度不再增加，而以等速度不断沉降，此速度则称为尘粒的沉降速度。="" 将上式代人尘粒等速沉降的条件式="" fg＝f，则移项整理后则可得到沉降速度w="" g为：做等速沉降的尘料直径可由上式反推求得：="" 式中　ds-------托克司粒径。="" 在实际计算中有关参数还可按下述说明确定。="" (1)="" 尘牲的当量直径ds公式中尘粒是以球状粒子计算，但实际上尘粒为非球状粒子，故应按下式进行修正：="" 式中　d——形状不规则灰粒的粒径，m；="" ψ——形状修正系数，对于排烟中的尘粒可采用ψ＝0.65。="" (2)="" 尘粒的密度对于一般烟煤、无烟煤燃烧后生成的尘粒，pl＝1500～l="" 600kg="" m3，对于一般烟煤、无烟煤，pl＝2200～2300kg="" m3。="" 3、沉降室设计要点="" ①沉降室内烟气流速v，宜取0.4～1.0m="" s。="" ②沉降室尺寸以矮、宽、长的原则布置为宜，若机降室过高，其上部的尘粒沉降到底部时间较长，烟尘往往未降到底部就被烟气带走。流通截面确定后，宽度增加，高度就可以降低；加长沉降室，可以使尘粒充分机降。="" ③沉降室内可适当设置挡墙板，(采用水平隔板降低室高度形成多层沉降室)以提高除尘效果。="" ④除尘工程设计中有时不可能按计算尺寸确定结构，而是视具体布置考虑。="" ⑤沉降在沉降室内的灰尘宜设计安装排除装置。="" ⑥沉降室一般只能捕集大于40～50mm的尘粒，而且除尘效率较低，故沉降室一般仅在除尘要求不高或多级除尘的初级除尘(预除尘)等场合被采用。="" ⑦沉降室可以根据烟气量、空间位置和效率要求设计成不同的构造及外形。