设计项目：旋风除尘器的设计
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一、设计题目
某工厂一台锅炉，风量10000立方米∕小时，烟气温度573℃，粉尘密度4.5克∕立方米，烟尘密度2000千克∕立方米，573K时空气粘度u=2.9*10-5pa经测试，粉尘粒径分布如表1所示。要求经除尘装置后粉尘排放浓度为0.8克∕立方米，压力损失ΔP不大于2000Pa,v=23m/s。
烟尘粒度分布
根据以上数据设计一旋风除尘器
二、选取旋风除尘器理由及选择的型号
1.其他除尘器的特点
（1）重力沉降室是使含尘气流中的尘粒借助重力作用自然沉降来达到净化气体的目的的装置。这种装置具有结构简单、造价低、施工容易（可以用砖砌或用钢板焊制）、维护管理方便、阻力小（一般50-150Pa）等优点，但由于它体积大，除尘效率低（一般只有40%-50%），适于捕集大于μ粉尘粒子，故一般只用于多级除尘系统中的第一级除尘。
50m
（2）惯性除尘器是利用尘粒在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将尘粒从含尘气体中分离出来的设备。这种除尘器结构简单、阻力较小、但除尘效率较低，一般常用于一级除尘。惯性除尘器用于净化密度和粒
μ以上的粗尘粒）的金属或矿物性粉尘，具有较高径较大（捕集10-20m
的除尘效率。对于黏结性和纤维性粉尘，因其易堵塞，故不宜采用。（3）电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，是尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒趁机在集尘板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。其与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，因此具有耗能小、气流阻力小的特点。其主要优点有压力损失小、处理烟气量大、耗能低、对粉尘具有很高的捕集效率和可在高温或强腐蚀性气体下操作。但其缺点为一次性投资大、安装精度要求高和需要调节比电阻。
（4）湿式除尘器是使含尘气体与液体密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。它具有结构简单、造价低、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能处理高温、
高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀以及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。
（5）过滤式除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。虽然其除尘效率一般可达99%以上，且效率高、性能稳定可靠、操作简单，但其不能在“结露”状态下工作、电除尘相比阻力损失稍大、当烟气中硫氧化物、氮氧化合物浓度很高时，除FE滤料外，其他化纤合成纤维滤料均会被腐蚀损坏，布袋寿命缩短、不适于在高温状态下运行工作，当烟气中粉尘含水分重量超过25%以上时，粉尘易粘袋堵袋，造成布袋清灰困难、阻力升高，过早失效损坏。
2. 旋风除尘器的特点及选择旋风除尘器的原因
（1）旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便以及适用面宽的优点。适用于工业炉窑烟气除尘和工业通风除尘；工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘干回收。（2）旋风除尘器的除尘效率一般达85%左右，高效的旋风除尘器对于输送、破碎、卸料、包装、清扫等工业生产过程产生的含尘气体除尘效率可达95%-98%，对于燃煤炉窑产生烟气的除尘效率可以达到92%-95%。（3）旋风除尘器捕集<5μm颗粒的效率不高，一般可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，与其他类型高效除尘器合用。可用于10μm以上颗粒的去除，符合此题的题设条件。
（4）粘性大的粉尘容易粘结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；比电阻
过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘不宜采用湿法除尘。本题为锅炉排烟，锅炉排烟的特点是烟气流量大，而且烟气流量变化也很大，选取旋风除尘器是适当的。
（5）旋风除尘器适宜于高温高压含尘气体的除尘。综合气体的含尘浓度、烟气温度和其他性质以及收集粉尘的处理、运行费用等多项因素，可选用旋风除尘器。
3.旋风除尘器型号选择
本设计选择旋风除尘器的型号为XLP/B-8.2型。
4.选择XLP/B型旋风除尘器的理由
（1）XLP/B型旋风除尘器是在一般旋风除尘器的基础上增设旁路式分离
μ以上的粉尘有较高的除尘器的一种除尘器，阻力损失较小，特别对5m
效率。
μ以上的粉尘有较高的除尘效率，设计处（2）XLP/B型旋风除尘器对5m
μ以上的颗粒占95%，基本满足了颗粒物得处理理的烟气平均粒径为5m
要求。
（3）XLP/B型旋风除尘器一般压力损失在2000Pa以内，符合设计要求的压力损失。
μ以上时其分级除尘效率大于87.8%。（4）XLP/B型在颗粒粒径大于5m
三、设计计算
基本参数：风量Q=10000m3/h，烟气温度T=573K，粉尘密度
ρ=4.5g/m3，
1
烟尘真密度P ρ=2000g/m 3，573K 时空气粘度μ=2.9⨯10-5Pa ﹒s,经除尘装置后粉尘排放浓度2ρ=0.8g/m 3，压力损失∆P 不大于2000Pa 。当选用XLP/B 型旋风除尘器时，其局部阻力系数=ξ 5.8。假设进口气速v=23m/s 。 （1根据上述数据，本设计要求达到的除尘效率为η：
η=1-1
2ρρ=1-5.48
.0=0.822=82.2%
（2）573K 时的烟气密度ρ：
ρ=1.293⨯
573
273
=0.616kg/m 3 （3）根据假设进口气速v=23m/s ，计算压力损失∆P ：
∆P =22
1
v ρξ=5.8⨯2
23
616.02⨯=945.0Pa ﹤2000Pa 符合设计要求 （3）旋风除尘器其他部件的尺寸：
①进口截面积A : =⨯==
23
360010000
1v Q A 0.1208m 2 ②入口宽度b : ===2/1208.02/A b 0.246m=246mm ③入口高度h : =⨯==1208.022A h 0.492m=492mm ④筒体直径D : =⨯==24633.333.3b D 819mm
参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径D 修正为820mm ⑤排出筒直径e d : =⨯==8206.06.0D d e 492mm ⑥筒体长度L : =⨯==8207.17.1D L 1394mm ⑦椎体长度H : =⨯==8203.23.2D H 1886mm ⑧灰口直径1d : =⨯==82043.043.01D d 353mm 则将各部件尺寸整理如下表：
