大气污染控制工程设计说明书
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大气污染控制工程实习设计说明书学院:资源环境学院姓名:学号:2014011328旋风除尘器设计计算1、前言介绍:尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的,用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。
工业上已有100多年的历史。
特点:结构简单、占地面积小,投资低,操作维修方便,压力损失中等,动力消耗不大,可用于各种材料制造,能用于高温、高压及腐蚀性气体,并可回收干颗粒物。
优点:效率80%左右,捕集<5μm颗粒的效率不高,一般作预除尘用。
类型:除尘器的结构形式按进气方式可分为直入式、蜗壳式和轴向进入式;按气流组织分类有回流式、直流式、平流式和旋流式多种2、工作原理旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。
旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况:旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体,呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动,形成下降的外旋含尘气流,在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大于气体的尘粒甩向器壁,尘粒一旦与器壁接触,便失去惯性力而靠入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。
旋转下降的气流在到达圆锥体底部后.沿除尘器的轴心部位转而向上.形成上升的内旋气流,并由除尘器的排气管排出。
自进气口流人的另一小部分气流,则向旋风除尘器顶盖处流动,然后沿排气管外侧向下流动,当达到排气管下端时,即反转向上随上升的中心气流一同从诽气管排出,分散在其中的尘粒也随同被带走。
3、影响旋风器性能的因素⑴二次效应-被捕集粒子的重新进入气流在较小粒径区间内,理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集,实际效率高于理论效率;在较大粒径区间,粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起,实际效率低于理论效率;通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上,能有效地控制二次效应;临界入口速度。
⑵比例尺寸在相同的切向速度下,筒体直径愈小,离心力愈大,除尘效率愈高;筒体直径过小,粒子容易逃逸,效率下降;锥体适当加长,对提高除尘效率有利;排出管直径愈少分割直径愈小,即除尘效率愈高;直径太小,压力降增加,一般取排出管直径de=(0.6~0.8)D;特征长度-亚历山大公式:排气管的下部至气流下降的最低点的距离,旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l,筒体和锥体的总高度以不大于5倍的筒体直径为宜。
⑶运行系统的密闭性,尤其是除尘器下部的严密性:特别重要,运行中要特别注意。
在不漏风的情况下进行正常排灰(4)烟尘的物理性质气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度⑸操作变量提高烟气入口流速,旋风除尘器分割直径变小,除尘器性能改善;入口流速过大,已沉积的粒子有可能再次被吹起,重新卷入气流中,除尘效率下降;效率最高时的入口速度,一般在10-25m/s范围。
4、旋风除尘器的特点(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。
5、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型。
(1)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器的一种除尘器,阻力损失较小,特别对5以上的粉尘有较高的除尘效率。
(2)XLP/B型旋风除尘器对5以上的粉尘有较高的除尘效率,基本满足了颗粒物得处理要求。
(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。
六、工艺设计计算(一)已知条件:1、处理风量:8000m3过滤风速:1.0m/min/h2、空气温度:常温3、粉尘成分:SiO24、粉尘质量浓度:小于800g/m35、用途:砂轮机除尘6、选型方向:标准型旋风除尘器(二)、选用型号设进口速度20m/s,处理风量8000m3/h 故选择型号XLP/B-8.2进口速度20m/s,可处理风量8330 m3/h (三)、设计计算1、进口截面积A=Q/v1=8000/(20*60*60)=0.112、入口宽度b=√A/2=0.2357m=235.7mm3、入口高度h=√2A=0.4714m=471.4mm4、筒体直径D=3.33b=0.7849m=784.9mm5、排出管直径d e=0.6D=470.94mm6、筒体长度L=1.7D=1334.33mm7、椎体长度H=2.3D=1805.27mm8、排灰口直径d1=0.43D=337.507mm9、排气管插入深度s=h=471.4mm(四)、设计计算(选用型号XLP/B-8.2)根据“三、设计计算”选用型号XLP/B-8.2D=820mm压力损失:Δρ=1ξρv12=1150(根据《大气污染控制工程》参考得出)2ξρv12=1150反算,设计参数如下:根据D=820mm;Δρ=121、进口截面积v1≦18.29取v1=18m/sA=Q/v1 =0.1232、入口宽度b=D/3.33=246.25mm3、入口高度h=A/b =499.49mm取h=500mm3、筒体直径D=3.33b=820mm4、排出管直径d e=0.6D=492mm5、筒体长度L=1.7D=1394mm6、椎体长度H=2.3D=1886mm7、排灰口直径d1=0.43D=352.6mm8、排气管插入深度要求s>h;这里取s=600mms=600mm>h=500mm10、取v=18m/s时的压力损失标况下ρ1=1.293kg/m3换算得常温下ρ2=1.185kg/m3这里取ξ=5.8ξρv12=1113.43Pa<1450Pa Δρ1=1211、椎体角度θ=7°LFSF型袋式除尘器工艺设计1、项目概况在我国绝大多数城市中,粉尘是第一位的污染物,而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位,针对这题问题,我国最先应用的是静电除尘器,但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比,仍存在着较大的差距。
近十年来,袋式除尘器技术的发展很快,尤其是大型脉冲除尘器,加上新的滤料和新的脉冲阀的问世,使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证,更广泛的被用与发电行业。
袋式除尘器也称为过滤式除尘器,凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件,用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备,均可称为袋式除尘器。
袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。
2、袋式除尘器工作原理含尘烟气由进风口进入袋式除尘器,烟尘颗粒被机械地收集在滤袋上,过滤可发生在滤袋的纤维上,也可发生在附着在滤袋表层的灰层上,经滤袋及表层灰层过滤后的清洁烟气经排风口排入大气。
滤袋表层的灰可通过不同的清灰方式进行清除。
3、袋式除尘器的基本特点(1)除尘效率高,一般在99 %以上,,其出口烟气浓度可以达到50%以下,甚至达到10%。
(2)处理气体量范围大,可处理高浓度的含尘气体;(3)结构比较简单,操作维护方便;(4)在同样除尘效率下,其造价和运行费用低于电除尘器;(5)对粉尘特性不敏感,不受粉尘比电阻的影响。
4、系统设计部分(1)袋式除尘器选型,选择除尘器的原则:1.满足排放标准规定的排放要求;2.颗粒的物理性质对除尘器性能的影响;3.含尘浓度的大小;4.温度和其它物理化学性质对除尘器的影响和要求;5.粉尘的收集问题6.除尘器的位置、可利用空间等因素。
(2)确定除尘器的形式本设计选用的除尘器形式是逆喷式(分室)脉冲除尘器。
脉冲袋式除尘器是一种周期性地向滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋上积尘的袋式除尘器,主要优点为:处理风量大、除尘效率高。
选择的具体分析说明:①本设计要求的除尘效率>99%,由粒径分布表可知,93.6%的灰尘粒径大于5%,除尘效率可满足要求。
②高气布比的脉冲袋式除尘器比反吹风等低气布比的袋式除尘器高1.5~2倍,这样不仅减少了过滤面积,还减少了除尘设备的占地面积和设备费用。
③脉冲清灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节,清灰时气流速度较快,清灰效果好。
④一般袋式除尘器采用分室结构,并在设计中留有裕量,使除尘器可以轮换检修而不影响锅炉的运行。
采用分室结构的另一原因是锅炉的烟气量一般较大,不注意气流的分布往往会使气流分布不均,阻力上升快,清灰频率高,滤料容易破坏。
(3)袋式除尘器型号的确定常用的脉冲袋式除尘器型式有四种,按照脉冲喷吹方向与过滤气流的方向不同,脉冲袋式除尘器可分为逆喷式(MC 型)、顺喷式(LSB型)和对喷式(LDB型)三种,MC型中QMC 为气动、DMC为电动;按照滤袋形式的不同,又有扁带脉冲除尘器(BMC型)。
5、袋式除尘器设计计算㈠、已知条件1.设备参数。
(1)处理风体量:10800m3/min(2)处理气体温度:<130℃(3)入口含尘浓度:<2g/m3(4)出口含尘浓度:<0.05g/m3(5)各室间分量分布误差:<±5%(6)粉尘成分:(7)粉尘分散度(8)粉尘密度:1.161t/m32.除尘器规格(1)型式:负压、内滤、反吹清灰、下进风型(2)过滤风量:10800m3/min(3)过滤面积:10800m2(4)过滤风速:1.0m/min(5)设备阻力:<1960Pa(6)滤袋室数:10室(7)清灰周期:1-2h(8)本体内压:>8000Pa(9)漏风率:<2%3.设计计算采用的除尘器形式:逆气流反吹清灰采用的滤料:芳香族聚酰胺理由:1.粉尘的主要组成为:Fe2O3、C、SiO22.处理气体温度:<130℃3. 芳香族聚酰胺为耐高温滤料,制造工艺简单,造价低,同时除尘效率也很高,用芳香族聚酰胺除尘,除尘效率可达99.6%>97.5%,这满足要求。
清灰方式:逆气流除尘器的设计:1.确定滤袋尺寸:直径:d=0.3m高度:l=7m滤袋个数:2560个,每一室各256个布袋面积:16889m2,每一室约1689m2(考虑反吹洗时,某些滤袋可能不工作或出现故障,以及各室间分量分布误差和漏风率,所以设计时的布袋面积远大于理论上的布袋面积)单室布袋个数:16*16=256单室分成4组,布袋间隔0.07m,组间隔0.7m,组与外壳间隔0.7m单室边长:0.3*16+0.07*14+0.7*3=7.88m单室每天产灰体积:Vd=6*100*1080*(2-0.05)*10^-6/1.161=1.0884m3设清灰周期T1=100min反吹吸时间t1=20min一天工作时间为12个小时每天清灰次数n=6次灰斗安装损角取60度总灰体积:1.0884*100=10.884m3总灰质量:1.0884*1.161=12.636t上箱体高度:1m灰斗长边:3.94m灰斗短边:0.4m高:3.07m进气口气速取v=18m/s每间室的进气口面积:1080/4*600=0.25m2体积:v=17.6m3进气口边长:0.5m出气口边长:1m反吹吸口:1m6、除尘器的保温和防腐除尘器运行时,应保持除尘器内温度高于露点,一般应大于140℃~150℃,对壳体采取保温措施。