韶关学院《大气污染控制工程》课程设计任务书化学与环境工程学院2011级环境工程专业题目旋风除尘器系统的设计起止日期：2014年5月21日至2014年5月28日学生姓名：学号：指导教师：梁凯教研室主任：年月日审查系主任：年月日批准设计题目（题目来自网络）设计要求：根据设计参数设计出使用的旋风除尘器。
目录1、前言 (5)1.1、工作原理 (5)1.2、影响旋风器性能的因素 (6)2、旋风除尘器的特点 (7)3、旋风除尘器型号选择 (7)4、选择XLP/B型旋风除尘器的理由 (7)5、工艺设计计算 (7)5.1、除尘效率 (7)5.2、压力损失 (7)5.3、其他部件的尺寸 (7)6、除尘效率计算及校核 (7)6.1、除尘效率计算 (7)6.2、除尘效率校核 (7)7、课程设计心得 (10)1、前言旋风除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。
旋风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1.1、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。
图11.2、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d e =（0.6～0.8）D ；特征长度（natural length ）-亚历山大公式：21/3e 2.3()D l d A 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 ⑷ 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。
2. 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。
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，基本满（2）XLP/B型旋风除尘器对5m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。
5、工艺设计计算以1Kg煤为基础：理论需氧量=55+15—1.562+0.156=68.594理论烟气量=55+（30+3.611）+0.156+68.594⨯3.78=348.052 实际烟气量=348.0520.2(68.594 4.78)413.628/mol kg +⨯⨯==9.265m ³/kg 烟尘浓度1ρ=15015%10002428.499.265⨯⨯=mg/m ³转化为标况烟尘浓度01101400101.3252428.493678.9527398n P T T P ρρ=⨯⨯=⨯⨯= mg/m 3二氧化硫浓度so2101000==1079.339.265ρ⨯ mg/m ³ 标况二氧化硫浓度01so201400101.3251079.331635.0927398P T T P ρρ=⨯⨯=⨯⨯=标 mg/m ³ 锅炉理论燃煤量25004000t 634.317/h 2102075%kg ⨯==⨯实际烟气量3=9.265634.317=5876.59m /h ⨯Q基本参数：实际烟气量Q=5876.59m 3/h ，烟气温度T=400K ，粉尘密度1ρ=2428.49g/m 3，粉尘真密度P ρ=1960kg/m 3，400K 时空气粘度μ=2.4⨯10-5Pa ﹒s,经除尘装置后粉尘排放浓度2ρ=200mg/m 3，压力损失不大于2000Pa 。
当选用XLP/B 型旋风除尘器时，其局部阻力系数=ξ 5.8。
取进口气速1v =20m/s5.1、根据上述数据，本设计要求达到的除尘效率为η：2n 2001194.56%3678.95ρρ-=-= 5.2、根据假设进口气速1v =20m/s ，计算压力损失∆P ：∆P =221v ρξ=5.8⨯1.420202⨯⨯=1624Pa ﹤2000Pa 符合设计要求5.3、旋风除尘器其他部件的尺寸：①进口截面积A : 15876.590.0816360020Q A v ===⨯m 2②入口宽度b :0.202b ===m=202mm ③入口高度h :0.404h ===m=404mm ④筒体直径D : 3.33 3.33202672.66D b ==⨯=mm参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径D 修正为670mm ⑤排出筒直径e d : 0.60.6670402e d D ==⨯=mm ⑥筒体长度L : 1.7 1.76701139L D ==⨯=mm ⑦椎体长度H : 2.3 2.36701541H D ==⨯=mm ⑧灰口直径1d : 10.430.43670288d D ==⨯=mm则将各部件尺寸整理如下表：6、除尘效率计算及校核6.1、除尘效率计算（1）根据旋风除尘器的特征长度l ，得出交界圆柱面的高度0h ：1/31/32200.6702.3 2.30.402 1.630.0816e D h l d m A ⎛⎫⎛⎫===⨯⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭（2）由交界圆柱面直径00.70.7402281.40.2814e d d mm m ==⨯==得00.1407r m =∴平均径向速度005876.951.13/236002 3.140.1407 1.63r Qv m s r h π===⨯⨯⨯⨯（3）漩涡指数n ：()0.30.30.140.14400110.67110.670.670.59283283T n D ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=--=--⨯=⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦（4）气流在交界面上的切向速度0T v :0.59100.6702033.37/0.2814nT D v v m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（5）分割直径c d ：65.6110c d m -===⨯=5.61m μ （6）分级效率i η： ()()22/1/c Pi c Pi i d d d d +=η各分级除尘效率计算结果如下图：（7）总除尘效率η：∑==ii i g ηη72.46%6.2、除尘效率校核因为总除尘效率=η72.46%<94.56%,不能达到排放要求7、课程设计心得备注：因为时间和本人能力有限，可能存在一些错误，请老师给予批评与更正。