除尘设备设计计算DOCWord文档下载推荐.docx
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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
分离器的一种除尘器，阻力损失较小，特别对5m以上的粉尘有较
高的除尘效率。
（2）XLP/B型旋风除尘器对5m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。
三、设计计算
以1Kg煤为基础：
成分
质量（g）
摩尔数（mol）
需氧量（mol）
C
660
55
H
60
30
15
O
50
1.562
S
5
0.156
水
65
3.611
N元素忽略不计
理论需氧量=55+15—1.562+0.156=68.594
理论烟气量=55+（30+3.611）+0.156+68.5943.78=348.052
实际烟气量=348.052
0.2
（68.594
4.78）
413.628mol/kg=9.265m3/kg
烟尘浓度1=15015%1000
2428.49
mg/m3
9.265
转化为标况烟尘浓度
n
1
T1
P0
400
101.325
3678.95
T0
P1
273
98
mg/m二氧化硫浓度
so2=10
1000=1079.33mg/m3
3
标况二氧化硫浓度
标
so2
1079.33
1635.09
锅炉理论燃煤量t
2500
4000
21020
634.317kg/h
实际烟气量Q=9.265
634.317=5876.59m3/h
基本参数：
实际烟气量Q=5876.59m/h，烟气温度T=400K，粉尘密度
，粉尘真密度
，400K时空气粘度
1=2428.49g/m
P=1960kg/m
-5Pa﹒s,经除尘装置后粉尘排放浓度
3，压力损
=2.410
2=200mg/m
失不大于2000Pa。
当选用XLP/B型旋风除尘器时，其局部阻力系数
5.8。
取进口气速v1=20m/s
（1根据上述数据，本设计要求达到的除尘效率为：
2
200
94.56%
n3678.95
（2）根据假设进口气速v1=20m/s，计算压力损失：
=
v12
1.420
20=1624Pa﹤2000Pa符合设计要求
=5.8
（3）旋风除尘器其他部件的尺寸：
①进口截面积A:
Q
5876.59
A
0.0816
m
v1
360020
②入口宽度b:
bA/20.0816/20.202m=202mm
③入口高度h:
h2A20.08160.404m=404mm
④筒体直径D:
D3.33b3.33202672.66mm
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de:
de0.6D0.6670402mm
⑥筒体长度L:
L1.7D1.76701139mm
⑦椎体长度H:
H2.3D2.36701541mm
⑧灰口直径d1:
d10.43D0.43670288mm
则将各部件尺寸整理如下表：
尺寸名称
计算公式
尺寸（mm）
入口宽度b
A/2
202
入口高度h
2A
404
筒体直径D
3.33b
672.66
参考型号XLP/B-8.2的旋风除尘器，将筒体直径
D修正为670mm
排出筒直径de
0.6D
402
筒体长度L
1.7D
1139
椎体长度H
2.3D
1541
灰口直径d1
0.43D
288
四、除尘效率计算及校核
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h0：
D2
1/3
0.6702
2.30.402
1.63m
h0l2.3de
（2）由交界圆柱面直径d0
0.7de
0.74022m8m1.40m得.2814
r00.1407m
5876.95
平均径向速度vr
3600
3.14
1.13m/s
2r0h0
0.14071.63
（）漩涡指数n：
n110.67D
0.3
0.670.670.14400
T
0.59
0.14
283
（4）气流在交界面上的切向速度vT0:
vT0v1
D
0.670
20
33.37m/s
d0
0.2814
（5）分割直径dc：
dc
18
vrr0
182.4105
1.13
0.1407
5.61106m=5.61m
Pv2T0
1960
33.372
（6）分级效率
i：
dPi/dc
i
各分级除尘效率计算结果如下图：
粒径范围
平均粒径dPi
质量频率分布
分级效率i
（m）
（m）
gi（﹪）
（%）
0-1
0.5
0.79
1-5
22.24
5-10
7.5
64.12
10-20
87.73
20-30
25
16
95.21
30-40
35
10
97.50
40-50
45
6
98.47
50-60
98.97
>
80
7
99.51
（7）总除尘效率
：
igi72.46%
2.除尘效率校核
因为总除尘效率72.46%<
94.56%,不能达到排放要求
3.影响除尘效率的因素
（1）入口风速由临界计算式知，入口风速增大，dc降低，因而除尘效率提高。
但是风速过大，压力损失也明显增大
（2）除尘器的结构尺寸其他条件相同，筒体直径愈小，尘粒所受的离心力愈大，除尘效率愈大。
筒体高度对除尘效率影响不明显，适当增大锥体长度，有利于提高除尘效率。
减小排气管直径，有利于提高除尘效率。
（3）粉尘粒径和密度大粒子离心力大，捕集效率高，粒子密度愈小，越难分离，本题中<
5m的粒子质量频率约25%，所以导致除尘效率变低，以至于达不到除尘标准。
（4）灰斗气密性若气密性不好，漏入空气，会把已经落入灰斗的粉尘重新带走，降低了除尘效率。
六、湿法脱硫除尘（石灰石/石灰法洗涤）
原理烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石/石灰浆液洗涤，二氧
化硫与浆液中的碱性物质发生化学反应，新鲜的石灰石/石灰不断加入脱硫液的循环回路，其中最关键的反应是钙离子的形成，因为二氧化硫正是通过这种钙离子与亚硫酸根化合而得以从溶液中除去。
这一关键的一步，也突出了石灰石和石灰系统的一个极为重要的区别，石
灰石系统中，Ca2的产生与氢离子浓度有关，而在石灰系统中，钙离
子的产生只与CaO的存在有关。
除PH外，影响SO2吸收效率的其他因素包括：
液气比，钙/硫比，气流速度，液浆的固含量、气体中SO2的浓度以及吸收塔结构等
石灰石/石灰烟气脱硫反应机理：
脱
硫石灰石石灰
剂
SO2（g）2H2OH2SO3
H2SO3
HSO3
主H
CaCO3
Ca2
HCO3
要
2H2O
CaCO32H2OH
反
H2CO3
应
H2OCO2
总
SO2
CaCO3
CaSO32H2OCO2
SO2（g）2H2OH2SO3
H2SO3H
CaO
H2O
Ca（OH）2
Ca（OH）2
Ca2
2OH
CaCO32H2OH
Ca
2H
SO2CaO2H2OCaSO32H2O
工艺流程图：
石灰石石膏法烟气脱硫除尘技术综合评价：
环境性能很好
工艺流程石灰浆制备要求较高，流程也复杂
工艺技术指标
脱硫率
95%，钙硫比
1：
1，利用率
90%
吸收剂获得
容易
脱硫副产品
脱硫渣为
CaSO4及少量烟尘，可以
综合利用，或送堆渣场
对锅炉和烟道的负面影响
腐蚀出口的烟囱
技术成熟度
商业化
脱硫成本
/元
吨
1000-1400
由上表知，石灰石石膏法烟气脱硫除尘效率可达到90%左右，然而设计要求烟气中二氧化硫排放浓度只需要达到二级标准，也就是说，
需要设计的除尘效率>
1so2=190044.96%因为44.96%<
90%,
标1635.09
所以符合设计要求。
而烟气中的粉尘，再通过湿法洗涤，几乎能够完
全去除，所以也能达到排放标准。
取脱硫效率为90%，则：
最终污染物排放（标况）浓度=1653.09*（1-90%）=165.31mg/m3，
假设
进出口烟气量相等，年排放量
165.31
8
300
109
2.3315t/年
旋风除尘器设计计算说明书
1、旋风除尘器简介
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
（1）气流的运动
普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成；
气流沿外壁由上
向下旋转运动：
外涡旋；
少量气体沿径向运动到中心区域；
旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：
内涡旋；
气流运动包括切向、轴向和径向：
切向速度、轴向速度和径向速度。
图1
（2）尘粒的运动：
切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁；
到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗；
上涡旋－气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出。
1.2影响旋风器性能的因素
（2）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。
（2）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（naturallength）-亚历山大公式：
l2.3de（D）1/3
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。
（3）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
（5）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、设计资料
（1）所处理的粉尘为某水泥干燥窑的排烟，主要成分为水泥粉尘；
（2）平均烟气量为2300m3/h，最大烟气量为3450m3/h
（3）烟气日变化系数K日＝1.5
（4）气温293K,大气压力为101325Pa
（5）烟气颗粒物特征：
粒径范围：
5～80m
中位径：
36.5
主要粒径频数分布：
粒径/um
5~25
25~3535~45
45~55
55~65
65~75
75~80
质量分数/%
22.75
24.6816.63
7.21
9.83
11.70
7.20
颗粒物浓度：
3000kg/m3
空气密度：
1.205kg/m3
空气粘度：
1.81×
10-5Pa﹒s
（6）作为后继处理的前处理器，要求颗粒物的总去除效率不低于90％。
压
力损失不高于2500Pa.
3、旋风除尘器的选型设计
3.1
旋风除尘器型号的选择
选用切向入口XCF型普通旋风除尘器，并根据拉普尔的标准尺寸比例
进行设计。
3.2
确定旋风除尘器的尺寸
设进口面积为A，取进口速度
=12m/s，因此：
Ahb
qv
3450
m2=0.08m2
12
h
2b；
则
根据拉普尔标准尺寸比例，取
①入口宽度b
b
（A/2）0.m2
②入口高度h
2b
0.4m
③筒体直径D
4b
0.8m
④排气管直径d
d
0.5D
=0.m4
⑤卸灰口直径dx
dx
0.25D
0m.2
⑥筒体长度l1
l1
2D
1.6m
⑦锥体长度l2
l2=2D
1.6m
⑧排气管长度l3
l3
0.625D
0.5m
3.3
选择旋风除尘器的前后连接管道
通风管选择：
选用材料为Q235
钢板，内径为300mm，壁厚2.0mm；
排气管的选择：
钢板，内径为300mm，壁厚1.5mm。
3.4
计算除尘效率
计算旋涡指数n：
n1（10.67D0.14）（T
）0.3
1（10.670.80.14）（293）0.3
0.646
取内外涡旋分界圆柱的直径d00.7d，故气流在交界面上的切向速度
为T0：
T0
（D）n
16（
0.8
）0.646m/s31.52m/s
do
0.70.4
h0
l1l2l3
（1.6
1.6
0.5）m2.7m
外涡旋气流的平均径向速度
vr为
vr
Qmax
3450/3600
m/s
0.40m/s
2r0h0
0.7
0.4/2
2.7
临界分割粒径dc为：
18vrr0
1.81105
0.40
0.70.4/2
（
）2
3000
31.522
pvto
2.47
106m
2.47m
（dc越小，说明除尘效率越高，性能越好
）
分级除尘效率的公式为
dpi
1.646
1exp
0.6931
exp
2.47106
（雷思—利希特模式）
分级除尘效率计算结果如下：
25~3535~4545~55
65~7575~80
分级去除效率/%
87.40
93.7096.3097.7098.50
99.00
99.30
总除尘率
=w1i
（0.227587.40.246893.70.166396.30.072197.70.098398.5
0.117099.00.072099.3）100%94.5%
3.5计算压力损失
压损系数：
=16A/d2
160.08/0.42
由于烟气密度约与空气密度相等，故有压力损失为P：
P=
1.205122
=694.08Pa
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