化工设备选型欲工艺设计第二章收尘设备

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1、化工设备选型与工艺设计第二章收尘设备第二章收尘设备§2.1收尘设备的用途与分类2.1.1收尘设备1气固分离将气体中悬浮的固体颗粒从气体分离的单元操作，就是气固分离，是化工生产和环境保护的重要单元操作。2收尘设备是一类从气体中收集、分离或除去固体颗粒的机械设备，它的理论基础是两相流体力学。3气固分离及其设备的分类①气固分离的分类按分离原理分：a.重力沉降b.惯性分离气固分离c.旋风分离d.静电除尘e.湿式洗涤f.过滤②气固分离设备的分类及性能a.重力沉降室b.惯性分离器气固分离设备c.旋风分离器d.布袋过滤器e.电除尘器f.湿式洗涤器18湖南科技大学化学化工学院应用化学系化工设

2、备选型与工艺设计第二章收尘设备其主要性能见表2-1。表2-1主要气固分离设备的性能③气固分离设备的选择a.选择气固分离方法的依据气体的处理量、粒子的大小及特性、允许的压力降及要求达到的分离效率。b.气固分离设备的选择依据要综合考虑多种因素。在分离效率确定以后，可根据设备、气流和颗粒的特性对不同的分离设备进行评定，对技术上可行的多种方案进行成本比较，确定设备。2.1.2颗粒的物理性质①密度真密度：不包括颗粒间空隙的单位体积内颗粒的质量；表观密度：呈自然扩散状态，包括颗粒间气体空隙在内的单位体积颗粒的质量。②磨损性颗粒对器壁的磨损性与气流速度的2~3次方成正比。③润湿性18湖南科

3、技大学化学化工学院应用化学系化工设备选型与工艺设计第二章收尘设备颗粒对液体的亲合程度取决于颗粒的性质、液体的表面张力、颗粒与液体间的粘附力及相对运动速度。各种湿式除尘器依靠颗粒的润湿性捕集粉尘。④粘附性颗粒附着在固体表面或彼此相互碰撞而凝聚的现象。⑤安息角颗粒堆成的自然倾斜角，一般为35~40o，设计时应是管道或料仓的倾斜角大于安息角。⑥荷电性颗粒在生成和处理过程中，都可能是颗粒带有一定量的电荷。⑦爆炸性某些颗粒在空气中达到一定浓度时，具有爆炸性。§2.2旋风分离器的设计2.2.1旋风分离器的构造与性能1旋风分离器的构造旋风分离器利用离心沉降原理从气流中分离出颗粒的设备，也就

4、是利用旋转气体流的离心力使尘粒从气流中分离出来。结构如图所示2-1所示，主体上部为圆筒形，下部为圆锥形。图2-1旋风分离器的结构简图18湖南科技大学化学化工学院应用化学系化工设备选型与工艺设计第二章收尘设备2分离过程含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入器中，因受器壁约束，旋转向下作螺旋流动，到圆锥部分，由于旋转半径缩小而切向速度增大，到圆锥的底部附近，转变为上升气流，最后由上部出口管排出。颗粒在旋转的气流中，由于离心力作用甩向筒壁集结成团，与气流分开，沿壁面落入锥底的灰斗而被排出。如图2-2所示。图2-2旋粉分离器的气流示意图3分类a.按气体流动状态分：a.直流式旋风分离器b

5、.回流式c.旋流式d.平旋式其流型与结构形式如图2-3所示。18湖南科技大学化学化工学院应用化学系化工设备选型与工艺设计第二章收尘设备图2-3旋风分离器的气流与结构形式b.按产品的标准化来分可分为标准型和非标准型两大类。一般旋风分离器都以圆筒直径D为基本参数，其他尺寸都与D成一定比例。（1）标准分离器，是指各部分尺寸与除尘器筒体的直径D比例是标准化的，即：筒体直径D筒体长度H1=2D锥体长度H2=2D进口高度h=D/2进口宽度B=D/4排气管直径D1=D/2灰尘出口直径D2=D/4S=D/8图2-4标准型旋风分离器18湖南科技大学化学化工学院应用化学系化工设备选型与工艺设计第

6、二章收尘设备（2）对于非标准的旋风分离器，各部分主要尺寸与标准型的不同，其相互比例关系如下：1)筒体直径筒体直径D愈小，除尘效率愈高，但一般不小于150mm，最大不宜超过1100mm，以免除尘效率下降太大，但大流量旋风除尘器筒体直径D有达到3.0m以上的，筒体高度一般取2D。2）入口尺寸以宽度B、高度h的矩形面入口，一般取h/B=2~4。3）排气筒圆筒形排气管D1愈小，除尘效率愈高，一般取D1=(0.4~0.6)D，且与除尘器筒体同心，其插入深度稍低于进气口底部，以防气流短流。4）锥体锥体高度H2增加，有利于降低除尘器阻力和提高除尘效率。当H2增加到3.2时，效率提高不明显。

7、因此，一般取H2为1~3D。5）排尘口排尘口直径D2过小时，易发生堵塞；过大时，灰斗中尘粒易被气流卷走。一般取D2为(1/3~1/2)D，并大于70mm。4主要优缺点①优点a.设备结构简单、紧凑；b.造价低、维修方便；c.占地面积小；d.能耐高温与高压;e.适于灰尘浓度高、高温、高压的含尘气体（常作为电除尘和袋式除尘器的前级除尘和保护装置）f.有效除去10μm以上的尘埃，除尘效率在80%以上;g.没有活动部件，可用多种材料制造，条件范围宽广。18湖南科技大学化学化工学院应用化学系化工设备选型与工艺设计第