環(huán)境工程原理大型作業(yè)--重力沉降室的設(shè)計(jì)

1、湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)環(huán)境工程原理大型作業(yè)題目 ： 3000m3/h 重力降塵室的設(shè)計(jì)學(xué) 院： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)名稱： 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù) 學(xué) 號(hào)：201230310100學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 陶敏2013 年 12 月 15 日湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)目錄一、前言 3二、設(shè)計(jì)條件 4三、設(shè)計(jì)要求 4四、設(shè)計(jì)說明 41、重力降塵室的工作原理 42、重力降塵室的類型 53、實(shí)際性能和測試 5五、工藝計(jì)算 51、設(shè)計(jì)降塵室尺寸 52、沉降時(shí)間和沉降速度 53、顆?；厥瞻俜致?64、降塵室的隔板數(shù) 7六、總結(jié) 7七、參考文獻(xiàn) 7湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)一、前言 大型作業(yè)是環(huán)境工程原理課程的一個(gè)總

2、結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn) 用本門課程及有關(guān)選修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練。 在整個(gè)教 學(xué)計(jì)劃中，它也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用。大型作業(yè)不同于平時(shí)的作業(yè)， 在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生自己做出決策， 即自己確定方 案，選擇流程，查取資料，進(jìn)行過程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證和核 算，經(jīng)過反復(fù)的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。所以，大型作業(yè) 是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的有益實(shí)踐。通過大型作業(yè) ,學(xué)生應(yīng)該注重以下幾個(gè)能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)：1. 查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù) （包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場中搜 集）的能力；2. 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考

3、慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到 操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想， 在這種設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下去分析和 解決實(shí)際問題的能力；3. 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算的能力；4. 用簡潔的文字，清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)二、設(shè)計(jì)條件1、含塵氣體成分：爐氣和礦石；2、氣體密度： 0.6kg/m3；3、礦石密度： 4500kg/m3；4、黏度： 310 5N s/；5、氣體流量： 3000m3/h三、設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)方案確定(長寬高) ；2、礦塵顆粒沉降流型判斷；3、理論上能完全捕集的最小顆粒直徑；4、降塵室的隔板數(shù)；5、重力降塵室的工藝尺寸計(jì)算。四、設(shè)計(jì)說明1. 重力沉降室的工

4、作原理重力沉降室 是利用重力作用使塵粒從氣流中自然沉降的除塵裝置。 其機(jī)理為含 塵氣流進(jìn)入沉降室后， 由于擴(kuò)大了流動(dòng)截面積而使得氣流速度大大降低， 使較重顆 粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。 重力沉降室除塵效率的計(jì)算決定于描述氣流狀態(tài) 所作的假設(shè)， 其簡單模式是假定氣流處于塞式流動(dòng)狀態(tài)， 且塵粒在入口氣體中均勻 分布。實(shí)際沉降室內(nèi)包含有湍流、某程度的混合和柱塞式流動(dòng)的某些波動(dòng)。為縮短 塵粒必須降落的距離以提高除塵效率， 可在沉降室內(nèi)平行放置隔板， 構(gòu)成多層沉降 室。多層沉降室排灰較困難，難以使各層隔板間氣流均勻分布，處理高溫氣體時(shí)金 屬隔板容易翹曲。沉降室內(nèi)的氣流速度一般為 0.3-0.5m/s

5、，壓力損失為 50-130Pa， 可除去 40m 以上的塵粒。 除塵效率通?？刹捎霉?=ULW(n+1)/Q 計(jì)算， L，W 指沉降室的長和寬， N 是水平隔板數(shù)量。重力沉降室具有結(jié)構(gòu)簡單，投資少，壓力損失小的特點(diǎn)，維修管理較容易，而 且可以處理高溫氣體。但是體積大，效率相對(duì)低，一般只作為高效除塵裝置的預(yù)除 塵裝置，來除去較大和較重的粒子。湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)2. 重力沉降室的類型 重力沉降室可放置導(dǎo)流板，以改變氣流的方向，以產(chǎn)生慣性作用，也可利用魚 鱗板、百葉窗以產(chǎn)生慣性作用。有單層沉降室，有多層沉降式（平行的放置一些隔 板）。折流板式沉降室（垂直的折流板安裝在沉降室的頂部，慣性作用力會(huì)

6、 增強(qiáng)顆粒的重力作用。 當(dāng)氣流被繞過折流板底部的時(shí)候， 由于氣流路徑上這段彎曲 部分的慣性作用，顆粒被分離下來） 。3. 實(shí)際性能和測試 沉降室的實(shí)際性能幾乎從不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量或測試， 在最好的情況下， 這種裝置 也只能作為氣體的初級(jí)凈化，除去最大和最重的顆粒。沉降室的除塵效率約為 40 70%，僅用于分離 d50m 的塵粒。穿過沉降室的顆粒物必須用其它的裝置繼續(xù)捕集。五、工藝計(jì)算1、設(shè)計(jì)降塵室的尺寸 沉降室的長、寬、高分別為L、W、H，假設(shè)沉降室的長為 6m, 寬為 2m, 高為 4m， 氣體密度為 0.6kgm3，礦石密度為 4500kgm3, 黏度為 3105Ns 。2、沉降時(shí)間和沉降速度

7、氣體流量為 q氣體在沉降室內(nèi)的水平通過速度為 u, 要使沉降速度為Ut的塵粒在 沉降室內(nèi)全部去除， 氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間 應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到 灰斗的時(shí)間 t，則：氣體通過降塵室的時(shí)間為：Lu 顆粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間為： t Hut故顆粒能沉降而分離出的條件是：湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)t 或 L u Hut依據(jù)降塵室的生產(chǎn)能力，氣體在降塵室內(nèi)的水平通過速度為：uqHb綜上整理可得：qutbl所以，在降塵室內(nèi)能完全分離出來的最小顆粒的沉降速度為： ut q bl 3000 1236000.07 m s 假設(shè)沉降在滯流區(qū)，則可由斯托克斯公式求得最小顆粒直徑 du t18 sg?5 0

8、.0718310545000.69.81? 30106m30m核算沉降流型 65Redut301060.070.631050.0421原設(shè)沉降在滯流區(qū)成立，求得的 d 有效。3、顆?；厥瞻俜致?沉降室內(nèi)的氣流速度一般為 0.3-0.5m/s，壓力損失為 50-130Pa，可除去 20m以上 的塵粒。 假設(shè)顆粒在爐氣中是均勻分布的， 則該尺寸顆粒被分離下來的百分率可由 顆粒在降塵室內(nèi)的沉降高度與降塵室高度之比確定。直徑為20 m 的顆粒的沉降必在滯流區(qū)，其沉降速度可用斯托克斯公式計(jì)算，即ut d2s g 1820106245000.6 9.81183105 0.327 ms氣體通過降塵室的時(shí)間為

9、 Hut20.219.52s直徑為 40m的顆粒在 8s 時(shí)間內(nèi)的沉降高度為Hut0.3279.523.11m則回收率為湖北理工學(xué)院 大型作業(yè)HH3.11410077.75 由于各尺寸的顆粒在降塵室內(nèi)停留的時(shí)間均相同， 故 20m的顆?；厥章室嗫捎闷?沉降速度 ut 與 30m的顆粒沉降速度 u 之比確定，即ut ut d d2 2030266.674、降塵室的隔板數(shù)若降塵室內(nèi)設(shè)置 n 層水平隔板，則多層降塵室的生產(chǎn)能力為qn1bul若要完全回收粒徑為 20m的顆粒，在原來降塵室內(nèi) 需設(shè)置的隔板數(shù)為1nqbul130003600260.32712.124取 n 3隔板數(shù)跟顆粒的直徑有關(guān)，直徑越小，需要的隔板數(shù)越多。六、總結(jié) 重力沉降室具有結(jié)構(gòu)簡單，投資少，壓力損失小的特點(diǎn)，維修管理較容易，而 且可以處理高溫氣體。但是體積大，效率相對(duì)低，一般只作為高效除塵裝置的預(yù)除 塵裝置，來除去較大和較重的粒子。降塵室，結(jié)構(gòu)簡單，流動(dòng)阻力小，但體積龐大，屬于低效率的設(shè)備，只適用于 分離粗顆粒（一般指顆粒直徑大于 50m 的顆粒），通常作為預(yù)除塵使用。多層降 塵室可分離較細(xì)的顆粒，且節(jié)省占地面積，但清灰比較麻煩。大型作業(yè)是我們在校大學(xué)生必須經(jīng)過的一個(gè)過程， 通過大型作業(yè)的鍛煉， 可以 為我們即將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！七、參考