完整word版,《大气污染控制工程》课程设计

2011-2012学年第一学期

广东环境保护工程职业学院

环境工程与土木工程系

《大气污染治理技术》

课

程

设

计

专业：班级：

姓名：学号：

组长：组号：

指导老师：日期：

广东环境保护工程职业学院2011-2012学年第一学期《大气污染治理技术》课程设计

目录

1. 设计题目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 2．旋风除尘器选型与简要说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

2.1 旋风除尘器的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

2.2 旋风除尘器的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

2.3 选择XLP/B型旋风除尘器的理由．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

3. 运行参数的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

4. 设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

5. 除尘效率计算及校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 5.1除尘效率计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

5.2除尘效率校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

6. 设计说明及参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

7. 附图

8结束语

2011-2012学年第一学期

1.设计题目：

某工厂一台锅炉，风量10000立方米∕小时，烟气温度150℃，粉尘浓度4.5克∕立方米，烟尘密度2000千克∕立方米，经测试，粉尘粒径分布如表1所示。要求经除尘装置后粉尘排放浓度为0.4克∕立方米，压力损失不大于1200Pa。

烟尘粒度分布

μ）平均粒径（mμ）质量百分数分布(﹪) 粒径范围（m

<5 3 7

5-10 7.5 12

10-30 20 20

30-60 45 31

60-80 70 18

>80 90 14 根据以上数据设计一旋风除尘器

广东环境保护工程职业学院2011-2012学年第一学期《大气污染治理技术》课程设计

2．旋风除尘器选型与简要说明

2.1 旋风除尘器的工作原理

旋风除尘器一般有带有一锥形的外圆筒，进气管，排气管，圆锥观和贮灰箱的排气阀组成。当含尘气流以一定的速度（一般在14～25m/s之间，最大不超过35m/s）由进气管进入旋风除尘器后，气流由直线运动变为圆周运动。由于受到外圆筒上盖及圆筒壁的限流，迫使气流作自上而下的旋转运动。旋转过程中产生较大的离心力，尘粒在离心力的作用下，被甩向外筒壁，失去惯性后在重力的作用下，落入贮灰箱中，与气体分离。而旋转下降的气流到达锥体时，因锥体收缩的影响，而向除尘器中心汇集，根据“旋转矩”不变理论，其切向速度不断升高，气流下降到一定程度时，开始方向上升，经排气管排出。

2.2 旋风除尘器的特点

现在的旋风除尘器具有结构简单；应用广泛；分离效率高可以有效地清除微粒；处理气体量大且阻力低；适用于高温和腐蚀性气体；运行费用低；应用广泛等优点。

2.3 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5μm以上的粉尘有较高的除尘效率。

（2）XLP/B型旋风除尘器对5μm以上的粉尘有较高的除尘效率，设计处理的延期平均粒径为5μm以上的颗粒占95%，基本满足了颗粒物的处理要求。

（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。

（4）XLP/B型在颗粒粒径大于5μm以上时其分级除尘效率大于87.8%

3．运行参数的选择与设计

根据相关资料及实际运行情况，本设计中烟气的入口速度取为19m/s。工程要求经除尘装置后粉尘排放浓度为0.4克∕立方米

4. 设计计算

基本参数：风量：Q=10000立方米∕小时，烟气温度T=423K，粉尘浓度4.5克∕立方米，烟尘密度2000千克∕立方米，压力损失不大于1200Pa，当选用XLP/B型旋风除尘器时，其局部阻力系数ξ=5.8。选择进口气速v

=19m/s。

1

（1） 根据上述数据你，本设计要求达到的除尘效率为η：

η= 1-（0.4/4.5）=91.1%

（2） 根据选取进口气速ｖ1 =18m/s ，计算压力损失ΔP ：

ΔP=1/2ξρ

v 12 =5.8×0.834×192×1/2 =873.11Pa ＜1200Pa （3） 旋风除尘器其他部件的尺寸：

① 进口截面积A ：A=Q/ v 1 =(10000/3600)÷19=0.146㎡ ② 入口宽度b ：b=

2/A =

2/146.0=0.27m

③ 入口高度h ：h= A 2=146.02 =0.54m ④ 筒体直径D ：D=3.33b=899.1mm

参考型号XLP/B-10的旋风除尘器，取D=1000mm ，则修正后的各部件尺寸如下表：

尺 寸 名 称 计算公式 尺寸 入口宽度b 0.3D 0.3m 入口面积A 2b 2

0.18m 2 入口高度h A 2

0.85m

排出筒直径d e 0.6D 0.6m

筒体长度L 1.7D 1.7m 锥体长度H 2.3D 2.3m 灰口直径 d 1

0.43D

0.43m

5. 除尘效率计算及校核 5.1除尘效率计算

（1）根据旋风除尘器的特征长度ι, ι=

32

3.2??? ???A e D d 得出交界圆柱面的高度h 0 h 0

=ι=

3

2

3.2??? ???A e D d =2.3×0.54×(1 2/0.18)1/3=2.45m (2)由交界圆柱面直径d 0=0.7d e =0.7×0.6=0.42m 得:r 0=0.21m ∴平均径向速度h r v

Q r

02π=

=10000/(2×3.14×0.21×2.45×3600)=0.86m/s

(3)漩涡指数n:

n=1-(1-0.67D 0.14)(T/283)0.3=1-(1-0.67×10.14)(423/283)0.3=0.63

（4）气流在交界面上的切向速度v r 0=v 1（D/d 0）n

=19×[1/0.42]0.63=32.82m/s

（5）分割直径d c （423K 时延期的黏度μ=2.4×10-5P a ·S ）

d c =v r v r p r 0182

ρμ=

=6×10-6=6μm

（6）分级效率i η：

2

2)(

1)(c

pi

c

pi

i d d d d +=

η

颗粒范围（μm ） 平均粒径pi d （μm ）

质量百分数分布i g （%）

分级效率

＜5 3 7 0.45 5-10 7.5 12 0.78 10-30 20 20 0.96 30-60 45 31 0.991 60-80

70

18

0.996

2 5 . .32.82. 2000 21

. 0 86 . 0 10 4 . 2 19 ?

? ? ? ? -

＞80 90 14 0.998

总除尘效率η总 ：

η总 =i i

i g ∑

η=0.45×7%+0.78×12%+0.96×20%+0.991×31%+0.996×18%+0.998×14%=94.3%

5.2除尘效率校核

根据已知条件，本设计要求达到的除尘效率为：

η=1-(ρ2/ρ1)=1-(0.4/4.5)=91.1%

η总 =94.3%>η,即设计的XLP/B-10型旋风除尘器符合要求。

6. 设计说明及参考文献

本次设计参考的书目有《大气污染控制工程（第三版）》郝志明、马广大、王书肖主编；《环保设备设计手册——大气污染控制设备》周永兴主编。 7. 附图（见打印版） 8.结束语

历时一个星期的大气污染课程设计就此结束。对我来说学到的不仅是那些知识，更多的是团队合作。它不仅仅让我们综合理论知识来运用到设计与创新，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所能发挥出的巨大潜能！

在做本次课程设计中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做大气污染控制课程设计，我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可循，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。

其次，在这次课程设计中，我们运用到了其他专业课知识，如：CAD 制图、word 的使用等。最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计之前，对整个工艺系统有一个全面的了解；在设计程序时，不能妄想一次就将整个设计做好，需要反复修改、不断改进是设计的必经之路；在设计课程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。

课程设计结束了，但从中学到的知识让我受益匪浅。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。