老技术回顾-沉降室构造和设计要点

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　　沉降室由于其技术落后、耗材多、效率低，投资与所得的经济效益不协调，在除尘工程中现在已经不常用到。但是老的技术我们不能扔掉，我们在这里来回顾一下吧。
1、沉降室的构造和性能
　　水平气流沉降室的构造主要是由室体、进气口、出气口和集灰斗组成。含尘气体在室体内缓慢流动，小粒借助自身重力作用被分离而捕集下来。
　　为了提高沉降室的除尘效率，有的在室内加装一些垂直挡板，如图4-2所示。其目的，一方面是为了改变气流的运动方向，由于粉尘颗粒惯性较大，不能随同气体一起改变方向，撞到挡板上，失去继续飞扬的动能，沉降到下面的集灰斗中；另一方面是为了延长粉尘的通行路程，使它在重力作用下逐渐沉降下来。有的采用百叶窗形式代替挡板，效果更好；有的还将垂直挡板改为“人”字形挡板，如图4-3所示，使气体产生一些小股涡旋，尘粒受到离心力作用，与气体分开，并碰到室壁上和挡板上，使之沉降下来。

　　对装有挡板的沉降室，气流速度可以提高到6～8m/s。
　　多段降尘室设有多个室段，这样相对地降低了尘粒的沉降高度。
　　沉降室的技术性能可按下述原则进行判定：
　　①沉降室内被处理气体速度(基本流速)越低，越有利于辅集细小的尘粒，但装置相对庞大；
　　②基本流速一定时，沉降室的纵深越长，则除尘效率也就越高，但不宜延长至10m以上；
　　③在气体入口处装设整流板，在沉降室内装设挡板，使沉降室内气流均匀化，增加惯性碰撞效应，有利于除尘效率的提高。
　　综上所述．通常基本流速选定为1～2m/s，实用的捕集粉尘粒径为40μm以上，压力损失比较小，当气流温度为250～300℃，气体在沉降室人口和出口处的流速为 12～16m/s 沉降总阻力损失为100～120Pa。沉降室在许多情况下作为多级除尘器使用。
2、沉降室设计计算
　　在实际沉降室设计中，通常用近似计算求得沉降室的主要结构尺寸。在近似计算中设烟气为水平均匀气流，并假设尘粒具有与烟气相同的速度。沉降室的结构尺寸就使烟尘通过沉降室长度 L 时的流速υ能使粒子借自身重力作用，按沉降速度叫下降到沉降室的底部(见下图)。为此，尘粒沉降到底部的时间应小于或等于烟气通过沉降室的时间。

　　设烟气通过沉降室的时间为 t ，则　t=L/υ
式中　　 L------沉降室长度，m；
　　　　 u-------烟气流速，m/s；
　　设尘粒沉降到底部的时间为t_a ，则　t_a ＝H/w
式中　　H-------沉降室高度，m；
　　　　w------尘粒沉降速度，m/s；
　　由于尘粒通过沉降室截面的流速并不均匀，按上式求得的沉降室尺寸必须适当放大其长度的宽度。在调整沉降室主要尺寸时应切实注意沉降室的工作物性，当烟气流速v越小时，越能捕集微细灰粒；沉降室高度 H 越小，长度 L 越长，则除尘效率越高；沉降室内的烟气流速越均匀，则除尘效果越好。
　　尘粒的沉降速度 w，可按下述说明近似地求得。设烟气中含有的尘粒为球形，粒往在1～100mm范围内，跟据斯托克司（Stokes）定律，尘粒在沉降时仅受到烟气的阻力。

式中　F_g--------尘粒的沉降力，N；
　　　D_s--------尘粒的当量直径，m；
　　　P_g--------尘粒的密度，kg/m³；
　　　P_l--------烟气的密度，kg/m³；
　　　g-------重力加速度，m/s²。

式中　F---------烟气的阻力，N；
　　　μ--------烟气黏度，Pa·s；
　　　w--------灰粒的沉降速度，m/s。
　　从公式可看出，当尘粒种类和直径以及烟气状态一定时，尘粒的沉降力F_g为一定值。在此情况下，灰粒由静止状态开始沉降时，由于沉降速度很小，所以当 F<F_g 时，尘粒呈等加速度沉降过程中下降速度不断增加，则烟气阻力F不断增加；当达到F_g＝F时，尘粒的下降速度不再增加，而以等速度不断沉降，此速度则称为尘粒的沉降速度。
　　将上式代人尘粒等速沉降的条件式 F_g＝F，则

　　移项整理后则可得到沉降速度w_g为：

　　做等速沉降的尘料直径可由上式反推求得：

式中　d_s-------托克司粒径。
　　在实际计算中有关参数还可按下述说明确定。
　　(1) 尘牲的当量直径d_s公式中尘粒是以球状粒子计算，但实际上尘粒为非球状粒子，故应按下式进行修正：

式中　d——形状不规则灰粒的粒径，m；
　　　ψ——形状修正系数，对于排烟中的尘粒可采用ψ＝0.65。
　　(2) 尘粒的密度对于一般烟煤、无烟煤燃烧后生成的尘粒，P_l＝1500～l 600kg/m³，对于一般烟煤、无烟煤，P_l＝2200～2300kg/m³。
3、沉降室设计要点
　　①沉降室内烟气流速v，宜取0.4～1.0m/s。
　　②沉降室尺寸以矮、宽、长的原则布置为宜，若机降室过高，其上部的尘粒沉降到底部时间较长，烟尘往往未降到底部就被烟气带走。流通截面确定后，宽度增加，高度就可以降低；加长沉降室，可以使尘粒充分机降。
　　③沉降室内可适当设置挡墙板，(采用水平隔板降低室高度形成多层沉降室)以提高除尘效果。
　　④除尘工程设计中有时不可能按计算尺寸确定结构，而是视具体布置考虑。
　　⑤沉降在沉降室内的灰尘宜设计安装排除装置。
　　⑥沉降室一般只能捕集大于40～50mm的尘粒，而且除尘效率较低，故沉降室一般仅在除尘要求不高或多级除尘的初级除尘(预除尘)等场合被采用。
　　⑦沉降室可以根据烟气量、空间位置和效率要求设计成不同的构造及外形。

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