课程设计—大气污染控制工程

第1页共12页目录1设计背景.....................................................................................................................................21.1除尘设计的有关标准......................................................................................................21.1.1环境空气质量标准（GB3095-1996）环境空气质量分类和分级....................21.2旋风除尘器简介..............................................................................................................31.3旋风除尘器工作原理......................................................................................................41.4旋风除尘器中的流场......................................................................................................51.4.1切向速度...............................................................................................................51.4.2径向速度...............................................................................................................51.5离心分离理论..................................................................................................................61.5.1转圈理论(沉降分离理论)....................................................................................61.5.2筛分理论(平衡轨道理论)....................................................................................61.5.3边界层分离理论...................................................................................................72设计计算部分.............................................................................................................................72.1单个旋风除尘器的选择计算..........................................................................................72.1.1工作状况下的气体流量.......................................................................................72.1.2除尘器型号的选择与相关参数计算（参见书本P177表6—3）....................72.1.3求dC（分割直径）..............................................................................................82.1.4计算压力损失.......................................................................................................92.1.5分级除尘效率.......................................................................................................92.1.6总除尘效率...........................................................................................................92.2两个旋风除尘器并联......................................................................................................92.2.1工作状态下的气体流量.......................................................................................92.2.2除尘器型号的选择与相关参数计算（参见书本P177表6—3）..................102.2.3求dC（分割直径）............................................................................................102.2.4计算压力损失.....................................................................................................112.2.5分级除尘效率.....................................................................................................112.2.6总除尘效率.........................................................................................................113设计总结...................................................................................................................................11参考文献.........................................................................................................................................12第2页共12页回转窑石膏粉尘旋风除尘器工艺设计[摘要]：旋风除尘器广泛地应用于各个行业除尘系统中，本设计针对旋风除尘器的结构及工作原理，分析影响旋风除尘器压力损失的因素，介绍了旋风除尘器内部流场和除尘机理。针对旋风除尘器除尘效率问题进行了分析，总结了现有改进方案，指出存在的不足，并结合前人的改进思路提出了新的改进方案，以提高旋风除尘器的分离效率，为进一步挖掘旋风除尘器的潜在性能开辟新的思路。简要地设计了一款旋风除尘器，并在学习中慢慢摸索。[关键词]：旋风除尘器压力损失分离效率改进方案1设计背景1.1除尘设计的有关标准1.1.1环境空气质量标准（GB3095-1996）环境空气质量分类和分级⑴一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。一类区执行空气质量一级标准。⑵二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。二类区执行空气质量二级标准。⑶三类区为特定工业区。三类区执行空气质量三级标准。1.1.2粉尘排放标准⑴大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）。在国家大气污染物综合排放标准中对粉尘的排放浓度和排放速率均有详细规定。⑵锅炉大气污染物排放标准（GWPB3-1999）。为了贯彻国家环境保护法和大气污染防治法，防止大气污染，国家制定了锅炉大气污染物排放标准。该标准按建成使用年限分为两个时段，Ⅰ时段为2000年12月31日前建成使用的锅炉；Ⅱ时段为2001年1月1日起建成使用的锅炉。⑶工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）。该标准规定了10类19中工业炉窑的烟（粉）尘浓度、烟气的黑度、6种有害污染物的最高允许排放浓度（或排放限值）和无组织排放烟（粉）尘的最高允第3页共12页许浓度。适用于除炼焦炉、焚烧炉、水泥厂以外适用固体、液体、气体燃料和电加热的工业炉窑的管理，以及工业炉窑建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。⑷火电厂大气污染物排放标准（GB13223-1996）。本标准规定了火电厂最高允许二氧化硫排放量、烟尘排放浓度和烟气的黑度。适用于单台出力在65t/h以上除层燃炉和抛煤机炉以外的火电厂锅炉与单台出力在65t/h以下的煤粉发电锅炉的火电厂的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。⑸炼焦炉大气污染物排放标准（GB16171-1996）。本标准分年限规定了机械化炼焦炉无组织排放的大气污染物最高允许排放浓度、吨产品污染物最高允许排放量。本标准分一、二、三级标准。分别与《GB3095-1996》的环境空气质量功能区相对应。自本标准实施之日起，禁止在《GB3095-1996》中的一类区新建、扩建机械化炼焦炉和非机械化炼焦炉；改建项目不得增加排污量。⑹水泥厂大气污染物排放标准（GB4915-1996）。本标准按年限和区域分别规定了水泥厂各个排放点大气污染物的排放限值及粉尘无组织排放控制限值。本标准分一、二、三级标准。分别与《GB3095-1996》的环境空气质量功能区相对应。本标准适用于水泥厂的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。1.2旋风除尘器简介自1886年摩尔斯第一台圆锥形旋风除尘器问世以来的百余年里，许多学者对其流场特性、结构、型式、尺寸比例的研究一直进行着。范登格南于1929—1939年对旋风除尘器气流型式的研究发现了旋风除尘器中存在的双蜗流。1953年特林丹画出了旋风除尘器内的流线。20世纪70年代西门子公司推出带二次风的旋流除尘器。1983年许宏庆在论文中提出旋风除尘器内径向速度分布呈现第4页共12页非轴对称性现象，研究出抑制湍流耗散的降阻技术。2001年浙江大学研究发现除尘器方腔内的流场偏离其几何中心，并呈中间为强旋流动和边壁附近为弱旋的准自由蜗区的特点。随着数学模型的完善和计算机仿真的引人，旋风除尘器的研究与设计将更为深人。虽然对旋风除尘器的运行机理做了大量的研究工作，但由于旋风除尘器内部流态复杂，准确地测定有关参数比较困难，因而牵今理论上仍不十分完善，捕集小于5nm尘粒的效率不高。旋风除尘器的优点是结构简单，造价便宜，体积小，无运动部件，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大；缺点是除尘效率不高，对于流量变化大的含尘气体性能较差。旋风