旋风除尘器性能实验

环工综合实验 旋风除尘器性能实验 实验报告 环境科学与工程学院实验中心环境科学与工程学院实验中心 实验题目旋风除尘器性能实验实验类别综合 实 验 室实 验 时 间 实验环境温度 湿度 同组人数 一 实验目的 1 通过实验掌握旋风除尘器性能测定的主要内容和方法 并且对影响旋风 除尘器性能的主要因素有较全面的了解 同时掌握旋风除尘器入口风速与阻力 全效率之间的关系以及人口浓度对除尘器除尘效率的影响 2 进一步了解流量大小等因素对旋风除尘器效率的影响和熟悉除尘器的应 用条件 二 实验仪器及设备 实验设备 旋风除尘器 旋风除尘器性能测定实验装置 1 发尘装置 2 进气口 3 进气管 4 旋风除尘器 5 灰斗 6 排气管 实验仪器 电子微压计 电子称 滑石粉 实际实验装置照片 三 实验原理 旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来 的除尘装置 旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体 呈螺旋状由上向下向圆锥 体底部运动 形成下降的外旋含尘气流 在强烈旋转过程中所产生的离心力将 密度远远大于气体的尘粒甩向器壁 尘粒一旦与器壁接触 便失去惯性力而靠 入口速度的动量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗 旋转下降的气流在到达 圆锥体底部后 沿除尘器的轴心部位转而向上 形成上升的内旋气流 并由除 尘器的排气管排出 自进气口流人的另一小部分气流 则向旋风除尘器顶盖处 流动 然后沿排气管外侧向下流动 当达到排气管下端时 即反转向上随上升 的中心气流一同从排气管排出 分散在其中的尘粒也随同被带走 实验原理问答题 实验原理问答题 1 如何通过测定进风口静压值计算气体流量 p gh 1 2 v 2 C 答 式中 Ps 进口处气流平均静压 流量系数 0 99 空气密度 1 299g m3 A 阀管截面积 内径 经测量得进出口半径都为 15cm 222 0214 0165 0 44 mdA 2 如何求除尘效率 影响旋风除尘器除尘效率的主要因素有哪些 答 除尘效率计算方法为 影响旋风除尘器除尘效率的主要有二次效应 比例尺寸 烟尘的物理性 质 操作变量等因素 1 二次效应 在较小粒径区间内 理应逸出的粒子由于聚集或被较大 尘粒撞面而脱离气流获得捕集 实际效率高于理论效率 在较大粒径区间 实际效率低于理论效率 这是因为理论沉降如灰斗的尘粒却净化后的气流一 起排走 其主要为粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起 通过环状雾 化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上 能有效地控制二次效应 2 比例尺寸 高效旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例 这些 比例是基于广泛调查研究的结果 某个比例关系的变动 能影响旋风除尘器 的效率和压力损失 在相同的切向速度下筒体直径 D 愈小 粒子受到的惯性离心力愈大 除 尘效率愈高 但若筒体直径过小 粒子容易逃避 使效率下降 另外 锥体 适当加长 对提高除尘效率有利 除尘器分割直径的推导过程表明 排出管直径愈少分割直径愈小 除尘 效率愈高 但排出管直径太小 会导致压力降的增加 一般取排出管直径 de 0 4 0 65 D 除尘器下部的严密性也是影响除尘效率的一个重要因素 如果除尘器下部 不严密 漏入外部空气 会把正在落入灰斗的粉尘重新带走 使除尘效率显著 下降 3 烟尘性质 气体的密度和黏度 尘粒的大小和相对密度 烟气含尘浓 度等 4 操作变量 提高烟气入口流速 旋风除尘器分割直径变小 使除尘器 性能改善 若出口流速过大 已沉积的粒子有可能再次被吹起 重新卷入气流 中 导致除尘效率的下降 3 旋风除尘器的压力损失如何求 答 旋风除尘器的压力损失 P 是指含尘气体通过除尘器的阻力 是进出口 静压之差 是除尘器的重要性能之一 其值当然越小越好 因风机的功率几乎 与它成正比 除尘器的压力损失和管道 风罩等压力损失以及除尘器的气体流 量为选择风机的依据 其值与其结构和运行条件有关 理论计算困难的 主要 靠实验确定 实验表明 旋风除尘器的压力损失 p 一般与气体入口速度的平方成正比 即 P pa 2 1 1 2 式中 气体的密度 kg m3 气体入口速度 m s1 局部阻力系数 四 实验步骤 随机选取三个流量 大 中 小 运行旋风除尘器 分别测进风口和出风 口的静压 然后在进风口 3 分钟内均匀送入 500 克滑石粉 停机称量灰斗中收 集的滑石粉的质量 M1 计算该除尘装置的除尘效率 1 测除尘效率 2 气流量的测定 静压法 式中 Ps 进口处气流平均静压 流量系数 0 99 空气密度 1 299g m3 A 阀管截面积 内径 3 压力损失的测定 P P 进口全压 P 出口全压 因为进出风管面积相等 所以进出口动压相等 所以 P P 进口静压 P 出口静压 注意事项 1 实验前注意进风管道和旋风除尘器内部不要有粉尘残留 2 发尘要尽量均匀 3 发尘完毕后 主要将旋风除尘器内部器壁上残留粉尘敲击震落灰斗中 五 实验记录及原始数据 进口直径 d 16 5cm 编号空斗重量 g进尘量 g载尘斗重 g 进口静压 Pa 出口静压 Pa 1212 59500710 290 2611 2223500719 44 250 1710 3219 22500700 70 580 六 数据处理及结论 编号 进尘量 M0 g 捕集量 M1 g 进口静 压 P进 Pa 出口静 压 P出 Pa 阻力值 P Pa 风量 Q m3 h 效率 1500497 41 290 261123211611 699 482 2500496 44 250 171014601496 399 288 3500480 78 70 580510791 896 156 hmQ 6 16113600 299 1 2902 0214 0 99 0 3 1 hmQ 3 14963600 299 1 2502 0214 0 99 0 3 2 hmQ 8 7913600 299 1 702 0214 0 99 0 3 3 Pap2321 2611 290 1 Pap1460 1710 250 2 Pap510 580 70 1 1 M1 M0 100 497 41 500 100 99 482 2 M1 M0 100 496 44 500 100 99 288 3 M1 M0 100 480 78 500 100 96 156 七 思考题 1 试分析旋风除尘器流量与压力损失 除尘效率之间的关系 并请解释原因 答 旋风除尘器是利用离心力来除尘的 离心力愈大 除尘效果愈好 在圆周 运动 或曲线运动 中粉尘所受到的离心力为 F ma 因为 a VT2 R 式中 VT 尘粒的切向速度 m s R 气流的旋转半径 m 所以 F mVT R 可 见 在旋风除尘器的结构固定 R 不变 粉尘相同 m 稳定 的情况下 增加旋风 除尘器人口的气流速度 旋风除尘器的离心力就愈大 旋风除尘器的进口气量为 Q AVT 所以 在结构固定 R 不变 A 不变 粉尘相同 m 稳定 的情况下 除尘器入口的气流速度与进口气量成正比 而旋 风除尘器的进口气量是由引风机的进风量决定的 可见 提高进风口气流速度 可增大除尘器内气流的切向速度 使粉尘受 到的离心力增加 有利提高其除尘效率 同时 也可提高处理含尘风量 但进 风口气流速度提高 径向和轴向速度也随之增大 紊流的影响增大 对每一种 特定的粉尘旋风除尘器都有一个临界进风口气流速度 当超过这个风速后 紊 流的影响比分离作用增加更快 使部分已分离的粉尘重新被带走 影响除尘效 果 另外 进风口气流增加 除尘阻力也会急剧上升 压损增大 电耗增加 综合考虑旋风除尘器的除尘效果和经济性 进风口的气流速度控制在 12 20 m s 之间 最大不超过 25m s 一般选 14m s 为宜 2 某乡镇木材加工厂车间需要进行环保除尘治理 你会选择旋风除尘器吗 为 什么 试对某乡镇木材加工厂车间环保除尘治理方案进行设计 并阐述理由 答 因为木材加工厂会产生锯屑 创屑及打磨粉尘等污染物 而旋风除尘器具 有投资小 占地面积小 无动力 安装方便等优点 并适用于分离粒径大于 5 10 m 以上的颗粒物 对于大颗粒粉尘的吸收效率可达到 70 故根据以下 选型原则选择旋风除尘器来对此乡镇的木材加工厂车间进行除尘处理 并满足 地方排放标准 1 旋风除尘器净化气体量应与实际需要处理的含尘气体量一致 选择除 尘器直径时应尽量小些 如果要求通过的风量较大 可采用若干个小直径的旋 风除尘器并联为宜 如气量与多管旋风除尘器相符 以选多管除尘器为宜 2 旋风除尘器入口风速要保持 18 23m s 低于 18m s 时 其除尘效率 降低 高于 23m s 时 除尘效率提高不明显 但压力损失增加 耗电量增高很 多 3 选择除尘器时 要根据工况考虑阻力损失及结构形式 尽可能使之动 力消耗减少且便于制造维护 4 旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或稍小于被处理气体的粉尘密 度 5 当含尘气体温度很高时 要注意保温 避免水分在除尘器内凝结 假 如粉尘不吸收水分 露点为 30 50 时 除尘器得到温度最少应高出 30 左右 假如粉尘吸水性较强 如水泥 石膏和含碱粉尘等 露点为 20 50 时 除 尘器的温度应高出露点温度 40 50 6 旋风除尘器结构的密闭要好 确保不漏风 尤其是负压操作 更应注 意卸料锁风装置的可能性 7 易燃易爆粉尘 如煤粉 应设有防爆装置 防爆装置的通常做法是在 入口管道上加一个安全防爆阀门 8 当粉尘浓度减小时 最大允许含尘质量浓度与旋风筒直径有关 即直 径越大其允许含尘质量浓度也越大 具体的关系如下表所列 旋风除尘器直径 mm8006004002001006040 允许含尘质量浓度 g m3 400300200150604020 设计方案 1 在自动生产