文丘里湿式除尘器工艺设计课程设计说明书毕业设计论文.doc

南京工程学院课程设计说明书

成绩

南京工程学院

课 程 设 计 说 明 书

设计题目： 文丘里湿式除尘器工艺设计

课 程 名 称：除尘与输灰系统及设备
院（系、部）： 环境工程学院
专 业： 电力环保

一．绪论 - 1 -
二、前言 - 1 -
三、设计任务 - 2 -
（一）主要技术参数 - 3 -
（二）烟气量的计算 - 3 -
四、设计原则 - 5 -
五、设计计算 - 6 -
（一）、步骤 - 6 -
（二）、计算 - 6 -
六、参考文献 - 11 -
七、设计图纸 - 11 -
八、设计结论 - 11 -

一．绪论
本次课程设计要求设计出一台文丘里湿式除尘器，其除尘效率要在90%以上，出口含尘浓度要低于30mg／m3，其中捕滴器为倒锥形。
此次设计要计算标态下烟气流量、工况下烟气流量、烟气含尘浓度，文丘里管与捕滴器尺寸设计，具体内容包括文丘里管尺寸、筒体直径、进气蜗壳、出口蜗壳的设计。
二、前言
文丘里湿式除尘器主要由文丘里管和捕滴器组成，文丘里管实际上是整个除尘器的预处理部分。
在文丘里湿式除尘器中所进行的除尘过程，可分为雾化、凝聚和除雾三个过程，前两个过程在文丘里管内进行，后一个过程在捕滴器内完成。文丘里管由收缩管、喉管、喷水装置和扩散管组成。在收缩管和喉管的中气液两相的相对流速很大，从喷嘴喷射出来的液滴，在高速气流的冲击下，进一步雾化成更细的雾滴。同时，气体完全被水所饱和，尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水润湿。
经过文丘里管预处理的烟气切向引入捕滴器下部，在捕滴器中，由于剧烈的旋转运动，依靠离心力的作用将烟尘和灰水滴抛向捕滴器的器碧，并被器壁上的水膜翰附，随水膜流入下部灰斗。净化后的烟气从捕滴器的上部排出，经引风机送入烟囱。
湿式除尘器要得到较高的除尘效率，必须造成较高的气液相对运动速度和非常细小的液滴，文氏管就是为了适应这个要求而发展起来并使用。
三、设计任务
设计一台文丘里湿式除尘器，要求除尘效率在90%，飞灰率为29%，排尘浓度小于30mg／m3，且捕滴器为倒锥形捕滴器。
计算标态下烟气流量、工况下烟气流量、烟气含尘浓度，文丘里管与捕滴器尺寸的设计。
设计具体内容包括文丘里管尺寸、筒体直径、进气涡轮、出口涡轮的设计。
（一）主要技术参数
锅炉型号：双锅筒横置式燃烧炉
最大蒸发量35t/h，出口蒸汽压力39MP
设计耗煤量：4.2t/h
烟气正常工作温度：140°
烟气最高工作温度：165°
空气过剩系数：
飞灰率=29%
烟气在锅炉出口前阻力：850Pa
煤质成分：（1）

烟尘排放量按照附件中一般地区的排放标准执行

（二）烟气量的计算

质量/g
摩尔数（原子）/mol
需氧量（分子）/mol
生成物（分子）/mol
C
632
632/12=52.67
52.67
52.7
H
30
30/1=30
15/2=7.5
15
O
60
60/16=3.75

S
8
8/32=0.25
0.25
0.25
A
140

理论需要量：

理论空气量：

实际烟气量：
标态下烟气流量：

烟气含尘浓度：

工况下烟气流量：

T' —实际烟气温度
T—标准状态温度

四、设计原则
1、工作原理
文丘里管的除尘过程，可分为雾化、凝聚和脱水三个环节，前两个环节在文丘里管中进行，后一个环节在脱水器中完成。含尘气体由进气管进入收缩管后流速逐渐增大，在喉管气体流速达到最大值。在收缩管中气液两相之间的相对流速很大。从喷嘴喷射出来的水滴，在高速气流冲击下雾化，能量由高速气流提供。
在喉口处气体和水充分接触，并达到饱和，尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水润湿，发生激烈的凝聚。在扩散管中，气流速度减小，压力回升，以尘粒为凝结核的凝聚作用完成，凝聚成较大的含尘水滴，更易于被捕集。粒径较大的含尘水滴进入脱水器后，在重力、离心力等作用下，干净气体与水尘分离，达到降温及除尘之目的。
2、设计原则
本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：
（1） 基础数据可靠，总体布局合理。
（2） 避免二次污染，降低能耗，近期远期结合，满足安全要求。
（3） 采用成熟、合理先进的处理工艺，处理能力符合处理要求。
（4） 投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数。
（5） 采用耐腐蚀设备及材料，以延长设备的使用寿命。
（6） 废气处理系统的设计考虑事故的排放，设备备用等保护措施
五、设计计算
（一）、步骤
已知除尘效率跟文氏管的压力损失有关，而压力损失又与喉管处的气体流速、喉管面积及长度、气体密度有关。所以设计除尘效率在90%的除尘器，需要控制流速及相关尺寸等。
文丘里管进口烟气流量Q=5.318m³/h、烟气温度t1=140℃、进口烟气含尘浓度Ｃj＝48.507mg/m³。
需要设计尺寸的各个设备：文丘里管（收缩管、喉管、扩散管）、连接管、捕滴器（进气蜗壳、出气蜗壳、筒体）。
（二）、计算
a.标态下烟气流量：Q=Qs×设计耗煤量=8.37×4.2×103=35154m3/h
b.工况下烟气流量：
c.烟气含尘浓度:
文丘里管的的计算：采用卧式圆形文丘里管
d.喉管：取=55m/s
m
e.收缩管：取

f.扩散管：取

3.供水方式的选择：径向内喷
4.捕滴器的设计计算：采用倒锥型
a.筒体计算
进口烟道处筒体内径：取

供水装置处筒体内径：取

筒体的计算参考内径：
湿段高度：取
干段高度：取
筒体锥角：
进口蜗壳底壁至灰斗高度：
倒锥筒体供水装置的上高度：
倒锥体最小内直径：
倒锥体内最大直径：
排灰管直径，一般取Φ=400mm，排灰管的垂直高度应大于600mm
灰斗高度：
烟气引出收缩段高度：取
引出收缩段小头直径：取
引出段锥顶角：
b.进气蜗壳
进口尺寸：取

所以
进口蜗壳顶板处筒体内径：
进口蜗壳底板处筒体内径：
短管长度：取
进口短管内侧壁斜切角：取
斜切点距x轴距离：
蜗壳外侧壁与y轴距离：
蜗壳半径：取
蜗壳顶板中心与x轴间距离：
蜗壳顶板实际包角：
蜗壳底板中心与x轴间距离：
蜗壳底板实际包角：
c.出口蜗壳
出口蜗壳内径：取
蜗壳引出口速度：取
引出口截面尺寸：
取
所以
蜗壳下部高度：取

主要设备
表1 文丘里管
收缩管
喉管
扩散管
入口直径
长度
直径
长度
出口直径
长度
1.253m
2.694m
0．585m
0.585m
0.903m
3.537m

表2 捕滴器筒体
进口筒体
内径
供水装置筒体内径
灰斗高度
湿段高度
干段高度
进口蜗壳底至灰斗高度
1.583m
1.876m
0．475m
3.752m
2.064m
0.2814m
倒锥体最小内直径
倒锥筒体供水装置高度
倒锥体最大内直径
排灰管直径
烟气引出收缩段高度
引出收缩段小头直径
1.531m
0.1876m
1.891m
400mm
1.688m
0.938m

表3 进气蜗壳
进口尺寸
进口蜗壳筒体内径
短管长度
蜗壳半径
蜗壳中心与X轴距离
斜切点与x轴距离
蜗壳外侧壁与Y轴距离
a3
b3
顶板
底板
0.9405m
1.521m
顶板
底板
0.2462m
1.521m
0.763m
0.763m
1.613m
1.553m
0.715m
0.745m

表4 出口蜗壳

出口蜗壳内径

蜗壳引出速度
引出截面尺寸

蜗壳下部高度
a4
b4
1.407m
12m/s
1.528m
0.764m
0.1876m

六、参考文献
[1] 郝吉明,马广大.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2002
[2] 唐敬麟,张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册[M].北京:化学工业出版社,2003
[3] 周兴求.环保设备设计手册.大气污染控制设备[M].北京:化学工业出版社,2003
[4] 陈鸿飞.除尘与分离技术[M].北京:冶金工业出版社,2007
[5] 中国石化集团上海工程有限公司.除尘器[M].上海:化学工业出版社,200
七、设计图纸
八、设计结论
本次采用卧式圆形文丘里管，供水方式选用径向内喷，经计算效率可达到90%以上，出口粉尘浓度小于。

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