沉尘室的计算以普通沉尘室为基础进行计算,其他形式的沉尘室则按此计算结果修正各项指标。
静止烟气中自由下落的尘粒,在烟气粘滞阻力与重力达到平衡时以匀速降落的速度,称为尘粒的沉降速度。尘粒的沉降速度和尘粒的悬浮速度大小相等、方向相反,可用同一公式计算。
在沉尘室中,尘粒沉降主要属于滞流沉降,即Re≤1,可按下式计算沉降速度:
式中:
v0----操作状态下光滑球形尘粒的沉降速度,m/s;
d----尘粒直径,m;
γ1----粒径密度,kg/m3;
γ2----操作状态下气体介质的密度,kg/m3;
g----重力加速度,9.81m/s2;
μ----气体的动力粘度,Pa*s。
由于气体的密度很小,可以忽略不计,所以上式可以简化为:
烟气在沉尘室断面上的流速依烟气的临界速度来确定,按下式计算:
vc----烟气的临界速度,m/s;
k-----流线系数,取10~20,k随着微粒半径减少而递增到20;
r----尘粒半径。
烟气在沉尘室断面上的流速为临界速度的1/2或3/4。即断面烟气流速:
当烟气进入沉尘室时,烟气中的尘粒一方面在重力作用下以v0的沉降速度下,另一方面又随气流运动,因此沉降室应有足够的长度,以使烟气离开沉降室以前,使尘粒较充分地下降。
1.沉降室有效截面积:
式中:
F----沉降室的有效面积,m2;
Q----操作状态下沉尘室进口的烟气量,m2/s;
v----操作状态下沉尘室断面烟气流速,m/s。
沉尘室的高度H按有效断面积决定:
2.沉降室处理能力:
或
Q----沉尘室的处理能力,m3/s;
b----沉尘室的宽度,m;
L----沉尘室的长度,m;
v0----烟尘沉降速度,m/s;
F0----沉尘室的底面积,m2。
由上式可知,沉尘室的处理能力与其底面积及尘粒的沉降速度有关。因此,当要增加沉尘室的处理能力时,只需增大沉尘室的底面积,而不需增加其高度。
3.沉尘室长度
烟尘沉降至室底所需要的时间为t0,烟气通过沉尘室所需时间为t,则:
为了使尘粒能在沉尘室中沉降下来,则t≥t0,故得沉尘室长度: