[科普中国]-烟道沉尘室

烟道沉尘室又叫做烟道式沉尘室，是冶金工业惯性收尘中沉尘室的一种，是主要利用重力沉降原理使烟尘从烟气中分离的收尘设备。

简介惯性收尘是指利用重力、冲击力和离心力等惯性作用使尘粒与气流分离而回收的方法。根据尘粒受的主要作用力不同，惯性收尘设备可分为沉尘室、冲击式收尘器和旋风收尘器。惯性收尘设备本身没有运动部件，结构简单、造价低、使用操作及维护较方便，且能处理温度高，含尘浓度大的烟气。主要用于回收烟气中粒径大的烟尘，以减轻后续收尘设备的负荷。

沉尘室是利用重力沉降原理使烟尘从烟气中分离出来的收尘设备，主要由进口管、沉降室、灰斗和出口管组成。沉降室结构简单、流体阻力小，但收尘效率低、体积庞大。因此越来越少使用，只能在某些特殊情况下才选用。1沉尘室一般只能收集大于20微米的烟尘，其收尘效率主要视烟尘的粒度组成及尘粒的形状而定，以圆形、光滑颗粒较为适宜。沉尘室的实际效率一般约为40~50%，瀑布式沉尘室的效率可接近90%，其原因是它能捕集在干燥气体中较细的机械尘粒。

为了提高收尘效率，在沉尘室内可设置各种形式的，用以改善气流分布和提高烟尘降率。通常有狭长孔隙挡板或在气流前进方向上安装垂直挡板，迫使烟气改变方向增加其停留时间。2

烟道式沉尘室就是沉尘室的一种结构形式。

结构形式

如上图所示是烟道沉尘室示意图，室内装有垂直挡板，迫使气流改变方向， 停留时间。沉尘室即是烟道的一部分，具有输送烟气和收尘双重作用。这种收尘室烟气流速达1m/s，烟气停留时间可达120s。1

设计注意事项在设计沉尘室时需要注意以下几个方面：

要使烟气在沉尘室内分布均匀，沉尘室进口管和出口管应采用扩张和收缩的喇叭管。扩张角一般取30°~60°，如果空间位置受限制，应设置有效的导流板或多孔分布板；

沉尘室内烟气流速须根据烟尘的沉降速度和所需收尘效率慎重确定，一般为0.2~1m/s。选值太小会使沉尘室截面积过大，不经济，但须低于低于尘粒重返气流的速度；

所有排灰口和门、孔都须切实密闭，沉尘室才能发挥应有的作用；

沉尘室的结构强度和刚度，按有关规范设计计算。1

设计计算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。

沉降速度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：2

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：

气体流速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：

式中：

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：。2

结构尺寸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：

或式中：

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。2

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：2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学