[科普中国]-沉降室

简介

沉降室是最简单的除尘设备，早期曾用于立窑除尘或其他除尘设备前降低废气的含尘浓度，现在已不作为单独的除尘器使用，但是两个设备的连接部分或多条管道的汇接点，对粉尘往往起着沉降作用。如回转窑或烘干机等尾部、窑磨一体机的汇风箱等可以看作沉降室。烟气进入沉降室后由于面积扩展，速度降低，大颗粒粉尘由于沉降速度高，在烟气未流出沉降室前就已降落到底，由沉降室底部储存灰斗收集，未沉降下来的粉尘随烟气带出。安装在窑炉等热工设备后面的沉降室主要是方便相邻设备的连接，它的除尘效率一般只有30%左右，仅作为初步净化用，也为后面的除尘设备运行创造有利条件。

沉降室的参数计算沉降室的设计计算，主要是根据要求处理的气体量和净化效率确定沉降室的尺寸，最关键的是选择适当的气流速度。气流速度低，分离效果好，但除尘器截面积较大；气流速度大，分离效果差，且易引起二次扬尘。因此，应选择沉降室中的气流速度低于物料被重新带走的二次扬尘速度。

气体流速

为了使问题简化，在沉降室的设计计算中假定：沉降室内气流分布均匀，并处于层流状态；进入除尘器的尘粒以气流速度v向前运动，同时以沉降速度v0下降，如右图所示。则进入沉降室的含尘气体在沉降室断面上的流速，根据含尘气体的临界速度vc确定。

式中，vc为含尘气体的临界速度，m/s；

k为流线系数，取10～20，k值随尘粒直径dP减小而递增；其余符号意义同前。

含尘气体在沉降室断面上的流速为临界速度的0.5～0.75倍，一般在0.2～0.8m/s范围内选取。1

有效分离粒径1、尘粒从沉降室顶部降落到底部所需时间

式中，H为沉降室高度，m；

v0为尘粒的沉降速度，m/s；

为尘粒沉降时间，s。

2、气流在沉降室内停留的时间

式中，L为沉降室长度，m；

v为沉降室断面上的气体速度，m/s；

为气流流过沉降室所需的时间，s。

3、要使尘粒不被气流带走，必须使 ，即

4、在层流区，尘粒的沉降速度v0与粒径dP的平方成正比，根据斯托克斯定律，不同粒径尘粒的沉降速度可用以下公式求得

式中所有符号意义同前。

5、沉降室的高度H应根据实际情况确定。但H应尽量小一些，因为H越大，所需的沉降时间就越长，势必加长沉降室的长度。具体的长度和高度尺寸可根据现场空间条件，同时考虑运转的方便来确定，必要时可以以消耗材料最少为目的，进行最优计算。

6、沉降室的宽度B与处理气量有关

式中，Q为沉降室处理气量，m3/s；

B为沉降室的宽度，m；

其余符号意义同前。

7、一定结构的沉降室，能沉降在室内的最小粒径dmin可按以下公式求得

式中所有符号意义同前。

结构尺寸沉降室的外形尺寸可用近似式确定

式中，A为沉降室有效截面积，m2。

通常，在设计重力沉降室时，应注意下列问题。

① 气流速度尽可能选低些，以保持接近层流 (粒子的雷诺数Re