重力沉降

重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理,将颗粒污染物与气体分离的过程.重力沉降室可能是所有空气污染控制装置中简单的一种装置,它的结构简单,造价低,便于维护管理,压力损失小,而且可以处理高温气体.

一、颗粒沉降速度

当直径为dp的球形颗粒在静止液体中自由沉降时,所受作用力主要有重力F1 ,流动对颗粒的浮力F2以及流体对颗粒的阻力F3.因此,作用在颗粒上的合力为:

F=F₁-F₂-F₃

重力F₁与沉降方向一致,浮力与沉降方向相反,两者的差为颗粒的沉降力.

二、重力沉降室的设计

室,含尘气体由管道进入此管道宽度大得多的沉降室时,流速突然减慢,使颗粒能在重力作用下沉于室底。通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置。

1、沉降时间与沉降速度

沉降室的设计计算以如下假定为基础，通过沉降断面的水平气流速度分布是均匀的，并呈层流状态，颗粒的水平移动速度与气流速度相同。

含尘气流通过横断面比管道大得多的沉降室时，流速大大降低，使大而重的尘粒以其沉降速度us缓慢落至沉降室低部。

如果水平气流平均速度为V(m/s),则气流通过长度为L(m)的沉降室的时间为t1(s)为:         t1=l/V

而沉降速度为Vt的颗粒，从顶部降落到底部所需要的时间为:

             t₂=H/u_t

为使粒径为dp的颗粒在沉降室中全部沉降下来，必须保证t₁ ≥t₂,即：

Ｌ／v≥Ｈ／u_t

2、沉降尺寸

因沉降室高度Ｈ已定，由式可求出沉降室的小长度Ｌ；反之，若Ｌ已定，可求出大高度Ｈ．沉降室宽度Ｗ取决于处理气体量Ｑ（m³/s）

3、沉降室捕集效率

在时间t内，粒径为dp的粒子的沉降距离为：

   对于粒径为dp的粒子，只有在高度hc以下进入沉降室才能沉降到灰斗。当hc<H时，粒子的分级除尘效率为：

该沉降室所能捕集的小粒径为：

v₀——气体的流速，m/s；

μ ——流体的粘度，pa.s