重力沉降室

重力沉降室是利用重力作用使塵粒從氣流中自然沉降的除塵裝置。其機理為含塵氣流進入沉降室後，由於擴大了流動截面積而使得氣流速度大大降低，使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。

基本介紹

• 中文名：重力沉降室
• 外文名：gravity sedimentation chamber
• 特點：結構簡單，投資少，壓力損失小等
• 適用：密度較大、顆粒粗的粉塵等
• 組成：室體、進氣口、出氣口和集灰斗
• 原理：利用重力作用

概述

重力沉降室示意圖

重力沉降窒是最古老、最簡易的除塵設備，主要由室體、進氣口、出氣口和集灰斗組成。含塵氣流進入室體內，因流動截面積的擴大而使氣體流速降低，較大塵粒藉助自身重力作用自然沉降而被分離捕集下來。

重力沉降室適用於捕集密度大、顆粒大（50 μm以上）的粉塵，特別是磨損件很強的粉塵。其優點是結構簡單、造價低、施工容易、維護管理方便、阻力小（一般為50～150Pa），可處理較高溫氣體（最高使用溫度能達到350～550℃）、可回收乾灰等，但缺點是除塵效率低（約50%）、占地面積大，因此，一般作為多級除塵系統中的預除塵器使用。

沉降室的除塵效率與沉降室的結構、氣流速度、塵粒大小等因素直接相關。沉降室的尺寸宜以矮、寬、長的原則布置。沉降室內氣流速度越低，越有利於捕集細小塵粒，但設備體積相對龐大；在室內氣流速度一定的前提下，增加沉降室的縱深，也可提高除塵效率．但不宜延長至10 m以上；在沉降室內合理布置擋牆、隔板、噴霧或在沉降窒底部設定水封池等措施，均能在一定程度上（10%～15%）提高除塵效率。

除塵效率

通常假定：①顆粒在除塵器入口斷面上分布均勻；②顆粒的運動軌跡是由水平和垂直兩個方向的分速度合成的。在水平方向，顆粒與氣體具有相同的速度Vo；在垂直方向，忽略氣體的浮力，顆粒僅在重力和氣體阻力作用下以其終末重力沉降速度Us沉降。基於上述假定的沉降室除塵效率，主要決定於氣流的流動狀態(即無混合的塞狀流、無混合的層流、橫向混合的紊流和完全混合的紊流)。

無混合是假定除塵器中未被捕集的顆粒無任何混合，既無軸向（氣流方向）混合，也無橫向混合，塞狀流是假定在任一橫斷面上氣流速度分布是均勻的。

設沉降室的長、寬、高分別為L、W、H，水平氣流速度為Vo(m/s)，處理氣體流量為Q(m³/s)，則氣流在沉降室內的停留時間：

在時間t內，粒徑為dp的顆粒的重力沉降高度hc為：

因此，對於粒徑為dp的顆粒，只有在高度hc以下進入沉降室．才能以其沉降速度Us沉降到下部灰斗中。若hc<=H，則對粒徑為dp的顆粒的分級除塵效率為：

對於斯托克斯區域，沉降速度

代入上式中得到：

對於stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子有hc=H，即下式成立。

由於沉降室內的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分級效率的公式的一半作為實際分級效率，則有：

結構

為提高沉降室的除塵效率，有的在室內加裝一些垂直擋板，一方面為了改變氣流的運動方向，由於粉塵慣性較大，不能隨同氣體一起改變方向，撞到擋板上，失去繼續飛揚的動能，沉降到下面的灰斗中；另一方面為了延長粉塵的通行路程，使它在重力作用下逐漸沉降下來。如圖所示，使氣體產生一些小股渦旋，塵粒受到離心作用，與氣體分開，並碰到室壁上和擋板上，使之沉降下來。對裝有擋板的沉降室，氣流速度可以提高到6-8m/s，多段沉降室設有多個室段，這樣相對地降低了塵粒的沉降速度。

裝有“人”字形擋板的沉降室

裝有擋板的沉降室