锌冶炼烟气除尘系统工艺设计 - 图文

河北工业大学城市学院2009届毕业设计说明书

Q放?cm?t （4-4）

式中 c——烟气得比热容。查《三废处理工程—废气卷》得：当t=400℃时，

c=0.255cal/(kg℃) m——烟气质量，kg

?t——烟气变化的温度，℃

1800001.14?（400?180）?3340?10(kcal)?13984?10(kJ)

33Q放?0.255?

其中 1cal = 401868 J (3)烟气接触所吸收的热量 烟气接触吸热过程：自来水（℃）

312自来水（C）???100C(液)???100C(气)???180CoQOQoQo

查《三废处理工程—废气卷》得： 当t=20oC时，c=4.1868cal/(kg oC)

（4-5）

Q2?m??m?2.257?103?2257m(kJ) （4-6）

式中：

?——水的气化潜热，查《三废处理工程—废气卷》得：?=2.257

Q3?cm?t?1.88?m?(180?100)?30.08m(kJ) （4-7）

Q吸?Q1?Q2?Q3?335m?2257m?30.08m?2622.08m(kJ)(4)由热平衡方程式得Q吸2622.08m?13984?103?Q放，即

3 （4-8）

m?5.33?10kg/h?5.4t/h v=5.4m/s

4.4 喷嘴

4.4.1 喷嘴的形式及性能参数

喷嘴是喷淋塔的关键部件，它的性能好坏直接影响到喷淋塔的工作效果。喷嘴的作用是将高压水雾化为直径小于100μm的小水滴。

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图4—3带回流管压力式的喷嘴

1—外套 2—旋流室 3—回水管 4—密封圈 5—螺母 6—水室

图4—4不带回流管压力式喷嘴 1—喷嘴头 2—旋流室

1．喷嘴的形式

喷嘴按其雾化作用分为两类，一类是气助式喷嘴，另一类是压力式喷嘴。气助式喷嘴是向喷嘴通人高压水的同时通人压缩空气，水在压缩空气作用下雾化成颗粒很小的水滴，这类喷嘴在陶瓷工业、水泥工业的燃油喷嘴上应用广泛，但它的流量一般是很小的。这种喷嘴的优点是可以获得直径很小的水滴适用于蒸发空间小的地方。气助式喷嘴的缺点是需要一压缩空气源，电耗大。所以在喷淋塔中不宜采用。压力式喷嘴按其结构特征分为带回流管(图4-3所示)和不带回流管(图4-4所示)两种。喷嘴可从喷淋塔上部的锥体部分插人，距塔的圆筒高约500mm，插入塔内约600mm，喷嘴头和水管装设在直径70～100mm、壁厚3～4mm的钢管上，以保持一定的刚度。塔内不宜装设喷嘴架，以避免架上粘灰，喷水管与塔上的水管需用一段高压软管联接，以便必要时抽出喷嘴进行检查。

2．喷嘴的性能参数

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喷嘴的扩散角和射程是喷嘴的两个很重要的工作性能。它们的数值大小决定了喷嘴在喷淋塔中的配置。直径大的喷淋塔要求喷嘴的扩散角小而射程大。选择喷嘴个数时也要考虑到喷嘴的扩散角。

关于喷嘴的螺旋射程，试验表明，不同孔径的喷嘴其射程没有多大差别。射程随压力大小而变化。当压力为2MPa时，射程约为2～2.5m；当压力为4MPa时，射程为2.5～3m；当压力为6MPa时，射程为3～3.5m。 4.4.2 喷嘴的选型及设计

1.碗形喷嘴简介

碗形喷嘴属于有螺旋形芯子的喷嘴,其外壳有一带螺旋沟槽的芯子,水通过沟槽时,产生旋转力,水接近缩口时,旋转力逐渐增加,水离开喷口,形成中空的锥状水伞,水再与空气冲撞分散成水滴.这种喷嘴的特点是水幕的屏蔽力强,边界丰满度较高,与其他喷嘴比较,喷出的水流对周围气体影响剧烈,因而容易与气体混合水压2～2.5kg/cm2,雾化的水滴可达较细的程度.

2.碗形喷嘴适用范围及材质选用

碗形喷嘴的优点是在较低水压下,喷出的水滴直径比较小,大部分在0.5mm以下，喷射角也比较大，适于安装与内喷文氏管、复喷管、空心洗涤塔等。

本设计中的喷嘴用于高温气体的冷却，外壳与喷口不应选用同一材料，以防丝扣不易拆开。当用浊循环水时，喷口的材料应做调质处理（如淬火）或嵌耐磨材料，或喷嘴盖全部用耐磨材料。由于喷嘴需长期在高温并带有氧化性的烟气中工作，所以喷嘴的各零件需采用不锈钢制作；喷头和旋转室长期在高压力冲刷下工作，需采用高抗磨损性好的材料。如采用炭化钨制作喷头，每个喷头至少可用半年以上。此外，喷嘴头和旋转室的表面光洁度不低于1.6，通常可采用电火花加工。

3.有关参数

（1）喷嘴孔径υ=3mm （2）扩散角=80o

（3）射程=1.5m(喷嘴一般在2kg/cm2的压力下工作) （4）喷嘴的喷射速度

在不影响塔的操作性能的前提下尽可能提高喷射速度,目的是造成高度紊流状态,提高液体吸收能力.

(5)喷嘴个数

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1n?414?D?d2?21022?16个 （4-9）

?2??1.5tg40o?0.0015????考虑到喷嘴喷射区域面积重叠,取N=32个 （6）每个喷嘴的流量：5.4/32=0.17m/h 4．喷嘴的布置

喷嘴分三层设置，每层间隔0.5m，第一层即最上层以中心为圆心，以4m为半径呈环形均匀布置16个喷嘴，单开启此层，处理量可达额定工作量70%；第二层即中间一层，以中心为圆心，2m为半径呈环形均匀布置8个喷嘴，开启第一、二层时，处理量是额定工作量的100%；第三层即最下面一层，以中心为圆心，2m为半径呈环形均匀布置8个喷嘴。当一、二、三层同时开启时，处理能力是额定工作量的120%。

喷嘴的喷射方向主张向多个方向喷射，以造成气液在塔内的高度紊流，使气液充分接触、，延长接触时间，提高吸收效率。

5．喷嘴对水质的要求 （1）水中的杂物

水的沉淀处理设施往往在露天，特别是采用卧式沉淀池，地面上的杂物最容易混入水中，应在水泵吸入口加网式过滤，放置杂物进入管中，堵塞喷嘴。

（2）水的酸碱度

循环水的ｐH值要求接近中性或微酸性。因此必须从各方面采取措施，保证循环水pH值为7～8。

（3）水中悬浮物含量

经过沉淀处理后水中悬浮物含量不能超过200ｍｇ／Ｌ。在这种情况下，如选用带旋芯的喷嘴时，旋芯的旋槽不得小于5毫米。有条件时，最好在喷嘴的供水管上并联一根净环水管路，定期冲洗喷嘴用。冲洗用的净循环水水压最好在4～6kg/cm2，喷嘴的喷口材质选用耐磨材料制造。

6. 喷嘴质量的检查和损坏的常见原因

喷嘴需要维修，定期检查、清洁甚至更换，以便保证最终产品质量和保持生产过程的经济效益。维修程序的方式和频率取决于用途。维修计划可依据用途、液体和喷嘴材料进行安排。

影响喷嘴喷雾问题的常见原因有七种：

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