沉降室

沉降室是最簡單的除塵設備，早期曾用於立窯除塵或其他除塵設備前降低廢氣的含塵濃度，現在已不作為單獨的除塵器使用，但是兩個設備的連接部分或多條管道的匯接點，對粉塵往往起着沉降作用。如迴轉窯或烘乾機等尾部、窯磨一體機的匯風箱等可以看作沉降室。煙氣進入沉降室後由於面積擴展，速度降低，大顆粒粉塵由於沉降速度高，在煙氣未流出沉降室前就已降落到底，由沉降室底部儲存灰鬥收集，未沉降下來的粉塵隨煙氣帶出。安裝在窯爐等熱工設備後面的沉降室主要是方便相鄰設備的連接，它的除塵效率一般只有30%左右，僅作為初步淨化用，也為後面的除塵設備運行創造有利條件。

沉降室的設計計算，主要是根據要求處理的氣體量和淨化效率確定沉降室的尺寸，最關鍵的是選擇適當的氣流速度。氣流速度低，分離效果好，但除塵器截面積較大；氣流速度大，分離效果差，且易引起二次揚塵。因此，應選擇沉降室中的氣流速度低於物料被重新帶走的二次揚塵速度。

為了使問題簡化，在沉降室的設計計算中假定：沉降室內氣流分佈均勻，並處於層流狀態；進入除塵器的塵粒以氣流速度v向前運動，同時以沉降速度v₀下降。則進入沉降室的含塵氣體在沉降室斷面上的流速，根據含塵氣體的臨界速度v_c確定。

式中，v_c為含塵氣體的臨界速度，m/s；

k為流線係數，取10～20，k值隨塵粒直徑d_P減小而遞增；其餘符號意義同前。

含塵氣體在沉降室斷面上的流速為臨界速度的0.5～0.75倍，一般在0.2～0.8m/s範圍內選取。 ^[1] 

1、塵粒從沉降室頂部降落到底部所需時間

式中，H為沉降室高度，m；

v₀為塵粒的沉降速度，m/s；

為塵粒沉降時間，s。

2、氣流在沉降室內停留的時間

式中，L為沉降室長度，m；

v為沉降室斷面上的氣體速度，m/s；

為氣流流過沉降室所需的時間，s。

3、要使塵粒不被氣流帶走，必須使

，即

4、在層流區，塵粒的沉降速度v₀與粒徑d_P的平方成正比，根據斯托克斯定律，不同粒徑塵粒的沉降速度可用以下公式求得

式中所有符號意義同前。

5、沉降室的高度H應根據實際情況確定。但H應儘量小一些，因為H越大，所需的沉降時間就越長，勢必加長沉降室的長度。具體的長度和高度尺寸可根據現場空間條件，同時考慮運轉的方便來確定，必要時可以以消耗材料最少為目的，進行最優計算。

6、沉降室的寬度B與處理氣量有關

式中，Q為沉降室處理氣量，m³/s；

B為沉降室的寬度，m；

其餘符號意義同前。

7、一定結構的沉降室，能沉降在室內的最小粒徑d_min可按以下公式求得

式中所有符號意義同前。

沉降室的外形尺寸可用近似式確定

式中，A為沉降室有效截面積，m²。

通常，在設計重力沉降室時，應注意下列問題。

① 氣流速度儘可能選低些，以保持接近層流 (粒子的雷諾數R_e<2000)狀態，因為R_e更高的湍流會使已降落的粉塵再次揚起，破壞沉降作用。

② 為保證沉降室橫斷面上氣流分佈均勻，沉降室的進風管應通過平滑的漸擴管與之相連。若受場地限制，可裝設導流板、擴散板等氣流分佈裝置。如條件允許，把進風管裝在降塵室上部。

③ 淨化高温煙氣時，由於熱壓作用，排氣口以下空間的氣流有可能減弱，從而降低了容積利用率和除塵效率，此時沉降室的進出口位置應低一些。

重力沉降室的主要優點是結構簡單、價格低廉、耗能少，適用於淨化密度大、粒徑粗的粉塵。通常去除粒徑範圍為30～50μm的粉塵，如設計合理，加裝適當的擋板可使效率達60%～80%，但小於5μm的粉塵，淨化效率幾乎等於零。重力沉降室的壓力損失大約為50～150Pa。 ^[2]