重力沉降是利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的原理,將顆粒污染物與氣體分離的過程.重力沉降室可能是所有空氣污染控制裝置中簡單的一種裝置,它的結構簡單,造價低,便于維護管理,壓力損失小,而且可以處理高溫氣體.

一、顆粒沉降速度

當直徑為dp的球形顆粒在靜止液體中自由沉降時,所受作用力主要有重力F1 ,流動對顆粒的浮力F2以及流體對顆粒的阻力F3.因此,作用在顆粒上的合力為:

F=F₁-F₂-F₃

重力F₁與沉降方向一致,浮力與沉降方向相反,兩者的差為顆粒的沉降力.

二、重力沉降室的設計

室,含塵氣體由管道進入此管道寬度大得多的沉降室時,流速突然減慢,使顆粒能在重力作用下沉于室底。通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。

1、沉降時間與沉降速度

沉降室的設計計算以如下假定為基礎，通過沉降斷面的水平氣流速度分布是均勻的，并呈層流狀態(tài)，顆粒的水平移動速度與氣流速度相同。

含塵氣流通過橫斷面比管道大得多的沉降室時，流速大大降低，使大而重的塵粒以其沉降速度us緩慢落至沉降室低部。

如果水平氣流平均速度為V(m/s),則氣流通過長度為L(m)的沉降室的時間為t1(s)為:         t1=l/V

而沉降速度為Vt的顆粒，從頂部降落到底部所需要的時間為:

             t₂=H/u_t

為使粒徑為dp的顆粒在沉降室中全部沉降下來，必須保證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長度Ｌ；反之，若Ｌ已定，可求出大高度Ｈ．沉降室寬度Ｗ取決于處理氣體量Ｑ（m³/s）

3、沉降室捕集效率

在時間t內(nèi)，粒徑為dp的粒子的沉降距離為：

   對于粒徑為dp的粒子，只有在高度hc以下進入沉降室才能沉降到灰斗。當hc<H時，粒子的分級除塵效率為：

該沉降室所能捕集的小粒徑為：

v₀——氣體的流速，m/s；

μ ——流體的粘度，pa.s