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1、大气污染控制工程实验大气污染控制工程实验第1页，共63页，编辑于2022年，星期六 粉尘粒径分布的测定粉尘粒径分布的测定 n主要的测定方法有筛分法、显微镜法、主要的测定方法有筛分法、显微镜法、液体沉降法液体沉降法和惯性分级测定法。和惯性分级测定法。第2页，共63页，编辑于2022年，星期六显微镜法显微镜法定向直径定向直径d dF F（Feret Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度的最大投影长度定向面积等分直径定向面积等分直径d dM M（MartinMartin直径）：各颗粒在投影图直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分
2、的线段长度中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径投影面积直径d dA A（HeywoodHeywood直径）：与颗粒投影面积相等直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径的圆的直径 HeywoodHeywood测定分析表明，同一颗粒的测定分析表明，同一颗粒的d dF F d dA A d dM Ma-定向直径定向直径b-定向面积等分直径定向面积等分直径c-投影面积直径投影面积直径第3页，共63页，编辑于2022年，星期六筛分法筛分法筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛孔的大小用目表示筛孔的大小用目表示 目目-每英寸长度上筛孔的个数每英寸长度
3、上筛孔的个数液体沉降法液体沉降法(我们所用方法我们所用方法)液体重力沉降法是根据不同大小的粒子在重力的作用下，在液体重力沉降法是根据不同大小的粒子在重力的作用下，在液体中的沉降速度不同这一原理而求得的。液体中的沉降速度不同这一原理而求得的。粒子在液体（或气体）介质中作等速自然沉降时所具有的速粒子在液体（或气体）介质中作等速自然沉降时所具有的速度，称为沉降速度，其大小可用斯托克斯公式计算。当测出颗粒度，称为沉降速度，其大小可用斯托克斯公式计算。当测出颗粒沉降至一定高度沉降至一定高度H H所需之时间所需之时间t t 后，就能算出沉降速度，进而再算后，就能算出沉降速度，进而再算出颗粒直径出颗粒直径(
4、斯托克斯直径斯托克斯直径)。第4页，共63页，编辑于2022年，星期六斯托克斯（斯托克斯（StokesStokes）直径）直径d ds s：同一流体中与颗粒密度：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径相同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径空气动力学当量直径d da a：在空气中与颗粒沉降速度相：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（等的单位密度（1g/cm1g/cm3 3）的球体的直径）的球体的直径 斯托克斯直径和空气动力学当量直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行与颗粒的空气动力学行为密切相关，为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径。是除尘技术中应用最
5、多的两种直径。第5页，共63页，编辑于2022年，星期六 粒径分布粒径分布n粒径分布粒径分布:不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例面积）所占的比例n个数粒径分布（简称个数分布）个数粒径分布（简称个数分布）不同粒径范围内颗粒的个数所占的比例不同粒径范围内颗粒的个数所占的比例n质量粒径分布（简称质量分布）质量粒径分布（简称质量分布）不同粒径范围内颗粒的质量所占的比例不同粒径范围内颗粒的质量所占的比例n表面积粒径分布（简称表面积分布）表面积粒径分布（简称表面积分布）不同粒径范围内颗粒的表面积所占的比例不同粒径范围内颗粒的表面积所占的比例 除尘技术中
6、多采用粒径的质量分布。除尘技术中多采用粒径的质量分布。第6页，共63页，编辑于2022年，星期六个数粒径分布个数粒径分布n个数频率：第个数频率：第i i个间隔中的颗粒个数个间隔中的颗粒个数n ni i与颗粒总数与颗粒总数n ni i之比之比n个数筛下累积频率：小于第个数筛下累积频率：小于第i i个间隔上限粒径的所有颗个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比粒个数与颗粒总个数之比第7页，共63页，编辑于2022年，星期六个数粒径分布n粒数众径频度粒数众径频度p p最大时对应的粒径，此时最大时对应的粒径，此时n粒数中位径（粒数中位径（NMDNMD）累积频率）累积频率F F=0.5=0.5时对应
7、的粒径时对应的粒径第8页，共63页，编辑于2022年，星期六质量粒径分布质量粒径分布质量粒径分布质量粒径分布质量频率：第质量频率：第i i个间隔中的颗粒质量与颗粒总质量之比个间隔中的颗粒质量与颗粒总质量之比质质量量筛筛下下累累积积频频率率：小小于于第第i i个个间间隔隔上上限限粒粒径径的的所所有有颗颗粒粒质量与颗粒总质量之比质量与颗粒总质量之比质质量量频频率率密密度度：dp=1mdp=1m时时粒粒子子质质量量占占粒粒子子群群的的或或单单位位粒径间隔宽度时的频率分布百分数粒径间隔宽度时的频率分布百分数第9页，共63页，编辑于2022年，星期六n本粉尘粒径分布实验本粉尘粒径分布实验采用采用液体沉降
8、法液体沉降法，所用仪器为所用仪器为TZC-TZC-4 4型颗粒测定仪型颗粒测定仪。n用液体沉降法需配制悬浮液，即将被测样品加入用液体沉降法需配制悬浮液，即将被测样品加入沉降沉降液（分散剂液（分散剂+介质）介质）中搅拌获得。中搅拌获得。n介质的作用介质的作用是使样品呈均匀的、分散的、易于输送的是使样品呈均匀的、分散的、易于输送的状态。状态。对介质的一般要求对介质的一般要求是：（是：（a a）不使样品发生溶解、）不使样品发生溶解、膨胀、絮凝、团聚等物理变化；（膨胀、絮凝、团聚等物理变化；（b b）不与样品发生化）不与样品发生化学反应；（学反应；（c c）对样品的表面应具有良好的润湿作用；）对样品的
9、表面应具有良好的润湿作用；（d d）透明纯净无杂质。可选作介质的液体很多，最常）透明纯净无杂质。可选作介质的液体很多，最常用的有蒸馏水和乙醇。用的有蒸馏水和乙醇。第10页，共63页，编辑于2022年，星期六分散剂分散剂是指加入到介质中的少量的、能使介质表面张是指加入到介质中的少量的、能使介质表面张力显著降低，从而使颗粒表面得到良好润湿作用的物力显著降低，从而使颗粒表面得到良好润湿作用的物质。质。分散剂的作用分散剂的作用有两个方面，其一加快有两个方面，其一加快“团粒团粒”分解分解为单体颗粒的速度；其二延缓和阻止单个颗粒重新为单体颗粒的速度；其二延缓和阻止单个颗粒重新团聚成团聚成“团粒团粒”。常用
10、的分散剂有焦磷酸钠、六偏磷酸钠等。分散剂的用常用的分散剂有焦磷酸钠、六偏磷酸钠等。分散剂的用量为沉降介质重量的千分之二至千分之五。量为沉降介质重量的千分之二至千分之五。第11页，共63页，编辑于2022年，星期六n从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置装置 湿式除尘装置湿式除尘装置 干式除尘装置干式除尘装置 n按分离原理分类按分离原理分类 ：重力除尘装置重力除尘装置（机械除尘器）（机械除尘器）惯性力除尘装置惯性力除尘装置（机械除尘器）（机械除尘器）离心力除尘装置离心力除尘装置（机械除尘器机械除尘器）洗涤式除尘装置洗涤式除尘装置(湿式除尘
11、器湿式除尘器)过滤式除尘装置过滤式除尘装置(袋式除尘器袋式除尘器)电除尘装置电除尘装置(电除尘器电除尘器)n 除除 尘尘第12页，共63页，编辑于2022年，星期六旋风除尘器旋风除尘器结构及工作原理结构及工作原理结构及工作原理结构及工作原理 n利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 n旋风除尘器内气流与尘粒的运动旋风除尘器内气流与尘粒的运动普通旋风除尘器是由普通旋风除尘器是由进气管、筒体、进气管、筒体、锥体和排气管锥体和排气管等组成等组成 气流沿外壁由上向下旋转运动：气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋外涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域
12、少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋轴心旋转：内涡旋 气流运动包括切向、轴向和径向：切气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度向速度、轴向速度和径向速度 第13页，共63页，编辑于2022年，星期六n旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）切向速度决定气流质点离心力大小，切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁到达外壁的尘粒在气流和重力共同作到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗用下沿壁面落入灰斗上涡旋气流从除尘器顶部向
13、下高速上涡旋气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出第14页，共63页，编辑于2022年，星期六影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素 二次效应二次效应-被捕集粒子的重新进入气流被捕集粒子的重新进入气流在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论尘粒撞向壁面
14、而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率效率在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率新吹起，实际效率低于理论效率通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应制二次效应 临界入口速度临界入口速度第15页，共63页，编辑于2022年，星期六影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素结构结构在相同的切向速度下，在相同的切向速度下，筒体直径筒体直径愈小，离心力愈大，愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；
15、筒体直径过小，粒子容易逃逸，效除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降。率下降。锥体锥体适当加长，对提高除尘效率有利适当加长，对提高除尘效率有利排出管直径排出管直径愈少愈少,分割直径分割直径愈小，即除尘效率愈高；直愈小，即除尘效率愈高；直径太小，粒子容易出现二次逃逸径太小，粒子容易出现二次逃逸,效率反而下降效率反而下降.除尘器下部的除尘器下部的严密性严密性分割直径分割直径:除尘效率为除尘效率为50%50%时的粒径时的粒径.第16页，共63页，编辑于2022年，星期六影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素烟尘的物理性质烟尘的物理
16、性质气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度度 第17页，共63页，编辑于2022年，星期六影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素操作变量操作变量提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善能改善 入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降新卷入气流中，除尘效率下降效率最高时的入口速度效率最高时的入口速度 第18页，共63页，编辑于2022年，星期
17、六电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理 n三个基本过程三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕悬浮粒子荷电高压直流电晕带电粒子在电场内迁移和捕集带电粒子在电场内迁移和捕集 延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑的不放电延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）捕集物从集尘表面上清除捕集物从集尘表面上清除 振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗 第19页，共63页，编辑于2022年，星期六粒子荷电粒子荷电 n两种机理两种机理电场荷电电场荷电或碰撞荷电离子在静电力作用下做定向运或碰撞荷电离
18、子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电动，与粒子碰撞而使粒子荷电扩散荷电扩散荷电离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程；离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于电场依赖于离子的热能，而不是依赖于电场 n粒子的主要荷电过程取决于粒径粒子的主要荷电过程取决于粒径大于大于0.50.5 m m的微粒，以电场荷电为主的微粒，以电场荷电为主小于小于0.150.15 m m的微粒，以扩散荷电为主的微粒，以扩散荷电为主介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。第20页，共63页，编辑于2022年，星期六异常荷电现象异常荷电现象 n沉积在集
19、尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生发生反电晕反电晕现象现象,破坏正常电晕过程破坏正常电晕过程 n气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生 n当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即到电荷，电晕电流几乎减小到零
20、，失去除尘作用，即电晕闭塞电晕闭塞 第21页，共63页，编辑于2022年，星期六被捕集粉尘的清除被捕集粉尘的清除 n电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积 n粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除一般方法采取振打清灰方式清除 n从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新进入气流新进入气流在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极
21、振动产生的振动力清灰的振动力清灰第22页，共63页，编辑于2022年，星期六电除尘器结构除尘器类型电除尘器结构除尘器类型 n除尘器类型除尘器类型双区电除尘器通风空气的净化和某些轻工业部门双区电除尘器通风空气的净化和某些轻工业部门单区电除尘器控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染单区电除尘器控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需要管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需要用水洗刷电极的场合用水洗刷电极的场合板式电除尘器为工业上应用的主要型式，气体处理量板式电除尘器为工业上应用的主要型式，气体处理量一般为一般为252550m50m3 3/s/s以上以上第23页，共6
22、3页，编辑于2022年，星期六电除尘器结构电晕电极电除尘器结构电晕电极n电晕电极电晕电极 常用的有直径常用的有直径3mm3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等 电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距、易清灰等持准确的极距、易清灰等 a.a.圆形线圆形线 b.星形线星形线 c.锯齿线锯齿线 d.芒刺线芒刺线第24页，共63页，编辑于2022年，星期六电除尘器结构集尘极电除尘器结构集尘极n集尘极集尘极集尘极结构对粉尘的二次扬起，及除尘器金属消耗量集尘极结构对粉尘的二
23、次扬起，及除尘器金属消耗量 （约占总耗量的（约占总耗量的404050%50%）有很大影响）有很大影响性能良好的集尘极应满足下述基本要求性能良好的集尘极应满足下述基本要求振打时粉尘的二次扬起少振打时粉尘的二次扬起少单位集尘面积消耗金属量低单位集尘面积消耗金属量低极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形振打时易于清灰，造价低振打时易于清灰，造价低第25页，共63页，编辑于2022年，星期六电除尘器结构高压供电设备电除尘器结构高压供电设备n高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流电晕电流n供电设备必须
24、十分稳定，希望工作寿命在二十年之上供电设备必须十分稳定，希望工作寿命在二十年之上n通常高压供电设备的输出峰值电压为通常高压供电设备的输出峰值电压为7070l000kVl000kV，电，电流为流为1001002000mA 2000mA n增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改善电除尘器性能，但投资增加。必须考虑效率和能改善电除尘器性能，但投资增加。必须考虑效率和投资两方面因素投资两方面因素第26页，共63页，编辑于2022年，星期六电除尘器结构气流分布板电除尘器结构气流分布板n电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响电除尘器内气流分布
25、对除尘效率具有较大影响n为为保保证证气气流流分分布布均均匀匀，在在进进出出口口处处应应设设变变径径管管道道，进进口口变变径径管管内内应应设设气气流分布板流分布板n最最常常见见的的气气流流分分布布板板有有百百叶叶窗窗式式、多多孔孔板板分分布布格格子子、槽槽形形钢钢式式和和栏栏杆杆型型分布板分布板n 对气流分布的具体要求是对气流分布的具体要求是任何一点的流速不得超过该断面平均流速的任何一点的流速不得超过该断面平均流速的 40%40%在任何一个测定断面上，在任何一个测定断面上，85%85%以上测点的流速与平均流速不以上测点的流速与平均流速不得相差得相差 25%25%。第27页，共63页，编辑于202
26、2年，星期六湿式除尘器湿式除尘器n根据湿式除尘器的净化机理，大致分为根据湿式除尘器的净化机理，大致分为重力喷雾洗涤器重力喷雾洗涤器旋风洗涤器旋风洗涤器自激喷雾洗涤器自激喷雾洗涤器板式洗涤器板式洗涤器填料洗涤器填料洗涤器文丘里洗涤器文丘里洗涤器机械诱导喷雾洗涤器机械诱导喷雾洗涤器 第28页，共63页，编辑于2022年，星期六湿式除尘器的优点湿式除尘器的优点 n在在耗用相同能耗时，耗用相同能耗时，比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘器清除比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘器清除0.1 m以下粉尘粒子，仍有很高效率以下粉尘粒子，仍有很高效率n 可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能胜可
27、与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能胜任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易燃任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易燃易爆的含尘气体易爆的含尘气体n在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污染物。既起在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用除尘作用，又起到冷却、净化的作用第29页，共63页，编辑于2022年，星期六湿式除尘器的缺点湿式除尘器的缺点 n排排出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应重复回用出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应重复回用n 净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗
28、涤水具有一定程度的腐净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水具有一定程度的腐蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题n不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体n寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施 第30页，共63页，编辑于2022年，星期六文丘里洗涤器文丘里洗涤器 (结构和工作原理结构和工作原理)n除尘过程除尘过程 含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能渐转变为动能在喉管入
29、口处，气速达到最大，一般为在喉管入口处，气速达到最大，一般为50180m/s洗涤液洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速高速气流雾化和加速充分的雾化是实现高效除尘的基本条件充分的雾化是实现高效除尘的基本条件 第31页，共63页，编辑于2022年，星期六文丘里洗涤器文丘里洗涤器n通常假定通常假定微细尘粒以气流相同的速度进人喉管微细尘粒以气流相同的速度进人喉管洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。在液滴加速过程中，由于液滴与粒子分被逐渐加速。
30、在液滴加速过程中，由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集n碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流入口碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流入口速度必须较高速度必须较高 第32页，共63页，编辑于2022年，星期六过滤式除尘器过滤式除尘器n使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置n分类分类空气过滤器空气过滤器滤纸或玻璃纤维滤纸或玻璃纤维颗粒层除尘器颗粒层除尘器砂、砾、焦炭等颗粒砂、砾、焦炭等颗粒物物袋式除尘器袋式除尘器纤维织物纤维织物第33页，共63页，编辑于2022年，星期六除尘器工作原理除尘器工作原理
31、n工作原理工作原理截留、惯性碰撞截留、惯性碰撞第34页，共63页，编辑于2022年，星期六除尘器工作原理除尘器工作原理n工作原理工作原理扩散、电沉积扩散、电沉积第35页，共63页，编辑于2022年，星期六除尘器工作原理除尘器工作原理n工作原理工作原理筛分筛分 第36页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器袋式除尘器n采用纤维织物作滤料的袋式除尘器（主要讨论），在采用纤维织物作滤料的袋式除尘器（主要讨论），在工业尾气的除尘方面应用较广工业尾气的除尘方面应用较广 n除尘效率一般可达除尘效率一般可达99%以上以上n效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越效率高，性能稳定可靠、操作简单，
32、因而获得越来越广泛的应用广泛的应用第37页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器的袋式除尘器的工作原理工作原理n含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上料上n沉积在滤料上的粉尘，可在机械振沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中灰斗中n粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作散等作 用，在滤袋表面形成粉尘层，用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层常称为粉层初层第38页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器
33、的袋式除尘器的工作原理工作原理n新鲜滤料的除尘效率较低新鲜滤料的除尘效率较低n粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率率n随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降n 除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰数值后，要及时清灰n 清灰不应破坏粉尘初层清灰
34、不应破坏粉尘初层,否则会引起除尘否则会引起除尘效率显著降低效率显著降低第39页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器除尘效率的袋式除尘器除尘效率的影响因素影响因素粉尘负荷粉尘负荷 表示滤布表面粉尘层的厚度，代表单位面积滤布上的积尘量。表示滤布表面粉尘层的厚度，代表单位面积滤布上的积尘量。过滤速度过滤速度烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，所需要的滤布面积小，过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，所需要的滤布面积小，除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失
35、却会加大。除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关第40页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器的滤料袋式除尘器的滤料n对滤料的要求对滤料的要求容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉
36、尘，采用的过滤速度不宜过高粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰较高的过滤速度，但必须及时清灰 第41页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器的袋式除尘器的清灰清灰 n清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的灰方式命名和分类的n常用的清灰方式有三种常用的清灰方式有三种机械振动式机械振动式 逆气流清灰逆气流清灰脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰第42页，共63页，
37、编辑于2022年，星期六袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰n机械振动清灰机械振动清灰此类型袋式除尘器的优点是工作此类型袋式除尘器的优点是工作性能稳定，清灰效果较好性能稳定，清灰效果较好缺点是滤袋常受机械力作用，损缺点是滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换工作量坏较快，滤袋检修与更换工作量大大清清 洁洁 气气体出口体出口灰斗灰斗滤袋滤袋清清 洁洁 气气体一侧体一侧含含 尘尘 气气体入口体入口固固 定定 孔孔板板典型机械振动式布袋除尘器典型机械振动式布袋除尘器第43页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰n逆气流清灰逆气流清灰 过滤风速一般为过滤风速一般为0.5
38、2.0m/min，压力损失控制范围，压力损失控制范围10001500Pa 这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况第44页，共63页，编辑于2022年，星期六袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰n脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰 利用利用47atm的压缩空气反吹，压的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落振动，粉尘层脱落必须选择适当压力的压缩空气和必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间适当的脉冲持续
39、时间（通常为（通常为0.1一一0.2s）每清灰一次，叫做一个脉冲，全每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为称为脉冲周期，通常为60s第45页，共63页，编辑于2022年，星期六 除尘小结除尘小结 重点掌握内容重点掌握内容1.旋风除尘器的结构和工作原理旋风除尘器的结构和工作原理2.电除尘器的结构和工作原理电除尘器的结构和工作原理3.文丘里除尘器的结构和工作原理文丘里除尘器的结构和工作原理4.袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的工作原理第46页，共63页，编辑于2022年，星期六气态污染物控制技术基础气态污染物控制技术基础n吸收法吸收法
40、净化气态污染物净化气态污染物n吸附法吸附法净化气态污染物净化气态污染物n催化转化法催化转化法净化气态污染物净化气态污染物 第47页，共63页，编辑于2022年，星期六n定义定义利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气目的的一应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气目的的一种方法种方法 l 分类分类物理吸收化学吸收吸收法吸收法吸收法吸收法气态污染物净化气态污染物净化第48页，共63页，编辑于20
41、22年，星期六物理吸收物理吸收物理吸收物理吸收n可视为单纯的物理溶解过程可视为单纯的物理溶解过程n物理吸收过程可逆物理吸收过程可逆n平衡时，吸收速率平衡时，吸收速率=解吸速率解吸速率n降低温度或增加压力，有利于吸收过程降低温度或增加压力，有利于吸收过程 例如：水吸收氯化氢气体例如：水吸收氯化氢气体第49页，共63页，编辑于2022年，星期六化学吸收化学吸收化学吸收化学吸收n吸收质与吸收剂之间发生化学反应吸收质与吸收剂之间发生化学反应n若为不可逆反应，则不能解吸若为不可逆反应，则不能解吸n提高温度或增大压力，有利于化学吸收提高温度或增大压力，有利于化学吸收 例如，用碱液吸收例如，用碱液吸收HCL
42、 用酸吸收氨用酸吸收氨第50页，共63页，编辑于2022年，星期六实验原理实验原理 含含SO2的气体可采用吸收法净化，由于的气体可采用吸收法净化，由于SO2在水中的溶在水中的溶解度较低，故常常采用化学吸收的方法。本实验采用碱性解度较低，故常常采用化学吸收的方法。本实验采用碱性吸收液（吸收液（5%NaOH吸收液）净化吸收吸收液）净化吸收SO2气体。气体。吸收液从水箱通过水泵、转子流量计由填料塔上部经喷吸收液从水箱通过水泵、转子流量计由填料塔上部经喷淋装置进入塔内，流经填料表面，由塔下部排出，再进入淋装置进入塔内，流经填料表面，由塔下部排出，再进入水箱。空气首先进入缓冲灌，水箱。空气首先进入缓冲灌
43、，SO2由由SO2钢瓶进入缓冲钢瓶进入缓冲灌，经缓冲灌混合后的含灌，经缓冲灌混合后的含SO2空气从塔底进气口进入填料空气从塔底进气口进入填料塔内，通过填料层与塔内，通过填料层与NaOH喷淋吸收液充分混合、接触、喷淋吸收液充分混合、接触、吸收，尾气由塔顶排出。吸收，尾气由塔顶排出。吸收过程发生的主要化学反应为吸收过程发生的主要化学反应为：2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O2NaHSO3碱液吸收气体中的二氧化硫碱液吸收气体中的二氧化硫碱液吸收气体中的二氧化硫碱液吸收气体中的二氧化硫第51页，共63页，编辑于2022年，星期六 吸附法吸附法吸附法吸附法定义定义利利用用
44、多多孔孔固固体体物物质质表表面面上上未未平平衡衡或或未未饱饱和和的的分分子子力力，把把流流体体（气气提提或或液液体体）混混合合物物中中一一种种或或多多种种组组分分积积聚聚或或凝凝缩缩在在固固体体表表面面，将将其其从从气气流流中中分分离离而而除除去去的的净化过程净化过程吸附剂吸附剂：具有吸附能力的固体物质：具有吸附能力的固体物质吸附质吸附质：被吸附到固体表面的物质：被吸附到固体表面的物质第52页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物n适用范围适用范围 常用于浓度低，毒性大的有害气体的净化，但处理的气体量不宜过大；常用于
45、浓度低，毒性大的有害气体的净化，但处理的气体量不宜过大；对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率；对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率；当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。第53页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物n特点特点 优点优点：净化效率高，可回收有用组分，设备简单，易实现自动化控制。：净化效率高，可回收有用组分，设备简单，易实现自动化控制。缺点缺点：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量往往有限，需频繁再生，间歇：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量往往有限，需频繁再生，间歇吸附
46、过程的再生操作麻烦且设备利用率低。吸附过程的再生操作麻烦且设备利用率低。第54页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物物理吸附物理吸附n作用力：分子间范德华力作用力：分子间范德华力(单层、双层单层、双层)n物理吸附特征物理吸附特征吸附质与吸附剂间不发生化学反应；吸附质与吸附剂间不发生化学反应；吸附过程极快，参加吸附的各相间常常瞬时即达平衡；吸附过程极快，参加吸附的各相间常常瞬时即达平衡；吸附为放热反应；吸附为放热反应；吸吸附附剂剂与与吸吸附附质质间间的的吸吸附附力力不不强强，当当气气体体中中吸吸附附质质降降压压或或温
47、温度度升升高高时时，被被吸吸附附的的气体能很容易的从固体表面逸出，而不改变气体原来形状；气体能很容易的从固体表面逸出，而不改变气体原来形状；是一种不可逆过程（吸附与脱附）。是一种不可逆过程（吸附与脱附）。第55页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物吸附法净化气态污染物化学吸附化学吸附 n作用力：化学键力作用力：化学键力n化学吸附特征化学吸附特征单层吸附；单层吸附；有很强的选择性；有很强的选择性；吸附速率较慢，达到吸附平衡需相当长时间；吸附速率较慢，达到吸附平衡需相当长时间；升高温度可提高吸附速率。升高温度可提高吸附速率。第56页，共6
48、3页，编辑于2022年，星期六n工业用吸附剂应具备的条件工业用吸附剂应具备的条件 巨大的内表面，大的比表面积即大的吸附容量；巨大的内表面，大的比表面积即大的吸附容量；良好的选择性；良好的选择性；较高的机械强度、化学与热稳定性；较高的机械强度、化学与热稳定性；来源广泛，造价低廉；来源广泛，造价低廉；良好的再生性能（从经济角度考虑）。良好的再生性能（从经济角度考虑）。第57页，共63页，编辑于2022年，星期六n工业常用吸附剂工业常用吸附剂 活性炭活性炭 活性氧化铝活性氧化铝 硅胶硅胶 沸石分子筛沸石分子筛 第58页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附工艺与设备吸附工艺与设备吸附工艺与设备吸附
49、工艺与设备 n分类分类 n按吸附剂在吸附器中的工作状态按吸附剂在吸附器中的工作状态 固定床固定床 移动床移动床 流化床流化床n按操作过程的连续与否按操作过程的连续与否 间歇式间歇式 连续式连续式第59页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附机理吸附机理吸附机理吸附机理 n吸附平衡吸附平衡 吸附质与吸附剂长期接触后，气相中吸附质的浓度与吸附剂（相）中吸吸附质与吸附剂长期接触后，气相中吸附质的浓度与吸附剂（相）中吸附质的浓度终将达到动态平衡。附质的浓度终将达到动态平衡。n平衡吸附量平衡吸附量n 吸附剂对吸附质的极限吸附量吸附剂对吸附质的极限吸附量n 用用XT或或m吸附质吸附质/m吸附量吸附量表示
50、表示n 用吸附等温线或吸附等温方程来描述用吸附等温线或吸附等温方程来描述 第60页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附机理吸附机理吸附机理吸附机理n等温吸附方程式等温吸附方程式 1）弗伦德里希（）弗伦德里希（Freundlick）方程式）方程式 2）朗格缪尔（朗格缪尔（Langmuir）方程式）方程式 3）BET方程式方程式多分子层吸附多分子层吸附 第61页，共63页，编辑于2022年，星期六吸附过程吸附过程吸附过程吸附过程 n（1）外扩散（气膜扩散）外扩散（气膜扩散）吸吸附附质质从从气气流流主主体体穿穿过过颗颗粒粒周周围围气气膜膜扩扩散散至至外外表表面。面。n（2）内扩散（微孔扩散）内扩