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1、大气污染控制工程大气污染控制工程 第三章第三章 除尘技术及装置除尘技术及装置本章要点n n掌握掌握颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布 、粉尘的、粉尘的 物理性质、物理性质、净化装置的性能、颗粒捕集的理论基础。净化装置的性能、颗粒捕集的理论基础。n n掌握掌握机械式除尘：重力沉降室，旋风除尘器捕集机械式除尘：重力沉降室，旋风除尘器捕集原理、压力损失及除尘效率旋风除尘器的分类及原理、压力损失及除尘效率旋风除尘器的分类及典型结构，选型设计。典型结构，选型设计。n n掌握过滤式除尘：袋式除尘器的基本原理，滤料，掌握过滤式除尘：袋式除尘器的基本原理，滤料，结构型式和性能，影响除尘效率的因素，压力损
2、结构型式和性能，影响除尘效率的因素，压力损失，选型设计。失，选型设计。n n掌握电除尘：除尘过程及荷电机理，驱进速度与掌握电除尘：除尘过程及荷电机理，驱进速度与捕集效率，影响电除尘效率的因素，电除尘器基捕集效率，影响电除尘效率的因素，电除尘器基本结构型式及选用。本结构型式及选用。2n n空气动力直径空气动力直径 dada 指与被测粒子在空气中的终端沉降速度相同、指与被测粒子在空气中的终端沉降速度相同、指与被测粒子在空气中的终端沉降速度相同、指与被测粒子在空气中的终端沉降速度相同、密度为密度为密度为密度为1(g/cm1(g/cm1(g/cm1(g/cm3 3 3 3)的球的直径，其单位用的球的直
3、径，其单位用的球的直径，其单位用的球的直径，其单位用m(g/cmm(g/cmm(g/cmm(g/cm3 3 3 3)1/21/21/21/2。n n斯托克斯直径斯托克斯直径/沉降直径沉降直径 d dstst9平均粒径平均粒径10n n3.3.粒径分布粒径分布 n n(1)(1)(1)(1)粒径分布的表示方法粒径分布的表示方法粒径分布的表示方法粒径分布的表示方法 n n相对频数（或频率）分布相对频数（或频率）分布相对频数（或频率）分布相对频数（或频率）分布D D D D（%）n n频度分布频度分布频度分布频度分布f f f f（%/m%/m%/m%/m）n n （%mmmm-1-1-1-1）11
4、n n筛上累计分布筛上累计分布R R（%）n n 筛下累计分布筛下累计分布 12众径中位径13n n（2 2）分布函数）分布函数n n 正态分布正态分布正态分布正态分布(高斯分布高斯分布高斯分布高斯分布)频率密度函数为：频率密度函数为：频率密度函数为：频率密度函数为：n n 1415n n对数正态分布函数为：对数正态分布函数为：对数正态分布函数为：对数正态分布函数为：n n 式式式式中中中中d d d dg g g g是是是是几几几几何何何何平平平平均均均均粒粒粒粒径径径径，并并并并等等等等于于于于中中中中位位位位径径径径d d d d50505050；g g g g是是是是几几几几何何何何标
5、标标标准准准准差，有差，有差，有差，有n n 粒粒粒粒径径径径分分分分布布布布遵遵遵遵从从从从对对对对数数数数正正正正态态态态分分分分布布布布，则则则则以以以以质质质质量量量量、个个个个数数数数和和和和表表表表面面面面积积积积表表表表示示示示的的的的粒粒粒粒径径径径分分分分布布布布，皆皆皆皆遵遵遵遵从从从从对对对对数数数数正正正正态态态态分分分分布布布布。在在在在对对对对数数数数概概概概率率率率纸纸纸纸上上上上代代代代表表表表这这这这三三三三种种种种分布的直线互相平行。分布的直线互相平行。分布的直线互相平行。分布的直线互相平行。1617n n n n、分分分分别别别别是是是是以以以以粒粒粒粒子
6、子子子的的的的质质质质量量量量、个个个个数数数数和和和和表表表表面面面面积积积积表表表表示示示示的的的的对对对对数数数数正正正正态分布的中位径。态分布的中位径。态分布的中位径。态分布的中位径。n n长度平均粒径长度平均粒径长度平均粒径长度平均粒径n n表面积平均粒径表面积平均粒径表面积平均粒径表面积平均粒径n n体积平均粒径体积平均粒径体积平均粒径体积平均粒径n n 积平均粒径积平均粒径积平均粒径积平均粒径 18n n例例3 31 1 某粉煤燃烧产生的飞灰的粒径分布遵从对数正态分布，当以质量表示其粒径分布时，中位径为21.5m，dp（D=15.87%）=9.8m。试确定以及个数表示时对数正态分
7、布函数的特征值和算术平均粒径。n n解：解：对数正态分布函数的特征数是中位径和几何标准差。由图35（图中横坐标是对数坐标）得，所以，19n n由于对数正态分布以个数和质量表示的几何标准差相等，故即为以个数表示的几何标准差。n n由式（328）得以个数表示的中位径n n n n mn n由式（330）的算术平均粒径n n m20n n罗辛罗辛罗辛罗辛拉姆勒分布拉姆勒分布拉姆勒分布拉姆勒分布(R-RR-RR-RR-R分布分布分布分布)n n 适用于破碎、研磨、筛分过程中产生的细粒子及分布很广的适用于破碎、研磨、筛分过程中产生的细粒子及分布很广的适用于破碎、研磨、筛分过程中产生的细粒子及分布很广的适
8、用于破碎、研磨、筛分过程中产生的细粒子及分布很广的各种粉尘各种粉尘各种粉尘各种粉尘 21n4.4.除尘装置的性质除尘装置的性质n n（1 1）总捕集效率）总捕集效率 入入口口气气体体流流量量为为QiQi（m m3 3/s/s），污污染染物物浓浓 度度 为为 Ci(g/mCi(g/m3 3)，污污 染染 物物 流流 入入 量量 为为 Si Si（g/sg/s）；净净化化装装置置的的出出口口对对应应Qo Qo（m m3 3/s/s），SoSo（g/sg/s）,Co(g/m,Co(g/m3 3)。若若净净化化装装置置捕捕集集的的污污染物的量为染物的量为ScSc（g/sg/s），），则有总捕集效率：则
9、有总捕集效率：22换算成标准态漏风情况23 分别为第分别为第分别为第分别为第1 1 1 1，2 2 2 2，n n n n个除尘器的除尘效率。个除尘器的除尘效率。个除尘器的除尘效率。个除尘器的除尘效率。n n(2)(2)(2)(2)分级捕集效率分级捕集效率分级捕集效率分级捕集效率 n n 粉粉粉粉尘尘尘尘流流流流量量量量为为为为 （g/sg/sg/sg/s）,则则则则粒粒粒粒径径径径为为为为范范范范围围围围内内内内的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的分分分分级级级级效效效效率率率率为为为为 （）。其数学表达式为（）。其数学表达式为（）。其数学表达式为（）。其数学表达式为 n n若若若若以以以以 （
10、g/sg/sg/sg/s）表表表表示示示示在在在在 范范范范围围围围内内内内的的的的出出出出口口口口粉粉粉粉尘尘尘尘流流流流量量量量，则则则则粒粒粒粒径径径径为为为为范范范范围内的颗粒的分级通过率为围内的颗粒的分级通过率为围内的颗粒的分级通过率为围内的颗粒的分级通过率为 24n n除尘器总效率和分级效率的关系式除尘器总效率和分级效率的关系式除尘器总效率和分级效率的关系式除尘器总效率和分级效率的关系式n n其中，其中，其中，其中，是相对频数是相对频数是相对频数是相对频数n n（3 3 3 3）除尘装置的压力损失）除尘装置的压力损失）除尘装置的压力损失）除尘装置的压力损失 25n n（4 4 4
11、4）除尘装置的分类及其性能比较）除尘装置的分类及其性能比较）除尘装置的分类及其性能比较）除尘装置的分类及其性能比较n n 2627二.机械式除尘器机械式除尘器n n1.重力沉降室重力沉降室 特性：构造简单、造价低、耗能小、便于维特性：构造简单、造价低、耗能小、便于维护管理；可以处理高温气体（烟气温度护管理；可以处理高温气体（烟气温度350350550550）；阻力）；阻力5050130Pa 130Pa；除尘效率；除尘效率40406060；去除大于；去除大于404050m50m的大颗粒；作为预除的大颗粒；作为预除尘器使用。尘器使用。n n n n分类分类分类分类水平气流沉降室水平气流沉降室 垂直
12、气流沉降室垂直气流沉降室 2829（a）屋顶式沉降室 扩大烟管式沉降室 带有锥型导流器的扩大烟管式沉降室30水平气流沉降室的主要设计计算水平气流沉降室的主要设计计算n n沉降室内气体流速一般为沉降室内气体流速一般为沉降室内气体流速一般为沉降室内气体流速一般为0.20.20.20.22m/s2m/s2m/s2m/s。沉。沉。沉。沉降室的高度降室的高度降室的高度降室的高度(m)(m)(m)(m)应根据实际需要而定。应根据实际需要而定。应根据实际需要而定。应根据实际需要而定。31Q、v L H 要使粒径为dp(m)的尘粒在沉降室中全部沉降下来，必须保证 即 不同粒径的尘粒的沉降速度可按斯托克斯公式计
13、算不同粒径的尘粒的沉降速度可按斯托克斯公式计算不同粒径的尘粒的沉降速度可按斯托克斯公式计算不同粒径的尘粒的沉降速度可按斯托克斯公式计算 32因为 这种沉降室对各种不同粒径尘粒(m)的分级除尘效率按下式求得 由上式可见，要提高沉降室的捕集效率，可从三个方面入手：(1)降低室内气体流速v；(2)降低沉降室高度H；(3)增加沉降室长度L。3334为提高除尘效率，可降低沉降室的高度，在沉降室中为提高除尘效率，可降低沉降室的高度，在沉降室中装许多水平隔板，形成一层层气流通道，就是多层沉装许多水平隔板，形成一层层气流通道，就是多层沉降室降室35n n n n块隔板将高度为的沉降室分为个块隔板将高度为的沉降
14、室分为个块隔板将高度为的沉降室分为个块隔板将高度为的沉降室分为个n+1n+1n+1n+1个通道个通道个通道个通道 ：由上分析得知，多层沉降室的分级效率比单层沉降室的效率高（n+1）倍，而能捕集的最小粒径比单层沉降室小 倍 沉降室分层越多，除尘效果就越好，但必须使各层隔板间气流分布均匀。同时，分层越多，清理集灰也越困难。36n n例例3 33 3在设计一个锅炉烟气重力沉降室，已知烟气量Q2800m3/h，烟气温度ts=150，烟气真密度p=2100Kg/m3（忽略气体密度），烟气粘度g=2.410-5Pas。要求能去除dp30m的烟尘。37n n解：解：由式（356）得n n取沉降室内流速为0.
15、25m/s，沉降室高度为1.5m，则 沉降室的长度 mn n由于沉降室的长度过长，可采用三层水平隔板，由于沉降室的长度过长，可采用三层水平隔板，即四层沉降室，取每层高即四层沉降室，取每层高m，总高调整为，总高调整为1.6m，则此时所需沉降室的长度为则此时所需沉降室的长度为38n n若取沉降室长度m，则沉降室宽度为 mn n因此，沉降室的尺寸为m，其能捕集的最小粒径为 也即28.6m,小于30m，满足要求。n n由于设置了三层隔板，每层气量应为Q/4，用q表示，则 （m3/h）392.2.惯性除尘器惯性除尘器n n惯性除尘器是使含尘气体冲击在挡板上，气流惯性除尘器是使含尘气体冲击在挡板上，气流急
16、剧地改变方向，借助粉尘粒子的惯性作用使急剧地改变方向，借助粉尘粒子的惯性作用使其与气流分离并被捕集的一种装置。对惯性除其与气流分离并被捕集的一种装置。对惯性除尘器，若气体在管道内流速为尘器，若气体在管道内流速为10m/s10m/s，而在其扩，而在其扩大部分的流速为大部分的流速为1m/s1m/s，则对，则对252530m30m以上的尘以上的尘粒，除尘效率一般可达粒，除尘效率一般可达65658585。总的来讲，。总的来讲，惯性除尘器的除尘效率一般为惯性除尘器的除尘效率一般为50507070，阻力，阻力一般为一般为150150700Pa700Pa。由于惯性除尘器的除尘效。由于惯性除尘器的除尘效率较低
17、，一般只作为预除尘器用。率较低，一般只作为预除尘器用。n n惯性除尘器可用于处理高温含尘气体，能直接惯性除尘器可用于处理高温含尘气体，能直接安装在风道上。含尘气体在冲击或方向转变前安装在风道上。含尘气体在冲击或方向转变前的速度越高，方向转变的曲率半径越小时，其的速度越高，方向转变的曲率半径越小时，其除尘效率越高，但阻力也随之增大。为了提高除尘效率越高，但阻力也随之增大。为了提高效率，可以在挡板上淋水，形成水膜，这就是效率，可以在挡板上淋水，形成水膜，这就是湿式惯性除尘器。湿式惯性除尘器。40n n惯性除尘器惯性除尘器41 冲击式结构冲击式结构 反转式结构反转式结构 弯管型弯管型 百叶窗型百叶窗
18、型 多层隔板塔型多层隔板塔型 分类分类分类分类4243弯管型百叶窗型 多层隔板塔型443.3.旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器是使含尘气体作旋转运动，利用离心力作用将尘粒从气流中分离并捕集下来的装置。它历史悠久、应用广泛、型式繁多、结构简单、没有运动部件、造价便宜、维护管理方便，除尘效率一般达85左右，高效的旋风除尘器除尘效率可达90左右。45 逆转型逆转型 分类分类分类分类结构结构单管单管 多管多管 组合式组合式 入口流向入口流向 轴向入口轴向入口 逆转型逆转型 正交型正交型 切向入口切向入口 直入型直入型 蜗壳型蜗壳型464748n n旋风除尘器的设计计算旋风除尘器的设计计算n n 压力损失
19、压力损失压力损失压力损失 n n 压力损失系数见压力损失系数见压力损失系数见压力损失系数见P118P118P118P118表表表表3-113-113-113-11 49 分割直径分割直径 n n旋风除尘器的分离性能是研究除尘效率的基础。旋风除尘器的效旋风除尘器的分离性能是研究除尘效率的基础。旋风除尘器的效旋风除尘器的分离性能是研究除尘效率的基础。旋风除尘器的效旋风除尘器的分离性能是研究除尘效率的基础。旋风除尘器的效率与颗粒的直径有关，直径越大，效率越高。当直径大到某一值率与颗粒的直径有关，直径越大，效率越高。当直径大到某一值率与颗粒的直径有关，直径越大，效率越高。当直径大到某一值率与颗粒的直径
20、有关，直径越大，效率越高。当直径大到某一值时，除尘效率可达时，除尘效率可达时，除尘效率可达时，除尘效率可达100%100%100%100%，此时的颗粒直径称为临界直径；同样除，此时的颗粒直径称为临界直径；同样除，此时的颗粒直径称为临界直径；同样除，此时的颗粒直径称为临界直径；同样除尘效率为尘效率为尘效率为尘效率为50505050时的颗粒直径称为分割直径。分割直径越小，表明时的颗粒直径称为分割直径。分割直径越小，表明时的颗粒直径称为分割直径。分割直径越小，表明时的颗粒直径称为分割直径。分割直径越小，表明除尘器的分离性能越好。在评价旋风除尘器的分离性能时，往往除尘器的分离性能越好。在评价旋风除尘器
21、的分离性能时，往往除尘器的分离性能越好。在评价旋风除尘器的分离性能时，往往除尘器的分离性能越好。在评价旋风除尘器的分离性能时，往往多采用分割直径。多采用分割直径。多采用分割直径。多采用分割直径。n n拉波尔经验表达式：拉波尔（拉波尔经验表达式：拉波尔（拉波尔经验表达式：拉波尔（拉波尔经验表达式：拉波尔（LappleLappleLappleLapple）根据转圈理论，）根据转圈理论，）根据转圈理论，）根据转圈理论，考虑气流有效旋转圈数考虑气流有效旋转圈数考虑气流有效旋转圈数考虑气流有效旋转圈数NeNeNeNe，提出了一个分割直径的经验，提出了一个分割直径的经验，提出了一个分割直径的经验，提出了一
22、个分割直径的经验表达式，即表达式，即表达式，即表达式，即 此式适用于切线、螺旋和蜗壳式入口旋风除尘器。对于标准的此式适用于切线、螺旋和蜗壳式入口旋风除尘器。对于标准的此式适用于切线、螺旋和蜗壳式入口旋风除尘器。对于标准的此式适用于切线、螺旋和蜗壳式入口旋风除尘器。对于标准的旋风除尘器，外旋流的有效圈数旋风除尘器，外旋流的有效圈数旋风除尘器，外旋流的有效圈数旋风除尘器，外旋流的有效圈数NeNeNeNe为为为为5 5 5 510101010圈。若无足够资料时，圈。若无足够资料时，圈。若无足够资料时，圈。若无足够资料时，可按下式近似计算可按下式近似计算可按下式近似计算可按下式近似计算 50根据假想圆
23、筒理论 池森龟鹤 51旋风除尘器的效率旋风除尘器的效率则除尘器的总效率为52旋风除尘器的选择设计旋风除尘器的选择设计旋风除尘器的选择设计旋风除尘器的选择设计收集设计资料 除尘器型式的选择计算法 经验法 53n n计算法计算法 n n计算除尘效率计算除尘效率 确定结构型式总除尘效率 定型压损确定结构型式入口速度 v入口面积 定型 经验法54n n例例3 34 4 某旋风除尘器进口宽度为b=0.21m，气流在旋风器内旋转4圈，入口气速为15m/s,=1700kg/m3.T=350K,载气为空气。试计算旋风器的分割粒径 dc50 解：解：忽略空气的密度，并从有关手册中查 的空气在350K 时的粘度
24、Pas,则由式（365）得55例35用XLP/B-7.0型旋风除尘器净化20的含尘气体，除尘器的进口速度为v=15.2m/s，粉尘的真密度为kg/m3，求该旋风除尘器的分割粒径dc50。由XLP/B型旋风除尘器国家标准图纸知，该除尘器的有关参数如下：D=0.7m,d=0.42m,h=0.42m,b=0.21m,A=0.0882m2,hi=2.81m。56解：外旋流速度分布指数n由式（369）计算未指明载气性质，近似按空气处理，20时空气的粘度Pas。由式（368）得若按式（370）计算，则得57可见，按式（370）的计算结果比按式（368）的结果大60，原因在于两式的推导条件不同。585960
25、6162三.湿式除尘器湿式除尘器是用水或其他液体与含尘废气相互接触，从而实现分离捕集粉尘粒子和吸收有害气体的装置，它主要是利用液网、液膜或液滴来去除废气中的尘粒，并兼备吸收有害气体的作用。湿式除尘器具有结构简单、耗用钢材少、投资低、运行安全等特点，已得到广泛应用。63优点：效率高 可以处理高温、高湿、高比阻、易燃和易爆的含尘气体 除尘、冷却和净化缺点：二次污染 有腐蚀性的气态污染物腐蚀设备 不适于憎水性和水硬性粉尘 容易冻结 能耗大 641.分类湿式除尘器按能耗按能耗 低能耗低能耗除尘器除尘器除尘器除尘器高能耗高能耗除尘器：除尘器：除尘器：除尘器：喷雾除尘器喷雾除尘器 水膜除尘器水膜除尘器 文
26、丘里除尘器文丘里除尘器 按净化机理按净化机理 重力喷雾除尘器重力喷雾除尘器旋风水膜除尘器旋风水膜除尘器贮水式冲击水浴除尘器贮水式冲击水浴除尘器板式塔除尘器板式塔除尘器填料塔除尘器填料塔除尘器文丘里除尘器文丘里除尘器机械动力洗涤除尘器机械动力洗涤除尘器65主要的湿式除尘器的性能和操作范围主要的湿式除尘器的性能和操作范围除尘器名称气体流速(m/s)液气比(l/m3)压 力 损 失(Pa)分割直径(m)旋风水膜除尘器文丘里除尘器喷淋除尘器自激喷雾除尘器填料塔除尘器冲击式除尘器154560900.1210200.5110200.51.50.31.5230.070.1523105050015005000
27、20000100300800200010002500 01501.00.13.03.01.00.266n n2.2.湿式除尘的原理湿式除尘的原理 n n 惯性碰撞惯性碰撞惯性碰撞惯性碰撞n n 主要作用主要作用主要作用主要作用:n n 拦截拦截拦截拦截n n 原理原理原理原理n n 扩散扩散 n n 次要作用次要作用次要作用次要作用:热泳热泳n n 静电静电67 n n3.3.3.3.湿式除尘器的除尘效率湿式除尘器的除尘效率湿式除尘器的除尘效率湿式除尘器的除尘效率n n湿式除尘器的总能量消耗湿式除尘器的总能量消耗n n湿式除尘器的总效率湿式除尘器的总效率n n 值见值见P132P132表表3-
28、153-1568n n湿式除尘器分级通过率Pd n n其中，空气动力直径其中，空气动力直径n n湿式除尘器的总通过率湿式除尘器的总通过率 n n空气动力分割粒径与实际分割粒径的关系为空气动力分割粒径与实际分割粒径的关系为 69n n例例36设粉尘的几何平均粒径 m(n n为空气动力中位径)，kg/m3,几何标准差 ，要求通过率 。如果使用 的填料塔、筛板塔或者文丘里洗涤器之类的湿式除尘器，在293K和1大气压下求其分割粒径。n n 解：解：由图（328）查得时得，n n则 mA.n n先不考虑肯宁汉修正系数，按 计算得n n m；n n考虑肯宁汉修正系数以后，将小于0.52m。估计n n m，
29、带入（373）中，得，则mm。70n n湿式除尘器的压降湿式除尘器的压降湿式除尘器的压降湿式除尘器的压降n n在两相流动接触区内的流体阻力为在两相流动接触区内的流体阻力为在两相流动接触区内的流体阻力为在两相流动接触区内的流体阻力为n n4.4.各种湿式除尘器各种湿式除尘器 n n 类类类类型型型型有有有有立立立立式式式式、卧卧卧卧式式式式、管管管管式式式式、中中中中央央央央喷喷喷喷水水水水和和和和同同同同心心心心圆圆圆圆旋旋旋旋风水膜以及斜棒式洗涤栅水膜除尘器等。风水膜以及斜棒式洗涤栅水膜除尘器等。风水膜以及斜棒式洗涤栅水膜除尘器等。风水膜以及斜棒式洗涤栅水膜除尘器等。71n n（1 1）水膜
30、除尘器水膜除尘器水膜除尘器水膜除尘器n n 立式旋风水膜除尘立式旋风水膜除尘立式旋风水膜除尘立式旋风水膜除尘器器器器n n a.CLS a.CLS a.CLS a.CLS型旋风水膜除尘型旋风水膜除尘型旋风水膜除尘型旋风水膜除尘n n 器器器器n n 基本参数：基本参数：基本参数：基本参数：n n 入口最大允许浓度为入口最大允许浓度为入口最大允许浓度为入口最大允许浓度为2 2 2 2g/mg/mg/mg/m3 3 3 3 n n 液气比为液气比为液气比为液气比为0.10.10.10.10.30.30.30.3L/mL/mL/mL/m3 3 3 3(气气气气)n n 入口速度一般范围为入口速度一般
31、范围为入口速度一般范围为入口速度一般范围为15151515 22222222m m m ms s s s n n筒体高度一般不大于筒体高度一般不大于筒体高度一般不大于筒体高度一般不大于5 5 5 5倍筒体倍筒体倍筒体倍筒体直径直径直径直径 n n净化效率随筒体直径减小，净化效率随筒体直径减小，净化效率随筒体直径减小，净化效率随筒体直径减小，随筒体高度增加而提高。随筒体高度增加而提高。随筒体高度增加而提高。随筒体高度增加而提高。72n n b.b.b.b.麻石水膜除尘器麻石水膜除尘器麻石水膜除尘器麻石水膜除尘器麻石水膜除尘器主要性能参数表麻石水膜除尘器主要性能参数表 型号 烟气量(m3/h)质量
32、(t)进口烟气速度(m/s)15182022MCLS1.30MCLS1.60MCLS1.75MCLS1.85MCLS2.50MCLS3.10MCLS4.002320027200295003780075600104000108000278003260034500453009100012500012600030900363003940050400101001387001440003400039500434005560011100015800033.341.547.3243.7阻力(Pa)5798431030124673麻石水膜除尘器的结构图麻石水膜除尘器的结构图74n n 卧式旋风水膜除尘器卧式旋
33、风水膜除尘器n n 基本参数基本参数n n 烟气流速以烟气流速以8 81818m/s m/s n n 除尘器的压力损失约为除尘器的压力损失约为 300 30010001000PaPan n 内筒与外壳直径比以内筒与外壳直径比以1:31:3为宜为宜 n n 液气比一般为液气比一般为0.060.060.150.15L/mL/m3 3,气体气体 流量流量2020左右左右 n n 水位高度应以水位高度应以8080150150mm mm 7576n n管式水膜除尘器管式水膜除尘器 n n 基本参数：基本参数：n n 液气比液气比0.25L/m0.25L/m3 3 n n 管束单根长度以不超过管束单根长度
34、以不超过2 2m m n n 自然引风：烟气流速自然引风：烟气流速3 3m/sm/sn n 机械引风：流速可取机械引风：流速可取5 5m/sm/s n n 7778文丘里除尘器文丘里除尘器 79n n分类分类分类分类 圆形圆形圆形圆形 n n 形状形状形状形状 n n 矩形矩形矩形矩形 定径文氏管定径文氏管定径文氏管定径文氏管 n n 喉管构造喉管构造喉管构造喉管构造n n文丘里除尘器文丘里除尘器文丘里除尘器文丘里除尘器 水雾化方式水雾化方式水雾化方式水雾化方式 调径文氏管调径文氏管 预雾化预雾化文氏管文氏管文氏管文氏管 不预雾化不预雾化文氏管文氏管文氏管文氏管 供水方式供水方式 径向内喷径向
35、内喷 径向外喷径向外喷 轴向喷雾轴向喷雾 溢流供水溢流供水 80n n基本参数基本参数基本参数基本参数n n 进口管径进口管径D1D1 流速取流速取15152222m/sm/s n n 出口管径出口管径D2 D2 流速取流速取18182222m/s m/s n n 喉管截面积与进口管截面积之比喉管截面积与进口管截面积之比 1 1：4 4 n n 除尘中喉管内气流速度除尘中喉管内气流速度u u0 0 4040120120m/sm/sn n 亚微米的尘粒亚微米的尘粒u u0 0 8080120120m/s m/s n n 净化较粗尘粒净化较粗尘粒u u0 0 60 609090m/s m/s n
36、n 气体吸收气体吸收u u0 0 20 203030m/s m/s n n 喉管长度喉管长度L L0 0 200200350350mm mm n n 收缩管的收缩角收缩管的收缩角1 1 232330 30 n n 扩散管的扩散角扩散管的扩散角 667 7 81文丘里除尘器的设计与计算文丘里除尘器的设计与计算 n n 82文丘里除尘器的设计与计算文丘里除尘器的设计与计算 n n收缩管进气端的截面积收缩管进气端的截面积n n扩张管出气端的截面积扩张管出气端的截面积 83文丘里除尘器的设计与计算文丘里除尘器的设计与计算 n n喉管截面积喉管截面积n n圆形收缩管和扩张管的长度圆形收缩管和扩张管的长度
37、 84文丘里除尘器的设计与计算文丘里除尘器的设计与计算 n n矩形文丘里管的收缩管长度矩形文丘里管的收缩管长度 85文丘里除尘器的设计与计算文丘里除尘器的设计与计算 n n矩形文丘里管扩张管的长度，取下列两式计算矩形文丘里管扩张管的长度，取下列两式计算的最大值的最大值 86n n文丘里除尘器的除尘效率文丘里除尘器的除尘效率文丘里除尘器的除尘效率文丘里除尘器的除尘效率 海思开斯海思开斯(Hesketh)Hesketh)经验公式经验公式 木村典夫木村典夫 文氏管的压力损失文氏管的压力损失文氏管的压力损失文氏管的压力损失87n n文丘里洗涤器通过率文丘里洗涤器通过率 n n5 5mm以下的粉尘粒子以
38、下的粉尘粒子,海思开斯公式海思开斯公式 88喷淋除尘器喷淋除尘器89喷淋除尘器喷淋除尘器粒径小粒径大90n n逆流喷淋除尘器的效率逆流喷淋除尘器的效率逆流喷淋除尘器的效率逆流喷淋除尘器的效率 n n横向错流喷淋除尘器的效率横向错流喷淋除尘器的效率横向错流喷淋除尘器的效率横向错流喷淋除尘器的效率n n自激喷雾除尘器自激喷雾除尘器n n n n 分类分类分类分类冲击水浴除尘器冲击水浴除尘器 冲激式除尘器冲激式除尘器 91除尘器喷头92 冲激式除尘器冲激式除尘器 冲激式除尘器冲激式除尘器 93板式塔除尘器板式塔除尘器 94四.电除尘器电除尘器n n优点：1.除尘效率99以上 2.能耗低 3.气流阻力
39、小 4.耐高温 5.处理烟气量大 n n缺点：1.一次性投资费用高 2.占地面积较大 95四.电除尘器电除尘器 3.除尘效率受粉尘比电阻等物理 性质限制 4.不适宜直接净化高浓度含尘气 体 5.对制造和安装质量要求高 96电除尘过程示意图电除尘过程示意图9798n n（1 1）原理）原理n n 电晕放电和气体电离电晕放电和气体电离电晕放电和气体电离电晕放电和气体电离 n n 空气中圆形极线上的起始电晕电场强度量的经验公式空气中圆形极线上的起始电晕电场强度量的经验公式空气中圆形极线上的起始电晕电场强度量的经验公式空气中圆形极线上的起始电晕电场强度量的经验公式n n 管式电除尘器内任一点的电场强度
40、管式电除尘器内任一点的电场强度管式电除尘器内任一点的电场强度管式电除尘器内任一点的电场强度 ，起始电晕电压，起始电晕电压，起始电晕电压，起始电晕电压 99n n板式电除尘器的起始电晕电压板式电除尘器的起始电晕电压例例3 37 7管式电除尘器的放电极电晕线半径1.0mm，集尘极管式直径200mm。除尘运行工况：压力1.0105Pa，温度为150。试求该管式电除尘器的起始电晕场强和起始电晕电压。100n n 解：解：先求 由式（3118），当取 时，求得起始电晕场强由式（3120）得起始电晕电压为VC=3.121060.001ln(0.1/0.001)=14.4103V101n n工业上用电除尘器
41、：工业上用电除尘器：工业上用电除尘器：工业上用电除尘器：负电晕放电型式负电晕放电型式负电晕放电型式负电晕放电型式n n空气调节的小型电除尘器：正电晕放电空气调节的小型电除尘器：正电晕放电空气调节的小型电除尘器：正电晕放电空气调节的小型电除尘器：正电晕放电 n n 粒子荷电粒子荷电粒子荷电粒子荷电 n n 电场荷电电场荷电 扩散荷电扩散荷电 扩散荷电扩散荷电电场荷电电场荷电102n na.电场荷电电场荷电n n单个球形颗粒的饱和荷电量单个球形颗粒的饱和荷电量单个球形颗粒的饱和荷电量单个球形颗粒的饱和荷电量n n粉尘粒子荷电量随时间变化的关系式粉尘粒子荷电量随时间变化的关系式粉尘粒子荷电量随时间变
42、化的关系式粉尘粒子荷电量随时间变化的关系式 n n其中其中其中其中n n在在在在 0.11 0.11秒内，秒内，秒内，秒内，荷电率荷电率荷电率荷电率 可达可达可达可达99%99%；q qt t/q/qs s=0.5=0.5时，时，时，时，103n n例例3 38 8 已知管式电除尘器的电晕电流 mA/m,距离电晕线 cm处的电场强度 v/m试计算粒子荷电时间常数以及荷电率达到90 时所需的荷电时间。解：解：首先计算荷电时间常数。近似取离子的体电荷密度 因为代入数值后得，s荷电率时所需荷电时间为 s104n nb.b.扩散荷电扩散荷电 n nc.c.电场荷电和扩散荷电综合作用电场荷电和扩散荷电综
43、合作用n n荷电粒子的迁移和捕集荷电粒子的迁移和捕集 n na.a.粒子驱进速度粒子驱进速度粒子驱进速度粒子驱进速度105n nb.b.捕集效率捕集效率捕集效率捕集效率 n n德意希德意希德意希德意希假定假定假定假定:含含含含尘尘尘尘气流气流气流气流为为为为紊流状紊流状紊流状紊流状态态态态,浓度和气流分布均匀浓度和气流分布均匀浓度和气流分布均匀浓度和气流分布均匀 n n 完全荷电完全荷电完全荷电完全荷电n n 忽略影响忽略影响忽略影响忽略影响 n n 进口进口出口出口fdxvc+dcc0LCiCoa 106n n 在dt时间内于dx空间捕集的粉尘量为n n 107n n表表表表3-193-19
44、3-193-19某些工业窑炉电除尘器的电场风速和有效驱进速度某些工业窑炉电除尘器的电场风速和有效驱进速度某些工业窑炉电除尘器的电场风速和有效驱进速度某些工业窑炉电除尘器的电场风速和有效驱进速度板式电除尘器 圆管式电除尘器 108109n n 例例3 39 9 在气体压力为101.325kPa，温度为20条件下运行的管式电除尘器，圆筒形集尘极直径D=0.3m，管长L=2.0m，气体流量Q0.075m3/s,若集尘极附近的平均场强E=100Kv/m,粒径为1.0m的粉尘荷电量q=0.31015。试计算粉尘的趋进速度和捕集效率。解：解：（1）计算粉尘的趋进速度。在给定的条件下 空气的粘度系数 Pas
45、.肯宁汉系数 则按式（3132）得（m/s）(2)按（3137）计算捕集效率。集尘极的表面积 m2110n n例例310某钢铁厂90m2烧结机尾电除尘器的实测结果如下：电除尘器进口含尘浓度为 g/m3,出口含尘浓度为 g/m3,进口烟气流量为 m3/h(44.4m3/s)。该除尘器采用Z型板极和星型电晕线，断面面积 m2,集尘极总面积 m2(二个电场)。试参考以上数据设计另一新建130m2烧结机尾的电除尘器，要求除尘效率 工艺设计给出的总烟气量 111n n (m3/h)(即70m3/s).解：解：（1）根据实测数据计算原电除尘器的除尘效率和有效趋进速度。由式（3141）得(s/m)所以除尘器
46、断面风速为m/s(2)设计新的电除尘器按要求的效率 和有效趋进速度 112n n m/s，求得（s/m）则所需的集尘极的总面积为(m2)若选取系列产品SHWB60时，则集尘极总面积为3743m2，其有效断面积为63.3m2，此时电场风速为（m）113n n（2 2）分类及结构）分类及结构n n电除尘器电除尘器电除尘器电除尘器集尘电极集尘电极 管式电除尘器管式电除尘器板式电除尘器板式电除尘器 含尘气流流动方式含尘气流流动方式 立式电除尘器立式电除尘器 卧式电除尘器卧式电除尘器 电极在除尘器内布置电极在除尘器内布置 单区电除尘器单区电除尘器 双区电除尘器双区电除尘器 清灰方式清灰方式 干式电除尘器
47、干式电除尘器湿式电除尘器湿式电除尘器 集尘电极集尘电极 管式电除尘器管式电除尘器板式电除尘器板式电除尘器 含尘气流流动方式含尘气流流动方式 立式电除尘器立式电除尘器 卧式电除尘器卧式电除尘器 电极在除尘器内布置电极在除尘器内布置 单区电除尘器单区电除尘器 双区电除尘器双区电除尘器 清灰方式清灰方式 干式电除尘器干式电除尘器湿式电除尘器湿式电除尘器 114电除尘器结构电除尘器结构电除尘器结构电除尘器结构高压直流电源：最佳火花率高压直流电源：最佳火花率5050100100次分钟次分钟 本体本体 电晕电极电晕电极 集尘电极集尘电极 清灰装置清灰装置 气流分布装置气流分布装置 外壳外壳 115管式板式
48、单 区116双区117118119120喷水干式121122n n（3）电除尘器设计与选型电除尘器设计与选型n n 集尘极面积集尘极面积集尘极面积集尘极面积n n n n 见各种工业粉尘的有效驱进速度见各种工业粉尘的有效驱进速度见各种工业粉尘的有效驱进速度见各种工业粉尘的有效驱进速度n n 电场段面面积电场段面面积电场段面面积电场段面面积n n n n 集尘极的间距（集尘极的间距（集尘极的间距（集尘极的间距（2 2 2 2b b b b）采用采用采用采用200200200200300300300300mm mm mm mm n n 放电极间距一般也采用放电极间距一般也采用放电极间距一般也采用放
49、电极间距一般也采用200200200200300300300300mmmmmmmmn n 集尘极的排数集尘极的排数集尘极的排数集尘极的排数 123n n其中：其中：其中：其中：BBBB电场断面宽度，电场断面宽度，电场断面宽度，电场断面宽度，n n电场长度电场长度电场长度电场长度n n工作电压工作电压工作电压工作电压n n 124125126127五.过滤式除尘器过滤式除尘器n n（1 1）分类）分类n n过滤式除尘器过滤式除尘器过滤式除尘器过滤式除尘器滤料滤料 不同不同袋式除尘器袋式除尘器 颗粒层除尘器颗粒层除尘器 空气过滤器空气过滤器 捕获的位置捕获的位置 内部过滤除尘器内部过滤除尘器 外部
50、过滤除尘器外部过滤除尘器 128129n n（2 2）原理）原理n n 筛滤作用筛滤作用筛滤作用筛滤作用 n n 惯性碰撞作用惯性碰撞作用惯性碰撞作用惯性碰撞作用n n 拦截作用拦截作用拦截作用拦截作用n n 扩散作用扩散作用扩散作用扩散作用 n n 静电作用静电作用静电作用静电作用n n 重力沉降作用重力沉降作用重力沉降作用重力沉降作用 130 各种捕集机理作用的粒度范围各种捕集机理作用的粒度范围序号机理粒度范围风速增高对机理效率的影响1拦截1m降低2惯性碰撞1m增高3扩散0.010.5m降低4静电过滤层微孔尺寸降低131n n（3 3）计算）计算n n 过滤速度过滤速度过滤速度过滤速度n