《大气污染控制工程多媒体课件第06章 颗粒物污染控制技术1(改).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大气污染控制工程多媒体课件第06章 颗粒物污染控制技术1(改).ppt（94页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 第六章第六章 除尘装置除尘装置 1.机械除尘器机械除尘器2.电除尘器电除尘器3.湿式除尘器湿式除尘器4.过滤式除尘器过滤式除尘器5.除尘器的选择与发展除尘器的选择与发展除尘装置除尘装置n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 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：（并按除尘效率的高低来讲授）：（并按除尘效率的高低来讲授）重力除尘装置（机械式除尘装置）重力除尘装置（机械式除尘装置）（低效）（低效）惯性力除尘装置（机械式除尘装置惯性力除尘装置（机械式除尘装置）（低效）（低效）离心力除尘装置
2、（机械式除尘装置离心力除尘装置（机械式除尘装置）（中效）（中效）洗涤式除尘装置（洗涤式除尘装置（中效，但文丘里洗涤器属于高效除尘器）中效，但文丘里洗涤器属于高效除尘器）过滤式除尘装置过滤式除尘装置（高效）（高效）电除尘装置电除尘装置（高效）（高效）声波除尘装置声波除尘装置 第一节第一节 机械除尘器机械除尘器n机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：重力沉降室重力沉降室惯性除尘器惯性除尘器旋风除尘器旋风除尘器重力沉降室重力沉降室n重力沉降室的优点重力沉降
3、室的优点结构简单结构简单投资少投资少压力损失小（一般为压力损失小（一般为50100Pa）维修管理容易维修管理容易n缺点缺点体积大体积大效率低效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子粒子重力沉降室重力沉降室n重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置 n气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降在重力作用下缓慢向灰斗沉降（与水中的沉淀池类比讲授）（与水中的沉淀池类比讲授）
4、n层流式和湍流式两种层流式和湍流式两种 优点优点：（：（1）结构简单，易于制造，造价低，施工快，）结构简单，易于制造，造价低，施工快，便于维护，便于维护，（2）阻力小，）阻力小，适用范围：对大颗粒的粉尘去除效率高，适用范围：对大颗粒的粉尘去除效率高，对于对于50m以上的粉尘，去除效率为以上的粉尘，去除效率为90%以上，以上，惯性力除尘器对于惯性力除尘器对于10m以上的粉尘，去除效率为以上的粉尘，去除效率为5060%以上，以上，旋风除尘器对于旋风除尘器对于2m以上的粉尘，去除效率为以上的粉尘，去除效率为80%以上，以上，层流式重力沉降室层流式重力沉降室n假定（假定（1）沉降室内气流为柱塞流；）沉
5、降室内气流为柱塞流；n（2）颗粒均匀分布于烟气中；）颗粒均匀分布于烟气中；n（3）粒子的运动仅由两种速度组成，其中沉降速度一进）粒子的运动仅由两种速度组成，其中沉降速度一进沉降室即获得，粒子在水平和竖直方向呈匀速运动状态沉降室即获得，粒子在水平和竖直方向呈匀速运动状态n（4）忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用）忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用纵剖面示意图纵剖面示意图层流式重力沉降室层流式重力沉降室n沉降室的沉降室的长宽高分别为长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为处理烟气量为Q n气流在沉降室内的停留时间气流在沉降室内的停留时间n在在t时间内粒子的沉降距离时间内粒子的沉降距离n该粒子的
6、除尘效率该粒子的除尘效率层流式重力沉降室层流式重力沉降室n对于对于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的捕集的最小粒子的dmin=?n工工业业粉粉尘尘粒粒径径大大致致为为1 1100100mm，粒粒径径小小于于5 5mm的的尘尘粒粒实实际际沉沉降降速速度度要要比比StocksStocks定定律律预预示示的的大大，需需修修正正。故故dpdp5m5m的尘粒：的尘粒：u us s=c=cu us sStocksStocksnc c为修正系数，在空气中温度为为修正系数，在空气中温度为2020，压强为，压强为1 1atmatm时，时，n n dp为为m。n在其它温度下，
7、在其它温度下，Kc值就变化，值就变化，层流式重力沉降室层流式重力沉降室n提高沉降室效率的主要途径提高沉降室效率的主要途径（1）降低沉降室内气流速度）降低沉降室内气流速度若气流速度太小，则沉降室过长，若气流速度太小，则沉降室过长，若气流速度太大，则效率下降，而且造成粉尘的二次扬若气流速度太大，则效率下降，而且造成粉尘的二次扬尘，一般取尘，一般取0.32.0m/s（2）增加沉降室长度，但体积庞大）增加沉降室长度，但体积庞大（3）降低沉降室高度）降低沉降室高度但不能无限地减少，因此采用增加隔板的方式，形成多但不能无限地减少，因此采用增加隔板的方式，形成多层沉降室，（与水污染控制中斜板沉淀池类比讲授）
8、层沉降室，（与水污染控制中斜板沉淀池类比讲授）不同粉尘的最高允许气流速度不同粉尘的最高允许气流速度多层重力沉降多层重力沉降室室n多层沉降室：使沉降高度多层沉降室：使沉降高度减少为原来的减少为原来的1/（n+1），），其中其中n为水平隔板层数为水平隔板层数 n考虑清灰的问题，一般隔板数考虑清灰的问题，一般隔板数n50m的的尘尘粒粒。穿穿过过沉沉降降室室的的颗颗粒粒物物必必须须用用其它的装置继续捕集。其它的装置继续捕集。例题：例题：n某石棉厂须建一重力沉降室，处理的气体量为某石棉厂须建一重力沉降室，处理的气体量为2800m3/h,工作温度为工作温度为150,=2.4105 Pa s,粉粉尘的密度的
9、密度为2100Kg/m3,求设计一重力沉降室，能求设计一重力沉降室，能100%地去除掉地去除掉30 m以上的烟尘，其中占地面积为以上的烟尘，其中占地面积为LB3.5 m 3.0 mn解：粉尘粒子的沉降速度为解：粉尘粒子的沉降速度为惯性除尘器惯性除尘器n应用（适用范围）应用（适用范围）一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘；一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘；净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集捕集1020m以上的粗颗粒，以上的粗颗粒，约为约为70%；压力损失压力损失1001000Pa；多用于前级除尘，去除较粗的粒子或炽热状态的
10、粒子多用于前级除尘，去除较粗的粒子或炽热状态的粒子粘结性、纤维性的粉尘易堵塞，不宜采用粘结性、纤维性的粉尘易堵塞，不宜采用惯性除尘器惯性除尘器n机理机理沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离使其与气流分离 惯性除尘器惯性除尘器n结构形式结构形式冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子反转式改变气流方向捕集较细粒子反转式改变气流方向捕集较细粒子冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a单级型单级型 b多级型多级
11、型反转式惯性除尘装置反转式惯性除尘装置a a 弯管型弯管型 b b 百叶窗型百叶窗型 c c 多层隔板型多层隔板型带下泄气流的惯性除尘器（又叫百叶窗）带下泄气流的惯性除尘器（又叫百叶窗）n（1）其档板的长度为）其档板的长度为20左左右，流速一般为右，流速一般为1215/S,，档板与档板的距离为档板与档板的距离为36；档板与铅垂线的夹角为档板与铅垂线的夹角为30左右，左右，使气流的回转角为使气流的回转角为150 左右左右。n（2）上部的气流由于气量减小，）上部的气流由于气量减小，因此速度降低，惯性效应减弱，因此速度降低，惯性效应减弱，则将则将10%的气体抽入二次除尘器的气体抽入二次除尘器进行再除
12、尘，有助于提高除尘效进行再除尘，有助于提高除尘效率。率。n（3）可安装在垂直、水平、倾）可安装在垂直、水平、倾斜的管道中。斜的管道中。n（4）速度越高，气流的回转角）速度越高，气流的回转角越大，则效率越高。但粘结性和越大，则效率越高。但粘结性和纤维性的粉尘不适用。主要是考纤维性的粉尘不适用。主要是考虑清灰问题。虑清灰问题。n（5）除尘效率为）除尘效率为70%95%改进后的回流式惯性除尘器改进后的回流式惯性除尘器n1、构造：采用一系列的圆柱、构造：采用一系列的圆柱筒及排尘装置组成，圆柱形筒及排尘装置组成，圆柱形内部含有有一簇锥形环内部含有有一簇锥形环n2、技术性能、技术性能n（1）阻力性能：）阻
13、力性能：10002000Pa；n（2）除尘效率）除尘效率:直径不同，直径不同，除尘器的效率不同；除尘器的效率不同；n（3）规格性能）规格性能n当处理风量较大时，采用多当处理风量较大时，采用多个除尘器并联使用，并联数个除尘器并联使用，并联数量为量为230个个性能表性能表安装与应用：例水泥厂除尘系统的安装安装与应用：例水泥厂除尘系统的安装设计时注意事项设计时注意事项n1、气流速度：冲击式档板，速度增加，出气时速度下、气流速度：冲击式档板，速度增加，出气时速度下降，则效率增加；对于折转式惯性除尘器，气流的回降，则效率增加；对于折转式惯性除尘器，气流的回转半径下降，则转半径下降，则dmin下降，效率增
14、加。下降，效率增加。n改进：将进气管改成渐扩管的形式。改进：将进气管改成渐扩管的形式。n2、阻力损失、阻力损失P与结构形式有关，弯管式档板式，与结构形式有关，弯管式档板式，并且联接在管道中必须注意掌握并且联接在管道中必须注意掌握P的平衡。的平衡。n3、清灰时，若连续出灰时，须注意装置的漏风，保证、清灰时，若连续出灰时，须注意装置的漏风，保证性能良好的卸灰装置。性能良好的卸灰装置。n4、湿法除尘时，须注意、湿法除尘时，须注意SO2的腐蚀问题。的腐蚀问题。旋风除尘器旋风除尘器n利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置的装置 n优点：优点：1、结构简
15、单，造价低，无需附属设备、结构简单，造价低，无需附属设备n2、维修方便：无传动设备、运动部件、维修方便：无传动设备、运动部件n3、可用于高温含尘烟气的净化、可用于高温含尘烟气的净化n一般的碳钢一般的碳钢350，耐火材料，耐火材料500500n4 4、内敷设耐磨，耐腐蚀的材料后可净化高腐蚀性、内敷设耐磨，耐腐蚀的材料后可净化高腐蚀性的粉尘烟气的粉尘烟气n5 5、历史悠久，种类繁多，可与其它除尘器合用、历史悠久，种类繁多，可与其它除尘器合用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结构结构：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、回流区和排气管锥体、回流
16、区和排气管等组成等组成 气流气流：气流沿外壁由上向下旋转运动：形气流沿外壁由上向下旋转运动：形成成外涡旋外涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域少量气体沿径向运动到中心区域 形成形成二次涡旋或上涡旋二次涡旋或上涡旋旋转气流在锥体底部转而向上沿轴旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：形成心旋转：形成内涡旋内涡旋 速度分解速度分解：气流运动包括切向、轴向和径向：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切向速度、轴向速度和径向速度 旋风除尘器气流与尘粒的运动旋风除尘器气流与尘粒的运动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
17、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，最后从排出管排出速度分解：速度分解：n切向速度径向速度轴向速度切向速度径向速度轴向速度n外旋涡外旋涡 VT Rn=常数常数 n=0.5-0.9 Vr=Q/2r0h0
18、向下向下n内旋涡内旋涡VT R1=C向上向上n假想假想圆圆筒半径：筒半径：n内外旋流之内外旋流之间间存在一存在一轴轴向分速度向分速度为为零的分界面，将此零的分界面，将此看成一看成一圆圆筒，筒，圆圆筒的半径筒的半径R0（0.60.7）R2n特点：在此特点：在此处切向分速度最大，静切向分速度最大，静压0，平均径向速，平均径向速度度为Vr=Q/2r0h0 切向速度的分布旋风除尘器旋风除尘器n旋风除尘器内气流的切向速旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布度和压力分布 n当当ddc d FD，颗粒移向外壁颗粒移向外壁若若 FC，说明设计满足要求，否则应选择更高性能的旋风除尘器或改变运行参数。（4）计算运行
19、条件下的阻力损失p。旋风除尘器的设计旋风除尘器的设计（1）计算所要求的除尘效率；（2）选定除尘器的结构形式；（3）根据所选除尘器的 试验曲线确定入口风速 ；（4）根据处理气量 Q 和入口风速 计算出所需除尘器的进口面积 A；（5）由旋风除尘器的类型系数 K=A/D2求出除尘器的筒体直径 D，然后便可从手册中查到所需除尘器的型号规格。旋风除尘器的设计旋风除尘器的设计经验法:例例4-2 4-2 试根据拉普尔的标准尺寸比例设计一普通试根据拉普尔的标准尺寸比例设计一普通旋风除尘器，已知：处理气量旋风除尘器，已知：处理气量Q Q=4608m=4608m3 3/h/h；流体温；流体温度度t t=20=20
20、；流体含尘浓度为；流体含尘浓度为j j=10g/m=10g/m3 3；粉尘密粉尘密度度p p=2600kg/m=2600kg/m3 3；空气密度；空气密度=1.29kg/m=1.29kg/m3 3；烟气黏；烟气黏度可近似按空气处理，度可近似按空气处理，=1.81=1.811010-5-5 PaPas s。设蜗。设蜗壳偏心角壳偏心角=180=180，偏心距，偏心距 e e=0.10 m=0.10 m。流体中粉。流体中粉尘粒度分布见下表：尘粒度分布见下表：粒径粒径/mm010102020404060608080100质量百分含量质量百分含量/%/%24.7525.6818.638.2110.331
21、2.40三、旋风除尘器三、旋风除尘器解：解：1.1.确定旋风除尘器的几何尺寸：确定旋风除尘器的几何尺寸：设进口面积为设进口面积为A A，取进口速度，取进口速度 =16=16 m/sm/s，因此：，因此：根据拉普尔标准尺寸比例根据拉普尔标准尺寸比例,取取h h=2=2b b 则：则：（1 1）入口宽度）入口宽度b b三、旋风除尘器三、旋风除尘器（2 2）入口高度）入口高度h h h h=2=2b b=0.4 m=0.4 m（3 3）筒体直径）筒体直径D D D D=4=4b b=0.8 m=0.8 m（4 4）排气管直径）排气管直径d d d d=0.5=0.5D D=0.4 m=0.4 m（5
22、 5）卸灰口直径）卸灰口直径d dx x d dx x=0.25D=0.2 m=0.25D=0.2 m（6 6）筒体长度）筒体长度l l1 1 l l1 1=2=2D D=1.6 m=1.6 m（7 7）锥体长度）锥体长度l l2 2 l l2 2=2=2D D=1.6 m=1.6 m（8 8）排气管长度）排气管长度l l3 3 l l3 3=0.625=0.625D D=0.5 m=0.5 m三、旋风除尘器三、旋风除尘器2 2计算除尘效率计算除尘效率（1 1）计算旋涡指数）计算旋涡指数n n：取内外涡旋分界圆柱的直径取内外涡旋分界圆柱的直径d d0 0=0.7=0.7d d,则：则：三、旋风
23、除尘器三、旋风除尘器h0=l1+l2 l3=(1.6+1.6 0.5)m=2.7 m临界分离粒径临界分离粒径d dc c为为:分级效率：分级除尘效率计算结果如下：粒径粒径m10102020404060608080100分级效率分级效率%60.583.693.797.799.099.5三、旋风除尘器三、旋风除尘器总除尘率：总除尘率：3计算阻力损失 阻力损失：三、旋风除尘器三、旋风除尘器旋风除尘器的设计旋风除尘器的设计n例例题题：已已知知烟烟气气处处理理量量Q=5000m3/h，烟烟气气密密度度=1.2kg/m3，允允许许压压力力损损失失为为900Pa。若选用若选用XLP/B型旋风除尘器，试求其主
24、要尺寸。型旋风除尘器，试求其主要尺寸。n解：由式（解：由式（6 626）根据表根据表61，5.8 v1 的计算值与表的计算值与表53的气速与压力降数据一致。的气速与压力降数据一致。参考参考XLP/B品系列；取品系列；取D=700mm，作业作业:粉尘的粒径分布如下粉尘的粒径分布如下:粉尘的操作温度粉尘的操作温度为常温为常温,即即25,除尘器的有效高度为除尘器的有效高度为2670mm,其它尺寸见其它尺寸见P78，气体的粘度查手，气体的粘度查手册，粉尘的密度为册，粉尘的密度为2103kg/m3,求求总总除除尘尘效率效率平均粒径平均粒径(Um)粒级分布粒级分布(%)累计频率分累计频率分布布f(%)分级
25、除尘效分级除尘效率率%f*分级除尘分级除尘效率效率233411147.51731152758251270359.579.5457.587556.693.6606.4100总除尘效率总除尘效率XLP/A型除尘器的设计型除尘器的设计参考参考P76作业作业:设计设计XLP/A-7.0型除尘器型除尘器n参考参考钢铁企业采暖通风设计手册钢铁企业采暖通风设计手册n除尘工程设计手册除尘工程设计手册n除尘工程手册除尘工程手册n除尘设备除尘设备制造安装要求制造安装要求:n1.当选用中等粘性的粉尘时当选用中等粘性的粉尘时,烟尘量为容许量的烟尘量为容许量的1/4,而选用强粘性而选用强粘性的粉尘时的粉尘时,仅为容许量
26、的仅为容许量的1/8-1/10旋风除尘旋风除尘器的直径器的直径(mm)8006005004002001006040容许的粉容许的粉尘含量尘含量(kg/m3)2.52.01.51.20.150.060.040.02容许的粉容许的粉尘含量尘含量(g/m3)4003002502001500.060.040.02n2.尺寸准确尺寸准确n3.防止内壁受磨损防止内壁受磨损:采用耐磨的衬里或耐磨的铸铁采用耐磨的衬里或耐磨的铸铁,在在入口的蜗旋部及锥体下部加设石英砂混凝土耐磨层入口的蜗旋部及锥体下部加设石英砂混凝土耐磨层n4.密封严密密封严密:漏风漏风1%时时,除尘效率下降除尘效率下降5%;n 5%时时,除尘
27、效率下降除尘效率下降50%n 15%时时,除尘效率很低除尘效率很低n所以必须要进行气密性试验所以必须要进行气密性试验n5.光滑光滑:焊缝处要刷平无毛刺焊缝处要刷平无毛刺n6.防腐蚀处理防腐蚀处理:涂防腐油漆如涂防腐油漆如:红丹或增加壁厚或覆盖红丹或增加壁厚或覆盖橡胶板橡胶板,人造板等其它耐腐蚀性材料人造板等其它耐腐蚀性材料n7.易燃易爆粉尘易燃易爆粉尘,如煤粉如煤粉,应设防爆设置应设防爆设置,在管道的入口在管道的入口处装安全防爆阀门处装安全防爆阀门.n8.保温处理保温处理:(?)n当气体温度高时当气体温度高时,注意保温注意保温,避免水份在除尘器内部凝避免水份在除尘器内部凝结结,n假设粉尘不吸收
28、水份假设粉尘不吸收水份,露点温度为露点温度为30-50时时,除尘器应除尘器应高过露点温度高过露点温度30 左右左右,即为即为60-80.n若粉尘的吸水性强若粉尘的吸水性强,如水泥如水泥,石膏石膏,含碱粉尘含碱粉尘,露点温度露点温度为为30-50时时,除尘器应高过露点温度除尘器应高过露点温度40-50 左右左右,即即为为80-100.操作要求操作要求n1、旋风除尘器在运行之前要注意：、旋风除尘器在运行之前要注意：n（1）灰斗内粉尘位面在容许范围内）灰斗内粉尘位面在容许范围内n（2）排灰机构和运灰工具完好）排灰机构和运灰工具完好n（3）检修完毕，除尘器完好，须关好检修孔）检修完毕，除尘器完好，须关好检修孔n2、运行时注意事项：、运行时注意事项：n（1）保持设备和管线的气密性，不许有漏气或吸风现）保持设备和管线的气密性，不许有漏气或吸风现象；象；n（2）及时清除灰斗中的粉尘；）及时清除灰斗中的粉尘；n（3）防止贮灰和集灰系统中的粉尘结块硬化。）防止贮灰和集灰系统中的粉尘结块硬化。关于除尘效率测量的实验关于除尘效率测量的实验