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1、第第3 3章章 大气污染及其控制技术大气污染及其控制技术1 1 大气概述大气概述2 大气污染大气污染3 影响污染物在大气中扩散的气象因素影响污染物在大气中扩散的气象因素4 大气污染物控制技术大气污染物控制技术13.4.1 烟尘控制技术烟尘控制技术除尘器除尘器从废气中除去或收集固态或液态粒子的设备，称为除尘装从废气中除去或收集固态或液态粒子的设备，称为除尘装置，或除尘器。置，或除尘器。1、除尘装置的技术性能指标、除尘装置的技术性能指标（1）烟尘的浓度表示）烟尘的浓度表示烟尘颗粒的个数浓度。单位气体体积中所含烟尘颗粒的个烟尘颗粒的个数浓度。单位气体体积中所含烟尘颗粒的个数，称为个数浓度，单位为个数
2、，称为个数浓度，单位为个cm3；在粉尘浓度极低时；在粉尘浓度极低时用此单位。用此单位。烟尘的质量浓度。单位标况体积含尘气体中烟尘质量数，烟尘的质量浓度。单位标况体积含尘气体中烟尘质量数，称为质量浓度，单位为称为质量浓度，单位为gNm3，或；，或；mgNm3。(2)除尘装置的处理量除尘装置的处理量除尘装置在单位时间内所能处理烟气量，用标准状态下的除尘装置在单位时间内所能处理烟气量，用标准状态下的体积流量表示，单位为体积流量表示，单位为Nm3h、Nm3s。2(3)除尘装置的效率除尘装置的效率是表示装置捕集粉尘效果的重要指标，也是选择、评价装是表示装置捕集粉尘效果的重要指标，也是选择、评价装置的最主
3、要参数。置的最主要参数。除尘效率除尘效率：是指在同一时间内，由除尘装置除下的粉尘：是指在同一时间内，由除尘装置除下的粉尘量与进入除尘装置的粉尘量的百分比。量与进入除尘装置的粉尘量的百分比。=M3/M1100%=(M1-M2)/M1100%通过率通过率s：是指没有被除尘装置除下的烟尘量与除尘装置：是指没有被除尘装置除下的烟尘量与除尘装置人口烟尘量的百分比。人口烟尘量的百分比。s=M2/M1100%=(M1-M3)/M1100%分级除尘效率分级除尘效率d：对某一粒径为中心，粒径宽度：对某一粒径为中心，粒径宽度 d范围内范围内烟尘的去除效率。烟尘的去除效率。（4）除尘装置的压力损失）除尘装置的压力损
4、失P压力损失是表示除尘装置消耗能量大小的指标，用除尘装压力损失是表示除尘装置消耗能量大小的指标，用除尘装置进出口处气流的压力差来表示置进出口处气流的压力差来表示 P=P1-P2除尘器M1P1M3M2P232、除尘装置的分类、除尘装置的分类依照除尘器除尘的主要机制可将其分为：依照除尘器除尘的主要机制可将其分为：机械式除尘器：重力沉降室，惯性除尘器，旋风除尘器机械式除尘器：重力沉降室，惯性除尘器，旋风除尘器过滤式除尘器：袋式除尘器，颗粒层除尘器过滤式除尘器：袋式除尘器，颗粒层除尘器静电除尘器：干式电除尘器，湿式电除尘器静电除尘器：干式电除尘器，湿式电除尘器洗涤式除尘器：冲击式洗涤器，自激式湿式除尘
5、器，空洗涤式除尘器：冲击式洗涤器，自激式湿式除尘器，空心喷淋塔，文丘里除尘器心喷淋塔，文丘里除尘器根据在除尘过程中是否使用水或其他液体可分为根据在除尘过程中是否使用水或其他液体可分为湿式除尘器、干式除尘器。湿式除尘器、干式除尘器。根据除尘过程中的粒子分离原理，除尘装置又可根据除尘过程中的粒子分离原理，除尘装置又可分为重力除尘装置、惯性力除尘装置、离心力除分为重力除尘装置、惯性力除尘装置、离心力除尘装置、洗涤式除尘装置、过滤式除尘装置、电尘装置、洗涤式除尘装置、过滤式除尘装置、电除尘装置、声波除尘装置。除尘装置、声波除尘装置。4几种除尘装置的除尘效率几种除尘装置的除尘效率除尘装置除尘装置除尘效率
6、，除尘效率，%50m5 m1 m惯性除尘器惯性除尘器95263中效旋风除尘器中效旋风除尘器94278高效旋风除尘器高效旋风除尘器967227冲击式洗涤器冲击式洗涤器988538自激式湿式除尘器自激式湿式除尘器1009340空心喷淋塔空心喷淋塔999455干式电除尘器干式电除尘器999984湿式电除尘器湿式电除尘器999892中能文丘里除尘器中能文丘里除尘器1009993高能文丘里除尘器高能文丘里除尘器1009997振打袋式除尘器振打袋式除尘器999999逆喷袋式除尘器逆喷袋式除尘器100999956采用纤维织物作采用纤维织物作滤科的袋式除尘器滤科的袋式除尘器应用较广。应用较广。除尘效率一般可除
7、尘效率一般可达达99.9%以上，阻以上，阻力力10001500Pa。效率高，性能稳效率高，性能稳定可靠、操作简单。定可靠、操作简单。滤袋破损更换问滤袋破损更换问题题3.4.2 几种主要的除尘装置几种主要的除尘装置1 1 袋式除尘器袋式除尘器7袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的工作原理含尘气流从下部进入圆筒含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料隙时，粉尘被捕集于滤料上上沉积在滤料上的粉尘，通沉积在滤料上的粉尘，通过喷出高压气流或机械振过喷出高压气流或机械振动使其从滤料表面脱落，动使其从滤料表面脱落，落人灰斗中落人灰斗中8袋式除尘器的工作原理袋式除尘
8、器的工作原理新鲜滤料的除尘效率较低新鲜滤料的除尘效率较低粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作 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。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，提高了除尘效率随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把己附在滤料上随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把己附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降n 除尘器压力过高，还会使除尘系除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降
9、，因此除尘统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰器阻力达到一定数值后，要及时清灰n 清灰不应破坏粉尘初层清灰不应破坏粉尘初层9袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的分级效率曲线袋式除尘器的分级效率曲线 10袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰 清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘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器是按清灰方式命名和分类的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11袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰机械振动清灰机械振动清灰
10、机械振动袋式除尘器的过滤机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取风速一般取1.02.0m/min，压力损失为压力损失为8001200Pa此类型袋式除尘器的优点此类型袋式除尘器的优点是工作性能稳定，清灰效是工作性能稳定，清灰效果较好果较好缺点是滤袋常受机械力作缺点是滤袋常受机械力作用损坏较快，滤袋检修与用损坏较快，滤袋检修与更换工作量大更换工作量大清清 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12袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰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.
11、52.0m/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少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况13袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰 利用利用0.40.4一一0.7MPa的压缩空气反的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落使滤袋振动，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时间（通常为（通常为0
12、.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称为脉冲周期实现了全自动清灰，净化效率达实现了全自动清灰，净化效率达99.9%99.9%；过滤负荷较高，滤袋磨；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠损轻，运行安全可靠142、电除尘装置、电除尘装置含尘气流在高压直含尘气流在高压直流电源产生的不均流电源产生的不均匀电场中使尘粒荷匀电场中使尘粒荷电，荷电的尘粒在电，荷电的尘粒在电场库仑力的作用电场库仑力的作用下，趋向集尘极而下，趋向集尘极而达到除尘目的。达到除尘目的。15电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理
13、 三个基本过程三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕，电场荷电，扩散荷电悬浮粒子荷电高压直流电晕，电场荷电，扩散荷电带电粒子在电场内迁移和捕集延续的电晕电场（单区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）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）区电除尘器）捕集物从集尘表面上清除振打除去收尘极板上的粉尘捕集物从集尘表面上清除振打除去收尘极板上的粉尘层并使其落入灰斗层并使其落入灰斗 16电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理17电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理单区和双区电除尘器单区和双区电除尘器双区电除尘器双区电除尘器单区电除
14、尘器单区电除尘器18电晕放电电晕放电金属电极放出的电子迅速向正极金属电极放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞击使之离子移动，与气体分子撞击使之离子化化气体分子离子化的过程又产生大气体分子离子化的过程又产生大量电子雪崩过程量电子雪崩过程远离金属电极，电场强度降低，远离金属电极，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子被气气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获体分子捕获气体离子化区域电晕区气体离子化区域电晕区自由电子和气体负离子是粒子荷自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源电的电荷来源电除尘器除尘过程示意图电除尘器除尘过程示意图1-电晕极电晕极 2-电子电子 3-离子离子 4-尘粒尘粒5-收尘极
15、收尘极 6-供电装置供电装置 7-电晕区电晕区19粒子荷电粒子荷电 两种机理两种机理电场荷电或碰撞荷电离子在静电力作用下做电场荷电或碰撞荷电离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电扩散荷电离子的扩散现象而导致的粒子荷电扩散荷电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，而不是依赖于电场过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于电场 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
16、，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。20异常荷电现象异常荷电现象 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放电或在集尘极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 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产生 当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，
17、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，即本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞电晕闭塞 21电除尘器结构除尘器类型电除尘器结构除尘器类型 除尘器类型及其应用除尘器类型及其应用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，
18、气体处理量一般为一般为25一一50m3/s以上以上22板式电除尘器板式电除尘器23电除尘器具有以下特点：电除尘器具有以下特点：除尘效率高，可达除尘效率高，可达999以上。能捕集粒径为以上。能捕集粒径为0.1m或更小的烟雾。或更小的烟雾。阻力损失小。干式电除尘器的阻力降大约为阻力损失小。干式电除尘器的阻力降大约为200Pa。维护简单，处理烟气量大维护简单，处理烟气量大:可达可达105106m3/h，操作费用低操作费用低:大约大约0.20.4kWh/1000m3，多用于，多用于处理大烟气量、含微细粉尘的气体净化。处理大烟气量、含微细粉尘的气体净化。可处理各种不同性质的烟雾，工作温度可达可处理各种不
19、同性质的烟雾，工作温度可达500，湿度可达，湿度可达100，也能处理易燃易爆气体。，也能处理易燃易爆气体。24电除尘器结构电晕电极电除尘器结构电晕电极电晕电极电晕电极 电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距、易清灰等度高、能维持准确的极距、易清灰等各种型式的电晕线各种型式的电晕线（a）RS管状芒刺线管状芒刺线 （b）角钢芒刺线）角钢芒刺线 （c）波形芒刺线）波形芒刺线 （d）锯齿线（）锯齿线（e）锯形芒刺线）锯形芒刺线 （f）条状芒刺线）条状芒刺线（g）鱼骨针线）鱼骨针线25电除尘器结构电晕电极电除尘器结构电晕电极
20、 1主桅杆主桅杆 2横管横管 3电晕线电晕线阴极小框架的结构阴极小框架的结构26电除尘器结构集尘极电除尘器结构集尘极集尘极集尘极集尘极结构对粉尘的二次扬尘，及除尘器金属集尘极结构对粉尘的二次扬尘，及除尘器金属消耗量（约占总耗量的消耗量（约占总耗量的40%40%50%50%）有很大影响）有很大影响性能良好的集尘极应满足以下基本要求性能良好的集尘极应满足以下基本要求振打时粉尘的二次扬尘少振打时粉尘的二次扬尘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27电除尘器结构集尘
21、极电除尘器结构集尘极常用板式电除尘器集尘极常用板式电除尘器集尘极进展宽间距压电除尘器：现已公认，在某些情进展宽间距压电除尘器：现已公认，在某些情况下板间距可比平常增加况下板间距可比平常增加50%50%100%100%，然而除尘器，然而除尘器性能并未改变。其原理还没有完全解释清楚性能并未改变。其原理还没有完全解释清楚28电除尘器结构气流分布板电除尘器结构气流分布板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对除尘效率具有较大影响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，进进口口变变径管内应设气流分布板径管内应设气流分布板最最常常见见的的气气
22、流流分分布布板板有有百百叶叶窗窗式式、多多孔孔板板、槽槽形形钢钢式式和和栏栏杆型分布板。杆型分布板。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土任何一点的流速不得超过该断面平均流速的土40%40%在在任任何何一一个个测测定定断断面面上上，85%以以上上测测点点的的流流速速与与平平均均流速不得相差土流速不得相差土25%。29电除尘器结构高压供电设备电除尘器结构高压供电设备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流供电设备必须十分稳定，工作寿命在二十年之上供电设备必须十分稳定，工作寿命在二十年
23、之上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70一一l000kV，电流为，电流为1002000mA 增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改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，但投资投资增加。必须考虑效率和投资两善电除尘器性能，但投资投资增加。必须考虑效率和投资两方面因素方面因素30被捕集粉尘的清除被捕集粉尘的清除 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 粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一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般方法采取振打清灰方式清除
24、 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的在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动力清灰振动力清灰31被捕集粉尘的清除被捕集粉尘的清除现代的电除尘器大都采用电磁现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振打系振打或锤式振打清灰。振打系统要求既能产生高强度的振打统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强度和频率力，又能调节振打强度和频率常用的振打器有电磁型和挠臂常用的振打器有电磁型和挠臂锤型锤型 32The ENDThanks for listeningAny questions 33