大氣污染控制工程6_1

1、1第六章 除塵裝置 教學(xué)內(nèi)容: 機(jī)械除塵器 電除塵器 濕式除塵器 過濾式除塵器 除塵器的選擇與發(fā)展2除塵裝置概述除塵裝置概述 從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置 濕式除塵裝置 干式除塵裝置 按分離原理分類 ：重力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置） 慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置重力除塵重力除塵慣性除塵慣性除塵袋式除塵袋式除塵電除塵電除塵濕式除塵濕式除塵31 機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器 機(jī)械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置，常用的有： 重力沉降室 慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器 4一、重

2、力沉降室一、重力沉降室5一、重力沉降室一、重力沉降室 重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置6 氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降 層流式和湍流式兩種 灰斗71.層流式重力沉降室 假定(1)沉降室內(nèi)氣流為柱塞流； (2)顆粒均勻分布于煙氣中 忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用8 沉降室的長寬高分別為L、W、H，處理煙氣量為Q 氣流在沉降室內(nèi)的停留時間 在t時間內(nèi)粒子的沉降距離 該粒子的除塵效率0/LWHtL vQ0vsu0sscsu Lu LWHhu tvQ 0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ9 對于stoke

3、s區(qū)域的粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dpmin = ?10 對于stokes區(qū)域的粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dpmin = ?chH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min18pQdgWLmin36pQdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 QLWHuhscchHQLWHuhsc218ppsdguchHQLWHuhsc2 18ppdgLWHHQ即218ppsdguchHQLWHuhscmin18pQdgWL2 18

4、ppdgLWHHQ即218ppsdguchHQLWHuhscmin36pQdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 min18pQdgWL2 18ppdgLWHHQ即218ppsdguchHQLWHuhscmin36pQdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 min18pQdgWL2 18ppdgLWHHQ即min36p

5、QdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 min18pQdgWL218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min36pQdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 min18pQdgWLchH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min36pQdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉

6、降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 min18pQdgWLQLWHuhscchH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min36pQdgWLn 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 min18pQdgWL11 提高沉降室效率的主要途徑：降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長度降低沉降室高度 沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.32.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度不同粉塵的最高允許氣流速度121

7、3 多層沉降室： 使沉降高度減少為原來的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù) 考慮清灰的問題，一般隔板數(shù)在3以下(1)siu LW nQ多層沉降室多層沉降室1.錐形閥；錐形閥；2.清灰孔；清灰孔；3.隔隔板板142.湍流式重力沉降室 湍流模式假定沉降室中氣流處于湍流狀態(tài)，垂直于氣流方向的每個斷面上粒子完全混合 寬度為W、高度為H和長度為dx的捕集元，假定氣體流過dx距離的時間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去15 粒子在微元內(nèi)的停留時間 被去除的分?jǐn)?shù) 對上式兩邊積分得 邊界條件： 得 因此，其分級除塵效率0/sdtdx vdy u0pspdNu dxdyNHv H 00 ; ppp

8、pLxNNxLNN00exp()spLpu LNNv H)exp(1)exp(1100 ,QLWuHvLuNNsspLpiCHvxuNsplnln0HdyNdNpp163.重力沉降室優(yōu)缺點 重力沉降室的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單投資少壓力損失?。ㄒ话銥?0130Pa）維修管理容易 缺點體積大效率低僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子174.設(shè)計步驟 （1）確定重力沉降室內(nèi)的氣流速度； （2）確定欲100%去除的粒子的沉降速度； （3）確定重力沉降室的高度（寬度）； （4）計算重力沉降室的長度和寬度（高度）。1819202122二、慣性除塵器 1.慣性除塵器機(jī)理沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣

9、流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離 23 2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子沖擊式慣性除塵裝置沖擊式慣性除塵裝置a單級型單級型 b多級型多級型24反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a a 彎管型彎管型 b b 百葉窗型百葉窗型 c c 多層隔板型多層隔板型25設(shè)備示意圖彎管慣性除塵彎管慣性除塵沖擊式?jīng)_擊式反轉(zhuǎn)式反轉(zhuǎn)式26 3.慣性除塵器應(yīng)用 一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵 凈化效率不高， 一般只用于多級除塵中的一級除塵， 捕集1020m以上的粗顆粒 壓力損失1001000Pa272829 它

10、利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置 。 適用于小型鍋爐、退火爐和多級除塵的預(yù)除塵。 其作用于粉塵上的離心力比重力大 52500倍。 用來分離粒徑大于510m以上的顆粒物。 對10 m以上顆粒去除效率可達(dá)90%。 工業(yè)上已有100多年的歷史。30三、旋風(fēng)除塵器三、旋風(fēng)除塵器31 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。 缺點：捕集 FD ，顆粒移向外壁若 FC FD ，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋當(dāng) FC = FD時，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為50% ，此時對應(yīng)的顆粒的粒徑為分割粒徑，dc計算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ)41對

11、于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，可以根據(jù)雷思一利希特模式計算其它粒子的分級效率 另一種經(jīng)驗公式23T0cpcr036Vdd Vr1/2r 0c2pT018V rdV1p1c1exp 0.6931 () nidd2pc2pc(/)1(/)iiidddd42)b9d(exp12pcNV434.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（1）二次效應(yīng)二次效應(yīng)被捕集粒子重新進(jìn)入氣流被捕集粒子重新進(jìn)入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率高于理論效率高于理論效率在較大粒徑

12、區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實際效率低于理論效率被重新吹起，實際效率低于理論效率控制方法：通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器控制方法：通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng)內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng) 44（2）比例尺寸比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效除塵效率愈高；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效率下降。率下降。錐體適當(dāng)加長，對提高除塵效率有利錐體適當(dāng)加長，對提高除塵效率有利排出管直徑愈小分割直徑愈小

13、，即除塵效率愈高；排出管直徑愈小分割直徑愈小，即除塵效率愈高；一般取排出管直徑一般取排出管直徑d de e= =（0.40.40.650.65）D D旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長度應(yīng)當(dāng)接近或等于旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長度應(yīng)當(dāng)接近或等于特征長度特征長度l，亞歷山大公式亞歷山大公式筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。21/3e2.3()DldA4546比例尺寸對性能的影響比例尺寸對性能的影響比例變化比例變化性能趨向性能趨向投資趨向投資趨向壓力損失壓力損失效率效率增大旋風(fēng)除塵器直徑增大旋風(fēng)除塵器直徑降低降低降低降低提高提高加長筒體加長筒體稍

14、有降低稍有降低提高提高提高提高增大入口面積（流量不變）增大入口面積（流量不變）降低降低降低降低增大入口面積（速度不變）增大入口面積（速度不變）提高提高降低降低降低降低加長錐體加長錐體稍有降低稍有降低提高提高提高提高增大錐體的排出孔增大錐體的排出孔稍有降低稍有降低提高或降低提高或降低減小錐體的排出孔減小錐體的排出孔稍有提高稍有提高提高或降低提高或降低加長排出管伸入器內(nèi)的長度加長排出管伸入器內(nèi)的長度提高提高提高或降低提高或降低提高提高增大排氣管管徑增大排氣管管徑降低降低降低降低提高提高47 除塵器下部的嚴(yán)密性在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰 鎖氣器鎖氣器 (a)(a)雙翻板式雙翻板式 (b)(b)回轉(zhuǎn)

15、式回轉(zhuǎn)式 48 （3）煙塵的物理性質(zhì)對除塵效率的影響煙塵的物理性質(zhì)對除塵效率的影響氣體的密度和粘度氣體的密度和粘度塵粒的大小和比重塵粒的大小和比重?zé)煔夂瑝m濃度煙氣含塵濃度 49 （4）操作變量對除塵效率的影響操作變量對除塵效率的影響提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善除塵器性能改善 入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降重新卷入氣流中，除塵效率下降效率最高時的入口速度經(jīng)驗公式效率最高時的入口速度經(jīng)驗公式 1.2p0.20112g( /)3030(m/s(1

16、/)）b DvDb D50a. 直入切向進(jìn)入式直入切向進(jìn)入式 b. 蝸殼切向進(jìn)入式蝸殼切向進(jìn)入式 c. 軸向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式 （1）按進(jìn)氣方式分 切向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式 51 采用普通切向進(jìn)氣口，易產(chǎn)生上灰環(huán)。采用普通切向進(jìn)氣口，易產(chǎn)生上灰環(huán)。 為了減少氣流之間的相互干擾，越來越多的采用為了減少氣流之間的相互干擾，越來越多的采用了蝸殼（漸開線）式進(jìn)氣口。這樣可以減少除塵了蝸殼（漸開線）式進(jìn)氣口。這樣可以減少除塵阻力，提高處理風(fēng)量。阻力，提高處理風(fēng)量。 軸向進(jìn)入式處理氣體量大，且氣流分布均勻，主軸向進(jìn)入式處理氣體量大，且氣流分布均勻，主要用于多管旋風(fēng)除塵器及處理氣體量大的情

17、況。要用于多管旋風(fēng)除塵器及處理氣體量大的情況。 5253 （2）按氣流組織分 回流式、直流式、平旋式和旋流式 （3）多管旋風(fēng)除塵器 由多個相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組成常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種 回流式多管旋風(fēng)除塵器回流式多管旋風(fēng)除塵器 54 CLT/A型旋風(fēng)除塵器的除塵效率為 8O% -98%;進(jìn)風(fēng)風(fēng)速為 12-18m/s;阻力:x型為 860-195OPa, Y型為 740-174OPa,5556 旋風(fēng)除塵器的選型一般選用經(jīng)驗法。 步驟：步驟： 計算所要求的除塵效率； 根據(jù)煙氣特性及允許阻力等條件，選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式； 用類

18、比法，根據(jù)選用的除塵器的V1實驗曲線，確定入口風(fēng)速V1；或根據(jù) 計算V1； 根據(jù)氣量Q，入口風(fēng)速V1計算進(jìn)口面積A； 確定各部分幾何尺寸。2in12PV57 旋風(fēng)除塵器的比例尺寸3/A2/A5 . 2/A75. 1/AA3A2A5 . 2A75. 1尺寸名稱XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口寬度，b入口高度，h筒體直徑，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直徑，de上0.6D下0.6D0.6D0.6D0.58D筒體長度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D錐體長度，H上0.50D下1.00D2.3D2.0D1.3D灰口直徑，d10.296D0.43D0.3D0.145D進(jìn)口速度為右值時的壓力損失12m