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

第六章除塵裝置1.教學(xué)要求：要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵器，理解和掌握電除塵器、過濾式除塵器設(shè)計(jì)等。2.教學(xué)重點(diǎn)掌握機(jī)械除塵器作原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；電除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；掌握過濾式除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；了解除塵系統(tǒng)的選擇設(shè)計(jì)與除塵器的發(fā)展。3、教學(xué)難點(diǎn)電除塵器的工作原理，過濾式除塵器的工作原理及設(shè)計(jì)。

建議學(xué)時(shí)數(shù)：10～12學(xué)時(shí)3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聲波除塵裝置

袋式除塵電除塵重力除塵慣性除塵濕式除塵4§1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

5一、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

氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)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

6層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep≤1，對球形粒子而言：

當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)ρp>>ρ則有：由上式可見us,若dp小，則us就小，故小顆粒就難分離。若將雷諾數(shù)Rep=1代入，可求出塵粒沉降時(shí)的臨界粒徑dc。

得

代入得：一、重力沉降室7工業(yè)粉塵粒徑大致為1—100μm，粒徑小于5μm的塵粒實(shí)際沉降速度要比Stocks定律預(yù)示的大，需修正。故dp≤5μm的塵粒：us=c·us·Stocksc為修正系數(shù)，在空氣中溫度為20℃，壓強(qiáng)為1atm時(shí)，

dp為μm。在其它溫度下，Kc值就變化，一、重力沉降81.層流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；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縱剖面示意圖91.層流式重力沉降室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(shí)間在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率101.層流式重力沉降室對于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin

=?

由于沉降室內(nèi)的氣流擾動(dòng)和返混的影響，工程上一般用分級(jí)效率公式的一半作為實(shí)際分級(jí)效率

111.層流式重力沉降室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0.3～2.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度121.層流式重力沉降室多層沉降室：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以下多層沉降室1.錐形閥；2.清灰孔；3.隔板132.湍流式重力沉降室湍流模式1－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(gè)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(shí)間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去142.湍流式重力沉降室粒子在微元內(nèi)的停留時(shí)間被去除的分?jǐn)?shù)對上式積分得邊界條件：得因此，其分級(jí)除塵效率152.湍流式重力沉降室湍流模式2－完全混合模式，即沉降室內(nèi)未捕集顆粒完全混合單位時(shí)間排出：（為除塵器內(nèi)粒子濃度，均一）單位時(shí)間捕集：總分級(jí)效率162.湍流式重力沉降室三種模式的分級(jí)效率均可用歸一化對Stokes顆粒，分級(jí)效率與dp成正比17

3.重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)

重力沉降室的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單投資少壓力損失?。ㄒ话銥?0～100Pa）維修管理容易缺點(diǎn)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184.重力沉降室的設(shè)計(jì)假設(shè)通過重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分布是均勻的，呈層流狀態(tài)；入口斷面上粉塵分布均勻（即每個(gè)顆粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影響）；在氣流流動(dòng)方向上塵粒和氣流速度相等，就可得到除塵設(shè)計(jì)的簡單模式。（1）沉降時(shí)間和（最小粒徑時(shí)的）沉降速度塵粒的沉降速度為us，沉降室的長、寬、高分別為L、W、H，要使沉降速度為us的塵粒在沉降室內(nèi)全部去除，氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間t（）應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間（），即：194.重力沉降室的設(shè)計(jì)20將

代入，可求出沉降室能100%捕集的最小粒徑dmin

上式是在理想狀況下得到的，實(shí)際中常出現(xiàn)反混現(xiàn)象，工程上常用36代替式中的18，這樣理論和實(shí)踐更接近。室內(nèi)的氣流速度v0應(yīng)根據(jù)塵粒的密度和粒徑確定。一般取0.3—2m/s。沉降室的設(shè)計(jì):

1).沉降時(shí)間;2).沉降速度(按要求沉降的最小顆粒)3).沉降室尺寸

4.重力沉降室的設(shè)計(jì)21（2）沉降室尺寸先按算出捕集塵粒的沉降速度us，假設(shè)沉降室內(nèi)的氣流速度V0和沉降室高度H（或?qū)挾萕），而后求沉降室的長度和寬度（或高度）。Q=WHV0=WLus沉降室長度：沉降室寬度：

Q為處理氣流量，m3/s22（3）設(shè)計(jì)要求1．保證粉塵能沉降，L足夠長；2．氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。

3．能100%沉降的最小粒徑

（4）設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：根據(jù)粒徑dp算出1）us；2）初步確定了V0、H，根據(jù)求長度L。3）根據(jù)進(jìn)氣量Q求寬度w，Q=V0WH.23二、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

24二、慣性除塵器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a單級(jí)型b多級(jí)型25二、慣性除塵器反轉(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a彎管型

b百葉窗型

c多層隔板型26設(shè)備示意圖彎管慣性除塵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(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa沖擊式反轉(zhuǎn)式27旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。用來分離粒徑大于5—10μm以上的的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集<5μm顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。三、旋風(fēng)除塵器28旋風(fēng)除塵器的分類及型式

旋風(fēng)除塵器分類目前國內(nèi)外常用的旋風(fēng)除塵器種類很多，按照結(jié)構(gòu)型式及各部尺寸的比例不同，可分為以下幾類:①基本型旋風(fēng)除塵器②螺旋型旋風(fēng)除塵器③蝸旋型除塵器

④

圓筒型旋風(fēng)除塵器⑤擴(kuò)散型旋風(fēng)除塵器⑥旁路式旋風(fēng)除塵器⑦平面旋流旋風(fēng)除塵器(見圖6-10)⑧龍卷風(fēng)旋流除塵器(見圖6-11)⑨斜置式旋風(fēng)除塵器⑩組合式旋風(fēng)除塵器(見圖6-12)等。29旋風(fēng)除塵器30旋風(fēng)除塵器31旋風(fēng)除塵器32切流式旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)如圖6-13所示，分為蝸殼進(jìn)口旋風(fēng)除塵器[見圖6-13(a)]螺旋面進(jìn)口旋風(fēng)除塵器[見圖6-13(b)]狹縫進(jìn)口旋風(fēng)除塵器[見圖6-13(c)]狹縫進(jìn)口旋風(fēng)除塵器按二次風(fēng)引人方式分為切流式[見圖6-13(d)〕和軸流式[見圖6-13(e)]0軸流式旋風(fēng)除塵器按氣體在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流動(dòng)情況分為軸流反轉(zhuǎn)式[見圖6-13(f)]軸流直流式[見圖6-13(g)]將排出氣體中含塵濃度較大部分(或干凈氣體)以二次風(fēng)的形式再導(dǎo)回旋風(fēng)除塵器就變成龍卷風(fēng)旋風(fēng)除塵器龍卷風(fēng)旋風(fēng)除塵器按二次風(fēng)導(dǎo)人方式分為切流二次風(fēng)[見圖6-13(h)軸流二次風(fēng)[見圖6-13(i)].33三、旋風(fēng)除塵器34旋風(fēng)除塵圖氣流動(dòng)圖胖子型圖實(shí)物圖并行圖35三、旋風(fēng)除塵器36三、旋風(fēng)除塵器

1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋

少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域

旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋

氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度

371.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)（續(xù)）到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁上渦旋－氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出38旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布

39三、旋風(fēng)除塵器A、切向速度根據(jù)“渦旋定律”，外渦旋的切向速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑R的n次方此處n

1，稱為渦流指數(shù)

內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑

內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大

交界圓柱面直徑

d0=(0.6～1.0)de,de

為排氣管直徑

40三、旋風(fēng)除塵器B、徑向速度

假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋平均徑向速度

r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，mC、軸向速度外渦旋的軸向速度向下內(nèi)渦旋的軸向速度向上在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值

412.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

旋風(fēng)除塵器的壓力損失

表6-1局部阻力系數(shù)旋風(fēng)除塵器型式XLTXLT?AXLP?AXLP?Bξ

5.36.58.05.8ρ：氣體的密度,kg/m3Vin：氣體入口速度，m/s

：局部阻力系數(shù)42缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可用下式表示：

A：旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積K——常數(shù)，等于20—40；A——進(jìn)口面積，a×b；L——筒體長度；H——錐體長度；de——排出管直徑。43ξ的求法：1）Shepherd—Lapple式，2）Louis—Thodore式，

442.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

應(yīng)當(dāng)指出：旋風(fēng)除塵器的其他操作因素對壓力損失也有影響－相對尺寸對壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變

—含塵濃度增高，壓力降明顯下降－操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa

453.旋風(fēng)除塵器的除塵效率計(jì)算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ)

在交界面上，離心力FC，向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力FD

若

FC>FD

，顆粒移向外壁若

FC<FD，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋當(dāng)

FC=FD時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為50%

463.旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)）對于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率

另一種經(jīng)驗(yàn)公式473.旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)）旋風(fēng)除塵器的除塵效率－模型2將旋風(fēng)除塵器視為利用離心力進(jìn)行沉降的沉降室沉降室長度為NπD沉降室高度為b沉降速度＝徑向速度Vr活塞流縱向湍流48【例6-2

】：已知XZT一90型旋風(fēng)除塵器在選取入口速度v1=13m/s時(shí)，處理氣體量Q=1.37m3/s。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣（溫度為423K，煙塵真密度為2.1g/cm3）時(shí)的分割直徑和壓力損失。已知該除塵器筒體直徑0.9m，排氣管直徑為0.45m，排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹?.58m，423K時(shí)煙氣的粘度

（近似取空氣的值）μ=2.4×10－5pa﹒s。

解:假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度，即v1=13m/s，取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7de，根據(jù)式

（6－10）由式

（6一9）得氣流在交界面上的切向速度由式（6－12）計(jì)算49P171例6-2（續(xù)）

根據(jù)式（6－16）

此時(shí)旋風(fēng)除塵器的分割直徑為5.31μm。根據(jù)式（5－13）計(jì)算旋風(fēng)除塵器操作條件下的壓力損失：423K時(shí)煙氣密度可近似取為50旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率曲線

514.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（1）二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新進(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較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實(shí)際效率低于理論效率通過環(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)臨界入口速度524.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（2）比例尺寸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，效率下降。錐體適當(dāng)加長，對提高除塵效率有利排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.4～0.65）D。特征長度（naturallength）-亞歷山大公式旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長度應(yīng)當(dāng)接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。

534.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）

（2）比例尺寸對性能的影響比例變化性能趨向投資趨向壓力損失效率增大旋風(fēng)除塵器直徑降低降低提高加長筒體稍有降低提高提高增大入口面積（流量不變）降低降低——增大入口面積（速度不變）提高降低降低加長錐體稍有降低提高提高增大錐體的排出孔稍有降低提高或降低——減小錐體的排出孔稍有提高提高或降低——加長排出管伸入器內(nèi)的長度提高提高或降低提高增大排氣管管徑降低降低提高544.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）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(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式

554.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（3）煙塵的物理性質(zhì)氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度

a代表實(shí)驗(yàn)B代表實(shí)際564.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（4）操作變量提高煙氣入口流速，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，除塵效率下降效率最高時(shí)的入口速度

57a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.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

585.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（續(xù)）

（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(gè)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(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組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

596.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。計(jì)算法：①由入口濃度c0，出口濃度ce（或排放標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算除塵效率η；②選結(jié)構(gòu)型式；③根據(jù)選用的除塵器的分級(jí)效率ηd（分級(jí)效率曲線）和凈化粉塵的粒徑頻度分布f0，計(jì)算ηT,若ηT>η,即滿足要求，否則按要求重新計(jì)算。④確定型號(hào)規(guī)格⑤計(jì)算壓力損失。60經(jīng)驗(yàn)法：①計(jì)算所要求的除塵效率η；②選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式；③根據(jù)選用的除塵器的η—Vi實(shí)驗(yàn)曲線，確定入口風(fēng)速Vi；④根據(jù)氣量Q，入口風(fēng)速Vi計(jì)算進(jìn)口面積A；⑤由旋風(fēng)器的類型系數(shù)求除塵器筒體直徑D，然后便從手冊中查到所需的型號(hào)規(guī)格。6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)61尺寸比例1．筒體直徑D：D愈小，愈能分離細(xì)小顆粒，但過小易引起堵塞。為此，有人用作為限制指標(biāo)。D：150-200mm～800-1100mm

若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。2．入口尺寸（圓形和矩形）為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長H、寬B、面積A、）

類型系數(shù)k一般取0.07-0.3，蝸殼型入口的k較大，D較小，處理氣量Q大，H/B為2-4。623．排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一般d=(0.4-0.6)D0。深度h：切線式h小，則壓損小，但效率降低。經(jīng)驗(yàn)取h≈)De或稍低于入口管底部。4．筒體L1、錐體L2：L1=（1.4-2.0）DL2=（2.0-3.0）DL1+L2≤5D≈（3-4）DL1/L2≈1.5/2.5較宜。5．圓錐角α：一般取20?-30?6．排塵口直徑Dc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般Dc≥70mm636.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選擇除塵器的型式

根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素

-根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為12～25m/s

-確定入口截面A，入口寬度b和高度h

-確定各部分幾何尺寸

64CLT/A型旋風(fēng)除塵器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,CLT/A型除塵器的分類①CLT/A型單筒旋風(fēng)除塵器之氣體和蝸殼可做成左旋和右旋兩種形式;出風(fēng)口方式分X型、Y型兩種，X型為水平出風(fēng)，被處理的氣體經(jīng)蝸殼排出，Y型為上部出風(fēng)，蝸殼直接與風(fēng)管相接即可。(2)CILT/A型雙筒旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)方式為X型、Y型兩種，X型為水平出風(fēng)，被處理氣體經(jīng)蝸殼匯集后排出，Y型為上部出風(fēng)，氣體經(jīng)集風(fēng)帽匯集排出。③CLT/A型三筒旋風(fēng)除塵器只有旁側(cè)進(jìn)風(fēng)一種形式，分左旋、右旋兩種進(jìn)風(fēng)位置，出風(fēng)方式為X型、Y型兩種。④CLT/A型四筒旋風(fēng)除塵器由相反方向的兩對旋風(fēng)筒體和蝸殼組合而成，只有一種進(jìn)風(fēng)位置(正中進(jìn)風(fēng))，出風(fēng)方式分X型、Y型兩種。⑤CLT/A型六筒旋風(fēng)除塵器由相反方向的三對旋風(fēng)筒體和蝸殼組合而成，只有一種進(jìn)風(fēng)位置(正中進(jìn)風(fēng))，出風(fēng)方式分X型、Y型兩種。65CLT/A型旋風(fēng)除塵器66XLP型旁路式旋風(fēng)除塵器的分類XLP型旁路式旋風(fēng)除塵器比一般旋風(fēng)除塵器進(jìn)氣口位置低，使在除塵器頂部有充足的空間形成上旋渦并形成粉塵環(huán)，從旁路分離室引至錐體部分，這樣有害于除塵效率的二次氣流，變成有粉塵集聚作用的上旋渦氣流;旁路分離室設(shè)計(jì)成螺旋形，使進(jìn)人的含塵氣流切向進(jìn)入錐體，避免擾亂錐體內(nèi)壁氣流，防止再次塵化現(xiàn)象。①按XLP型旁路式旋風(fēng)除塵器出風(fēng)方式分類。X型(水平出風(fēng)，吸出式除塵器位于風(fēng)機(jī)吸人側(cè)，并帶有出口蝸殼)，一般用于負(fù)壓操作;Y型(上部出風(fēng)，壓人式除塵器位于風(fēng)機(jī)壓人側(cè))，一般用于正壓或負(fù)壓操作。

②按回旋方向可分為右回旋S型和左回旋N型兩種，兩型號(hào)除塵器有四種組合型式(XN、XS,YN、YS型)。

③按螺旋形旁路分離室分類。XLP/A呈半螺旋形，外形呈雙錐體;XLP/B呈全螺旋形，具有較小圓錐角的單錐體，錐體較長。試驗(yàn)證明在同樣條件下A型效率高于B型，同時(shí)A型阻力大于B型，B型比A型結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小。

④按筒體直徑分類，有300mm,420mm,540mm,700mm,820mm,940mm,1060mm等15種形式.67XLP型旁路式旋風(fēng)除塵器686.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（續(xù)）旋風(fēng)除塵器的比例尺寸尺寸名稱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(shí)的壓力損失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）696.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（續(xù)）也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則

①為防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s為排氣管插人深度；②為避免過高的壓力損失，b≤（D－de）/2；③為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）≥3D；④為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角＝7o～8o；⑤為獲得最大的除塵效率，de/D≈0.4～0.5，（H+L）/de≈8～10；s/de≈1；706.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（續(xù)）P177【例6-2

】

已知煙氣處理量Q=5000m3/h，煙氣密度ρ=1.2kg/m3，允許壓力損失為900Pa。若選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器，試求其主要尺寸。解：由式（6－26）根據(jù)表6－1，ζ＝5.8

v1

的計(jì)算值與表5－3的氣速與壓力降數(shù)據(jù)一致。參考XLP/B品系列；取D=700mm，71小結(jié)一、重力沉降室設(shè)計(jì)要求1．保證粉塵能沉降，L足夠長；2．氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。3．能100%沉降的最小粒徑二、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)步驟：尺寸比例確定；旋風(fēng)除塵器的壓力降；效率。72治理大氣污染刻不容緩73再見第6章除塵裝置§2電除塵器ElectrostaticPrecipitators(ESP)一、電除塵器的工作原理二、電暈放電三、粒子荷電四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集五、被捕集粉塵的清除六、電除塵器的結(jié)構(gòu)七、粉塵比電阻八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)電除塵器的工作原理荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集電除塵器的結(jié)構(gòu)電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)§2電除塵器旋風(fēng)除塵器對于

dp<5μm的粒子處理效率低，必須借助外力（電場力等）捕集更小的粒子

利用高壓電場使塵粒荷電，在電場力作用下使粉塵從氣體中去除的裝置與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)

電除塵發(fā)展簡介早在公元前600年，希臘人就知道被摩擦過的琥珀對細(xì)粒子和纖維的靜電吸引作用，庫侖發(fā)現(xiàn)的平方反比定律稱為靜電學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)，它也是電除塵理論的出發(fā)點(diǎn)。威廉描述到：電能吸引由熄滅的火花產(chǎn)生的煙。1745年，富蘭克林開始研究尖端放電，他似乎是首先研究我們現(xiàn)在所涉及到的發(fā)電尖端的電暈放電。最早有關(guān)煙塵電力吸引的文學(xué)敘述出自英國的宮廷內(nèi)科醫(yī)生威廉吉伯特，時(shí)間是1600年。1772年，貝卡利亞對于大量煙霧的氣體中的放電、電風(fēng)現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)以后，1824-1908年，一些人做了一些有關(guān)凈化過程中煙霧、煙草中的煙等試驗(yàn)。1908年，柯特雷爾發(fā)表了他的第一個(gè)專利，并在賽爾拜冶煉廠電除塵成功地回收了過去很難處理的硫酸霧。后來在他的學(xué)生施密特協(xié)助下又進(jìn)行了發(fā)展，為在冶金和水泥工業(yè)中迅速廣泛地采用電除塵，成功地控制空氣污染奠定了基礎(chǔ)，從本世紀(jì)二十年代到四十年代開始應(yīng)用于其它工業(yè)。

電除塵器外觀圖臥式立式

電除塵器Dust-collectionplateLHigh–voltagewireforcoronadischargeCleangashDirtygasCoronadischargealongthelengthofwireCollecteddustonplateDustremovedfromplatestohoppers2H

集塵板煙氣清潔氣體電暈線長度收集在集塵板上的塵

電除塵器電除塵器煙道氣煙道氣詳圖：嚴(yán)密的放電極收集的粉塵風(fēng)板的距離清潔氣體

電除塵器電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，一般為200～500Pa處理煙氣量大，可達(dá)105～106m3/h能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3對細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99％可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作缺點(diǎn):1、一次性投資高2、安裝精度要求高3、對粉塵比電阻有一定要求

一、電除塵器的工作原理

三個(gè)基本過程懸浮粒子荷電－高壓直流電暈帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集－延續(xù)的電暈電場（單區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場（雙區(qū)電除塵器）捕集物從集塵表面上清除－振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗

一、電除塵器的工作原理靜電極

一、電除塵器的工作原理

一、電除塵器的工作原理（續(xù)）單區(qū)和雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器含塵氣體清潔氣體集塵板（+）電暈線(一)粒子荷電和放電在同一個(gè)電場中進(jìn)行荷電段集塵段電暈線集塵板（-）高壓板（+）

電暈放電粉塵荷電粉塵運(yùn)動(dòng)

（氣體電離）放電金屬線電暈極

含負(fù)離子區(qū)區(qū)

電暈區(qū)

金屬管集塵極

三步曲

一、電除塵器的工作原理示意圖：

二、電暈放電1.電暈放電機(jī)理金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過程遠(yuǎn)離金屬絲，電場強(qiáng)度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域－電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來源

二、電暈放電

（續(xù)）

二、電暈放電（續(xù)）2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場強(qiáng)度（皮克經(jīng)驗(yàn)公式）

一空氣的相對密度m－導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5<m<1.0對于清潔的光滑圓線m=1實(shí)際可取0.6～0.7r----距電暈線中心的距離a---電暈線半徑B---管式電除塵器的半徑V---施加于電暈線與集電極之間的電壓

二、電暈放電（續(xù)）2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓在r=a時(shí)（電暈電極表面上），起始電暈電壓：

=T0P/TP0P0、T0為標(biāo)況下的大氣壓（1atm）和溫度（298K）；

T、P為運(yùn)行狀況的溫度和空氣壓力；可見，起始電暈電壓可以通過調(diào)整電極的幾何尺寸來實(shí)現(xiàn)。電暈線越細(xì)，起始電暈所需要的電壓越小。2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓板式電除塵器：式中：c——兩個(gè)電暈極之間的半徑，m；

a——電暈極半徑，m；

b——電暈極到集塵極的距離。二、電暈放電（續(xù)）

二、電暈放電（續(xù)）

正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線

電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空氣全部電離--電場擊穿；相應(yīng)的電壓--擊穿電壓在相同電壓下通常負(fù)電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性強(qiáng)，操作電壓和電流高的負(fù)電暈極；空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，好處在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量低

二、

電暈放電（續(xù)）3.影響電暈特性的因素

電極的形狀、電極間距離氣體組成、壓力、溫度不同氣體對電子的親合力、遷移率不同氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產(chǎn)生碰撞電離所需要的電壓氣流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極上的沉積

電壓的波形

三、粒子荷電

兩種機(jī)理電場荷電或碰撞荷電--離子在靜電力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，與粒子碰撞而使粒子荷電擴(kuò)散荷電--離子的擴(kuò)散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場

粒子的主要荷電過程取決于粒徑對于dР﹥0.5m的微粒，以電場荷電為主對于dР﹤0.5m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主對于粒徑介于0.15～0.5m之間的粒子，則需要同時(shí)考慮這兩種過程。

1.電場荷電粒子荷電電荷累積粒子場強(qiáng)增加沒有氣體分子能夠到達(dá)粒子表面，電荷飽和（1）荷電量的計(jì)算

1.電場荷電（續(xù)）粒子獲得的飽和電荷

（2）影響電場荷電的因素

粒徑dp和介電常數(shù)ε電場強(qiáng)度E0和離子密度N0

一般粒子的荷電時(shí)間僅為0.1s，相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)10～20cm所需要的時(shí)間，一般可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷

2.擴(kuò)散荷電與電場電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，不存在離子動(dòng)能上限）

荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間

擴(kuò)散荷電理論方程

3.電場荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用處于中間范圍

（0.15～0.5μm）的粒子，需同時(shí)考慮電場荷電和擴(kuò)散荷電根據(jù)Robinson的研究，簡單地將電場荷電和擴(kuò)散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時(shí)的荷電量，與實(shí)驗(yàn)值基本一致3.電場荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用【例6-5】利用下列數(shù)據(jù)，決定電場和擴(kuò)散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時(shí)間的變化。已知ε＝5，E0＝3×106V/m，T＝300K，N=2×1015離子/m3，=467m/s，dp＝0.1，0.5和1.0μm。解：由方程

（6-31）得電場荷電的飽和電荷由方程

（6-32）可以計(jì)算擴(kuò)散荷電過程的荷電量隨時(shí)間的變化那么3.電場荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用【例6-5】（續(xù)）粒子荷電量隨時(shí)間和粒徑的變化

4.異常荷電現(xiàn)象

（1）沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象,通常當(dāng)高比電阻高于2×1010Ωm時(shí)，較易發(fā)生火花放電或反電暈，破壞正常電暈過程（2）氣流中微小粒子的濃度高時(shí)，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重抑制著電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷（3）當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí)，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞

四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集

1.驅(qū)進(jìn)速度

力平衡關(guān)系t＝0時(shí)，

＝0，則最終得

1.驅(qū)進(jìn)速度

在所有的電除塵器中，e的指數(shù)項(xiàng)是一個(gè)很大的數(shù)值。例如，密度為1g/cm3、直徑為10μm的球狀粉塵粒子，在空氣中有若t>10－2s，完全可以忽略不計(jì)所以，驅(qū)進(jìn)速度（電場力與空氣阻力達(dá)到平衡）

1.驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度與粒徑和場強(qiáng)的關(guān)系當(dāng)顆粒直徑為2～50m時(shí)，

與粒徑成正比

2.捕集效率一德意希公式德意希公式的假定:除塵器中氣流為湍流狀態(tài)在垂直于集塵表面的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的粒子進(jìn)入除塵器后立即完成了荷電過程忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響

2.捕集效率一德意希公式dt時(shí)間內(nèi)在長度為dx的空間所捕集的粉塵量為由dt＝dx/u積分最終得2.捕集效率一德意希公式捕集效率隨粒徑的變化3.有效驅(qū)進(jìn)速度當(dāng)粒子的粒徑相同且驅(qū)進(jìn)速度不超過氣流速度的10％～20％時(shí)，德意希方程理論上才是成立的

作為除塵總效率的近似估算，ω應(yīng)取某種形式的平均驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度--實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下測得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以ωe表示

ωe=0.2—2m/sK—指數(shù)，一般取0.5

3.有效驅(qū)進(jìn)速度粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m?s-1粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m?s-1煤粉（飛灰）0.10～0.14沖天爐（鐵－焦比＝10）0.03～0.04紙漿及造紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.06～0.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.10～0.11酸霧（H2SO4）0.06～0.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.06～0.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.16～0.20催化劑粉塵0.08二級(jí)高爐（80％生鐵）0.125

五、被捕集粉塵的清除

電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積

粉塵沉積在電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除

從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進(jìn)入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在干式電除塵器中，一般用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰

五、被捕集粉塵的清除現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率常用的振打器有電磁型和撓臂錘型

振打裝置示意圖本圖為搖臂錘振打示意圖每排收塵極板設(shè)置一搖臂錘，各錘錯(cuò)開振打力度影響除塵效果。請問：影響振打力度的主要因素有哪些。錘臂長、捶重、材質(zhì)等

六、電除塵器結(jié)構(gòu)－除塵器類型

1.除塵器類型雙區(qū)電除塵器－通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門單區(qū)電除塵器－控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場合板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25～50m3/s以上

2.電暈電極電暈電極

常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等

電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易清灰等

a.圓形線

b.星形線

c.鋸齒線

d.芒刺線

電暈極示意圖

2.電暈電極電暈電極

電暈線固定方式重錘懸吊式管框繃線式

3.集塵極集塵極集塵極結(jié)構(gòu)對粉塵的二次揚(yáng)起，及除塵器金屬消耗量

（約占總耗量的40％～50%）有很大影響性能良好的集塵極應(yīng)滿足下述基本要求振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)起少單位集塵面積消耗金屬量低極板高度較大時(shí)，應(yīng)有一定的剛性，不易變形振打時(shí)易于清灰，造價(jià)低3.集塵極常用板式電除塵器集塵極進(jìn)展－寬間距壓電除塵器：現(xiàn)已公認(rèn)，在某些情況下板間距可比平常增加50％～100%，然而除塵器性能并未改變。其原理還沒有完全解釋清楚

集塵極形式

核心部件圖

4.高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場強(qiáng)和電暈電流供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70～l000kV，電流為100～2000mA增加供電機(jī)組的數(shù)目，減少每個(gè)機(jī)組供電的電暈線數(shù)，能改善電除塵器性能，但投資增加。必須考慮效率和投資兩方面因素

5.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對除塵效率具有較大影響為保證氣流分布均勻，在進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)變徑管道，進(jìn)口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)氣流分布板最常見的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板

對氣流分布的具體要求是任何一點(diǎn)的流速不得超過該斷面平均流速的40%在任何一個(gè)測定斷面上，85%以上測點(diǎn)的流速與平均流速不得相差25%。5.氣流分布板氣流分布不均勻時(shí)，電除塵器通過率的校正系數(shù)FV

七、粉塵比電阻比電阻各種物質(zhì)的電阻與其長度成正比，與其橫截面積成反比，并和溫度有關(guān)：

Rs——比電阻；

L——長度；

A——橫截面積。定義：一種物質(zhì)的比電阻是其長度和橫截面積各為一單位時(shí)的電阻，比電阻的倒數(shù)稱為電阻率。

1.粉塵的導(dǎo)電性工業(yè)粉塵導(dǎo)電方式有兩種:本體導(dǎo)電：取決于粉塵和氣體的溫度及組成。在高溫時(shí)（約大于200℃），導(dǎo)電主要通過粉塵本體內(nèi)部的電子或離子進(jìn)行。在本體導(dǎo)電占優(yōu)勢的溫度范圍內(nèi)，粉塵比電阻稱為容積比電阻。表面導(dǎo)電：在較低溫度下，氣體中存在的水分或其它化學(xué)調(diào)節(jié)劑被塵粒表面吸附，因而導(dǎo)電主要是沿塵粒表面所吸附的水分和化學(xué)膜進(jìn)行的，在導(dǎo)電沿塵粒表面進(jìn)行的溫度范圍內(nèi)，粉塵比電阻稱為表面比電阻。沉積在集塵電極上的灰塵的比電阻對電除塵器能否有效地運(yùn)行有顯著的影響：

1.粉塵的導(dǎo)電性比電阻過高或過低都會(huì)大大降低電除塵器的除塵效率，適宜的范圍是從103--104Ω·cm--2×1010Ω·cm。通常所需要的粉塵的最小導(dǎo)電率是10－10（Ω/cm）－1

高比電阻粉塵－導(dǎo)電率低于大約10－10（Ω/cm）－1，即電阻率大于1010Ω/cm的粉塵，通常稱為高比電阻粉塵。影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場強(qiáng)度等

在評價(jià)電除塵器的操作性能時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場測得的粉塵比電阻數(shù)據(jù)

（1）比電阻過低如果灰塵的比電阻小于103--104Ω·cm，形成在集塵電極上跳躍的現(xiàn)象，最后可能被氣流帶出電除塵器。用電除塵器處理各種金屬粉塵和石墨粉塵、炭黑粉塵都可以看到這一現(xiàn)象。解決途徑：采取在電除塵氣后面串聯(lián)旋風(fēng)除塵器的辦法來解決。j-+V

比電阻過高時(shí)模擬電路圖（2）比電阻過高當(dāng)灰塵的比電阻超過1010Ω·cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降。主要是由于比電阻過高，容易形成反電暈現(xiàn)象，使電除塵器的效率降低。

1.粉塵的導(dǎo)電性煙氣濕度和溫度對粉塵比電阻的影響a.飛灰b.水泥窯粉塵2.高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響高比電阻粉塵會(huì)干擾電場條件，導(dǎo)致除塵效率下降低于1010Ω/cm時(shí)，比電阻幾乎對除塵器操作和性能沒有影響比電阻介于1010～1011Ω/cm之間時(shí)，火花率增加，操作電壓降低高于1011Ω/cm時(shí)，產(chǎn)生明顯反電暈2.高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響粉塵比電阻對除塵器伏安特性的影響

2.高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響粉塵比電阻對有效驅(qū)進(jìn)速度的影響

2.高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響粉塵比電阻對場強(qiáng)分布的影響

3.克服高比電阻影響的方法保持電極表面盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導(dǎo)電性增加。最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是SO3

改變煙氣溫度向煙氣中噴水，同時(shí)增加煙氣濕度和降低溫度發(fā)展新型電除塵器

煙氣調(diào)質(zhì)S含量對粉塵比電阻的影響Log10resistivity,Ω?cm3.克服高比電阻影響的方法

4.電除塵器分類按清灰方式分類干式、濕式、半干式按氣流運(yùn)動(dòng)方向分類立式、臥式按集塵極形式分類管式、板式按兩極配置方式分類單區(qū)、雙區(qū)按電除塵原理的應(yīng)用不同進(jìn)行分類靜電復(fù)合式電除塵器敞開式電除塵器

5.電除塵器的安裝、調(diào)試與運(yùn)行維護(hù)（1）電除塵器的安裝①安裝要求②安裝程序③注意事項(xiàng)：A、進(jìn)、出口安裝溫度計(jì)B、安裝一氧化碳檢測裝置（2）電除塵器的調(diào)試1、調(diào)試部分A、本體調(diào)試構(gòu)件安裝、氣量測定、分布裝置檢查、清灰裝置檢查等B、供電裝置調(diào)試C、整體電除塵系統(tǒng)調(diào)試（3）電除塵器的運(yùn)行維護(hù)A、本體維護(hù)B、供電裝置維護(hù)

八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)

電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)仍然主要采用經(jīng)驗(yàn)公式類比方法

參數(shù)符號(hào)取值范圍板間距S23～28cm驅(qū)進(jìn)速度ω3～18cm/s比集塵極表面積A/Q300～2400m2（1000m3/min）氣流速度v1～2m/s長高比L/H0.5～1.5比電暈功率Pc/Q1800～18000W/(1000m3/min)電暈電流密度Ic/A0.05～1.0A/m2平均氣流速度

煙煤鍋爐v1.1～1.6m/s褐煤鍋爐v1.8～2.6m/s、

八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)1.比集塵表面積的確定

根據(jù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定有效驅(qū)進(jìn)速度ωe按德意希方程求得比集塵表面積A/Q2.長高比的確定集塵板有效長度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的多少要求除塵效率大于99%時(shí)，除塵器的長高比至少要1.0～1.5。

八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)3.氣流速度的確定通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速增加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速增加4.氣體的含塵濃度如果氣體含塵濃度很高，電場內(nèi)塵粒的空間電荷很高，易發(fā)生電暈閉塞應(yīng)對措施－提高工作電壓，采用放電強(qiáng)烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等

八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素

電暈電極：支撐方式和方法集塵電極：類型、尺寸、裝配、機(jī)械性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能整流裝置：額定功率、自動(dòng)控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測裝置電暈電極和集塵電極的振打機(jī)構(gòu)：類型、尺寸、頻率范圍和強(qiáng)度調(diào)整、總數(shù)和排列灰斗：幾何形狀、尺寸、容量、總數(shù)和位置輸灰系統(tǒng)：類型、能力、預(yù)防空氣泄漏和粉塵反吹殼體和灰斗的保溫，電除塵器頂蓋的防雨雪措施便于電除塵器內(nèi)部檢查和維修的檢修門高強(qiáng)度框架的支撐體絕緣器：類型、數(shù)目、可靠性氣體入口和出口管道的排列需要的建筑和地基獲得均勻的低湍流氣流分布的措施

電除塵器的選擇設(shè)計(jì)和應(yīng)用小結(jié)1．

電除塵的選擇①

煙塵和煙氣的來源和生產(chǎn)過程；②

煙塵粒度大小的分布；③

煙塵濃度；④

煙塵成分和結(jié)構(gòu)；⑤

現(xiàn)場實(shí)際的煙塵比電阻；⑥

總煙量；⑦

煙氣的壓力、溫度和成分；⑧

煙氣和煙塵的腐蝕性。2．電除塵的設(shè)計(jì)（1）收集資料（2）確定有效驅(qū)進(jìn)速度（3）集塵極板面積（4）其它輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）收集資料根據(jù)以上各節(jié)的討論，可以歸納選擇和設(shè)計(jì)除塵器時(shí)的主要參數(shù)。①

要求的除塵效率或除塵的進(jìn)出口含塵濃度，；②

煙氣和煙塵的性質(zhì)及回收價(jià)值③

設(shè)備材料的供應(yīng)情況及價(jià)格（2）確定有效驅(qū)進(jìn)速度影響有效驅(qū)進(jìn)速度的因素如下：

a．粒徑dp：在除塵效率一定時(shí)，粒徑較大，則所需單位集塵極板面積（A/V）減小，有效驅(qū)進(jìn)速度可取高點(diǎn)；反之可取小點(diǎn)。

b．除塵效率：除塵效率降低則有效驅(qū)進(jìn)速度增加；除塵效率增加則有效驅(qū)進(jìn)速度降低。

c．比電阻：比電阻降低則有效驅(qū)進(jìn)速度增加；比電阻增加則有效驅(qū)進(jìn)速度降低。測得允許的電暈電流密度值減小，塵粒的荷電量減小，荷電時(shí)間增大，故可取小的驅(qū)進(jìn)速度。

d．二次揚(yáng)塵

（3）集塵極板面積按多依奇方程式計(jì)算。注意：板式除塵的有效集塵面積是指電暈放電空間的收塵電極的凈當(dāng)量面積。（4）其它輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容氣流速度v：指總的氣體流量和通道截面積計(jì)算而得的平均氣速。降低氣速，效率可以提高，但低到一定程度，有效驅(qū)進(jìn)速度卻隨之下降。因此，應(yīng)在滿足所需的效率下選取有效驅(qū)進(jìn)速度高的風(fēng)速，才是較經(jīng)濟(jì)的。一般取0.4-4.5m/s。此外設(shè)計(jì)內(nèi)容還有電暈功率、管式電除塵的管徑、有效的高壓分組電場數(shù)、電暈電極長度、電極的振打等。

電除塵器內(nèi)部尺寸的設(shè)計(jì)（一）平板式電除塵器

根據(jù)求出Ac，然后根據(jù)選定的集塵極的間距2b，高度h及長度L確定所需通道數(shù)n，再計(jì)算其它各項(xiàng)。1．

通道數(shù)：2．

通道橫截面積：3．

處理氣量：4．

處理停留時(shí)間：于是平板型除塵器的效率公式為：

管式電除塵器設(shè)除塵器圓筒個(gè)數(shù)為n，圓筒半徑為R，長度為L，則有：1．

圓筒個(gè)數(shù)：2．

通道橫截面積：3．

處理氣量：4．

處理時(shí)間：效率：

除塵裝置的選擇除塵器的性能可用技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評價(jià)

處理氣體量技術(shù)指標(biāo):

壓力損失捕集效率基建投資

經(jīng)濟(jì)指標(biāo):

占地面積以及使用壽命運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)謝謝

第六章除塵裝置§3濕式除塵器Scrubber一、概述二、濕式除塵器的除塵機(jī)理三、噴淋塔洗滌器四、旋風(fēng)洗滌器五、文丘里洗滌器教學(xué)重點(diǎn)：碰撞參數(shù)；濕式除塵器的常見類型；文丘里洗滌器。教學(xué)難點(diǎn)：文丘里洗滌器的組成、原理§3

濕式除塵器一、概述使含塵氣體與液體

（一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵粒或使粒徑增大的裝置

可以有效地除去直徑為0.1～20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物

高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為0.2～1.5kPa，對10μm以上粉塵的凈化效率可達(dá)90％～95%高能濕式除塵器的壓力損失為2.5～9.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5％以上

濕式除塵器

濕式除塵器板式塔填料塔

濕式除塵器旋風(fēng)水膜除塵工程上使用的濕式除塵器型式很多，大體分為低能、高能兩類。低能壓力損失0.2-1.5Kpa，包括噴霧塔、旋風(fēng)洗滌器等。一般耗水量（L/G比）0.5-3.0l/m3，對10μm以上的η可達(dá)90-95%,常用于焚燒爐、化肥制造、石灰窯的除塵;高能濕式除塵器ΔP=2.5-9.0Kpa，η可達(dá)95%以上,如文丘里洗滌器。根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，大致分為重力噴霧洗滌器旋風(fēng)洗滌器自激噴霧洗滌器板式洗滌器填料洗滌器文丘里洗滌器機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器

主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍裝置名稱氣體流速/m?s-1液氣比/l?m-3壓力損失/Pa分割直徑/μm噴淋塔0.1～22～3100～5003.0填料塔0.5～12～31000～25001.0旋風(fēng)洗滌器15～450.5～1.51200～15001.0轉(zhuǎn)筒洗滌器（300～750r/min）0.7～2500～15000.2沖擊式洗滌器10～2010～500～1500.2文丘里洗滌器60～900.3～1.53000～80000.1

濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn)

在耗用相同能耗時(shí)，

比干式機(jī)械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1

m以下粉塵粒子，仍有很高效率

可與靜電除塵器和布袋除塵器相比，而且還可適用于它們不能勝任的條件，如能夠處理高溫，高濕氣流，高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體在去除粉塵粒子的同時(shí)，還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用，又起到冷卻、凈化的作用

濕式除塵器的缺點(diǎn)

排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用

凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，應(yīng)采取防凍措施

二、濕式除塵器的除塵機(jī)理Scrubber濕式除塵機(jī)理涉及各種機(jī)理中的一種或幾種。主要是慣性碰撞、擴(kuò)散效應(yīng)、粘附、擴(kuò)散漂移和熱漂移、凝聚等作用。

1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率慣性碰撞是濕式除塵的一個(gè)主要機(jī)理?，F(xiàn)討論塵粒、液滴和氣流性質(zhì)對碰撞的影響問題，為簡化起見，現(xiàn)考慮下述模型：含塵氣流在運(yùn)動(dòng)過程中同液滴相遇，在液滴前xd處氣流開始改變方向，繞過液滴運(yùn)動(dòng)，而慣性較大的塵粒有繼續(xù)保持其原來直線運(yùn)動(dòng)的趨勢。塵粒運(yùn)動(dòng)主要受兩個(gè)力支配，即其本身的慣性力以及周圍氣體對它的阻力。二、濕式除塵器的除塵機(jī)理定義：塵粒從脫離流線到慣性運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)所移動(dòng)的直線距離稱為粒子的停止距離xs;xd為原始距離，即氣流改變方向時(shí)，液滴距塵粒的距離。若xs≥xd時(shí)發(fā)生碰撞,一般用碰撞參數(shù)φ

=xs/xd來反映除塵效率的大小。碰撞參數(shù)受到多種因素的影響,在上述簡化模型的前提下，現(xiàn)以液滴直徑dD代替xd(液滴直徑dD大，流線拐彎處的距離越大，xd越大)。并用慣性碰撞數(shù)Ni來表示碰撞參數(shù)φ的大小。將xs與dD(液滴直徑)的比值稱為碰撞數(shù)Ni。塵粒與液滴間的碰撞率，即塵粒從氣流中除去的效率與此碰撞數(shù)有關(guān)。(1)根據(jù)粉塵受力情況推導(dǎo)碰撞數(shù)Ni推導(dǎo)過程如下:粉塵運(yùn)動(dòng)時(shí)主要受兩個(gè)力的作用：慣性力FI和阻力fd。

FI=fd時(shí)經(jīng)過積分得xs

Vp0——相對速度，即塵粒相對于液滴的速度；二、濕式除塵器的除塵機(jī)理

dD——液滴直徑。碰撞數(shù)的影響因素：①Vp0：Vp0增大，Ni增大，則效率增大。②dD：dD增大，Ni減小，則效率減小。二、濕式除塵器的除塵機(jī)理但太小，相對速度會(huì)變得太小，粉塵跟液滴碰撞不上。一般dD>100μm(據(jù)stokes公式可推算出來)

dp?。?μm）dp大（5-10μm）二、濕式除塵器的除塵機(jī)理

1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率(2)慣性碰撞參數(shù)也可以用Stokes準(zhǔn)數(shù)表示。定義xs與液滴直徑dD的比值為Stokes準(zhǔn)數(shù)(即慣性碰撞數(shù)Ni)，對Stokes粒子的除塵效率有：定義慣性碰撞參數(shù)NI：停止距離xs與液滴直徑dD的比值對斯托克斯粒子up：粒子運(yùn)動(dòng)速度uD：液滴運(yùn)動(dòng)速度dD：液滴直徑

二、濕式除塵器的除塵機(jī)理

由上式可見，當(dāng)塵粒直徑和密度確定以后，碰撞參數(shù)NI與粒子和液滴之間的相對速度成正比，而與液滴直徑成反比。所以對于給定的煙氣系統(tǒng)，要提高NI值，必須提高氣液相對運(yùn)動(dòng)速度和減小液滴直徑。目前，工業(yè)上常用的各種濕式除塵器基本上是圍繞這兩個(gè)因素發(fā)展起來的。但液滴直徑并非愈小愈好，直徑過小，液滴容易隨氣流一起運(yùn)動(dòng)，減小了氣液相對運(yùn)動(dòng)速度。氣體的粘度越大則效率愈低。1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率除塵效率：NI值越大，粒子慣性越大，則ηII越高對于勢流和粘性流，ηII=f(NI)有理論解，一般情況下，JohnStone等人的研究結(jié)果

K—關(guān)聯(lián)系數(shù)，其值取決于設(shè)備幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)操作條件L—液氣比，L/1000m3

2.接觸功率與除塵效率

根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗(yàn)公式，能夠較好地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的關(guān)系接觸功率理論：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機(jī)理無關(guān)

2.接觸功率與除塵效率

總能耗Et:氣流通過洗滌器時(shí)的能量損失EG+霧化噴淋液體過程中的能量消耗EL

ΔPG:氣體壓力損失，Pa

PL:液體入口壓力，PaQL,QG:液體和氣體流量，m3/s2.接觸功率與除塵效率除塵效率其中，傳質(zhì)單元數(shù)

－除塵器的特性參數(shù)（見下頁）

2.接觸功率與除塵效率

粉塵和塵源類型1L－D轉(zhuǎn)爐粉塵4.4500.46632滑石粉3.6260.35063磷酸霧2.3240.63124化鐵爐粉塵2.2550.62105煉鋼平爐粉塵2.0000.56886滑石粉2.0000.65667從硅鋼爐升華的粉塵1.2260.45008鼓風(fēng)爐粉塵0.9550.89109石灰窯粉塵3.5671.052910從黃銅熔爐排出的氧化鋅2.1800.531711從石灰窯排出的堿2.2001.229512硫酸銅氣溶膠1.3501.067913肥皂生產(chǎn)排出的霧1.1691.414614從吹氧平爐升華的粉塵0.8801.619015沒有吹氧的平爐粉塵0.7951.5940除塵器的特性參數(shù)

3.分割粒徑與除塵效率分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中分離粒子的難易程度和洗滌器的性能多數(shù)慣性分離裝置的分級(jí)通過率可以表示為da:粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑Ae，Be:均為常數(shù)對填充塔和篩板塔，Be=2；離心式洗滌器，Be=0.67；文丘里洗滌器（當(dāng)NI=0.5～5），Be=2

3.分割粒徑與除塵效率通過率與分割粒徑的關(guān)系

3.分割粒徑與除塵效率分割直徑與壓力降的關(guān)系（分割－功率關(guān)系）

三、噴霧塔洗滌器

假定所有液滴具有相同直徑液滴進(jìn)入洗滌器后立刻以終末速度沉降液滴在斷面上分布均勻、無聚結(jié)現(xiàn)象含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水

三、噴霧塔洗滌器

則立式逆流噴霧塔靠慣性碰撞捕集粉塵的效率可以用下式預(yù)估ut

一液滴的終末沉降速度，m/sVG－空塔斷面氣速，m/sz－氣液接觸的總塔高度，m

d－單個(gè)液滴的碰撞效率

三、噴霧塔洗滌器單液滴捕集效率ηd可用下式表示對于Stokes粒子，紊流過渡區(qū)，

牛頓區(qū)，

錯(cuò)流式中，垂直方向氣速=0，,所以

三、噴霧塔洗滌器錯(cuò)流式噴霧塔

三、噴霧塔洗滌器噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵嚴(yán)格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的操作是很有必要

四、旋風(fēng)洗滌器干式旋風(fēng)分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡單的旋風(fēng)洗滌器噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風(fēng)洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底在出口處通常需要安裝除霧器

四、旋風(fēng)水膜除塵器

噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流的水膜含塵氣流由筒體下部導(dǎo)入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走

四、旋風(fēng)洗滌器旋風(fēng)洗滌器的壓力損失范圍一般為0.5～1.5kPa，可以下式進(jìn)行估算

－旋風(fēng)洗滌器的壓力損失，pa－噴霧系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)的壓力損失，Pa－液滴密度，kg/m3－液滴初始平均速度，m/s

四、旋風(fēng)洗滌器離心洗滌器凈化dp<5μm的塵粒仍然有效耗水量L/G=0.5～1.5L/m3適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場合可單獨(dú)使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作脫水器由于氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使其帶水現(xiàn)象減弱可采用比噴霧塔更細(xì)的噴嘴

五、文丘里洗滌器除塵器系統(tǒng)的構(gòu)成文丘里洗滌器除霧器沉淀池加壓循環(huán)水泵除塵過程文丘里除塵器：

收縮管，

喉管，

擴(kuò)散管就其斷面形狀圓形文丘里除塵器矩形文丘里除塵器